蔬菜栽培学各论课程论文——高品质生菜栽培“植物工厂”园艺班欧智元（页）

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1、蔬菜栽培学各论课程论文“植物工厂”任课教师：于文进/刘正国题目:高品质蔬菜栽培—姓名：欧智元学号:1131100608专业班级：园艺简3班日期：2014.5.31咼品质蔬菜栽培"植物工厂”园艺113班欧智元1131100608摘要：农业的发展先后经历了以石器时代木棒为工具的原始农业，以青铜器、铁器制作工具的自然农业，传统农业，以农药、化肥、除草剂为标志的化学农业到以机械化、自动化为标志的现代农业等多个不同发展历史阶段，使人类社会逐步由低级向高级阶段发展。农业生产在满足了人类生存与发展需求的同时，也给人类带来了

2、生存的压力。而今农药、化肥、除草剂的使用产生不良后果，让我们更渴望绝对安全的新鲜蔬菜。这让高晶质蔬菜栽培方式——“植物工厂”应时而生。关键词：日本蔬菜植物工厂安全未來食品一、植物工厂的概念、意义所谓植物工厂，是指在封闭的环境屮，人工控制植物的生长环境，比如光、温度、湿度、养分等，通过高水平的坏境调节，全天候地批量生产蔬菜等植物。目前主要分为“完全控制型”、“太阳光、人工光并用型”和“太阳光利用型”三种类型。“植物工厂(PlantFactory)"一词是日本首先提出的，其概念广义上涵盖了设施园艺，而狭义上则专指

3、人工光型的植物生产系统。根据日本植物工厂的现状,植物工厂是完全控制型和太阳光利用型营养液栽培系统的总称。日本植物工厂学会对植物工厂的定义是：利用环境自动控制、电子技术、生物技术、机器人和新材料等进行植物周年连续生产的系统，也就是利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度、营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受自然气候制约的省力型生产。植物工厂生产的对象包括蔬菜、花卉和果树，还有一部分大田作物、食用菌等。根据其研究对象层次的不同，植物工厂可分为：以研究植物体为主的狭义的植物工厂，以研究植物

4、组织为主的组织培养系统，以研究植物细胞为主的细胞培养系统。另外，根据对太阳光利用形式的不同，狭义的植物工厂又可分为完全控制型、太阳光利用型和太阳光并用型等3种。植物工厂对于日本农业具有重要意义。首先是提高其农业的生产性，在有限的土地上利用高度的环境控制技术，提高土地产出率和劳动生产率；其次,使寒冷、酷热和沙漠等不毛之地的农业生产成为可能；植物工厂内的作业环境优越，实行机械化生产节省劳动力，使集中劳动周年平均化；进行无农药生产,可提供新鲜高品质绿色食品；利用营养液栽培减少连作障碍，周年有计划稳定地生产。但是，植

5、物工厂进行的是高投入高产出的生产活动，设备投资大，电力消耗多，因此生产成本较高。例如，太阳光利用型植物工厂每生产一株生菜的成本约为50日元，而完全控制型植物工厂则需要100日元以上。二、植物工厂发展的历史与现状1974年日立制作所率先在日本着手进行植物工厂的开发工作，其后植物工厂的研究便盛行起来，到1975年底，有许多企业和大学也加入研究行列。那时的研究还是把营养液栽培的自动化与植物工厂独立开来，直到1985年二者有机结合后，植物工厂的数量才在短期内迅速增多起来，达到了日本植物工厂发展的一个高潮。早期的植物工

6、厂以研究为主，也有实用化的植物工厂可以进行-以生菜为主的叶菜类蔬菜、萝卜、芹菜和蘑菇等的生产。近年來，以生产经营和示范性农业公园形式出现的植物工厂越来越多。截至1997年，实际运营中的植物工厂有16个，面积约1.5h平方米，年产量约550t,主要进行生菜、番茄、草莓、菠菜、玫瑰花和部分组培苗的生产，其中太阳光利用型lh平方米，年产量287t,完全控制型0.5h平方米，年产量260to到2001年增加到20多个，遍及日本全国各地。随着植物工厂的发展，与其相关的一些研究机构、组织和企业不断成立,相关活动越来越多。

7、如日本植物工厂学会每年举行一次全国性的学术大会，植物工厂普及振兴会积极开展推广应用工作，同时与设施园艺学会、生物环境调节学会、气象学会、照明学会、电气学会等保持密切联系，以保证其研究水平的先进性和实用性。三、主要技术1•营养液栽培技术日本营养液栽培的方法有许多种，如NFT、湛液培、喷雾培、固体基质培(包括岩棉培、砾培、砂培等)，其中以岩棉培和NFT为主，而岩棉培更是占到营养液栽培面积的近50%。典型的营养液栽培装置有以下几种形式：①三水式NFT装置2D2D栽培床用泡沫制成，有一定的斜度(1/80-1/100)

8、,底部营养液呈薄膜状缓缓流动，可以自动供肥，还设有杀菌装置；②协和式2D2D使用成型塑料栽培床，分成若干单元，适用于果菜栽培；③M式2D2D栽培槽用“U”型泡沫制作的成型产品连接而成，定植板也用泡沫做成，里面铺聚乙烯薄膜，适于叶菜特别是鸭儿芹栽培；④新和式等量交换装置2D2D其主要特征是栽培槽分成两部分，相互间进行营养液的等量交换，以补给根系充足的氧气（②、③、④均属于湛液栽培装置）；⑤诚和式2D2