中日封閉型植物工廠的發展差距
摘要: 封閉型植物工廠是指基本上在與外界環境隔絕的人為模擬環境中進行高產量、高品質、高效益且可持續的植物生產系統,是以人工光為主要特征的植物工廠。
封閉型植物工廠是指基本上在與外界環境隔絕的人為模擬環境中進行高產量、高品質、高效益且可持續的植物生產系統,是以人工光為主要特征的植物工廠。
1、發展封閉型植物工廠的必要性
近幾年來由于出現農民收入相對較低、農業勞動力老年化等現象, 化肥和農藥超量使用已成為農業增產、農民增收的主要措施,從而導致了我國大部分土地pH 值平均下降到5.44 左右, 酸化現象極為嚴重,土壤礦化, 續耕能力正在下降。中國科學院趙其國院士的研究表明, 我國絕大部分土地含的有機質已經下降到1%以下,遠低于2.4%以上的國際最低要求水準。
此外, 近些年我國大力推廣地膜使用技術, 導致每年有大量20 年都難以分解的塑料薄膜殘留在土壤中,而且現在還以每年50 萬t 的增速繼續加大對農業的白色污染。同時,各類礦產(包括各類金屬礦產)被大量無序開釆,各類越來越毒的農藥、除草劑相繼開發使用,自然災害影響,霧霾范圍不斷擴大等,導致食品安全事件時有發生;大規模的城市化建設和房地產業的無序發展以及經濟進入常態化,導致大量廠房、地下室和房屋空置,在這樣的背景下,減少浪費、盤活固定資產、提高資源利用率促使封閉型植物工廠應運而生。
2、封閉型植物工廠發展現狀
封閉型植物工廠的建設可以利用閑置的箱式設施、房屋、工廠、地下室等場所主要通過人工光封閉式生產,不占用農田;能夠減少氣候變化對植物生長的影響;能夠有效杜絕病蟲危害;能夠減少對土地、水和環境的污染。
2.1日本封閉型植物工廠發展現狀
1995 年以前,日本就建起了6 家人工光封閉型植物工廠,占日本植物工廠總數的38%。2007 年京都府兔崗市2 868 m2 人工光封閉型植物工廠的實際栽培面積為2 520 m2, 實現年銷售額7 億日元;2008 年福井縣美濱町利用閑置廠房2 870 m2(實際利用700 m2)建設人工光封閉型植物工廠,年復種指數20 次, 銷售收入達3 億日元; 三菱集團所屬三菱化學公司于2010 年1 月開始銷售40 英尺(長12.2 m,寬2.4 m,高2.9 m)集裝箱改裝的植物工廠設施,第1 臺為卡塔爾訂貨,價格為5 000 萬日元/臺,目前每年銷售10 臺左右,該設施每日可收獲50 棵萵苣和小松菜等葉類蔬菜。
現在,日本人工光封閉型植物工廠已經超過100 家。近年來日本市場出現了銷售家用冰箱式人工光封閉型植物工廠,小至家用冰箱體積一般的屋內菜園,寬1 490mm,長650 mm, 高1 470 mm, 已經被一些餐飲企業訂購使用。不僅如此,日本封閉式LED 植物工廠已插旗入駐新加坡、俄羅斯、中國等。
2.2 中國封閉型植物工廠發展現狀
我國第1 套人工光封閉型植物工廠在2009 年長春農業博覽會上展出,上海世界博覽會又展出了第2套;2010 年中環易達又推出了家庭版人工光封閉型植物工廠,標志著我國人工光封閉型植物工廠技術已配套成熟。
2.3 應用范圍越來越廣
隨著植物工廠技術不斷完善和提高,微型化、迷你型植物工廠已應用于人們生活的各種環境,如光仙子餐廳、咖啡館、酒店植物工廠、辦公室、居室植物工廠、廚房植物工廠,實現了蔬菜從生產到舌尖的零距離,微型植物工廠已無處不在。
3、封閉型植物工廠存在問題和解決途徑
封閉型植物工廠與自然光型、自然光和人工光并用型、露天型植物工廠相比,在閑置設施利用、預防蟲害、溫度控制和調節、科技含量、建設成本等方面具有一定優勢,但也存在著較明顯的問題。即生產和建設過程中的人工光成本太高,達到總支出的30%左右。
為了解決這個問題,人們做了很多有益的探索并取得了很多突破:一方面采用太陽能、風能、潮溪能、水能、生物能、地熱能等發電技術為植物工廠提供廉價的電動力;另一方面采用LED和OED節能補光燈以降低能耗和成本。隨著新材料、新裝備、新技術的出現,封閉型植物工廠技術體系會不斷完善,電力成本高的問題一定會得到解決。
4、封閉型植物工廠外部設施及其栽培技術展望
作為非耕地農業、地區經濟發展活化地域的“起爆劑”、21 世紀世界農業發展方向的智能農業植物工廠技術其一的封閉型植物工廠,技術體系必將更加完善、更加先進;封閉型植物工廠的外部設施,必將出現多種封閉型設施同時并舉的局面。
尤其是隨著材料工業的發展,將更多地使用以充氣膜、氣密膜為材料建設密封型植物工廠,使封閉型植物工廠設施建設成本更低、空間更大、質量更好,并得到廣泛使用。作為封閉型植物工廠技術,將更加廣泛和先進,更能創造適宜植物生長的最佳環境,尤其在栽培技術方面,選擇更加科學、更低成本、更加高效的栽培技術,未來封閉型植物工廠的市場將更大。
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