全自動立體農業種養殖工廠項目

第一部分項目背景

一、什么是種植工廠

植物工廠是通過設施內高精度環境控制實現農作物周年連續生產的高效農業系統，是利用智能計算機和電子傳感系統對植物生長的溫度、濕度、光照、CO2濃度以及營養液等環境條件進行自動控制，使設施內植物的生長發育不受或很少受自然條件制約的省力型生產方式。

植物工廠是現代設施農業發展的高級階段，是一種高投入、高技術、精裝備的生產體系，集生物技術、工程技術和系統管理于一體，使農業生產從自然生態束縛中脫離出來.按計劃周年性進行植物產品生產的工廠化農業系統，是農業產業化進程中吸收應用高新技術成果最具活力和潛力的領域之一，代表著未來農業的發展方向。

二、種植工廠的發展歷史

1957年世界上第一家植物工廠 誕生在丹麥，1974年日本等國也逐步發展起來。美國猶他州立大學試驗用植物工廠種植小麥，全生育期不到2月，一年可收獲4－5次。20世紀60年代初次進行植物工廠的試，并開始推。1964年奧地利開始試驗一種塔式植物工廠（高30米、面積5000平方米）。該國魯斯納公司的塔式植物工廠已在北歐、俄羅斯、中東國家采用。奧地利的一家番茄工廠，工作人員僅30人，平均日產番茄 13.7噸，生產1公斤番茄耗電 9－10kw.h，成本只有露地的60%。

1971年丹麥也建成了綠葉菜工廠，快速生產獨行菜、鴨兒芹、萵苣等。

1974年日本建成一座電子計算機調控的花卉蔬菜工廠，該廠由1棟2層的樓房（830m）和兩棟栽培溫室（每棟800m）構成，一年內生產一至兩茬蔬果花卉，實現了周年生產。

至1998年，日本已有用于研究展示、生產的植物工廠近四十個，其中生產用植物工廠17個。

2004年，中國農業大學開發了利用嵌入網絡式環境控制的人工光型密閉式植物工廠。

2016年，福建省中科生物股份有限公司（中科三安）建成國際單體面積最大的全人工光植物工廠，實現植物工廠的產業化運營；

2017年中科三安又成功實現了我國首例中藥材的全人工光型植物工廠生產，建筑面積僅5000m的金線蓮生產車間，其年產量與福建省金線蓮年產最高的南靖縣產量相當。

三、種植工廠的獨特優勢

1、破解了土地對農業的限制

以往的農作物種植都離不開土地，其他條件類似的情況下，土地面積越大，農作物產量越高，單位成本也越低。但是土地面積是有限的。

中國有960萬平方公里的領土，其中只有不到150萬平方公里的土地可以用來耕作。有些品種或許能達到畝產萬斤的水平，但就算農業技術再好，一畝地能年產10萬斤嗎？

“蔬菜工廠”可以通過縱向擴展解決這個問題。

日本的地下“蔬菜工廠”就建在一處廢棄的管廊設施里，將5米深的地下變成了能種菜的“沃土”。

而且這里的菜都是分層種植，就像超市里一層層的貨架，可以不斷疊加，相當于在有限的空間內大幅擴展了種植面積，一畝地能當三畝五畝甚至十畝來用。

2、全自動控制，一年多熟

溫度、光照、空氣成分完全由人控制，可創造“一年十熟”的奇跡。

我們都知道水稻在南方和北方的產量是不同的。東北一年一熟的水稻在云南就可以變成一年三熟，這主要與溫度有關。

人們可以將“蔬菜工廠”里的溫度長期保持在一個比較高的水平，讓這里的菜一年四季不停地長，還能長得更快。

農作物的成長離不開光合作用，而“蔬菜工廠”可以控制光合作用的兩大關鍵因素——陽光、二氧化碳。

農作物并不會吸收所有的陽光，工作人員可以制造人工陽光，并且提高植物喜歡的紅光和藍光的比例，另外人工提升空氣中二氧化碳的含量，可以明顯加速光合作用。

在最佳環境下，“一年十熟”真的不算什么。

3、杜絕病蟲害，無農殘

全封閉的環境杜絕了病蟲害的可能，不需要使用任何農藥。

福建泉州三安植物工廠的室內環境可以達到藥廠的清潔水平，對空氣中的微生物含量有嚴格的要求。工作人員進入工廠內操作之前都要經過多道消毒程序，并且穿上防護服。

這里出產的蔬菜因為無污染、質量好，可以賣出普通蔬菜三四倍的價錢。這樣的蔬菜不愁銷路，非常受城市里年輕人的歡迎。

四、現有種植工廠的現狀和不足

1、陽光利用率低

現在已經涌現出了一批種植工廠，但是還存在著很多的不足的地方。大多數種植工廠是平面的布置，陽光利用率比較低，空間利用率也很低。

2、自動化程度低

靜置種植較為普遍，多采用人工巡視、人工移動收獲等方式進行作業，自動化程度依然較低。

3、產品品種少

目前的一個一個種植工廠里同時能支持的產品品種比較比較集中，特別是自動化程度提高了以后，產品品種就更少了，種植、菌菇、養殖不能混合，模式不夠靈活。

4、種植模式單一

種植模式不能混合、水培、霧培、土培等多種方式，不夠靈活，現有的種植培育方式也無法靈活調整。

5、能源費用較高

現在的種植工廠農業技術水平相對可以，但是在節能減排能源利用方面，水平普遍還相對較低，能源費用較高。

6、自動化綜合成本高

在開發這些新的自動化系統的時候，整個行業里面相對應用還比較少，自己去開發綜合成本較高，這無疑大幅度加大了系統風險。就對于一個農業項目來講，風險就更大了。

7、新開發風險大

在新開發的系統中，風險大成本高，而且沒有一定的標準，也許到2-3年之后正式出臺標準，與現有的標準差別較大，沒有經過時間的檢驗，前期投入風險較大。

第二部分項目內容

一、項目概述

本全自動立體農業種養殖工廠項目采用全自動立體貨架，每個貨架一個種植、養殖農業單元，人工在工位上實現育苗、修剪、采摘、布置每個貨位的種植單元。

●種植單元可以是水培、氣霧培；可以是無光種植，如蒜黃、韭黃；可以是弱光菌菇種植單元；

●種植單元可以在貨位上補水，但為了降低系統復雜性，也可以自動在專門的位置補水、換水、充電、補充二氧化碳（干冰），在該專用工位上也可以人工補充各種特殊必需品或必要的修剪

●以自然光為主，立體利用，同時可以照顧不同植物、不同生長期的照射需求；

●溫度控制可以分層，上層相對高溫，下層相對低溫，適合多種植物種植；

●先進、高效、低成本的混合熱泵系統，確保一年四季保持良好的；

●種植、菌菇、無光種植、養殖同時存在，可以充分利用碳循環過程，減少碳排放、實現碳匯；

●庫房也采用全自動方式，密集存放同一類種植單元和原材料；利用不適合種養殖的區域實現；

●全過程實現無菌、無蟲、封閉式，氣體正壓；

●采用紫光燈誘殺、紫外線照射、可清理沾蟲板吸附等手段解決害蟲；

●對光線進行濾光，只允許可以實現光合作用的光線透入；減少紅外線等無用光線；

●可以種植盆栽，每個貨位上放置若干個盆栽、育苗盤、種植盤、芽苗菜盤；

●利用貨物自動取放的過程，順便對其它貨物的狀態實現抓拍、分析、警示、記錄；保證每個貨物每天有若干次記錄、分析，實現即時處理。