农业与食物资源实验室

一、《实验室布局》

（一）【入口与样本处理区】

1.〖位置与功能〗：

位于实验室的前端，是进入实验室的必经通道和处理农业样本的起始区域。

这里接收来自外界或庇护所内采集的植物、微生物样本，同时对进入人员和物资进行初步的清洁与消毒。

2.〖布局细节〗：

设有气密式的入口门，旁边是风淋消毒通道，通道内安装有多个方向的强风喷嘴和紫外线消毒灯，可有效去除人员和小型设备表面的灰尘与病菌。

样本处理台配备了基本的工具，如不同规格的镊子、剪刀和解剖刀，用于处理植物和微生物样本。

还有电子秤和样本分类容器，电子秤可精确称重样本，分类容器则根据样本类型（如种子、植株部分、微生物菌株等）进行分类存放。

此外，设有简单的显微镜，用于初步观察样本的形态和健康状况。

（二）【垂直农业种植区】

1.〖位置与功能〗：

是实验室的核心农业生产区域，利用垂直农业系统实现高效种植，为庇护所提供新鲜的农产品。

2.〖布局细节〗：

由多个大型的垂直种植架组成，种植架采用高强度、耐腐蚀的金属材料构建，高度可达数米，分为多层。

每层之间的距离根据种植作物的类型和生长高度进行调整，一般在 30 - 60 厘米之间，以保证充足的空间供作物生长和进行操作。

每层种植架都配备了独立的智能光照系统，光照系统由全光谱 LED 灯组成，可根据不同作物的生长阶段和光照需求，精确调节光照强度、光照时间和光谱组成。

例如，在植物的发芽期，提供较低强度的蓝光和红光组合；在生长期，增加光照强度并调整光谱比例；在开花结果期，进一步优化光照条件以促进果实发育。

灌溉系统是垂直农业种植的关键，采用滴灌和喷雾相结合的方式。

滴灌管道沿着种植架铺设，每个种植槽都有精确的滴头，可将营养液或水精准地输送到植物根部。

喷雾系统则用于为植物的叶片提供水分和养分，特别是对于一些对湿度要求较高的作物。

灌溉系统与营养液调配中心相连，可根据作物需求自动调整营养液的成分和灌溉频率。

在垂直种植架之间设有通道和操作平台，方便研究人员进行种植、修剪、采摘等操作。通道上配备有小型运输工具，用于搬运农资和农产品。

同时，种植区内安装有环境监测传感器，包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器等，实时监测种植环境，并将数据反馈给中央控制系统，以便及时调整环境参数。

（三）【营养液调配与分析区】

1.〖位置与功能〗：

负责为垂直农业系统调配精确的营养液，并对营养液的成分和质量进行分析和监测，确保植物获得充足且合适的养分。

2.〖布局细节〗：

营养液调配室设有大型的储存罐，用于存放水和各种营养盐、微量元素等原料。

储存罐配备有搅拌装置和液位传感器，搅拌装置可确保原料充分混合，液位传感器实时监测原料的剩余量，以便及时补充。

调配工作台上放置有高精度的电子秤、液体流量计和自动加药装置。

电子秤用于精确称取固体营养物质，液体流量计准确测量水和液体原料的用量，自动加药装置可根据预设的配方，将各种营养成分精确地添加到调配容器中。

营养液分析实验室配备有多种分析仪器，如离子色谱仪、原子吸收光谱仪、酸碱度测定仪等。

离子色谱仪可分析营养液中各种离子的浓度，原子吸收光谱仪用于检测微量元素的含量，酸碱度测定仪确保营养液的 pH 值在合适的范围内。

此外，还有微生物检测设备，用于检测营养液中是否存在有害微生物，防止营养液污染。

（四）【微生物培养与应用区】

1.〖位置与功能〗：

专注于微生物的培养、筛选和应用，利用微生物资源为食物生产服务，如生产微生物蛋白或参与食物发酵过程。

2.〖布局细节〗：

微生物培养室拥有大量的培养设备，包括不同类型的生物反应器和培养箱。

生物反应器根据微生物的生长特性分为好氧和厌氧两种类型，容积从几升到数十升不等，可精确控制温度、pH 值、溶氧量、搅拌速度等参数，为微生物的大规模培养创造理想条件。

培养箱则用于微生物的保存、活化和小规模培养，温度可在 4 - 60℃范围内精确调节，部分培养箱还具备光照控制功能，满足光合微生物的培养需求。

微生物筛选与鉴定区设有高通量筛选设备和鉴定仪器。通过自动化的筛选系统，可以快速从大量培养的微生物中筛选出具有特定功能的菌株，如高产蛋白菌株或具有特殊代谢能力的菌株。

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鉴定仪器包括微生物鉴定仪、基因测序仪等，可确定筛选出的微生物的种类、基因序列和功能特性。

微生物应用实验室主要开展微生物在食品生产中的应用研究。

这里有发酵罐、酶反应器等设备，用于生产微生物蛋白、发酵食品和生物活性物质。

例如，利用酵母或细菌发酵生产人造肉的培养基质，或者通过微生物酶解植物蛋白生产营养补充剂。