【正文】 參數(shù)數(shù)據(jù)的設(shè)定切換等皆屬輕松智力型工作，大大激發(fā)了年輕人對農(nóng)業(yè)的興趣與愛好，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式及觀念的改變，使年輕人能紛紛在從城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)回到農(nóng)村，投身到植物工場的現(xiàn)代農(nóng)場建設(shè)中，改變當(dāng)前農(nóng)業(yè)的三八六零部隊(duì)（指婦女與60歲以上的老人）的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀。植物工廠為科研人員提出了方向，開辟了思路，提高了水平。植物工廠的建造，還可引領(lǐng)與培養(yǎng)出更多的農(nóng)業(yè)科研人才投入到高科技農(nóng)業(yè)研究與發(fā)展的熱潮中，也能夠在實(shí)踐中大大提高科研業(yè)務(wù)生產(chǎn)水平，特別是當(dāng)前在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)日益令人困惑的時期，為我國的農(nóng)業(yè)科研提出了一個前贍性的方向。植物工廠的建造能為我國樹立農(nóng)業(yè)發(fā)展史上階段性的里程牌，它標(biāo)志著人類征服自然過程中已經(jīng)取得的輝煌成果，已經(jīng)為農(nóng)業(yè)發(fā)展的最終出路找到了答案，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不再靠天吃飯，不再是被動地順應(yīng)自然，而是能利用人類的智慧戰(zhàn)勝了自然，為農(nóng)業(yè)發(fā)展前景描繪出美麗的畫卷，大大增強(qiáng)了人類的自信心與由于地球變暖后對農(nóng)業(yè)造成不良影響的恐慌，更為重要的是，人類將找到一種正真無公害對人體及環(huán)境沒有任何殘留與污染的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，它的意義不亞于任何一個時期的農(nóng)業(yè)革命，雖然它的推廣與普及還有相當(dāng)長的時間，但作為生存到這個地球上的人們已認(rèn)識到人類征服克服戰(zhàn)勝自然，獲取人類生存空間上也取得了偉大的勝利。現(xiàn)在，日本的植物工廠由原來的地上已發(fā)展到地下，在東京建設(shè)的植物工廠就是在一個原本是銀行機(jī)構(gòu)的下室，把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從田野搬至鬧熱的城鎮(zhèn)，它除了生產(chǎn)外，更重要的是為城里人開啟了一扇認(rèn)識農(nóng)業(yè)認(rèn)識自然與植物的教育窗口，更是學(xué)生們培養(yǎng)生物技術(shù)興趣的一個姣好實(shí)踐教育基地，也是城里人在煩忙工作之余的休閑參觀基地。相信不久的未來，植物工廠的發(fā)展已不再是望塵莫及望洋興嘆的項(xiàng)目，它將在不久將來，在我國各個地區(qū)出現(xiàn)，為我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展開辟一個嶄新的空間。2013年國家正式將“智能化植物工廠生產(chǎn)技術(shù)研究”項(xiàng)目列入“863”計(jì)劃，由15家科教單位與企業(yè)聯(lián)合進(jìn)行技術(shù)研發(fā)。近年，我國農(nóng)業(yè)自動化智能化數(shù)字化的快速發(fā)展，已為植物工廠的發(fā)展奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。楊其長表示“希望未來有中國的大企業(yè)能積極參與其中，只有實(shí)現(xiàn)植物工廠標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；a(chǎn)，才能在國際競爭中有地位。植物工廠普及和推廣的核心是工業(yè)產(chǎn)品化，從目前看，植物工廠標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化裝備的研發(fā)方面還有待提高。基于光配方的植物L(fēng)ED光源產(chǎn)品推廣到美國、日本、歐洲等，植物工廠成套產(chǎn)品已推廣到新加坡等。我國的植物工廠逐漸走向國際舞臺。2009年，中國農(nóng)科院環(huán)發(fā)所植物工廠的研發(fā)團(tuán)隊(duì)與北京中環(huán)易達(dá)設(shè)施園藝科技有限公司研發(fā)出國內(nèi)第一例智能型植物工廠。其中尤以中國農(nóng)科院環(huán)發(fā)所楊其長團(tuán)隊(duì)進(jìn)展顯著。美國一方面通過植物工廠的研究希望為空間站和星球探索提供食物保障，另一方面提出了“摩天大樓農(nóng)業(yè)”的構(gòu)想，希望從空間上突破資源瓶頸，先后出現(xiàn)了芝加哥大廈農(nóng)場、新澤西州“垂直農(nóng)場”等設(shè)計(jì)模式。在這一時期，各國加快了對植物工廠的研發(fā)力度與產(chǎn)業(yè)化步伐，日本2009年提出大力發(fā)展植物工廠、振興現(xiàn)代農(nóng)業(yè)計(jì)劃。 快速發(fā)展階段21世紀(jì)初至今植物工廠快速發(fā)展，主要得益于藍(lán)光LED的出現(xiàn)與紅藍(lán)LED組合光源的研制成功，以及基于網(wǎng)絡(luò)的智能控制技術(shù)的應(yīng)用。在這一階段，人工光源不斷改善，高壓鈉燈逐漸被熒光燈替代，紅光LED開始應(yīng)用，光源的能耗進(jìn)一步降低；傳感器與自動控制技術(shù)逐漸引入；示范應(yīng)用面不斷擴(kuò)大。80年代，在日本海洋博覽館展出了單株13000多個果的番茄王，就是運(yùn)用植物工廠技術(shù)及各種高新技術(shù)集成的產(chǎn)物，當(dāng)時這種超高產(chǎn)巨型植株的栽培成功，就預(yù)示著人類在發(fā)揮植物潛能上將有大的突破與發(fā)展，也為日后植物工廠的開發(fā)與推廣起到了極為重要的作用。1973年?duì)I養(yǎng)液膜技術(shù)的出現(xiàn)，以及隨后的深液流栽培技術(shù)的發(fā)明為植物工廠栽培技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。光源為高壓鈉燈，光源與空調(diào)能耗大，運(yùn)行成本較高。這一時期植物工廠規(guī)模較小，僅為幾十平方米到幾百平方米。該階段是植物工廠的概念成型與試驗(yàn)探索期，其中兩項(xiàng)技術(shù)的突破對其發(fā)展起到了重要支撐作用，一項(xiàng)是“營養(yǎng)液栽培技術(shù)”，另一項(xiàng)為“人工模擬與控制環(huán)境技術(shù)”，以1949年美國科學(xué)家在加州帕薩迪納建立的第一座人工氣候室為標(biāo)志。二、植物工廠發(fā)展歷程回顧植物工廠發(fā)展歷程，從上世紀(jì)40年代至今，主要?dú)v經(jīng)早期的試驗(yàn)探索、示范應(yīng)用和當(dāng)前的快速發(fā)展三個階段。此外，我國人均耕地少，耕地資源稀缺。隨著人們生活水平的提高，對潔凈安全農(nóng)產(chǎn)品的需求越來越迫切，為植物工廠開發(fā)的市場前景創(chuàng)造了良好外圍環(huán)境。植物工廠是目前全球農(nóng)業(yè)高技術(shù)研究的熱點(diǎn)，因其融合了現(xiàn)代生物技術(shù)、智能裝備與信息技術(shù)等新科技，也是彰顯一個國家農(nóng)業(yè)高技術(shù)水平的重要標(biāo)志。遵循該科學(xué)原理，智能LED植物工廠根據(jù)不同作物對營養(yǎng)和陽光的需求，對“工廠”內(nèi)環(huán)境要素和營養(yǎng)要素進(jìn)行實(shí)時自動調(diào)配，精準(zhǔn)供給植物，以確保植物健康生長，實(shí)現(xiàn)了不用土、不用陽光，可實(shí)現(xiàn)全天候的植物智能化生產(chǎn)，人類甚至可以在太空、荒漠、戈壁等非可耕地里進(jìn)行作物生產(chǎn)。在生產(chǎn)模式與概念上它已完全超越了常規(guī)意義的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，它是未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新之路，也是人們在與自然界抗?fàn)幹?，形成自已最有征服性的新型生產(chǎn)模式。植物生長于最適合的模擬環(huán)境中，具有更大的生長發(fā)育潛能與更好的質(zhì)量。并且，在產(chǎn)量及品質(zhì)上都是傳統(tǒng)模式所不能比擬的，在生產(chǎn)方式上也是完全迥異的。 植物工廠建設(shè)項(xiàng)目可行性分析報(bào)告二O一七年四月十二日目 錄一、植物工廠簡述 1 何謂植物工廠？ 1 植物工廠的優(yōu)勢 1二、植物工廠發(fā)展歷程 2 試驗(yàn)探索階段 2 范應(yīng)用階段 2 快速發(fā)展階段 2三、植物工廠在我國的發(fā)展?fàn)顩r 3 4 5四、目前國內(nèi)外研究狀況 6五、植物工廠建設(shè)的系統(tǒng)組成與相關(guān)設(shè)備設(shè)施 8 風(fēng)能太陽能發(fā)電裝置 8 環(huán)境閉鎖密封系統(tǒng) 9 人工補(bǔ)光系統(tǒng)的建設(shè) 10 微噴加濕系統(tǒng)的建設(shè) 11 空氣循環(huán)流通系統(tǒng) 11 二氧化碳補(bǔ)充系統(tǒng) 12 營養(yǎng)液自動控制與供給系統(tǒng) 12 物理殺菌系統(tǒng) 13 溫度控制系統(tǒng) 13 立體式栽培系統(tǒng) 14 計(jì)算機(jī)自動控制及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng) 14 視頻監(jiān)控與圖像傳送系統(tǒng) 15 廢物廢液的循環(huán)再利用系統(tǒng) 16六、植物工廠示意圖及應(yīng)用效果 17 補(bǔ)光型半天候的植物工廠 17 17 貨柜隔熱型全天候植物工廠 20 船艙式微型植物工廠 22七、投資估算及效益分析 23 投資估算 23 效益估算 24 存在的風(fēng)險(xiǎn) 24八、結(jié)論 25 一、植物工廠簡述 何謂植物工廠？所謂植物工廠，就是通過設(shè)施內(nèi)的高精度控制實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，是由計(jì)算機(jī)對植物生育過程的溫度、濕度、光照、二氧化碳濃度以及營養(yǎng)液等環(huán)境要素進(jìn)行全天候控制，不受或很少受自然條件制約的省力型生產(chǎn)方式。相對傳統(tǒng)常規(guī)農(nóng)業(yè)來說，其設(shè)施設(shè)備生產(chǎn)工具與栽培模式是股強(qiáng)大的沖擊波與挑戰(zhàn)。在這里沒有四季的嬗變，沒有天氣的干擾，更沒有病害及自然的災(zāi)害,是種全天候的人工智能環(huán)境。利用植物工廠模式可以不受任何自然界之影響，可以在地上也可以地下，可以在農(nóng)村也可以在城市，可以在沙漠也可以在極地，甚至還可以在空間站與外星球，如月亮及火星上栽培。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)就是植物通過光合作用生產(chǎn)碳水化合物的過程。 植物工廠的優(yōu)勢與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式不同，植物工廠有七大技術(shù)優(yōu)勢：一是作物生產(chǎn)計(jì)劃性強(qiáng)，可在不受外界環(huán)境影響的條件下，實(shí)現(xiàn)周年均衡生產(chǎn)；二是單位面積產(chǎn)量高，可大幅提高資源利用效率；三是機(jī)械化、自動化程度高，勞動強(qiáng)度低，工作環(huán)境舒適；四是不施用農(nóng)藥，產(chǎn)品安全無污染；五是多層式、立體栽培，節(jié)省土地和能源；六是不受或很少受地理、氣候等自然條件影響；七是與現(xiàn)代生物技術(shù)緊密結(jié)合，可以生產(chǎn)出稀有、價高、富含營養(yǎng)的植物產(chǎn)品。植物工廠顛覆了傳統(tǒng)的農(nóng)作方式，代表了農(nóng)業(yè)發(fā)展的一個創(chuàng)新方向，掌握植物工廠核心關(guān)鍵技術(shù)具有戰(zhàn)略意義。因?yàn)樵谥参锕S內(nèi)生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品是毫無污染與殘留的，它是真正的免農(nóng)藥與無公害，這樣的產(chǎn)品也會有較高的價位與市場空間，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的良性循環(huán)。這種形勢下，當(dāng)下發(fā)展我國植物工廠產(chǎn)業(yè)非常有必要。 試驗(yàn)探索階段20世紀(jì)40年代到70年代初為試驗(yàn)探索階段。其后，日本和蘇聯(lián)相繼建成大型人工氣候室，進(jìn)行植物栽培試驗(yàn)。應(yīng)用范圍也比較窄，主要局限在實(shí)驗(yàn)室和示范農(nóng)場。 范應(yīng)用階段20世紀(jì)70年代至90年代末為示范應(yīng)用階段，其中以水耕栽培和人工光源技術(shù)的突破為重要標(biāo)志。這一時期，日本植物工廠發(fā)展較快，截至上世紀(jì)末，日本擁有約20座人工光植物工廠。在植物工廠里，西紅柿單株產(chǎn)量可上千斤，水稻可生產(chǎn)56季，黃瓜產(chǎn)量可提高200倍，生菜35天就收獲這些不是天方夜譚，它是被實(shí)踐所證明的科學(xué)與真理。植物工廠是植物工廠的高科技與高投入的業(yè)態(tài)，在這個日本建造一個400平米面積的植物工廠總投資需1億日元。隨著LED的應(yīng)用，植物工廠人工光源能耗顯著降低，栽培層間距進(jìn)一步縮短，能效比大幅度提升；同時，傳感器、智能控制器以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用為植物工廠智能化管控提供了可能。韓國自2009年開始，政府支持科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)共同進(jìn)行人工光植物工廠的研發(fā)，數(shù)年時間內(nèi)就推出了10多個型號的植物工廠產(chǎn)品。三、植物工廠在我國的發(fā)展?fàn)顩r我國從上世紀(jì)90年代開始植物工廠研發(fā)工作，2002年成功研發(fā)自然光植物工廠，2005年研制出LED植物工廠實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并在上海世博會上海世博會首次展出家庭LED植物工廠。中國農(nóng)科院環(huán)發(fā)所楊其長團(tuán)隊(duì)率先提出多個植物的“光配方”，并創(chuàng)制出基于光配方的LED節(jié)能光源及