[发明专利]分布式植物种植系统及利用该系统实现的植物种植方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种种植系统，特别是涉及一种利用植物工厂的种植系统。

背景技术

植物工厂是通过设施内高精度环境控制，实现农作物周年连续生产的高效农业种植系统，植物工厂利用计算机对植物生育的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物生育不受或很少受自然条件制约。

植物工厂作为使农业生产从自然生态束缚中脱离出来，按计划周年性进行植物产品生产的工厂化农业系统，具有如下特点：

有固定的生产设施，空间利用率较高，能够实现大规模集约化生产，实现资源的集中利用；

利用计算机信息系统和多种传感装置实行自动化、半自动化控制对植物生长发育所需的温度、湿度、光照强度、光照时间和二氧化碳浓度进行自动调控，可以完成大规模、多批次的植物生长调节；

无土营养液栽培，可防止病虫害的传播；

纯绿色，植物生长过程安全无污染；

生产周期短，产品的数量和质量大幅度提高。

植物工厂主要包括温度调节设备、湿度调节设备、照明设备、气体发生设备、供水设备和营养液供给设备，以及为这些设备提供能源的电力设备。

还包括环境参数采集和处理装置，通过植物工厂内安装的大量温度传感器、湿度传感器、空气浓度传感器和液位传感器采集不同种植位置的植物生长环境参数到环境参数采集和处理装置，与系统内置的标准生长周期模型的标准数据进行比较，形成各种调节控制信号，控制相应的温度调节设备调节温度，湿度调节设备调节湿度，照明设备调节光照度，气体发生设备调节二氧化碳浓度，营养液供给设备调节营养液浓度，使植物在生长周期的育种、生长和成熟阶段获得最适宜的生长环境。

植物通常种植在托盘中，托盘并列放置在注有营养液的托盘槽中，托盘槽固定在搁架上，众多搁架形成植物种植区域。

但是，植物工厂至今仍不能大面积推广的主要的原因在于：

1.固定资产投资巨大

相对于暖棚而言，植物工厂的投资巨大，由于植物工厂需要对温度，湿度准确控制，需要对太阳光照模拟，因此空调系统和照明系统的投资居高不下，一般700-1000平米的密闭型植物工厂的基建投资在1000万元以上，同样面积的暖棚投资大约只有10万元。同时，植物工厂对电力系统也有较高要求，需要维持一定规模的蓄电容量，避免因断电影响整个种植成长周期。

2.运营成本高

植物工厂的主要运行成本，在于能源的消耗。大约占到总运行费用的60％左右，其中主要是空调和照明系统用电负荷。虽然现在有些植物工厂开始尝试引入LED照明来降低部分能耗，但初始投资又不得不大幅度提高。

3.植物配送体系不完善，保鲜困难

由于植物工厂生产出来的蔬菜进入流通环节后基本保鲜期只有2天，蔬菜的价格相对较高，因此销售企业和生产企业都很难承担蔬菜保鲜期后的损失。

4.销售渠道单一，环节过多，造成售价过高。市场推广困难。

现在的各种有机蔬菜，由于只能上大型卖场销售，销售环节过多，超市收取的各项推广费用也很大，因此最终售价让消费者望而却步。

发明内容

本发明的目的是提供一种植物种植系统，解决蔬菜的生长周期只能在植物工厂内完成导致植物工厂建设、运营成本过高，蔬菜进入流通环节后质量无法保证的技术问题。

本发明的另一个目的是提供一种利用上述系统的植物种植方法，解决植物蔬菜在流通、销售过程中因受到外界污染，食品安全没有保证的问题。

本发明的分布式植物种植系统，包括育种植物工厂，用于为植物育种阶段提供生长环境，育种植物工厂内包括最小承载单元、环境参数采集和处理装置，其中：

最小承载单元内置无线射频标签，育种植物工厂包括第一阅读器，第一阅读器上联环境参数采集和处理装置；

还包括微型植物工厂，用于为植物成熟提供生长环境，微型植物工厂包括第二箱体、第三阅读器和第二采集处理装置，第三阅读器上联第二采集处理装置；

最小承载单元根据其上植物的流转过程，放置在育种植物工厂中，或微型植物工厂中。

还包括移动植物工厂，用于为植物在运输环节提供生长环境，移动植物工厂包括第一箱体、第二阅读器和第一采集处理装置，第一箱体固定在运输工具上，第二阅读器上联第一采集处理装置；

最小承载单元根据其上植物的流转过程，放置在育种植物工厂中，或移动植物工厂，或微型植物工厂中。

所述育种植物工厂还包括第一通信装置，用于将环境参数采集和处理装置转发的数据通过通信网络上传；