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植物工厂的建立，可以增加植物生产方式的多样性，以农业为基础，全面振兴环境健康产业，提供安全、舒适、轻型的作业，还可以为包括老年人和残疾者在内的许多人提供就业机会。本书基于这个考虑，从技术、工程和经营三个层面展开论述。本书由8章构成，主要内容包括：植物生产相关要素和植物生产系统种类；综合环境控制；夏季昼间环境控制；普适环境控制系统；人工光利用型植物工厂等。

作者简介

古在丰树，男，博士，1943年9月出生于日本，日本千叶大学教授，曾任千叶大学校长。中国农业大学和农业部设施农业生物环境工程重点开放实验室客座教授。国际设施园艺界著名学者，任职于日本和国际诸多学术团体，成果累累，获奖颇丰，著作等身，尤其在重大创新技术方面，对世界现代设施园艺科学做出了重要贡献。1998年、2000年分别获得国际自动控制联盟学术奖和国际农业工程学会世界大会功绩奖，2002年又分别获得中国国家外国专家局友谊奖和日本紫绶勋章。张成波，男，1956年2月出生于江苏省徐州市，高级农艺师，中国农业科学院客座研究员，中国农业科技园区首批专家，荣获“五一”劳动勋章。1982年毕业于日本，主攻设施园艺专业。2002年作为国家高级访问学者在日本从事植物工厂技术课题研究。此后，一直在植物工厂技术与产品开发领域开展深入研究和国际合作，受聘为相关企业的首席专家、技术顾问，担任《北方园艺》编委，多有论文、成果和译作。主要著作有《植物工厂概论》、《无土栽培特选项目与技术》、《农业信息理论与应用》、《花卉高产栽培技术》等，译著有《幸福的种子一定能够找到》等。尚庆茂博士，研究员。中国农业科学院蔬菜花卉研究所工厂化种苗生产技术课题组组长，兼任中国园艺学会设施园艺分会秘书长、中国农村专业技术协会设施果蔬技术专业委员会秘书长、中国农学会农业科技园区分会理事、北京市蔬菜学会理事。近年来，主要从事蔬菜工厂化种苗关键技术研究工作，相继主持多项国家级科技项目，主持或参与完成4项科技成果，申报国家发明专利和实用新型专利13项，发表科技论著60余篇（部）。

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目　　录

前言中文版序译者的话第1章实现可持续性植物工厂的基础与课题 1.1 日本农业与所投入的一次能源‘和环境 1.1.1 农业产出额、食品自给率及农业就业人口 1.1.2 一次能源消费量 1.1.3 C02排出量 1.1.4 设施园艺加温耗能与CO。排放量的减少 1.1.5 对环境的影响 1.1.6 石油依赖型农业造成的负面影响及其对策 1.1.7 农业生产系统的可持续性设计 1.1.8 农产品安全保障——GAP 1.2 植物工厂课题组工作报告 1.2.1 历史 1.2.2 与“植物工厂”对应的英语 1.2.3 植物工厂课题组工作报告书概要 1.3 食品·能源·环境与地球变暖·贫困悬殊问题 1.3.1 植物生产·苗生产的重要性 1.3.2 第二种科学与市民科学 1.3.3 glonacal视角的必要性第2章植物生产相关要素和植物生产系统种类 2.1 植物生产系统的种类、特性及用途 2.2 植物工厂系统的特征——多变量非线性复杂化 2.3 影响植物生长的主要因素和植物生产系统的闭锁程度 2.3.1 影响植物生长的主要因素 2.3.2 开放型、半开放型、闭锁型植物生产系统的定义与对应植物 2.3.3 植物生产系统闭锁程度对投人资源利用率的影响 2.3.4 与人工光相比，采用太阳光也能在植物生产中做到节能和环保吗？ 2.3.5 植物工厂各方面的利用效率第3章综合环境控制 3.1 综合环境控制的观点 3.1.1 总光合速率和净光合速率模型 3.1.2 最佳叶面积指数 3.1.3 气流速度和VPD控制的重要性 3.1.4 综合环境控制期待的效果第4章热力泵应用 4.1 热力泵结构和特征 4.2 热力泵的能效比（COP） 4.2.1 加温与降温COP的关系 4.2.2 COP逐年提高 4.2.3 室内温度高于室外温度时降温的COP 4.2.4 蒸发机吸热和凝缩机放热同时利用时的COP值 4.2.5 热力泵常年能量的消费效率 4.2.6 蒸发机结露水的利用 4.2.7 室外气温低导致COP降低时需要启动防冻机 4.2.8 昼间余热加温热源的利用和变温管理 4.2.9 混合运行 4.2.10 夜间降温、除湿运行和送风 4.2.11 热力泵降温时施用CO2的优点 4.2.12 C02肥源 4.2.13 COP在家用热力泵温室中的应用 4.2.14 采用热力泵加温减少C02排量 4.2.15 电热力泵运行电费第5章夏季昼间环境控制 5.1 太阳光利用型植物工厂夏季零浓度差C02施用方法 5.1.1 CO2浓度对作物净光合速率的影响 5.1.2 冬季施用CO2的问题 5.1.3 夏季施用CO2的问题与对策 5.1.4 零浓度差CO2施用法——将室内外CO2浓度差接近零 5.2 太阳光利用型植物工厂夏季顶端喷雾降温 5.2.1 室内温度过高的含义 5.2.2 蒸发降温种类与特征 5.2.3 自然换气喷雾降温的问题 5.2.4 自然换气条件下喷雾降温的问题点及其解决方法——顶端喷雾降温法 5.3 净光合速率、暗呼吸速度、蒸腾速度、养分吸收速度在线监测第6章普适环境控制系统 6.1 从温室到植物工厂看环境控制系统的进步 6.1.1 传统温室环境控制的局限性 6.1.2 导入新型环境控制系统的必要性 6.2 普适环境控制系统的机制与优点 6.2.1 普适计算 6.2.2 普适环境控制系统的概念 6.2.3 普适环境控制系统的结构与特征 6.3 采用电子化、标准化完善植物工厂信息基础 6.3.1 从生物适应机制评价植物生产信息化优势 6.3.2 电子化和规格化是信息化的关键 6.3.3 具有自上而下型改善效果的信息系统第7章人工光利用型植物工厂 7.1 闭锁型生产系统 7.2 闭锁型植物生产系统 7.2.1 系统构成 7.2.2 闭锁型植物生产系统的特点 7.2.3 常见问题及解答 7.3 未来的人工光利用型植物工厂 7.3.1 光源 7.3.2 适宜植物 7.3.3 环境控制是为了生产优质植物产品 7.3.4 植物工厂相关课题第8章植物工厂课题与展望 8.1 人才培养 8.2 机器人 8.3 重新思考（1）——荷兰式太阳光利用型植物工厂的屋脊为什么要高？ 8.3.1 空气的比热与热容量 8.3.2 群落的热容量 8.3.3 从显热到潜热的变化 8.3.4 VPD的变幅 8.3.5 气温的垂直分布 8.3.6 增温费用 8.4 重新思考（2）——散光性覆盖材料 8.4.1 温室外每天太阳辐射量中直射光与散射光的比例 8.4.2 散光性材料不同入射角的透光率、散光率及散光角度分布 8.4.3 采用散光性覆盖材料温室内群落的光环境 8.4.4 直射光透过时温室内的阴影和半影 8.4.5 群落内的光环境 8.5 国外制作的植物工厂环境控制软件 8.6 中国及东南亚的设施园艺 8.7 普适植物工厂——社区、车站、家庭植物工厂 8.8 链接手机文化结束语引用文献编著者

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前言
中文版序
译者的话
第1章  实现可持续性植物工厂的基础与课题
  1.1  日本农业与所投入的一次能源‘和环境
    1.1.1  农业产出额、食品自给率及农业就业人口
    1.1.2  一次能源消费量
    1.1.3  C02排出量
    1.1.4  设施园艺加温耗能与CO。排放量的减少
    1.1.5  对环境的影响
    1.1.6  石油依赖型农业造成的负面影响及其对策
    1.1.7  农业生产系统的可持续性设计
    1.1.8  农产品安全保障——GAP
  1.2  植物工厂课题组工作报告
    1.2.1  历史
    1.2.2  与“植物工厂”对应的英语
    1.2.3  植物工厂课题组工作报告书概要
  1.3  食品·能源·环境与地球变暖·贫困悬殊问题
    1.3.1  植物生产·苗生产的重要性
    1.3.2  第二种科学与市民科学
    1.3.3  glonacal视角的必要性
第2章  植物生产相关要素和植物生产系统种类
  2.1  植物生产系统的种类、特性及用途
  2.2  植物工厂系统的特征——多变量非线性复杂化
  2.3  影响植物生长的主要因素和植物生产系统的闭锁程度
    2.3.1  影响植物生长的主要因素
    2.3.2  开放型、半开放型、闭锁型植物生产系统的定义与对应植物
    2.3.3  植物生产系统闭锁程度对投人资源利用率的影响
    2.3.4  与人工光相比，采用太阳光也能在植物生产中做到节能和环保吗？
    2.3.5  植物工厂各方面的利用效率
第3章  综合环境控制
  3.1  综合环境控制的观点
    3.1.1  总光合速率和净光合速率模型
    3.1.2  最佳叶面积指数
    3.1.3  气流速度和VPD控制的重要性
    3.1.4  综合环境控制期待的效果
第4章  热力泵应用
  4.1  热力泵结构和特征
  4.2  热力泵的能效比（COP）
    4.2.1  加温与降温COP的关系
    4.2.2  COP逐年提高
    4.2.3  室内温度高于室外温度时降温的COP
    4.2.4  蒸发机吸热和凝缩机放热同时利用时的COP值
    4.2.5  热力泵常年能量的消费效率
    4.2.6  蒸发机结露水的利用
    4.2.7  室外气温低导致COP降低时需要启动防冻机
    4.2.8  昼间余热加温热源的利用和变温管理
    4.2.9  混合运行
    4.2.10  夜间降温、除湿运行和送风
    4.2.11  热力泵降温时施用CO2的优点
    4.2.12  C02肥源
    4.2.13  COP在家用热力泵温室中的应用
    4.2.14  采用热力泵加温减少C02排量
    4.2.15  电热力泵运行电费
第5章  夏季昼间环境控制
  5.1  太阳光利用型植物工厂夏季零浓度差C02施用方法
    5.1.1  CO2浓度对作物净光合速率的影响
    5.1.2  冬季施用CO2的问题
    5.1.3  夏季施用CO2的问题与对策
    5.1.4  零浓度差CO2施用法——将室内外CO2浓度差接近零
  5.2  太阳光利用型植物工厂夏季顶端喷雾降温
    5.2.1  室内温度过高的含义
    5.2.2  蒸发降温种类与特征
    5.2.3  自然换气喷雾降温的问题
    5.2.4  自然换气条件下喷雾降温的问题点及其解决方法——顶端喷雾降温法
  5.3  净光合速率、暗呼吸速度、蒸腾速度、养分吸收速度在线监测
第6章  普适环境控制系统
  6.1  从温室到植物工厂看环境控制系统的进步
    6.1.1  传统温室环境控制的局限性
    6.1.2  导入新型环境控制系统的必要性
  6.2  普适环境控制系统的机制与优点
    6.2.1  普适计算
    6.2.2  普适环境控制系统的概念
    6.2.3  普适环境控制系统的结构与特征
  6.3  采用电子化、标准化完善植物工厂信息基础
    6.3.1  从生物适应机制评价植物生产信息化优势
    6.3.2  电子化和规格化是信息化的关键
    6.3.3  具有自上而下型改善效果的信息系统
第7章  人工光利用型植物工厂
  7.1  闭锁型生产系统
  7.2  闭锁型植物生产系统
    7.2.1  系统构成
    7.2.2  闭锁型植物生产系统的特点
    7.2.3  常见问题及解答
  7.3  未来的人工光利用型植物工厂
    7.3.1  光源
    7.3.2  适宜植物
    7.3.3  环境控制是为了生产优质植物产品
    7.3.4  植物工厂相关课题
第8章  植物工厂课题与展望
  8.1  人才培养
  8.2  机器人
  8.3  重新思考（1）——荷兰式太阳光利用型植物工厂的屋脊为什么要高？
    8.3.1  空气的比热与热容量
    8.3.2  群落的热容量
    8.3.3  从显热到潜热的变化
    8.3.4  VPD的变幅
    8.3.5  气温的垂直分布
    8.3.6  增温费用
  8.4  重新思考（2）——散光性覆盖材料
    8.4.1  温室外每天太阳辐射量中直射光与散射光的比例
    8.4.2  散光性材料不同入射角的透光率、散光率及散光角度分布
    8.4.3  采用散光性覆盖材料温室内群落的光环境
    8.4.4  直射光透过时温室内的阴影和半影
    8.4.5  群落内的光环境
  8.5  国外制作的植物工厂环境控制软件
  8.6  中国及东南亚的设施园艺
  8.7  普适植物工厂——社区、车站、家庭植物工厂
  8.8  链接手机文化
结束语
引用文献
编著者
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