22万吨智慧植物工厂（甘肃酒泉）项目报告

第一章 总论

1.1 项目概况

工程名称：智慧植物工厂（甘肃酒泉）示范项目

工程阶段：可行性研究阶段

建设规模：本工程规划建设一座标准化智慧植物工厂，本期工程规划在现有的1号车间、2号车间和3号车间中建设种植车间和饲料加工车间及综合区域等。

建设进度：本期工程分为两个阶段实施：第一阶段工程的1号车间暂定于2022年10月开工，2023年3月产出第一茬鲜草；第二阶段工程的2号和3号车间暂定2023年1月开工。

工程厂址：本期工程初步选址在酒泉肃州。

工程性质：本项目为设施农业项目，属于新建项目。本智慧植物工厂做为设施农业，消纳项目所在地的富余电力，依靠人工光能，在洁净种植厂房内采用高精度环境控制实现绿色无抗优质牧草作物周年高效连续生产；利用智慧自动化系统对作物培育全过程的温度、湿度、光照、CO2浓度以及营养液成分等条件进行自动控制，使洁净种植厂房内作物生长不受或很少受自然条件制约，且不受污染。项目深度融合了先进农业科技与高水平工业技术，具有深刻而广泛的示范作用和科技引领作用。

第二章 项目建设的必要性

2.1 解决酒泉河西走廊的优质牧草短缺的问题

优质牧草是禽畜养殖业的刚性需求，市场空间巨大，国产牧草无论在数量上还是在质量上，均已无法满足畜牧业生产的消费需要，亟需通过工业化手段、大规模、稳定地生产制造高品质的牧草。 本智慧植物工厂生产的牧草为菊苣草（菊苣为学名，商品名为金莒草），营养成分高，尤其是蛋白质含量高，且富含维生素和矿物质，对禽畜适口感更佳，禽畜的可消化率更高，属于优质牧草。并且产量坪效高、绿色科技环保，若大面积推广应用，将大大增加酒泉县优质牧草产量，减少对进口牧草的依赖。

2.2 助力酒泉市实现畜牧业振兴的要求

草畜产业作为助农增收的主导产业，本智慧植物工厂能连续产出大量优质牧草，可以助力酒泉率先在全国实现畜牧业振兴和跳跃式发展，在甘肃乃至全国的畜牧业发展形成标杆示范效应，并产生积极推动和深远影响。

酒泉是戈壁生态农业的发源地，作为戈壁灌溉农业酒泉农业发展最大的瓶颈就是水，戈壁无法生长牧草，灌溉无法实现大面积牧草养殖。因为灌溉牧草只有六分之一的水被吸收，而六分之五的水份被蒸发。建立现代农业的植物工厂，通过钢架顶棚和立体培育的方式能购将六分五的水回流循环利用，相比较传统灌溉能节约83%用水。由于采用了多达14层的超立体的植物工厂式的种植技术，与传统种植方式相比，在同等占地面积的情况下，牧草产量要高出10倍以上。这种集约化的种植方式，大大减小了对土地的依赖和占用，可以节约大量土地耕地。

我们在肃州和玉门实地考察了解到，当地已经拥有了大型屠宰和冷库产，但是无法形成闭环产业链，因为缺乏天然草原和牧草，未能形成大型饲养牧场，而散养的畜牧业以绵羊、胡羊为主，主要满足当地百姓的日常需求。

建立植物工厂、发展牛羊畜牧业，能够打通牧草种植、畜牧业、屠宰业的产业链，结合传统批发和电商平台，通过120亿打造的酒泉物流网可以将牛羊肉及乳制品输送到周边及全国各地。

2.3 密切契合酒泉的产业链政策

酒泉光照充足，昼夜温差大，土地积温高，具备发展无公害、绿色、有机农牧业的优势条件，是戈壁生态农业的发源地，是全球公认最具优势的农作物制种区，被誉为“天然种子繁育场”。已建成肃州区国家现代农业(种业)产业园 和肃州、敦煌 2 个国家级现代农业示范区，认证“三品一标”农产品 237 个。下一步，将重点发展现代制种、有机蔬菜、绿色畜牧、特色瓜果等特色优势产业集群。重点引进育繁推一体化研发生产、戈壁生态设施农业开发、农产品冷链物流园建设、 特色农产品和绿色畜牧产品精深加工、农业装备研发制造、农业智能化技术研发应用、农业面源污染治理、农村废弃物综合利用、一二三产融合发展等项目。

酒泉目前建成肃州区国家现代农业(种业)产业园，肃州戈壁农业、瓜州蜜瓜省级产业园，肃州区、敦煌市2个国家级现代农业示范区，玉门市省级现代农业示范区。

酒泉畜牧业肉羊饲养量690 万只、肉牛饲养量30万头、 生猪饲养量73 万头、鸡饲养量915 万只，畜牧业总产值达到95 亿元。

本智慧植物工厂工程从建设到运营以及均围绕高效、清洁、低碳、循环的绿色理念，力争打造现代农业标杆企业，引领农业智能化生产，加快推进现代农业发展，促进农业生产向自动化、智能化转变，并拉动酒泉县经济增长，促进高质量发展。

2.4 落实现代农业技术革新的目标

习主席在中央财经领导小组第七次会议，研究实施创新驱动发展战略，强调推动以科技创新为核心的全面创新，创新成为新常态。甘肃自治区党委人民政府也颁布了《关于深入实施创新驱动发展战略加快推进科技创新的若干意见》以及《关于推进创新驱动战略的实施意见》等实施细则。

本项目依靠人工光能在智慧设备中不间断地生产绿色无抗牧草，深度融合了无土栽培、智慧种植、优质牧草生产等先进农业技术和智能光照、自动化控制、机器人操纵等高水平工业技术，为实现这一先进农业生产技术领域的重大变革，有必要建设本期示范项目。

第三章 种植工艺的实施方案

本智慧植物工厂属于设施农业项目，采用土地租赁方式。其中，本项目的种植厂房由3个现有车间组成，即两个16560平米厂房和一个22080平方米的厂房，合计55200平米。第一阶段用第1车间轴线尺寸为230米*72米*高12米；饲料加工厂房利用两栋厂房之间间距搭建，占地4600平米轴线尺寸为230米*20米*高5米。整体结构属蔽日型植物工厂，种植架主要采用铝型材，总种植层数高度为14层，每列种植架宽2米，长192米（每个车间64米），车间安装71列种植架，投影种植面积27264平方米，有效种植面积约38万平方米。植物生长日光灯采用超高亮全光谱LED光源，为植物提供远红外生命光线；主体设计使用年限为30年，远期规划根据项目实际情况进行拓展。内部主要由新品种孵化区、种植区、收割区等组成；系统外部由配供电区、饲草加工区、储存运输区、肥料加工区等组成，各区域由小型化模块拼接而成，实现全环境、高度智能管控。

饲料加工厂房位于2号车间内北侧区域，占地面积为24米*230米，高度为12米）。预留LED植物灯配电控制室，控制室，参观视窗。

四个田字格小水池（第二阶段在修建两个水池和第一阶段形成田字格），这些水池建设泵房，内有营养液混合系统，冰水机系统，管道连接至市政自来水管网，设计构想该水池同时兼顾办公区消防水池。

本项目产品为菊苣草，属高等级养殖饲料，每年可收割20茬，经前期在特定营养液内泡种的种子，植入种植盘进行种植。期间通过控制LED灯的间歇照射使牧草进行光合作用促进生长。定期采用对牧草的根部及叶面进行施肥，并通过智能监控系统对生长环境的分析，操纵相关设备调节环境参数，创造适宜牧草生长的环境。通过以上技术措施，可以实现牧草在立体种植架上在人工环境里实现高质量生长。待牧草长高至40cm，启动收割机器人进行收割，牧草经出料口进入输送带，直接外运或转运至饲料加工厂房进行储存。

本智慧植物工厂集成融合了多项学科应用领域的领先创新技术及理念，包括模块一体化种植架系统、LED植物生长灯系统、技术、收割机器人系统、智慧运草技术、节水节肥增效的雾耕技术、菊苣草深加工技术等。

第四章 项目示范意义

4.1 产业发展示范

与畜牧业发达国家相比，我国牧草产业非后，生产规模小，技术水平低，生产的大部分豆科类牧草产品质量较低，缺乏竞争力。而且总体来看，我国牧草产品国内市场短缺，处于净进口状态，优质干饲草市场缺口更大。所以优质牧草问题就是甘肃酒泉畜牧业振兴中需要着力解决的薄弱环节和突出问题。

为打造现代农业标杆企业，引领农业智能化生产，加快推进现代农业发展，促进农业生产向自动化、智能化转变，拉动酒泉县经济增长，促进高质量发展，本示范项目通过立体化种植周年连续生产菊苣草，每18天收一茬，每年收割20茬，本期标准化植物工厂全年可生产菊苣草鲜草总量为11.13万吨，青储饲料总量为22.26万吨。且菊苣草营养成分高，尤其是蛋白质含量高，且富含维生素和矿物质，对禽畜适口感更佳，禽畜的可消化率更高，属于优质牧草。若大面积推广应用，将大大增加优质牧草产量，减少对进口的依赖，必将促进甘肃酒泉牧业的跳跃式发展，形成标杆示范效应，并对我国的现代畜牧业发展产生积极推动和深远影响。

4.2 生态改善示范

中国人均耕地面积低且优质耕地少，从人均耕地看，全国人均耕地0.101公顷（1.52亩），较1996年一次调查时的人均耕地0.106公顷（1.59亩）有所下降，不到世界人均水平的一半。从耕地质量看，我国优等地与高等地所占比例相对较低，中等质量耕地占比超过一半。

不仅耕地面积在减少，土壤环境污染也越来越严重。全国范围来看，《全国土壤污染状况调查公报》结果显示全国土壤总的超标率为16. 1%,其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。其中,耕地土壤的点位超标率为19.4%, 其中轻微、轻度.中度和重度污染点位比例分别为13.7%、2.8%、1.8%和 1.1%。

党中央、国务院对土壤环境保护和污染治理高度重视，中央领导同志多次作出重要批示。各地区、各部门对土壤环境保护和污染治理工作进行了积极探索和实践。但长期以来，由于我国经济发展方式粗放，产业结构和布局不合理，污染物排放总量居高不下，部分地区土壤污染严重，对农产品质量安全和人体健康构成了严重威胁。面对严峻的土壤环境形势，国家正在或将要采取一系列措施加强土壤环境保护和污染治理。

而本智慧植物工厂示范项目，由于采用了多达14层的超立体的植物工厂式的种植技术，与传统种植方式相比，在同等占地面积的情况下，牧草产量要高出10倍以上。这种集约化的种植方式，大大减小了对土地的依赖和占用，可以节约大量土地耕地。

而且本示范项目采用了高效的无土水喷雾种植技术，种植过程不落地，避免了对土壤的污染；种植技术本身即具有高效节水节肥的特点，并且灌溉用水将循环利用，大大提高了水资源的利用率，减少了对本就匮乏的水资源的占用。

本示范项目的建设秉承生态优先、绿色发展的理念，将是甘肃生态友好的典范。

4.3 电力消纳示范

酒泉地区电力供应充足，除了为本地供电，多余电量还会远距离跨区输电，但远距离跨区输电需要配套建设特高压输电线路和变电站，输电成本高。而智慧植物工厂项目，可以大量消纳本地多余电量，大大降低输电成本，经济性较好，实现了资源优势向经济优势的转化。

4.4 社会效益示范

通过本项目可以带动配套设施和相关装配制造业的发展；加以推广智慧植物工厂，假以时日，可有力地增强畜牧业产区的优质牧草生产能力，增强竞争优势，提升我国在畜牧业贸易上的地位。

4.5 先进技术示范

本项目是在洁净厂房内采用高精度环境控制实现优质牧草周年连续生产的高效设施农业系统；利用智慧的自动化系统对牧草生育全过程的温度、湿度、光照、CO2 浓度以及营养液成分等条件进行自动控制,使洁净厂房内植物生育不受或很少受自然条件制约，且不受污染，简而言之即在室内种植架式的“工厂”里实施牧草的智慧种植。项目实施过程中将实现诸多示范性应用，包括模块化立体种植技术、高校节水结肥增产技术、人造光源技术等等。

4.6 智慧智能示范

本项目在牧草培育、种植、收割等产业全链条均采用智慧智能控制，包括智能检测生长环境、智慧化、自动化收割机器人等诸多智慧智能控制技术，起到智慧智能示范的意义。

第五章 结论和建议

本智慧植物工厂项目集成融合农业、工业、电子信息、生物学、物理、材料学等诸多领域的先进创新理念和技术，通过一体化智慧设备及集约化运营，不间断地量产优质有机牧草，达到优质量产且营收可观的社会效益和经济效益，并具有深刻的技术引领示范意义。本项目符合国家和地区产业政策，不仅缓解了甘肃优质牧草短缺的问题，还能消纳当地富余电力。本项目建设运营所需基本条件已落实，能促进甘肃畜牧业的革新越级发展，并助力酒泉打造“乳都”升级版，助力甘肃率先实现奶业振兴。因此，本项目的建设可行、必要且紧迫。

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