無土栽培:高大上的植物工廠!
到底什么是植物工廠?你可能會在一些農業節目或者專業人員的口中聽到這個詞“植物工廠”,這個詞經常和“高科技”、“高技術”等等一些高大上的詞連在一起,那么到底什么是高大上的植物工廠呢?
植物工廠
一、植物生長
呼吸作用
了解植物工廠,我們首先來了解一下植物生長的過程。種子的萌發需要吸水分,初期有種子直接供給營養,一般從植物的三片葉開始由植物的根部選擇需要的營養吸收供給植物生長。植物的葉片中還有葉綠素,在光照下可以吸收空氣中的二氧化碳通過光合作用將二氧化碳轉化為碳水化合物(糖類)并釋放氧氣。在無光的條件下通過呼吸作用消耗一部分碳水化合物(糖類)供給植物生長,剩余部分轉化為淀粉、脂肪、纖維素等物質。植物種子發芽,從小苗到果實,生長總是受到自然界土(載體)、光、水、養分、溫度、氣體等各種因素的影響。
二、工廠
工廠
工廠是工業革命時出現的詞。伴隨工業革命的進行,誕生了很多通過機械設備取代大部分人工勞動生產商品的建筑,稱之為工廠。簡單的說工廠是利用機械設備進行流程化生產的場地。工業的發展分了4個階段:工業1.0 蒸汽化、工業2.0 電氣化、工業3.0 自動化以及最新的工業4.0 智能化。
三、植物工廠的發展
隨著科技的進步,工業和農業都在飛速發展,由日本最先提出了植物工廠的概念:通過設施內高精度環境控制實現農作物周年連續生產的高效農業系統。是現代生物技術、建筑工程、環境控制、機械傳動、材料科學、設施園藝和計算機科學等多學科集成創新、知識與技術高度密集的農業生產方式。1957年世界上第一個植物工廠在丹麥誕生,隨后日本和美國也開始發展植物工廠,2004年中國農業大學建成了網絡控制式人工光植物工廠,2016年中科三安在福建建成了國際單體面積最大的全人工光植物工廠。
植物工廠技術的突破將會解決人類發展面臨的諸多瓶頸,甚至可以實現在荒漠、戈壁、海島、水面等非可耕地,以及在城市的摩天大樓里進行正常生產。所以它也被認為是21世紀解決食品安全、人口、資源等眾多問題的重點,也是航天工程、星球探索等過程中提供食物的重要手段。
四、植物工廠的分類
太陽和人工并用型
太陽光利用型
人工光利用型
植物工廠有很多不同的分類形式,但最常用的是按照光源類型來分為三類,即太陽光利用型(簡稱太型)、人工光利用型或者叫完全控制性(簡稱完型)、太陽光和人工光并用型(綜合型)。其中,人工光利用型被視為狹義的植物工廠,稱為密閉式植物工廠或者叫完全控制性(簡稱完型),它是植物工廠發展的高級階段。
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