植物工厂作物栽培微环境及数字化平台技术构建

袁方 高青 刘良好 李佳 陈金星

(中国科学院分子植物科学卓越创新中心，上海 200032)

1 概述

建立植物工厂蔬果高效栽培[1]智能化调控决策数字模型及微环境数字化平台，以期达到设施作物高效栽培、周年不间断连续规模化生产且系统运行低能耗，实现其生产过程数字精准作业进一步量化和提升运作效率，提高蔬果品质和劳动生产率，有效保护生态环境。植物工厂数字化平台实现了多种技术集成，使设施农业生产实现了规模化、产业化、可控化、精准化、网络化、多功能化融为一体，把生存、生产、生活、生态和可持续发展融为一体，把物质文明和精神文明建设融为一体。植物工厂创新了现代农业生产“栽培环境设施化、微气候环境化、工艺流程数字化、操作系统管理智能化、资源节能化、技术集成化”的崭新模式。

由于植物工厂蔬果栽培区域气候生态环境条件各不相同，相对的控制环境策略和精准控制也应各有特点，与当前植物工厂的大规模应用实践相比，该领域的理论研究相对欠缺。深入研究用于支撑植物工厂微环境的作物设计系统理论，在对微环境温度、相对湿度、混合风量、光模组、CO2气调、水肥精准灌溉、营养吸收状态等生长环境的智能化控制基础上，优化作物在可控环境下的生长及营养物质积累，解决作物生长过程中的共性问题。

在基于“互联网+植物工厂微环境系统”数字化平台运作的同时，以植物工厂环境实时监测数据作为系统控制的主要依据并结合作物生长状况，通过作物生长最适环境模型及控制程序处理，完成终端远程驱动。……