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2020
07-19

cctv1开讲啦视频最新一期20200718本期演讲者:万建民 粮食安全的关键是什么?什么是优质米?

据了解,日本、荷兰等国从20世纪70年代开始研究,并已在植物工厂系统结构、营养液栽培与环境控制等一些关键技术方面取得了重要进展,但由于存在系统能耗大、运行成本高等突出瓶颈,大规模应用仍受到一定限制。

如何突破植物工厂系统能耗大、运行成本高等突出技术瓶颈,大幅度降低人工光源与空调系统能耗、提升蔬菜品质并实现植物工厂的智能化管控,构建‘低碳、智能、高效’的植物工厂生产技术体系,是实现植物工厂快速普及与推广的关键。

不靠太阳种蔬菜
万物生长靠太阳。阳光不仅是植物进行光合作用等基本生理活动的能量源,而且也是花芽分化、开花结果等形态的动力源。但在植物工厂里,蔬菜所需要的光是通过LED灯照射的。

当前植物工厂所使用的人工光源主要是荧光灯和发光二极管。LED能够发出植物生长所需要的单色光(如波峰为450nm的蓝光、波峰为660nm的红光等),而且红、蓝光LED组合后,还能形成与植物光合作用与形态建成基本吻合的光谱。

与普通荧光灯等相比,LED主要具有节能、环保、寿命长、单色光并可组合、冷光源等优势,被认为是人工光植物工厂的理想光源。人工光源通过不同光质组合和光强、光周期调控,可以代替阳光,满足植物工厂里蔬菜等作物的全生育期光合作用需要。

除去不依赖阳光外,植物工厂中的蔬菜还有另一个神奇之处,即不需要土壤。这些长势良好的蔬菜均生长在专业定制的栽培模组内,模组下方并无土壤,而是完全依靠营养液。

据介绍,植物的这一特别“饮食”方式,也就是人们常说的无土栽培技术,它是植物工厂的技术核心之一。这些营养液由专业人员精心调制而成,能及时有效的为植物提供各种养分,能最大限度满足植物不同生长时期的营养要求,也能协调植物生长所需的水、肥、气(氧气)、温等条件,使蔬菜生长快、产量高。

针对植物工厂营养液栽培系统自毒物质累积、常规方法不易去除的突出问题,项目组发明了将UV(紫外)-纳米TiO2结合处理营养液自毒物质的技术方法;提出并发明了采收前短期连续光照与营养液氮素水平调控相结合的蔬菜品质调控技术。

这项技术可降低叶菜硝酸盐含量30%以上,显著提升Vc和可溶性糖含量。然而,并不是所有的蔬菜都可以在植物工厂种植。就技术条件而言,所有蔬菜均可在植物工厂里种植。但由于植物工厂采用立体多层栽培模式,为了充分利用栽培空间,一般都会选择低矮的叶菜(生菜、小油菜、芹菜、菠菜等)、中草药、食用菌、草莓等种植。对于番茄、辣椒茄子、黄瓜等高大的茄果类和瓜果类蔬菜不适合种植,即便栽培也要选用其低矮的品种进行种植。

掌握了植物工厂的核心技术
然而,植物工厂的实现并非易事。在课题研究过程中,杨其长他们遇到的最大挑战是专用LED光源的研发问题。在2005年以前,市场上常见的LED光源的光质与植物光合需求不够吻合,光照强度也弱。

项目团队通过多方面努力探索,与其他半导体光源科研单位合作,在2005年研发出了植物工厂专用LED光源板,并建设了一个小规模的LED人工光植物工厂实验室,这才加速了人工光植物工厂的研发进度。

植物在植物工厂的人工环境下进行生长,核心要素是光环境,首先要解决的难点就是对植物光配方的研究,这是植物LED光源创制的核心。同时,由于植物工厂的能源消耗比较大,因而节能环境控制技术可谓是植物工厂的“生命”,“如果能源消耗很大,发展就受限”。

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作者:百变魔尺的玩法魔尺变球|江苏卫视最强大脑全集一站到底题库大全开讲啦观后感情商培养测试题
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