LED植物工厂——中国有了自己的最高级农业.pdf

科学之友 2020 04 32 LED植物工厂 中国有了自己的最高级农业 这里所有的菜都可以摘了直接吃 这里所有的菜都可以摘了直接吃 北京中环 易达设施园艺科技有限公司 下简称北京中环易达 副总经理刘从文介绍说 这是国内首个智能型LED植物工厂 300多平方米 的大厅里 玻璃房内 是由双列5层育苗架组成的植物 育苗工厂 蓝色 紫色的人工光源下 排列整齐的种 苗正茁壮成长 刘从文表示 其单位面积育苗效率可 达常规育苗的40倍以上 育苗周期则缩短40 玻璃 房外 是采用5层栽培床立体种植的蔬菜工厂 细圆陶 粒 土壤 上种着叶用莴苣 几乎每一棵都长得一模 一样 让参观者领略到 工厂化生产 的奥妙 LED植物工厂选用深液流 DFT 水耕栽培模 式 所栽培的叶用莴苣从定植到采收仅用20天左右 比常规大田栽培周期缩短40 单位面积产量为露地 栽培的25倍以上 产品清洁无污染 商品价值高 刘从文解释说 环境控制系统由传感器 控制 器和执行机构3部分组成 这里有几十个传感器 覆盖 温度 湿度 光照度 二氧化碳浓度 营养液酸碱度 pH值 营养液浓度 EC值 液温和溶氧 DO 值 等作物根上部环境因子及其根际环境因子 通过 传感器及搭载人工智能摄像头的视觉分析系统 不断 优化调节温 光 水 气 肥等参数 采集植物生长 表型参数变化并进行学习计算 得出作物生长最优化 的数据模型 实行 植物对话 最终的目的是用最 少的资源实现最大化的产量 最优化的质量 让农业摆脱 靠天吃饭 LED植物工厂是国际公认设施农业发展的最 高级阶段 我国植物工厂技术奠基人 中国农科院 农业环境与可持续发展研究所 设施植物环境工程团 队 首席研究员杨其长如是说 说它最高级 是因为它使千百年来 靠天吃 20世纪90年代 当人们路过北京北三环路联想桥一带 总会奇怪 三环以内居然还有农田 后来才知道 那是中国农科院的试验 田 不知从什么时候起 这片试验田上盖起了钢结构的大房子 模样既不像写字楼 更不像居民楼 后来才知道 那是比普通试验田级 别更高的LED植物工厂 文 瞿剑 Innovation 创新 企业风采 33 饭 依赖自然循环的农业既摆脱了太阳 由人工光 源代替 也摆脱了土壤 由营养液代替 实现了可控 环境下的 高效生产 是一项真正的颠覆性技术 高效生产 有多高效 杨其长解释 其单位面 积产量可达自然栽培的几十倍甚至上百倍 用水量却 不到5 由于植物工厂是一种通过设施内高精度的环 境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统 由 计算机对植物生长过程的温度 湿度 光照 二氧化 碳浓度以及营养液等进行自动控制 所以不受或很少 受自然条件制约 可以实现在荒漠 戈壁 海岛 水 面等非可耕地 以及城市摩天大楼或普通家居 乃至 外太空环境下进行农作物生产 源源不断地为人类提 供口舌之需 数九寒天 如果嫌天气冷 嫌菜价贵 或担心蔬 菜安全和品质问题 不妨自家备上一台冰箱大小的 家庭植物工厂 喜欢什么菜就种什么菜 种得省 心 吃得放心 玩得开心 这 不是科学幻想 而是 已经实现的技术 可是仅仅十多年前 世界范围内 仅有日本 美 国 荷兰等少数发达国家掌握这项技术 对我们来 说 当时这就是科幻 杨其长说 未来植物工厂也能成为中国名片 杨其长介绍 国内有关植物工厂的系统研究 始 于十几年前中国农科院环发所 密闭式人工光植物生 产系统 以及 水耕栽培营养液在线检测和控制系 统 的研究 但更早可以追溯到20世纪50年代的设施 小气候 课题组 这是一项历经60余年攻关 几 代科学家传承接力的事业 2005年 杨其长查阅资料发现 LED的红蓝光组 合 可为植物光合作用提供理想的光谱 他马上设 想 将LED用于植物工厂 代替当时的荧光灯 会不 会是一个新的发展方向 由于当时民用LED与植物所需光谱成分差距很 大 团队先后与中国科学院半导体研究所等国内多个 科研机构联系 花费了数倍于民用LED的价格 共同 开发出4套LED植物光源板系统 此后两年多 他们先 后进行了植物育苗 叶用蔬菜栽培 药用植物栽培以 及植物组培等试验研究 取得了一大批植物光配方参 数 之后 在国家 863 计划项目 智能化植物工厂 生产技术研究 和中国农科院创新工程支持下 15家 产学研用单位联合攻关 终于获得一系列创新突破 2009年8月31日 是载入中国植物工厂发展历史的 一天 团队与北京中环易达开发的国内首个智能型植 物工厂在长春农博会闪亮登场 收获了170多万观众的 惊喜目光 标志着我国已经成为世界上少数系统掌握 智能化植物工厂技术的国家 2012 2015年 我国连续举办4期植物工厂技术国 际培训班 20多个国家的学员接受了系统的植物工厂 训练 基于光配方的植物LED光源产品推广到美国 日本 欧洲等国家和地区 植物工厂成套产品已推广 到新加坡等 不仅是北京 近年来 深圳 苏州 泉州 大 连 长春等地都纷纷建起了植物工厂 诸多高科技企 业以及中国科学院等科研机构参与其中 农业向高端 化发展的趋势愈发明显 未来植物工厂也能成为中 国名片 杨其长信心满满