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植物工厂系统与实践（第二版）

作者: 魏灵玲著 , 杨其长

出版社: 化学工业出版社

出版时间: 2023-05

版次: 2

ISBN: 9787122425317

定价: 98.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 153页

字数: 172千字

分类: 工程技术

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植物工厂是解决未来粮食问题的技术方法，受到世界瞩目，近年来我国植物工厂发展迅速，植物工厂的一些关键技术均取得了重大突破。本书在第一版基础上以作者团队在植物工厂领域各项关键技术方面获得的具有我国自主知识产权的研究成果为核心，分析了植物工厂基本概念、发展意义以及国内外发展历程；介绍了植物工厂的工艺与系统构成、环境控制系统、LED人工光源系统、营养液栽培与控制系统、蔬菜品质调控等相关结构与配套技术体系，并介绍了我国植物工厂领域具体的技术方法、各项创新性研究成果；本书还通过对家庭微型植物工厂、典型植物工厂案例与成本分析等内容的介绍，为读者了解我国植物工厂的发展成果、分析技术经济的可行性提供了有价值的参考。由于近年来植物工厂在国内发展迅速，技术成果进展较快，本书对第一版中的国内外植物工厂发展情况、营养液栽培及其控制技术、植物工厂典型案例介绍及成本分析等内容进行了更新。本书适合植物工厂及园艺生产部门生产管理人员、科研技术人员，涉农部门领导、管理人员，农业科教单位技术人员、学生与广大关心环境与可持续发展的社会大众参考阅读。杨其长，中国农业科学院，主任研究员，博士生导师，享受国务院政府特贴专家，农业部有突出贡献中青年专家，全国农业科技先进工作者，中国农科院学术委员会委员，中国农业科学院“设施农业”杰出岗位人才。曾留学荷兰瓦赫宁根大学、以色列国家农业研究中心等，先后发表论文107篇，主编专著4部，参编著作7部。获得国家科技进步二、三等奖各1项、省部级科技进步奖5项，授权专利32件，并兼任农业部设施农业工程重点开放实验室学术委员会委员、中国农学会农业科技园区分会副理事长、中国园艺学会设施园艺分会常务理事、中国农学会高新技术农业应用分会常务理事、中国农业工程学会理事、国际园艺学会（ISHS）会员和美国园艺学会(ASHS)会员等社会兼职，在国内外设施农业领域享有较高的学术威望。多年来，杨其长研究员在设施园艺工程、植物工厂、温室系统理论与方法等领域进行了深入研究，在温室环境模拟与结构优化、都市型设施园艺、低碳智能植物工厂等方面取得了多项开创性成果，并将成果推广到全国20多个省市自治区，以及美国、欧盟和日本等，取得了数十亿经济效益。他是我国植物工厂高技术研究的奠基人。第1章　植物工厂概述    001

1.1　基本概念 002

1.2　发展植物工厂的意义 003

1.3　国内外植物工厂发展历程 004

1.3.1　国际植物工厂发展历程 004

1.3.2　中国植物工厂发展历程 008

第2章　植物工厂工艺与系统构成    013

2.1　系统概述 014

2.2　植物工厂生产工艺流程 015

2.2.1　播种、催芽（2～3天） 015

2.2.2　育苗（16～18天） 016

2.2.3　定植与栽培（20～25天） 017

2.2.4　收获（1天） 018

2.2.5　包装、贮藏（0.5～3天） 018

2.2.6　上市 (0.5天) 019

2.3　植物工厂系统构成 019

2.3.1　外围护结构与材料 019

2.3.2　植物工厂系统构成 020

第3章　植物工厂环境控制系统    026

3.1　植物工厂洁净系统 027

3.2　温度环境及其调控系统 029

3.2.1　温度对植物光合生理的影响 029

3.2.2　植物工厂温度调节与控制 031

3.3　植物工厂湿度调节与控制 033

3.3.1　降湿调节 033

3.3.2　加湿调节 034

3.4　CO2调节与控制 035

3.4.1　CO2浓度与植物的光合成 035

3.4.2　CO2气源及其调控技术 036

3.5　智能环境控制系统 038

3.5.1　环境数据检测 038

3.5.2　环境监控系统 039

3.5.3　上位机管理及远程控制系统 041

第4章　人工光源系统    042

4.1　植物光合作用及其对光的需求 043

4.1.1　光强对作物光合的影响 043

4.1.2　光质对作物光合的影响 044

4.1.3　光周期对植物的影响 046

4.2　光照强度的表示方法 046

4.3　各种人工光源及其特性 050

4.3.1　植物对人工光源的要求 050

4.3.2　植物工厂主要人工光源 050

4.3.3　各种人工光源性能分析 056

4.4　LED在植物工厂的应用 057

4.4.1　LED在叶菜植物工厂的应用 059

4.4.2　LED在植物育苗工厂的应用 063

4.4.3　LED光源装置及控制方式 066

第5章　营养液栽培与控制系统    071

5.1　营养液栽培的方法与分类 072

5.1.1　按照有无固体基质材料分类 072

5.1.2　按照营养液的供给方式分类 076

5.2　营养液的管理 076

5.2.1　营养液的组成 077

5.2.2　营养液的配制 078

5.2.3　营养液的调节与控制 082

5.3　营养液循环与控制技术 086

5.3.1　必要性分析 086

5.3.2　养分及理化性状调控 087

5.3.3　微生物去除技术 087

5.3.4　自毒物质去除技术 089

第6章　植物工厂蔬菜品质调控    094

6.1　植物工厂蔬菜品质调控的技术需求 095

6.1.1　硝态氮调控的技术需求 095

6.1.2　维生素C调控的技术需求 096

6.1.3　次生营养物质的调控需求 097

6.2　光环境品质调控技术 098

6.2.1　光对硝酸盐与维生素C含量的调控 098

6.2.2　光对次生代谢物质的影响 099

6.2.3　基于 LED的蔬菜品质调控技术 099

6.3　营养液氮素品质调控技术 102

6.3.1　断氮调控技术 102

6.3.2　氮素水平与光照协同调控 104

6.3.3　氮素形态调控 104

6.4　植物工厂蔬菜营养品质的调控策略 104

第7章　家庭微型植物工厂    106

7.1　家庭植物工厂关键技术 108

7.1.1　人工光源技术 108

7.1.2　人工环境控制技术 109

7.1.3 　营养液循环与控制技术 109

7.1.4 　远程监控（物联网）技术 110

7.2　家庭植物工厂的开发应用 111

第8章　典型案例介绍及成本分析    113

8.1　中国植物工厂应用情况概述 114

8.2　植物工厂典型案例 114

8.2.1　星菜植物工厂 114

8.2.2　深圳富士康植物工厂 115

8.2.3　福建三安植物工厂 115

8.2.4　陕西旭田光电I-Farmer植物工厂 117

8.2.5　上海世博会“低碳·智能·家庭植物工厂” 118

8.2.6　浙江衢州中恒农业育苗工厂 119

8.3　人工光植物工厂成本分析 119

8.3.1　植物工厂的成本构成 120

8.3.2　人工光源生产成本估算 120

8.3.3　生产运行成本与设备成本的公式化 121

8.3.4　不同生产规模的经济性评价 122

8.3.5　实际生产成本的分析案例 126

第9章　前景展望    130

9.1　国际趋势 131

9.1.1　技术发展趋势 131

9.1.2　热点领域 133

9.2　国内发展战略 140

9.2.1　植物工厂具有广泛社会需求 140

9.2.2　植物工厂发展面临的问题 144

9.2.3　我国植物工厂发展战略  145

9.3　未来展望 147

参考文献    148
内容简介:
植物工厂是解决未来粮食问题的技术方法，受到世界瞩目，近年来我国植物工厂发展迅速，植物工厂的一些关键技术均取得了重大突破。本书在第一版基础上以作者团队在植物工厂领域各项关键技术方面获得的具有我国自主知识产权的研究成果为核心，分析了植物工厂基本概念、发展意义以及国内外发展历程；介绍了植物工厂的工艺与系统构成、环境控制系统、LED人工光源系统、营养液栽培与控制系统、蔬菜品质调控等相关结构与配套技术体系，并介绍了我国植物工厂领域具体的技术方法、各项创新性研究成果；本书还通过对家庭微型植物工厂、典型植物工厂案例与成本分析等内容的介绍，为读者了解我国植物工厂的发展成果、分析技术经济的可行性提供了有价值的参考。由于近年来植物工厂在国内发展迅速，技术成果进展较快，本书对第一版中的国内外植物工厂发展情况、营养液栽培及其控制技术、植物工厂典型案例介绍及成本分析等内容进行了更新。本书适合植物工厂及园艺生产部门生产管理人员、科研技术人员，涉农部门领导、管理人员，农业科教单位技术人员、学生与广大关心环境与可持续发展的社会大众参考阅读。
作者简介:
杨其长，中国农业科学院，主任研究员，博士生导师，享受国务院政府特贴专家，农业部有突出贡献中青年专家，全国农业科技先进工作者，中国农科院学术委员会委员，中国农业科学院“设施农业”杰出岗位人才。曾留学荷兰瓦赫宁根大学、以色列国家农业研究中心等，先后发表论文107篇，主编专著4部，参编著作7部。获得国家科技进步二、三等奖各1项、省部级科技进步奖5项，授权专利32件，并兼任农业部设施农业工程重点开放实验室学术委员会委员、中国农学会农业科技园区分会副理事长、中国园艺学会设施园艺分会常务理事、中国农学会高新技术农业应用分会常务理事、中国农业工程学会理事、国际园艺学会（ISHS）会员和美国园艺学会(ASHS)会员等社会兼职，在国内外设施农业领域享有较高的学术威望。多年来，杨其长研究员在设施园艺工程、植物工厂、温室系统理论与方法等领域进行了深入研究，在温室环境模拟与结构优化、都市型设施园艺、低碳智能植物工厂等方面取得了多项开创性成果，并将成果推广到全国20多个省市自治区，以及美国、欧盟和日本等，取得了数十亿经济效益。他是我国植物工厂高技术研究的奠基人。
目录:
第1章　植物工厂概述    001

1.1　基本概念 002

1.2　发展植物工厂的意义 003

1.3　国内外植物工厂发展历程 004

1.3.1　国际植物工厂发展历程 004

1.3.2　中国植物工厂发展历程 008

第2章　植物工厂工艺与系统构成    013

2.1　系统概述 014

2.2　植物工厂生产工艺流程 015

2.2.1　播种、催芽（2～3天） 015

2.2.2　育苗（16～18天） 016

2.2.3　定植与栽培（20～25天） 017

2.2.4　收获（1天） 018

2.2.5　包装、贮藏（0.5～3天） 018

2.2.6　上市 (0.5天) 019

2.3　植物工厂系统构成 019

2.3.1　外围护结构与材料 019

2.3.2　植物工厂系统构成 020

第3章　植物工厂环境控制系统    026

3.1　植物工厂洁净系统 027

3.2　温度环境及其调控系统 029

3.2.1　温度对植物光合生理的影响 029

3.2.2　植物工厂温度调节与控制 031

3.3　植物工厂湿度调节与控制 033

3.3.1　降湿调节 033

3.3.2　加湿调节 034

3.4　CO2调节与控制 035

3.4.1　CO2浓度与植物的光合成 035

3.4.2　CO2气源及其调控技术 036

3.5　智能环境控制系统 038

3.5.1　环境数据检测 038

3.5.2　环境监控系统 039

3.5.3　上位机管理及远程控制系统 041

第4章　人工光源系统    042

4.1　植物光合作用及其对光的需求 043

4.1.1　光强对作物光合的影响 043

4.1.2　光质对作物光合的影响 044

4.1.3　光周期对植物的影响 046

4.2　光照强度的表示方法 046

4.3　各种人工光源及其特性 050

4.3.1　植物对人工光源的要求 050

4.3.2　植物工厂主要人工光源 050

4.3.3　各种人工光源性能分析 056

4.4　LED在植物工厂的应用 057

4.4.1　LED在叶菜植物工厂的应用 059

4.4.2　LED在植物育苗工厂的应用 063

4.4.3　LED光源装置及控制方式 066

第5章　营养液栽培与控制系统    071

5.1　营养液栽培的方法与分类 072

5.1.1　按照有无固体基质材料分类 072

5.1.2　按照营养液的供给方式分类 076

5.2　营养液的管理 076

5.2.1　营养液的组成 077

5.2.2　营养液的配制 078

5.2.3　营养液的调节与控制 082

5.3　营养液循环与控制技术 086

5.3.1　必要性分析 086

5.3.2　养分及理化性状调控 087

5.3.3　微生物去除技术 087

5.3.4　自毒物质去除技术 089

第6章　植物工厂蔬菜品质调控    094

6.1　植物工厂蔬菜品质调控的技术需求 095

6.1.1　硝态氮调控的技术需求 095

6.1.2　维生素C调控的技术需求 096

6.1.3　次生营养物质的调控需求 097

6.2　光环境品质调控技术 098

6.2.1　光对硝酸盐与维生素C含量的调控 098

6.2.2　光对次生代谢物质的影响 099

6.2.3　基于 LED的蔬菜品质调控技术 099

6.3　营养液氮素品质调控技术 102

6.3.1　断氮调控技术 102

6.3.2　氮素水平与光照协同调控 104

6.3.3　氮素形态调控 104

6.4　植物工厂蔬菜营养品质的调控策略 104

第7章　家庭微型植物工厂    106

7.1　家庭植物工厂关键技术 108

7.1.1　人工光源技术 108

7.1.2　人工环境控制技术 109

7.1.3 　营养液循环与控制技术 109

7.1.4 　远程监控（物联网）技术 110

7.2　家庭植物工厂的开发应用 111

第8章　典型案例介绍及成本分析    113

8.1　中国植物工厂应用情况概述 114

8.2　植物工厂典型案例 114

8.2.1　星菜植物工厂 114

8.2.2　深圳富士康植物工厂 115

8.2.3　福建三安植物工厂 115

8.2.4　陕西旭田光电I-Farmer植物工厂 117

8.2.5　上海世博会“低碳·智能·家庭植物工厂” 118

8.2.6　浙江衢州中恒农业育苗工厂 119

8.3　人工光植物工厂成本分析 119

8.3.1　植物工厂的成本构成 120

8.3.2　人工光源生产成本估算 120

8.3.3　生产运行成本与设备成本的公式化 121

8.3.4　不同生产规模的经济性评价 122

8.3.5　实际生产成本的分析案例 126

第9章　前景展望    130

9.1　国际趋势 131

9.1.1　技术发展趋势 131

9.1.2　热点领域 133

9.2　国内发展战略 140

9.2.1　植物工厂具有广泛社会需求 140

9.2.2　植物工厂发展面临的问题 144

9.2.3　我国植物工厂发展战略  145

9.3　未来展望 147

参考文献    148

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