解秘 | 福建九圃一站式植物工厂上线

做现代设施农业，福建九圃是认真的！

工欲善其事，必先利其器。历经六年潜心的经验学习、技术沉淀、模拟与创新、产品核心部件生产与功能测试、植物试培等环节，福建九圃生物科技有限公司正式于2018年10月推出“九圃”品牌一站式植物工厂解决方案，专业为植物工厂客户一站式提供咨询、设计、建设、使用教学、售后等服务。

►什么是植物工厂？

植物工厂最早起源于日本，也称为植物工场，它是日本80年代就已研发与运用的一个农业高新技术项目，当时在日本海洋博览馆展出了单株13000多个果实的西红柿王，就是运用植物工厂技术及各种高新技术集成的产物。当时，这种超高巨型植物的栽培成功，预示着人类在发挥植物潜能上将有大的突破与发展，也成为日后植物工厂的开发与推广起到了极为重要的作用。随后，美国、以色列、荷兰等农业发达国家也相继开始了这方面的研究与推广。

为什么它有如此大的魔力，让大家趋之若鹜呢？肯定有它独特之处。在植物工厂里，西红柿单株产量可上千斤，水稻可生产5-6季，黄瓜产量可提高200倍，生菜35天可收成，这不是天方夜谭，而是被实践证明的科学与真理！

植物工厂是现代设施农业发展的高级阶段，是一种高投入、高技术、精装备的生产体系，集生物技术、工程技术和软硬件系统技术于一体，使农业生产从自然生态束缚中脱离出来，按计划周年不间断进行植物产品生产的工厂化农业系统，是农业产业化进程中吸收应用高新技术成果最具活力和潜力的领域之一，代表着未来农业的发展方向。2009年9月7日，国内第一例以智能控制为核心的植物工厂研发成功，并在长春农博园投入运行，该植物工厂是国内首个科学研究型的植物工厂。2016年6月，中国科学院植物研究所和福建三安集团合资成立的福建省中科生物股份有限公司（中科三安）在福建泉州建成了世界上单体面积最大（10000㎡）的全人工光型植物工厂。

►九圃植物工厂

福建九圃生物科技有限公司自成立以来研发重心便是植物培育人工设备与现代农业设施，根据各类产品的研发难易程度，先行推出了“九圃”品牌智能人工气候室、步入式植物培养箱、植物培养箱、植物生长专用LED光源等小型产品，产品经两年多市场检验，获得用户的一致好评。当前福建九圃即将推出智能植物工厂产品是把物联网、大数据以及云计算等技术植入到农业生产中来，是21世纪农产品种植发展的方向，它标志着现代农业发展的最高阶段。

根据用途分类，福建九圃植物工厂分为以下三类：

科研型植物工厂，也称之为人工气候室、步入式植物培养箱，单体面积一般在8-30㎡。此类型的气候室，在全球农科院校、综合性高校、研究植物相关的企事业单位都普遍存在，它能够在室内模拟大自然环境，培育大多数植物，用于科学研究，不受外界自然条件的干扰。

生产型植物工厂，单体面积100㎡到数千平方米，适用于农业高效化生产、工厂化培育、工厂化育苗等领域；

家庭型植物工厂，单体面积100-300㎡，适用于农村或庭院家庭种植食用农产品。

当前，福建九圃根据其长期建设类似产品/项目的经验，福建九圃优先推出了中型及小型植物工厂（8-500㎡），用以满足企业用户需求，打造九圃植物工厂品牌，得到用户认可。

九圃植物工厂建设技术要求及功能（亮点）设计：

※最适植物生长的LED补光光源，最利于植物生长的专利光谱

目前市面上有几种常用植物补光灯：第一种是直接把照明的荧光灯管用用植物补光灯；第二种是直接把照明用的LED灯用作植物补光灯；第三种是一根灯管里面有红、绿、蓝、白四种灯珠，若干种组合间隔排布而成的灯管；第四种是若干根照明用的白光灯管、若干根蓝光灯管、若干根红光灯管组合而成的植物补光；第五种是把高压钠灯、金卤灯当做水稻或者大豆生长灯。这五种光源作为植物补光灯，都存在很大的缺陷或者危害。

一般来说，植物在生长过程中，不同的植物或者同一种植物不同的生长阶段，所需要的光强度不同，对于光强度要求越低，其对光谱的敏感性越低，即对光谱要求不高。随着对光强度越来越高，其对光谱的敏感性就越来越高。这就是为什么在做植物组织培养时，随便架几根普通照明灯管，也可以满足其普通发育需求。但是，如果要使大豆、水稻在整个生长周期都不用自然光而只用人工光源，要使其结实、抽穗，对光谱要求就很高了，这就是使用高压钠灯来培育水稻效果总是不如人意的主因。

以上所述的五种光源，我们分别来分析下其弊端。

第一种，也是很常见的做法，目前很多植物培养箱、育苗室，都是选取类似的做法，包括很多进口的培养箱也不例外，某美国进口培养箱，里面就是普通的荧光灯管，在荧光灯管之间添加了若干个灯泡，一般来说，荧光灯的光谱里面绿光太多，橙红光太少，补白炽灯泡，就是为了补充橙红光部分，这个箱体在全世界都是卖得非常昂贵，而且还受到科研工作者的追捧，好像培养植物就是离不开他似的。其实，这个箱体，也就只能做做组培、培养一些拟南芥，适用于一些低光强要求的植物或者组培实验。这个补光结构，虽然补了白炽灯泡，但是，均匀性非常差，仔细去观察下所种植的拟南芥，生长的均匀性没那么好。

第二种，直接把照明用的LED灯当做植物补光灯。一般照明灯需要高亮高白，这个时候绿光的成分还是比较多，和第一种光源有一样的弊端，该有的光谱成分不够不该有的光谱成分太多，这样的LED灯便宜但是不能让植物正常生长发育。

第三种是一根灯管里面有红、绿、蓝、白四种灯珠，若干种组合间隔排布而成的灯管，也大量存在于植物生长补光应用当中，这种做法，如果比例调节得好的话，植物还是可以生长的很好的，国外最大的植物补光光源厂家，很多光源是基于此做法，包括其高功率水稻生长灯，也是如此做法。这种补光灯，因为是红、绿、蓝、白四种灯珠，若干种组合间隔排布而成的，如果使用光谱仪测试，会发现，越接近光源处，其均匀度越差，这个道理很简单，因为近处区域，光谱仪更多的是监测到局部位置灯珠所发出的光，而非组合产生的光。好了，接下来看重点，由红、绿、蓝三种灯珠间隔排布而成的植物补光灯，对人眼伤害非常大，这样的做法使得人的眼睛可以直接观看到刺眼的红光、绿光、蓝光，特别是蓝光，对眼睛伤害是最大的。但凡使用过这样的LED植物补光灯，大家可以回想下，是否当进入了这个环境几分钟，出来后短时间内，感觉眼睛都很不适应于外界环境。

第四种是若干根照明用的白光灯管、若干根蓝光灯管、若干根红光灯管组合而成的植物补光，这个道理和第三种一样，只不过均匀性会比第三种更差一些。

第五种是把高压钠灯、金卤灯当做水稻或者大豆生长灯。使用高压钠灯、金卤灯当做植物生长灯的出发点是好的，很多科研工作者或者光源厂家或者气候室厂家认为，植物最需要的橙红光部分，那么你要我就大量给你补充，殊不知这个还是不够的，植物也是需要蓝光的。高压钠灯和金卤灯，最缺少的是蓝光，单独把他当做植物补光灯，绝对是错误的。所以，在冬天，即使你用了高压钠灯、金卤灯当做水稻补光生长，还是长得不是太好。因此，海南这个地区，是作为科研工作者研究热带植物的宝贵地府，在特定季节，太阳光光照度不够的情况下，很多科研工作者就到海南种植研究。某进口大容量植物培养箱，一台在我们国内70多万人民币，采用的就是类似做法，里面有暖白色的高压钠灯与白色高压钠灯组合，有高压钠灯与白炽灯组合，有荧光灯管与白炽灯组合。

福建九圃率先通过改变LED灯珠结构设计，首创出一种利于各种植物生长的通用型植物补光光源。光源柔和，类似太阳光普，只会因为强弱刺激眼睛，不会因为目前市面上大部分植物补光使用的是红、绿、蓝、白组合而成的光源，该光源强度0-100%无极可调，该种光源能够普遍性用于各种组培培养、拟南芥、烟草、大豆、玉米、辣椒、水稻、番茄、马铃薯等，各种蔬菜各种作物，都完全适用。像水稻这样需要高光强的作物，整个生长周期都用此光源补光，不需要太阳光，最终能够抽穗结实。

※智能性控制系统，可以完全模拟大自然环境变化

可以分时段控制温度、湿度、光照、气体浓度，模拟大自然环境，也可以自创一个大自然环境，调节其光照时间，比如把24小时制改为20小时制。福建九圃所建设的人工气候室，可以通过智能控制系统0-100%无极调节其LED补光光源的强度，补光光源为灯板式的，这个也是与目前市面上大多采用灯管式补光灯最大的区别，在调节其光强度的时候，不是关闭若干根灯管，让其降低光照强度，而是平板式的灯板，所有灯珠都渐变式调节其亮度，保证了其光强度的均匀性。同时，福建九圃的人工气候室，可以调节其两侧出风风墙的风速，做大最大化模拟自然环境。福建九圃的人工气候室，引入互联网思维，真正实现了智能化控制；可以通过app远端控制其温度、湿度、光照、气体。

※引入水冷制冷系统，按需求供冷量，能耗极低

水冷制冷系统，一般是用于大商场、公共楼宇制冷，能耗比较低。福建九圃所建设的人工气候室、植物工厂，率先引入水冷制冷，从社会能耗方面考虑，倡导水冷制冷系统。科研用的人工气候室，在恒温恒湿这样高要求的情况下，水冷制冷系统最大的好处是节能。一般情况下，在用冷媒制冷系统的情况下，要做到恒温恒湿，就需要制冷系统常开，而且还额外增加电辅热加热器，这样的能耗极高。水冷制冷系统是通过控制比例阀，按需供冷水给房间，晚上、秋天、冬天、春天，比例阀开度都比较小，冰水使用量就比较少，压缩机工作的频率就大大降低了，而冷媒式制冷系统，为了达到恒温恒湿，就得365天*24小时不停歇的工作。

※均衡的温湿度循环系统，空间利用率高，不同层架的温湿度差异小

福建九圃植物工厂采用的是两侧出风，中间回风的循环方式，顶部设置循环腔体，增发器和加湿系统都内藏于此，顶部的蒸发器不同于普通制冷用的空调系统，是定制为长条形的两侧出风风机，加湿系统也是放在顶部腔体，这样大大提高了整个气候室的温湿度均匀性，也大大提高了空间利用率。

※引入太阳能供电装置，降低生产型植物工厂运营成本

在商业运营的植物工厂里面，用电能耗是用户最关心的问题，是运营过程中最大的成本问题，福建九圃率先引入了太阳能供电装置，大大降低了植物工厂的运营成本，减少了室内种植带来的新能耗问题，节能环保。

福建九圃植物工厂与普通植物工厂一样都是一个复杂且多学科交错的庞大系统，其完成不只限于上述的若干系统，还有许多子系统、子工程。这些子系统、子工程是按照生产需要而进行灵活配置的。福建九圃植物工厂就是将这些最先进的生产工具与生产技术进行综合的集成，体现植物生长过程的全方位工厂化、自动化、精准化与智能化。

任何一个新生事物，都需要时间。凡符合大流的，必有大趋势。未来，植物工厂的参与者会在品牌、商业模式、服务等方面发力。消费升级时代，植物工厂真的可以好好玩一把，你准备好了吗？

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