Abstract

În prezent, fabrica de plante și-a dat seama cu succes de reproducerea răsadurilor de legume, cum ar fi castraveți, roșii, ardei, vinete și pepeni, oferind fermierilor răsaduri de înaltă calitate în loturi, iar performanța de producție după plantare este mai bună. Fabricile de plante au devenit un mijloc important de aprovizionare cu răsaduri pentru industria legumelor și joacă un rol din ce în ce mai important în promovarea reformei structurale din partea ofertei a industriei vegetale, asigurând aprovizionarea cu legume urbane și producția de legume verzi.

Proiectarea sistemului de reproducere a răsadurilor din fabrici de plante și echipamente tehnice cheie

Ca cel mai eficient sistem de producție agricolă în prezent, sistemul de reproducere a răsadurilor din fabrica de plante integrează mijloace tehnice cuprinzătoare, inclusiv iluminare artificială, alimentare cu soluții de nutrienți, control tridimensional de mediu, operații auxiliare automate, management de producție inteligentă etc. Tehnologie și inteligență artificială. Realizări inteligente și alte de înaltă tehnologie promovează dezvoltarea continuă a industriei. 

Sistem de sursă de lumină artificială LED

Construcția mediului de lumină artificială este una dintre tehnologiile de bază ale sistemului de reproducere a răsadurilor în fabricile de plante și este, de asemenea, principala sursă de consum de energie pentru producția de răsaduri. Mediul luminos al fabricilor de plante are o flexibilitate puternică, iar mediul luminos poate fi reglementat de la mai multe dimensiuni, cum ar fi calitatea luminii, intensitatea luminii și fotoperioada și, în același timp, diferiți factori de lumină pot fi optimizați și combinați în secvență de timp pentru a forma un Formula ușoară pentru cultivarea răsadului, asigurând un mediu ușor adecvat pentru cultivarea artificială a răsadurilor. Prin urmare, pe baza caracteristicilor cererii de lumină și a obiectivelor de producție ale unei creșteri diferite a răsadului, prin optimizarea parametrilor de formulă ușoară și a strategiei de alimentare cu lumină, a fost dezvoltată o sursă specială de lumină LED de economisire a energiei, care poate îmbunătăți mult eficiența conversiei energiei ușoare a răsadurilor , promovează acumularea de biomasă de răsad și îmbunătățește calitatea producției de răsad, reducând în același timp consumul de energie și costurile de producție. În plus, reglarea ușoară a mediului este, de asemenea, un mijloc tehnic important în procesul de domesticire a răsadurilor și vindecarea răsadurilor altoite.

Sistem detașabil de răsaduri verticale cu mai multe straturi

Creșterea răsadului în fabrica de plante se realizează prin utilizarea unui raft tridimensional cu mai multe straturi. Prin proiectarea sistemului modular, poate fi realizat asamblarea rapidă a sistemului de creștere a răsadurilor. Distanța dintre rafturi poate fi ajustată flexibil pentru a satisface cerințele de spațiu pentru reproducerea diferitelor soiuri de răsaduri și pentru a îmbunătăți mult rata de utilizare a spațiului. În plus, proiectarea separată a sistemului de semințe, a sistemului de iluminat și a sistemului de irigare a apei și a îngrășămintelor permite semințelor să aibă atât o funcție de transport, care este convenabilă pentru a se muta la diferite ateliere, cum ar fi semănatul, germinarea și domesticirea și reducerea forței de muncă Consumul de manipulare a tăvii de răsad.

Sistem detașabil de răsaduri verticale cu mai multe straturi 

Irigarea cu apă și îngrășăminte adoptă în principal tipul de maree, tipul de pulverizare și alte metode, printr -un control precis al timpului și frecvenței alimentării cu soluții de nutrienți, pentru a obține o alimentare uniformă și utilizarea eficientă a apei și nutrienților minerali. În combinație cu formula specială de soluție de nutrienți pentru răsaduri, poate satisface nevoile de creștere și dezvoltare a răsadurilor și poate asigura creșterea rapidă și sănătoasă a răsadurilor. În plus, prin intermediul sistemului de detectare a ionilor de nutrienți online și al sistemului de sterilizare a soluției de nutrienți, nutrienții pot fi reînnoiți la timp, evitând în același timp acumularea de microorganisme și metaboliți secundari care afectează creșterea normală a răsadurilor. 

Sistem de control al mediului

Controlul precis și eficient al mediului este una dintre principalele caracteristici ale unui sistem de propagare a răsadurilor din fabrică de plante. Structura de întreținere externă a unei fabrici de plante este, în general, asamblată din materiale care sunt opace și extrem de izolante. Pe această bază, reglarea luminii, temperaturii, umidității, vitezei vântului și CO2 nu este aproape afectată de mediul extern. Prin construcția modelului CFD pentru a optimiza aspectul conductei de aer, combinat cu metoda de control a micro-mediu, distribuția uniformă a factorilor de mediu, cum ar fi temperatura, umiditatea, viteza vântului și CO2 în spațiul de cultură de înaltă densitate poate fi să fie realizat. Reglementarea inteligentă a mediului este realizată de senzori distribuiți și de controlul contactului, iar reglarea în timp real a întregului mediu de cultivare se realizează prin conexiunea dintre unitatea de monitorizare și sistemul de control. În plus, utilizarea surselor de lumină răcite cu apă și a circulației apei, combinată cu introducerea surselor reci în aer liber, poate obține răcirea de economisire a energiei și poate reduce consumul de energie de aer condiționat.

Echipament automat de funcționare auxiliară

Procesul de operare de reproducere a răsadurilor din fabrica de plante este strict, densitatea de funcționare este ridicată, spațiul este compact, iar echipamentele auxiliare automate sunt indispensabile. Utilizarea echipamentelor auxiliare automate nu numai că este favorabil reducerii consumului de forță de muncă, dar ajută și la îmbunătățirea eficienței spațiului de cultivare. Echipamentul de automatizare care a fost dezvoltat până în prezent include mașina de acoperire a solului, semănătoare, mașină de altoire, logistică AGV care transmite căruciorul etc. sub controlul platformei de gestionare inteligentă de susținere, funcționarea fără pilot a întreg realizat. În plus, tehnologia viziunii mașinilor joacă, de asemenea, un rol din ce în ce mai important în procesul de reproducere a răsadului. Nu numai că ajută la monitorizarea stării de creștere a răsadurilor, ajută la gestionarea răsadurilor comerciale, dar efectuează și screeningul automat al răsadurilor slabe și a răsadurilor moarte. Mâna robotului scoate și umple răsadurile.

Avantajele reproducerii răsadurilor din fabrici de plante

Nivelul ridicat de control al mediului permite producția anuală

Datorită particularității creșterii răsadului, controlul mediului său de cultivare este foarte important. În condițiile fabricii de plante, factorii de mediu, cum ar fi lumina, temperatura, apa, aerul, îngrășământul și CO2 sunt foarte controlate, ceea ce poate oferi cel mai bun mediu de creștere pentru reproducerea răsadului, indiferent de anotimpuri și regiuni. În plus, în procesul de reproducere a răsadurilor altoite și a răsadurilor de tăiere, procesul de altoire a vindecării rănilor și diferențierea rădăcinilor necesită un control mai mare al mediului, iar fabricile de plante sunt, de asemenea, purtători excelenți. Flexibilitatea condițiilor de mediu ale fabricii de plante în sine este puternică, astfel încât este de o importanță deosebită pentru producerea de răsaduri vegetale în anotimpurile care nu sunt de reproducere sau în medii extreme și poate oferi sprijin de răsad pentru a asigura aprovizionarea perenă de legume. În plus, reproducerea răsadurilor a fabricilor de plante nu este limitată de spațiu și poate fi efectuată la fața locului în suburbiile orașelor și ale spațiilor publice comunitare. Specificațiile sunt flexibile și schimbătoare, permițând producția în masă și oferta strânsă de răsaduri de înaltă calitate, oferind un sprijin important pentru dezvoltarea horticulturii urbane. 

Scurtați ciclul de reproducere și îmbunătățiți calitatea răsadurilor

În condițiile fabricii de plante, datorită controlului precis al diverșilor factori de mediu de creștere, ciclul de reproducere a răsadului este scurtat cu 30% până la 50% în comparație cu metodele tradiționale. Scurtarea ciclului de reproducere poate crește lotul de producție de răsaduri, crește venitul producătorului și poate reduce riscurile de exploatare cauzate de fluctuațiile pieței. Pentru cultivatori, este favorabil transplantului și plantării timpurii, lansării timpurii a pieței și competitivității îmbunătățite ale pieței. Pe de altă parte, răsadurile crescute în fabrica de plante sunt îngrijite și stricte, indicatorii morfologici și de calitate sunt îmbunătățiți semnificativ, iar performanța de producție după colonizare este mai bună. Studiile au arătat că răsadurile de roșii, piper și castraveți crescuți în condiții de fabrică de plante nu numai că îmbunătățesc zona frunzelor, înălțimea plantelor, diametrul tulpinii, vigoarea rădăcinii și alți indicatori, dar îmbunătățesc adaptabilitatea, rezistența la boli, diferențierea mugurilor de flori după colonizare. Iar producția și alte aspecte au avantaje evidente. Numărul de flori de sex feminin pe plantă a crescut cu 33,8%, iar numărul de fructe pe plantă a crescut cu 37,3% după plantarea răsadurilor de castraveți crescuți în fabricile de plante. Odată cu aprofundarea continuă a cercetării teoretice asupra biologiei mediului de dezvoltare a răsadului, fabricile de plante vor fi mai precise și mai controlabile în modelarea morfologiei răsadului și îmbunătățirea activității fiziologice.

 Comparația stării răsadurilor altoite în sere și fabrici de plante

Utilizarea eficientă a resurselor pentru a reduce costurile de răsad

Fabrica de plante adoptă metode de plantare standardizate, informatizate și industrializate, astfel încât fiecare legătură a producției de răsad este strict controlată, iar eficiența utilizării resurselor este îmbunătățită semnificativ. Semințele sunt principalul consum de costuri în reproducerea răsadului. Datorită funcționării neregulate și a controlabilității ecologice slabe a răsadurilor tradiționale, există probleme precum non-germinarea sau creșterea slabă a semințelor, ceea ce duce la deșeuri uriașe în procesul de la semințe la răsaduri comerciale. În mediul fabricii de plante, prin pretratarea semințelor, însămânțare fină și controlul precis al mediului de cultivare, eficiența de utilizare a semințelor este mult îmbunătățită, iar doza poate fi redusă cu mai mult de 30%. Apa, îngrășământul și alte resurse sunt, de asemenea, principalul consum de costuri de creștere tradițională a răsadurilor, iar fenomenul deșeurilor de resurse este grav. În condițiile fabricilor de plante, prin aplicarea tehnologiei de irigare de precizie, eficiența utilizării apei și a îngrășămintelor poate fi crescută cu mai mult de 70%. În plus, datorită compactității structurii fabricii de plante în sine și a uniformității controlului mediului, eficiența de utilizare a energiei și a CO2 în procesul de propagare a răsadului este, de asemenea, îmbunătățită semnificativ.

În comparație cu creșterea tradițională a răsadurilor de câmp deschis și creșterea răsadurilor cu efect de seră, cea mai mare caracteristică a reproducerii răsadurilor în fabricile de plante este aceea că poate fi realizată într-o manieră tridimensională cu mai multe straturi. În fabrica de plante, reproducerea răsadului poate fi extinsă de la avion la spațiul vertical, ceea ce îmbunătățește considerabil eficiența de reproducere a răsadului pe unitatea de teren și îmbunătățește semnificativ eficiența utilizării spațiului. De exemplu, modulul standard pentru reproducerea răsadului dezvoltat de o companie biologică, în condițiile de a acoperi o suprafață de 4,68 ㎡, poate reproduce peste 10.000 de răsaduri într -un singur lot, care poate fi utilizat pentru producția de legume de 3,3 mu (2201,1 ㎡) nevoile. În condițiile unei reproduceri tridimensionale cu mai multe straturi de înaltă densitate, sprijinirea echipamentelor auxiliare automate și a sistemului de transport al logisticii inteligente poate îmbunătăți mult eficiența utilizării forței de muncă și poate economisi forța de muncă cu mai mult de 50%.

Creșterea răsadurilor cu rezistență ridicată pentru a ajuta la producția verde

Mediul de producție curat al fabricii de plante poate reduce considerabil apariția dăunătorilor și bolilor în spațiul de reproducere. În același timp, prin configurația optimizată a mediului de cultură, răsadurile produse vor avea o rezistență mai mare, ceea ce poate reduce considerabil pulverizarea pesticidelor în timpul propagărilor și plantării răsadului. În plus, pentru creșterea răsadurilor speciale, cum ar fi răsadurile altoite și răsadurile de tăiere, măsurile de control ecologic, cum ar fi lumina, temperatura, apa și îngrășământul în fabrica de plante pot fi utilizate pentru a înlocui utilizarea pe scară largă a hormonilor în operațiuni tradiționale pentru a asigura pentru a asigura Siguranța alimentelor, reduceți poluarea mediului și obțineți producția durabilă a răsadurilor verzi.

Analiza costurilor de producție 

Modalitățile pentru fabricile de plante de a crește beneficiile economice ale răsadurilor includ în principal două părți. Pe de o parte, prin optimizarea proiectării structurale, a funcționării standardizate și a utilizării instalațiilor și echipamentelor inteligente, poate reduce consumul de semințe, electricitate și forță de muncă în procesul de reproducere a răsadului și poate îmbunătăți apa, îngrășământul, căldura și consumul de energie . Eficiența utilizării gazelor și CO2 reduce costul reproducerii răsadului; Pe de altă parte, prin controlul precis al mediului și optimizarea fluxului de proces, timpul de reproducere a răsadurilor este scurtat, iar lotul anual de reproducere și randamentul de răsad pe unitatea de spațiu este crescut, ceea ce este mai competitiv pe piață. 

Odată cu dezvoltarea tehnologiei fabricii de plante și aprofundarea continuă a cercetării biologiei mediului asupra cultivării răsadului, costul reproducerii răsadului în fabricile de plante este practic același cu cel al cultivării tradiționale de seră, iar calitatea și valoarea de piață a răsadurilor sunt mai mari. Luând ca exemplu să răsacuri de castraveți, materialele de producție reprezintă o proporție mare, reprezentând aproximativ 37% din costul total, inclusiv semințele, soluția de nutrienți, tăvile de priză, substraturile, etc. Consumul de energie electrică reprezintă aproximativ 24% din totalul Costul, inclusiv iluminatul plantelor, aerul condiționat și consumul de energie al soluției de nutrienți, etc., care este direcția principală a optimizării viitoare. În plus, proporția scăzută a forței de muncă este o caracteristică a producției de fabrici de plante. Odată cu creșterea continuă a gradului de automatizare, costul consumului de forță de muncă va fi redus în continuare. În viitor, beneficiile economice ale creșterii răsadurilor în fabricile de plante pot fi îmbunătățite în continuare prin dezvoltarea culturilor cu valoare adăugată ridicată și dezvoltarea tehnologiei de cultivare industrializate pentru răsadurile de arbori de pădure prețioase.

Compoziția costurilor de răsad de castraveți /%

Starea de industrializare

În ultimii ani, instituțiile de cercetare științifică reprezentate de Institutul de Cercetare a Agriculturii Urbane de la Academia Chineză de Științe Agricole și întreprinderi de înaltă tehnologie au realizat industria reproducerii răsadurilor în fabricile de plante. Poate oferi răsadurilor o linie de producție industrială eficientă de la semințe la apariție. Printre ele, o fabrică de plante din Shanxi construită și pusă în funcțiune în 2019 acoperă o suprafață de 3.500 ㎡ și poate reproduce 800.000 de răsaduri de ardei sau 550.000 de răsaduri de roșii într-un ciclu de 30 de zile. O altă fabrică de plante de reproducție de răsaduri construite acoperă o suprafață de 2300 ㎡ și poate produce 8-10 milioane de răsaduri pe an. Planta de vindecare mobilă pentru răsaduri grefate dezvoltate independent de Institutul de Agricultură Urbană, Academia Chineză de Științe Agricole poate oferi o platformă de vindecare și de domesticire a liniei de asamblare pentru cultivarea răsadurilor altoite. Un singur spațiu de lucru poate gestiona mai mult de 10.000 de răsaduri grefate simultan. În viitor, se preconizează că diversitatea soiurilor de reproducere a răsadurilor în fabricile de plante va fi extinsă în continuare, iar nivelul de automatizare și inteligență va continua să se îmbunătățească.

Planta de vindecare mobilă pentru răsaduri altoite dezvoltate de Institutul de Agricultură Urbană, Academia Chineză de Științe Agricole

Perspectivă

Ca un nou purtător de creștere a răsadurilor din fabrică, fabricile de plante au avantaje uriașe și potențial de comercializare în comparație cu metodele tradiționale de creștere a răsadurilor în ceea ce privește controlul precis al mediului, utilizarea eficientă a resurselor și operațiunile standardizate. Prin reducerea consumului de resurse, cum ar fi semințe, apă, îngrășăminte, energie și forță de muncă în reproducerea răsadurilor și îmbunătățirea randamentului și calității răsadurilor pe unitatea de suprafață, costul reproducerii răsadului în fabricile de plante va fi redus în continuare, iar produsele vor fi Fii mai competitiv pe piață. Există o cerere uriașă pentru răsaduri în China. În plus față de producerea de culturi tradiționale, cum ar fi legume, răsadurile cu valoare adăugată ridicată, cum ar fi florile, medicamentele din plante chinezești și copacii rari sunt așteptați să fie crescuți în fabricile de plante, iar beneficiile economice vor fi îmbunătățite în continuare. În același timp, platforma de reproducere a răsadurilor industrializate trebuie să ia în considerare compatibilitatea și flexibilitatea de reproducere a răsadurilor diferite pentru a răspunde nevoilor pieței de reproducere a răsadurilor în diferite sezoane.

Teoria biologică a mediului de reproducere a răsadului este nucleul controlului precis al mediului fabricii de plante. Cercetări aprofundate privind reglarea formei plantelor de răsad și fotosinteză și alte activități fiziologice de către factori de mediu, cum ar fi lumina, temperatura, umiditatea și CO2, vor ajuta la stabilirea unui model de interacțiune de răsad-mediu, care poate reduce consumul de energie al producției de răsaduri și Îmbunătățiți calitatea și producția de răsaduri. Calitatea oferă o bază teoretică. Pe această bază, controlul tehnologiei și echipamentelor cu lumină ca miez și cuplat cu alți factori de mediu și personalizați producția de răsaduri cu tipuri de plante speciale, uniformitate ridicată și calitate ridicată pentru a satisface cerințele cultivării de înaltă densitate și funcționarea mecanizată în plante fabricile pot fi dezvoltate. În cele din urmă, oferă o bază tehnică pentru construcția unui sistem de producție digitală de răsaduri și realizează reproducerea standardizată, fără pilot și digitală în fabricile de plante.

Autor: Xu Yaliang, Liu Xinying, etc. 

Informații de citare:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang.Key Echipament tehnic și industrializarea reproducerii răsadurilor în fabricile de plante [J]. Tehnologia ingineriei agricole, 2021,42 (4): 12-15.