葉菜室內植物工廠的環境控制有哪些關鍵因素
作者: 時間: 2025-07-23
葉菜室內植物工廠的環境控制是確保高效、穩定生產的核心，其關鍵因素涵蓋光照、溫濕度、氣體濃度、營養液管理及智能化系統等多個維度。以下是綜合各技術資料的核心控制要點：
一、光照控制
光質與光譜配比
光譜定制：采用可調光譜LED光源，根據不同生長階段調整紅藍光比例。例如，育苗期以藍光（450–470nm）為主（占比70%）促進葉片分化，生長期增加紅光（630–660nm）比例（紅光80%+藍光20%）加速碳水化合物積累。
補充光源：部分作物需添加紫外光（UV）或遠紅光（730nm），如藥用植物需UV光提升次生代謝物含量。
光強與光周期
光照強度：葉菜適宜光強為1.5萬–4萬Lux，需通過LED燈具均勻分布，避免上層遮光導致下層光照不足。
光照時長：每日補光12–16小時，結合光周期敏感作物的需求（如抑制開花需夜間補光）。
節能與均勻性
節能設計：LED光效達55%以上，能耗較傳統高壓鈉燈降低40%–60%，結合分時調控（利用夜間低谷電價）降低成本。
均勻布光：通過反射材料或風道設計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℃以模擬自然節律。
技術手段：空調系統（水冷技術或自然冷源切換）、風機協同通風，極端氣候下強化保溫（如雙層鋼板夾巖棉層）。
濕度管理
目標區間：相對濕度60%–80%，高濕易引發霜霉病，低濕影響蒸騰作用。
調控設備：噴霧加濕器、濕簾增濕；獨立除濕機或空調除濕模式，結合冷凝水回收技術節水。
三、氣體環境控制
CO?濃度
最佳范圍：800–1000ppm（陰天降至500–600ppm），光合作用高峰期需補充至1500ppm，提升產量20%。
補充方式：CO?發生器或輸送系統，配合通風設備排出有害氣體（如乙烯）。
空氣流通與凈化
通風系統：軸流風機強制換氣，保障CO?均勻分布；風道設計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，封閉環境減少病蟲害傳入。
四、營養液管理
營養液參數
EC值調控：苗期1.2–1.5 mS/cm，生長期提升至1.8–2.6 mS/cm，采收前降至1.5–1.6 mS/cm避免苦味。
pH值穩定：維持5.5–6.5，超范圍時用稀硝酸/磷酸（pH>6.5）或氫氧化鈉（pH<5.5）調整。
溶解氧：保持4–5mg/L，通過營養液循環或注氧避免根系缺氧。
動態配方與循環
階段化配方：生長期提高鉀元素（N：P：K=1：1：3），促進干物質積累。
閉路循環：節水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
實時監測與反饋
傳感器網絡：部署溫濕度、CO?、光照、EC/pH等傳感器，每20毫秒采集數據。
AI決策：基于數字孿生模型預演生長過程，動態優化光配方、營養液參數，減少產量波動（≤5%）。
自動化執行
設備聯動：溫度超26℃自動啟動水冷空調，濕度＞85%觸發除濕。
遠程管理：云平臺支持手機/電腦遠程調控，故障預警（如營養液異常報警）。
六、其他關鍵因素
立體空間利用：多層栽培架（4–6層）提升單位面積產量3–5倍，需配合氣流設計保障通風均勻。
病蟲害綠色防控：農業防治（抗病品種）+物理防治（黃藍板誘殺）+生物防治（赤眼蜂等天敵），減少化學農藥使用。
文章來源：葉菜俠科技
一、光照控制
光質與光譜配比
光譜定制：采用可調光譜LED光源，根據不同生長階段調整紅藍光比例。例如，育苗期以藍光（450–470nm）為主（占比70%）促進葉片分化，生長期增加紅光（630–660nm）比例（紅光80%+藍光20%）加速碳水化合物積累。
補充光源：部分作物需添加紫外光（UV）或遠紅光（730nm），如藥用植物需UV光提升次生代謝物含量。
光強與光周期
光照強度：葉菜適宜光強為1.5萬–4萬Lux，需通過LED燈具均勻分布，避免上層遮光導致下層光照不足。
光照時長：每日補光12–16小時，結合光周期敏感作物的需求（如抑制開花需夜間補光）。
節能與均勻性
節能設計：LED光效達55%以上，能耗較傳統高壓鈉燈降低40%–60%，結合分時調控（利用夜間低谷電價）降低成本。
均勻布光：通過反射材料或風道設計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℃以模擬自然節律。
技術手段：空調系統（水冷技術或自然冷源切換）、風機協同通風，極端氣候下強化保溫（如雙層鋼板夾巖棉層）。
濕度管理
目標區間：相對濕度60%–80%，高濕易引發霜霉病，低濕影響蒸騰作用。
調控設備：噴霧加濕器、濕簾增濕；獨立除濕機或空調除濕模式，結合冷凝水回收技術節水。
三、氣體環境控制
CO?濃度
最佳范圍：800–1000ppm（陰天降至500–600ppm），光合作用高峰期需補充至1500ppm，提升產量20%。
補充方式：CO?發生器或輸送系統，配合通風設備排出有害氣體（如乙烯）。
空氣流通與凈化
通風系統：軸流風機強制換氣，保障CO?均勻分布；風道設計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，封閉環境減少病蟲害傳入。
四、營養液管理
營養液參數
EC值調控：苗期1.2–1.5 mS/cm，生長期提升至1.8–2.6 mS/cm，采收前降至1.5–1.6 mS/cm避免苦味。
pH值穩定：維持5.5–6.5，超范圍時用稀硝酸/磷酸（pH>6.5）或氫氧化鈉（pH<5.5）調整。
溶解氧：保持4–5mg/L，通過營養液循環或注氧避免根系缺氧。
動態配方與循環
階段化配方：生長期提高鉀元素（N：P：K=1：1：3），促進干物質積累。
閉路循環：節水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
實時監測與反饋
傳感器網絡：部署溫濕度、CO?、光照、EC/pH等傳感器，每20毫秒采集數據。
AI決策：基于數字孿生模型預演生長過程，動態優化光配方、營養液參數，減少產量波動（≤5%）。
自動化執行
設備聯動：溫度超26℃自動啟動水冷空調，濕度＞85%觸發除濕。
遠程管理：云平臺支持手機/電腦遠程調控，故障預警（如營養液異常報警）。
六、其他關鍵因素
立體空間利用：多層栽培架（4–6層）提升單位面積產量3–5倍，需配合氣流設計保障通風均勻。
病蟲害綠色防控：農業防治（抗病品種）+物理防治（黃藍板誘殺）+生物防治（赤眼蜂等天敵），減少化學農藥使用。
文章來源：葉菜俠科技