三种可定制中试规模水培系统的设计与构建|北京沫之东生物技术有限公司

2 次围观

越来越多的研究人员、教育工作者和家庭种植者开始将水培作为一种替代性食品生产方式，以实现食品供应链的多样化与强化。这推动了大量涉及水培植物生产的学术研究，研究目的多种多样，包括但不限于：构建较传统生产方式更易于控制和定制的环境；利用水培作为废水处理方法；以及探索在远小于传统商业规模生产所需占地面积的空间内进行植物垂直生产。由于众多利益相关者出于不同原因对水培感兴趣，学术研究所采用的水培系统在技术水平和自动化程度方面存在较大差异，从而使不同研究及系统之间的比较变得十分困难。少数机构拥有先进的植物生长与研究设施，其配置类似于商业公司所使用的系统，但这些系统的成本通常高得令人难以承受：仅为实验试验提供非常有限的种植空间，费用就可能超过10,000美元。为使更多研究人员、教育工作者和公民科学家能够开展实验并便捷地比较研究结果，本研究详细介绍了三种中试规模的水培生产系统——克拉基系统（Kratky）、营养液膜技术系统（NFT）和深水培养系统（DWC）。每套系统均完全采用现成组件组装，成本低于5,000美元，并能够维持所需的稳定温度和相对湿度水平；其种植容量分别为216株、108株（6个灌溉回路）和64株（16个灌溉箱）。文中同时提供了材料清单及价格、组装说明，以及各类水培系统的一般操作指南。此外，研究还详细介绍了各生长系统内环境条件的测试与优化过程，并针对潜在的实验设置提出了定制化建议。作者在伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校攻读硕士和博士学位期间开发了这些系统，从而促进了该校水培研究能力的提升。作者希望，其他有志于开展水培研究的人员能够从这些系统的开发与运行经验中受益，提高该领域的研究效率并增加合作机会。

pdavidso{at}illinois.edu

摘要

信息/历史

指标

补充材料

预览 PDF

摘要

越来越多的研究人员、教育工作者和家庭种植者开始采用水培技术，将其作为一种替代性食物生产方法，以实现食物供应链的多样化并增强其韧性。这促使大量学术研究围绕植物水培生产展开，研究目的多种多样，包括但不限于：构建比传统生产方法更加可控且可定制的环境；利用水培技术进行废水处理；以及探索在远小于传统商业化生产规模的占地面积上进行植物垂直生产。由于众多具有不同需求的利益相关者均关注水培技术，学术研究所采用的水培系统在技术水平和自动化程度方面存在较大差异，这使得不同研究及系统之间的比较颇具挑战性。少数机构拥有先进的植物生长与研究设施，其配置类似于商业公司的设施，但这些系统通常价格高昂，实验试验所能提供的种植空间十分有限，而成本却往往超过 10,000 美元。为使更多研究人员、教育工作者和公民科学家能够开展实验并便捷地比较研究结果，本研究详细介绍了三种中试规模水培生产系统（Kratky 系统、NFT 系统和 DWC 系统）。每套系统均完全采用现成组件构建，成本低于 5,000 美元，并能够维持所需的稳定温度和相对湿度水平；三套系统分别可容纳 216 株、108 株（6 个灌溉回路）和 64 株（16 个灌溉箱）植物。文中同时提供了材料清单及价格、组装说明，以及各水培系统的一般操作指南。此外，还详细介绍了每个生长系统内部环境条件的测试与优化过程，并针对潜在的实验设置提出了定制化建议。作者在伊利诺伊大学厄巴纳—香槟分校攻读硕士和博士学位期间开发了这些系统，从而改善了该校的水培研究条件。作者希望，其他有志于开展水培研究的研究人员能够从这些系统的开发与运行经验中获益，提升该研究领域的研究效率并增加合作机会。

利益冲突声明

资助方信息声明

美国农业部，

https://ror.org/01na82s61

，2023-79000-38974

版权

。

该预印本依据

CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议

提供。

返回顶部

发布于 2026 年 9 月 30 日。

下载 PDF

补充材料

电子邮件

感谢您有兴趣传播 bioRxiv 的相关信息。

您的电子邮件地址

*

您的姓名

*

发送至

*

请输入多个地址，每行一个，或以逗号分隔。

您将要发送以下内容：