Sažetak

Trenutno je tvornica biljaka uspješno shvatila uzgoj sadnica povrća poput krastavaca, rajčice, paprike, patlidžana i dinja, pružajući poljoprivrednicima visokokvalitetne sadnice u serijama, a proizvodne performanse nakon sadnje su bolje. Tvornice biljaka postale su važno sredstvo za opskrbu povrćem za povrće i igraju sve važniju ulogu u promicanju strukturne reforme povrća na strani opskrbe, osiguravajući opskrbu urbanim povrćem i proizvodnju zelenog povrća.

Dizajn sustava uzgoja sadnice i ključne tehničke opreme

Kao trenutno najučinkovitiji sustav poljoprivrednog proizvodnje, sustav uzgoja sadnica biljke integrira sveobuhvatna tehnička sredstva, uključujući umjetnu rasvjetu, opskrbu hranjivim tvarima, trodimenzionalnu kontrolu okoliša, automatizirane pomoćne operacije, inteligentno upravljanje proizvodnjom itd., I integrira biotehnologiju, informacije Tehnologija i umjetna inteligencija. Inteligentna i druga visokotehnološka dostignuća promiču kontinuirani razvoj industrije. 

LED sustav izvora umjetnog svjetla

Izgradnja okoliša umjetnog svjetla jedna je od temeljnih tehnologija sustava uzgoja sadnica u tvornicama biljaka, a ujedno je i glavni izvor potrošnje energije za proizvodnju sadnica. Lagano okruženje tvornica biljaka ima snažnu fleksibilnost, a lagano okruženje može se regulirati iz više dimenzija kao što su kvaliteta svjetlosti, intenzitet svjetlosti i fotoperiod, a istovremeno se različiti faktori svjetlosti mogu optimizirati i kombinirati u vremenskom nizu kako bi se formirao a Lagana formula za uzgoj sadnica, osiguravajući prikladno svjetlo okruženja za umjetno uzgoj sadnica. Stoga je, na temelju karakteristika potražnje za svjetlošću i proizvodnih ciljeva različitog rasta sadnica, optimiziranjem parametara formule svjetlosti i strategije lagane opskrbe, razvijen je poseban izvor svjetlosti koji štedi energiju, što može u velikoj mjeri poboljšati učinkovitost pretvorbe svjetlosne energije sadnica , promicati nakupljanje biomase sadnica i poboljšati kvalitetu proizvodnje sadnica, istovremeno smanjujući potrošnju energije i troškove proizvodnje. Pored toga, lagana regulacija okoliša također je važno tehničko sredstvo u procesu pripitomljavanja sadnica i zacjeljivanja cijepljenih sadnica.

Odvojivi višeslojni vertikalni sustav sadnica

Uzgoj sadnica u tvornici biljaka provodi se pomoću višeslojne trodimenzionalne police. Kroz modularni dizajn sustava može se realizirati brzo sastavljanje sustava za uzgoj sadnica. Razmak između polica može se fleksibilno prilagoditi kako bi zadovoljio svemirske zahtjeve za uzgoj različitih sorti sadnica i uvelike poboljšati brzinu iskorištavanja prostora. Osim toga, zasebni dizajn sustava sjemenki, sustava rasvjete i sustava navodnjavanja vode i gnojiva omogućuje sjemenu da ima i transportnu funkciju, koja je prikladna za prelazak na različite radionice kao što su sjetva, klijanje i pripitomljavanje i smanjuje rad Konzumiranje rukovanja ladicama sadnica.

Odvojivi višeslojni vertikalni sustav sadnica 

Navodnjavanje vode i gnojiva uglavnom prihvaća vrstu plime, tipa prskanja i druge metode, preciznom kontrolom vremena i učestalosti opskrbe hranjivim otopinom, kako bi se postigla ujednačena opskrba i učinkovita upotreba vode i mineralnih hranjivih sastojaka. U kombinaciji s posebnom formulom otopine hranjivih sastojaka za sadnice, može zadovoljiti potrebe za rastom i razvojem sadnica i osigurati brzi i zdrav rast sadnica. Osim toga, putem internetskog sustava za otkrivanje hranjivih iona i sustava sterilizacije hranjivih otopina, hranjive tvari se mogu nadopuniti s vremenom, istovremeno izbjegavajući nakupljanje mikroorganizama i sekundarnih metabolita koji utječu na normalan rast sadnica. 

Sustav za kontrolu okoliša

Precizna i učinkovita kontrola okoliša jedno je od glavnih karakteristika sustava za širenje sadnica biljke. Vanjska struktura održavanja tvornice biljaka obično se sastavlja od materijala koji su neprozirni i vrlo izolacijski. Na temelju toga, vanjsko okruženje gotovo ne utječe na regulaciju svjetlosti, temperature, vlage, brzine vjetra i CO2. Kroz izgradnju CFD modela kako bi se optimizirao izgled zračnog kanala, u kombinaciji s metodom kontrole mikro-okruženja, ujednačena raspodjela okolišnih čimbenika kao što su temperatura, vlaga, brzina vjetra i CO2 u prostoru kulture visoke gustoće može biti postignut. Regulacija inteligentnog okoliša realizirana su distribuiranim senzorima i kontrola kontakta, a regulacija čitavog kultivacijskog okruženja u stvarnom vremenu provodi se putem veze između jedinice za nadzor i upravljačkog sustava. Osim toga, upotreba vodenih izvora svjetlosti i cirkulacije vode, u kombinaciji s uvođenjem vanjskih hladnih izvora, može postići hlađenje uštede energije i smanjiti potrošnju energije klimatizacije.

Automatska oprema za pomoć

Proces rada tvornice biljke je strog, gustoća rada je visoka, prostor je kompaktan, a automatska pomoćna oprema je neophodna. Upotreba automatizirane pomoćne opreme ne samo da pogoduje smanjenju potrošnje radne snage, već također pomaže u poboljšanju učinkovitosti prostora za uzgoj. Do sada razvijena oprema za automatizaciju uključuje stroj za pokrivanje tla, sjemenke, stroj za cijepljenje, AGV logistiku koja prenosi kolica itd. Pod kontrolom potporne platforme za inteligentno upravljanje, u osnovi može biti bespilotni rad cijelog procesa uzgoja sadnice realizirano. Osim toga, tehnologija strojnog vida također igra sve važniju ulogu u procesu uzgoja sadnica. Ne samo da pomaže u praćenju statusa rasta sadnica, pomaže u upravljanju komercijalnim sadnicama, već također izvodi automatski pregled slabih sadnica i mrtvih sadnica. Ruka robota uklanja i ispunjava sadnice.

Prednosti uzgoja sadnica tvornice biljaka

Visoka razina kontrole okoliša omogućuje godišnju proizvodnju

Zbog posebnosti uzgoja sadnice, kontrola njegovog okruženja za uzgoj je vrlo važna. U tvorničkim uvjetima biljke, okolišni čimbenici poput svjetla, temperature, vode, zraka, gnojiva i CO2 su visoko kontrolirani, što može pružiti najbolje okruženje rasta za uzgoj sadnica, bez obzira na godišnja doba i regije. Pored toga, u procesu uzgoja cijepljenih sadnica i rezanja sadnica, proces zacjeljivanja rana i diferencijacije korijena zahtijeva veće kontrole okoliša, a tvornice biljaka su također izvrsni nosači. Fleksibilnost okolišnih uvjeta tvornice biljaka je jaka, pa je od velikog značaja za proizvodnju sadnica povrća u sezonama koje nisu kršene ili u ekstremnim okruženjima, te može pružiti podršku za sadnice kako bi se osigurala višegodišnja opskrba povrćem. Osim toga, uzgoj tvornica biljaka nije ograničeno prostorom, a može se provesti na licu mjesta u predgrađima gradova i javnih prostora u zajednici. Specifikacije su fleksibilne i promjenjive, omogućuju masovnu proizvodnju i blisku opskrbu visokokvalitetnim sadnicama, pružajući važnu potporu razvoju urbane hortikulture. 

Skratite ciklus uzgoja i poboljšajte kvalitetu sadnica

U uvjetima tvornice biljaka, zahvaljujući preciznoj kontroli različitih čimbenika okoliša u rastu, ciklus uzgoja sadnice skraćen je za 30% do 50% u usporedbi s tradicionalnim metodama. Skraćivanje uzgojnog ciklusa može povećati proizvodnu seriju sadnica, povećati prihod proizvođača i smanjiti operativne rizike uzrokovane fluktuacijama na tržištu. Za uzgajivače pogoduje ranom presađivanju i sadnji, ranom lansiranju tržišta i poboljšanoj konkurentnosti na tržištu. S druge strane, sadnice uzgajane u tvornici biljaka su uredne i čvrste, morfološki i kvalitetni pokazatelji značajno su poboljšani, a performanse proizvodnje nakon kolonizacije je bolja. Studije su pokazale da sadnice rajčice, papara i krastavca uzgajane u tvorničkim uvjetima biljaka ne samo da poboljšavaju površinu lišća, visinu biljaka, promjera stabljike, energičnosti korijena i drugih pokazatelja, već i poboljšava prilagodljivost, otpornost na bolest, diferencijaciju cvjetnih pupova nakon kolonizacije. A proizvodnja i drugi aspekti imaju očite prednosti. Broj ženskog cvjetova po biljci porastao je za 33,8%, a broj voća po biljci porastao je za 37,3% nakon sadnje sadnica krastavca uzgajanih u tvornicama biljaka. Uz kontinuirano produbljivanje teorijskih istraživanja biologije razvojnog okruženja sadnica, tvornice biljaka bit će preciznije i kontrolirane u oblikovanju morfologije sadnica i poboljšanju fiziološke aktivnosti.

 Usporedba stanja cijepljenih sadnica u staklenicima i tvornicama biljaka

Učinkovito korištenje resursa za smanjenje troškova sadnica

Tvornica postrojenja prihvaća standardizirane, informirane i industrijalizirane metode sadnje, tako da se svaka veza proizvodnje sadnica strogo kontrolira, a učinkovitost iskorištavanja resursa značajno se poboljša. Sjemenke su glavna potrošnja troškova u uzgoju sadnica. Zbog nepravilnog rada i loše kontrolira okoliša tradicionalnih sadnica, postoje problemi kao što su ne-odjava ili slab rast sjemena, što rezultira ogromnim otpadom u procesu od sjemena do komercijalnih sadnica. U tvorničkom okruženju biljaka, kroz prethodno obradu sjemena, finu sjetvu i preciznom kontrolom uzgojnog okruženja, učinkovitost korištenja sjemena se uvelike poboljšava, a doziranje se može smanjiti za više od 30%. Voda, gnojivo i drugi resursi također su glavna potrošnja troškova tradicionalnog uzgoja sadnica, a fenomen resursnog otpada je ozbiljan. U uvjetima tvornica biljaka, primjenom preciznog navodnjavanja, učinkovitost korištenja vode i gnojiva može se povećati za više od 70%. Osim toga, zbog kompaktnosti strukture same tvornice biljke i ujednačenosti kontrole okoliša, značajno se poboljšava i učinkovitost iskorištavanja energije i CO2 u procesu širenja sadnica.

U usporedbi s tradicionalnim uzgojem sadnica na otvorenom polja i uzgoju stakleničkih sadnica, najveća značajka uzgoja sadnice u tvornicama biljaka je da se ona može izvesti na višeslojni trodimenzionalni način. U tvornici biljaka uzgoj sadnica može se produžiti od ravnine do vertikalnog prostora, što uvelike poboljšava učinkovitost uzgoja sadnica po jedinici zemljišta i značajno poboljšava učinkovitost iskorištavanja prostora. Na primjer, standardni modul za uzgoj sadnica razvijen od strane biološke tvrtke, pod uvjetom da pokriva površinu od 4,68 ㎡, može uzgajati više od 10 000 sadnica u jednoj seriji, što se može koristiti za 3,3 MU (2201,1 ㎡) Proizvodnu povrća potrebe. U stanju višeslojnog trodimenzionalnog uzgoja visoke gustoće, podržavajući automatsku pomoćnu opremu i inteligentni logistički transportni sustav može uvelike poboljšati učinkovitost korištenja rada i uštedjeti rad za više od 50%.

Uzgoj sadnice visoke otpornosti kako bi se pomoglo zelenoj proizvodnji

Čisto proizvodno okruženje tvornice biljaka može u velikoj mjeri smanjiti pojavu štetočina i bolesti u uzgojnom prostoru. Istodobno, kroz optimiziranu konfiguraciju kulturnog okruženja, proizvedene sadnice imat će veći otpor, što može u velikoj mjeri smanjiti prskanje pesticidima tijekom širenja i sadnje sadnica. Osim toga, za uzgoj posebnih sadnica poput cijepljenih sadnica i rezanih sadnica, zelene mjere kontrole poput svjetla, temperature, vode i gnojiva u tvornici biljaka mogu se koristiti za zamjenu korištenja hormona u velikoj mjeri u tradicionalnim operacijama kako bi se osigurale Sigurnost hrane, smanjuje zagađenje okoliša i postiže zelene sadnice održivu proizvodnju.

Analiza troškova proizvodnje 

Načini da tvornice biljaka povećaju ekonomske koristi sadnica uglavnom uključuju dva dijela. S jedne strane, optimiziranjem strukturnog dizajna, standardiziranom radom i uporabom inteligentnih objekata i opreme, može smanjiti potrošnju sjemena, električne energije i rada u procesu uzgoja sadnica i poboljšati potrošnju vode, gnojiva, topline i energije . Učinkovitost korištenja plina i CO2 smanjuje troškove uzgoja sadnica; S druge strane, kroz preciznu kontrolu okoliša i optimizaciju protoka procesa, vrijeme uzgoja sadnica je skraćeno, a godišnja serija za uzgoj i prinos sadnice po jedinici prostora povećava se, što je konkurentnije na tržištu. 

S razvojem tehnologije tvornice biljaka i kontinuiranim produbljivanjem biologije okolišne biologije o uzgoju sadnica, troškovi uzgoja sadnice u tvornicama biljaka u osnovi su isti kao u tradicionalnom uzgoju staklenika, a kvaliteta i tržišna vrijednost sadnica su veća. Uzimanje sadnica krastavca kao primjer, proizvodni materijali čine veliki udio, a čini oko 37% ukupnog troška, ​​uključujući sjeme, otopinu hranjivih tvari, ladice za utikače itd. Potrošnja električne energije čini oko 24% od ukupnog broja od ukupnog broja od oko 24% od ukupnog broja. Trošak, uključujući biljnu rasvjetu, klima uređaj i potrošnju energije pumpe pumpe itd., što je glavni smjer buduće optimizacije. Osim toga, nizak udio rada je obilježje tvorničke proizvodnje biljaka. Uz kontinuirano povećanje stupnja automatizacije, troškovi potrošnje radne snage bit će dodatno smanjeni. U budućnosti se ekonomske koristi uzgoja sadnice u tvornicama biljaka mogu dodatno poboljšati razvojem usjeva visoke vrijednosti i razvojem industrijalizirane tehnologije uzgoja za sadnice dragocjenih šumskih stabala.

Sastav troškova za sadnice krastavca

Status industrijalizacije

Posljednjih godina, znanstvene istraživačke institucije koje je zastupao Institut za urbanu poljoprivredu Kineske akademije poljoprivrednih znanosti, a visokotehnološka poduzeća shvatile su industriju uzgoja sadnica u tvornicama biljaka. Može pružiti sadnice učinkovitu industrijsku proizvodnju od sjemena do pojave. Među njima, tvornica biljaka u Shanxi-u izgrađena i stavljena u rad 2019. godine obuhvaća površinu od 3.500 ㎡ i može uzgajati 800.000 sadnica papra ili 550.000 sadnica rajčice u roku od 30 dana. Druga tvornica uzgojnih biljaka sadnica obuhvaća površinu od 2300 ㎡ i može proizvesti 8-10 milijuna sadnica godišnje. Mobilna biljka za iscjeljivanje za cijepljene sadnice koje je Institut za urbanu poljoprivredu neovisno razvio, Kineska akademija poljoprivrednih znanosti može pružiti platformu za liječenje i pripitomljavanje za obradu sadnica. Jedan radni prostor može podnijeti više od 10 000 sadnica u cijepljenju odjednom. U budućnosti se očekuje da će se raznolikost uzgoja sadnice u tvornicama biljaka dodatno proširiti, a razina automatizacije i inteligencije nastavit će se poboljšati.

Mobilna biljka za iscjeljivanje cijepljenih sadnica koju je razvio Institut za urbanu poljoprivredu, Kineska akademija poljoprivrednih znanosti

Izgledi

Kao novi nosač tvorničkih sadnica, tvornice biljaka imaju ogromne prednosti i potencijal komercijalizacije u usporedbi s tradicionalnim metodama podizanja sadnica u smislu preciznog kontrole okoliša, učinkovitog korištenja resursa i standardiziranih operacija. Smanjivanjem potrošnje resursa poput sjemenki, vode, gnojiva, energije i radne snage u uzgoju sadnica i poboljšanjem prinosa i kvalitete sadnica po jedinici površine, troškovi uzgoja sadnice u tvornicama biljaka bit će dodatno smanjeni, a proizvodi će Budite konkurentniji na tržištu. U Kini postoji ogromna potražnja za sadnicama. Osim proizvodnje tradicionalnih kultura poput povrća, sadnice s visokom vrijednošću poput cvijeća, kineskih biljnih lijekova i rijetkih stabala očekuje se da će se uzgajati u tvornicama biljaka, a ekonomske koristi će se dodatno poboljšati. Istodobno, industrijalizirana platforma za uzgoj sadnica mora razmotriti kompatibilnost i fleksibilnost različitih uzgoja sadnica kako bi zadovoljila potrebe tržišta uzgoja sadnica u različitim sezonama.

Biološka teorija okoliša uzgoja sadnice jezgra je precizne kontrole tvorničkog okruženja biljaka. Dubinska istraživanja o regulaciji oblika biljaka i fotosinteze biljaka i drugih fizioloških aktivnosti prema okolišnim čimbenicima kao što su svjetlost, temperatura, vlaga i CO2 pomoći će uspostaviti model interakcije sa sjednicom i okruženjem, koji može smanjiti potrošnju energije proizvodnje sadnica i Poboljšajte kvalitetu i proizvodnju sadnica. Kvaliteta pruža teorijsku osnovu. Na temelju toga, kontrolna tehnologija i oprema s svjetlom kao jezgra i zajedno s drugim čimbenicima okoliša i prilagodite proizvodnju sadnica s posebnim vrstama biljaka, velikom ujednačeom i visokom kvalitetom kako biste ispunili zahtjeve uzgoja visoke gustoće i mehaniziranog rada u postrojenju Tvornice se mogu razviti. U konačnici, pruža tehničku osnovu za izgradnju digitalnog sustava za proizvodnju sadnica i ostvaruje standardizirani, bespilotni i digitalni uzgoj sadnica u tvornicama biljaka.

Autor: Xu Yaliang, Liu Xinying, itd. 

Podaci o citatu:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang.Key Tehnička oprema i industrijalizacija uzgoja sadnica u tvornicama biljaka [J]. Tehnologija poljoprivrednog inženjerstva, 2021.42 (4): 12-15.