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——GAP 10
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COP 40
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