人工气候室建设方案

人工气候室是在充分利用自然资源的基础上，综合运用生物科学、信息科学、管理科学和控制科学等相关学科知识，采用人工的方法模拟自然界中四季气候变换的实验环境，主要针对特定小环境内各个环境因子，如温度、湿度、光照和CO2 浓度等，根据不同的需求对其进行自动控制和调节，满足特定环境需求， 在工业、农业、航空等领域都具有广泛的应用。

一、人工气候室类型

1）人工气候室按照功能分，有这几种类型：

组培室：组培室是植物组培必备的设备，组培是利用植物微小组织进行无性繁殖的一项技术，它必须在无菌室内进行无菌操作，然后在高标准的温湿度环境内进行精心炼苗，组培室通过配备相关硬件设施，采用计算机控制技术，能对环境温湿度进行精确控制，确保组培苗的茁壮成长。组培室适用于植物细胞、原生质体等培养，它主要由准备室、接种室和培养室三部分组成。

温控范围：4～35℃

控湿范围：≤70%RH

光照强度范围：0～2000/0~5000/0～10000Lux

萌发室：萌发室又称为催芽室，种子的萌发是从干燥种子吸水膨胀开始的，适宜的温度和湿度是促进种子快速发芽的重要条件。萌发室通过对温度、湿度、光照等环境调控，营造出适应种子发芽的理想环境条件，提高种子发芽率或促进发芽整齐。萌发室可用于调查植物发芽情况，进行植物种子萌发、幼苗期实验等。

温控范围：10～30℃

控湿范围：50～90%RH

光照强度范围：0～2000/0~5000/0～10000Lux

育秧室：育秧室适用于大批量生产禾谷类、茄果类、瓜类等植物秧苗，主要进行室内炼苗、培育壮苗等工作。

温控范围：10～30℃

控湿范围：50～90%RH

光照强度范围：0～2000/0~5000/0～10000Lux

春化室：一些冬季种植的农作物，其在第二年的开花需要经过冬春季的低温诱导，如冬小麦、萝卜、甜菜等。春化室通过模拟室外低温环境，为需春化诱导才能完成正常生命过程作物营造有利环境条件，加快作物成长进程。

温控范围：-10～35℃

控湿范围：≤80%RH

光照强度范围：0～2000/0~5000/0～10000Lux

生长室：生长室通过室内环境模拟，对作物全生育期进行研究，并根据用户栽培作物高度科学合理定制排布植物培养架或顶置光源。

温控范围：10～40℃

控湿范围：45～90%RH

光照强度范围：根据用户使用需求定制

育种室：育种室适用于室内加代实验，能有效缩短育种周期，还可用于引种作物的室内繁种。所谓育种“加代”，指在育种过程中，增加种子繁衍的世代，即在短期内，实现种子的多代繁殖。

温控范围：10～35℃

控湿范围：≥80%RH

光照强度范围：根据用户使用需求定制

昆虫培养室：昆虫培养室又称为养虫室。它是对虫类研究必备的设备，在昆虫培养室内模拟自然或特定的气候环境，研究虫类的生活习性及生长特点。主要用于培养各种有害或有益昆虫，研究昆虫有害防治，根据有害生物和环境之间相互关系，科学治理有害昆虫的发生及造成的危害，充分发掘、利用和保护有益昆虫资源及自然生物链，促进农业自然生态可持续发展。昆虫培养室采用计算机控制技术，对环境温湿度进行精确控制，确保对虫类的研究顺利进行。

温控范围：15～25℃

控湿范围：45～85%RH

光照强度范围：0～10000Lux

植物病理研究室：植物病理研究室主要对引起植物疾病的病原体（感染性微生物）和环境条件（生理因素）进行科学研究。通过培育接种病原菌的植物，来观察其生长状况、调查病菌侵害症状，此外，还可以进行室内病原菌治“未病”、治病研究。

温控范围：15～30℃

控湿范围：≥80%RH

光照强度范围：0～10000Lux

逆境研究室：逆境研究室主要模拟不良自然环境，例如干旱、短光照、寒冷、高温、涝害、盐碱、病虫害和环境污染等，进行植物的抗逆性、适应性研究。通过加强植物抗性生理研究，探明植物在不良环境下的生命活动规律并加以人为调控，对于夺取农业高产稳产具有重要意义。

温控范围：-10～45℃

控湿范围：30～90%RH

光照强度范围：根据具体使用场景定制，可组合多个可变环境因子

2）人工气候室应用广泛，按照结构类型来看，目前使用较多的有自然光人工气候室、培养架光源人工气候室、顶置光源人工气候室。

自然光人工气候室：自然光人工气候室又称阳光型人工气候室，建在室外，它主要利用天然的太阳光作为植物生长光合作用所需的光源，配以人工补光（人工补光仅仅作为雨雪天气的一个补充）、制冷、制热、加湿、除湿、CO2补充等设备，创造可控的、适宜于植物生长研究的气候环境。该气候环境为全天候的自动化管理，按照实验需求可设定光周期、温湿度、CO2浓度、昼夜模式等。

自然光人工气候室的光源直接采用太阳光，不仅节能环保，而且更加符合科研需求，可培育最接近自然环境中的大多数植物。

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培养架光源人工气候室：培养架光源人工气候室建在室内，通过采用培养架的立体架构，可大幅提高气候室的空间利用率。在培养架的材质选择上，采用镀锌防锈钢板外加喷塑工艺，可上下移动；且每层培养架顶部配置全光谱节能灯光，每层照度可独立调节、开关时间可独立控制。

培养架光源人工气候室适用于低矮植物的培育，如拟南芥、烟草等，也可用于组织培养。

顶置光源人工气候室：顶置光源人工气候室又称为高照度人工气候室，建在室内，通过在顶部配置LED植物生长灯来满足植物生长需求。LED植物生长灯，光源高低可调节，光照度等级可调节，具有寿命长、光效高的特点；培育作物的苗床高度也可根据生长周期不同进行动态调整。

顶置光源人工气候室满足于高杆、低杆植株的需求，如水稻、小麦、玉米、棉花、苗木等。

二、人工气候室具体建设内容

人工气候室具体建设内容主要包括温度、湿度、光照、风速、二氧化碳浓度等环境因子打造，具体配置为：

中央控制系统:具备人机交互界面，能够设置温度、湿度、光照、时间控制等参数，自动构成局部微环境。

温控系统：能够满足室内温控范围要求，保证温度均匀度、温度精度误差在实验要求范围内。

湿控系统：能够满足室内湿控范围要求，保证湿度均匀度、湿度精度误差在实验要求范围内。按需配置加湿器或除湿机。

光照系统：能够模拟不同的光照周期、不同波段和强度光等。可按需配置LED植物生长专用光源，同时还需要考虑灯光的稳定性和使用寿命等问题。

新风系统：使气候室内送风均匀，具备新风换气功能，可快速与外界气体进行新风对流，保证室内空气清新。

围护结构：根据室内的建设尺寸，选用专用保温板，保证气候室具备良好的绝热保温性能。

选配试验配套设备：

灭菌系统：按需配置灭菌系统，对室内空间进行高效灭菌。

培养架：安装合适的培养架，用来支撑和培养植物。

此外，可根据需求，配备智能控制系统，自带管理云平台和手机APP,通过手机，实现远程调控、监管人工气候室内环境数据。

三、人工气候室建设后期维护工作

建立完善的安全管理制度

人工气候室建设完成后，需要对管理人员进行相关技术培训，包括基本的设备操作、报警模块处理、室内安全操作流程等。当面对意外情况时，也能保证室内实验也能够顺利进行。

定期检测和维护设备和环境

人工气候室建设完成后，也需要定期检测和维护室内的设备和环境，保证其具备良好的运行状态。包括周期性的设备校准和维护，环境参数的监测和调整，以及相关人工气候室的升级和改造，确保人工气候室能够高效平稳运行。

四、部分人工气候室建设案例展示