[发明专利]极端气候区用光纳米超低能耗气耕式立体植物工厂

说明书

本发明涉及农业科技领域，具体为极端气候区用光纳米超低能耗气耕式立体植物工厂。针对全球灾变频发，所述立体植物工厂采用纳米复合空腔板围护结构基材围建，整体节能贡献率达70‑90％，适应极端气候变化对植物生长的影响，保证所述立体植物工厂内恒温恒湿环境，克服传统水耕式立体植物工厂因高LED用量及高额电费无法普及之障碍。所述立体植物工厂内采用气耕式多层立体斜坡种植架进行作物种植，较传统水耕式平行种植架平均单位物理空间增加种植量85‑95％，光源照明设备(如光谱灯、LED灯)用量减少50‑55％；所述往复式定时多向喷雾循环水回收系统进行气耕式栽培，节水95％。所述光纳米防护系统可根据不同气候区调节防护等级，提升植物光合作用率，缩短生长周期30‑35％。

技术领域

本发明涉及农业科技领域，具体为极端气候区用光纳米超低能耗气耕式立体植物工厂，尤其在解决经常性恶劣气候及防灾，在水资源有限条件下及以超低能耗方式，可确保一年四季让种植物维持正常成长，同时克服传统立体植物工厂，由于大量采用LED灯水耕式栽培造成的高耗电能、高成本费用，光照度及种植的密度和高度无法有效提高，同时解决传统LED灯水耕式栽培受限于只能采用平行种植架，无法有效节约水资源等传统诸多缺失。气耕式栽培平均单位物理空间内，可增加种植量85-95％，光照设备(如光谱灯、LED灯)可节省50％以上，可结合机器人及人工智能AI系统，进行种植采收及设定最佳成长条件模式。使用光纳米程序，提升植物光合作用率(替代LED灯)，缩短生长周期30-35％。匹配各种最适宜植物生长的土壤生命动力微量元素进行种植，零农药、零化肥、零重金属、无臭无味、健康安全的植物种植，提供长期免于污染的安全食材。

背景技术

根据世界卫生组织的数据和分析，自1980年以来，与高温相关的疾病或死亡的总体风险一直在稳步攀升，目前全球约30％的人口生活在每年至少有20天出现可能致命温度的气候条件下。近百年来，中国年平均气温升高了0.5℃-0.8℃。中国未来的气候变暖趋势将进一步加剧，到2050年可能升高1.2℃-2.0℃。

由于蝗虫灾害、新冠疫情等灾害冲击经济，多个欠发达国家和地区正在经历严重的粮食危机。中国粮食储备充裕，但作为粮食需求大国，保证粮食产量、农业生产安全仍是重中之重。过去几十年里，与经济飞速发展并行的，是严重的空气、水、土壤污染，导致农业生产的环境被严重破坏。其中，农业生产中化肥、农药等化学投入品的高强度施用给农产品与食品安全风险治理带来极大难度。由于农药残留具有难以溶解、不易挥发的特征，现实中农产品质量安全例行监测中所检测到的禁限用农药残留有可能是10年，甚至更久之前已残留于土壤之中的。在被污染环境中生产出的粮食，其安全健康性必然难以得到保障。

如何打造出环境友好、具有抗灾能力的高科技农业领域？如何在疫灾侵袭之期确保粮食供应？粮食短缺、食品安全的危机如何化解？如何满足人们对健康生活的需求，灾难频发威胁着全人类的生存，借助科技力量及人类智慧，建造一个能够实现自给自足的生存空间，已是大势所趋。鉴于此，我们提出极端气候区用光纳米超低能耗气耕式立体植物工厂。

发明内容

本发明的目的在于提供极端气候区用光纳米超低能耗气耕式立体植物工厂，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

极端气候区用光纳米超低能耗气耕式立体植物工厂，所述立体植物工厂采用纳米复合空腔板围护结构基材围建，用于适应极端气候变化对植物生长产生的影响，保证所述立体植物工厂内恒温恒湿的环境，具体的：

所述立体植物工厂内采用气耕式多层立体斜坡种植架进行作物种植，相较传统的水耕式平行种植架，实现在平均单位物理空间内增加种植量85-95％，所述光源照明设备包括但不限于光谱灯、LED灯；

所述气耕式多层立体斜坡种植架上还配置有：光源照明设备，往复式定时多向喷雾循环水回收系统，以及光纳米防护系统；

其中，所述光源照明设备用于对作物进行光照栽培，实现用电量节省70％以上；