當前植物工廠所面臨的主要問題及解決思路

吳義炳 徐永

【摘要】本文提出了一種全新的基于植物生長規律及特性的流水生產線式植物工廠。這種植物工廠由硬件系統與軟件系統構成，通過對硬件系統的分析，提出了節能減耗、降低硬件成本的幾種有效方案。在軟件方面，我們致力于尋找基于植物生長規律及特性的生產流水線，該“流水線”式植物工廠能提供一種可擴展式植物生產方式，模擬植物的最佳生長環境，能用最少的投入和最低的能耗生產出質量好、數量高、周期短的“產品”。因此，這種植物工廠具有成本低、效益高的優點，既有利于大規模的工業化推廣，又有利于小型智能化家庭植物工廠的選用。

目前，由于人口快速增長、耕地日益減少、土地資源短缺、生物環境污染、農藥化肥濫用等問題，使得人們必須的傳統糧食作物和蔬菜等生產在產量與安全上都面臨著巨大的挑戰；另一方面，隨著人們生活水平的不斷提高，對食物在衛生、營養、健康、綠色等方面的要求越來越高[1]。解決上述矛盾的最有效的方法是建立植物工廠。植物工廠，從廣義上講涵蓋了從利用自然光到人工光和混合光源的所有設施園藝，從狹義上講則是專指利用環境自動控制、電子技術、生物技術、機器人和新材料等進行植物周年連續生產的系統，也就是利用計算機對植物生長的溫度、濕度、光照、CO2濃度和營養液等環境條件進行自動控制，使設施內植物生長不受自然氣候制約的省力型生產[2-5]。除……