現(xiàn)代設(shè)施園藝技術(shù)演講人：日期:目錄CATALOGUE02.溫室系統(tǒng)與技術(shù)04.環(huán)境控制體系05.作物栽培策略01.03.水肥管理技術(shù)06.智能與自動化應(yīng)用概述與基礎(chǔ)概念01概述與基礎(chǔ)概念PART設(shè)施園藝的定義與特點(diǎn)可控環(huán)境生產(chǎn)設(shè)施園藝通過溫室、大棚等人工構(gòu)造環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對光照、溫度、濕度、CO?濃度等因子的精準(zhǔn)調(diào)控，突破季節(jié)和地域限制，實(shí)現(xiàn)周年生產(chǎn)。01高效資源利用采用滴灌、無土栽培等技術(shù)，顯著提高水肥利用率，減少土地依賴，單位面積產(chǎn)量可達(dá)露地栽培的3-5倍。病蟲害綠色防控封閉式環(huán)境結(jié)合生物防治、物理誘殺等技術(shù)，大幅降低農(nóng)藥使用量，保障農(nóng)產(chǎn)品安全與生態(tài)可持續(xù)性。品種適應(yīng)性擴(kuò)展通過環(huán)境調(diào)控可種植熱帶、溫帶甚至寒帶作物，如北方溫室種植火龍果、南方高海拔地區(qū)生產(chǎn)草莓等。020304現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展背景工業(yè)4.0驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)傳感器、AI算法與自動化設(shè)備的應(yīng)用，推動設(shè)施園藝向智能化發(fā)展，如荷蘭的“植物工廠”已實(shí)現(xiàn)全流程機(jī)器人管理。氣候變化壓力全球極端天氣頻發(fā)促使設(shè)施園藝成為穩(wěn)產(chǎn)保供的核心手段，例如中東國家采用海水溫室技術(shù)解決淡水資源短缺問題。消費(fèi)升級需求市場對反季節(jié)、有機(jī)蔬菜的需求激增，推動垂直農(nóng)場、LED植物工廠等高端設(shè)施技術(shù)的商業(yè)化落地。政策與資本支持各國政府將設(shè)施農(nóng)業(yè)納入鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，疊加風(fēng)險(xiǎn)投資涌入，2023年全球設(shè)施園藝市場規(guī)模已突破3000億美元。高附加值作物生產(chǎn)都市農(nóng)業(yè)場景主要用于番茄、黃瓜、彩椒等果蔬及蝴蝶蘭、紅掌等花卉的集約化生產(chǎn)，利潤率可達(dá)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的2-3倍。屋頂溫室、集裝箱農(nóng)場等模式解決城市“菜籃子”供應(yīng)，如新加坡的SkyGreens項(xiàng)目供應(yīng)全國10%的葉菜。主要應(yīng)用領(lǐng)域科研與教育作為植物生理學(xué)、基因表達(dá)研究的理想平臺，荷蘭瓦赫寧根大學(xué)的溫室實(shí)驗(yàn)室每年產(chǎn)出超200篇頂級論文。生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目在荒漠化地區(qū)（如中國庫布齊沙漠）通過設(shè)施園藝實(shí)現(xiàn)沙地蔬菜種植，兼具經(jīng)濟(jì)與生態(tài)效益。02溫室系統(tǒng)與技術(shù)PART溫室結(jié)構(gòu)類型與設(shè)計(jì)采用多跨結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，空間利用率高，適合大規(guī)模集約化生產(chǎn)，內(nèi)部可配置自動化環(huán)境控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)溫濕度、光照等參數(shù)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。連棟溫室利用自然光照和保溫材料構(gòu)建，節(jié)能效果顯著，適合寒冷地區(qū)冬季種植，其傾斜角度設(shè)計(jì)可最大化吸收太陽輻射能。日光溫室以輕質(zhì)鋼架和塑料薄膜為主要材料，成本低且搭建靈活，適用于短期作物栽培，需注意抗風(fēng)壓和積雪承載能力的設(shè)計(jì)優(yōu)化。拱形塑料溫室采用高強(qiáng)度玻璃覆蓋，透光率高且耐久性強(qiáng)，集成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，適合高附加值作物的全年無間斷生產(chǎn)。玻璃智能溫室材料選用標(biāo)準(zhǔn)02030401覆蓋材料透光性優(yōu)先選擇透光率超過90%的玻璃或防霧滴塑料薄膜，確保作物光合作用效率，同時(shí)需兼顧紫外線阻隔和散射光優(yōu)化功能。骨架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度選用鍍鋅鋼或鋁合金材料，抗腐蝕且承重能力需滿足當(dāng)?shù)貥O端氣候條件（如強(qiáng)風(fēng)、積雪），設(shè)計(jì)壽命應(yīng)達(dá)到15年以上。保溫材料性能采用雙層中空PC板或氣泡膜等材料，導(dǎo)熱系數(shù)低于0.5W/(m·K)，夜間溫降控制在5℃以內(nèi)，顯著降低能耗。環(huán)境調(diào)控配套材料如遮陽網(wǎng)需具備可調(diào)節(jié)遮光率（30%-80%），通風(fēng)系統(tǒng)材料應(yīng)耐高溫高濕，電機(jī)部件需達(dá)到IP65防護(hù)等級。環(huán)境調(diào)控創(chuàng)新方案01020304人工智能病害預(yù)警基于圖像識別與氣候數(shù)據(jù)分析，提前72小時(shí)預(yù)測霜霉病、白粉病等高風(fēng)險(xiǎn)病害，觸發(fā)針對性防治措施。水肥一體化閉環(huán)系統(tǒng)集成傳感器網(wǎng)絡(luò)與滴灌設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測基質(zhì)含水量和EC值，精準(zhǔn)調(diào)控營養(yǎng)液配比，水資源利用率提高40%。光溫協(xié)同控制系統(tǒng)通過LED補(bǔ)光模塊與地源熱泵聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)光照強(qiáng)度與溫度按作物生長周期動態(tài)匹配，能耗降低20%以上。利用工業(yè)副產(chǎn)品或生物發(fā)酵產(chǎn)生的CO?，通過管道均勻分布至作物冠層，濃度控制在800-1200ppm，提升產(chǎn)量15%-30%。二氧化碳富集技術(shù)03水肥管理技術(shù)PART自動化灌溉系統(tǒng)滴灌技術(shù)應(yīng)用通過壓力補(bǔ)償?shù)晤^或毛細(xì)管網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)供水，減少水分蒸發(fā)損失，適用于高附加值作物如番茄、草莓等，可提升水資源利用率30%以上。智能控制系統(tǒng)集成結(jié)合土壤濕度傳感器、氣象站數(shù)據(jù)及AI算法動態(tài)調(diào)整灌溉頻率與水量，實(shí)現(xiàn)按需供水，避免過度灌溉導(dǎo)致的根系缺氧問題。水肥一體化設(shè)計(jì)將灌溉系統(tǒng)與液體肥料輸送裝置聯(lián)動，實(shí)現(xiàn)水肥同步精準(zhǔn)施放，降低人工操作誤差，尤其適合無土栽培場景。精準(zhǔn)施肥策略作物需肥規(guī)律建模基于不同生長階段（苗期、花期、果期）的氮磷鉀需求差異，制定動態(tài)施肥方案，例如葉菜類需高氮而果菜類需高鉀。緩控釋肥料應(yīng)用采用包膜或化學(xué)合成緩釋肥料，延長養(yǎng)分釋放周期，減少追肥次數(shù)，同時(shí)降低因雨水沖刷導(dǎo)致的養(yǎng)分流失風(fēng)險(xiǎn)。微生物肥料增效結(jié)合固氮菌、解磷菌等生物菌劑，活化土壤中難溶性養(yǎng)分，提高肥料利用率，減少化學(xué)肥料用量20%-40%。養(yǎng)分監(jiān)測與控制方法利用多光譜成像儀檢測葉綠素含量及氮素豐缺狀況，實(shí)時(shí)反饋植株?duì)I養(yǎng)狀態(tài)，為追肥決策提供科學(xué)依據(jù)。葉片光譜分析技術(shù)通過埋入式電極持續(xù)監(jiān)測栽培基質(zhì)的電導(dǎo)率與酸堿度，及時(shí)調(diào)整營養(yǎng)液配方，防止鹽漬化或酸堿失衡引發(fā)的生理障礙?；|(zhì)EC/pH在線監(jiān)測針對封閉式栽培環(huán)境，設(shè)計(jì)循環(huán)過濾裝置回收排水中的殘余養(yǎng)分，經(jīng)滅菌處理后重新配比使用，實(shí)現(xiàn)資源閉環(huán)管理。冗余養(yǎng)分回收系統(tǒng)01020304環(huán)境控制體系PART溫度與濕度調(diào)控技術(shù)智能溫控系統(tǒng)采用傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測溫室內(nèi)部溫度變化，結(jié)合變頻加熱設(shè)備與濕簾風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控溫，避免極端高溫或低溫對作物生長的不利影響。濕度動態(tài)平衡技術(shù)通過高壓微霧加濕器與負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)協(xié)同工作，調(diào)節(jié)設(shè)施內(nèi)相對濕度至作物最適范圍（如葉菜類60%-80%），同時(shí)抑制病原菌滋生。相變材料應(yīng)用在溫室墻體或屋頂嵌入儲能相變材料，白天吸收多余熱量、夜間釋放熱能，減少能源消耗并穩(wěn)定晝夜溫差。光照管理與優(yōu)化全光譜LED補(bǔ)光系統(tǒng)根據(jù)作物光周期需求定制紅藍(lán)光配比（如7:3促進(jìn)開花結(jié)果），搭配遠(yuǎn)紅光調(diào)控植株形態(tài)，提升光合效率并縮短生長周期?？烧{(diào)遮陽網(wǎng)技術(shù)通過光敏傳感器自動調(diào)節(jié)遮陽網(wǎng)開合度，在強(qiáng)光時(shí)段減少光抑制現(xiàn)象，弱光時(shí)段最大化自然光利用率。光質(zhì)-光量耦合調(diào)控結(jié)合作物品種特性動態(tài)調(diào)整光照強(qiáng)度（如幼苗期100-200μmol/m2·s）與光質(zhì)組成，優(yōu)化次生代謝物積累（如增加紫光提升花青素含量）。CO2補(bǔ)充與空氣質(zhì)量維護(hù)碳循環(huán)富集裝置利用燃燒天然氣或液態(tài)CO2鋼瓶向密閉設(shè)施內(nèi)注入CO2（濃度維持800-1200ppm），配合光合有效輻射強(qiáng)度匹配釋放速率。生物固碳協(xié)同系統(tǒng)在溫室內(nèi)種植高光合速率綠肥植物或集成微藻反應(yīng)器，通過生物固碳方式補(bǔ)充CO2，降低外源輸入成本。采用頂部環(huán)流風(fēng)機(jī)與側(cè)窗開閉聯(lián)動，確保CO2均勻分布的同時(shí)排出乙烯等有害氣體，避免局部氣體濃度失衡?？諝饬鲃觾?yōu)化設(shè)計(jì)05作物栽培策略PART適宜作物選擇標(biāo)準(zhǔn)氣候適應(yīng)性分析優(yōu)先選擇與當(dāng)?shù)販貪穸?、光照條件匹配的品種，例如熱帶地區(qū)適宜種植耐高溫高濕的茄科作物，而溫帶地區(qū)可側(cè)重十字花科蔬菜。市場需求導(dǎo)向結(jié)合消費(fèi)者偏好和供應(yīng)鏈需求，選擇高經(jīng)濟(jì)價(jià)值或特色品種，如有機(jī)櫻桃番茄或紫色花椰菜等差異化產(chǎn)品?？鼓嫘栽u估優(yōu)先選用抗病、耐鹽堿或低需肥量的品種，減少環(huán)境脅迫對產(chǎn)量的影響，例如選用抗黃萎病的黃瓜品種。生長周期匹配根據(jù)設(shè)施類型（如日光溫室或連棟大棚）篩選短周期葉菜類或長周期果菜類，確保產(chǎn)能與設(shè)施利用率最大化。栽培管理要點(diǎn)精準(zhǔn)水肥一體化環(huán)境智能調(diào)控植株整形技術(shù)輪作與間作設(shè)計(jì)采用滴灌或微噴系統(tǒng)配合可溶性肥料，根據(jù)作物生長期動態(tài)調(diào)整氮磷鉀比例，避免資源浪費(fèi)與土壤板結(jié)。通過傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測溫室內(nèi)的CO?濃度、空氣濕度及基質(zhì)含水量，自動調(diào)節(jié)通風(fēng)與補(bǔ)光設(shè)備以優(yōu)化光合效率。應(yīng)用疏花疏果、打頂摘心等手法控制營養(yǎng)分配，如番茄采用單干整枝可提升果實(shí)均勻度與商品率。制定豆科與禾本科輪作計(jì)劃，或利用生菜與草莓的立體間作模式，降低連作障礙并提高空間利用率。病蟲害防治技術(shù)生物防治體系抗病品種嫁接物理阻隔與誘殺生態(tài)平衡調(diào)控釋放赤眼蜂防治鱗翅目害蟲，或施用枯草芽孢桿菌制劑抑制土傳病原菌，減少化學(xué)農(nóng)藥依賴。覆蓋防蟲網(wǎng)阻斷蚜蟲遷入，懸掛黃色粘蟲板誘殺粉虱，或使用紫外線燈誘捕夜行性害蟲。采用黑籽南瓜嫁接西瓜以防治枯萎病，或利用野生茄砧木提升茄子的青枯病抗性。種植驅(qū)蟲植物如薄荷、萬壽菊，或保留天敵棲息地，構(gòu)建可持續(xù)的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)。06智能與自動化應(yīng)用PART傳感器與物聯(lián)網(wǎng)集成通過溫濕度、光照、CO?濃度等傳感器網(wǎng)絡(luò)，精準(zhǔn)采集設(shè)施內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)，為作物生長提供動態(tài)調(diào)控依據(jù)。環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)、遮陽幕、灌溉系統(tǒng)等設(shè)備的自動化聯(lián)動，根據(jù)傳感器反饋?zhàn)詣觾?yōu)化環(huán)境條件。在本地部署邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，降低云端負(fù)載并提升響應(yīng)速度。設(shè)備聯(lián)動控制采用LoRa、NB-IoT等低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，確保海量農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的高效、穩(wěn)定傳輸至云端平臺。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化傳輸01020403邊緣計(jì)算應(yīng)用人工智能輔助決策基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建作物生長模型，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)預(yù)測產(chǎn)量、病蟲害風(fēng)險(xiǎn)及最佳采收期。生長模型預(yù)測01利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)分析葉片顏色、形態(tài)等視覺特征，實(shí)時(shí)識別營養(yǎng)缺乏或病害早期癥狀。圖像識別診斷02AI算法綜合土壤墑情、作物需水規(guī)律及氣象預(yù)報(bào)，生成個(gè)性化水肥一體化方案。灌溉施肥優(yōu)化03通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練溫室機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)自主避障與高效作業(yè)路徑規(guī)劃，提升采摘或噴藥效率。機(jī)器人路徑規(guī)劃04遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)