植物工場は、施設内の高精度な環境制御により、一年中継続的に作物を生産する高効率な農業システムです。インテリジェントコンピューターと電子センサーシステムを使用して、温度、湿度、光、CO2濃度、植物の成長のための養液などの環境条件を自動的に制御し、施設内の植物の成長と発達が自然条件に制限されない、またはほとんど制限されないようにします。 、省力的な生産方法を生み出します。
植物工場の特徴
1. 環境条件
一般に植物工場では、さまざまなレベルの清潔な栽培スペースが必要です。屋内と屋外の空気の交換は、空気濾過装置を備えたエアコンによって実現する必要があります。温度、湿度、二酸化炭素濃度のデータは、内部および外部モニターを通じて取得できます。
植物工場の省エネ化LED植物育成ライトを光源として使用し、冷暖房双方向の温度と湿度の制御、光-二酸化炭素結合光合成とガス肥料の制御、養液のオンライン検出と制御などの相互関連する制御サブシステムを採用しています。植物工場内の温度、湿度、光、気流、二酸化炭素濃度、養液などの環境要因をリアルタイムで自動監視し、インテリジェントな管理を実現します。通常、リーフレタス植物工場内の昼夜の温度は18～23度、湿度は65％～75％です。二酸化炭素濃度は、さまざまな植物のさまざまなニーズに応じて、一般的に400〜1200ppmです。
2. 作物の収量
植物の生育環境を高精度に制御することで、植物の生育は自然条件にほとんど制限されず、成長サイクルが短縮されます。
露地栽培では1カ月～40日かかるのに対し、工場で栽培したレタスや白菜などは20日程度で収穫できるようになった。植物工場の重要な特徴は、成長サイクルが短いことに加えて、高いスペース利用率と年間を通して中断のない生産です。中でも立体栽培の利点は、工場建屋の高さに応じて栽培モジュールの層数が増えることです。葉物野菜は年間15-20回生産でき、単位面積当たりの収量は露地栽培の70～100倍に相当します。
3. 栄養補給
植物工場では、植物の成長に合わせて養液を循環させます。植物工場の種類を問わず、植物に必要な栄養素を科学的かつ合理的なイオン性養液として構成し、輸送することで栽培作物のニーズに応えることが養液栽培の基本原理です。養液には窒素、リン、カリウムなどの多量元素、鉄、マンガン、亜鉛などの微量元素など、植物の生育に必要な各種元素が含まれているため、土壌栽培をする必要がありません。現在、無土壌栽培の技術は非常に成熟しており、栽培植物の成長は土壌栽培よりもはるかに速く、安全管理もより効果的です。
植物工場における養液の設定、滅菌、輸送、リサイクルはすべて専用の設備と電子機器によって行われ、養液の定量的かつ自動供給を実現し、養液の濃度、組成、pH変化を実際に監視できます。時間を調整し、自動水分補給により植物に最適な養液環境を作り出します。養液の流量と温度は植物が必要とする適切なレベルに維持され、植物の最も有利な成長を保証します。
4. 光の管理
植物工場における効率的な生産とコスト削減には、照明管理が重要な要素の1つです。高精度な環境制御が施された植物工場では、LED植物育成ライト新世代の植物光源です。従来の農業分野の人工光源と比較して、調整可能な光量、調整可能な光の品質、低い冷却負荷、および単位面積あたりの栽培量が多いという特徴があります。現代農業の絶え間ない発展と省エネと環境保護の要求により、LED工場照明現在使用されている従来の蛍光灯に徐々に取って代わり、工場生産における光環境調整の主なツールとなるでしょう。
光環境の正確な制御には、主にスペクトル、光強度、光周期の 3 つの側面が含まれており、これがいわゆる「光の公式」です。太陽光では、異なる波長の光のうち光合成に影響を与えるのはわずか 5% 程度であり、植物は大量の光を利用することができません。これは、植物の成長に必要な光の質の種類が不連続で選択的であり、置き換え可能であるという事実に関係しています。赤色光と青色光は、植物が正常に成長、発達し、その生活史を完了するために必要な光の性質です。赤色光と青色光に基づくいくつかの特別な光品質成分を追加すると、作物の収量の増加を効果的に促進したり、薬用植物の有効な二次代謝産物の蓄積を刺激したりできます。一定の光強度の範囲内では、光強度が増加するにつれて植物の光合成速度は加速します。ただし、やみくもに光量を増やすことはできません。過剰な光は光阻害を引き起こし、収量と品質に影響を与える一方で、大量の電力を無駄にし、投資コストを増加させます。収量、品質、エネルギー消費量の関係のバランスを取る際には、多くの場合、光の強さと光の時間を同時に考慮し、野菜ごとまたは発育段階ごとに必要な一日の光量を満たす必要があります。適切な光の強度と光の時間を使用すると、半分の労力で 2 倍の結果を達成でき、歩留まりを確保し、コストを節約できます。
JT Grow Light は、植物のニーズに合ったスペクトルに適合するカスタマイズされた「光フォーミュラ」を植物に提供し、植物の成長と発育をより促進し、収量と品質を向上させることができます。植物の生育環境に応じて光合成に最も寄与する光を選択することで、光エネルギーの利用効率が向上し、生産量の増加とエネルギー効率の向上を実現します。LED植物照明の購入ならJT光電にお問い合わせください。
植物工場はどんな問題を解決するのでしょうか？
1. 植物工場技術のブレークスルーは、人類の発展が直面している多くのボトルネックを解決し、砂漠、ゴビ、島、水面などの非耕作地や都市の高層ビルでも通常の生産を可能にするでしょう。
2. 太陽エネルギーなどの無尽蔵のクリーンエネルギーと、一定量の種子、水源、ミネラル栄養素を利用して、人間が必要とする農作物を継続的に生産することが可能です。そのため、21世紀の食料安全保障、人口、資源、環境問題を解決する重要な手段であり、将来の航空宇宙工学や月などの惑星探査においても食料自給自足を達成するための重要な手段と考えられています。
