Abstract

Trenutno je fabrika biljaka uspešno realizovala uzgoj rasada povrća kao što su krastavci, paradajz, paprika, patlidžan, dinja, čime se poljoprivrednicima obezbeđuju kvalitetne sadnice u serijama, a proizvodni učinak nakon sadnje je bolji.Fabrike biljaka postale su važno sredstvo za snabdevanje sadnicama za industriju povrća, i igraju sve važniju ulogu u promovisanju strukturne reforme povrtarske industrije na strani ponude, obezbeđujući urbanu ponudu povrća i proizvodnju zelenog povrća.

Projektovanje sistema oplemenjivanja sadnica fabrike fabrike i ključna tehnička oprema

Kao trenutno najefikasniji sistem poljoprivredne proizvodnje, sistem oplemenjivanja sadnica fabrike biljke integriše sveobuhvatna tehnička sredstva uključujući veštačko osvetljenje, snabdevanje hranljivim rastvorima, trodimenzionalnu kontrolu životne sredine, automatizovane pomoćne operacije, inteligentno upravljanje proizvodnjom, itd., i integriše biotehnologiju, informacije tehnologije i vještačke inteligencije.Inteligentna i druga visokotehnološka dostignuća promovišu kontinuirani razvoj industrije. 

LED sistem veštačkog izvora svetlosti

Izgradnja veštačkog svetlosnog okruženja jedna je od osnovnih tehnologija sistema oplemenjivanja rasada u fabrikama biljaka, a ujedno je i glavni izvor potrošnje energije za proizvodnju rasada.Svetlosno okruženje fabrika biljaka ima snažnu fleksibilnost, a svetlosno okruženje se može regulisati iz više dimenzija kao što su kvalitet svetlosti, intenzitet svetlosti i fotoperiod, a istovremeno se različiti svetlosni faktori mogu optimizovati i kombinovati u vremenskom nizu kako bi se formirao lagana formula za uzgoj rasada, osiguravajući pogodno svjetlosno okruženje za vještački uzgoj rasada.Stoga, na osnovu karakteristika potražnje za svjetlom i proizvodnih ciljeva različitih rasta sadnica, optimizacijom parametara svjetlosne formule i strategije snabdijevanja svjetlom, razvijen je poseban štedljivi LED izvor svjetla, koji može značajno poboljšati efikasnost konverzije svjetlosne energije sadnica. , promoviraju akumulaciju biomase sadnica i poboljšavaju kvalitetu proizvodnje rasada, uz smanjenje potrošnje energije i troškova proizvodnje.Osim toga, regulacija svjetlosne sredine je također važno tehničko sredstvo u procesu pripitomljavanja sadnica i zarastanja kalemljenih sadnica.

Odvojivi višeslojni vertikalni sistem sadnica

Oplemenjivanje rasada u fabrici biljaka vrši se korišćenjem višeslojne trodimenzionalne police.Modularnim dizajnom sistema može se realizovati brza montaža sistema za podizanje sadnica.Razmak između polica može se fleksibilno prilagoditi kako bi se zadovoljili zahtjevi za prostorom za uzgoj različitih sorti sadnica i uvelike poboljšala stopa iskorištenja prostora.Osim toga, odvojeni dizajn sistema setvene gredice, sistema osvetljenja i sistema za navodnjavanje vodom i đubrivom omogućava da gredica ima i transportnu funkciju, što je pogodno za prenošenje u različite radionice kao što su setva, klijanje i pripitomljavanje, i smanjuje radnu snagu. potrošnja pri rukovanju posudom za sadnice.

Odvojivi višeslojni vertikalni sistem sadnica 

Navodnjavanje vodom i đubrivom uglavnom usvaja plimni tip, tip prskanja i druge metode, kroz preciznu kontrolu vremena i učestalosti dovoda hranljivog rastvora, kako bi se postiglo ujednačeno snabdevanje i efikasno korišćenje vode i mineralnih hranljivih materija.U kombinaciji sa specijalnom formulom hranljivih rastvora za sadnice, može zadovoljiti potrebe rasta i razvoja sadnica i obezbediti brz i zdrav rast sadnica.Osim toga, putem onlajn sistema za detekciju jona hranljivih materija i sistema za sterilizaciju rastvora hranljivih materija, hranljivi sastojci se mogu nadoknaditi na vreme, uz izbegavanje akumulacije mikroorganizama i sekundarnih metabolita koji utiču na normalan rast sadnica. 

Sistem kontrole životne sredine

Precizna i efikasna kontrola životne sredine jedna je od glavnih karakteristika sistema razmnožavanja sadnica u fabrici.Eksterna konstrukcija za održavanje tvornice je uglavnom sastavljena od materijala koji su neprozirni i visoko izolacijski.Na osnovu toga, spoljašnje okruženje gotovo da ne utiče na regulaciju svetlosti, temperature, vlažnosti, brzine vetra i CO2.Kroz konstrukciju CFD modela za optimizaciju rasporeda vazdušnog kanala, u kombinaciji sa metodom kontrole mikro-okruženja, ujednačena distribucija faktora okoline kao što su temperatura, vlažnost, brzina vetra i CO2 u prostoru kulture visoke gustine može biti postignut.Inteligentna regulacija okoline se ostvaruje distribuiranim senzorima i kontaktnom kontrolom, a regulacija u realnom vremenu cjelokupnog uzgojnog okruženja se vrši preko veze između jedinice za nadzor i upravljačkog sistema.Osim toga, korištenjem vodeno hlađenih izvora svjetlosti i cirkulacije vode, u kombinaciji s uvođenjem vanjskih izvora hladnoće, može se postići štedljivo hlađenje i smanjiti potrošnja energije klimatizacije.

Automatska pomoćna oprema za rad

Proces oplemenjivanja rasada fabrike fabrike je strog, gustina rada je velika, prostor je kompaktan, a automatska pomoćna oprema je neophodna.Upotreba automatizirane pomoćne opreme ne samo da doprinosi smanjenju potrošnje radne snage, već pomaže i u poboljšanju efikasnosti prostora za uzgoj.Oprema za automatizaciju koja je do sada razvijena uključuje mašinu za pokrivanje zemlje, sejalicu, mašinu za kalemljenje, AGV logistička transportna kolica itd. realizovano.Osim toga, tehnologija strojnog vida također igra sve važniju ulogu u procesu oplemenjivanja rasada.Ne samo da pomaže u praćenju statusa rasta sadnica, pomaže u upravljanju komercijalnim sadnicama, već i vrši automatski skrining slabih sadnica i mrtvih sadnica.Robot ruka uklanja i puni sadnice.

Prednosti fabričkog uzgoja sadnica

Visok nivo kontrole životne sredine omogućava godišnju proizvodnju

Zbog specifičnosti uzgoja sadnica, vrlo je važna kontrola okoline za uzgoj.U fabričkim uslovima, faktori životne sredine kao što su svetlost, temperatura, voda, vazduh, đubrivo i CO2 su visoko kontrolisani, što može obezbediti najbolje okruženje za rast za uzgoj rasada, bez obzira na godišnje doba i regione.Pored toga, u procesu oplemenjivanja kalemljenih sadnica i rezanja sadnica, proces zarastanja rana kalemljenjem i diferencijacije korena zahteva veću kontrolu životne sredine, a fabrike biljaka su takođe odlični prenosioci.Fleksibilnost ekoloških uslova same fabrike bilja je jaka, pa je od velikog značaja za proizvodnju rasada povrća u vanparničnim sezonama ili u ekstremnim okruženjima, a može pružiti podršku rasadnicima kako bi se obezbedila višegodišnja zaliha povrća.Uz to, uzgoj sadnica u tvornicama biljaka nije prostorno ograničen, a može se obavljati na licu mjesta u predgrađima gradova i javnim prostorima zajednice.Specifikacije su fleksibilne i promjenjive, omogućavaju masovnu proizvodnju i blisku ponudu visokokvalitetnih sadnica, pružajući važnu podršku razvoju urbane hortikulture. 

Skratite ciklus uzgoja i poboljšajte kvalitet sadnica

U fabričkim uslovima, zahvaljujući preciznoj kontroli različitih faktora životne sredine rasta, ciklus oplemenjivanja sadnica je skraćen za 30% do 50% u odnosu na tradicionalne metode.Skraćivanje ciklusa uzgoja može povećati proizvodnu seriju sadnica, povećati prihod proizvođača i smanjiti operativne rizike uzrokovane fluktuacijama na tržištu.Za uzgajivače, to je pogodno za rano presađivanje i sadnju, rano lansiranje na tržište i poboljšanu tržišnu konkurentnost.S druge strane, sadnice koje se uzgajaju u fabrici su uredne i krupne, morfološki i kvalitetni pokazatelji su značajno poboljšani, a proizvodni učinak nakon kolonizacije je bolji.Istraživanja su pokazala da sadnice paradajza, paprike i krastavca uzgajane u fabričkim uslovima ne samo da poboljšavaju lisnu površinu, visinu biljke, prečnik stabljike, snagu korena i druge pokazatelje, već i poboljšavaju prilagodljivost, otpornost na bolesti, diferencijaciju cvetnih pupoljaka nakon kolonizacije.A proizvodnja i drugi aspekti imaju očigledne prednosti.Broj ženskih cvjetova po biljci povećan je za 33,8%, a broj plodova po biljci za 37,3% nakon sadnje presadnica krastavca uzgojenih u tvornicama biljaka.Uz kontinuirano produbljivanje teorijskih istraživanja biologije razvojnog okruženja sadnica, biljne fabrike će biti preciznije i upravljivije u oblikovanju morfologije sadnica i poboljšanju fiziološke aktivnosti.

 Poređenje stanja kalemljenih sadnica u plastenicima i fabrikama biljaka

Efikasno korištenje resursa za smanjenje troškova sadnica

Fabrika biljaka usvaja standardizovane, informatizovane i industrijalizovane metode sadnje, tako da je svaka karika proizvodnje rasada strogo kontrolisana, a efikasnost korišćenja resursa značajno unapređena.Sjeme je glavni trošak potrošnje u uzgoju rasada.Zbog nepravilnog rada i loše ekološke kontrole tradicionalnih sadnica, javljaju se problemi kao što su neklijanje ili slab rast sjemena, što rezultira velikim otpadom u procesu od sjemena do komercijalnih sadnica.U fabričkom okruženju, kroz predtretman semena, finu setvu i preciznu kontrolu uzgojnog okruženja, efikasnost korišćenja semena je značajno poboljšana, a doza se može smanjiti za više od 30%.Voda, đubrivo i drugi resursi su takođe glavni trošak tradicionalnog uzgoja sadnica, a fenomen rasipanja resursa je ozbiljan.U uslovima fabrika biljaka, primenom precizne tehnologije navodnjavanja, efikasnost korišćenja vode i đubriva može se povećati za više od 70%.Pored toga, zbog kompaktnosti strukture same fabrike biljke i ujednačenosti kontrole životne sredine, značajno je poboljšana efikasnost korišćenja energije i CO2 u procesu razmnožavanja sadnica.

U poređenju sa tradicionalnim uzgojem rasada na otvorenom i uzgojem sadnica u staklenicima, najveća karakteristika uzgoja rasada u tvornicama biljaka je to što se može izvoditi na višeslojni trodimenzionalni način.U fabrici biljaka uzgoj rasada se može proširiti sa ravni na vertikalni prostor, čime se u velikoj meri poboljšava efikasnost uzgoja rasada po jedinici zemljišta i značajno poboljšava efikasnost korišćenja prostora.Na primjer, standardni modul za uzgoj rasada razvijen od strane biološke kompanije, pod uslovom da pokriva površinu od 4,68 ㎡, može uzgajati više od 10.000 sadnica u jednoj seriji, koje se mogu koristiti za proizvodnju povrća od 3,3 Mu (2201,1 ㎡) potrebe.Pod uslovima višeslojnog trodimenzionalnog uzgoja visoke gustine, prateća automatska pomoćna oprema i inteligentni logistički transportni sistem mogu značajno poboljšati efikasnost korišćenja radne snage i uštedeti radnu snagu za više od 50%.

Uzgoj sadnica visoke otpornosti za pomoć zelenoj proizvodnji

Čisto proizvodno okruženje tvornice biljaka može uvelike smanjiti pojavu štetočina i bolesti u prostoru za uzgoj.Istovremeno, kroz optimizovanu konfiguraciju ambijenta za uzgoj, proizvedene sadnice će imati veću otpornost, što može značajno smanjiti prskanje pesticida tokom razmnožavanja i sadnje rasada.Osim toga, za uzgoj specijalnih sadnica kao što su cijepljene sadnice i rezanje sadnica, mjere zelene kontrole kao što su svjetlost, temperatura, voda i gnojivo u tvornici biljaka mogu se koristiti za zamjenu masovne upotrebe hormona u tradicionalnim operacijama kako bi se osiguralo sigurnost hrane, smanjenje zagađenja životne sredine i postizanje zelenih sadnica Održiva proizvodnja.

Analiza troškova proizvodnje 

Načini da fabrike biljaka povećaju ekonomsku korist od sadnica uglavnom uključuju dva dijela.S jedne strane, optimiziranjem konstruktivnog dizajna, standardiziranog rada i korištenjem inteligentnih objekata i opreme može se smanjiti potrošnja sjemena, električne energije i rada u procesu uzgoja rasada, te poboljšati potrošnja vode, gnojiva, topline i energije. .Efikasnost iskorišćenja gasa i CO2 smanjuje troškove uzgoja rasada;s druge strane, preciznom kontrolom okoline i optimizacijom toka procesa skraćuje se vrijeme uzgoja sadnica, a povećava se godišnja oplemenjivačka serija i prinos sadnica po jedinici prostora, što je konkurentnije na tržištu. 

Razvojem fabričke tehnologije i kontinuiranim produbljivanjem ekoloških bioloških istraživanja o uzgoju rasada, troškovi uzgoja rasada u tvornicama biljaka su u osnovi isti kao kod tradicionalnog uzgoja u staklenicima, a kvalitet i tržišna vrijednost sadnica su veći.Uzimajući za primjer sadnice krastavca, materijali za proizvodnju čine veliki udio, koji čine oko 37% ukupnih troškova, uključujući sjemenke, hranjive otopine, tacne za čepove, supstrate, itd. Potrošnja električne energije čini oko 24% ukupne troškove, uključujući rasvjetu postrojenja, klimatizaciju i potrošnju energije pumpe za nutrijente, itd., što je glavni pravac buduće optimizacije.Osim toga, nizak udio radne snage je karakteristika fabričke proizvodnje biljaka.Uz kontinuirano povećanje stepena automatizacije, trošak potrošnje radne snage će se dodatno smanjiti.U budućnosti, ekonomske koristi od uzgoja sadnica u fabrikama biljaka mogu se dodatno unaprijediti razvojem usjeva visoke dodane vrijednosti i razvojem industrijalizirane tehnologije uzgoja sadnica dragocjenog šumskog drveća.

Sastav troškova sadnica krastavca /%

Status industrijalizacije

Poslednjih godina naučno-istraživačke institucije koje predstavlja Institut za istraživanje urbane poljoprivrede Kineske akademije poljoprivrednih nauka i visokotehnološka preduzeća realizovali su industriju uzgoja rasada u fabrikama biljaka.Može da obezbedi sadnicama efikasnu industrijsku proizvodnu liniju od semena do nicanja.Među njima, fabrika biljaka u Šansiju izgrađena i puštena u rad 2019. pokriva površinu od 3.500 ㎡ i može uzgajati 800.000 sadnica paprike ili 550.000 sadnica paradajza u ciklusu od 30 dana.Još jedna izgrađena fabrika za uzgoj sadnica pokriva površinu od 2300 ㎡ i može proizvesti 8-10 miliona sadnica godišnje.Mobilna biljka za kalemljenje sadnica koju je nezavisno razvio Institut za urbanu poljoprivredu Kineske akademije poljoprivrednih nauka može da obezbedi platformu za lečenje i pripitomljavanje na montažnoj liniji za uzgoj kalemljenih sadnica.Jedan radni prostor može istovremeno podnijeti više od 10.000 cijepljenih sadnica.U budućnosti se očekuje da će se raznolikost sorti za uzgoj sadnica u tvornicama biljaka dodatno proširiti, a nivo automatizacije i inteligencije će se nastaviti poboljšavati.

Mobilna biljka za kalemljene sadnice koju je razvio Institut za urbanu poljoprivredu Kineske akademije poljoprivrednih nauka

Outlook

Kao novi nosilac fabričkog uzgoja rasada, fabrike biljaka imaju ogromne prednosti i potencijal komercijalizacije u odnosu na tradicionalne metode uzgoja rasada u smislu precizne kontrole životne sredine, efikasnog korišćenja resursa i standardizovanih operacija.Smanjenjem potrošnje resursa kao što su sjeme, vode, đubriva, energije i radne snage u uzgoju rasada, te poboljšanjem prinosa i kvaliteta sadnica po jedinici površine, dodatno će se smanjiti troškovi uzgoja rasada u tvornicama biljaka, a proizvodi će se dodatno smanjiti. biti konkurentniji na tržištu.U Kini postoji velika potražnja za sadnicama.Osim proizvodnje tradicionalnih kultura poput povrća, u fabrikama se očekuje uzgoj sadnica visoke dodane vrijednosti poput cvijeća, kineskih biljnih lijekova i rijetkih stabala, a ekonomska korist će biti dodatno poboljšana.U isto vrijeme, industrijalizirana platforma za uzgoj sadnica treba razmotriti kompatibilnost i fleksibilnost različitih uzgoja sadnica kako bi zadovoljila potrebe tržišta uzgoja sadnica u različitim godišnjim dobima.

Biološka teorija sredine za uzgoj rasada je srž precizne kontrole okruženja fabrike biljaka.Dubinsko istraživanje o regulaciji oblika sadnica i fotosinteze i drugih fizioloških aktivnosti faktorima okoline kao što su svjetlost, temperatura, vlažnost i CO2 pomoći će da se uspostavi model interakcije sadnica i okolina, koji može smanjiti potrošnju energije u proizvodnji sadnica i poboljšati kvalitet i proizvodnju sadnica.Kvalitet daje teorijsku osnovu.Na osnovu toga, kontrolisati tehnologiju i opremu sa svetlošću kao jezgrom iu kombinaciji sa drugim faktorima životne sredine, i prilagoditi proizvodnju rasada posebnim vrstama biljaka, visoke ujednačenosti i visokog kvaliteta kako bi se zadovoljili zahtevi uzgoja visoke gustine i mehanizovanog rada u pogonu. mogu se razvijati fabrike.Konačno, pruža tehničku osnovu za izgradnju digitalnog sistema proizvodnje rasada i realizuje standardizovani, bespilotni i digitalni uzgoj sadnica u fabrikama 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 poljoprivrede, 2021,42(4):12-15.