農(nóng)業(yè)與技術(shù) 農(nóng)業(yè)工程 植物工廠育苗微環(huán)境及水肥精灌智控系統(tǒng)技術(shù)研究進(jìn)展 李佳王夢(mèng)瑤劉良好袁方高青陳金星 中國(guó)科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心 上海 摘 要 建立植物工廠育苗微氣候環(huán)境及可編程水肥混合一體化精灌智能控制系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn) 互聯(lián)網(wǎng) 人工氣候模 擬 環(huán)境下設(shè)施育苗等所需的溫度 相對(duì)濕度 人工光源模組 精量灌溉 精準(zhǔn)施肥等要素在設(shè)施系統(tǒng)中的智能 控制 結(jié)合自然光照大型連棟設(shè)施系統(tǒng)裝備 實(shí)現(xiàn)植物工廠育苗環(huán)境下的真實(shí)模擬 從而滿足植物正常生長(zhǎng)所需 的各項(xiàng)環(huán)境因子可控且不受自然氣候條件制約 實(shí)現(xiàn)設(shè)施育苗周年不間斷連續(xù)生產(chǎn) 以期達(dá)到系統(tǒng)精準(zhǔn)可控智能 化 設(shè)施生產(chǎn)規(guī)?；?系統(tǒng)技術(shù)集成產(chǎn)業(yè)化等多功能化融為一體的植物工廠技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái) 關(guān)鍵詞 植物工廠 育苗微環(huán)境 水肥精灌系統(tǒng) 規(guī)模與產(chǎn)業(yè)化 中圖分類號(hào) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 收稿日期 基金項(xiàng)目 年度科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃農(nóng)業(yè)領(lǐng)域項(xiàng)目 植物工廠設(shè)施蔬菜 花卉種苗立體栽培微氣候環(huán)境及可編程水肥混合一體化智能控 制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究 項(xiàng)目編號(hào) 作者簡(jiǎn)介 李佳 女 碩士 中級(jí)工程師 研究方向 植物工廠微環(huán)境育苗生長(zhǎng)調(diào)控 通訊作者陳金星 男 正高級(jí)工程師 碩 士研究生導(dǎo)師 研究方向 設(shè)施農(nóng)業(yè) 植物工廠 人工氣候室 概述 植物工廠育苗微氣候環(huán)境及可編程水肥混合一體 化精灌智能控制系統(tǒng)集成了大型連棟設(shè)施 人工氣候 環(huán)境系統(tǒng) 自然光照加人工補(bǔ)充光照 節(jié)能光模 組 無土育苗立體多層苗床組 精量灌溉加精準(zhǔn)施肥 可編程一體化自動(dòng)灌溉系統(tǒng)及裝備 在完成智能化植 物工廠高效節(jié)能運(yùn)行的同時(shí)還可為設(shè)施育苗逆境脅 迫 品種選育等領(lǐng)域的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究提供重要的技 術(shù)支撐平臺(tái) 植物工廠設(shè)施育苗微氣候環(huán)境及可編程 水肥混合一體化精灌智能控制系統(tǒng)真正解決了育苗過 程中的環(huán)境控制與能耗等關(guān)鍵問題 即實(shí)現(xiàn)了光 溫 水 肥 氣多參數(shù)集成智能調(diào)控 其中的作物苗 期特征吸收光譜專用 模組 采用高光效藍(lán)光芯 片加納米熒光粉的技術(shù)路線 大幅提高 的光質(zhì) 及輔助光效 設(shè)施微氣候環(huán)境采用新風(fēng)比例調(diào)節(jié)系統(tǒng) 過濾低電壓微電場(chǎng)耐沾污除塵除菌技術(shù) 結(jié)合水質(zhì)凈 化光催化循環(huán)水處理加消毒殺菌滅藻 阻垢除垢技術(shù) 的應(yīng)用 最大限度地為發(fā)揮作物育苗周期的特性及生 長(zhǎng)潛能提供技術(shù)支持 為產(chǎn)業(yè)化可持續(xù)奠定技術(shù)基 礎(chǔ) 在植物工廠組網(wǎng)覆蓋形成的設(shè)施育苗立體精準(zhǔn)作 業(yè)區(qū)域 系統(tǒng)不僅提供了無線傳感局域網(wǎng) 移動(dòng) 互聯(lián)網(wǎng) 通訊互備 還實(shí)現(xiàn)了手機(jī) 等移 動(dòng)終端現(xiàn)場(chǎng)操作和遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)后臺(tái)服 務(wù) 在實(shí)現(xiàn)植物工廠育苗決策管理的基礎(chǔ)平臺(tái)上 提 高了設(shè)施育苗周年生產(chǎn)運(yùn)行效率 高效科學(xué)的量化管 理與優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品及種植技術(shù)的提升 實(shí)現(xiàn)了設(shè)施育苗在 植物工廠受控環(huán)境下獲得的最佳的生長(zhǎng)效果 也為形 成育苗規(guī)?；a(chǎn)能力提供技術(shù)支撐及為適宜的種植 模式提供科學(xué)依據(jù) 植物工廠育苗微環(huán)境及水肥一體精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)的 發(fā)展必定走向智能化 由于設(shè)施育苗區(qū)域氣候生態(tài)環(huán) 境條件不同 相對(duì)的控制環(huán)境策略和精準(zhǔn)控制也應(yīng)各 有特點(diǎn) 在基于互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控植物工廠育 苗微環(huán)境及水肥混合系統(tǒng)的同時(shí) 建立灌溉預(yù)測(cè)分析 有效應(yīng)用方案 量化數(shù)據(jù)確定控制策略尤為重要 通 過設(shè)施育苗特性與環(huán)境 營(yíng)養(yǎng)吸收定量規(guī)律的互作研 究 建立設(shè)施育苗特性與環(huán)境變化規(guī)律數(shù)字模型 實(shí) 現(xiàn)了設(shè)施育苗區(qū)域規(guī)?；?無線傳感通訊驅(qū)動(dòng)精準(zhǔn) 化 微氣候設(shè)施育苗環(huán)境精準(zhǔn)可控化等多功能為一 體 集成創(chuàng)新了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)植物工廠育苗環(huán)境形式高密 度立體化 資源高效利用等系統(tǒng)管理智能化的嶄新模 式 人們只需要進(jìn)入到智能控制系統(tǒng) 就可以通過物 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)控觀察和控制育苗過程 使之生產(chǎn)過 程智能化 農(nóng)業(yè)工程 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 植物工廠育苗微環(huán)境及水肥精灌智控系 統(tǒng)構(gòu)建 植物工廠育苗微氣候環(huán)境及可編程水肥混合一體 化精灌智能控制系統(tǒng)根據(jù)區(qū)域氣象參數(shù) 設(shè)施育苗環(huán) 境參數(shù) 育苗過程狀態(tài)變化等 通過無線傳感通訊及 后臺(tái)監(jiān)控裝備 確定對(duì)植物工廠育苗區(qū)域種苗類別 環(huán)境溫度 相對(duì)濕度 氣流組織比例循環(huán) 新風(fēng)交 換 光模組補(bǔ)充光照 種苗光譜吸收 需水量 營(yíng)養(yǎng)液池中的 值和 值 等及施肥信息進(jìn)行實(shí) 時(shí)監(jiān)測(cè)和相應(yīng)預(yù)測(cè) 建立相應(yīng)的植物工廠微氣候環(huán)境 下育苗過程動(dòng)態(tài)管理決策數(shù)據(jù)模型 完成對(duì)植物工廠 規(guī)模化育苗水肥一體化精準(zhǔn)灌溉 實(shí)現(xiàn)其生產(chǎn)過程數(shù) 字精準(zhǔn)作業(yè)進(jìn)一步量化和提升運(yùn)作效率 同時(shí)提高品 質(zhì)和勞動(dòng)生產(chǎn)率 有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境 隨著植物工廠育苗規(guī)模的擴(kuò)大 業(yè)內(nèi)迫切需要對(duì) 支撐植物工廠育苗微環(huán)境的系統(tǒng)軟硬件 作物品種最 適育苗環(huán)境需求進(jìn)行優(yōu)化 在植物工廠的實(shí)際運(yùn)作 中 將直接體現(xiàn)在種苗品質(zhì)的提升 目前 設(shè)施育苗 高效率工廠化運(yùn)作 能耗和水肥一體化精準(zhǔn)灌溉 人 工成本仍然是制約植物工廠性價(jià)比的主要因素 目前 植物工廠育苗環(huán)境熱負(fù)荷 植物蒸騰與光合作用的整 合計(jì)算模型 微環(huán)境智控技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用 特別是 高效 人工光源性價(jià)比的大幅提升 為發(fā)展植物 工廠規(guī)?；沙掷m(xù)育苗提供了可行性 然而 要系統(tǒng)解決這些問題 實(shí)現(xiàn)植物工廠育苗 最適微環(huán)境及水肥精灌智控系統(tǒng)技術(shù)數(shù)字化平臺(tái)構(gòu)建 是一種必然選擇 其中植物工廠育苗微環(huán)境實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 作為系統(tǒng)控制的主要依據(jù) 結(jié)合氣象參數(shù)資料 育苗 狀況等完成其對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制器智控工作程序 及時(shí)反饋 系統(tǒng)控制信息 通過服務(wù)器上數(shù)字模型及算法的處 理 將結(jié)果發(fā)至執(zhí)行機(jī)構(gòu)或用戶端 并在此基礎(chǔ)上利 用機(jī)器學(xué)習(xí)產(chǎn)生新的歸納推理和決策能力 最終將函 數(shù)的預(yù)測(cè)分析能力推向更高的層次 從而使植物工廠 育苗 管理更加科學(xué) 精確 對(duì)具有區(qū)域代表性且規(guī) 模化植物工廠而言 其育苗增產(chǎn) 優(yōu)質(zhì)效果極其明 顯 并可實(shí)現(xiàn)減少無效環(huán)境功能損失 為實(shí)現(xiàn)植物工 廠育苗的科學(xué)量化管理 打造高效種植技術(shù)與產(chǎn)品 形成規(guī)?；a(chǎn)能力提供技術(shù)支撐 應(yīng)用前景廣闊 植物工廠育苗微環(huán)境及水肥精灌智控系統(tǒng)模塊 結(jié)構(gòu) 構(gòu)建植物工廠育苗微環(huán)境及水肥智控系統(tǒng) 其功 能模塊包括育苗特性與環(huán)境變化規(guī)律數(shù)字模型智能調(diào) 控 傳感器無線傳感信息采集及物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)應(yīng) 用 實(shí)現(xiàn)對(duì)植物工廠育苗微環(huán)境溫度 相對(duì)濕度 氣 流組織比例循環(huán) 光模組補(bǔ)充光照 種苗光譜吸 收 需水量 營(yíng)養(yǎng)液 值和 值 精量灌溉加精 準(zhǔn)施肥等及施肥信息作出相應(yīng)預(yù)測(cè)和精確模擬 最大 限度地發(fā)揮植物生長(zhǎng)潛能 針對(duì)植物工廠育苗數(shù)字模型 研究作物生長(zhǎng)過程 及環(huán)境因子對(duì)生長(zhǎng)的影響規(guī)律 形成系統(tǒng)數(shù)字建模基 本理論 方法 實(shí)現(xiàn)植物工廠微環(huán)境調(diào)控智能控制系 統(tǒng) 其中微環(huán)境氣流組織比例循環(huán)及育苗微環(huán)境水肥 精灌智控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集 苗床水培根系精準(zhǔn) 控溫 植物紅光受體與遠(yuǎn)紅光受體的生理調(diào)節(jié)功能的 機(jī)制及誘導(dǎo) 復(fù)合營(yíng)養(yǎng)液水肥一體化灌溉等系統(tǒng)集成 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用增效顯著 模塊結(jié)構(gòu)圖見圖 圖 植物工廠育苗微環(huán)境及水肥智控系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu) 植物工廠育苗微環(huán)境及水肥精灌智控系統(tǒng)的關(guān) 鍵技術(shù) 在植物工廠微環(huán)境下完成育苗的可編程水肥混合 一體精灌智控系統(tǒng) 其關(guān)鍵技術(shù)包含了植物工廠育苗 受控環(huán)境及可編程水肥混合一體化智能控制 研究對(duì) 具有規(guī)?；闹参锕S育苗微環(huán)境及水肥精灌智控系 統(tǒng)有著至關(guān)重要的作用 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的植物 工廠育苗環(huán)境智能控制技術(shù) 不僅滿足種苗周年生產(chǎn) 需求而且節(jié)能增效極其明顯 在監(jiān)測(cè)育苗環(huán)境 生長(zhǎng) 狀況的同時(shí)結(jié)合區(qū)域氣象參數(shù) 以單元育苗環(huán)境對(duì)其 各階段所需環(huán)境參數(shù) 水分 養(yǎng)分及生理特性數(shù)據(jù)為 依據(jù) 計(jì)算確定環(huán)境參數(shù) 水肥一體程序灌溉計(jì)劃 也為系統(tǒng)精準(zhǔn)控制提供主要量化依據(jù) 通過 互聯(lián)網(wǎng) 設(shè)施物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 應(yīng)用 采集育 苗微環(huán)境及水肥精灌系統(tǒng)實(shí)時(shí)參數(shù) 完成監(jiān)控設(shè)施生 產(chǎn)要素 以穩(wěn)定的數(shù)據(jù)無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳輸加現(xiàn)場(chǎng)驅(qū)動(dòng) 控制 結(jié)合 技術(shù)應(yīng)用 確保系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間低功 耗穩(wěn)定運(yùn)行 通過云數(shù)據(jù)分析 實(shí)現(xiàn)設(shè)施育苗整體環(huán) 境狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控 并提供異常信息及時(shí)越限預(yù)警及 專家系統(tǒng)后臺(tái)服務(wù) 結(jié)合機(jī)器深度學(xué)習(xí) 為人 機(jī)界面 形成一個(gè)植物工廠育苗微環(huán)境及水肥精灌智 控系統(tǒng)操作標(biāo)準(zhǔn)體系的智慧種植服務(wù)平臺(tái) 植物工廠育苗微環(huán)境核心參數(shù)研究 內(nèi)容包括針對(duì)植物工廠育苗空氣環(huán)境參數(shù)梯度變 化特征 建立一種植物工廠育苗環(huán)境可編程水肥混合 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 農(nóng)業(yè)工程 一體精灌智控系統(tǒng)核心參數(shù)方案 模擬人工預(yù)判斷經(jīng) 驗(yàn) 形成一個(gè)適合植物工廠育苗環(huán)境控制的數(shù)據(jù)支持 系統(tǒng) 其中的植物工廠育苗微環(huán)境及精量灌溉加精準(zhǔn) 施肥系統(tǒng)控制因子包括環(huán)境溫度 相對(duì)濕度 氣流組 織模式 人工光照 光譜適配方 新風(fēng)量比例交 換 水肥混合一體精準(zhǔn)灌溉等多種育苗微環(huán)境要素 最終實(shí)現(xiàn)植物工廠育苗微環(huán)境的真實(shí)模擬 研究營(yíng)養(yǎng)液適配比及土壤 基質(zhì)物理參數(shù)對(duì)設(shè)施 育苗及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的影響 掌握設(shè)施育苗的營(yíng)養(yǎng)物 質(zhì)調(diào)控關(guān)鍵因素 系統(tǒng)研究人工光源關(guān)鍵光質(zhì)參數(shù) 尤其是光譜 對(duì)育苗過程的影響 獲取環(huán)境因子與 種苗互作核心動(dòng)態(tài)參數(shù) 為構(gòu)建育苗相關(guān)數(shù)字模型奠 定基礎(chǔ) 植物工廠育苗數(shù)字化平臺(tái)構(gòu)建 內(nèi)容包括基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)構(gòu)建植物工廠 育苗微環(huán)境的數(shù)字模型 其中設(shè)施育苗微環(huán)境空氣調(diào) 節(jié)系統(tǒng) 比例調(diào)控技術(shù) 高光效配方模組 氣流 組織微控技術(shù) 營(yíng)養(yǎng)液適配方技術(shù)加水肥一體精準(zhǔn)灌 溉等通過大數(shù)據(jù)獲取積累 利用 過程比對(duì)與智能 調(diào)控方法 獲取傳感器數(shù)據(jù)信息 將育苗環(huán)境各因素 的函數(shù)持續(xù)優(yōu)化 用算法逐步替代經(jīng)驗(yàn) 并通過迭代 超越經(jīng)驗(yàn) 確認(rèn)最佳組合 結(jié)合 互聯(lián)網(wǎng) 物聯(lián)網(wǎng)技 術(shù) 應(yīng)用平臺(tái)的植物工廠育苗區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)視頻 加 同步監(jiān)控 構(gòu)建育苗微環(huán)境及水肥精灌數(shù)字 模型將凸顯其至關(guān)重要的作用 人工智能將設(shè)施育苗 數(shù)字化 算法化 數(shù)據(jù)化 數(shù)字模型將重新定義生產(chǎn) 與管理 生產(chǎn)就是模型 通過大數(shù)據(jù)和算法實(shí)現(xiàn)對(duì)特 定設(shè)施育苗微環(huán)境的有效利用 創(chuàng)建數(shù)字化智慧管理 平臺(tái) 植物工廠數(shù)字化相關(guān)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上 的應(yīng)用 基于植物工廠育苗周期的形態(tài)特征數(shù)據(jù) 實(shí)現(xiàn)最 優(yōu)設(shè)施育苗環(huán)境及營(yíng)養(yǎng)液最適配方積累 其關(guān)鍵技術(shù) 對(duì)營(yíng)養(yǎng)吸收狀態(tài)調(diào)控和促進(jìn)種苗生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作 用 達(dá)到生產(chǎn)上設(shè)施育苗過程高效與品質(zhì)的提升 為 植物工廠育苗規(guī)?；a(chǎn)和提升運(yùn)作效率奠定技術(shù)基 礎(chǔ) 在現(xiàn)有植物工廠育苗產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)技術(shù)實(shí)踐基礎(chǔ)上 開展在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上現(xiàn)代植物工廠育苗微環(huán)境及水肥一 體精準(zhǔn)灌溉智控系統(tǒng)核心技術(shù)數(shù)字模型的應(yīng)用 形成 植物工廠育苗過程的逐步完善 直至形成產(chǎn)品相應(yīng)標(biāo) 準(zhǔn) 設(shè)施微環(huán)境育苗及營(yíng)養(yǎng)液適配方的積累 對(duì)植物 工廠育苗微環(huán)境及水肥精灌智控大規(guī)模應(yīng)用和建立數(shù) 字化智能調(diào)控系統(tǒng)平臺(tái)形成有力技術(shù)支撐 開展植物工廠育苗微環(huán)境及水肥精灌智控?cái)?shù)字化 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用研究 提高產(chǎn)品產(chǎn)量及品質(zhì) 降低農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度 是目前植物工廠育苗數(shù)字精準(zhǔn)作業(yè) 降低運(yùn)作能耗的直接手段 也是技術(shù)領(lǐng)域得以可持 續(xù)發(fā)展的重要手段和措施 結(jié)合育苗過程數(shù)據(jù)積累及 微環(huán)境因子與育苗互作 在現(xiàn)有植物工廠示范基礎(chǔ) 上 逐步完善數(shù)據(jù)庫形成數(shù)字建模及相應(yīng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 最大限度地優(yōu)化使用各項(xiàng)農(nóng)業(yè)資源和投入 也將成為 設(shè)施農(nóng)業(yè)資源高效利用和數(shù)字精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的一 個(gè)重要組成部分 促成植物工廠育苗優(yōu)質(zhì)高產(chǎn) 以期 獲得最大經(jīng)濟(jì)效益 推動(dòng)行業(yè)成熟 植物工廠育苗發(fā)展亟需解決的問題 植物工廠育苗規(guī)模的擴(kuò)大 能耗和人工成本必然 是制約植物工廠育苗及水肥一體精灌系統(tǒng)運(yùn)作性價(jià)比 的主要因素 設(shè)施育苗微環(huán)境調(diào)控原型 育苗微環(huán)境 氣流組織比例循環(huán) 負(fù)荷耗能計(jì)算 二氧化碳調(diào)控及 植物蒸騰與光合作用的數(shù)據(jù)模型計(jì)算 水肥一體精灌 智控 營(yíng)養(yǎng)液加光催化循環(huán)消毒適配方數(shù)據(jù)計(jì)算 特 別是小分子復(fù)合水溶性營(yíng)養(yǎng)液與高效 人工光模 組性價(jià)比的大幅提升與應(yīng)用 對(duì)發(fā)展新一代植物工廠 育苗系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)提出了更高的要求 然而面對(duì) 這些問題 植物工廠育苗微環(huán)境的數(shù)字模型與智能調(diào) 控系統(tǒng)將直接提升其生產(chǎn)效率和種苗品質(zhì) 也是解決 關(guān)鍵技術(shù)問題的重要手段之一 亟需解決的植物工廠育苗問題 就是如何讓育苗 微環(huán)境在環(huán)境精準(zhǔn)控制 二氧化碳新風(fēng)混合比例調(diào) 控 系統(tǒng)環(huán)境營(yíng)養(yǎng)液潔凈度及水肥一體精灌的系統(tǒng)之 間平衡 為此 研發(fā)育苗抗菌基質(zhì)載體 可有效降低 因有機(jī)物及激素在水肥系統(tǒng)營(yíng)養(yǎng)液中的導(dǎo)入而產(chǎn)生的 環(huán)境控制成本 且提高設(shè)施育苗微環(huán)境控制技術(shù)對(duì)氣 流組織凈化的依賴 從而大幅減低成本 隨著植物工 廠設(shè)施環(huán)境 微環(huán)境育苗 高光效 光模組 水肥 一體灌溉 物聯(lián)網(wǎng)及 技術(shù)應(yīng)用 系統(tǒng)智能控 制 數(shù)字模型及信息處理等規(guī)?；瘧?yīng)用 充分利用多 學(xué)科資源交叉 為植物工廠育苗微環(huán)境及水肥精灌智 控系統(tǒng)技術(shù)研究進(jìn)展提供核心系統(tǒng)技術(shù)支持 植物工廠育苗微環(huán)境及水肥精灌智控系統(tǒng)發(fā)展 相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題 在植物工廠育苗數(shù)字化智慧管理過程中 實(shí)現(xiàn)設(shè) 施微環(huán)境育苗階段優(yōu)化大數(shù)據(jù)獲取 其中的關(guān)鍵技術(shù) 是微環(huán)境環(huán)境因子調(diào)控 水溶性復(fù)合營(yíng)養(yǎng)液對(duì)育苗營(yíng) 養(yǎng)調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)研究 目前育苗微環(huán)境調(diào)控技術(shù)的逐 步完善 相應(yīng)技術(shù)正在被更新與升級(jí) 實(shí)現(xiàn)了設(shè)施微 環(huán)境育苗高效與品質(zhì)提升 其中涉及研究的關(guān)鍵技術(shù) 還包括微環(huán)境的在線空氣凈化技術(shù) 育苗基質(zhì)抗菌隔 農(nóng)業(yè)工程 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 離材料技術(shù)及有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物的緩釋技術(shù) 為此 植物工 廠育苗不僅實(shí)現(xiàn)了多種技術(shù)集成 實(shí)時(shí)精準(zhǔn)調(diào)控育苗 生產(chǎn)環(huán)境參數(shù) 而且基于數(shù)字模型 將多功能模塊融 為一體 通過微環(huán)境 育苗狀態(tài)監(jiān)控以及環(huán)境因子干 預(yù) 實(shí)現(xiàn)了植物工廠育苗標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn) 因此 傳感器 無線傳感信息采集及物聯(lián)網(wǎng)信息總線接口 通訊協(xié)議 都應(yīng)具有相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 由于應(yīng)用系統(tǒng)相關(guān)軟硬件產(chǎn) 品都擁有各自不同技術(shù)及工藝標(biāo)準(zhǔn) 對(duì)植物工廠育苗 微環(huán)境系統(tǒng)技術(shù)集成 至今尚未真正形成統(tǒng)一的技術(shù) 標(biāo)準(zhǔn) 目前在設(shè)施育苗方面相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問題已被充 分重視 對(duì)今后的可持續(xù)發(fā)展日顯重要 核心技術(shù)問題 植物工廠育苗微氣候環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)與育苗能耗核 心技術(shù)研究 育苗微環(huán)境調(diào)節(jié)根部及葉面的二氧化碳 濃度調(diào)控核心技術(shù)研究 育苗微環(huán)境及水肥灌溉精準(zhǔn) 調(diào)控模式核心技術(shù)研究 復(fù)合水溶性營(yíng)養(yǎng)液對(duì)育苗組 培營(yíng)養(yǎng)調(diào)控核心技術(shù)研究 人工光模組微環(huán)境育苗光 受體誘導(dǎo)的機(jī)理調(diào)節(jié)核心技術(shù)研究等是構(gòu)建植物工廠 育苗數(shù)字模型的重要核心內(nèi)容 數(shù)字模型根據(jù)環(huán)境因子以及營(yíng)養(yǎng)成分與植物工廠 育苗互作機(jī)理需求 建立適應(yīng)性有機(jī)聯(lián)系的信息技 術(shù) 包括傳感器實(shí)時(shí)信息獲取 通訊模塊和執(zhí)行驅(qū) 動(dòng) 實(shí)現(xiàn)對(duì)植物工廠育苗微環(huán)境及水肥精準(zhǔn)灌溉過程 各類環(huán)境參數(shù)的優(yōu)化 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)育苗過程偏差及越限 預(yù)警 依據(jù)植物工廠育苗微環(huán)境優(yōu)化控制調(diào)控策略 研究設(shè)施育苗微環(huán)境氣流組織比例精準(zhǔn)調(diào)控與節(jié)能指 標(biāo)的影響 研究復(fù)合營(yíng)養(yǎng)液適應(yīng)配比對(duì)育苗過程營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)含量的影響 研究育苗基質(zhì)成分對(duì)育苗過程營(yíng)養(yǎng) 物質(zhì)含量的影響 研究高效光模組配方關(guān)鍵參數(shù) 尤 其是光譜吸收 對(duì)育苗過程的影響 綜合植物工廠育 苗微環(huán)境關(guān)鍵因子核心參數(shù)而確定的技術(shù)數(shù)據(jù) 提出 植物工廠育苗微環(huán)境及水肥精灌智控?cái)?shù)字模型構(gòu)建 總結(jié)與展望 構(gòu)建基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的植物工廠育苗微環(huán) 境 實(shí)現(xiàn)對(duì)具有特定品系育苗微環(huán)境及水肥精灌系統(tǒng) 的智能控制 以及采用低能耗運(yùn)作將大大提高其工廠 化效率 通過設(shè)施育苗過程數(shù)字建模 精準(zhǔn)無誤地調(diào) 控育苗適宜的環(huán)境因子 篩選出適宜種苗健壯生長(zhǎng)且 縮短生長(zhǎng)周期的參數(shù) 最終實(shí)現(xiàn)植物工廠育苗微環(huán)境 數(shù)字模型智能調(diào)控下的優(yōu)良品種培育 提高種苗品 質(zhì) 在提升育苗勞動(dòng)生產(chǎn)率前提下 節(jié)約生產(chǎn)成本 達(dá)到設(shè)施育苗周年連續(xù)規(guī)?；a(chǎn) 利用當(dāng)今各類型大型植物工廠育苗環(huán)境 開展植 物工廠的育苗 環(huán)境互作研究 有效利用微環(huán)境育苗 數(shù)字模型實(shí)時(shí)調(diào)控環(huán)境因子 為實(shí)現(xiàn)育苗最佳生長(zhǎng)提 供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)應(yīng)用理論平臺(tái) 植物工廠的發(fā)展提供了 具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的硬件 軟件系統(tǒng) 是核心技術(shù) 芯片 同時(shí) 創(chuàng)新設(shè)施育苗是一種嶄新模式 在取 得經(jīng)濟(jì)效益的前提下 對(duì)其質(zhì)量安全控制領(lǐng)域起到相 當(dāng)大的作用 設(shè)施育苗微環(huán)境因子調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng) 新 明確設(shè)施育苗復(fù)合營(yíng)養(yǎng)液適配方及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量 在水肥精準(zhǔn)灌溉系統(tǒng)的技術(shù)定位 確定核心技術(shù)必須 建立在以產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的科技創(chuàng)新體系中 實(shí)現(xiàn)植物工 廠育苗高效種植與產(chǎn)品技術(shù)價(jià)值 形成可持續(xù)規(guī)?；?生產(chǎn)能力 產(chǎn)業(yè)化前景十分廣闊 并在未來的植物工 廠育苗產(chǎn)業(yè)中具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力 參考文獻(xiàn) 袁方 高青 劉良好 李佳 陳金星 植物工廠作物栽培微環(huán) 境及數(shù)字化平臺(tái)技術(shù)構(gòu)建 農(nóng)業(yè)與技術(shù) 周增產(chǎn) 董微 李秀剛 蘭立波 姚濤 胡福生 植物工廠產(chǎn) 業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望 農(nóng)業(yè)工程技術(shù) 劉文科 提升人工光植物工廠生產(chǎn)力的 照明策略 照 明工程學(xué)報(bào) 張宇 肖玉蘭 人工光植物工廠生產(chǎn)成本構(gòu)成和經(jīng)濟(jì)效益分析 長(zhǎng)江蔬菜 責(zé)任編輯 常佳琪