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智能LED植物工厂
来源:管理员时间:2019-7-26 11:19:43打印本文
  智能LED植物工厂
 
随着LED技术的进步,植物工 厂逐渐在更多地区兴起,近年智 慧植物工厂大为流行,借由调整LED灯光、水分与营养剂,将农作 物从户外搬进了室内,提供植 物最佳的生长环境,高效地结合LED、农业等技术,建造智慧植物工厂。瑞典一 家食物科技公司Plantagon曾发布了一项名为“植物大厦”的办公楼设计,并计划 在瑞典东约特兰省林雪平市建造第一座这样宏伟的室内农场、办公型大厦。
在大楼内,所有的 植物都会通过水培法(不使用土壤种植植物,只透过 水携带供植物生长所需的营养成分,或兼使 用支撑植物根部的材质)种植。Plantagon的CEO Hans Hassle称,所有农 田也将采用自动化管理。这栋将耗资4000万美元的项目已于2012年开始初步施工,竣工日期预计为2020年。据报道,Infarm成立于2014年,是来自 德国的垂直农业服务商,他们所 设计的标准化种植模块让人们在室内场所也可以种出蔬菜及水果。
 
Infarm的主要产品为“室内垂直农业系统”,在作物 种类和种植数量上都具有很大扩展性。该系统以相同大小的“模块”为种植单位——通常占 据一个立式落地柜的一层,在每一 层模块中可以种植不同的植物。用户可 以根据需要确定模块的数量。因此,Infarm不仅可 以服务便利店的单个冰柜,也可以大规模组合,放在大 型超市仓库中作为存货,客户也 可以买一个种植模块回家自行种植。种植过程中,光照来自节能LED灯,“土壤”则是无土溶液,植物的 成长过程中不使用任何农药及化肥。
 
中国农 科院国家农业科技展示园于2009年由农业部批准建立,规划占地面积4.2万㎡,园区以 展示中国农业科学院以及国内外最新农业科技成果为宗旨,通过展示示范、交流培 训等平台的构建,实现农 业科技成果的转化与普及推广。整个园 区由室内展区与室外展区两部分组成,室内展区包括3部分:1号温室展示区,包括叶菜工厂、果菜工厂、都市园艺馆、绿色创意馆等;2号温室展示区,包括科研成果展示厅、热作果 品展示区和作物新品种展示区;植物工厂展示区,包括人 工光植物工厂和自然光植物工厂。
目前我国从事LED植物照明的企业超过150家,主要分 布在长三角和珠三角地区。
 
根据中 国农科院的预判,包括LED植物照 明在内的农业半导体照明市场前景非常广阔,根据我 国现有农业产业规模估算,未来5年,农用LED照明灯 具及其控制装备的需求量将达到几十亿元,10年内将达到百亿规模,年增长率达到20%~50%;农业半 导体照明产业总规模上千亿元。还特别指出,植物种苗培育、植物组培苗生产、食用菌生产、畜禽养 殖业将成为先导领域,用LED光源取代传统光源,植物工 厂和温室补光是发展最快的半导体照明领域,技术含量高,装备智能化系统性强,是农业 半导体照明产业发展的重点。
 
1、LED植物照 明市场需求那么大,如果想 进入最大的难点在哪?
LED植物照明是生物学、设施园艺学、蔬菜学、植物生理学、植物营养学、生物环境工程、LED照明、智能控 制技术等多学科交叉和有机结合发展的产物。所以只擅长半导体、植物、智能化 系统之一或两者的都是不够的,充分的 协作和交叉研究应用至关重要。进入LED植物照 明市场最大的难点是为了研发生产高产优质生态的LED植物光源或灯具,就需要 同时解决光环境智能调控、植物光生物学、LED半导体 技术三者如何融合与一体的发展问题。
 
2、为什么 不同企业同一种植物的光照配方会不一样?
建立各 种植物生长发育、优质高 产所需要的光照配方发展LED植物照明产业的基础。光照配 方是以优质高产为目标,按照特 点植物种类及品种生长发育各阶段所需的光质种类及其数量属性的参数集合。每种植 物及不同生长阶段所适宜的光照配方都是不同的。为什么 不同企业针对同一种植物的光照配方会不一样,甚至相差很大?这个主 要和企业对植物生长目标有一定关系。简单点说,企业根 据市场需求和企业自身发展需要,可以降低要求,只需要 超过植物生长的最低光照配方需求,对生物 生长的其他环境也放宽要求的话,不仅光 照配方会不一样,对于环 境控制系统也会很不一样。相反,企业也可以严格要求,尽量给 植物创造最好的生长环境和条件,这样所 研发的光照配方就好。未来随着我国LED植物照 明领域相关标准和要求的陆续出台,光照配 方将逐步统一或保持基本条件的一致性。
 
3、LED植物生 长光源和灯具研发生产需要注意哪些原则?
LED植物生 长光源及灯具是LED植物照明产业的核心,企业需 要根据光照配方来研发植物生长所需要的光源及灯具。以下四个原则要注意:第一,高光能利用率原则,制定合 理光谱组分最大程度增加LED光源的发光效率,减少光 源与被照射植物距离,减少光损失,提高光能利用效率;第二,低成本原则,成本是决定LED植物照 明产业化发展的最重要因素之一;第三,生态安全原则,在红蓝光谱中,增加微 量或少量绿光成分,增加视觉健康;第四,优先开 发附加值高的植物专用的LED光源及灯具
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