微型植物工廠到底有沒有前途？

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2016-10-17

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　　在“互聯(lián)網(wǎng)＋”迅猛發(fā)展、為廣大居民的蔬菜消費(fèi)提供眾多獲取途徑的時代背景下，城市化進(jìn)程日益加劇，居民的環(huán)保生態(tài)健康意識也隨之提高，可以在自己家里種菜的“一站式”微型植物工廠已成為眾所關(guān)注的話題。

　　這種高端栽培模式的發(fā)展和興起，使人們不但可以享受放心、無污染的蔬菜，而且還能體會到親手播種、采摘等樂趣，將為老百姓的蔬菜消費(fèi)提供更加方便、快捷、新鮮、放心的選擇和全新的獲取體驗。

　　微型植物工廠概念

　　植物工廠是指對植物進(jìn)行資金、技術(shù)、知識密集性投入、采用多種技術(shù)集成、創(chuàng)造植物生長最佳環(huán)境、創(chuàng)新植物生產(chǎn)模式，達(dá)到植物高產(chǎn)、高質(zhì)、高效和可持續(xù)生產(chǎn)的生產(chǎn)系統(tǒng)。

　　植物工廠模式實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)施化、形式立體化、資源節(jié)能化、過程數(shù)字化、技術(shù)集成化、管理智能化[1-2],微型植物工廠是植物工廠的一類。

　　微型植物工廠是指微型化、智能化、立體化、有機(jī)化的植物生產(chǎn)系統(tǒng)。特征是微型（10㎡內(nèi)）和自產(chǎn)自銷，特點(diǎn)是微、精、美、惠，且年年有產(chǎn)、季季有綠、月月有景、天天有收、餐餐有味。創(chuàng)新點(diǎn)在于植物生產(chǎn)、消費(fèi)零距離。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在立體生產(chǎn)、資源節(jié)能、環(huán)境清潔、管理智能。

　　微型植物工廠產(chǎn)生的背景

　　土地、水、勞動力等資源有限

　　由于自然災(zāi)害風(fēng)沙影響造成水土流失或沙化、城市化與工業(yè)化占有大量土地、化肥農(nóng)藥超量使用造成土地污染，我國可耕土地已減少三分之一，糧食進(jìn)口已達(dá)糧食總消費(fèi)的十分之一。

　　我國水資源也出現(xiàn)嚴(yán)重問題，國家環(huán)保部公布的2010年中國環(huán)境狀況報告顯示，七大水系輕度污染，黃河、遼河中度污染，海河為重度污染，地下水水質(zhì)六成較差或極差[3]，2013年全國水利普查顯示，20世紀(jì)90年代政府?dāng)?shù)據(jù)庫里有28000條河流消失，現(xiàn)僅剩23000條。在我國600座城市中，已有400座水庫缺水，130座嚴(yán)重缺水[4]。

　　現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)勞動力資源更加缺乏，每年有近2億農(nóng)民工進(jìn)城打工，“386199”已成為農(nóng)業(yè)主要從業(yè)者。

　　化學(xué)農(nóng)業(yè)危及國人健康

　　化學(xué)農(nóng)業(yè)曾經(jīng)為我國糧食增產(chǎn)、農(nóng)民增收起過積極作用。但我國農(nóng)藥施用量嚴(yán)重超標(biāo)，是發(fā)達(dá)國家的2-5倍，造成食品安全事故頻發(fā)，危及國人健康[5],人們對健康食品要求的呼聲高漲。

　　城市化、城鎮(zhèn)化使物流成本加大

　　這幾年城市化飛速發(fā)展，城市化率已達(dá)56%，城市居民生活食用蔬菜必須從農(nóng)村釆購，LED-T5一體化燈管，運(yùn)到城市銷售，運(yùn)輸成本加大、蔬菜價格居高不下，質(zhì)量，增加了城市居民的生活成本，而且蔬菜新鮮度和品質(zhì)都有所降低。

　　在城市化、城鎮(zhèn)化高度發(fā)展的今天，建設(shè)和發(fā)展微型植物工廠，對于解決目前普遍存在的土地、水、環(huán)境、食品安全、老年化、“三農(nóng)”、生態(tài)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、可持續(xù)發(fā)展等共性問題，具有重大而深遠(yuǎn)的意義。微型植物工廠正是在這種背景下誕生的，微型植物工廠占地空間小，最適宜家庭生產(chǎn)。

　　微型植物工廠技術(shù)系統(tǒng)和工作原理

　　技術(shù)系統(tǒng)

　　微型植物工廠可分為六大系統(tǒng)：

　　（1）動力系統(tǒng)。微型植物工廠智能控制、水泵、補(bǔ)光、溫控等都需要電啟動和電線分布、電控等系統(tǒng)完成。

　　（2）供液系統(tǒng)。包括營養(yǎng)液配方、管道分布、液供給、液循環(huán)配套。

　　（3）栽培系統(tǒng)。包括栽培板、定植綿、栽培床等部分。

　　（4）補(bǔ)光系統(tǒng)。主要是光配方和LED燈等。

　　（5）植保系統(tǒng)。主要是釆用物理農(nóng)業(yè)技術(shù)代替化學(xué)農(nóng)業(yè)技術(shù)對微型植物工廠中的病菌和蟲害的防治技術(shù)和器材。

　　（6）智能控制系統(tǒng)。主要是根據(jù)不同品種、不同生長期、不同季節(jié)和溫度對一些參數(shù)設(shè)定以及對植物環(huán)境進(jìn)行智能控制。

　　各種不同類型、不同栽培形式和不同栽培技術(shù)的技術(shù)系統(tǒng)有多有少，但這六大系統(tǒng)是共有和必不可少的。因為微型植物工廠不同于大型植物工廠，在技術(shù)系統(tǒng)選材上，力求堅持微型、低成本、高效原則。

　　工作原理

　　微型植物工廠工作流程：由智能系統(tǒng)啟動水泵，通過管道向栽培床植物供液，多余部分回流進(jìn)液池循環(huán)再利用，補(bǔ)光系統(tǒng)為植物提供光合作用所需的光，物理植保系統(tǒng)為植物防病驅(qū)蟲。

　　微型植物工廠工作原理是：創(chuàng)造植物最佳環(huán)境，選擇與栽培形式相配套的栽培技術(shù)，對植物進(jìn)行水、肥或水、肥、氣同補(bǔ)，促進(jìn)快速、健康生長。

　　微型植物工廠栽培技術(shù)主要是營養(yǎng)液水培、潮溪培和霧培。營養(yǎng)液水培，能使植物的根系實(shí)現(xiàn)水、肥同補(bǔ)，最大限度地吸收水肥并且無任何障礙地生長；潮溪培和霧培對植物實(shí)現(xiàn)了水、肥、氣同補(bǔ)，并且零污染、零排放，店鋪照明，植物生長更快。

　　微型植物工廠的特色和優(yōu)勢

　　栽培形式多種多樣

　　微型植物工廠栽培形式多種多樣，可分為有管道式、吊槽式、吊瓶式、背掛式、冰箱式、圓柱式、垂簾式、塔式、梯架式、睡袋式、淺池式、一體兩面式、多層式、墻壁式、背袋式等多種栽培形式。常用的有冰箱式、垂簾式、多層式等，最實(shí)惠、最好的形式是圓柱式和一體兩面式。

　　較省空間

　　微型植物工廠可以建在居室樓上、陽臺、走廊、外墻面、窗臺等一切可利用的地方，也可建在居室內(nèi)客廳、廚房、臥室或室內(nèi)墻壁上0.25平方米以上任一位置。

　　管理簡單、操作簡便

　　微型植物工廠具有智能化生產(chǎn)、管理簡便的優(yōu)勢，且規(guī)模微型、成本低廉，產(chǎn)業(yè)資訊，既能實(shí)現(xiàn)水、肥、氣同補(bǔ)，又可節(jié)約資源，不但占地少，而且水肥循環(huán)利用率達(dá)到98%。此外，微型植物工廠的栽培床髙僅2m，重量輕，移動方便；栽培和收獲也比較簡便。

　　由于微型植物工廠是無土栽培、物理植保，因而零排放、零污染、降碳增氧，非常生態(tài)環(huán)保。

　　栽培可花可菜

　　微型植物工廠既可以栽培生菜、莧菜、青菜等多種葉類蔬菜，建成家庭微型菜園，也可以栽培矮牽牛、三色堇、一串紅等多種草花，建成家庭微型花園，技術(shù)資訊，還可以栽培百里香、迷迭香、薰衣草等多種香草，使其成為家庭微型香草園。

　　經(jīng)濟(jì)效益可觀

　　一體兩面和圓柱形兩種形式的微型植物工廠實(shí)驗結(jié)果顯示：一套一體兩面式微型植物工廠，平面面積為0.25平方米，高2m，可年產(chǎn)菜190kg，CCC認(rèn)證，設(shè)計，按有機(jī)菜最低批發(fā)價10元/kg計算，年可創(chuàng)效1900元，年總創(chuàng)效可達(dá)7600元/㎡；圓柱式柱高2m、直徑1m，平面面積為0.78㎡，可植540株菜，可年產(chǎn)菜500kg創(chuàng)效5000多元，年總創(chuàng)效超過6200元/㎡。兩種形式的微型植物工廠的效益是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的百倍以上。

　　社會效益顯著

　　以前，人們到菜場或超市購菜，現(xiàn)在在網(wǎng)上定購，LED照明品牌，快遞送菜到家，CCC認(rèn)證，省事、省時、省力、省心，而微型植物工廠隨時可采，生產(chǎn)消費(fèi)零距離，且新鮮、快捷、有機(jī)，蔬菜獲取模式被徹底顛覆。

　　微型植物工廠使蔬菜生產(chǎn)、消費(fèi)零距離，不僅為社會節(jié)約大量資源，為城市居民帶來極大方便，而且，植物在生長過程中可降低室內(nèi)二氧化碳的同時，也增加了室內(nèi)氧氣，還能起到滯塵、降燥、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度和空氣的作用。

　　制約微型植物工廠發(fā)展的因素

　　微型植物工廠也是植物工廠的一種形式，根本特點(diǎn)仍然是立體形式，仍然要強(qiáng)調(diào)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效，否則就失去意義。目前大多數(shù)已建的微型植物工廠都是以平面多層冰箱式，成本昂貴，產(chǎn)量也不太高，而且不能滿足三口之家葉類蔬菜的全年自給，技術(shù)資訊，因而難入尋常百姓家。

　　政府尚未對微型植物工廠技術(shù)的研發(fā)、應(yīng)用、推廣乃至進(jìn)人千家萬戶有足夠的重視，更沒有政策扶持。其實(shí)微型植物工廠社會效益遠(yuǎn)大于經(jīng)濟(jì)效益。重視食品安全、重視生態(tài)、重視節(jié)能。有很多省市出臺政策支持持都市農(nóng)業(yè)，而實(shí)際上微型植物工廠一旦有了政府的支持會更具快速推廣潛力。

　　微型植物工廠發(fā)展前景

　　現(xiàn)階段，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與轉(zhuǎn)型是黨和政府的既定決策，植物工廠已納入國家863計劃，并進(jìn)入快速發(fā)展階段。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，目前我國建成的各種類型植物工廠已達(dá)126家。

　　微型植物工廠將迎來最佳機(jī)遇期，自遼寧農(nóng)業(yè)展覽館、上海世界博覽會、中國（壽光）國際蔬菜科技博覽會、中國楊凌農(nóng)業(yè)高新科技成果博覽會、廣州光博會等展示的迷你型家用植物工廠開始， led戶外照明，到光仙子微型植物工廠進(jìn)入賓館、酒店、咖啡屋等公共場所，事實(shí)說明我國微型植物工廠技術(shù)已完全配套成熟，商業(yè)照明，微型植物工廠已進(jìn)人快速發(fā)展階段。

　　隨著微型植物工廠技術(shù)更加完善，以圓柱形和一體雙面等為主的立體栽培新形式的微型植物工廠的出現(xiàn)，超市照明，必將帶動更加先進(jìn)、技術(shù)更加集成、資源利用率更高的微型植物工廠的產(chǎn)生。微型植物工廠必將成為都市農(nóng)業(yè)主體技術(shù)、核心技術(shù)的代表，必將進(jìn)入億萬家庭，造福社會。

　　注：隨著中國城市化快速的發(fā)展，設(shè)計，農(nóng)村男性青壯年勞動力進(jìn)城打工的數(shù)量劇增，廣大農(nóng)村留守的婦女（38）、兒童（61）、老人（99）也作為一個特殊群體備受關(guān)注，被戲稱為“386199部隊”。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]余錫壽，劉躍萍．植物工廠的產(chǎn)生、發(fā)展及未來展望[J]農(nóng)業(yè)展望，2012（4）:39-43.

　　[2]余錫壽，3c認(rèn)證，劉躍萍．植物工廠的產(chǎn)生、發(fā)展及未來展望[J]農(nóng)業(yè)展望，2014（12）:50-55.

　　[3]舒斐．警惕中國水資源危機(jī)[J]．中國畜牧獸醫(yī)，2011（11）:74-75.

　　[4]中國水資源危機(jī)引人深思［EB/OL］.(2013-10-24)[2015-12-20].

　　[5]我國每年211萬人死于癌癥［EB/OL］.(2G15-1Q-17)[2015-12-20].

　　

　　作者：安徽宣城市文鼎植物工廠研究中心余錫壽、劉躍萍

　　來源：AO農(nóng)業(yè)展望2016年第7期

　　原題：微型植物工廠發(fā)展分析與展望

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