【正文】 。植物工廠的建設(shè)是當(dāng)前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最為前沿最受人關(guān)注的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)項(xiàng)目，是一個龐大的系統(tǒng)工程，與多學(xué)科交叉的綜合工程，是我國農(nóng)業(yè)發(fā)展史上具有偉大意義的工程。目前，國內(nèi)植物工廠還剛剛起步，它除了自身的經(jīng)濟(jì)效益外，還具有更大的社會效益與環(huán)保生態(tài)效益。在鬧市區(qū)的地下，或少廢棄的工業(yè)廠房都可建成都市型的植物工廠，在沙漠在孤島在寸草不生的荒蕪之地也可進(jìn)行植物工廠的構(gòu)建，植物工廠可以無處不在。八、結(jié)論植物工廠是當(dāng)前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中最為先進(jìn)的植物種植模式，它的出現(xiàn)對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展來說具有里程碑的作用與意義，它將引導(dǎo)我國農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)模式向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方向發(fā)展提供了創(chuàng)新方向，將會大大推進(jìn)我國農(nóng)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的速度。特定農(nóng)作物生產(chǎn)植物工廠對傳統(tǒng)自然環(huán)境下種植自然生長的經(jīng)濟(jì)替代效應(yīng)還有一個漫長的過程。消費(fèi)者市場的的培育和持續(xù)開發(fā)，需要植物工廠項(xiàng)目經(jīng)營者持續(xù)地投入。而且栽培的蔬菜皆屬無公害高檔優(yōu)質(zhì)蔬菜，售價自然不菲，產(chǎn)品價格可以幾倍地提高，對于投資者來說還是一個回收較高的項(xiàng)目，對于一些有實(shí)力的企業(yè)，還是可以率先發(fā)展與示范，為我國植物工廠建造發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。7. 不可估算的投入大致以10萬元計。5. 太陽能風(fēng)能發(fā)電及蓄能裝置，以40元/W計算，約15萬元左右。3. 計算機(jī)控制系統(tǒng)：包括各種傳感器，自動控制及遠(yuǎn)程軟件，大約15萬元。以480平方米面積的全天候植物工廠計算，羅列以下所需的材料與投入清單：1. 隔熱材料空間的建設(shè)：5萬元左右，以強(qiáng)度較大厚度為15厘米的泡沫板為材料。七、投資估算及效益分析 投資估算植物工廠是種高投入高產(chǎn)出栽培方式，農(nóng)業(yè)發(fā)展至最高境界的一種生產(chǎn)模式，它能比常栽培有更好的上市穩(wěn)定性，有更大的單位產(chǎn)出量，有更好品質(zhì)保證，有更廣泛的栽培適應(yīng)性，而且有更多的觀光休閑旅游科普功能，是當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展史上，最具先進(jìn)性與代表性的技術(shù)，具有里程碑的作用，這也決定了它具有高投入高成本高起點(diǎn)的建造成本與風(fēng)格。目前，國際上農(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá)的國家對植物工廠的研究都賦予了很大的熱情，而且已研究成功了各種各樣的植物工廠模式，在生產(chǎn)上也得以示范與推廣運(yùn)用，而我國植物工廠才剛剛起步，只能從我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力實(shí)際水平出發(fā)，探索出一條具有中國特色的植物工廠發(fā)展之路。月球上的植物工廠系統(tǒng)示意圖這是美國研究成功的光集線器利用光集線器及光纖傳導(dǎo)裝置進(jìn)行蔬菜栽培模型這種植物工廠的研究是為了未來人們離開地球探索在其它星球上進(jìn)行植物栽培的最新型最前沿的栽培模式，主要特點(diǎn)是栽培空間設(shè)于地下，利用光照集線器，把光照與能量導(dǎo)入至地下植物工廠，以實(shí)現(xiàn)栽培過程植物對能源的需求供應(yīng)。目前，美國的亞利桑那大學(xué)已在南極建立了這種植物工廠，為極地工作人員提供新鮮之蔬菜。這種模式可以使空間層次布局更多密度更大，育苗或葉菜栽培的效率可以上十倍的提高。這種模式通常者是依靠電力支持的人工系統(tǒng)，但也有一些是利用光導(dǎo)技術(shù)，如光纖名光導(dǎo)裝置，把地下的太陽光照經(jīng)光處理后傳送至地下栽培空間，這種模式投入最大，但它可以在鬧市區(qū)進(jìn)行，可以在沒有地面空間的高樓大廈的地底下進(jìn)行，是未來城市觀光農(nóng)業(yè)的一種好模式。這種模式可以做成全天候也可以是半天候，也是效益較高能源利用率較好的一種模式。六、植物工廠示意圖及應(yīng)用效果 補(bǔ)光型半天候的植物工廠補(bǔ)光型半天候的植物工廠，這種植物工廠不是完全利用人工光照而是自然光與補(bǔ)光相結(jié)合的一種工廠模式，它具有補(bǔ)光耗能少，而且光照強(qiáng)度大的特點(diǎn)，適合于種植各種開花結(jié)果型的植物種類，但這種植物工廠在夏季光照充足氣溫高的季節(jié)，需要用大量的電能用于降溫耗能，而且溫度因子的穩(wěn)定性沒有全封閉型的可靠，不過這種目前還是能為許多投資者所采納與運(yùn)用。其實(shí)植物工廠就是把各種最先進(jìn)的生產(chǎn)工具與生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了綜合的集成，在這里可以充分體現(xiàn)植物生產(chǎn)過程的全方位工廠化自動化精準(zhǔn)化與智能化，是各學(xué)科各技術(shù)的高度集約化的生產(chǎn)模式。完成這個環(huán)節(jié)所起到作用最大的技術(shù)就是生物菌的發(fā)酵處理技術(shù)，在該系統(tǒng)完裝時，只需按生物菌發(fā)酵的流程與工藝購置成套的設(shè)備與相關(guān)檢測儀器即可，操作使用都較為簡單，可以為各種類型的植物工廠所采用。該統(tǒng)主要數(shù)攝像頭、數(shù)字化硬盤、軟件、及電腦組成，還可結(jié)合計算機(jī)控制軟件，實(shí)現(xiàn)圖像與參數(shù)的實(shí)時在線監(jiān)控與記錄，通過生長狀況與環(huán)境參數(shù)曲線的記錄可以進(jìn)行植物最佳生長模式的分析，為制定新品種的專家系統(tǒng)提供大量參數(shù)與依據(jù)。計算機(jī)自動控制柜 視頻監(jiān)控與圖像傳送系統(tǒng)為了使管理者以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理與遠(yuǎn)程診斷，在植物工廠內(nèi)一般都在不同的角度安裝攝像頭，這些攝像頭具有360度的旋轉(zhuǎn)可調(diào)性與焦距可變性，能從不同的角度觀察植物的生長狀況，并且能夠進(jìn)行24小時的實(shí)時在線監(jiān)控錄像與傳送。一種是通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，一種是通過無線模塊實(shí)現(xiàn)無線通訊控制，只要手機(jī)有信號的地區(qū)都可對基地進(jìn)行操作與控制，利用上述兩種方法可以實(shí)現(xiàn)全球性的控制。比如當(dāng)溫度傳感器檢測到溫度過高超過限定值時，計算機(jī)就會發(fā)出致冷降溫指令而開啟致冷系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境降溫，如果當(dāng)溫度下降低于限定值時，計算機(jī)又會發(fā)出加溫指令而開啟加溫設(shè)備進(jìn)行環(huán)境加溫，另外光照的控制及濕度的控制還有諸如營養(yǎng)液濃度及溶氧的控制都是一樣，都是通過系統(tǒng)的閉環(huán)反饋控制來實(shí)現(xiàn)環(huán)境各種因子的相對穩(wěn)定性，沒有這系統(tǒng)，植物工廠就根本無法運(yùn)行，也就無法實(shí)現(xiàn)人工環(huán)境的最佳模擬，它的構(gòu)建安裝就要是完成與各個執(zhí)行部件的電信號聯(lián)接與各種傳感器在空間內(nèi)的布局，其它的控制主機(jī)部們現(xiàn)在都有相對成熟與成型的設(shè)備與技術(shù)，只需進(jìn)行安裝就可使用。而栽培架的制作大多采用防銹防水防腐處理過的鋼架進(jìn)行組裝或焊接而成，它的規(guī)格與大小因栽培目標(biāo)植物大小及可利用空間的大小而靈活確定，對于喜陽的瓜果類層次可大些提高通風(fēng)透光率，而對于葉菜或芽菜類層次可設(shè)密一些以提高空間利用率，這些方面可因生產(chǎn)而定。 立體式栽培系統(tǒng)栽培系統(tǒng)是由栽培床或槽及立體式的栽培架所組成，它是植物生長與固定場所，也是營養(yǎng)液供應(yīng)及植物生長的場所，它的設(shè)計目前有平面式的栽培床，還有立體式的栽培架，甚至一些工廠為了充分利用空間采用或移動式的栽培床，不管哪種栽培系統(tǒng)都是為了合理與充分地利用栽培空間，提高植物工廠利用率及生產(chǎn)效率而設(shè)定的。而加溫部件選定安裝好后，就是必須布局好輸熱排氣管道，一般都是從植物工廠的房頂進(jìn)行均勻布管與開口，這樣可以使空間均勻受熱與降溫，而致冷的排風(fēng)口需均勻在布局于植物工廠的頂面與側(cè)面，這樣更有利于散熱降溫。 溫度控制系統(tǒng)一切植物的生長發(fā)育都必須在一定的溫度條件下才能進(jìn)行正常的生理活動與代謝；是植物生長的最基本因素，過高及過低的溫度對植物生長都是不利的，而在植物工廠內(nèi)為了產(chǎn)生更好的栽培效果，對于環(huán)境溫度的要求還要更于嚴(yán)格，溫度的控制在植物工廠內(nèi)是通過溫度傳感器及自動控制來實(shí)現(xiàn)的，而加溫或致冷的執(zhí)行部份主要由空調(diào)機(jī)、加熱用的熱風(fēng)爐、暖氣片、加熱管道、地下熱、致冷器等來完成加熱或降溫所需的能量，目前在植物工廠內(nèi)，運(yùn)用較多而較先進(jìn)的就是利用半導(dǎo)體加溫致冷，它具有運(yùn)行成本低，安裝使用方便的優(yōu)點(diǎn)。除了這些防止外源進(jìn)入的一些措施外，還需對植物工廠內(nèi)的環(huán)境進(jìn)行定期的全面殺菌消毒，包括走道、器具、場所等，這些消毒目前最好的方法就是利用電功能水，這種電功能水具有很強(qiáng)大的殺菌能力，可以在110分鐘內(nèi)把細(xì)菌、真菌及病毒殺死，而且利用電功能水的強(qiáng)氧化性與強(qiáng)還原性，殺菌后不對環(huán)境造成一點(diǎn)殘留，這種方法已在日本的植物工廠內(nèi)得到普及與運(yùn)用，而我國才剛剛開始。 物理殺菌系統(tǒng)雖然植物工廠是在相對封閉的環(huán)境下進(jìn)行生產(chǎn)與操作，但難免一些生產(chǎn)過程或植物生長過程會導(dǎo)致菌類的滋生與蔓延，使生產(chǎn)過程難以實(shí)現(xiàn)正真的免農(nóng)藥栽培，針對這些問題，必須利用物理殺菌的技術(shù)作為主要的解決方案，以實(shí)現(xiàn)無公害綠色農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)。其中營養(yǎng)液池中還必須設(shè)計營養(yǎng)液的殺菌消毒系統(tǒng)，利用它把回流已污染的養(yǎng)液進(jìn)行凈化，以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，一般會滋生的生物有細(xì)菌、真菌、病毒、及藻類，會導(dǎo)致污染的有機(jī)物有根系分泌物，菌類排出物，藻類代謝物，這些菌與有機(jī)物都會污染營養(yǎng)液，可以在營養(yǎng)液池中安裝紫外線電場復(fù)合殺菌器或者納米材料制作的殺菌裝置，這樣才能讓植物工廠內(nèi)的栽培環(huán)境實(shí)現(xiàn)空間與養(yǎng)液的無菌化。二氧化碳?xì)庠吹倪x擇，在植物工廠內(nèi)為了便于控制與穩(wěn)定供給一般采用二氧化碳鋼瓶進(jìn)行供氣，它是干冰經(jīng)解壓后實(shí)現(xiàn)的，目前，這種供給法成本也不高，使用也方便，為大多數(shù)植物工廠所選用。另外也可用鼓風(fēng)機(jī)強(qiáng)制吹送，但最好設(shè)計多入送風(fēng)口，使其達(dá)到勻衡之效果。 二氧化碳補(bǔ)充系統(tǒng)二氧化碳是植物的糧食，是光合作用最重要的原料與參予者，植物工廠之所以有這樣大的生產(chǎn)潛能，與植物工廠內(nèi)的二氧化碳強(qiáng)制供給是分不開的，它的設(shè)計與建造也是植物工廠中的重要工程。在栽培系統(tǒng)中一般只在空間上方安裝風(fēng)扇，而對于立體育苗架或?qū)哟屋^密的情況下，甚至每個層架上都得安裝小風(fēng)扇，這可因具體的生產(chǎn)需要來進(jìn)行設(shè)計與安裝。不同的數(shù)量的霧化頭能產(chǎn)生不同的水汽量，按照栽培植物對濕度的需要進(jìn)行不同的配置是較為科學(xué)的，如蘿卜苗菜的超聲波工廠，就是要先按空間的大小及栽培的蘿卜苗數(shù)量與每天產(chǎn)出量進(jìn)行科學(xué)計算而獲知應(yīng)選擇的功率與霧化頭數(shù)量。而水管一般選擇符飲用水標(biāo)準(zhǔn)的專用供水管，不能選擇有任何殘留的塑料廢棄物再利用加工的水管，這種管不能選作植物工廠供水管。微噴加濕系統(tǒng)的建設(shè)較為簡單，一般由供水管道與微噴頭組成，而超聲波霧化器就更簡單，只需把產(chǎn)生的霧化經(jīng)風(fēng)扇通入工廠栽培空間即可。二極管光源補(bǔ)光系統(tǒng) 微噴加濕系統(tǒng)的建設(shè)植物工廠內(nèi)環(huán)境濕度的控制與管理就是利用微噴加濕系統(tǒng)來完成的，目前，植物工廠內(nèi)用于加濕的方法有彌霧微噴法與超聲波霧化加濕法兩種，微噴加濕系統(tǒng)對于植物工廠內(nèi)小環(huán)境氣候的創(chuàng)造起到極為重要的作用，對于需水量大的植物一般選用微噴法，如芽苗菜的植物工廠，就是在栽培床