设施农业是指通过科技手段，对农作物生长环境进行人工调控，以实现高效、环保、节能的现代农业。

 

随着全球人口的不断增长和人们对食品安全、环境保护的日益关注，设施农业的地位变得越来越重要。它不仅提高了农产品的产量，还丰富了我们的餐桌。然而，随着能源成本的上升和环保要求的提高，设施农业的能耗问题逐渐显现。为了实现设施农业的可持续发展，低能耗生态改造已成为行业趋势。

 

设施农业当前现状

 

设施农业虽然具有诸多优点，但在实际操作中也面临着很多挑战。首先面对的便是能源消耗大问题。此外，由于环境封闭，温室气体排放、土壤质量退化等生态环境问题也日益突出。

 

（设施农业目前采用的温湿度控制技术普遍能耗较高）

 

设施农业作为集中、高效、节能的农业生产方式，其低能耗生态改造对农业发展具有重大意义。它不仅可以降低生产成本，提高农业收益，还能减少环境污染，实现绿色生产。此外，低能耗生态改造还有助于提高农产品的品质和安全性，满足消费者对绿色、健康食品的需求。

 

我们的解决方案

 

1、植物生长与温度的关系

1.1、植物生长所需的适宜温度

 

在提出我们的核心解决方案前，我们必须要了解植物生长与温度的重要关联。一般来说植物生长都有其对应的生长适宜温度，而不同类型的植物所需要的温度差别很大！以下图为例，寒带的植物生长所需温度与温带、热带植物生长温度，温差在20-30℃左右！

 

 

1.2、根温与叶温的重要性

 

植物生长对温度的要求与人类生活中对温度的感知有着异曲同工之妙！头部、上半身、下半身、脚部位对温度的感知各不同，植物也是如此！叶部与根部对温度的要求也有着细微差距，主要在于叶部与根部的作用不同，叶部主要是蒸腾功能，水分蒸发带走热量，此时根部为叶部提供水分、营养，同时将根部的热量带上茎叶。

 

如上图，以番茄为例。当根部温度调节至亚适温逆境，根系发育减缓，叶部面积缩小，当根部温度调节至适宜温度，植物生长立即出现明显变化，叶部变大，根系更发达！所以根部、叶部对植物的生长发育有着非常大的影响！

 

2、我们的解决方案

——Recur eco system

 

基于上述的几个原因（设施农业的重要性、设施农业的高能耗问题、植物生长对温度的需求），我们提出了创新性多系统联合解决方案！整个解决方案由7大板块组成：

 

太阳能光伏发电板块：可独立配置或联合国家电网共同为设施农业提供电力，最高可实现“0能耗”

 

低能耗高转化热泵板块：低能耗热泵系统可为整个设施农业提供所需的温度

 

kraftBoxx相变储能板块：整个系统搭配kraftBoxx相变储能材料，日间大量应用光伏发电进行储能，减少电力消耗，同时缩小水箱体积，提升系统储能量，减少能源消耗，降低使用成本

 

毛细管室内微环境营造系统板块：联合德国毛细管之父共同打造毛细管室内微环境营造系统，为植物“量身定制”根温与叶温，提高植物生长效率，减少能源浪费

 

垂直农业系统板块：为单层种植的农业系统进行垂直改造，提升空间利用率，实现单位面积产值翻几番

 

水肥合一浇灌系统板块：水肥合一浇灌系统，减少资源浪费，提高植物吸收率，更好、更有效率地生长

 

NEWNOW定制碳捕捉水气回收调控系统：根据植物光合作用原理，利用DAC技术捕捉室外CO2，将高浓度二氧化碳引入室内为植物提供光合作用所需的养分，并将室内氧气排出室外，形成“负碳环境”，同时将室内的水分与热能进行回收再利用，减少资源浪费，同时增加植物的蒸腾作用，促进植物生长

 

3、我们的核心技术

 

3.1、光储直柔系统

 

整个系统采用光伏系统、结合热泵、储电系统，实现全年“0能耗”。在无法全部使用光伏系统的情况下，可采用光伏系统+国家电网电力输送组合形式，实现低能耗改造。同时利用热泵系统高效率热转换系统，做到节能省电，避免浪费！

 

3.2、德国进口kraftBoxx热能储存技术

 

采用德国进口储能技术，日间大量使用光伏发电进行储能，减少夜间电力消耗。在无光伏系统的情况下，也可利用国家电网电力谷峰差价进行热能储存，降低能源使用费用，同时实现全系统的低能耗恒温！相比于常见的储能材料——水，kraftBoxx相变材料的储能密度与水对比可实现4:1！

 

3.3、垂直农业系统

 

产学研成果落地，可对目前单层种植模式进行多层搭建改造，解决传统种植占地面积大的问题，一层空间可实现多层种植，提升种植效率，提高产值。

 

3.4、室内微环境营造系统

 

正如前所述，植物叶部与根部对温度的需求有一定差别，传统设施农业采用的供温模式（即：统一室温）存在较大问题。在统一室温的模式下，根温与叶温无法分开调节，整个室内温度一致，将造成能源的极大浪费，这也是传统设施农业高能耗问题的根源所在！同时，这种模式也较为影响植物叶部的蒸腾作用，对植物生长效率有一定的影响。

 

NEWNOW室内微环境营造系统，联合德国毛细管空调之父，共同打造室内微环境精细调温系统，借鉴“精准滴灌”理念，将根温、叶温分开控制，为植物提供生长所需的温度！提高植物生长效率，提升单位面积产值！

 

3.5、NEWNOW定制碳捕捉水气回收调控系统

 

众所周知，光合作用是植物生命中必不可少的过程！而光合作用离不开二氧化碳（CO2），NEWNOW定制打造的碳捕捉水气回收调控系统，创新性结合并改造热泵外机与冷却塔作为DAC技术捕获二氧化碳（CO2），为植物提供充足的、生长所需的CO2，同时将植物光合作用产生的O2排出室外，形成“负碳环境”，为实现碳中和而努力。

 

当环境中水分较高时，植物叶片的蒸腾作用就会减弱，此时，可通过定制系统将空气中的水分与热量进行回收，并导入水肥灌溉系统，既避免了水资源宇与热能的浪费，同时加强了植物的蒸腾作用，提高生长效率，“一举三得”！

4、综述

 

将高校研究成果通过多系统整合输出落地，以“精准滴灌”理念为指导，核心技术为路径，对设施农业进行低能耗改造，助力高成本高能耗设施农业降本增效，提升产值！

 

实践案例

 

为验证Recur eco system系统的高效性，我们在冬季环境下，对盆栽番茄做了案例研究，具体如下：

 

以“精准滴灌”理念，打造微环境营造系统。通过精准温度控制，降低植物养殖过程中的能耗，节约能源，在控制好植物生长所需的叶部、根部温度后，番茄的生长十分高效，且完全不受季节和环境的影响，成功验证了Recur eco system的高效性！