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2006年1月13日 作者:ctnyzn [返回]
植物工厂的类型与生产运用

 
    植物工厂从广义上来说分为温室型半天候的植物工厂与封闭型全天候的植物工厂,这里所指的植物工厂是专指封闭型全天候的植物工厂。它的主要特点是,植物生长的任何环境因子都是人工精确化模拟创造的,不受外界任何因素的点滴影响,植物生长于一个数字化可控化,可精确计算与估计的工厂内,就如工厂一样生产出外观形态及品质一致符合标准的农产品。在可控精确环境下,植物的收获期是确定的,植物对各种因子的需求也是稳定的,人们生产操作模式是标准的也是无人化机器人生产方式的。这种植物工厂能为农业生产定茬如期准确地供应农产品,能不受自然病虫侵害与土壤污染供给清洁无任何残留的高档农产品,能按照植物遗传基因的性状最大化在表达,培养出超常规超营养价值的农产品。能为生产者提供最及时而准确的植物生长因子与发育状况的相关咨讯,为灵活而精确地调整生产方案提供资料,也能够实现任何品种的发育进程调节与产期调整,更为有利的是,在植物工厂内能按照人工研究的农艺参数为生长创造模拟最佳的生长模式,为农业专家系统的研究与运用创造了一个最好的平台。在植物工厂内植物的基因能比传统模式下得到最大化最优化的表达与发挥,而且可以通过环境的人为创造,有计划或目的性地表达一些能改善品质营养的目标基因,培养出常规环境不能培育的特色产品。
    作为最先进的植物栽培模式在生产上具有以下作用:首先单位面积产量是传统生产的几十倍甚至上百倍,增产的部分主要是由于生育期大大缩短而使栽培的茬数也就是复种指数大大地提高;另外就是单株的产量,在最适的人工环境下能比常规栽培有更大的生物量,在栽培利用空间上可以提高7-10倍以上,正因为植物工厂的这些优越性才使产量超常规地提高,生产效率发生了质的飞跃。其次,植物工厂内创造的生长环境是相对稳定的数字化环境,植物发育所需的诸如积温等可以精确地计算,让植物按专家系统的生长模式设定的进程精准地进行,能做到从播种至收获的稳定如期上市,使最精确的生产计划得以实现;如在植物工厂内小麦的生育期只需56天,莴苣的生育期只需35天,这些都可作为精准栽培计划生产的标准数据被录入计算机的专家系统。在植物工厂内,可以人为地控制与启动对人们需求的基因表达时间与速度,从而可以培育为人们提供最具营养价值与口味的高档蔬菜或者反季节蔬菜;在植物工厂内,植物的生长大多采用24小时的全天照补光或脉冲式补光,植物的同化率得到最大化的发挥,而且光照时间与光质可以按人们栽培的需要进行调控,从而使植物的光形态形成实现科学化的控制;植物工厂是种全封闭的栽培系统,可以做到无菌化无虫化生产,栽培的植物勿需使用任何杀菌治虫的化学药剂,栽培的产品是真正的绿色无公害食品,而且品质更加脆嫩与优良。植物工厂内环境可控性强,特别是可以使栽培环境的二氧化碳浓度得到大幅度的提高,使生长着的植物光合效率提高至几倍,生物量的形成,营养物质的积累是常规的几倍。植物工厂虽然在设施上一次投入较大,但是它是种高度集约的栽培模式,不管是劳动力还是能源资源上都得以最经济的利用,栽培效率与效益得到大幅度的提高,曾有人做过对照试验,在常规温室内栽培蔬菜,相同的产量前提下,植物工厂运行的投入与温室相关无几,但植物工厂的产品却有更大的经济价值,总体来说投资植物工厂还是很合算的;植物工厂可以在自然环境恶劣不适传统栽培的地区进行建造生产,如沙漠、孤岛、地下、南北极、或者土壤气候不适区栽培,使农业生产上的空间限制得到了解放;另外,从业者可以依赖专家系统进行植物工厂的管理,无需掌握与了解太专业的农业技术就可进行管理,使更多有志于农业的业外人士可以随心所欲地操作与生产,如果结合机器人,真的可以实现无人化傻瓜化的管理。目前,植物工厂作为最前沿的栽培模式,常作为观光农业开发的一个主要项目,也常作为学校学生学习与掌握生物自然科学的一个最好基地与实践教材,更是城镇居民寻找自然感受自然品味自然的最好去处。植物工厂以其无比的优势性与可操作性前沿性,势必将成为我国农业发展中一个不可或缺的研究课题与发展方向,也更是未来农业的一种主要模式,估计在10年后,它会像现在设施农业一样被普及与运用,作为有先见的企业家投资者率先挤入这个行业建立植物工厂必将会带来丰厚的经济回报与巨大的社会效益。
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