葉菜室內(nèi)植物工廠的環(huán)境控制有哪些關(guān)鍵因素
作者: 時(shí)間: 2025-07-23
葉菜室內(nèi)植物工廠的環(huán)境控制是確保高效、穩(wěn)定生產(chǎn)的核心，其關(guān)鍵因素涵蓋光照、溫濕度、氣體濃度、營(yíng)養(yǎng)液管理及智能化系統(tǒng)等多個(gè)維度。以下是綜合各技術(shù)資料的核心控制要點(diǎn)：
一、光照控制
光質(zhì)與光譜配比
光譜定制：采用可調(diào)光譜LED光源，根據(jù)不同生長(zhǎng)階段調(diào)整紅藍(lán)光比例。例如，育苗期以藍(lán)光（450–470nm）為主（占比70%）促進(jìn)葉片分化，生長(zhǎng)期增加紅光（630–660nm）比例（紅光80%+藍(lán)光20%）加速碳水化合物積累。
補(bǔ)充光源：部分作物需添加紫外光（UV）或遠(yuǎn)紅光（730nm），如藥用植物需UV光提升次生代謝物含量。
光強(qiáng)與光周期
光照強(qiáng)度：葉菜適宜光強(qiáng)為1.5萬(wàn)–4萬(wàn)Lux，需通過LED燈具均勻分布，避免上層遮光導(dǎo)致下層光照不足。
光照時(shí)長(zhǎng)：每日補(bǔ)光12–16小時(shí)，結(jié)合光周期敏感作物的需求（如抑制開花需夜間補(bǔ)光）。
節(jié)能與均勻性
節(jié)能設(shè)計(jì)：LED光效達(dá)55%以上，能耗較傳統(tǒng)高壓鈉燈降低40%–60%，結(jié)合分時(shí)調(diào)控（利用夜間低谷電價(jià)）降低成本。
均勻布光：通過反射材料或風(fēng)道設(shè)計(jì)保障多層栽培架的光照均勻性（照度均勻率≥0.7）。
二、溫濕度調(diào)控
溫度控制
適宜范圍：白天18–26℃，夜間10–18℃，晝夜溫差6–10℃以模擬自然節(jié)律。
技術(shù)手段：空調(diào)系統(tǒng)（水冷技術(shù)或自然冷源切換）、風(fēng)機(jī)協(xié)同通風(fēng)，極端氣候下強(qiáng)化保溫（如雙層鋼板夾巖棉層）。
濕度管理
目標(biāo)區(qū)間：相對(duì)濕度60%–80%，高濕易引發(fā)霜霉病，低濕影響蒸騰作用。
調(diào)控設(shè)備：噴霧加濕器、濕簾增濕；獨(dú)立除濕機(jī)或空調(diào)除濕模式，結(jié)合冷凝水回收技術(shù)節(jié)水。
三、氣體環(huán)境控制
CO?濃度
最佳范圍：800–1000ppm（陰天降至500–600ppm），光合作用高峰期需補(bǔ)充至1500ppm，提升產(chǎn)量20%。
補(bǔ)充方式：CO?發(fā)生器或輸送系統(tǒng)，配合通風(fēng)設(shè)備排出有害氣體（如乙烯）。
空氣流通與凈化
通風(fēng)系統(tǒng)：軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制換氣，保障CO?均勻分布；風(fēng)道設(shè)計(jì)解決集裝箱工廠溫度不均問題。
消毒措施：定期臭氧消毒、UV殺菌器防控病害，封閉環(huán)境減少病蟲害傳入。
四、營(yíng)養(yǎng)液管理
營(yíng)養(yǎng)液參數(shù)
EC值調(diào)控：苗期1.2–1.5 mS/cm，生長(zhǎng)期提升至1.8–2.6 mS/cm，采收前降至1.5–1.6 mS/cm避免苦味。
pH值穩(wěn)定：維持5.5–6.5，超范圍時(shí)用稀硝酸/磷酸（pH>6.5）或氫氧化鈉（pH<5.5）調(diào)整。
溶解氧：保持4–5mg/L，通過營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)或注氧避免根系缺氧。
動(dòng)態(tài)配方與循環(huán)
階段化配方：生長(zhǎng)期提高鉀元素（N：P：K=1：1：3），促進(jìn)干物質(zhì)積累。
閉路循環(huán)：節(jié)水95%，每月更換1/3液體，每半年臭氧消毒，添加益生菌（如枯草芽孢桿菌）抑菌。
五、智能化控制系統(tǒng)
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與反饋
傳感器網(wǎng)絡(luò)：部署溫濕度、CO?、光照、EC/pH等傳感器，每20毫秒采集數(shù)據(jù)。
AI決策：基于數(shù)字孿生模型預(yù)演生長(zhǎng)過程，動(dòng)態(tài)優(yōu)化光配方、營(yíng)養(yǎng)液參數(shù)，減少產(chǎn)量波動(dòng)（≤5%）。
自動(dòng)化執(zhí)行
設(shè)備聯(lián)動(dòng)：溫度超26℃自動(dòng)啟動(dòng)水冷空調(diào)，濕度＞85%觸發(fā)除濕。
遠(yuǎn)程管理：云平臺(tái)支持手機(jī)/電腦遠(yuǎn)程調(diào)控，故障預(yù)警（如營(yíng)養(yǎng)液異常報(bào)警）。
六、其他關(guān)鍵因素
立體空間利用：多層栽培架（4–6層）提升單位面積產(chǎn)量3–5倍，需配合氣流設(shè)計(jì)保障通風(fēng)均勻。
病蟲害綠色防控：農(nóng)業(yè)防治（抗病品種）+物理防治（黃藍(lán)板誘殺）+生物防治（赤眼蜂等天敵），減少化學(xué)農(nóng)藥使用。
文章來源：葉菜俠科技
一、光照控制
光質(zhì)與光譜配比
光譜定制：采用可調(diào)光譜LED光源，根據(jù)不同生長(zhǎng)階段調(diào)整紅藍(lán)光比例。例如，育苗期以藍(lán)光（450–470nm）為主（占比70%）促進(jìn)葉片分化，生長(zhǎng)期增加紅光（630–660nm）比例（紅光80%+藍(lán)光20%）加速碳水化合物積累。
補(bǔ)充光源：部分作物需添加紫外光（UV）或遠(yuǎn)紅光（730nm），如藥用植物需UV光提升次生代謝物含量。
光強(qiáng)與光周期
光照強(qiáng)度：葉菜適宜光強(qiáng)為1.5萬(wàn)–4萬(wàn)Lux，需通過LED燈具均勻分布，避免上層遮光導(dǎo)致下層光照不足。
光照時(shí)長(zhǎng)：每日補(bǔ)光12–16小時(shí)，結(jié)合光周期敏感作物的需求（如抑制開花需夜間補(bǔ)光）。
節(jié)能與均勻性
節(jié)能設(shè)計(jì)：LED光效達(dá)55%以上，能耗較傳統(tǒng)高壓鈉燈降低40%–60%，結(jié)合分時(shí)調(diào)控（利用夜間低谷電價(jià)）降低成本。
均勻布光：通過反射材料或風(fēng)道設(shè)計(jì)保障多層栽培架的光照均勻性（照度均勻率≥0.7）。
二、溫濕度調(diào)控
溫度控制
適宜范圍：白天18–26℃，夜間10–18℃，晝夜溫差6–10℃以模擬自然節(jié)律。
技術(shù)手段：空調(diào)系統(tǒng)（水冷技術(shù)或自然冷源切換）、風(fēng)機(jī)協(xié)同通風(fēng)，極端氣候下強(qiáng)化保溫（如雙層鋼板夾巖棉層）。
濕度管理
目標(biāo)區(qū)間：相對(duì)濕度60%–80%，高濕易引發(fā)霜霉病，低濕影響蒸騰作用。
調(diào)控設(shè)備：噴霧加濕器、濕簾增濕；獨(dú)立除濕機(jī)或空調(diào)除濕模式，結(jié)合冷凝水回收技術(shù)節(jié)水。
三、氣體環(huán)境控制
CO?濃度
最佳范圍：800–1000ppm（陰天降至500–600ppm），光合作用高峰期需補(bǔ)充至1500ppm，提升產(chǎn)量20%。
補(bǔ)充方式：CO?發(fā)生器或輸送系統(tǒng)，配合通風(fēng)設(shè)備排出有害氣體（如乙烯）。
空氣流通與凈化
通風(fēng)系統(tǒng)：軸流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制換氣，保障CO?均勻分布；風(fēng)道設(shè)計(jì)解決集裝箱工廠溫度不均問題。
消毒措施：定期臭氧消毒、UV殺菌器防控病害，封閉環(huán)境減少病蟲害傳入。
四、營(yíng)養(yǎng)液管理
營(yíng)養(yǎng)液參數(shù)
EC值調(diào)控：苗期1.2–1.5 mS/cm，生長(zhǎng)期提升至1.8–2.6 mS/cm，采收前降至1.5–1.6 mS/cm避免苦味。
pH值穩(wěn)定：維持5.5–6.5，超范圍時(shí)用稀硝酸/磷酸（pH>6.5）或氫氧化鈉（pH<5.5）調(diào)整。
溶解氧：保持4–5mg/L，通過營(yíng)養(yǎng)液循環(huán)或注氧避免根系缺氧。
動(dòng)態(tài)配方與循環(huán)
階段化配方：生長(zhǎng)期提高鉀元素（N：P：K=1：1：3），促進(jìn)干物質(zhì)積累。
閉路循環(huán)：節(jié)水95%，每月更換1/3液體，每半年臭氧消毒，添加益生菌（如枯草芽孢桿菌）抑菌。
五、智能化控制系統(tǒng)
實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與反饋
傳感器網(wǎng)絡(luò)：部署溫濕度、CO?、光照、EC/pH等傳感器，每20毫秒采集數(shù)據(jù)。
AI決策：基于數(shù)字孿生模型預(yù)演生長(zhǎng)過程，動(dòng)態(tài)優(yōu)化光配方、營(yíng)養(yǎng)液參數(shù)，減少產(chǎn)量波動(dòng)（≤5%）。
自動(dòng)化執(zhí)行
設(shè)備聯(lián)動(dòng)：溫度超26℃自動(dòng)啟動(dòng)水冷空調(diào)，濕度＞85%觸發(fā)除濕。
遠(yuǎn)程管理：云平臺(tái)支持手機(jī)/電腦遠(yuǎn)程調(diào)控，故障預(yù)警（如營(yíng)養(yǎng)液異常報(bào)警）。
六、其他關(guān)鍵因素
立體空間利用：多層栽培架（4–6層）提升單位面積產(chǎn)量3–5倍，需配合氣流設(shè)計(jì)保障通風(fēng)均勻。
病蟲害綠色防控：農(nóng)業(yè)防治（抗病品種）+物理防治（黃藍(lán)板誘殺）+生物防治（赤眼蜂等天敵），減少化學(xué)農(nóng)藥使用。
文章來源：葉菜俠科技