Abstract

În prezent, fabrica de plante a realizat cu succes creșterea răsadurilor de legume precum castraveți, roșii, ardei, vinete și pepeni, oferind fermierilor răsaduri de înaltă calitate în loturi, iar performanța producției 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 legumelor, asigurând aprovizionarea cu legume urbane și producția de legume verzi.

Proiectarea sistemului de reproducere a puieților din fabrică de plante și echipamente tehnice cheie

Fiind cel mai eficient sistem de producție agricolă în prezent, sistemul de creștere a răsadurilor din fabrica de plante integrează mijloace tehnice cuprinzătoare, inclusiv iluminare artificială, furnizare de soluții nutritive, control tridimensional al mediului, operațiuni auxiliare automate, management inteligent al producției etc. și integrează biotehnologia, informațiile. tehnologie și inteligență artificială.Realizările inteligente și alte realizări de înaltă tehnologie promovează dezvoltarea continuă a industriei. 

Sistem cu surse de lumină artificială LED

Construcția mediului de lumină artificială este una dintre tehnologiile de bază ale sistemului de creștere a răsadurilor în fabricile de plante și este, de asemenea, principala sursă de consum de energie pentru producția de răsaduri.Mediul de lumină al fabricilor de fabrici are o flexibilitate puternică, iar mediul de lumină poate fi reglat din 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 succesiune temporală pentru a forma un formula usoara pentru cultivarea rasadurilor, asigurand un mediu de lumina potrivit pentru cultivarea artificiala a rasadurilor.Prin urmare, pe baza caracteristicilor cererii de lumină și a obiectivelor de producție ale diferitelor creșteri ale răsadurilor, prin optimizarea parametrilor formulei luminii și a strategiei de alimentare cu lumină, a fost dezvoltată o sursă de lumină LED specială, care economisește energie, care poate îmbunătăți considerabil eficiența conversiei energiei luminii a răsadurilor. , promovează acumularea de biomasă de răsaduri și îmbunătățește calitatea producției de răsaduri, reducând în același timp consumul de energie și costurile de producție.În plus, reglarea luminii mediului este, de asemenea, un mijloc tehnic important în procesul de domesticire a răsadurilor și de vindecare a puieților altoiți.

Sistem de răsaduri vertical multistrat detașabil

Creșterea răsadurilor în fabrica de plante se realizează prin utilizarea unui raft tridimensional cu mai multe straturi.Prin proiectarea sistemului modular se poate realiza asamblarea rapidă a sistemului de creștere a răsadului.Distanța dintre rafturi poate fi ajustată în mod flexibil pentru a îndeplini cerințele de spațiu pentru creșterea diferitelor soiuri de răsaduri și pentru a îmbunătăți considerabil rata de utilizare a spațiului.În plus, proiectarea separată a sistemului de semințe, a sistemului de iluminat și a sistemului de irigare cu apă și îngrășământ permite patului de semințe să aibă atât o funcție de transport, ceea ce este convenabil pentru mutarea în diferite ateliere, cum ar fi însămânțarea, germinația și domesticirea, și reduce munca. consumul manevrării tăvii pentru răsaduri.

Sistem de răsaduri vertical multistrat detașabil 

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 furnizării soluției nutritive, pentru a obține o aprovizionare uniformă și o utilizare eficientă a apei și a nutrienților minerali.Combinat cu formula specială de soluție nutritivă pentru răsaduri, poate satisface nevoile de creștere și dezvoltare ale răsadurilor și poate asigura creșterea rapidă și sănătoasă a răsadurilor.În plus, prin sistemul online de detectare a ionilor nutrienți și sistemul de sterilizare a soluției nutritive, nutrienții pot fi completați în timp, evitând în același timp acumularea de microorganisme și metaboliți secundari care afectează creșterea normală a răsadurilor. 

Sistemul de control al mediului

Controlul precis și eficient al mediului este una dintre principalele caracteristici ale unui sistem de înmulțire a răsadurilor din fabrică de plante.Structura de întreținere exterioară a unei fabrici este în general asamblată din materiale care sunt opace și foarte izolante.Pe această bază, reglarea luminii, temperaturii, umidității, vitezei vântului și CO2 este aproape neafectată de mediul extern.Prin construirea modelului CFD pentru a optimiza aspectul canalului de aer, combinat cu metoda de control al micro-mediului, distribuția uniformă a factorilor de mediu, cum ar fi temperatura, umiditatea, viteza vântului și CO2 în spațiul de cultură de înaltă densitate poate fi atins.Reglarea inteligentă a mediului este realizată prin senzori distribuiți și control prin contact, 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 de frig în aer liber, poate realiza o răcire cu economie de energie și poate reduce consumul de energie pentru aer condiționat.

Echipament automat de operare auxiliară

Procesul de operare de reproducere a răsadurilor din fabrică de plante este strict, densitatea de operare este mare, spațiul este compact și echipamentul auxiliar automat este indispensabil.Utilizarea echipamentelor auxiliare automatizate nu numai că favorizează reducerea consumului de muncă, dar ajută și la îmbunătățirea eficienței spațiului de cultivare.Echipamentul de automatizare care a fost dezvoltat până acum include mașină de acoperire a solului, semănătoare, mașină de altoit, cărucior de transport logistic AGV etc. Sub controlul platformei de management inteligent de sprijin, operarea fără echipaj a întregului proces de creștere a răsadurilor poate fi practic. realizat.În plus, tehnologia vederii artificiale joacă, de asemenea, un rol din ce în ce mai important în procesul de reproducere a răsadurilor.Nu numai că ajută la monitorizarea stării de creștere a răsadurilor, ajută la gestionarea răsadurilor comerciale, dar efectuează și screening-ul automat al răsadurilor slabe și a răsadurilor moarte.Mâna robotului îndepărtează și umple răsadurile.

Avantajele creșterii răsadurilor din fabrică de plante

Nivelul ridicat de control al mediului permite producția anuală

Datorită particularității înmulțirii răsadurilor, controlul mediului de cultură al acestuia este foarte important.În condițiile fabricii de plante, factorii de mediu cum ar fi lumina, temperatura, apa, aerul, îngrășământul și CO2 sunt foarte controlați, ceea ce poate oferi cel mai bun mediu de creștere pentru reproducerea răsadurilor, indiferent de anotimp și regiuni.În plus, în procesul de reproducere a răsadurilor altoiți și a răsadurilor de tăiere, procesul de altoire a vindecarii rănilor și diferențierea rădăcinilor necesită un control mai ridicat al mediului, iar fabricile de plante sunt, de asemenea, purtători excelente.Flexibilitatea condițiilor de mediu ale fabricii de plante în sine este puternică, deci este de mare importanță pentru producția de răsaduri de legume în sezoanele de neînmulțire sau în medii extreme și poate oferi suport pentru răsad pentru a asigura aprovizionarea perenă cu legume.În plus, creșterea răsadurilor din fabricile de plante nu este limitată de spațiu și poate fi efectuată la fața locului în suburbiile orașelor și în spațiile publice comunitare.Specificațiile sunt flexibile și schimbătoare, permițând producția de masă și furnizarea îndeaproape 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 diferiților factori de mediu de creștere, ciclul de reproducere a răsadurilor este scurtat cu 30% până la 50% în comparație cu metodele tradiționale.Scurtarea ciclului de reproducere poate crește lotul de producție de puieți, poate crește veniturile producătorului și poate reduce riscurile operaționale cauzate de fluctuațiile pieței.Pentru cultivatori, este favorabil transplantării și plantării timpurii, lansării timpurii pe piață și îmbunătățirea competitivității pe piață.Pe de altă parte, puieții crescuți în fabrica de plante sunt îngrijiți și robusti, indicatorii morfologici și de calitate sunt semnificativ îmbunătățiți, iar performanța producției după colonizare este mai bună.Studiile au arătat că răsadurile de roșii, ardei și castraveți crescuți în condițiile fabricii de plante nu numai că îmbunătățesc suprafața frunzelor, înălțimea plantei, diametrul tulpinii, vigoarea rădăcinilor și alți indicatori, dar îmbunătățesc și adaptabilitatea, rezistența la boli, diferențierea mugurilor florali după colonizare.Și producția și alte aspecte au avantaje evidente.Numărul de flori femele 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 privind biologia mediului de dezvoltare a răsadurilor, fabricile de plante vor fi mai precise și mai controlabile în modelarea morfologiei răsadurilor și îmbunătățirea activității fiziologice.

 Comparația stării răsadurilor altoite în sere și fabrici de plante

Utilizarea eficientă a resurselor pentru reducerea costurilor cu răsaduri

Fabrica de plante adoptă metode de plantare standardizate, informatizate și industrializate, astfel încât fiecare legătură a producției de răsaduri este strict controlată, iar eficiența utilizării resurselor este îmbunătățită semnificativ.Semințele reprezintă principalul consum de cost în creșterea răsadurilor.Din cauza funcționării neregulate și a controlabilității scăzute a mediului înconjurător a răsadurilor tradiționale, există probleme precum negerminarea sau creșterea slabă a semințelor, ducând la deșeuri uriașe în procesul de la semințe la răsaduri comerciale.În mediul fabricii de plante, prin pretratarea semințelor, semănatul fin 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, îngrășămintele și alte resurse sunt, de asemenea, principalul consum de cost al creșterii răsadurilor tradiționale, iar fenomenul de risipă 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 peste 70%.În plus, datorită compactității structurii fabricii în sine și uniformității controlului mediului, eficiența utilizării energiei și a CO2 în procesul de înmulțire a răsadului este, de asemenea, îmbunătățită semnificativ.

În comparație cu creșterea răsadurilor tradiționale în câmp deschis și creșterea răsadurilor în seră, cea mai mare caracteristică a creșterii răsadurilor în fabricile de plante este că poate fi realizată într-o manieră tridimensională cu mai multe straturi.În fabrica de plante, reproducerea răsadurilor poate fi extinsă de la plan la spațiul vertical, ceea ce îmbunătățește foarte mult eficiența de reproducere a răsadurilor pe unitatea de teren și îmbunătățește semnificativ eficiența utilizării spațiului.De exemplu, modulul standard pentru creșterea răsadurilor dezvoltat de o companie biologică, cu condiția acoperirii unei suprafețe de 4,68 ㎡, poate reproduce peste 10.000 de puieți într-un singur lot, care poate fi folosit pentru producția de legume de 3,3 Mu (2201,1 ㎡). are nevoie.În condițiile reproducerii tridimensionale cu mai multe straturi de înaltă densitate, sprijinirea echipamentelor auxiliare automate și a sistemului de transport logistic inteligent poate îmbunătăți considerabil eficiența utilizării forței de muncă și poate economisi forța de muncă cu peste 50%.

Creșterea răsadurilor de înaltă rezistență pentru a ajuta producția verde

Mediul de producție curat al fabricii de plante poate reduce foarte mult apariția dăunătorilor și a bolilor în spațiul de reproducere.Totodată, prin configurația optimizată a mediului de cultură, răsadurile produse vor avea o rezistență mai mare, ceea ce poate reduce mult pulverizarea pesticidelor în timpul înmulțirii și plantării răsadurilor.În plus, pentru creșterea răsadurilor speciale, cum ar fi puieții altoiți și răsaduri tăiate, 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 operațiunile tradiționale pentru a asigura siguranța alimentară, reducerea poluării mediului și obținerea de răsaduri verzi Producție durabilă.

Analiza costurilor de productie 

Modalitățile prin care fabricile de plante de a crește beneficiile economice ale răsadurilor includ în principal două părți.Pe de o parte, prin optimizarea designului structural, funcționarea standardizată și utilizarea unor facilități și echipamente inteligente, poate reduce consumul de semințe, electricitate și forță de muncă în procesul de reproducere a răsadurilor și poate îmbunătăți consumul de apă, îngrășăminte, căldură și energie. .Eficiența utilizării gazului și a CO2 reduce costul creșterii răsadurilor;pe de altă parte, prin controlul precis al mediului și optimizarea fluxului procesului, timpul de înmulțire al răsadurilor este scurtat, iar lotul anual de reproducere și randamentul de răsad pe unitatea de spațiu sunt mai competitive, ceea ce este mai competitiv pe piață. 

Odată cu dezvoltarea tehnologiei fabricii de plante și aprofundarea continuă a cercetării în biologia mediului privind cultivarea răsadurilor, costul creșterii răsadurilor în fabricile de plante este practic același cu cel al cultivării tradiționale în seră, iar calitatea și valoarea de piață a răsadurilor sunt mai mari.Luând ca exemplu răsaduri de castraveți, materialele de producție reprezintă o proporție mare, reprezentând aproximativ 37% din costul total, inclusiv semințe, soluție nutritivă, tăvi pentru dopuri, substraturi etc. Consumul de energie electrică reprezintă aproximativ 24% din total. cost, inclusiv iluminarea plantelor, aer condiționat și soluție nutritivă pompa consumul de energie, etc, care este direcția principală de optimizare viitoare.În plus, proporția scăzută a forței de muncă este o caracteristică a producției din fabrică.Odată cu creșterea continuă a gradului de automatizare, costul consumului de muncă va fi și mai redus.În viitor, beneficiile economice ale creșterii răsadurilor în fabricile de plante pot fi îmbunătățite în continuare prin dezvoltarea culturilor cu valoare adăugată mare și dezvoltarea tehnologiei de cultivare industrializată pentru răsaduri de copaci păduri prețioase.

Compoziția costului răsadurilor de castraveți /%

Starea de industrializare

În ultimii ani, instituțiile de cercetare științifică reprezentate de Institutul de Cercetare în Agricultură Urbană al Academiei Chineze de Științe Agricole și întreprinderile de înaltă tehnologie au realizat industria de creștere a răsadurilor în fabricile de plante.Poate oferi puieților o linie de producție industrială eficientă, de la sămânță până la răsărire.Printre acestea, o fabrică din Shanxi construită și pusă în funcțiune în 2019 acoperă o suprafață de 3.500 ㎡ și poate crește 800.000 de puieți de ardei sau 550.000 de răsaduri de roșii într-un ciclu de 30 de zile.O altă fabrică de plante de reproducere a răsaduri construită acoperă o suprafață de 2300 ㎡ și poate produce 8-10 milioane de puieți pe an.Planta de vindecare mobilă pentru răsaduri altoiți dezvoltată independent de Institutul de Agricultură Urbană, Academia Chineză de Științe Agricole poate oferi o platformă de vindecare și domesticire pe linia de asamblare pentru cultivarea răsadurilor altoite.Un singur spațiu de lucru poate gestiona mai mult de 10.000 de răsaduri altoiți simultan.În viitor, diversitatea soiurilor de reproducere a răsadurilor din fabricile de plante este de așteptat să fie extinsă în continuare, iar nivelul de automatizare și inteligență va continua să se îmbunătățească.

Planta de vindecare mobilă pentru răsaduri altoiți dezvoltată de Institutul de Agricultură Urbană, Academia Chineză de Științe Agricole

Outlook

Fiind un nou transportator al creșterii răsadurilor din fabrică, fabricile de plante au avantaje uriașe și un 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 precum semințe, apă, îngrășăminte, energie și forță de muncă în creșterea răsadurilor și îmbunătățirea randamentului și calității răsadurilor pe unitatea de suprafață, costul creșterii răsadurilor în fabricile de plante va fi redus și mai mult, iar produsele vor fi reduse. fi mai competitiv pe piață.Există o cerere uriașă pentru răsaduri în China.Pe lângă producția de culturi tradiționale, cum ar fi legumele, răsaduri cu valoare adăugată ridicată, cum ar fi flori, plante medicinale chinezești și copaci rari sunt de așteptat să fie crescuți în fabrici de plante, iar beneficiile economice vor fi îmbunătățite în continuare.În același timp, platforma industrializată de reproducere a răsadurilor trebuie să ia în considerare compatibilitatea și flexibilitatea diferitelor reproduceri de răsaduri pentru a satisface nevoile pieței de reproducere a răsadurilor în diferite anotimpuri.

Teoria biologică a mediului de reproducere a răsadurilor este nucleul controlului precis al mediului fabricii de plante.Cercetările aprofundate privind reglarea formei și fotosintezei plantelor răsadurilor și a altor activități fiziologice de către factori de mediu precum lumina, temperatura, umiditatea și CO2 vor ajuta la stabilirea unui model de interacțiune răsad-mediu, care poate reduce consumul de energie al producției de răsaduri și îmbunătățirea calității și producției de răsaduri.Calitatea oferă o bază teoretică.Pe această bază, controlați tehnologia și echipamentele cu lumina ca nucleu și cuplate cu alți factori de mediu și personalizați producția de răsaduri cu tipuri speciale de plante, uniformitate ridicată și calitate înaltă pentru a îndeplini cerințele de cultivare de înaltă densitate și funcționare mecanizată în plantă. se pot dezvolta fabrici.În cele din urmă, oferă o bază tehnică pentru construirea unui sistem digital de producție a răsadurilor și realizează creșterea standardizată, fără pilot și digitală a răsadurilor în fabrici de plante.

Autor: Xu Yaliang, Liu Xinying etc. 

Informații de citare:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang.Echipamente tehnice cheie și industrializarea reproducerii răsadurilor în fabrici de plante [J].Tehnologia ingineriei agricole, 2021,42(4):12-15.