Abstrakcyjny

Obecnie fabryka roślin z powodzeniem zdała sobie sprawę, że hodowla sadzonek warzywnych, takich jak ogórki, pomidory, papryka, bakłażany i melony, zapewniając rolnikom wysokiej jakości sadzonki w partiach, a wydajność produkcji po sadzeniu jest lepsza. Fabryki roślin stały się ważnym sposobem dostawy sadzonek dla przemysłu warzywnego i odgrywają coraz ważniejszą rolę w promowaniu reformy strukturalnej w branży warzyw, zapewniając dostawę warzyw miejskich i produkcję warzyw zielonych.

Projektowanie systemu hodowlania sadzonek roślin i kluczowy sprzęt techniczny

Jako najbardziej wydajny system produkcji rolnej, system hodowli sadzonek fabryki roślin integruje kompleksowe środki techniczne, w tym sztuczne oświetlenie, dostawa rozwiązań składników odżywczych, trójwymiarowa kontrola środowiska, zautomatyzowane operacje pomocnicze, inteligentne zarządzanie produkcją itp., I integruje biotechnologię, informację Technologia i sztuczna inteligencja. Inteligentne i inne osiągnięcia zaawansowane technologicznie promują ciągły rozwój branży. 

LED System źródła sztucznego światła

Konstrukcja sztucznego środowiska światła jest jedną z podstawowych technologii systemu hodowlanego sadzonki w fabrykach roślin, a także jest głównym źródłem zużycia energii do produkcji sadzonek. Środowisko światła fabryk roślin ma silną elastyczność, a środowisko świetlne można regulować z wielu wymiarów, takich jak jakość światła, intensywność światła i fotoperiod, a jednocześnie różne czynniki światła można zoptymalizować i łączyć w sekwencji czasowej, aby utworzyć A w celu utworzenia A A Lekka formuła uprawy sadzonek, zapewniająca odpowiednie środowisko lekkie dla sztucznej uprawy sadzonek. Dlatego, w oparciu o charakterystykę zapotrzebowania światła i cele produkcji różnych wzrostów sadzonek, poprzez optymalizację parametrów formuły światła i strategii zaopatrzenia światła, opracowano specjalne źródło światła LED, które może znacznie poprawić efektywność konwersji energii światła przez sadzonki , Promuj akumulację biomasy sadzonek i poprawić jakość produkcji sadzonek, jednocześnie zmniejszając zużycie energii i koszty produkcji. Ponadto regulacja środowiska światła jest również ważnym środkiem technicznym w procesie udomowienia sadzonek i gojenia się szczepionych sadzonek.

Odłączalny wielowarstwowy pionowy system sadzonek

Hodowla sadzonek w fabryce roślin odbywa się przy użyciu wielowymiarowej półki. Dzięki modułowej konstrukcji systemu można zrealizować szybki montaż systemu podnoszenia sadzonek. Odstępy między półkami można elastycznie dostosować, aby spełnić wymagania kosmiczne w zakresie hodowli różnych odmian sadzonek i znacznie poprawić wskaźnik wykorzystania przestrzeni. Ponadto oddzielna konstrukcja systemu nasion, systemu oświetlenia oraz systemu nawadniania wody i nawozów umożliwia sedno posiadanie zarówno funkcji transportu, co jest wygodne do przeniesienia się do różnych warsztatów, takich jak siew, kiełkowanie i udomowienie, i zmniejsza poród porodu Spożycie obsługi tacki sadzonkowej.

Odłączalny wielowarstwowy pionowy system sadzonek 

Nawadnianie wody i nawozu przyjmuje głównie typ pływowy, rodzaj natrysku i inne metody, poprzez precyzyjną kontrolę czasu i częstotliwości dostarczania roztworu składników odżywczych, aby osiągnąć jednolite podaż i efektywne stosowanie wody i mineralnych składników odżywczych. W połączeniu ze specjalną formułą roztworu składników odżywczych dla sadzonek może zaspokoić potrzeby wzrostu i rozwoju sadzonek oraz zapewnić szybki i zdrowy wzrost sadzonek. Ponadto, poprzez internetowy system wykrywania jonów składników odżywczych i system sterylizacji roztworu składników odżywczych, składniki odżywcze można uzupełniać w czasie, unikając jednocześnie gromadzenia mikroorganizmów i wtórnych metabolitów, które wpływają na normalny wzrost sadzonek. 

System kontroli środowiska

Precyzyjna i wydajna kontrola środowiska jest jedną z głównych cech fabrycznego systemu propagacji sadzonek. Zewnętrzna struktura konserwacji fabryki roślin jest ogólnie montowana z materiałów, które są nieprzezroczyste i wysoce izolacyjne. Na tej podstawie prawie nienaruszone jest regulacja światła, temperatury, wilgotności, prędkości wiatru i CO2. Poprzez konstrukcję modelu CFD w celu zoptymalizowania układu kanału powietrznego, w połączeniu z metodą kontroli mikro-środowiska, równomierny rozkład czynników środowiskowych, takich jak temperatura, wilgotność, prędkość wiatru i CO2 w przestrzeni hodowli o dużej gęstości może osiągnąć. Inteligentna regulacja środowiska jest realizowana przez rozproszone czujniki i kontrolę kontaktu, a regulacja całego środowiska uprawy w czasie rzeczywistym odbywa się poprzez połączenie między jednostką monitorującą a systemem sterowania. Ponadto zastosowanie chłodzonych wodą źródeł światła i krążenia wody, w połączeniu z wprowadzeniem zewnętrznych źródeł zimnych, może osiągnąć energooszczędne chłodzenie i zmniejszyć zużycie energii klimatyzacji.

Automatyczne urządzenia pomocnicze

Proces eksploatacji sadzonki fabryki roślin jest surowy, gęstość operacji jest wysoka, przestrzeń jest kompaktowa, a automatyczny sprzęt pomocniczy jest niezbędny. Zastosowanie zautomatyzowanego sprzętu pomocniczego sprzyja nie tylko zmniejszeniu zużycia siły roboczej, ale także pomaga poprawić wydajność przestrzeni uprawy. Opracowany do tej pory sprzęt do automatyzacji obejmuje maszynę pokrywającą glebę, siewnik, maszynę do szczepienia, wózek logistyki AGV itp. Pod kontrolą wspierającej inteligentnej platformy zarządzania, bezzałogowe działanie całego procesu hodowli sadzonek może być zasadniczo być realizowany. Ponadto technologia wizji maszynowej odgrywa również coraz ważniejszą rolę w procesie hodowli sadzonek. Pomaga nie tylko monitorować status wzrostu sadzonek, pomaga w zarządzaniu sadzonkami komercyjnymi, ale także przeprowadza automatyczne badanie słabych sadzonek i martwych sadzonek. Ręka robota usuwa i wypełnia sadzonki.

Zalety fabryki roślin sadzonkowych

Wysoki poziom kontroli środowiska umożliwia roczną produkcję

Ze względu na szczególność hodowli sadzonek kontrola jej środowiska uprawy jest bardzo ważna. W warunkach fabrycznych roślin czynniki środowiskowe, takie jak światło, temperatura, woda, powietrze, nawóz i CO2, są wysoce kontrolowane, co może zapewnić najlepsze środowisko wzrostu dla hodowli sadzonek, niezależnie od pór roku i regionów. Ponadto w procesie hodowlanym szczepionych sadzonek i sadzonek cięcia proces leczenia ran i różnicowania korzeni wymaga wyższej kontroli środowiska, a fabryki roślin są również doskonałymi nosicielami. Elastyczność warunków środowiskowych samej fabryki roślin jest silna, więc ma ona ogromne znaczenie dla produkcji sadzonek warzyw w sezonach innych niż w ekstremalnych środowiskach i może zapewnić wsparcie sadzonek w celu zapewnienia wieloletniej podaży warzyw. Ponadto hodowla sadzonek fabryk roślin nie jest ograniczona przestrzenią i może być przeprowadzana na miejscu na przedmieściach miast i przestrzeni publicznej. Specyfikacje są elastyczne i zmienne, co umożliwia masową produkcję i bliskie dostawy wysokiej jakości sadzonek, zapewniając ważne wsparcie dla rozwoju ogrodnictwa miejskiego. 

Skróć cykl hodowlany i popraw jakość sadzonek

W warunkach fabryki roślin, dzięki precyzyjnej kontroli różnych czynników środowiskowych, cykl hodowli sadzonek jest skrócony o 30% do 50% w porównaniu z tradycyjnymi metodami. Skrócenie cyklu hodowlanego może zwiększyć partię produkcji sadzonek, zwiększyć dochody producenta i zmniejszyć ryzyko operacyjne spowodowane wahaniami rynkowymi. W przypadku hodowców sprzyja wczesnemu przeszczepieniu i sadzeniu, wczesnym wprowadzaniu rynku i lepszej konkurencyjności rynku. Z drugiej strony sadzonki wyhodowane w fabryce roślin są schludne i mocne, wskaźniki morfologiczne i jakość są znacznie poprawione, a wydajność produkcji po kolonizacji jest lepsza. Badania wykazały, że sadzonki pomidorów, pieprzu i ogórka hodowane w warunkach fabrycznych roślin nie tylko poprawiają obszar liści, wysokość rośliny, średnicę łodygi, wigor korzenia i inne wskaźniki, ale także poprawiają zdolność adaptacji, odporność na choroby, różnicowanie pąków kwiatowych po kolonizacji. A produkcja i inne aspekty mają oczywiste zalety. Liczba żeńskich kwiatów na roślinę wzrosła o 33,8%, a liczba owoców na roślinę wzrosła o 37,3% po sadzeniu sadzonek ogórka hodowanych w fabrykach roślin. Dzięki ciągłemu pogłębieniu badań teoretycznych na temat biologii środowiska rozwojowego sadzonki, fabryki roślin będą bardziej precyzyjne i kontrolowane w kształtowaniu morfologii sadzonek i poprawie aktywności fizjologicznej.

 Porównanie stanu szczepionych sadzonek w szklarniach i fabrykach roślin

Efektywne wykorzystanie zasobów w celu zmniejszenia kosztów sadzonek

Fabryka roślin przyjmuje znormalizowane, informatyzowane i uprzemysłowione metody sadzenia, dzięki czemu każde ogniwo produkcji sadzonek jest ściśle kontrolowane, a wydajność wykorzystania zasobów jest znacznie lepsza. Nasiona są głównym zużyciem kosztów w hodowli sadzonek. Ze względu na nieregularną eksploatację i słabą kontrolę środowiska tradycyjnych sadzonek występują takie problemy, jak brak linii linii lub słaby wzrost nasion, co powoduje ogromne odpady w procesie od nasion po sadzonki komercyjne. W środowisku fabrycznym roślin, poprzez wstępne obróbkę nasion, drobne siew i precyzyjna kontrola środowiska uprawy, wydajność wykorzystania nasion jest znacznie ulepszona, a dawkę można zmniejszyć o ponad 30%. Woda, nawóz i inne zasoby są również głównym zużyciem kosztów tradycyjnego podnoszenia sadzonek, a zjawisko odpadów zasobów jest poważne. W warunkach fabryk roślin, poprzez zastosowanie technologii nawadniania precyzyjnego, wydajność wykorzystania wody i nawozów można zwiększyć o ponad 70%. Ponadto, ze względu na zwartość struktury samej fabryki roślin i jednolitość kontroli środowiska, znacznie ulepszona jest również wydajność wykorzystania energii i CO2 w procesie propagacji sadzonek.

W porównaniu z tradycyjnym podnoszeniem sadzonek na otwartym polu i podnoszeniem sadzonek szklarni, największą cechą hodowli sadzonek w fabrykach roślin jest to, że można je przeprowadzić w wielowarstwowy trójwymiarowy sposób. W fabryce roślin hodowla sadzonek można rozszerzyć z płaszczyzny do pionowej przestrzeni, co znacznie poprawia wydajność hodowli sadzonek na jednostkę ziemi i znacznie poprawia wydajność wykorzystania przestrzeni. Na przykład standardowy moduł hodowli sadzonek opracowany przez firmę biologiczną, pod warunkiem pokrycia obszaru 4,68 ㎡, może hodować ponad 10 000 sadzonek w jednej partii, która może być używana dla produkcji warzyw 3,3 mU (2201,1 ㎡) wymagania. Pod warunkiem wielokarstwowej hodowli wielowymiarowej o dużej gęstości, wspieranie automatycznego sprzętu pomocniczego i inteligentnego systemu transportu logistycznego może znacznie poprawić wydajność wykorzystania siły roboczej i oszczędzać pracę o ponad 50%.

Hodowla sadzonek o wysokiej oporności, aby pomóc zielonej produkcji

Czyste środowisko produkcyjne fabryki roślin może znacznie zmniejszyć występowanie szkodników i chorób w przestrzeni hodowlanej. Jednocześnie, poprzez zoptymalizowaną konfigurację środowiska kulturowego, wytwarzane sadzonki będą miały wyższy opór, co może znacznie zmniejszyć opryskiwanie pestycydów podczas propagacji sadzonki i sadzenia. Ponadto, w przypadku hodowli specjalnych sadzonek, takich jak szczepione sadzonki i sadzonki cięcia, zielone miary kontroli, takie jak światło, temperatura, woda i nawóz w fabryce roślin, można zastosować do zastąpienia na dużą skalę stosowania hormonów w tradycyjnych operacjach, aby zapewnić Bezpieczeństwo żywności, zmniejsz zanieczyszczenie środowiska i osiągnij zielone sadzonki zrównoważone produkcję.

Analiza kosztów produkcji 

Sposoby, że fabryki roślin mogą zwiększyć korzyści ekonomiczne sadzonek, obejmują głównie dwie części. Z jednej strony, optymalizując konstrukcję strukturalną, znormalizowaną obsługę oraz korzystanie z inteligentnych obiektów i sprzętu, może zmniejszyć zużycie nasion, energii elektrycznej i porodu w trakcie hodowli sadzonek oraz poprawić wodę, nawóz, ciepło i zużycie energii . Wydajność gazu i CO2 zmniejsza koszt hodowli sadzonek; Z drugiej strony, poprzez precyzyjną kontrolę środowiska i optymalizację przepływu procesu, czas hodowli sadzonek jest skrócony, a coroczna plonowa partia hodowlana i sadzonka na jednostkę przestrzeni jest bardziej konkurencyjna na rynku. 

Wraz z rozwojem technologii fabryki roślin i ciągłym pogłębianiu badań biologii środowiska dotyczącego uprawy sadzonki, koszt hodowli sadzonek w fabrykach roślin jest zasadniczo taki sam jak w przypadku tradycyjnej uprawy cieplarnianej, a jakość i wartość rynkowa sadzonek są wyższe. Przykładając na przykład sadzonki ogórka, materiały produkcyjne stanowią duży odsetek, co stanowi około 37% całkowitego kosztu, w tym nasion, roztworu składników odżywczych, tac wtyk, podłoża itp. Zużycie energii elektrycznej stanowi około 24% całości Koszt, w tym oświetlenie roślin, klimatyzacja i zużycie energii roztworu odżywczego itp., Które jest głównym kierunkiem przyszłej optymalizacji. Ponadto niski odsetek porodu jest cechą produkcji fabryki roślin. Wraz z ciągłym wzrostem stopnia automatyzacji koszt konsumpcji siły roboczej zostanie jeszcze bardziej obniżony. W przyszłości ekonomiczne korzyści z sadzonki w fabrykach roślin można dodatkowo poprawić poprzez rozwój upraw o wysokiej wartości dodanej i rozwój technologii uprzemysłowionej uprawy dla sadzonek cennych drzew leśnych.

Koszt kosztów sadzonek ogórka /%

Status uprzemysłowienia

W ostatnich latach instytucje badań naukowych reprezentowane przez miejskie Instytut Badań Rolniczych Chińskiej Akademii Nauk Rolniczych oraz zaawansowanych technologicznie przedsiębiorstwa zdały sobie sprawę z branży hodowli sadzonek w fabrykach roślin. Może zapewnić sadzonki wydajną przemysłową linię produkcyjną od nasion do wschodzenia. Wśród nich fabryka roślin w Shanxi zbudowana i uruchomiona w 2019 r. Obejmuje obszar 3500 ㎡ i może hodować 800 000 sadzonek pieprzu lub 550 000 sadzonek pomidorów w ciągu 30-dniowego cyklu. Kolejna fabryka roślin hodowlanych sadzonek obejmuje obszar 2300 ㎡ i może produkować 8-10 milionów sadzonek rocznie. Mobilna roślina lecznicza dla szczepionych sadzonek niezależnie opracowana przez Instytut Rolnictwa Miasta, chińska Akademia Nauk Rolniczych może zapewnić platformę gojenia i udomowienia linii montażowej do uprawy szczepionych sadzonek. Pojedyncza przestrzeń robocza może jednocześnie obsługiwać ponad 10 000 szczepionych sadzonek. W przyszłości oczekuje się, że różnorodność odmian hodowli sadzonek w fabrykach roślin zostanie dalszy rozszerzona, a poziom automatyzacji i inteligencji będzie nadal poprawia się.

Mobilna roślina lecznicza dla szczepionych sadzonek opracowana przez Institute of Urban Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences

Perspektywy

Jako nowy nośnik podnoszenia sadzonek fabrycznych, fabryki roślin mają ogromne zalety i potencjał komercjalizacji w porównaniu z tradycyjnymi metodami podnoszenia sadzonek pod względem precyzyjnej kontroli środowiska, efektywnego wykorzystania zasobów i standardowych operacji. Zmniejszając zużycie zasobów, takich jak nasiona, woda, nawóz, energia i siła robocza w hodowli sadzonek oraz poprawiając wydajność i jakość sadzonek na jednostkę, koszt hodowli sadzonek w fabrykach roślin będzie dalej zmniejszony, a produkty będą być bardziej konkurencyjnym na rynku. W Chinach istnieje ogromne zapotrzebowanie na sadzonki. Oprócz produkcji tradycyjnych upraw, takich jak warzywa, sadzonki o wysokiej wartości dodanej, takie jak kwiaty, chińskie leki ziołowe i rzadkie drzewa, będą hodowane w fabrykach roślin, a korzyści ekonomiczne zostaną jeszcze bardziej poprawie. Jednocześnie uprzemysłowiona platforma hodowlana sadzonek musi wziąć pod uwagę kompatybilność i elastyczność różnych hodowli sadzonek, aby zaspokoić potrzeby rynku sadzonek w różnych porach roku.

Biologiczna teoria środowiska hodowli sadzonek jest rdzeniem precyzyjnej kontroli środowiska fabryki roślin. Dogłębne badania nad regulacją kształtu i fotosyntezy roślin sadzonkowych oraz innych działań fizjologicznych według czynników środowiskowych, takich jak światło, temperatura, wilgotność i CO2, pomogą ustalić model interakcji sadzonek, który może zmniejszyć zużycie energii produkcji sadzonek i produkcji sadzonek i produkcji sadzonek i Popraw jakość i produkcję sadzonek. Jakość stanowi podstawę teoretyczną. Na tej podstawie technologia kontroli i sprzęt z światłem jako rdzeniem i w połączeniu z innymi czynnikami środowiskowymi oraz dostosowują produkcję sadzonek ze specjalnymi rodzajami roślin, wysokiej jednolitości i wysokiej jakości, aby spełnić wymagania uprawy o dużej gęstości i zmechanizowanej pracy w instalacji Fabryki można opracować. Ostatecznie stanowi podstawę techniczną budowy cyfrowego systemu produkcji sadzonek i realizuje znormalizowane, bezzałogowe i cyfrowe hodowlę sadzonek w fabrykach roślin.

Autor: Xu Yaliang, Liu Xinying, itp. 

Informacje o cytowaniu:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang. Sprzęt techniczny i uprzemysłowienie hodowli sadzonek w fabrykach roślin [J]. Technologia inżynierii rolniczej, 2021,42 (4): 12-15.