杨其长:人工光与自然光新技术使植物工厂“相映得彰”

2017-07-14 08:45 来源:中国科技网-科技日报 
2017-07-14 08:45:56来源:中国科技网-科技日报作者:责任编辑:赵清建

  已建立我国人工光与自然光植物工厂技术研发平台,研发形成了具有自主知识产权的植物工厂生产技术与配套控制装备,为提高我国农业现代化与智能化水平,拓展农业生产模式提供技术保障……这是863计划现代农业技术领域“智能化植物工厂生产技术研究”所取得的部分成绩。

  该项目首席专家中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所环境工程研究室主任杨其长介绍,项目已初步建立植物工厂营养液在线监测系统,开发了3种紫外-臭氧营养液消毒样机,最大处理量5-6m3/h。研制了植物工厂空气温湿度、光环境、二氧化碳、液温、叶温传感器样机,无线数据采集器样机也已初步完成。

  就拿2015年度来看,本项目共投入研究人员150.9人年,共申请专利26件,其中发明专利16件;获授权发明专利15件;共发表论文59篇,出版著作3部。共培养研究生共25名,其中博士研究生6名。

  杨其长说,在组织实施中,项目采取“多方联合、分工明确、各负其责、相互借鉴、协调发展”的模式。所谓联合,就是科研院所、大学与企业联合攻关;国家和政府部门负责组织协调,进行宏观调控;科研院所、大学负责技术攻关;企业部门与科研单位联合负责产品开发;在科研单位和企业的指导下,利用示范基地进行试验示范和推广应用。各部门既分工明确、具有相对的独立性,但相互之间又有广泛联系、相互借鉴和帮助,是一个有机的整体。

  为充分调动各研发单位的积极性,项目主持单位构建交流平台,定期组织会议进行进展交流,讨论研究议题,强化课题研究进展监督,保证课题任务按年度完成。

  在植物工厂作物的光环境需求参数方面,研究人员在节能LED光源产品研发与应用效果,LED 光源智能控制系统产品化开发研究等方面开展了工作;开发出太阳光植物工厂LED 补光灯1款,正在以冰菜、甜椒为试材做光效应用试验;明确了连续光照和弱光对植物工厂水培生菜生长与品质的影响机制;开发出了一种植物工厂栽培密度调节方法及其装备。研发了人工光植物工厂LED光源装置智能控制软硬件系统。

  课题组还研发了基于管状LED光源和高效荧光灯的立体光照栽培架、基于玻璃钢和吸塑工艺的育苗专用栽培槽,开发了人工光密闭式种苗工厂,进行了番茄、黄瓜、茄子、辣椒、彩椒等蔬菜种苗的光环境影响试验,基本上掌握了上述种苗在人工光型密闭式种苗工厂的适宜光照环境。

  完成了不同生长期光源高度的自适应升降调节装置设计及植物工厂叶菜多层立体栽培系统设计,通过对低温等离子体灭菌原理和装置的调研,设计了低温等离子体消毒技术营养液循环系统,设计了营养液在线检测系统,设计完成了多层可移动式立体栽培床及灌溉和补光系统。

  研究人员还对工厂化果菜立体无土栽培及自动化控制技术进行研究及开发,研发了果菜立体栽培系统相关装备,并进行了果菜立体栽培系统实际运行试验;设计开发了追日式草莓立体栽培架并进行相关试验,对智能运输车、自走式多功能作业平台进行了结构设计及样机试制;针对生菜、苦苣、茼蒿等主要叶菜,研发了适合其生产的工厂化雾培立体栽培系统

  基于光温耦合的植物工厂节能环境控制技术研究,课题组优化并开发研制20套水冷式植物工厂LED面光源系统,开发了基于无线和网络监控的水冷式植物工厂LED 面光源控制系统,研发了基于光温耦合的节能综合控制系统,研发了1套基于光温耦合的智能控制实验装置,初步获得了莴苣光温耦合的参数动态趋向,初步了解了油菜温度参数。

  在项目推广应用方面,杨其长说,本项目主要采用产学研相结合的模式进行技术研发工作,项目中有多个课题为企业主持或企业为主要参与单位,具体包括上海都市绿色工程有限公司、北京京鹏环球科技股份有限公司、北京中环易达设施园艺科技有限公司、东营泰克拓普光电科技有限公司等。马爱平

[责任编辑:赵清建]
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