太空种植舱，不是单一设备的简单堆叠，而是一套集立体水培、人工光环境调控、物联网测控与教学展示于一体的现代化农业实验系统。

       本项目由 杭州立体农业开发有限公司 为 山东学献教育用品有限公司 （教育部教学仪器行业协会著名教仪企业）航空基地量身打造，围绕校方参观、实践教学与科研展示需求，建设了以 “太空农场” 为主题的沉浸式种植实验空间。项目以航空航天教育为切入点，将植物生长过程、环境参数变化与数字化管控流程集中呈现，形成可看、可学、可操作的现代农业教育实践基地。

       项目建设地点位于山东学献教育用品有限公司航空基地内。整体空间按照 “展示 — 体验 — 实验 — 数据 — 管理” 的逻辑进行组织，将不同类型的水培设备分区布置，既保证参观动线的流畅，也为后续教学实践、课题实验和校际交流提供良好条件。

       作为教育装备领域的知名企业，山东学献教育用品有限公司在教学仪器、航空航天教育装备及校园实践基地建设方面具有丰富经验。公司面向航空教育、劳动教育、科学实践与研学展示等场景，推动教学装备从 “单一展示” 向 “系统化、集成化、可参与” 升级。

       杭州立体农业开发有限公司则长期专注于立体农业、水培种植系统、农业物联网控制柜及智慧农业解决方案的研发与工程化落地。公司在植物工厂、航空农业、校园农场、科研温室等领域具备系统设计、设备集成和项目实施能力，能够根据不同场景需求提供从种植架、补光系统、营养液循环系统到物联网控制系统的完整解决方案。

       双方合作建设的航空基地太空种植舱，既是一个面向学生和参观者的现代农业展示窗口，也是一个可开展植物生长观察、环境控制实验、数据采集分析和航空农业主题教学的实践平台。

       航空基地太空种植舱并非孤立设备的组合，而是一个系统化的农业实验空间。我司在项目初期即与山东学献教育用品有限公司进行充分沟通，结合现场空间条件、参观流线和教学需求，确定了 “分区清晰、设备互补、流程完整、便于讲解” 的建设思路。

1. 展示区：突出 “太空农场” 主题

       展示区是进入太空种植舱后的第一视觉区域，主要用于建立 “航空航天 + 现代农业” 的场景认知。该区域通过立体化种植设备、补光环境和主题化空间布局，让参观者直观感受未来农业、空间农业和植物工厂的基本形态。

在展示区中，设备不仅用于种植，也承担 “教学道具” 的功能。参观者可以沿着固定动线观察不同层次的作物生长状态，理解植物在无土、人工光、立体化空间中的生长方式。

2. 实践区：支持学生动手操作与观察记录

       实践区强调可参与性和可操作性。学生可以在教师指导下进行育苗定植、植株观察、营养液补充、参数记录等活动，将课堂知识与真实种植过程结合起来。

       与传统土壤种植相比，水培系统更适合教学场景。它具有干净、整洁、生长周期短、环境变量可控等特点，便于学生观察根系变化、叶片生长和营养条件对植物的影响。

3. 实验区：支撑对比实验与数据采集

       实验区侧重于环境控制和数据记录。通过物联网控制柜，系统可对种植舱内的关键参数进行实时监测，并支持人工辅助调节，使学生理解 “环境因子如何影响植物生长” 这一核心问题。

       例如，在不同光照强度、不同营养液水位、不同通风条件下，植物生长速度、叶色、株高和根系状态都可能出现差异。这些差异正是开展探究式教学和实验教学的重要基础。

4. 管理区：集中展示系统运行状态

       管理区以物联网控制柜为核心，承担整个太空种植舱的 “大脑” 功能。控制柜不仅是设备操作入口，也是教学讲解中的关键环节。通过控制柜，教师可以向学生展示现代农业如何通过传感器、控制器和软件系统实现精细化管理。

       航空基地太空种植舱集成了多种不同类型的立体水培设备，每一类设备都有其明确的教学功能和展示价值。它们之间既相互独立，又通过统一的补光、营养液循环和物联网管理系统形成整体。

1.太空农场式世博树种植设施

       “世博树” 是整个太空种植舱中具有标志性意义的设施。它以树状或伞状结构组织大量种植单元，形成类似 “农业树冠” 的视觉形态，既是空间中的视觉焦点，也是讲解未来城市农业、垂直农业和生命保障系统的重要载体。

       世博树种植设施的设计灵感来源于城市农业与未来农业系统的探索。它将种植单元分布在不同层级和方向上，使植物像树冠一样展开，具有很强的象征意义和展示效果。

       在项目中，世博树设施主要承担以下功能：

       主题标志功能：作为太空农场的标志性装置，强化空间记忆点；

       系统展示功能：集中展示立体种植、营养液循环和补光调控技术；

       讲解导入功能：用于引入垂直农业、城市农业、空间生命保障等话题；

       拍照展示功能：适合作为参观合影、宣传展示和教学活动记录场景。

       世博树种植设施并不是单纯的装饰装置，而是建立在水培技术和营养液循环基础上的功能性种植系统。它与其他设备一起，构成了 “点 — 线 — 面 — 体” 相结合的立体农业展示体系。

2.补光型多层次弧形水培种植架

       补光型多层次弧形水培种植架采用弧形多层结构，整体造型更具流线感和科技感。与普通平面种植架相比，弧形结构在视觉上更像 “舱体” 或 “生命保障系统”，能够增强航空航天主题的沉浸感。

       该类设备适合布置在参观动线的重要节点，作为拍照、讲解和课程导入场景。由于其层次丰富、造型突出，能够迅速将参观者带入 “太空种植舱” 的主题语境中。

       从教学角度看，弧形多层种植架适合开展以下内容：

       不同层次光照条件对植物生长的影响；

       不同种植密度下的植株表现对比；

       叶菜类植物的生长周期观察；

       营养液液面变化与根系吸水关系观察。

       弧形结构也带来了更好的展示视角。教师可以围绕设备进行讲解，学生可从正面、侧面和不同高度观察，增强教学互动性。

3.补光型螺旋式浅液水培立柱种植架

       螺旋式浅液水培立柱种植架是本项目中最具辨识度的设备之一。它以竖向螺旋结构布置种植点位，充分利用垂直空间，形成类似 “太空植物塔” 的视觉效果，非常适合用于主题展示和参观讲解。

       这类设备的核心特点是 “立体化、模块化、可视化”。种植槽沿立柱呈螺旋上升布局，每层都可种植叶菜类、香草类或小型花卉，学生可以从不同高度观察植物生长状态。浅液水培结构使根系能够部分暴露于湿润环境中，便于观察根系形态和健康状况。

       同时，设备配套人工补光系统。在航空基地室内环境下，补光系统可以为植物提供稳定的光照条件，保证光合作用正常进行。对于教学而言，补光系统也成为讲解 “光周期”“光照强度”“植物生长与光能利用” 的重要实物载体。

4.补光式立体水培种植机

       补光式立体水培种植机是一种更加集成化的设备，通常将种植层、补光灯、定植板、营养液槽和控制部件整合为一体，适合作为标准教学单元使用。

       这类设备的优势在于结构清晰、功能完整、运行稳定。学生可以把它理解为一个 “小型植物工厂”：上层提供光照，中层承载定植，下层负责营养液储存与循环。每一部分都对应现代农业中的一个基本系统。

       在教学过程中，补光式立体水培种植机适合讲解以下知识点：

       植物工厂的基本组成；

       人工光源在植物生长中的作用；

       无土栽培与水培的技术特点；

       营养液循环与根系环境管理；

       农业设备的模块化设计思路。

       由于设备集成度高，也便于学校后续开展长期观察记录。教师可以安排学生以小组为单位，定期记录株高、叶数、叶色、根系状态和环境参数，形成完整的实验报告。

5.补光型芽苗菜菌多功能种植机

       补光型芽苗菜菌多功能种植机是项目中兼具实用性和教学价值的一类设备。与叶菜水培设备不同，芽苗菜种植周期更短，生长变化更明显，能够在较短时间内让学生观察到 “种子 — 发芽 — 幼苗” 的连续过程。

       这类设备通常采用多层栽培结构，并配合补光和喷淋或湿润环境控制，适合开展芽苗菜培育、食用菌类观察和小型植物生长实验。其 “多功能” 特点决定了它不仅可以用于叶菜育苗，也可作为拓展性教学设备使用。

       在教学应用上，芽苗菜菌多功能种植机特别适合以下课程活动：

       种子萌发条件观察；

       不同水分条件对发芽的影响；

       不同光照条件对幼苗颜色和生长的影响；

       食用菌类生长环境观察；

       短期实验数据记录与分析。

       由于实验周期短、现象明显，这类设备非常适合中小学研学活动、科普课程和校内实践课程。

       如果说五大种植设备是太空农场的“躯干”，那么由浙江省农业科学院与杭州立体农业开发有限公司联合研制的浙农物联网控制柜，便是整座农场运筹帷幄的“智慧大脑”。所有设备的光、水、气、肥调度，最终都汇聚于这一台立式控制柜之中。

       一体化的集散控制系统。 控制柜采用“上位集中监控、下位分散控制”的集散架构。柜体顶部嵌入工业级触控一体机，主控界面将各立柱种植架、弧形种植架、立体种植机与芽苗菜机的运行状态汇于一屏：温度、湿度、光照强度、液温、EC 值与 pH 值等关键参数分区呈现、动态刷新。值班教师或管理员轻轻一点，即可完成单机查看、批次设定与全局调度，无需在设备之间往返奔波。

       全要素环境感知与闭环调控。 舱内布设的温湿度、光照、液位与水质传感器构成完整的感知网络，数据经由控制柜边缘采集模块实时汇聚。系统依据作物生育模型自动决策：当光照不足时联动 LED 补光模组按需补光；当营养液 EC 值偏离设定区间时，自动启动母液配比泵进行精准回调；温度过高则联动通风与循环水系统降温散热。感知—决策—执行形成完整闭环，将舱内环境始终稳定在作物最适宜的区间之内。

       手动、自动双模运行与安全保障。 考虑到教学场景的特殊性，控制柜特别设计了自动与手动双模运行机制。日常状态下系统全自动运行，无需专人值守；在教学演示与设备检修时，管理员可通过柜面的红色急停按钮与手动旋钮直接干预，确保教学演示过程万无一失。柜体还内置漏电保护、过载保护与缺液报警等多重安全机制，为校园场景筑起坚实的安全屏障。

       数据留痕，让种植成为一门“数据科学”。 控制柜的另一重价值在于教育本身。系统持续记录每一批作物的环境曲线与生长数据，支持历史查询与曲线回放。教师可将一茬生菜从播种到采收的完整数据调出，引导学生分析光照时长与干物质积累、EC 值与根系发育之间的关联，把种植过程转化为一堂生动的数据分析课。这正是“高科技赋能教育”的题中之义—不仅让学生看见植物如何生长，更让他们理解植物为何如此生长。

让农业科技走进航空教育，让实践课堂连接未来

       航空基地太空种植舱项目，是杭州立体农业开发有限公司在立体农业、智慧农业和教育装备领域的一次重要实践，也是公司与山东学献教育用品有限公司在航空教育场景下的深度合作成果。

       项目通过补光型螺旋式浅液水培立柱种植架、补光型多层次弧形水培种植架、补光式立体水培种植机、补光型芽苗菜菌多功能种植机、太空农场式世博树种植设施，以及与浙江省农业科学院联合研发的物联网控制柜，共同构建了一个具有科技感、教学感和实验感的现代化太空农场。

       它不仅为航空基地增添了亮点场景，也为学校开展植物观察、环境实验、水培实践、航空农业科普和数据探究提供了真实平台。

       未来，随着教育装备不断向系统化、集成化、智能化方向发展，类似 “太空种植舱” 这样的项目，将越来越成为连接现代农业技术、校园实践教育和航空航天科普的重要载体。

       杭州立体农业开发有限公司也将继续围绕立体农业系统、智慧农业控制柜和现代农业教育装备，与更多教育装备企业、科研院所和学校合作，打造更多高质量、可落地、可教学的现代农业实践场景。

项目技术指导单位

浙江省农科院蔬菜研究所，杭州立体农业开发有限公司

地址：浙江省农科院农创园3号楼     电话：13606524618   周工