植物工厂是解决作物产量问题的重要方案

分类：新闻资讯
作者：武汉叶动力
来源：武汉叶动力
发布时间：2022-04-29 14:58

【概要描述】如何在现有耕种面积和维护生态环境的前提下解决作物产量的问题，植物工厂成为了重要的解决方案之一。

植物工厂是解决作物产量问题的重要方案

【概要描述】如何在现有耕种面积和维护生态环境的前提下解决作物产量的问题，植物工厂成为了重要的解决方案之一。

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得益于一系列统称为绿色革命的农业革新，在1960-2010年间，全球粮食产量增长了175%。通过培育高产作物、改善氮肥的使用以及改良灌溉方式，农业部门避免了世界人口快速增长可能造成的全球性饥荒。

近些年来，绿色革命的技术逐渐达到了极限，全球作物产量已经止步不前。水稻、小麦和玉米的年产量增长率从1960-1990年的2.19-2.95%下降到1990-2010年的0.79-1.74%。同时，温室气体排放、氮肥污染、土壤退化等现代农业的负面影响开始显现。

据预测，到2050年，全球人口会从现在的75亿增长到100亿，估计作物产量要增长70%以上才能满足需求。如何在现有耕种面积和维护生态环境的前提下解决作物产量的问题，植物工厂成为了重要的解决方案之一。

植物工厂的目标是获得优质的农产品，这意味着其生产核心在于满足植物快速生长的需求。光是环境信号和光合作用能量的唯一来源，是设施植物生长发育和产品品质形成所必须控制的环境要素。而为了达到植物栽培的理想光环境要求，植物工厂应用LED半导体光源逐渐发展了起来。

高效环保的环境调控技术是植物工厂技术研发的重点。在环境控制要素中，最重要的是养分和光照，其智能控制难度较大，控制策略具有时间和空间要求，也需要和其他环境要素耦合统筹控制，这是当下及今后很长一段时间研究开发的关键。此外，基于网络的智能化管理也是植物工厂近年来突破的又一重点。

植物工厂的能耗直接关系着植物工厂的运行成本。运行成本主要包括光源和配套设施两类，而这两部分能耗占到了植物工厂总能耗的85%以上。因此，植物工厂需要以降低能耗为导向，以最低的投入获得最大的产出。

集装箱式设计，方便移动运输，无需专门的温室或实验室，可露天使用，多个单元可以拼叠在一起。每个单元可独立调节环境条件，如温度、湿度、光照等，可以在任何地点、任何环境条件下进行生态环境模拟实验和植物培养，受到很多专家的青睐。

集装箱式植物工厂采用自动控制植物生长所需温度、湿度、光照强度、光照时间和二氧化碳浓度等技术，使作物的产量和质量大幅提高。可以解决人类发展面临的诸多瓶颈，实现沙漠、戈壁、海岛、水面等非耕地、城市摩天大楼的正常生产。因此，植物工厂被认为是21世纪解决粮食安全、人口、资源、环境问题的重要手段，也是未来宇宙工程、月球和其他行星探索过程中实现粮食自给的重要手段。

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