环境亲和型无农药蔬菜
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Plant Factory by the Aeroponics & LED
利用LED与喷雾法的植物工厂
NextFarm
In The City
NextFarm (株）
NextFarm In The City Co., Ltd
1. 农业的技术变迁
露地栽培
水栽法
喷雾法 (自然光 温室型)
土壤 : 不使用 营养成分 : 营养液喷雾(spray :50-80 microns) 空气: CO2（叶), O2(根)
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10. 光 : LED (Red660nm, Blue450nm)
2.0 1.8 1.6 1.4 absorption 1.2
450nm(NextFarm)
660nm( NextFarm)
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太阳自然观 夏季12点 자연광 태양 여름철12시 1440micro mole 1440micro mol 人工照明 NextFarm 인공광 넥스트팜 185micro mole 185micro mol 自然光 阴影 자연광 그늘 416micro mole 416micromol 植物用日光灯 식물용형광등 110micro mole 110micro mol 삼파장형광등 三波长日光灯 120micro mole 120micro mol 白色LED 백색LED 62micro molev 62micro mol
液
液肥过滤机
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19. 栽培架系统(6行 4层)
19.栽培架系统(6行 4层)
20. 栽培床内部和上端
养液喷雾器(spray :50-80 microns)
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21. 栽培床内部(根部营养液喷雾)
LED 熄灯
LED 点灯
根部需充分的 氧气供给
根部喷雾(营养液 +水)
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22. 育苗室
LED 点灯
(without CO2 supplementation)
标准值 Red : 642 ~ 662 nm Blue : 430 ~ 453 nm 150~200(µmole/㎡ s)
Red : 662nm Blue : 450~460nm 180 (µmole /㎡ s) R : B=78% : 22%(3.5:1) 1100ppm 1.2~1.4 7.0(6.5~7.5) 25℃ 50%
利用LED可实现全年 栽培
无土壤侵蚀现象，可常 年耕作
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6. 植物工厂的特征和优点
栽培环境 人工控制
农作物品质 均一
生产成本 节约
-100%人工环境控制 (环境封锁型) -使构成栽培环境的
- 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)
主 成 分
硝酸钾 KNO3 硫酸镁 硝酸镁 磷酸钾 MgSO4․7H2O Mg(NO3)2․6H2O KH2PO4 K2SO4 NH4NO3 H3BO4 MnSO4․H2O CuSO4․5H2O Na2MoO4․2H2O
磷酸铵 NH4H2PO4
磺酸钾 硝酸铵 硼酸
微 量 成 分
硫酸锰
硫酸铅 ZnSO4․7H2O 硫酸铜 钼酸钠
A 养 液
B 养 液
过滤机
A C i d
幼苗
No
PH 正确
栽培室
定植
养液 SOL 阀
Yes
EC正 确 温度 正确
养液供给罐 (100倍稀释)
栽培
灌溉热水器
冷却机 EC : 1.2~1.4 PH : 5.8~7.0 温度 : 20±2 ℃ 退水 : half/2weeks
收获
包装
灌溉 回收
出库
喷雾 (Sray)
-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
自动控制容易实现
- 无农药
-不受气象变化影响
(酷暑, 暴雨, 特大台风, 干旱, 洪水等)
- 使不均一的农产品 产成为均一的工业品
节省农药费用 - 营养液 利用喷雾/控制系统适 量供给
10
6. 植物工厂的特征和优点
栽培位置 市中心
0
波长(λ :nm)
18
10-3. 光对植物的作用
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
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
紫色(660nm-650~680nm) : 花, 种子, 果实
7
6
5
4
3
2
1
234 249 264 279 294 309 324 339 354 369 384 399 414 429 444 459 474 489 504 519 534 549 564 579 594 609 624 639 654 669 684 699 714 729 744 759 774 789 804 819 834 849 864 879 894 909 924 939 954 969 984 999 1,0… 1,0… 1,0… 1,0… 1,0… 1,0…
未来型农业 (垂直工厂型)
喷雾法 (人工照明 工厂型)
2
2. 什么是植物工厂?
AT
农业技术
植物工厂
融入尖端技术 的未来型农业
BT
高性能 农作物
LED 自动化机器
IT
ET
环境控制
3
3.栽培的农作物种类
LED+气耕法
土豆
块根植物
所有 农作物
叶菜类
玉米 果实植物 西红柿
4
3 . 目前栽培中的农作物(叶菜类)
24
14. 栽培期
播种
定植
收获
需15日
D+0 D+20 D+35
播种第7天
播种第10天
播种第14天
播种第20天
定植第2天
定植第4天
定植第7天
定植第7天 根部状态
定植第9天
定植第10天
定植第15天
定植第15天 根部状态
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14-1. 栽培期(35日后)
26
15.甘蓝菜栽培
播种第15天 定植第1天 定植第4天 定植第6天
过滤/杀菌 33
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
混合罐 水位调节阀 水罐 水位调节球塞
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
水泵 SOL液肥阀 流量计 文丘里流量计
灌溉泵
供给泵/过滤机
栽 培 区 域 灌 溉
传感器(培养液检测用） 搅拌机
液
液
1.0
0.8 0.6 0.4
光合作用b 光合作用Ia
0.2 0.0 400 450 500 550 600 Wavelength λ (nm) 650 700
UV
380 nm
Violet 430 nm 450 nm
IR
460 nm
Blue 480 nm 500 nm
520 nm
Green 530 nm 550 nm
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 19
10-4. 植物的光反映光谱
叶绿素 a, b的光吸收光谱
10-5. 一般灯光与LED灯对害虫作用的比较
Ultraviolet light (320~380nm) : 害虫喜欢的波长
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11. 水和营养成分(Aeroponic : 喷雾)
甘蓝菜
红甜菜
西芹
生菜
生菜
Salad Express (莴苣）
西油菜
白菜型油菜
西芹翠兰
5
4.喷雾法 (aeroponics)的优点
6
4. 喷雾法 (aeroponics)的优点
7
5.气耕法 (aeroponics)的缺点
8
6. 植物工厂的特征和优点
栽培空间 建筑物
栽培周期 全年
栽培时间 速成
- 无土壤
播种第20天
27
15-1 . 甘蓝菜栽培
定植第10天 定植第13天
定植第13天收获
28
15-2 .甘蓝菜收获
播种
定植
1茬收获 2茬收获 3茬收获 每茬收获
需15天
D+0 D+20
3天
3天
3天
5个月
连续收获
D+35
D+38
D+41
D+44
D+170
甘蓝菜(收获)取叶
甘蓝菜收获（取叶后）
甘蓝菜收获（取叶）3天后
农作物品质 清洁
农作物机能 高性能
– 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
– 使用人工环境和 LED光源 害虫防治-> 无农药-> 环境亲和型栽培
-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)
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)
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12. 生长条件(NextFarm)
测定仪器: Spectro Radiometer
NextFarm测定值 光波长λ (wavelength) PPFD(Photosynthetic Photon Flux Density) 光比率 CO2 电传导率(EC) PH