栽培架結(jié)構(gòu)

栽培架單體寬約1500 mm，高2500 mm，由5層種植層組成，每層高度約600 mm。栽培架的橫梁和立柱均采用了多孔組合桿，立柱固定在圓形獨(dú)立鋼筋混凝土基礎(chǔ)上，橫梁通過組合連接件與立柱相連，形成栽培架的整體承力體系。每層種植層用沿栽培架的長度方向布置的圓管支撐。種植層為凹形盤，盤底用塑料薄膜做防水，盤內(nèi)放置營養(yǎng)液和種植盤，營養(yǎng)液從沿栽培架長度方向的一端供給，另一端排出。

立體種植區(qū)溫室的環(huán)境調(diào)控及栽培架布置 

立體種植架結(jié)構(gòu)

栽培架的最上層種植層作物生長采用自然光照，其他4層種植層均采用LED人工光照補(bǔ)光。栽培架上各種植層上種植盤采用發(fā)泡聚苯乙烯穴盤，在其上的作物定植和收獲均采用人工作業(yè)方式。

營養(yǎng)液供排系統(tǒng)

栽培架的營養(yǎng)液供排系統(tǒng)采用栽培架一端供液，另一端排液的設(shè)計(jì)方案。每個(gè)栽培架的供液主管從地下總供液管上引出，到達(dá)每個(gè)種植層后分出支管，支管上供液控制采用閥門手動(dòng)控制，從支管水嘴流出的營養(yǎng)液直接進(jìn)入栽培托盤內(nèi)。

栽培托盤從營養(yǎng)液進(jìn)入側(cè)向排出側(cè)不找坡，但在營養(yǎng)液的排出口有坡降。進(jìn)入栽培托盤的營養(yǎng)液從栽培架的進(jìn)液端流向回液端，在流動(dòng)的過程中向種植在定植盤內(nèi)的作物輸送養(yǎng)分。

每個(gè)種植層的營養(yǎng)液通過各層的排液管將經(jīng)過作物吸收的營養(yǎng)殘液集中回收到回液主管中，再統(tǒng)一回流到營養(yǎng)液處理池，通過消毒后與新的營養(yǎng)液按一定比例混合后作為新的營養(yǎng)液重新回流到作物種植盤內(nèi)，實(shí)現(xiàn)營養(yǎng)液的循環(huán)使用。營養(yǎng)液在種植托盤內(nèi)的滯留時(shí)間視種植作物的生長階段、種植季節(jié)等因素確定。為節(jié)約運(yùn)行成本，營養(yǎng)液的循環(huán)可以是斷續(xù)的，即在一定時(shí)間段內(nèi)營養(yǎng)液循環(huán)一次。

補(bǔ)光與通風(fēng)系統(tǒng)

本設(shè)計(jì)采用了植物工廠中使用的LED補(bǔ)光燈，沿栽培托盤的底面整體布置，形成每層作物獨(dú)立的補(bǔ)光系統(tǒng)。LED的光配方也基本按照植物工廠中作物生長的光照條件進(jìn)行配置。

溫室生產(chǎn)所在地由于地處熱區(qū)，雖然有統(tǒng)一的中央空調(diào)進(jìn)行溫室整體降溫，但由于每個(gè)栽培層空間受高度所限，再加上補(bǔ)光燈的發(fā)熱，使栽培層內(nèi)的熱量難以排出，由此可能會(huì)造成作物冠層內(nèi)的高溫以及CO2供應(yīng)不足。為此，設(shè)計(jì)在每個(gè)栽培層的兩側(cè)安裝了微型風(fēng)扇，兩側(cè)風(fēng)扇對吹，形成栽培層內(nèi)一定的風(fēng)速，從而將層間熱量排出并引進(jìn)栽培架外的冷涼和新鮮空氣，為作物生長創(chuàng)造良好的生長環(huán)境。

種植床與種植盤

作物的種植盤采用發(fā)泡聚苯乙烯材料制作，種植盤上按照作物定植的株行距開設(shè)種植孔，種植作物的根系通過種植孔深入到托盤的營養(yǎng)液中。為了避免作物根系受壓，在種植盤的下表面設(shè)計(jì)了支撐肋，當(dāng)托盤內(nèi)的營養(yǎng)液液位較高時(shí)，在浮力的作用下可將種植盤漂浮在營養(yǎng)液液面上，使作物的根系在營養(yǎng)液中處于完全的自由漂浮狀態(tài)，當(dāng)托盤內(nèi)的營養(yǎng)液液位下降后，種植盤底部的支撐肋將直接支撐在托盤底板上，將作物根系緩存在托盤底部相鄰兩支撐肋之間的空間內(nèi)，從而有效避免了作物根系受壓。

栽培架優(yōu)點(diǎn)：

1、提高溫室地面利用率

本栽培架共有5層栽培床面，栽培床面面積與地面面積的比值可達(dá)到3.0左右。傳統(tǒng)的平面栽培固定栽培床的地面利用率約在60%，而采用活動(dòng)苗床時(shí)可以達(dá)到75%左右，采用完全自動(dòng)化移動(dòng)苗床栽培時(shí)，溫室的地面利用率可以達(dá)到90%以上。由此可見，采用空間立體栽培架后，與傳統(tǒng)的平面栽培相比，溫室的地面利用率提高了3~5倍。

2、提高溫室空間的能量利用率

采用立體栽培架進(jìn)行作物生產(chǎn)可充分利用溫室在垂直方向的溫濕度環(huán)境，從而有效開發(fā)利用了即有資源，作物單位生產(chǎn)面積的能源消耗將會(huì)大大減少。

3、科技展示效果明顯

立體栽培采用LED補(bǔ)光，不僅向人們展示了現(xiàn)代溫室的種植技術(shù)，而且還展示了植物工廠的科技水平。

存在問題：

1、運(yùn)行補(bǔ)光能耗高

2、設(shè)備投資高

3、作業(yè)管理不方便