植物工厂漫谈2.pdf

温室 园艺 温室管理 GREENHOUSE HORTICULTURE 植物工厂系列谈 （二） ——植物工厂研究现状及其发展趋势 ■ 杨其长 张成波 植物工厂研究现状 利比亚等近20家企业都曾利用植物工厂开展过莴苣、番茄、菠菜、 植物工厂发展历史 药材和牧草等作物的栽培与生产，但除了日本发展较快外，其余国 植物工厂发展历程概括起来大致分为3个阶段，各个阶段之间既 家大多停留在示范和小规模应用阶段。此外，一些国际著名公司如 相互联系又各有特点。 荷兰的菲利浦、美国的通用电气、日本的日立和电力中央研究所、 试验研究阶段 （20世纪40年代～60年代末） 三菱重工和九州电力公司等也纷纷投入巨资与科研机构联手进行植 早在20世纪40年代，美国加州帕萨迪纳建立了第一座人工气 物工厂关键技术开发，为植物工厂的快速发展奠定了坚实的基础。 候室，并把营养液栽培与环境控制有机地结合起来。人工气候室 这一阶段的特点是：①应用范围较广；②营养液配方技术日臻 （Phytotron）的出现引发出“模拟生态环境”研究领域的一场革命。 成熟，自动化控制系统逐渐完善；③开发力度加大，示范效果明显。 1953年和1957年日本和前苏联也相继建成了大型人工气候室，进 快速发展阶段 （20世纪80年代中期～至今） 行人工可控环境下的栽培试验。人工气候室以及北欧在同一时期发 20世纪80年代中期，瑞典的爱伯森公司从节能和降低运行成 展起来的设施园艺技术为植物工厂的出现奠定了技术基础。1957本的角度出发，建成了一座人工光和太阳光并用型大型植物工厂， 年世界上第一座植物工厂在丹麦约克里斯顿农场建成，面积为 其中Swedeponic系统在光照、温度、气体等环境控制的自动化方 2 面作了大量改进，为植物工厂的快速推广奠定了基础。此后，美国 1000m ，属人工光和太阳光并用型，栽培作物为水芹，从播种到 收获采用全自动传送带流水作业，年产水芹400万袋，约合100万 和加拿大也相继建成了一些有实用价值的植物工厂，美国的亚基塔 2 Kg。1963年，奥地利的卢斯那公司建成一座高30m的塔式植物工 尼约卢·米德兰都农场建立了一座面积为18000m 的植物工厂，是 厂，利用上下传送带旋转式的立体栽培方式种植莴苣，完全采用人 迄今为止世界上规模最大的。加拿大冈本农园建立的人工光蔬菜工 工光源，使植物在均匀一致的光环境中生长，但运行成本较高。 厂，充分利用了得天独厚的气候资源，大大节省了能源和运行成 这一阶段的植物工厂特点是：①建设规模小。除个别规模较大 本，为寒冷地区植物工厂的建设树立了典范。荷兰是建立植物工厂 2 2 之外，一般仅为几十m～几百m。②范围窄。主要局限在实验室 最早的国家之一，尤其是计算机用于植物工厂环境控制方面居于世 内。③试验作物品种单一。以芹菜和沙拉莴苣为主。④植物工厂类 界前列。与欧美国家相比，日本在植物工厂方面的研究相对来讲起 型多是人工光利用型，采用人工气候室，便于完全控制，但运行成 步较晚，但其研究与开发的速度很快。1974年日立公司最早开始 本较高。 研究，随后一些电子、精密仪器、重工业领域的大企业和科研机构 示范应用阶段 （20世纪70年代初～80年代中期） 也纷纷投入。1985年在日本筑波世博会上展示的一套三层楼高的 水培技术的发展是这一阶段植物工厂应用的重要标志。1