Sažetak

Trenutno je tvornica biljaka uspješno realizirala uzgoj presadnica povrća kao što su krastavci, rajčice, paprike, patlidžani i dinje, čime su poljoprivrednici dobili visokokvalitetne sadnice u serijama, a proizvodni učinak nakon sadnje je bolji.Tvornice biljaka postale su važno sredstvo opskrbe sadnicama za industriju povrća i igraju sve važniju ulogu u promicanju strukturne reforme na strani ponude u industriji povrća, osiguravajući urbanu opskrbu povrćem i proizvodnju zelenog povrća.

Dizajn sustava za uzgoj sadnica u tvornici biljaka i ključna tehnička oprema

Kao trenutno najučinkovitiji sustav poljoprivredne proizvodnje, sustav uzgoja rasada u tvornici biljaka integrira sveobuhvatna tehnička sredstva uključujući umjetnu rasvjetu, opskrbu hranjivim otopinama, trodimenzionalnu kontrolu okoliša, automatizirane pomoćne operacije, inteligentno upravljanje proizvodnjom itd., te integrira biotehnologiju, informacije tehnologija i umjetna inteligencija.Inteligentna i druga dostignuća visoke tehnologije potiču kontinuirani razvoj industrije. 

LED sustav umjetnog izvora svjetlosti

Izgradnja umjetnog osvjetljenja jedna je od temeljnih tehnologija sustava uzgoja sadnica u tvornicama biljaka, a također je i glavni izvor potrošnje energije za proizvodnju sadnica.Svjetlosno okruženje tvornica ima snažnu fleksibilnost, a svjetlosno okruženje može se regulirati iz više dimenzija kao što su kvaliteta svjetla, intenzitet svjetla i fotoperiod, a u isto vrijeme, različiti faktori svjetla mogu se optimizirati i kombinirati u vremenskom slijedu kako bi se formirao lagana formula za uzgoj presadnica, osigurava prikladno svjetlosno okruženje za umjetni uzgoj presadnica.Stoga je, na temelju karakteristika potražnje za svjetlom i proizvodnih ciljeva različitog rasta sadnica, optimiziranjem parametara formule za svjetlo i strategije opskrbe svjetlom, razvijen poseban LED izvor svjetla koji štedi energiju, a koji može uvelike poboljšati učinkovitost pretvorbe svjetlosne energije sadnica , promiču akumulaciju biomase sadnica, te poboljšavaju kvalitetu proizvodnje sadnica, uz smanjenje potrošnje energije i troškova proizvodnje.Osim toga, regulacija svjetlosnog okoliša također je važno tehničko sredstvo u procesu pripitomljavanja presadnica i zacjeljivanja cijepljenih presadnica.

Odvojivi višeslojni vertikalni sustav sadnica

Uzgoj sadnica u tvornici biljaka provodi se korištenjem višeslojne trodimenzionalne police.Modularnim dizajnom sustava može se ostvariti brza montaža sustava za uzgoj sadnica.Razmak između polica može se fleksibilno prilagoditi kako bi se zadovoljili prostorni zahtjevi za uzgoj različitih sorti sadnica i znatno poboljšala stopa iskorištenosti prostora.Osim toga, odvojeni dizajn sustava za sjetvu, sustava rasvjete i sustava za navodnjavanje vodom i gnojivom omogućuje da sjetva ima i transportnu funkciju, što je pogodno za premještanje u različite radionice kao što su sjetva, klijanje i pripitomljavanje, i smanjuje rad utrošak rukovanja ladicom za sadnice.

Odvojivi višeslojni vertikalni sustav sadnica 

Za navodnjavanje vodom i gnojivom uglavnom se koriste metode plime, prskanja i druge metode, kroz preciznu kontrolu vremena i učestalosti opskrbe hranjivom otopinom, kako bi se postigla ujednačena opskrba i učinkovita upotreba vode i mineralnih hranjiva.U kombinaciji s posebnom formulom hranjive otopine za presadnice, može zadovoljiti potrebe rasta i razvoja presadnica te osigurati brz i zdrav rast presadnica.Osim toga, putem online sustava za detekciju iona hranjivih tvari i sustava za sterilizaciju hranjivih otopina, hranjive tvari se mogu nadoknaditi na vrijeme, a izbjegava se nakupljanje mikroorganizama i sekundarnih metabolita koji utječu na normalan rast sadnica. 

Sustav kontrole okoliša

Precizna i učinkovita kontrola okoliša jedna je od glavnih značajki sustava za tvorničko razmnožavanje sadnica.Vanjska struktura održavanja tvornice postrojenja općenito je sastavljena od materijala koji su neprozirni i imaju visoku izolaciju.Na temelju toga, regulacija svjetla, temperature, vlažnosti, brzine vjetra i CO2 gotovo je bez utjecaja vanjske okoline.Kroz konstrukciju CFD modela za optimizaciju rasporeda zračnog kanala, u kombinaciji s metodom kontrole mikrookruženja, ravnomjerna distribucija okolišnih čimbenika kao što su temperatura, vlažnost, brzina vjetra i CO2 u kulturnom prostoru visoke gustoće može biti postignuto.Inteligentna regulacija okoliša ostvaruje se raspodijeljenim senzorima i kontaktnim upravljanjem, a regulacija cjelokupnog uzgojnog okoliša u realnom vremenu ostvaruje se vezom između nadzorne jedinice i upravljačkog sustava.Osim toga, upotrebom vodeno hlađenih izvora svjetlosti i cirkulacije vode, u kombinaciji s uvođenjem vanjskih izvora hladnoće, može se postići hlađenje koje štedi energiju i smanjiti potrošnja energije za klimatizaciju.

Automatska pomoćna radna oprema

Proces oplemenjivanja sadnica u tvornici je strog, gustoća rada je velika, prostor je kompaktan, a automatska pomoćna oprema je nezamjenjiva.Korištenje automatizirane pomoćne opreme ne samo da doprinosi smanjenju utroška radne snage, već također pomaže u poboljšanju učinkovitosti prostora za uzgoj.Oprema za automatizaciju koja je do sada razvijena uključuje plug stroj za pokrivanje tla, sijačicu, stroj za kalemljenje, AGV logistička transportna kolica, itd. Pod kontrolom prateće inteligentne upravljačke platforme, bespilotni rad cijelog procesa uzgoja sadnica može se u osnovi shvatio.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 obavlja automatski pregled slabih sadnica i mrtvih sadnica.Ruka robota uklanja i puni sadnice.

Prednosti tvorničkog uzgoja rasada

Visoka razina ekološke kontrole omogućuje godišnju proizvodnju

Zbog specifičnosti uzgoja presadnica vrlo je važna kontrola uvjeta njezina uzgoja.U uvjetima tvornice biljaka, čimbenici okoliša kao što su svjetlost, temperatura, voda, zrak, gnojivo i CO2 su visoko kontrolirani, što može pružiti najbolje okruženje za rast za uzgoj sadnica, bez obzira na godišnja doba i regije.Osim toga, u procesu uzgoja cijepljenih sadnica i sadnica za rezanje, proces zacjeljivanja rana i diferencijacije korijena zahtijeva veću kontrolu okoline, a tvornice biljaka također su izvrsni nositelji.Fleksibilnost okolišnih uvjeta same tvornice biljaka je jaka, tako da je od velike važnosti za proizvodnju presadnica povrća u sezonama bez razmnožavanja ili u ekstremnim okruženjima, te može pružiti podršku sadnicama kako bi se osigurala trajna opskrba povrćem.Osim toga, uzgoj sadnica u tvornicama biljaka nije ograničen prostorom, a može se provoditi na licu mjesta u predgrađima gradova i na javnim javnim površinama.Specifikacije su fleksibilne i promjenjive, omogućujući masovnu proizvodnju i blisku opskrbu visokokvalitetnim sadnicama, pružajući važnu potporu razvoju urbane hortikulture. 

Skratite ciklus uzgoja i poboljšajte kvalitetu sadnica

U tvorničkim uvjetima, zahvaljujući preciznoj kontroli različitih čimbenika okoliša rasta, ciklus uzgoja sadnica skraćuje se za 30% do 50% u usporedbi s tradicionalnim metodama.Skraćivanje ciklusa uzgoja može povećati proizvodnu seriju presadnica, povećati prihode proizvođača i smanjiti operativne rizike uzrokovane tržišnim fluktuacijama.Za uzgajivače, pogoduje ranom presađivanju i sadnji, ranom izlasku na tržište i poboljšanoj tržišnoj konkurentnosti.S druge strane, presadnice uzgojene u tvornici biljaka su uredne i čvrste, morfološki i kvalitetni pokazatelji su značajno poboljšani, a proizvodni učinak nakon kolonizacije je bolji.Studije su pokazale da presadnice rajčice, paprike i krastavca uzgojene u tvorničkim uvjetima ne samo da poboljšavaju lisnu površinu, visinu biljke, promjer stabljike, snagu korijena i druge pokazatelje, već također poboljšavaju prilagodljivost, otpornost na bolesti, diferencijaciju cvjetnih pupova nakon kolonizacije.A proizvodnja i drugi aspekti imaju očite prednosti.Broj ženskih cvjetova po biljci porastao je za 33,8%, a broj plodova po biljci za 37,3% nakon sadnje presadnica krastavaca uzgojenih u tvornicama biljaka.Kontinuiranim produbljivanjem teorijskih istraživanja o biologiji razvojnog okoliša sadnica, tvornice biljaka bit će preciznije i kontroliranije 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 biljaka usvaja standardizirane, informatizirane i industrijalizirane metode sadnje, tako da je svaka karika proizvodnje presadnica strogo kontrolirana, a učinkovitost korištenja resursa značajno poboljšana.Sjeme je glavni trošak potrošnje u uzgoju rasada.Zbog nepravilnog rada i slabe ekološke kontrole tradicionalnih sadnica, javljaju se problemi poput neklijanja ili slabog rasta sjemena, što rezultira ogromnim otpadom u procesu od sjemena do komercijalnih sadnica.U okruženju tvornice biljaka, kroz predtretman sjemena, finu sjetvu i preciznu kontrolu okoline uzgoja, učinkovitost iskorištenja sjemena je znatno poboljšana, a doza se može smanjiti za više od 30%.Voda, gnojivo i drugi resursi također su glavni trošak potrošnje tradicionalnog uzgoja sadnica, a fenomen rasipanja resursa je ozbiljan.U uvjetima tvornica biljaka, primjenom precizne tehnologije navodnjavanja, učinkovitost iskorištenja vode i gnojiva može se povećati za više od 70%.Osim toga, zbog kompaktnosti strukture same tvornice biljaka i ujednačenosti kontrole okoline, značajno je poboljšana i učinkovitost iskorištenja energije i CO2 u procesu razmnožavanja presadnica.

U usporedbi s tradicionalnim uzgojem sadnica na otvorenom polju i uzgojem sadnica u staklenicima, najveća značajka uzgoja sadnica u tvornicama biljaka je da se može provoditi na višeslojni trodimenzionalni način.U tvornici biljaka, uzgoj sadnica može se proširiti od ravnine do okomitog prostora, što uvelike poboljšava učinkovitost uzgoja sadnica po jedinici zemlje i značajno poboljšava učinkovitost korištenja prostora.Na primjer, standardni modul za uzgoj presadnica koji je razvila biološka tvrtka, pod uvjetom pokrivanja površine od 4,68 ㎡, može uzgojiti više od 10.000 presadnica u jednoj seriji, koje se mogu koristiti za 3,3 Mu (2201,1 ㎡) proizvodnju povrća potrebe.U uvjetima višeslojnog trodimenzionalnog uzgoja visoke gustoće, prateća automatska pomoćna oprema i inteligentni logistički transportni sustav mogu uvelike poboljšati učinkovitost iskorištenja radne snage i uštedjeti radnu snagu za više od 50%.

Uzgoj presadnica visoke otpornosti za pomoć zelenoj proizvodnji

Čisto proizvodno okruženje tvornice biljaka može uvelike smanjiti pojavu štetnika i bolesti u prostoru za uzgoj.U isto vrijeme, kroz optimiziranu konfiguraciju okruženja kulture, proizvedene sadnice će imati veću otpornost, što može uvelike smanjiti prskanje pesticidima tijekom razmnožavanja i sadnje sadnica.Osim toga, za uzgoj posebnih sadnica kao što su cijepljene sadnice i sadnice za rezanje, zelene mjere kontrole kao što su svjetlo, temperatura, voda i gnojivo u tvornici biljaka mogu se koristiti kako bi se zamijenila velika upotreba hormona u tradicionalnim operacijama kako bi se osiguralo sigurnost hrane, smanjenje zagađenja okoliša i postizanje zelenih sadnica Održiva proizvodnja.

Analiza troškova proizvodnje 

Načini na koje tvornice biljaka mogu povećati ekonomske koristi od sadnica uglavnom se sastoje od dva dijela.S jedne strane, optimizacijom konstrukcijskog dizajna, standardiziranim radom i upotrebom inteligentnih objekata i opreme, može se smanjiti potrošnja sjemena, električne energije i rada u procesu uzgoja sadnica, te poboljšati potrošnja vode, gnojiva, topline i energije .Učinkovitost iskorištenja plina i CO2 smanjuje troškove uzgoja sadnica;s druge strane, preciznom kontrolom okoline i optimizacijom tijeka procesa skraćuje se vrijeme uzgoja sadnica, povećava godišnja serija uzgoja i prinos sadnica po jedinici prostora, što je konkurentnije na tržištu. 

S razvojem tehnologije tvornica biljaka i stalnim produbljivanjem bioloških istraživanja okoliša o uzgoju sadnica, trošak uzgoja sadnica u tvornicama biljaka u osnovi je isti kao i kod tradicionalnog uzgoja u stakleniku, a kvaliteta i tržišna vrijednost sadnica su veće.Uzimajući za primjer presadnice krastavaca, materijali za proizvodnju čine veliki udio, čineći oko 37% ukupnih troškova, uključujući sjeme, hranjivu otopinu, posude za čepove, supstrate itd. Potrošnja električne energije čini oko 24% ukupnih troškova troškove, uključujući rasvjetu postrojenja, klimatizaciju i potrošnju energije pumpe hranjive otopine itd., što je glavni smjer buduće optimizacije.Osim toga, nizak udio radne snage obilježje je biljne tvorničke proizvodnje.Kontinuiranim povećanjem stupnja automatizacije dodatno će se smanjiti trošak utroška radne snage.U budućnosti, ekonomske koristi od uzgoja sadnica u tvornicama biljaka mogu se dodatno poboljšati razvojem usjeva visoke dodane vrijednosti i razvojem industrijalizirane tehnologije uzgoja sadnica dragocjenog šumskog drveća.

Sastav troškova sadnica krastavaca /%

Status industrijalizacije

Posljednjih su godina znanstveno-istraživačke institucije koje predstavlja Institut za istraživanje urbane poljoprivrede Kineske akademije poljoprivrednih znanosti i visokotehnološka poduzeća ostvarila industriju uzgoja sadnica u tvornicama biljaka.Sadnicama može osigurati učinkovitu industrijsku proizvodnu liniju od sjemena do nicanja.Među njima, tvornica biljaka u Shanxiju izgrađena i puštena u rad 2019. pokriva površinu od 3.500 ㎡ i može uzgojiti 800.000 sadnica paprike ili 550.000 sadnica rajčice unutar ciklusa od 30 dana.Još jedna izgrađena tvornica za uzgoj sadnica pokriva površinu od 2300 ㎡ i može proizvesti 8-10 milijuna sadnica godišnje.Mobilna ljekovita biljka za cijepljene sadnice koju je neovisno razvio Institut za urbanu poljoprivredu, Kineska akademija poljoprivrednih znanosti, može pružiti pokretnu platformu za cijeljenje i pripitomljavanje za uzgoj cijepljenih sadnica.Jedan radni prostor može istovremeno obraditi više od 10.000 cijepljenih sadnica.U budućnosti se očekuje da će se raznolikost sorti za uzgoj sadnica u tvornicama biljaka dodatno proširiti, a razina automatizacije i inteligencije će se nastaviti poboljšavati.

Mobilna ljekovita biljka za cijepljene sadnice koju je razvio Institut za urbanu poljoprivredu Kineske akademije poljoprivrednih znanosti

Outlook

Kao novi nositelj tvorničkog uzgoja presadnica, tvornice biljaka imaju ogromne prednosti i potencijal komercijalizacije u usporedbi s tradicionalnim metodama uzgoja presadnica u smislu precizne kontrole okoliša, učinkovitog korištenja resursa i standardiziranih operacija.Smanjenjem potrošnje resursa kao što su sjeme, voda, gnojivo, energija i radna snaga u uzgoju presadnica te poboljšanjem prinosa i kvalitete presadnica po jedinici površine dodatno će se smanjiti troškovi uzgoja presadnica u tvornicama biljaka, a proizvodi biti konkurentniji na tržištu.U Kini je velika potražnja za sadnicama.Uz proizvodnju tradicionalnih usjeva kao što je povrće, očekuje se da će se sadnice visoke dodane vrijednosti kao što su cvijeće, kineski biljni lijekovi i rijetka stabla uzgajati u tvornicama biljaka, a ekonomska korist će se dodatno poboljšati.U isto vrijeme, industrijalizirana platforma za uzgoj sadnica treba uzeti u obzir kompatibilnost i fleksibilnost različitih uzgoja sadnica kako bi se zadovoljile potrebe tržišta uzgoja sadnica u različitim godišnjim dobima.

Biološka teorija okruženja za uzgoj sadnica srž je precizne kontrole okoliša tvornice biljaka.Detaljno istraživanje o regulaciji oblika sadnice i fotosinteze te drugih fizioloških aktivnosti okolišnim čimbenicima kao što su svjetlost, temperatura, vlaga i CO2 pomoći će uspostaviti model interakcije sadnica-okoliš, koji može smanjiti potrošnju energije u proizvodnji sadnica i poboljšati kvalitetu i proizvodnju presadnica.Kvaliteta daje teoretsku osnovu.Na temelju toga, kontrolirajte tehnologiju i opremu sa svjetlom kao središtem i zajedno s drugim čimbenicima okoliša, te prilagodite proizvodnju sadnica s posebnim vrstama biljaka, visoke ujednačenosti i visoke kvalitete kako bi se zadovoljili zahtjevi uzgoja visoke gustoće i mehaniziranog rada u pogonu mogu se razviti tvornice.U konačnici, pruža tehničku osnovu za izgradnju digitalnog sustava proizvodnje presadnica i ostvaruje standardizirani, bespilotni i digitalni uzgoj presadnica u tvornicama biljaka.

Autor: Xu Yaliang, Liu Xinying, itd. 

Podaci o citatu:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang. Ključna tehnička oprema i industrijalizacija uzgoja sadnica u tvornicama biljaka [J].Tehnologija poljoprivredne tehnike, 2021,42(4):12-15.