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第1章　实现可持续性植物工厂的基础与课题1

1.1 日本农业与所投入的一次能源＊和环境1

1.1.1　农业产出额、食品自给率及农业就业人口1

1.1.2　一次能源消费量2

1.1.3　CO2排出量5

1.1.4　设施园艺加温耗能与CO2排放量的减少6

1.1.5　对环境的影响7

1.1.6　石油依赖型农业造成的负面影响及其对策9

1.1.7　农业生产系统的可持续性设计10

1.1.8　农产品安全保障——GAP10

1.2　植物工厂课题组工作报告11

1.2.1　历史11

1.2.2　与“植物工厂”对应的英语11

1.2.3　植物工厂课题组工作报告书概要12

1.3　食品·能源·环境与地球变暖·贫困悬殊问题15

1.3.1　植物生产·苗生产的重要性15

1.3.2　第二种科学与市民科学18

1.3.3　glonacal视角的必要性18

第2章　植物生产相关要素和植物生产系统种类20

2.1　植物生产系统的种类、特性及用途20

2.2　植物工厂系统的特征——多变量非线性复杂化22

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24

2.3.1　影响植物生长的主要因素24

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25

2.3.3　植物生产系统闭锁程度对投入资源利用率的影响26

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？28

2.3.5　植物工厂各方面的利用效率30

第3章　综合环境控制33

3.1　综合环境控制的观点33

3.1.1　总光合速率和净光合速率模型34

3.1.2　最佳叶面积指数35

3.1.3　气流速度和VPD控制的重要性35

3.1.4　综合环境控制期待的效果36

第4章　热力泵应用38

4.1　热力泵结构和特征38

4.2 热力泵的能效比（COP）39

4.2.1 加温与降温COP的关系39

4.2.2　COP逐年提高39

4.2.3　室内温度高于室外温度时降温的COP40

4.2.4　蒸发机吸热和凝缩机放热同时利用时的COP值41

4.2.5　热力泵常年能量的消费效率43

4.2.6　蒸发机结露水的利用43

4.2.7　室外气温低导致COP降低时需要启动防冻机44

4.2.8　昼间余热加温热源的利用和变温管理44

4.2.9　混合运行45

4.2.10　夜间降温、除湿运行和送风46

4.2.11　热力泵降温时施用CO2的优点48

4.2.12　CO2肥源48

4.2.13　COP在家用热力泵温室中的应用49

4.2.14　采用热力泵加温减少CO2排量50

4.2.15　电热力泵运行电费51

第5章　夏季昼间环境控制55

5.1　太阳光利用型植物工厂夏季零浓度差CO2施用方法55

5.1.1　CO2浓度对作物净光合速率的影响56

5.1.2　冬季施用CO2的问题57

5.1.3　夏季施用CO2的问题与对策57

5.1.4　零浓度差CO2施用法——将室内外CO2浓度差接近零58

5.2　太阳光利用型植物工厂夏季顶端喷雾降温59

5.2.1　室内温度过高的含义59

5.2.2　蒸发降温种类与特征59

5.2.3 自然换气喷雾降温的问题60

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62

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63

第6章　普适环境控制系统65

6.1　从温室到植物工厂看环境控制系统的进步65

6.1.1　传统温室环境控制的局限性65

6.1.2　导入新型环境控制系统的必要性67

6.2　普适环境控制系统的机制与优点67

6.2.1　普适计算67

6.2.2　普适环境控制系统的概念68

6.2.3　普适环境控制系统的结构与特征71

6.3　采用电子化、标准化完善植物工厂信息基础75

6.3.1　从生物适应机制评价植物生产信息化优势75

6.3.2　电子化和规格化是信息化的关键77

6.3.3　具有自上而下型改善效果的信息系统77

第7章　人工光利用型植物工厂80

7.1　闭锁型生产系统80

7.2　闭锁型植物生产系统80

7.2.1　系统构成81

7.2.2　闭锁型植物生产系统的特点84

7.2.3　常见问题及解答88

7.3　未来的人工光利用型植物工厂95

7.3.1　光源95

7.3.2　适宜植物96

7.3.3　环境控制是为了生产优质植物产品98

7.3.4　植物工厂相关课题98

第8章　植物工厂课题与展望100

8.1　人才培养100

8.2　机器人100

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？101

8.3.1　空气的比热与热容量101

8.3.2　群落的热容量102

8.3.3　从显热到潜热的变化102

8.3.4　VPD的变幅102

8.3.5　气温的垂直分布102

8.3.6　增温费用103

8.4　重新思考（2）——散光性覆盖材料103

8.4.1　温室外每天太阳辐射量中直射光与散射光的比例103

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104

8.4.3　采用散光性覆盖材料温室内群落的光环境104

8.4.4　直射光透过时温室内的阴影和半影104

8.4.5　群落内的光环境105

8.5　国外制作的植物工厂环境控制软件105

8.6 中国及东南亚的设施园艺106

8.7　普适植物工厂——社区、车站、家庭植物工厂108

8.8　链接手机文化109

结束语111

引用文献112

编著者122