受控环境不断增长
9.4 室内生产
！ [图片-2] (https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/6b45b30b-adba-47e4-b5cd-6e33fed4e0df.jpg) 将生产转移到隔热建筑中适合那些希望靠近城市市场、缺乏可耕地或生活在不适合户外或温室生产的气候中的生产者。 无论植物在哪里种植，它仍然需要最佳条件才能达到最大产量潜力。 除了上述控制措施外，生产者还必须提供适合最佳植物生长的光。 对于植物而言，光能刺激种子萌发、食品生产、开花、叶绿素制造以及枝叶增稠。 光合作用是通过接收光的类型和频率来刺激。 光是作为光子波或能量束发射的。 每个光子中的能量量决定波从波峰到波峰的长度。 较低的能量波长发出蓝光 (400 nm)，较高的能量波长发出红光 (700 nm)。 植物利用 400-700 纳米之间的波长。 在工厂生命周期的不同时期，蓝光和红光需要不同的比率。 蓝光是主要负责营养生长。 红灯触发细胞伸长、植物生长和开花。 传统的植物生长灯是荧光 (FL) 或高强度放电 (HID) 灯具。 紧凑型 T5、T8 和 T12 FL 灯泡主要用于种子繁殖或营养生长。 HID 固定装置通常用于同时容纳金属卤化物（MH）和高压钠（HPS）灯泡。 MH 灯泡产生的光是 400-550 范围，适合营养生长。 HPS 灯泡产生的光线提供黄色、橙色和红色光谱，更适合开花和结果阶段。 FL 和 HPS 灯泡的使用寿命为 20,000+ 小时，并产生相当大的热量。 植物种植灯的进步通过提高能源效率和提高工厂产量，使室内生产更具成本效益。 感应灯具 (IND) 类似于 FL 灯泡，但已变得更受欢迎，因为它们没有电极，使其寿命更长（75,000+ 小时）。 它们还推迟了更少的热量和更高的能源效率。 发光二极管 (LED) 灯对于许多种植者来说过于昂贵；但是，现在它们被认为是植物种植灯的标准。 LED 灯的工作方式是通过两个半导体（一个正导体，一个负导体）传递电流，然后发出光。 该频谱可以调用到植物在不同阶段所需的内容，从而提高作物的质量和产量。 除了提高能源效率外，LED 灯的使用寿命超过 10 万小时。 肯塔基州立大学进行的研究比较了六种绿叶绿色的增长和 FL、MH、IND 和 LED 生长灯的能源使用情况。 与其他三个灯相比，LED 灯产生的植物生物量（g/m2）显著高于其他三个灯（图 28：KSU 未公布，Oliver et al.
· Kentucky State University9.3 加热和冷却选项
！ [图片-图片-https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/cb8d2190-4f81-4c9b-bcb8-0b32dd9b4872.jpg _ 加热：_ 对于小型或背纱尺寸的生产商，实施被动式加热系统可以帮助降低寒冷月份的加热成本。 在这种类型的系统中，阳光进入南壁。 北墙有反光材料来捕捉和储存热量。 充满水的黑色桶在白天吸收阳光下的热量，并在夜间慢慢释放热量。 热窗帘可悬挂在南墙上，以便在夜间捕捉热量（图 26）。 虽然这种做法有助于降低供暖成本，但对于大型生产商来说并不实际，因为它占用了设施中宝贵的生产空间，无法保持一致和可靠的温度。 拥有全年持续生产的大型生产商需要保持温度，而不受太阳所带来的影响。 由天然气、丙烷或电力驱动的强制空气加热器在美国最常用。这些加热器通过恒温器控制空气温度。 辐射式加热器（如木材或天然气肉鸡）通过位于整个结构的管道泵送热水来控制温度。 肉鸡很受欢迎，因为与石油或天然气相比，木材是一种廉价的燃料来源。 ！ [图片-图片-https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/117ded06-9513-47d6-8a5c-ddb3ebdc4d6b.jpg _ 冷却：_ 手动和自动通风的结合是降温温室的最具成本效益的方式。 通风选项包括卷起侧、天花板通风口和温室长端的通风口。 强制空气通风扇使用温控制的通风口在另一端将空气吸入温室长度。 蒸发式冷却器是一种相对便宜的方式，可在炎热、干燥的气候下为结构提供冷却。 蒸发冷却器的工作方式是通过湿壁拉入外部空气，在空气进入时冷却。 湿墙是一个包含瓦楞纸板或合成材料的框架，这些材料由水滴落在其表面上而饱和（图 27）。 多余的水被收集在一个水库，并抽回纸板。 蒸发式冷却墙在高温和高湿度的气候中效率不高。 资料来源：珍妮尔·海格，利·安·布赖特，乔什·杜西，詹姆斯·蒂德威尔，2021 年。 肯塔基州立大学 水果生产手册：种植者实用手册。 *
· Kentucky State University9.2 温室覆盖方案
温室覆盖物有多种材料，包括玻璃、硬质塑料（玻璃纤维、聚碳酸酯或丙烯酸）和塑料薄膜。 适当的选择取决于您的气候区域和预算。 气候较寒冷的区域将需要覆盖物提供更高的绝缘性和低传热性能，分别通过 R-值和 U 值测量。 R 值测量材料的绝缘程度。 R 值越高，材料提供的绝缘性就越多。 U 值可量化热传递，并描述丢失或获得的热量。 U 值较低的材料将更高的能源效率。 在美国，用于覆盖温室的塑料中，大约 75% 是空气充气的双层聚乙烯塑料。6 毫升聚乙烯塑料覆盖物价格低廉，R 值 1.4，U 值 0.5（绝缘容量高，节能）。 单层玻璃纤维覆盖物价格适中，R 值为 0.83，U 值为 1.2（绝缘容量适中，能效不高）（表 11）。 为您的气候区域选择合适的材料对于降低冬季供暖成本至关重要。 能源成本是第二大的生产费用，仅次于劳动力。 表 11：温室玻璃材料的比较 材料 寿命 R 值 U 值 优点 缺点 成本 玻璃单层, 回火 (直到破裂) 0.95 1.13 坚固, 吸引力, 密封性好, 90% 的光渗透 断裂，难以安装，加热 美元 -$$$$$ 刚性塑料玻璃纤维 6-15 年 0.83 1.20 轻质，坚固，光穿透不透 明 ，随着时间的推移，降解/黄色，需要树脂重新定价 $-$$ 刚性单壁 $-$$ 刚性双层压克力 20 年 1.4-1.9 0.75-1.0 透明，双层节能 30%，折弯 额外层可将光线冲击降至约 80% 美元-$$$$$$$ 带紫外线涂层的刚性双层或三层聚碳酸酯 10-15 年 1.
· Kentucky State University9.1 温室类型
独立的温室有各种形状和大小（图 24）。 温室的选择取决于雪负荷和风速的特定位置。 独立温室比较大的结构更便宜，更容易优化不同作物物种的环境参数。 如果使用多个独立的结构，则需要加强卫生规程，以防止工人在建筑物之间转移昆虫害和疾病问题。 ！ [图片-4] (https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/a1d4a060-b242-4729-9d40-b0bb9edec0ca.jpg) 与独立式结构相比，与排水沟相连的温室提供了更有效的空间利用，并降低了冬季的整体供暖成本（图 25）。 这种温室风格的前期成本很高，而且在有限的预算下，种植者的成本可能会令人望而却步。 倾向温室有一面墙，靠近建筑物。 如果暗墙是北墙，光线减少并不严重。 这些类型的结构可能对分离水联系统有用，因为环境参数可以在每个结构中独立控制。 ！ [图片-3] (https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/34dc8a8c-b110-45f2-af6b-c9d447d559c9.jpg) 资料来源：珍妮尔·海格，利·安·布赖特，乔什·杜西，詹姆斯·蒂德威尔，2021 年。 肯塔基州立大学 水果生产手册：种植者实用手册。 *
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