植物工厂发展趋势探讨

植物工厂是利用计算机对植物生长的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制,使设施内植物生长不受或很少受自然条件制约的生产方式。通过对植物工厂现状的分析,阐述了植物工厂对未来农业发展的重要性以及目前植物工厂存在的一些问题,并对我国植物工厂的发展趋势进行探讨,提出让植物工厂进入寻常百姓家还需要很长的过程。     

植物工厂系列谈（八）——植物工厂湿度与气体调控

前面，我们对植物工厂中两个重要的环境指标——温度环境和光环境的调控技术进行了介绍。这里，我们再就植物工厂中的湿度及气体环境调控作以简要介绍     

植物工厂茶树栽培技术研究进展

植物工厂作为一种以人工光源与营养液栽培为主要标志的生产方式,可以实现光、温、湿、CO2等生长环境和营养供给智能控制,在植物工厂条件下栽培茶树有助于茶叶生产向标准化、智能化发展。文章对植物工厂概念、国内植物工厂现状进行了介绍,分析了光配方、营养液、环控因子等关键技术对茶叶植物工厂生产的影响,介绍了植物工厂茶叶产品的优势及植物工厂发展面临的问题,并对未来茶叶植物工厂发展趋势进行了展望。     

植物工厂系列谈（一）——植物工厂定义与分类

正如中国工程院院士、中国农学会名誉会长卢良恕院士所言，植物工厂作为现代农业发展的高级阶段，以人工可控的环境设施和工厂化作业为主要特征，受地理、气候等自然条件的影响小，可以按计划和市场需求进行生产，作物生长周期短、速度快、污染少，同时通过多层、立体式栽培以及周年多茬次的安排，单位土地面积的利用率和作物产量可以得到成倍甚至数十倍的提高。由于植物工厂是一项高投入、高技术、高产出的产业，其建设成本和早期运行成本较高，目前，我国尚未真正开展此项研究工作。但是，从我国社会经济和科学技术发展的现状与趋势来看，尽快开展植物工厂领域的研究与建设不仅是完全可能的而且也是十分必要的。这既是我国现代农业发展的实际需要，也是摆在广大农业科教工作者面前的一项艰巨任务。相信在不久的将来，有关植物工厂的基础理论和关键配套技术的研究必将陆续在我国展开，一批相关的高新技术成果必将随之产生。为了使广大读者了解国外植物工厂的研究概况及其研究进展，从2005年第5期开始，我刊编辑部特约请《植物工厂概论》一书的作者杨其长研究员和张成波研究员，请他们陆续就植物工厂的发展历程、结构类型、主要特征、主要配套技术等方面进行介绍，希望使大家有所启发。     

植物工厂系列谈（六）——植物工厂主要设备与特征

机械化、自动化是植物工厂的重要特征之一,各类机械设备和配套装置在植物工厂内所占的比重较大,除了对象作物和营养液之外,绝大多数都属于机械与设备的范畴,包括营养液栽培系统、环境调控系统、计算机控制系统以及相关的配套设备等.这里主要针对育苗、定植、移栽、收获、包装、预冷贮藏等辅助设备加以介绍.     

植物工厂系列谈（三）——植物工厂研究现状及其发展趋势

植物工厂系列谈（三）——植物工厂研究现状及其发展趋势营养液栽培技术的进步为植物工厂的产生和发展奠定了良好的基础，与土壤栽培相比，营养液栽培能加速作物生育进程，使一年的栽培茬数增加15％～20％，莴苣和芹菜一年可栽培6～8茬，黄瓜和番茄1．8～2．2茬。目前，植物工厂无论是移动式栽培系统还是固定立体式栽培系统全部采用营养液栽培技术。     

计算机视觉技术判别温室植物缺素研究现状

21世纪的农业将是信息农业的时代，农业自动控制技术是信息农业的核心技术。传统的温室环境控制通过监测温室环境因子形成反馈控制回路，对温室环境进行调控，并未考虑植物实时生长信息。80年代末，国外学者提出了SPA的控制方法，其核心思想是根据植物的实时生长状况对温室环境进行控制。传统的测量植物生长状态的方法比如破坏性测量，接触式测量，费时费力，还对植物有一定的损伤，因此降低了作物的经济价值。近年来，随着计算机视觉技术的发展，图像分类识别在各行各业的应用愈加广泛。通过图像的外观特征对图像进行分类识别是一种及时便捷、切实有效的方法。     

环境调控技术与工厂化栽培

农业实践的一个主要目的在于利用和改变自然环境来提高对人类有用的植物生产力。为达到这一目的，必须研究和认识这些植物和周围环境，特别是和气象环境的相互作用。气象环境是物理因子相互作用的复合体。控制和单独地改变这一复合体中温度、光照、湿度、气体等每一个因子，对生产具有现实意义。     

我国几种温室环境控制系统的架构方案

温室环境控制是在充分利用自然资源的基础上，通过改变环境因子如温度、湿度、光照度等来获得作物生长的最佳条件，从而达到增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。现代传感器技术、通信技术、自动化技术和计算机技术能发展为现代温室控制系统的架构提供了多种可选方案。     

樱桃树温室栽培技术分析

为了解樱桃树温室栽培的优化技术,本研究以实际温室环境为依托,运用现代农业技术对樱桃树的栽培进行深入分析。研究涉及不同生长阶段的光照、温度、水分和肥料管理策略。结果表明,通过精确控制环境条件,可以显著提高樱桃的产量和品质。建议在未来的栽培中,加强对温室环境的自动化控制,以优化樱桃树的生长条件。     

温室环境微机监控管理系统设计

为满足作物生长需要 ,需调节温室内的温度、湿度光照及通风等条件。本文简单介绍了温室环境管理系统软、硬件的设计     

温室环境微机监控管理系统设计

为满足作物生长需要,需调节温室内的温度、湿度光照及通风等条件。本文简单介绍了温室环境管理系统软、硬件的设计。     

植物工厂系列谈（九）——植物工厂实例

植物工厂的发展经历了半个多世纪，技术上不断创新与完善，并先后出现了多种形式的实用模式，为植物工厂的进一步发展提供了有益的借鉴。采用大量的照片和图表对植物工厂的建筑结构、工艺流程、配套设备和生产试验模式等作以介绍。     

智能温室大棚全方位调温系统创新设计与应用

为了调整作物的生长状况,本文利用对温室大棚内的温度、湿度和光照数据进行采集,并由微处理器进行现场显示和控制,从而实现对温室大棚内部温度、光照度、通风等的控制,自动实现保温、数据存储,并通过GPRS-GA6将实时数据传输到指定的手机上。通过实际生产和试验,实现对作物生长状况的智能调整。本文首先简要介绍智能温室大棚的调温系统,并结合中央采暖的思路,设计一种集成的智能调温控制系统,对智能温室大棚温度控制系统的实验和应用进行深入的探讨。     

基于物联网的蔬菜工厂监控系统

在规模化农业生产中,为了使农业专家在远程就可以随时查看农田内的各种数据(温度、湿度、光照和气体),判断适合农作物生长的最佳参数,通过部署在蔬菜工厂大棚内的各种无线监测节点构成的物联网系统,由专家根据自身经验和知识设定关键值,当某种数据偏离设定值时,蔬菜工厂控制系统自动做出反应,调节农业生产的各项参数。基于物联网的智能监控系统能提高农业生产效率,减少农业资源浪费和农田污染。     

便携式植物生长水分胁迫检测仪的设计

文章提出一种便携式植物生长水分胁迫检测仪,用于检测植物生长过程中的水分胁迫信息,为精准灌溉的实施提供理论依据。系统采用嵌入式与传感器技术对植物生长过程中引起水分状况变化的各项环境因子指标(叶层温湿度、冠层温度、CO2浓度、土壤水势等)进行采集、存储与处理,经过数据分析得出植物水分胁迫信息,从而指导节水灌溉。     

种植者日记——抑制温室内藻类的滋生

藻类需要的生长环境与我们种植的植物是一样的：湿度．营养和光照。这种绿色生物的生长给温室内的植株生长带来一系列麻烦：吸引蚊虫；给菌类生长提供适宜的环境；使走道表面变的湿滑；堵塞灌溉系统；影响基质的透水性等。我们可以通过以下方面来控制或尽量避免藻类在温室内的滋生。     

植物类黄酮化合物生物合成调控研究进展

类黄酮化合物是植物次级代谢产物，具有多种重要的生物学功能，对人体健康具有潜在的有益作用，作为抗菌药物在植物与微生物的相互作用和防御反应中发挥重要作用。本文总结了类黄酮化合物的生物合成途径以及调控规律，重点综述了外界环境如光照、温度、水分、辐射、激素、矿物质和MYB、bHLH、WD40以及NAC等转录因子对类黄酮化合物合成的影响，加强这方面的研究，旨在为植物类黄酮功能性成分更好地开发和利用做出指导。     

智能温室环境控制的研究现状与发展方向

智能温室是农业现代化的一个缩影，其目标是实现经济效益最优，目前采用的智能温室环境控制策略有基于模型的控制、基于知识的控制和两者的结合，其控制水平分为三个层次，即仅考虑植物生长或仅从节能角度对控制系统实现最优赋值，从植物生长或产量、节能角度综合考虑实现最优以及从植物全部生长过程、市场及成本变化的因素、节能等角度综合考虑种植、栽培管理计划，实现经济最优，但目前国内比较成熟的温室控制技术仍停留在第一个层次上，加强控制理论同生产实际的密切结合，引入智能化方法及知识工程方法，实现人机智能系统控制将是未来温室控制的发展方向。     

用于植物生长的LED光强自动调节系统

为克服传统植物补光方式的不足,设计用于植物生长的LED光强自动调节系统,实现植物光源的准确控制。该系统综合考虑环境温度和光强影响,通过光强与环境温度监测模块实时采集环境信息,使用单片机作为控制核心动态调节植物所需光强,有效解决补光不足和补光过度的问题。试验结果表明,该系统提供的光源更加符合植物生长需求,可显著提高作物产量。