Abstrakti

Tällä hetkellä kasvitehdas on onnistuneesti toteuttanut vihannesten taimien, kuten kurkkujen, tomaattien, paprikoiden, munakoisojen ja melonien, kasvattamisen tarjoamalla viljelijöille korkealaatuisia taimia erissä, ja tuotanto suorituskyky istutuksen jälkeen on parempi. Kasvien tehtaista on tullut tärkeä keino taimen tarjontaan vihannesteollisuudelle, ja niillä on yhä tärkeämpi rooli kasvissyöttöteollisuuden tarjontapuolen rakenneuudistuksen edistämisessä, mikä varmistaa kaupunkien vihannesten tarjonnan ja vihreän vihannestuotannon.

Kasvien tehtaan taimenjalostusjärjestelmän suunnittelu ja tärkeimmät tekniset laitteet

Kasvien tehtaan taimien jalostusjärjestelmä integroi tällä hetkellä tehokkaimpana maatalouden tuotantojärjestelmänä kattavia teknisiä keinoja, mukaan lukien keinotekoiset valaistukset, ravintoaineiden ratkaisujen tarjonnan, kolmiulotteisen ympäristönhallinnan, automatisoidun aputoiminnan, älykkään tuotannon hallinnan jne. Ja integroivat bioteknologian, tiedot, tiedot, tiedot, tiedot, tiedot, tiedot, tieto Teknologia ja tekoäly. Älykkäät ja muut korkean teknologian saavutukset edistävät teollisuuden jatkuvaa kehitystä. 

LED -keinotekoinen valonlähdejärjestelmä

Keinotekoisen valoympäristön rakentaminen on yksi kasvien tehtaiden taimenkasvatusjärjestelmän ydinteknologioista, ja se on myös tärkein energiankulutuksen lähde taimentuotantoon. Kasvien tehtaiden kevyellä ympäristöllä on voimakas joustavuus, ja kevyttä ympäristöä voidaan säädellä monista ulottuvuuksista, kuten valon laadusta, valon voimakkuudesta ja valokuvajaksosta, ja samalla erilaiset valokertoimet voidaan optimoida ja yhdistää ajanjaksossa muodostumaan Kevyt kaava taimen viljelyyn, varmistamalla sopivan kevyen ympäristön taimien keinotekoiseen viljelyyn. Siksi on kehitetty erilaisen taimenkasvun valon kysynnän ominaisuuksien ja tuotantotavoitteiden perusteella optimoimalla valonkaavaparametrit ja valonsyöttöstrategia, on kehitetty erityinen energiansäästö LED-valonlähde, joka voi parantaa huomattavasti taimien valon energian muuntamistehokkuutta. , edistää taimen biomassan kertymistä ja parantaa taimentuotannon laatua vähentäen samalla energiankulutusta ja tuotantokustannuksia. Lisäksi kevyen ympäristön säätely on myös tärkeä tekninen keino taimien kodistamisprosessissa ja oksastettujen taimien paranemisessa.

Irrotettava monikerroksinen pystysuuntainen taimijärjestelmä

Kasvien tehtaan taimenkasvatus suoritetaan käyttämällä monikerroksista kolmiulotteista hyllyä. Modulaarisen järjestelmän suunnittelun kautta voidaan toteuttaa taimenkasvatusjärjestelmän nopea kokoonpano. Hyllyjen välinen etäisyys voidaan säätää joustavasti, jotta voidaan täyttää avaruusvaatimukset eri taimien lajikkeiden kasvattamiseksi ja parantamaan avaruuden käyttöastetta huomattavasti. Lisäksi siemenpeitejärjestelmän, valaistusjärjestelmän sekä vesi- ja lannoitteiden kastelujärjestelmän erillinen suunnittelu mahdollistaa siemenpeiteillä sekä kuljetustoiminnolla, joka on kätevä siirtyä erilaisiin työpajoihin, kuten kylvöön, itämiseen ja kodistumiseen, ja vähentää synnytystä Taimalaatikkojen käsittelyn kulutus.

Irrotettava monikerroksinen pystysuuntainen taimijärjestelmä 

Veden ja lannoitteiden kastelu omaksuu pääasiassa vuorovesityyppiä, ruiskutustyyppiä ja muita menetelmiä tarkan ravintoaineliuosten tarjonnan ajan ja taajuuden tarkan hallinnan avulla veden ja mineraaliravinteiden tehokkaan käytön saavuttamiseksi. Yhdistettynä taimien erityiseen ravintoaineliuoskaavaan, se voi vastata taimien kasvu- ja kehitystarpeisiin ja varmistaa taimien nopean ja terveellisen kasvun. Lisäksi ravinne -ionin havaitsemisjärjestelmän ja ravinneliuossterilointijärjestelmän avulla ravintoaineita voidaan täydentää ajassa välttäen samalla mikro -organismien ja sekundaaristen metaboliittien kertymistä, jotka vaikuttavat taimien normaaliin kasvuun. 

Ympäristönhallintajärjestelmä

Tarkka ja tehokas ympäristöhallinta on yksi kasvien tehtaan taimen etenemisjärjestelmän pääpiirteistä. Kasvien tehtaan ulkoinen ylläpitorakenne on yleensä koottu materiaaleista, jotka ovat läpinäkymättömiä ja erittäin eristäviä. Tämän perusteella ulkoinen ympäristö ei vaikuta melkein valon, lämpötilan, kosteuden, tuulen nopeuden ja CO2: n säätelyyn. CFD-mallin rakentamisen kautta ilmakanavan asettelun optimoimiseksi yhdistettynä mikroympäristöjen hallintamenetelmään, ympäristötekijöiden, kuten lämpötilan, kosteuden, tuulen nopeuden ja hiilidioksidin tasaisen jakautumisen korkean tiheyden viljelytilassa saavutetaan. Älykäs ympäristön säätely toteutetaan hajautetuilla antureilla ja kontaktinhallinnolla, ja koko viljelyympäristön reaaliaikainen säätely suoritetaan seurantayksikön ja ohjausjärjestelmän välisen yhteyden kautta. Lisäksi vesijäähdyttimien valonlähteiden ja vedenkierron käyttö yhdistettynä ulkokäyttöön tarkoitettujen kylmien lähteiden käyttöönottoa voi saavuttaa energiansäästöjäähdytystä ja vähentää ilmastointianergiankulutusta.

Automaattinen apulaite

Kasvien tehtaan taimien jalostusoperaatioprosessi on tiukka, toimintatiheys on korkea, tila on kompakti ja automaattiset apulaitteet ovat välttämättömiä. Automaattisten apuvälineiden käyttö ei vain edistä työvoiman kulutuksen vähentämistä, vaan auttaa myös parantamaan viljelytilan tehokkuutta. Tähän mennessä kehitetty automaatiolaitteet sisältävät pistoke -maaperän peittämiskoneen, siementen, oksastuskoneen, AGV -logistiikan kuljettavan vaunun jne. Tukevan älykkään hallintaalustan hallinnassa, koko taimenjalostusprosessin miehittämätön toiminta voi periaatteessa olla toteutettu. Lisäksi konevisiotekniikalla on myös yhä tärkeämpi rooli taimenjalostuksen prosessissa. Se ei vain auta tarkkailemaan taimien kasvutilaa, avustaa kaupallisten taimien hallinnassa, vaan suorittaa myös heikojen taimien ja kuolleiden taimien automaattisen seulonnan. Robotin käsi poistaa ja täyttää taimet.

Kasvien tehtaan taimien jalostuksen edut

Ympäristövalvontataso mahdollistaa vuosituotannon

Taimen jalostuksen erityisyyden vuoksi sen viljelyympäristön hallinta on erittäin tärkeää. Kasvien tehtaan olosuhteissa ympäristötekijät, kuten valo, lämpötila, vesi, ilma, lannoite ja hiilidioksidi, ovat erittäin hallittuja, mikä voi tarjota parhaan kasvuympäristön taimenkasvatukselle vuodenaikoista ja alueista riippumatta. Lisäksi oksastettujen taimien jalostusprosessissa ja taimien leikkaamisessa haavan paranemisen ja juurten erilaistumisen oksastusprosessi vaatii korkeampaa ympäristöä, ja kasvitehtaat ovat myös erinomaisia ​​kantajia. Itse kasvitehtaan ympäristöolosuhteiden joustavuus on vahva, joten vihannesten taimien tuottamiselle on suuri merkitys muissa kuin bruimatureissa tai äärimmäisissä ympäristöissä, ja se voi tarjota taimentuen varmistaakseen vihannesten monivuotisen tarjonnan. Lisäksi avaruus ei rajoita kasvitehtaiden taimenjalostusta, ja sitä voidaan suorittaa paikalla kaupunkien ja yhteisön julkisten tilojen lähiöissä. Tekniset tiedot ovat joustavia ja vaihdettavia, mikä mahdollistaa massatuotannon ja korkealaatuisten taimien läheisen tarjonnan tarjoamalla tärkeätä tukea kaupunkien puutarhaviljelyn kehittämiselle. 

Lyhentää jalostussykliä ja paranna taimien laatua

Kasvien tehtaan olosuhteissa erilaisten kasvutekijöiden tarkan hallinnan ansiosta taimenjalostussykli lyhennetään 30–50% verrattuna perinteisiin menetelmiin. Jalostusjakson lyhentäminen voi lisätä taimien tuotantoerää, lisätä tuottajan tuloja ja vähentää markkinoiden vaihteluiden aiheuttamia toimintariskejä. Viljelijöille se edistää varhaisen siirron ja istuttamista, varhaisen markkinoiden lanseerausta ja parannetun markkinoiden kilpailukykyä. Toisaalta kasvien tehtaalla kasvatetut taimet ovat siistiä ja tiukkaa, morfologiset ja laatuindikaattorit paranevat merkittävästi ja tuotantotehokkuus kolonisaation jälkeen on parempi. Tutkimukset ovat osoittaneet, että kasvien tehdasolosuhteissa kasvatetut tomaatti-, pippurit ja kurkkujen taimet eivät vain paranna lehtien pinta -alaa, kasvien korkeutta, varren halkaisijaa, juurten voimaa ja muita indikaattoreita, vaan myös parantavat sopeutumiskykyä, sairaudenkestävyyttä, kukanipunaisten erilaistumista kolonisaation jälkeen. Ja tuotannolla ja muilla näkökohdilla on ilmeisiä etuja. Naiskukkien lukumäärä kasvia kohden kasvoi 33,8% ja hedelmien lukumäärä kasvia kohti kasvoi 37,3% kasvien tehtaissa kasvatettujen kurkkujen istuttamisen jälkeen. Kun taimen kehitysympäristön biologiaa koskevan teoreettisen tutkimuksen jatkuvan syventämisen myötä kasvitehtaat ovat tarkempia ja hallittavissa taimen morfologian muotoilussa ja fysiologisen toiminnan parantamisessa.

 Grided -taimien tila kasvihuoneissa ja kasvitehtaissa

Resurssien tehokas käyttö taimikustannusten vähentämiseksi

Kasvien tehdas hyväksyy standardisoidut, informatoidut ja teollistuneet istutusmenetelmät siten, että jokainen taimentuotannon linkki on tiukasti hallittu ja resurssien hyödyntämisen tehokkuutta paranee huomattavasti. Siemenet ovat tärkein kustannuskulutus taimenjalostuksessa. Perinteisten taimien epäsäännöllisen toiminnan ja huonon ympäristönhallinnasta johtuen on olemassa ongelmia, kuten siementen vaurioista tai heikko kasvu, mikä johtaa prosessin valtaviin jätteisiin siemenistä kaupallisiin taimiin. Kasvien tehdasympäristössä siementen esikäsittelyn, hienon kylvön ja viljelyympäristön tarkan hallinnan avulla siementen hyödyntämistehokkuutta paranee huomattavasti, ja annostusta voidaan vähentää yli 30%. Vesi, lannoitteet ja muut resurssit ovat myös perinteisen taimenkorotuksen tärkein kustannuskulutus, ja resurssijätteen ilmiö on vakava. Kasvien tehtaiden olosuhteissa tarkkuuden kastelutekniikan avulla veden ja lannoitteiden käyttöä voidaan lisätä yli 70%. Lisäksi myös kasvitehtaan rakenteen ja ympäristönhallinnan yhdenmukaisuuden kompaktisuuden vuoksi energian ja hiilidioksidin hyödyntämistehokkuus taimen etenemisprosessissa paranee merkittävästi.

Verrattuna perinteiseen avoimen kentän taimien kasvattamiseen ja kasvihuoneen taimenkorotukseen, kasvien tehtaiden taimien kasvattamisen suurin piirre on, että se voidaan suorittaa monikerroksisella kolmiulotteisella tavalla. Kasvien tehtaalla taimenjalostusta voidaan laajentaa koneesta pystysuoraan tilaan, mikä parantaa huomattavasti taimien jalostustehokkuutta maayksikköä kohti ja parantaa merkittävästi tilan hyödyntämistehokkuutta. Esimerkiksi biologisen yrityksen kehittämä taimenjalostuksen vakiomoduuli, joka kattaa pinta -alan 4,68 ㎡, voi kasvattaa yli 10 000 taimia yhdessä erässä, jota voidaan käyttää 3,3 MU: n (2201,1 ㎡) vihannestuotannossa tarpeet. Suurten tiheyden monikerroksisen kolmiulotteisen jalostuksen tilassa automaattisten apuvälineiden ja älykkään logistiikan kuljetusjärjestelmän tukeminen voi parantaa huomattavasti työvoiman käyttöä ja säästää työvoimaa yli 50%.

Korkea vastus taimenkastelu vihreän tuotannon auttamiseksi

Kasvien tehtaan puhdas tuotantoympäristö voi vähentää huomattavasti tuholaisten ja sairauksien esiintymistä jalostustilassa. Samanaikaisesti viljelyympäristön optimoidun kokoonpanon avulla tuotetuilla taimilla on suurempi vastus, mikä voi vähentää torjunta -aineiden suihkutusta huomattavasti taimen etenemisen ja istutuksen aikana. Lisäksi erityisten taimien, kuten oksastettujen taimien ja taimien leikkaamisen, kasvattamiseksi kasvien tehtaalla voidaan käyttää vihreää ohjaustoimenpiteitä, kuten valoa, lämpötilaa, vettä ja lannoitetta Elintarviketurvallisuus, vähentää ympäristön pilaantumista ja saavuttaa vihreän taimen kestävän tuotannon.

Tuotantokustannusanalyysi 

Kasvien tehtaiden tapoja lisätä taimien taloudellisia etuja ovat pääasiassa kaksi osaa. Toisaalta optimoimalla rakennesuunnittelu, standardisoitu toiminta ja älykkäiden tilojen ja laitteiden käyttö, se voi vähentää siementen, sähkön ja synnytyksen kulutusta taimenkasvatusprosessissa ja parantaa vettä, lannoitteita, lämpöä ja energiankulutusta . Kaasun ja hiilidioksidin hyödyntämistehokkuus vähentää taimenkasvun kustannuksia; Toisaalta ympäristön tarkan hallinnan ja prosessivirran optimoinnin avulla taimien lisääntymisaika lyhenee, ja vuotuinen jalostuserä ja taimen sato yksikkötilaa kohti lisääntyy, mikä on markkinoilla kilpailukykyisempi. 

Kasvien tehdastekniikan kehittymisen ja ympäristöbiologian tutkimuksen jatkuvan syventämisen myötä kasvitehtaiden taimenkasvun kustannukset ovat periaatteessa samat kuin perinteisen kasvihuonekaasujen viljelyn ja taimien laatu ja markkina -arvo ovat korkeammat. Esimerkiksi kurkkujen taimien ottaminen tuotantomateriaalien osuus on suuri osuus, mikä on noin 37% kokonaiskustannuksista, mukaan lukien siemenet, ravinneliuos, pistokkeet, substraatit jne. Sähköenergiankulutus on noin 24% kokonaismäärästä Kustannukset, mukaan lukien kasvien valaistus, ilmastointi ja ravinneliuos pumpun energiankulutus jne., Mikä on tulevaisuuden optimoinnin pääsuunta. Lisäksi alhainen työvoiman osuus on kasvien tehdastuotannon piirre. Automaatioasteen jatkuvan nousun myötä työvoiman kulutuksen kustannukset vähenevät edelleen. Tulevaisuudessa kasvitehtaiden taimien lisääntymisen taloudellisia hyötyjä voidaan parantaa edelleen kehittämällä arvokkaita lisäarvoja ja teollistuneen viljelytekniikan kehittämistä arvokkaiden metsäpuiden taimiin.

Kurkku taimen kustannuskoostumus /%

Teollistumistila

Viime vuosina Kiinan maataloustieteiden akatemian kaupunkien maatalouden tutkimuslaitoksen edustama tieteelliset tutkimuslaitokset ja huipputeknologian yritykset ovat toteuttaneet kasvitehtaiden taimien jalostuksen teollisuuden. Se voi tarjota taimet tehokkaan teollisuustuotantolinjan siemenistä esiintymiseen. Niistä Shanxin kasvitehdas rakensi ja otettu käyttöön vuonna 2019 kattaa 3 500 ㎡: n pinta-alan ja voi kasvattaa 800 000 pippurin taimia tai 550 000 tomaatin taimia 30 päivän jaksossa. Toinen taimenjalostuskasvien tehdas rakennetaan kattaa alueen 2300 ㎡ ja voi tuottaa 8-10 miljoonaa taimia vuodessa. Kiinan maataloustieteiden akatemian itsenäisesti kehitetty liikkuva parannuskasvi oksastettuihin taimiin, jotka ovat itsenäisesti kehittäneet kaupunkimaatalouden instituutin, voi tarjota kokoonpanolinjan paranemis- ja kodistusalustan oksastettujen taimien viljelyyn. Yksi työtila pystyy käsittelemään yli 10 000 oksastettua taimia kerrallaan. Tulevaisuudessa kasvien tehtaiden taimien jalostuslajikkeiden monimuotoisuuden odotetaan laajentavan edelleen, ja automatisoinnin ja älykkyyden taso paranee edelleen.

Kiinan maataloustieteiden akatemian kehittämä liikkuva parantava kasvi oksastettuihin taimiin

Näkymät

Tehtaan taimenkasvatuksen uutena kantolaitteena kasvien tehtailla on valtavia etuja ja kaupallistamispotentiaalia verrattuna perinteisiin taimenkorotusmenetelmiin tarkan ympäristönhallinnan, resurssien tehokkaan hyödyntämisen ja standardisoidun toiminnan kannalta. Vähentämällä resurssien, kuten siementen, veden, lannoitteiden, energian ja työvoiman taimien jalostuksen, kulutusta sekä taimien saannon ja laadun parantamista yksikköä kohti, kasvien tehtaiden taimenkasvien kustannukset vähenevät edelleen, ja tuotteet tulevat olla kilpailukykyisempi markkinoilla. Kiinassa taimi on valtava kysyntä. Perinteisten viljelykasvien, kuten vihannesten, tuotannon lisäksi korkean lisäarvojen taimia, kuten kukkia, kiinalaisia ​​yrttilääkkeitä ja harvinaisia ​​puita, odotetaan kasvavan kasvitehtaissa, ja taloudellisia etuja parannetaan edelleen. Samanaikaisesti teollistuneen taimenkasvatusalustan on otettava huomioon eri taimien jalostuksen yhteensopivuus ja joustavuus vastaamaan taimen jalostusmarkkinoiden tarpeita eri vuodenaikoina.

Taimenjalostusympäristön biologinen teoria on kasvien tehdasympäristön tarkan hallinnan ydin. Ympäristötekijöiden, kuten valon, lämpötilan, kosteuden ja hiilidioksidin, taimien taimenmuodon ja fotosynteesin sekä muiden fysiologisten aktiviteettien säätelyn perusteellinen tutkimus auttavat luomaan taimen-ympäristön vuorovaikutusmallin, joka voi vähentää taimentuotannon energiankulutusta ja Paranna taimien laatua ja tuotantoa. Laatu tarjoaa teoreettisen perustan. Tämän perusteella ohjaustekniikka ja laitteet, joilla on valoa, ja yhdessä muiden ympäristötekijöiden kanssa, ja räätälöity taimien tuotanto erityisillä kasvityypeillä, korkealla yhtenäisyydellä ja korkealla laadulla, jotta ne täyttävät korkean tiheyden viljely- ja mekanisoidun toiminnan vaatimukset laitoksessa Tehtaat voidaan kehittää. Viime kädessä se tarjoaa teknisen perustan digitaalisen taimen tuotantojärjestelmän rakentamiselle ja toteuttaa standardisoidun, miehittämättömän ja digitaalisen taimenkasvun kasvien tehtaissa.

Kirjailija: Xu Yaliang, Liu Xinying jne. 

Viittaustiedot:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang.Key Tekniset laitteet ja taimien jalostuksen teollistuminen kasvitehtaissa [J]. Maatalouden tekniikan tekniikka, 2021,42 (4): 12-15.