种植阳光篇1

种植植物都是必须要有阳光的，若是植物放在常年不见光的位置，那也是很容易死掉的，因为阳光是植物进行光合作用不可缺少的条件，所以若是没光就进行不了光合作用，那植物也无法生存，因此在阳台种葱一定要将它放在阳光充足的地方。

2、阳台种葱不要放在路道上

大家都知道，路道上是我们经常要走来走去的位置，若是把种植的葱放在路道上，那家人经常从那里走来走去，感觉挡着路不说，还有可能哪天一不小心就会把它给撞着，或者是给踢碎了，那是很不吉利的，因此阳台种葱不要放在路道上。

3、阳台种葱要记得经常浇水

种植阳光篇2

山东省枣庄市市中区某生态种养合作社社长孙先生在2008年流转土地100多亩，立体种植了桃树、草莓、绿豆、蘑菇等作物。由于是露天耕作，效益不是很好。

2010年，孙先生改用大棚种植的方式，他在经营管理中发现，每到冬天低温季节，草莓和蘑菇的价格均很高，但当地零下十几度的气温，普通塑料大棚基本都结冰，不管是草莓还是蘑菇都不能正常生长。他曾试过用热风炉或蒸气炉加温生产蘑菇，但是这存在成本偏高、不易操作等问题。为了能够在大棚内同时栽种草莓和蘑菇，他费尽心思，刻苦钻研，2012年12月他去山东省的寿光市、济南市、泰安市等地参观学习，一番考察下来，他发现这些地方的温室，大部分是通过往地下挖1米多深的地基，然后在北面砌6米多厚的土墙来保温。这种模式虽然能保温，但是通气方面不太理想，不仅浪费了6米宽的土地空间，而且对生长中需要大量氧气的蘑菇来说也不好。

后来，在山东省农业厅相关专家的指导下，孙先生查阅了大量有关阴阳型日光温室的资料，相关研究表明，阴阳型日光温室的阴棚正好利用了传统日光温室中为保证后边日光温室采光必须留出的空地，使日光温室的土地利用率得到提高。此外，阴棚使得后墙不再直接面对风雪侵害，减少了阳棚后墙的热量散失，有利于提高阳棚温度。这样既能够满足瓜果正常生长需要大量阳光照射的要求，又符合蘑菇在生长过程中不需要太强阳光照射的条件，充分发挥了一棚两用的优势。

孙先生认为在这种新型日光温室内同时种植蘑菇和草莓是可行的，于是他决定试一试。

2013年2月，孙先生新建了一座占地面积约2亩的阴阳型日光温室，在里面种上了蘑菇和草莓――阴棚种蘑菇、阳棚种草莓，实现了菇果双丰收的目标。该模式中每亩蘑菇投放纯麦草1.5万公斤，每亩种植草莓约8000株。由于孙先生利用阴阳型日光温室种植的草莓香甜味美、水分多，蘑菇新鲜脆嫩、个头大，到了收获季节，每天都有很多人前来采摘草莓和蘑菇，且有很多大的食品公司和水果经销商上门收购，产品销路很好，供不应求。

种植阳光篇3

②动物长着眼睛，植物长着“眼睛”没有呢？其实植物也有“眼睛”，它的“眼睛”就像是植株细胞上的一种光感受器。植物依靠自己的这双“眼睛”，不仅能够“看见”光，还能感受到光的波长以及光照的时间和强度。正因为植物有了“眼睛”，它才能根据时间开花、换叶和生根，在感光的过程中，植物“眼睛”对光照的需求量是各不相同的。有的植物光照时间超过12小时以上才能开花，例如稻子、小麦等;但也有光照时间不足12小时开花的，例如大豆、豌豆等;还有对光照要求并不高的“给点阳光就灿烂”的植物。当然植物学家们发现所有植物的“眼睛”都喜欢阳光。只不过不同的植物偏好光照时长不同的阳光。

③如今，植物学家们从植物细胞内提取出一种感光视觉色素，它是一种带着染色体的蛋白质，它就是植物的“眼睛”。这种“眼睛”能使每一个细胞都成为一个光感受器，这样不仅能“看见”光，还能识别光的强度和光照时间。早晨，太阳冉冉升起，“眼睛”显得特别活泼;黄昏时分，视觉混沌，植物就闭上“眼睛”。随着色素的变化，“眼睛”就能分辨出是早晨还是夜晚了。

④飞机、轮船遇到紧急情况时能紧急求援，那么植物也会求援吗？2011年春天，南亚湄公河闹旱灾，中国、美国和日本植物学家赶赴越南进行探测研究。他们用遥感装置检测植物，发现这些受干旱的植物都在发出一种特殊的信号。这种信号声发自植物体内，由植物体导管震动所引发，近似于人的声，这就是植物在危急时刻发出的呼救信号。

⑤为了了解植物的“语言”，植物学家制造出一种别出心裁的“植物活性翻译机”。这种机器也是通过遥感装置，不同的是装上一种合成器，人们就可以直接听到植物发出的不同声音。例如，当植物受到强烈的光照时，会发出“惊讶”的声音;当植物遇上雨水泛滥的天气时，会发出“痛苦”的声音。“植物活性翻译机”不仅可以对植物所处的环境进行判断，而且对植物本身是否遇上疾病等也能帮助判断。

⑥人累了要休息，那么植物要不要睡眠呢？近年来，人们通过研究发现，植物长期处在阳光或月光下会对自身的生长速度带来影响，植物生长必须要有“睡眠状态”。其实，植物通过“睡眠”不但有利于生长，而且还能更好地保护自己。例如花生、山芋等植物的叶子在夜幕中下垂，既减少了热量的散发，又避免了水分的蒸腾;牡丹等花瓣在晚间闭拢，也是为了防止自然灾害的侵袭。这是植物生长过程中的一种适应。经研究还发现，植物在夜间的温度往往比白天低1℃。正是这细微的温差变化成为影响植物叶子生长的重要因素，也才能使这种植物更能适应环境，有利于生长。

问题：

1.下面说法不正确的一项是（）。

A.“其实植物也有‘眼睛’”，“眼睛”加引号，表示特殊的意义，有别于动物的“眼睛”。

B.“还有对光照要求并不高的‘给点阳光就灿烂’的植物”，“给点阳光就灿烂”加引号，表明是引用的话。

C.“它的‘眼睛’就像是植株细胞上的一种光感受器”，句中的“它”指的是“植物”。

D.“这就是植物在危急时刻发出的呼救信号”，句中的“这”指的是“人的声”。

2.本文从哪些方面介绍了植物的“有情”？分析不正确的一项是（）。

A.植物有“眼睛”，能够感受光照。

B.植物能够发出求救信号。

C.植物学家用“植物活性翻译机”来了解植物的“语言”。

D.植物能够利用“睡眠”来使得自己适应环境，有利于生长。

3.对本文的结构安排及层次分析，不正确的一项是（）。

A.全文采用总分式的结构方式。第①段总起，概括说明中心;第②段到第⑥段分述。

B.第②段到第⑥段的分述，分两个层次进行具体说明：

种植阳光篇4

关键词：阳光房；节能设计；环保

现在社会上阳光房普遍被大家称作为玻璃房，并且大都是采用玻璃和金属框架搭建而成的全透明阳光房，从而实现全天太阳光无遮挡照射来享受阳光，放松心情的目的。

一、阳光房的类型及阳光房的节能设计

（一）阳光房的类型

阳光房从最初的发展到现在的稳定特征形成了几个比较大的发展阶段：从最初的纯木结构搭建的木式阳光房，到纯钢结构焊接而成的阳光房，再到以铝幕墙为主结构建造而成的阳光房，以及到以使用钢铝为主结构来构造的阳光房的现代特色。在阳光房中有很多具体的分类，按照顶材料分为：玻璃顶阳光房、铝顶阳光房、瓦顶阳光房、彩钢板顶阳光房等；按照建筑结构分为：钢材为主结构阳光房、铝材为主结构阳光房、钢材为主铝结构阳光房、木材为主结构阳光房等；按照具体分布的位置分为：露台式阳光房、花园式阳光房、封门斗式阳光房、地下庭院式阳光房、封阳台式阳光房等。

（二）阳光房的节能原理

阳光房在节能原理的设计上就是就是在整体建筑外边增加了一个阳光间，这样结构设计的太阳房是直接受益式和集热墙式等两种采热方式的组合产物。通常把阳光房建造在整体房子的南侧向阳面，在阳光房和侧面相邻的房间之间采用实体并带有门窗等通风孔结构的墙体相隔开，从而保证在冬季时，外侧阳光房一天内的温度都要高于室外温度，通风孔的运用可以很好的为室内空间提供热量。在此同时，阳光房又可以作为室内和外界环境的温度缓冲区，很大程度上减少室内温度在寒冷冬天的损失。由于阳光房的存在能明显增加室内和室外的温差，并且阳光房本身具有很好的开放性能，所以可以通过门窗以及通风孔等结构很好的让室内和室外空气产生对流。根据这样的一个温差可以更好的推动室内空气的流动性，提供更好的室内环境。

二、阳光房节能设计的具体选择

（一）阳光房节能设计中建筑选材设计

现实生活中阳光房的具体设计需要考虑各种综合因素，比如阳光房最主要的使用功能、自然环境、经济能力等诸多因素，这些影响中最关键还是要求阳光房具有很强的使用功能，在确定了业主的具体需求之后然后根据不同的使用需求功能来选择不同种类的阳光房。

1、利用室外空间改造成阳光间的选材策略

这种情况的阳光房大多建造在别墅和住宅中，整体阳光房利用入口门厅或者走廊的空间来改造成阳光房，在这种阳光间的选材上要充分利用建筑本身的梁柱结构结合钢化玻璃完成主体构造，在细节加强上可以采用“H”型钢架结构作为细节补充，保证阳光间结构上的安全性，并且借助建筑主体结构不但在总体的造价上节约施工材料成本还保证了阳光房和注意结构的风格统一。

2、利用平台或者退台改造成阳光间的选材策略

把建筑的顶层空间和退台上的空间改造成阳光房之后，不仅可以改善在夏季屋顶始终阳光直射导致顶层室内空间温度过热的问题，而且可以扩建出了使用空间，从而可以满足业主更多的生活使用要求。对于这种房的选材，常采用节能环保的轻钢材质或者硬度比较大的塑钢材质作为主体结构材料，既可避免大型钢材带来的厚重感也可以保证房间的实用性，更加注重节能环保性。

3、利用阳台改造成阳光间的选材策略

现代人将阳台封闭起来，形成一个稳定的半室外阳光空间，可以作为娱乐休闲空间和日常生活实用空间。这类阳光房一般选用塑钢材质，既可以支撑的住阳光房的实用性，也方便打理。另外也可以选用木材作为主材，通过木材的搭建可以营造出很好的一种自然、田园的氛围。

（二）阳光房节能设计中绿植搭配设计

为了营造阳光房的自然氛围，利用绿色植物的点缀以及运用自然家居装饰风格来烘托就显得尤为重要。在阳光房室内植物搭配的选择上应注重根据阳光房的实际情况来选择，比如我国北方地区，由于日照时间较长，密封性能好，所以应尽量选择一些喜阳的花草，如茉莉、扶桑、月季等喜湿喜热之类的植物来种植。还有的阳光房在建筑的西侧，在夏季的时候下午的西照阳光温度很高，经常导致阳光房内温度速度上升所以最好种植一些像凌霄、茑蔓、牵牛花等的蔓生植物。采用这样垂直绿化的方式更好的是为了使植物形成天然的绿色帘幕，达到遮阳的目的起到让阳光房隔热降温的作用，使阳光房在烈烈阳光下也可以成为清凉舒适的小环境。在垂直绿化的构图上可以根据具体条件来选择构图的形式和植物的类型，从而起到更好的搭配效果。

三、阳光房室内节能设计的新趋势

在阳光房室内节能的未来发展上，必定会更加完善和实用。可以从结构上，材料上，环境搭配上更加节能设计。人们对于大自然的追求不仅仅是生态学意义上的需要，更是人类内心深处精神灵魂的追求。当人们沉浸在满眼的阳光绿色中时，内心便会不由自主的拥有清新自然的感受和无尽的思维空间。在整体室内环境越来越趋向封闭的现在，室外阳光房的存在，使的整体建筑环境会拥有生命并且赋予灵气，充满大自然的味道。阳光房整体外形态各异的形象，透明清澈的质地效果与室内环境的空间实体，与整体建筑形成了趣味盎然的对比，赋予生命力的自然美，增强了建筑的生命力。另外，现在阳光房的现实审美意义重在于与在人们的日常生活中，给予人们理想上的希望，从而产生了心灵上的审美价值，以阳光房为载体，寄托自己的感情和希望。

作者:王晓婕单位:信阳农林学院

参考文献:

种植阳光篇5

夏秋季节由于室外温度高，完全密封的遮光环境会使室内温度和湿度极剧上升，采用空调除湿降温所产生的运行费用又难以承受，因此，寻找和开发一种廉价的降温除湿方法具有非常现实的意义。

2015年10月23日，笔者在河南建业集团鄢陵建业绿地的花卉生产基地看到了一种简单实用的短日照植物遮光降湿的方法，推荐给大家，供业内人士参考。

基地温室为标准型Venlo型玻璃温室，配置了风机湿帘进行夏季降温。温室内种植长寿花（一种短日照花卉），由于温室不是全部种植一种品种的花卉，所以，对长寿花种植只分隔出了部分种植区域进行短日照处理。

对短日照植物的遮光处理必须选择合适的遮光材料。植物光周期催花“遮光”和温室降温“遮阳”所用的材料在透光性方面要求有很大的差异。“遮光”要求种植植物处于“全黑”环境，植物不进行光合作用；而“遮阳”则要求材料能透过足够强度的光照以保证植物进行正常的光合作用。因此，遮光材料最好能选择100%遮光的材料，而遮阳降温用的材料一般多选择50%左右遮阳率的遮阳网。

100%遮光率的材料往往没有透气性能，所以，温室内的湿度会迅速升高，这非常不利于植物的病害防治。因此，在实践中一般选用遮光率高、透气性能好的遮阳网进行遮光。

该基地根据多年种植长寿花的实践经验，探索选择了90%遮光率的黑白两面遮阳网作为遮光材料。这种材料具有良好的透气性能，即使在完全密封的遮光条件下也不会造成温室内湿度快速攀升，有利于植物的生长。黑白面遮阳网的白色面朝外，反射太阳辐射减轻降温负荷，黑色面朝内吸收室内的长波辐射（图1），

这就是选择使用黑白面材料的主要原因。

选择好遮阳网后，第二个考虑的问题就是如何布置和安装遮阳网。短日照遮光要求遮阳网必须密封严密，哪怕是一条缝隙的漏光都可能会造成整个短日照处理前功尽弃。

本方案中由于种植长寿花的栽培架的高度较低，为了尽量压低遮光空间并节约成本，遮阳网的安装高度确定在了与湿帘同高的安装位置，温室两侧侧墙采用手动卷膜器卷放遮阳网（图1）

温室湿帘山墙面则直接利用了湿帘作为遮光材料（图2a）

温室风机山墙面则采用了固定式遮阳方法，对风机通风口以外的所有进光面安装固定式遮阳网（图2b）

排风机在运行时会吹起风机外侧的风机百叶造成漏光，因此在排风机外侧一定范围内应加装黑色遮光网，以避免从排风机口漏光。

种植阳光篇6

目前，由于人口快速增长、耕地日益减少、土地资源短缺、生物环境污染、农药化肥滥用等问题，使得人们必须的传统粮食作物和蔬菜等生产在产量与安全上都面临着巨大的挑战；另一方面，随着人们生活水平的不断提高，对食物在卫生、营养、健康、绿色等方面的要求越来越高[1]。解决上述矛盾的最有效的方法是建立植物工厂。植物工厂，从广义上讲涵盖了从利用自然光到人工光和混合光源的所有设施园艺，从狭义上讲则是专指利用环境自动控制、电子技术、生物技术、机器人和新材料等进行植物周年连续生产的系统，也就是利用计算机对植物生长的温度、湿度、光照、CO2浓度和营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生长不受自然气候制约的省力型生产[2-5]。除有特别说明的以外，本文所指的都是狭义的人工光型植物工厂，这类植物工厂发展到高级阶段将完全采用工业化、程序化的生产模式，最终实现栽培环境的最优化，所生产出的植物品质好、产量高、周期短、速度快、污染少、效益高，具有传统栽培模式无法比拟的优势，代表着未来农业的发展方向，是植物栽培的最高境界[6-9]。其优势集中表现为以下几点：首先是较高的农业生产率，在有限的土地上利用智能化的环境控制和立体栽培技术，提高土地产出率和劳动生产率；其次是扩展了种植范围，使寒冷、酷热、沙漠、甚至太空等不毛之地的农业生产成为可能；再次是好的工作环境，植物工厂内的作业环境优越，实行机械化生产节省劳动力，使劳动生产率周年平均化；再者是优的产品质量，可进行无农药生产，提供新鲜且品质高的绿色食品；最后是稳定的生产效率，利用营养液栽培减少连作障碍，周年有计划地生产。植物工厂生产的对象丰富，可包括蔬菜、花卉、药材、果树、食用菌和部分大田作物等。

面临的主要问题

植物工厂自身存在众多优点，近几年无论是在数量、规模上还是在质量和效率上都得到了相当的发展。尽管如此，当前植物工厂在发展和推广上仍存在一些“瓶颈”问题，主要体现在以下几个方面：

植物工厂普遍存在成本高的问题

当前，植物工厂造价高，最低造价每平方米也在千元以上，最高可达几万元，高昂的成本严重地限制了技术的推广。成本较高的原因主要包括两个方面：一是前期投入成本比较高。植物工厂是设施农业，需要通过人工光源或者补光系统、营养液设备和智能监控系统等外在硬件设备，以及对温、光、水、气、肥等环境的智能调控管理，而这些设施成本较高。尽管植物工厂在产量和效率方面有突出的优点，但高昂的初始投入和后续维护成本问题也同样明显。一个中等规模的植物工厂建成需要十几万元，甚至更高的投入，这在相当程度上影响了它的普及与推广。二是植物工厂耗电量巨大，有的耗电成本投入甚至大于产出价值，这在家庭植物工厂中表现尤其明显。而且后期对植物工厂的维护与管理还要有一笔开支。因此，如何降低成本是解决制约植物工厂进一步发展与推广的最主要“瓶颈”问题。

对作物生长规律的研究不够深入，且研究对象较单一

目前，对作物在植物工厂中生长规律的研究不够深入，所涉及的作物种类较少。能根据作物的生长规律及特性而制定出的标准化、程序化、专家化的生长指标很少。众所周知，不同作物的生长所需要的光照、温度、湿度、CO2和营养条件等都不相同，即便是同种作物在不同生长时期对环境的需求也不相同。因而不可能用一个统一的生长模式来对所有植物的生长过程进行控制，而是要根据不同的植物制定出适宜的外部生长环境。但到目前为止，对作物在实际生产中，还缺乏精细的生产指导和必要的数据支持。这一问题如果没有很好的解决，将导致作物在植物工厂中的生长效果不佳且生产效率低下。例如，近年来研究者以生菜和黄瓜等为研究对象，进行光照、温度、湿度和营养液等人工环境控制的研究[10]，但研究得还不够深入，还很难做到类似工业化的精细生产和管理。再者，研究对象多局限在生菜和黄瓜等十分有限的几种类型。如果消费者想生产其他类型的作物，就会因为没有相应的指导数据而使产量和效率低下，浪费宝贵的能源。因此，丰富植物工厂作物生产管理指导就成为植物工厂发展过程中所需解决的另一个基本问题。

植物工厂智能化程度低，操作较为烦琐

随着人们生活节奏的不断加快，以及对生活品质要求的不断提高，对植物工厂生产的绿色植物的需求越来越大，但植物工厂并没有得到预期的发展，除了成本高外的，另一个重要因素就是植物工厂智能化程度低，操作仍然较为复杂，有的甚至还需要专家来完成一些关键环节。近年来，虽然植物工厂在智能化研究方面取得了一定的成绩，但总体而言，植物工厂的智能化程度还不是太高。由于本身的高成本、低产出使植物工厂自动化程度更低，智能化方面的研究则更少，还基本停留在对环境的简单控制方面，而且操作较为烦琐。这也是制约植物工厂普及与推广的一个重要方面。

解决瓶颈问题的新思路

众所周知，计算机特别是PC机在短短的几十年里获得了异常迅速发展，不仅在性能上有很大的提高，在价格上也有大幅度的下降。计算机的发展之所以如此迅速，除了受到半导体技术本身快速发展的支撑之外，另一个重要因素在于计算机是一种通用设备，具有很大的市场，得到了广泛的普及与推广。不同的领域、行业，不同的群体，都可以使用同样的计算机（相同的硬件设备），只要安装不同的应用软件就可以满足不同的需求。

借助于计算机系统中硬件和软件既能分开开发，又能组成一个相互协调的有机统一体的思想，我们把植物工厂这个集成系统也分成相对统一的硬件系统和针对具体植物生长规律及特性而实现的对其成长环境进行具体化、标准化、规范化控制的软件系统。这样植物工厂的硬件系统及其相应的硬件设备可以做成通用的（最多只是尺寸与规模上的差异），有利于大规模推广，运行成本会随着规模的增大而有较大的降幅；反之，成本的大幅下降又促使其得到进一步的普及与推广。而栽培不同的植物只需更换不同的植物成长环境的控制软件即可。这种软件在植物工厂中运行也就相当于引入了栽培这种植物的“生产线”。这样在同一个植物工厂中，通过运行不同的控制软件，就能十分容易地变换不同的“生产线”，生产出不同的植物品种。下面我们将分别从硬件和软件上对其进行具体的分析与讨论。

植物工厂硬件系统分析

在硬件系统方面，植物工厂一般包括：主控单元以及与该主控单元密切相联的光源控制单元、CO2控制单元、温度控制单元、湿度控制单元、营养物质控制单元及植物生产线选择单元（或人机交互单元），如需要还可增加一些必要的单元模块。近年来，植物工厂有两种不同的栽培技术体系并行发展。一种是以温室为主体，太阳光-人工光并用型植物工厂；另一种是全封闭的、以人工光源为主体的人工光植物工厂[5]。与太阳光-人工光并用型植物工厂相比，人工光植物工厂在光环境控制方面具有较为明显的优势，但电力成本较高。特别是在人工光植物工厂中的电能消耗成本通常约占总体运行成本的50%～60%，主要包括人工光源、空调、风机、加湿器、控制装置等设备的用电能耗，其中人工光源是密闭式植物工厂耗能的重点。有学者研究表明，在人工光植物工厂中，人工光源（荧光灯）耗电量约占总耗电量的82%[11]。因此，降低人工光源耗电量是有效降低人工光植物工厂运行成本的主要措施。而且人工光源耗电量的减少将降低工厂内产生的热量以及水分的蒸发量，从而进一步减少了空调、风机、加湿器等设备的能耗，进而带动了整体能耗的进一步降低。因此，人工光源的节能降耗已成为近年来植物工厂研究的热点。在硬件系统方面，节能减耗，降低成本的主要从以下四个方面着手。

配置与植物成长特性光谱相吻合的LED光源是解决人工光源耗电、降低成本的根本方法。其原因在于：①与传统光源相比，LED具有电光转化效率高、可使用直流电、节能、体积小、寿命长、波长固定、发热量低及制冷费用少等优点。②LED是冷光源，可将光源安装在与植物距离较近的位置，既可大大提高栽培空间的利用效率，又可进一步降低能量损耗。③已有的研究表明，植物存在着明显的选择性吸收现象，并且不同的植物，甚至同一种植物在不同的成长阶段对光波谱线的需求都是不同的。传统的高压气体灯或荧光灯的光谱较宽，大大降低了其光能的利用率。而LED的光谱域宽一般都在±20nm左右，并且还可以做得更窄。LED能够发出植物生长所需要的单色光谱，并能对不同光质和发光强度实现单独的控制，使其波长正好与植物光合作用、形态建成和有效物质积累所需的光谱范围相吻合，从而使光能有效利用率得到显著提高[12]。④随着半导体光源技术的不断进步，LED发光强度的提高以及价格的降低，前期投入成本会进一步减小，能量消耗也会进一步降低。

将新能源技术引入到植物工厂中，用新能源代替常规电能供能，其中太阳能作为一种可再生能源，具有取之不尽、用之不竭的特点，且使用过程中不会对生态环境造成破坏，其应用研究发展迅速，已广泛应用于日常生活，近年来在农业领域中的应用也越来越广。因此，若能将太阳能技术应用于植物工厂中，既可节省能源，又可减少其对常规能源的依附，有望使植物工厂在西北部等非可耕地、无动力能源地区得到推广和高效生产，推动植物生产的革命性突破。此外，太阳能也可以与太阳光型的植物工厂相结合。我们知道太阳辐射中可见光部分仅占全部辐射的52%左右，不可见的红外线占43%，而紫外线占5%。在可见光中，对植物成长作用特别明显的是红光波段及蓝光波段。如：叶绿素吸收最多的是红光部分，其对植物生长的促进作用也最大，蓝紫光次之，黄绿光最弱。而目前太阳能电池用来发电的是太阳光谱中的短波部分，对于长波的红光和红外光的利用率较低，这正好与植物的光谱形成某种程度的互补。因而如果能研制出对短波高效吸收，对长波完全透明的薄膜太阳能电池板并用作植物工厂的屋顶，即可构建一套屋顶太阳能发电系统，为植物工厂的设备（LED补光或空调等）提供电力，也可为植物工厂提供一定量的必要光源，可谓一举两得。这将大大增加这一清洁的可再生能源的利用率，因而可进一步降低能耗。

植物工厂硬件系统的标准化、模块化是降低成本的又一举措。植物工厂硬件设备，尤其是把各控制单元模块化、规范化也有利于大规模的推广，进而降低硬件的成本。

对于太阳光型的植物工厂，将转光玻璃装在其屋顶则是高效利用太阳能的另一个有重要手段。在太阳光型植物工厂中，由于空气中的尘埃、雾霾及阴雨等恶劣天气的影响，及在高纬度地区、冬春季节等环境中，就会导致温室内的光照不足，植物生长所需的红光与蓝光达不到应有的强度，与此同时，由于植物需要吸收的近紫外光和其它波段的可见光很少，这些波段就会出现过剩的现象，如果让这些光特别是紫外光不加处理而直接照射到植物上，不但不能对植物的光合作用起促进作用，而且可能会抑制植物的成长。为了解决上述问题，将无法被植物利用的光谱成分变废为宝，可在植物工厂的屋顶加装一种转光玻璃，这种玻璃内部的转光材料――荧光粉可以将太阳光谱中的紫外线或植物光合作用吸收很少的可见光转换成植物光合作用所需的红光、蓝光，可有效提升了太阳能的利用率，大幅降低人工光源的能耗，降低成本。

植物工厂软件系统的分析

植物工厂的主要特征之一就是通过控制植物生长的光环境、CO2浓度、温度和湿度以及土壤中的养分、温度和湿度等因素来形成植物生长的最佳外部条件。以光环境为例，喜阳植物需要充足的光照，喜阴植物则希望少些光照。但具体的光照强度多少为宜，在这方面目前仍然无统一的标准。但可以肯定的是，不同植物对光照的需求量是不同的，同种植物在不同的生长阶段对光照的需求量也是不同的。另一方面，从光谱的结构上分析，我们知道太阳光是个连续光谱。研究表明，植物对蓝光和红光部分有两个很强的吸收峰值，对它们植物的生长和有效物质的积累都可起到关键的作用。此外，植物在不同的生长阶段所需的光谱成分也有所不同。因此，为创造出最适合于植物生长的光环境，也为了节约能源和所投入的生产成本，植物工厂就必须能根据植物生长的需求，实时地改变光源的强度、光谱结构、光照时间等，这样才能高效、节能地促进植物的快速健康成长。其它的外部环境因素，如温度、湿度、CO2浓度等也是如此。只有充分考虑到植物的特性和生长的规律，才能创造出最合适这种植物的生长环境。

由于每一种具体植物的成长环境是不同的，当前没有也不可能存在一个统一植物成长的标准环境。每一种具体植物的最佳成长环境，都应该通过不断的实验――“训练”来实现（图1）。这种“训练”可以在一个“实验箱”（或者说是一个小型的植物工厂）中进行，且这种“训练”一般是由专家完成的。虽然这样的“训练”要消耗大量的时间和精力，但只要找到了这种植物的最佳生长环境，即：在植物生长的每个阶段需要哪些波段的光谱，它们的比例是多少，持续的时间是多久，强度是多大，及温度、湿度和养份的最佳值等，并在整个成长阶段都把这些参数详细地记录下来，然后将这些数据通过软件编程写成能模拟这种植物成长最佳环境的控制软件，那么，这种软件也就是这种植物的最佳生产流水线。因为只要把这个软件安装到植物工厂的主控单元中运行，该植物工厂就能重现出这种植物的最佳成长环境，也就相当于装配了一条生产这种植物的“生产线”。这样，植物工厂就能用最少的投入和最低的能耗生成出质量好、产量高、周期短的“产品”。诚然，前期的“训练”确实要占用大量的时间和精力，要耗费很多的人因成本，但这种以软件的形式存在的“生产流水线”，在植物工厂中极易推广，且大规模推广后分摊到每个工厂中的成本就大大降低了。因此，这种基于植物生长规律的“生产流水线”式植物工厂具有经济效益高，易于大规模、工业化推广的特点，并且还具有成本低、成效高的优点。这种“生产线”以软件的形式存在，对植物工厂的规模没有特别的要求，容易引入到小型的家庭植物工厂中，同样可以使家庭植物工厂的投入成本降低，并且，也可使家庭植物工厂智能化程度大大提高，操作简单化，有利于家庭植物工厂的普及和推广。

在植物工厂“生产线”开发的初期，为了加快“植物生产线”开发的速度，也可作如下设想。如果只依靠专家来“训练”出所有植物的最佳生长环境――“生产线”这样详细、具体的过程，那一定要经历很长的时间，开发缓慢。如果我们先让专家“训练”出某种植物生产线的主要指标、参数或轮廓，而具体的、详细的、细微的生产优化过程则交给用户在植物工厂中边生产边“训练”，把其中最理想的过程存储起来，作为该植物的生产线，同样也能得到很好的效果。这样，既能以较快的速度开发出植物工厂所需的生产线以满足人们日益增长的对绿色环保植物的需求，又能使作物在植物工厂的生产工程中不断得到优化，从而达到节能、增产的目的。

这种流水线式的植物工厂的另一个优点是它的可扩充性。当硬件设施配备齐了之后，只要装上某种产品的流水线软件，就可以以最佳的流程生产出这种产品。如果用户打算生产另一种产品，他们并不需要在硬件上重新投入，只须再装上那种产品的流水线软件，又可以以最佳的流程生产出那种产品。这样就可以极大地节省硬件方面的投入，达到硬件可重复使用，软件可选择、可扩充的目的。

结束语

针对当前植物工厂普遍存在的投入成本高、能耗大，对作物在植物工厂中生长规律的研究不够深入，所涉及的作物种类少，植物工厂智能化程度低等问题，本文提出了一种全新的生产理念和生产模式，将生产流水线的概念引入到植物栽培的过程中。提出了一种基于植物生长规律及特性的流水生产线模式的植物工厂，这种植物工厂是由硬件系统与软件系统构成的。通过对硬件系统的分析，提出了节能减耗、降低硬件成本的几种有效方案。在软件方面，我们致力于寻找基于植物生长规律及特性的生产流水线。虽然找出植物生长过程的最佳环境――“生产线”需要投入大量的时间和精力，耗费相当大的人因成本，但一旦找到并做成这种植物“生产线”的标准化程序之后，此程序具有通用性，如果大规模推广，则分配到每一个植物工厂的软件成本会相当低。由于该“流水线”式植物工厂能提供一种可扩展式植物生产方式，模拟植物的最佳生长环境，它就能用最少的投入和最低的能耗生成出质量好、数量高、周期短的“产品”。因此，这种基于植物生长规律的“流水线”式植物工厂具有经济效益高、易于大规模、工业化推广的特点，并且还具有成本低、成效高的优点，既有利于大规模工业化的推广，还有利于小型智能化家庭植物工厂的选用。

参考文献

[1]D.M.Sango，D.Abela，A.McElhatton，V.P.Valdramidis.Assistedultrasoundapplicationsfortheproductionofsafefoods[J].JournalofAppliedMicrobiology，2014，116：1067-1083.

[2]T.Kozai，K.Ohyama，C.Chun.Introductiontohorticulturallighting-newdevelopment-commercializedclosedsystemswithArtificialLightingforPlantProduction[J].ActaHorticulturae，2006，711：61-70.

[3]商守海，周增产，卜云龙等.JPWZ-1型微型植物工厂的研制[J].农业工程，2012，2（1）：44-47.

[4]T.Morimoto，T.Torii，Y.Hashimoto.Optimalcontrolofphysiologicalprocessesofplantsinagreenplantfactory[J].ControlEng.Practice，1995，3（4）：505-511.

[5]胡永光，李萍萍，堀部和雄.日本的植物工厂及其新技术[J].世界农业，2002，283（11）：45-46.

[6]I.Ioslovich，P.O.Gutman.Optimalcontrolofcropspacinginaplantfactory[J].Automatica，2000，36：1665-1668.

[7]T.Morimoto，K.Hatou，Y.Hashimoto.Intelligentcontrolforaplantproductionsystem[J].ControlEng.Practice，1996，4（6）：773-784.

[8]M.C.Hu，Y.H.Chen，L.C.Huang.AsustainablevegetablesupplychainusingplantfactoriesinTaiwanesemarkets：ANash-Cournotmodel[J].Int.J.ProductionEconomics，2014，148：166-171.

[9]贺冬仙，朱本海，杨珀，等.人工光型密闭式植物工厂的设计与环境控制[J].农业工程学报，2007，23（3）：151-157.

[10]H.U.Frausto，J.G.Pieters，J.M.Deltour.Modellinggreenhousetemperaturebymeansofautoregressivemodels[J].BiosystemsEngineering，2003，84（2）：147.