LED植物工厂(中文)

L o g o Plant Factory by the Aeroponics & LED 利用LED与喷雾法的植物工厂 NextFarm (株） NextFarm In The City Co., Ltd NextFarm In The City 环境亲和型无农药蔬菜 未来型农业 (垂直工厂型) 喷雾法 (人工照明 工厂型) 喷雾法 (自然光 温室型) 水栽法 露地栽培 2 1. 农业的技术变迁 植物工厂 融入尖端技术 的未来型农业 BT 高性能 农作物 ET 环境控制 AT 农业技术 IT LED 自动化机器 3 2. 什么是植物工厂? 4 所有 农作物 块根植物 叶菜类 果实植物 LED+气耕法 西红柿 土豆 玉米 3.栽培的农作物种类 5 3 . 目前栽培中的农作物(叶菜类) 甘蓝菜 红甜菜 白菜型油菜Salad Express (莴苣） 西芹 生菜 生菜 西油菜 西芹翠兰 6 4.喷雾法 (aeroponics)的优点 7 4. 喷雾法 (aeroponics)的优点 8 5.气耕法 (aeroponics)的缺点 -栽培时间 365日/年,24小时/日 全年栽培 (不受季节因素影响） - 无土壤 用建筑物代替土地 (建筑物 : 室内、地下 、屋顶、停车场或闲置 工厂等） - 无需土壤且水使用 量较少 : 质量轻 - 无土壤 无土壤侵蚀现象，可常 年耕作 -缩短所需栽培时间 使用LED以延长光合作 用时间 速成栽培 (是自然光条件下的 3倍） - 延长可栽培时间 利用LED可实现全年 栽培 栽培空间 建筑物 栽培周期 全年 栽培时间 速成 9 6. 植物工厂的特征和优点 农作物品质 均一 10 - 自动调节植物生长 所需的要素，使实现 品质均一的农作物 栽培 (光, 水, 养分, 温度, 湿度, 二氧化碳等) - 使不均一的农产品 产成为均一的工业品 -100%人工环境控制 (环境封锁型) -使构成栽培环境的 自动控制容易实现 -不受气象变化影响 (酷暑, 暴雨, 特大台风, 干旱, 洪水等) - 水 喷雾型(50㎛) 利用控制系统可节省 相关农业生产中 水电费消耗的1/10 - 无农药 节省农药费用 - 营养液 利用喷雾/控制系统适 量供给 栽培环境 人工控制 生产成本 节约 6. 植物工厂的特征和优点 – 使用人工环境和 LED光源 害虫防治-> 无农药-> 环境亲和型栽培 – 在市中心和近郊 建筑物(工厂)内耕作 –现场栽培, 节约销售运送时间 和费用, 保持新鲜程度 -可选择添加成分 调节营养液进行 栽培 (提高用于特殊治 疗目的有用物质含 量，可实现栽培高 性能特殊用途的农 作物) 栽培位置 市中心 农作物品质 清洁 农作物机能 高性能 11 6. 植物工厂的特征和优点 -做到多品种 少量生产 -及时满足不同的 消费模式和需要 (以消费者为中心 的生产) - 层次型的栽培结 构增加了栽培 面积， 提高了单位面积 的生产率 (单层高度- 可调节: 50~100cm) 栽培面积 增大 消费需要 及时满足 12 6. 植物工厂的特征和优点 13 设施规模: 1,000㎡(工厂型栽培设施 ; 封闭型) 栽培设施: 样式(2层建筑), 层高(4m), 工厂宽(10m), 长(30m), 结构(钢筋板)->1,000㎡ UT : 冷/热气设施, 污水废水处理设施, 上下水道, 电力(200kw) 7. NextFarm (株） 植物工厂现状 空气 CO2/O2 光 叶的光合作用 (Red , Blue) 土壤 水/营养液 Nitrogen Phosphorous Potash Calcium Other Elements Carbon Dioside(CO2)+Water ->产生葡萄糖或淀粉类碳水化合物 14 8. 植物是怎样成长的? 光 : LED (Red660nm, Blue450nm) 水 : 喷雾(spray size : 50-80 microns) 土壤 : 不使用 营养成分 : 营养液喷雾(spray :50-80 microns) 空气: CO2（叶), O2(根) 15 9. . NextFarm 是这样栽培农作物的。 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 400 450 500 550 600 650 700 a b s o rp ti o n Wavelength λ (nm) 450nm(NextFarm) 光合作用b 660nm( NextFarm) 光合作用Ia UV IR 380 nm 460 nm 520 nm 590 nm 660 nm 760 nm 430 nm Violet Blue Green Yellow-Green 450 nm 480 nm 500 nm 530 nm 550 nm 580 nm 590 nm 595 nm Amber 600 nm 615 nm Orange 620 nm Orange Red 640 nm 645 nm 700 nm Red 16 10. 光 : LED (Red660nm, Blue450nm) 17 10-1. 光强度和波长的测定 Peak Wavelength :658nm Peak Wavelength :450nm PPFD(PAR) : 188.42 (µmole /㎡ s) Spectroradiometer (PS-300 , Apogee Instruments ) www.apogeeinstruments.com 波长(λ :nm) 18 10-2. NextFarm LED灯与其它光线的波长和强度的比较 0 1 2 3 4 5 6 7 8 2 3 4 2 4 9 2 6 4 2 7 9 2 9 4 3 0 9 3 2 4 3 3 9 3 5 4 3 6 9 3 8 4 3 9 9 4 1 4 4 2 9 4 4 4 4 5 9 4 7 4 4 8 9 5 0 4 5 1 9 5 3 4 5 4 9 5 6 4 5 7 9 5 9 4 6 0 9 6 2 4 6 3 9 6 5 4 6 6 9 6 8 4 6 9 9 7 1 4 7 2 9 7 4 4 7 5 9 7 7 4 7 8 9 8 0 4 8 1 9 8 3 4 8 4 9 8 6 4 8 7 9 8 9 4 9 0 9 9 2 4 9 3 9 9 5 4 9 6 9 9 8 4 9 9 9 1 ,0 … 1 ,0 … 1 ,0 … 1 ,0 … 1 ,0 … 1 ,0 … 자연광 태양 여름철12시 1440micro mol 인공광 넥스트팜 185micro mol 자연광 그늘 416micromol 식물용형광등 110micro mol 삼파장형광등 120micro mol 백색LED 62micro mol 太阳自然观 夏季12点 1440micro mole 人工照明 NextFarm 185micro mole 自然光 阴影 416micro mole 植物用日光灯 110micro mole 三波长日光灯 120micro mole 白色LED 62micro molev 10-3. 光对植物的作用 19 UV-C (280 nm 以下) : 被臭氧层屏蔽. 如果穿过臭氧层可破坏生物体的 DNA遗传基因,由此引发突然变异 臭氧分子(地球大气 24~32km)可吸收强 烈的太阳光紫外线 使光合作用更有效进行的光色 叶绿素第二容易吸收的光色 紫色(660nm-650~680nm) : 花, 种子, 果实 叶绿素最容易吸收的光色 蓝色(蓝紫色 430nm-435~450nm) : 叶子, 使植物健康 10-4. 植物的光反映光谱 叶绿素 a, b的光吸收光谱 21 Ultraviolet light (320~380nm) : 害虫喜欢的波长 10-5. 一般灯光与LED灯对害虫作用的比较 22 在暴露的根部直接喷洒水和营养成分的栽培法 (喷雾或气耕栽培) 11. 水和营养成分(Aeroponic : 喷雾) NextFarm测定值 标准值 光波长λ (wavelength) Red : 662nm Blue : 450~460nm Red : 642 ~ 662 nm Blue : 430 ~ 453 nm PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density) 180 (µmole /㎡ s) 150~200(µmole/㎡ s) 光比率 R : B=78% : 22%(3.5:1) CO2 1100ppm 1000~1500ppm 电传导率(EC) 1.2~1.4 0~2.0 PH 7.0(6.5~7.5) 7.4 Temperature(with CO2) (without CO2 supplementation) 25℃ 26~29℃ (21~23℃) Humidity 50% 50%±10% 测定仪器: Spectro Radiometer 23 12. 生长条件(NextFarm) 主 成 分 硝酸钙 5〔 Ca(NO3)2․2H2O〕NH4NO3 硝酸钾 KNO3 硝酸铵 NH4NO3 螯化铁 Fe-EDTA(12.5%) 硝酸钾 KNO3 硫酸镁 MgSO4․7H2O 硝酸镁 Mg(NO3)2․6H2O 磷酸钾 KH2PO4 磷酸铵 NH4H2PO4 磺酸钾 K2SO4 硝酸铵 NH4NO3 微 量 成 分 硼酸 H3BO4 硫酸锰 MnSO4․H2O 硫酸铅 ZnSO4․7H2O 硫酸铜 CuSO4․5H2O 钼酸钠 Na2MoO4․2H2O 24 13. 营养液成分(标准成分) 定植第2天 定植第4天 定植第7天 定植第7天 根部状态 播种第7天 播种第10天 播种第14天 播种第20天 定植第9天 定植第10天 定植第15天 定植第15天 根部状态 D+0 D+20 D+35 播种 定植 收获 需15日 25 14. 栽培期 26 14-1. 栽培期(35日后) 播种第15天 播种第20天 定植第1天 定植第4天 定植第6天 27 15.甘蓝菜栽培 定植第10天 定植第13天 定植第13天收获 28 15-1 . 甘蓝菜栽培 29 15-2 .甘蓝菜收获 甘蓝菜(收获)取叶 D+0 D+20 D+35 播种 定植 1茬收获 需15天 D+38 2茬收获 D+41 3茬收获 D+44 每茬收获 3天 3天 3天 D+170 连续收获 5个月 甘蓝菜收获（取叶）3天后 甘蓝菜收获（取叶后） 甘蓝菜(收获)取叶 15-3 . 播种和收获 30 15-4 . 管理 31 设施断面图 构架详图 设施平面图 设施侧面图 32 16. 植物工厂栽培设施图(6行 4层) 33 育苗室 播种 发芽 幼苗 栽培室 定植 栽培 收获 包装 出库 A 养 液 养液 SOL 阀 B 养 液 A C i d 养液混合机 过滤机 养液混合 电脑控制室 养液测量 养液供给罐 (100倍稀释) EC : 1.2~1.4 PH : 5.8~7.0 温度 : 20±2 ℃ 水罐 CW PH : 7.4 EC : 0 过 滤 机 灌溉 冷却机 EC正 确 灌溉热水器 喷雾 (Sray) PH 正确 温度 正确 回收 过滤/杀菌 Yes No 退水 : half/2weeks 17. 植物工厂栽培设施构成图 34 18. 植物工厂栽培设施流程图 办公室远程控制 养液控制机 控制板 水罐 水位调节阀 水泵 混合罐 SOL液肥阀 流量计 文丘里流量计 传感器 压力计 流量计 电子阀1 供给罐 水位传感器 喷雾水耕 控制板 供给泵/过滤机 栽 培 区 域 灌 溉 传感器(培养液检测用） 液肥过滤机 搅拌机 液 液 液 水位调节球塞 灌溉泵 19. 栽培架系统(6行 4层) 19.栽培架系统(6行 4层) 养液喷雾器(spray :50-80 microns) 37 20. 栽培床内部和上端 38 21. 栽培床内部(根部营养液喷雾) LED 点灯LED 熄灯 根部喷雾(营养液 +水) 根部需充分的 氧气供给 파종상자 LED 点灯 LED 熄灯 39 22. 育苗室 LED 点灯 LED 灯 40 LED 光强调节装置 23. LED 植物栽培灯(R : B=75% : 25%(3 : 1)) 41 24. 温湿度调节系统 雾气 空 气 调 节 系 统 温湿度调节系统 雾 气 系 统 雾气系统 42 空气吸入口过滤嘴 空调及暖风机 空气吸入口 空气调节机排气口 空气调 节系统 内部 出口 卫生制服 卫生手套、 鞋 灌溉冷却机 灌溉线 灌溉控制 灌溉加热器 供水罐及灌溉罐 养液罐 自动混合机 灌溉控制机 灌溉系统 调控电脑 控制定时器 定时器控制板 自动控制 系统 温湿度纪录 PH EC等 各种测定器 温湿度器 温度计 混合养液用秤 二氧化碳罐 索道车 二氧化碳测定器 25. 系统设备和机器 光谱仪 风淋室 二氧化碳系统 各种测定 仪器 栽培 销售 渠道 开发 制造 - 沙拉用 - 蔬菜包用 - 青菜汁用 - 高性能农作物 - 谷物 - 块根果实植物 -食用清洁水渗 沙拉制作公司, 农协, 人参公社 - 无农药青菜汁用蔬 菜 上门送货, 大型超市合约栽培 -药用无农药中药材 中药公司 沙拉制作公司, 农协 - 无农药幼苗蔬菜 上门送货, 大型超市 -引用尖端技术和方 法开发有竞争力的 高品质栽培技术。 -推广城市商店型工 厂 -营养液的研究、开 发和销售 - 健康加工食品的研 究、开发、加工和 销售 - 植物工厂所用装置 的制作和销售 (植物灯, 家用 喷雾系统) -植物工厂 自动化系统的制作和 出口 (气候恶劣地区) 43 26. 经营范围 27. 商品名(品牌名) 商品名 : 共同体验环境亲和型无农药蔬菜 44 28. 热爱无农药清洁蔬菜的朋友们相聚一起 45 NextFarm 家族成员 46 L o g o NextFarm In The City