垂直智能温室(也称垂直智慧温室/立体智能温室)是垂直多层立体栽培与物联网+智能化智能环境控制深度融合的现代化农业设施,是传统温室与垂直农业、植物工厂技术的进阶形态,核心是向空间要产量、用数据替代人工,实现全年无休、不受气候影响的精准农业生产。
核心结构与系统
1. 立体栽培架构:多层货架/可升降苗床、水培/雾培/基质栽培模块,从二维平面拓展到三维空间;常见有多层塔式、层架式、集装箱式,适合叶菜、草莓、种苗等高附加值作物。
2. 智能感知与控制:部署温湿度、光照、CO₂、EC/pH、溶氧等传感器,通过PLC/云平台联动补光灯(LED植物光谱)、空调、风机、水肥一体机、循环水系统,边缘计算算法动态调参;部分实现机器人移栽、采收、分拣。
3. 能源与循环:优先结合光伏、地热,营养液闭环回收(节水70%-95%),减少农药、零土壤污染;密闭环境降低病虫害风险。
核心优势
- 单位面积产量是传统露天种植的数倍至数十倍;
- 不受季节、极端天气、地域限制,城市中心/荒漠/海岛均可落地;
- 水、肥、能源精准利用,人力成本大幅下降;
- 就近供应,减少冷链运输损耗与碳排放。
区别与应用
- 与普通温室:普通温室多为平面种植,调控精度低;垂直智能温室是多层立体+全参数闭环控制;
- 与植物工厂:植物工厂常为完全人工光密闭环境,能耗高;垂直智能温室可兼顾自然光+人工补光,成本更优;
- 典型场景:都市农业、商超直供、高端种苗、药用植物、极地/远洋补给。
典型案例
成都20层无人化垂直植物工厂,通过AI光配方、自动营养液系统,35天收获一茬生菜,实现周年连续生产;荷兰多层潮汐苗床系统,使草莓单位面积产量显著提升。
局限
初期设备与基建投资高,人工光运行的能耗成本是长期考量;适合高附加值作物,大面积谷物种植经济性较差。