Abstrak

Tans het die plantfabriek die teel van groentesaailinge soos komkommers, tamaties, soetrissies, eiervrug en spanspekke suksesvol bewerkstellig, wat boere van hoëgehalte-saailinge in bondels voorsien, en die produksieprestasie na plant is beter. Plantfabrieke het 'n belangrike middel vir saailingvoorsiening vir die groentebedryf geword en speel 'n toenemend belangrike rol in die bevordering van die aanbodkant-strukturele hervorming van die groentebedryf, wat stedelike groentevoorsiening en groen groenteproduksie verseker.

Ontwerp van saailingteeltstelsels vir die plantfabriek en belangrike tegniese toerusting

As die mees doeltreffende landbouproduksiestelsel tans, integreer die saailingteeltstelsel vir saailinge in die plantfabriek omvattende tegniese middele, insluitend kunsmatige beligting, voedingsoplossingvoorsiening, driedimensionele omgewingsbeheer, outomatiese hulpbedrywighede, intelligente produksiebestuur, ens., en integreer dit biotegnologie, inligtingstegnologie en kunsmatige intelligensie. Intelligente en ander hoëtegnologie-prestasies bevorder die voortdurende ontwikkeling van die bedryf. 

LED kunsmatige ligbronstelsel

Die konstruksie van 'n kunsmatige ligomgewing is een van die kerntegnologieë van die saailingtelingstelsel in plantfabrieke, en dit is ook die hoofbron van energieverbruik vir saailingproduksie. Die ligomgewing van plantfabrieke het sterk buigsaamheid, en die ligomgewing kan gereguleer word vanuit verskeie dimensies soos ligkwaliteit, ligintensiteit en fotoperiode, en terselfdertyd kan verskillende ligfaktore geoptimaliseer en in tydvolgorde gekombineer word om 'n ligformule vir saailingkweek te vorm, wat 'n geskikte ligomgewing vir kunsmatige kweek van saailinge verseker. Daarom, gebaseer op die ligvraageienskappe en produksiedoelwitte van verskillende saailinggroei, is 'n spesiale energiebesparende LED-ligbron ontwikkel deur die ligformuleparameters en ligvoorsieningsstrategie te optimaliseer, wat die ligenergie-omskakelingsdoeltreffendheid van saailinge aansienlik kan verbeter, die ophoping van saailingbiomassa kan bevorder en die kwaliteit van saailingproduksie kan verbeter, terwyl energieverbruik en produksiekoste verminder word. Daarbenewens is die regulering van die ligomgewing ook 'n belangrike tegniese middel in die proses van domestisering van saailinge en genesing van geënte saailinge.

Afneembare meerlaagse vertikale saailingstelsel

Die saailingteling in die plantfabriek word uitgevoer deur 'n meerlaag-driedimensionele rak te gebruik. Deur die modulêre stelselontwerp kan die vinnige montering van die saailingtelingstelsel gerealiseer word. Die spasiëring tussen die rakke kan buigsaam aangepas word om aan die ruimtevereistes vir die teling van verskillende variëteite saailinge te voldoen en die ruimtebenuttingstempo aansienlik te verbeter. Boonop stel die afsonderlike ontwerp van die saadbedstelsel, beligtingstelsel en water- en kunsmisbesproeiingstelsel die saadbed in staat om beide 'n vervoerfunksie te hê, wat gerieflik is vir die verskuiwing na verskillende werkswinkels soos saai, ontkieming en domestisering, en die arbeidsverbruik van saailingbakhantering verminder.

Afneembare meerlaagse vertikale saailingstelsel 

Water- en kunsmisbesproeiing maak hoofsaaklik gebruik van gety-tipe, spuittipe en ander metodes, deur presiese beheer van die tyd en frekwensie van die toevoer van voedingstofoplossing, om 'n eenvormige toevoer en doeltreffende gebruik van water en minerale voedingstowwe te bereik. Gekombineer met die spesiale voedingsoplossingformule vir saailinge, kan dit aan die groei- en ontwikkelingsbehoeftes van saailinge voldoen en die vinnige en gesonde groei van saailinge verseker. Boonop kan voedingstowwe betyds aangevul word deur die aanlyn voedingsioonopsporingstelsel en voedingsoplossingsterilisasiestelsel, terwyl die ophoping van mikroörganismes en sekondêre metaboliete wat die normale groei van saailinge beïnvloed, vermy word. 

Omgewingsbeheerstelsel

Presiese en doeltreffende omgewingsbeheer is een van die hoofkenmerke van 'n saailingvoortplantingstelsel in 'n plantfabriek. Die eksterne onderhoudstruktuur van 'n plantfabriek word oor die algemeen saamgestel uit materiale wat ondeursigtig en hoogs isolerend is. Op grond hiervan word die regulering van lig, temperatuur, humiditeit, windspoed en CO2 byna onaangeraak deur die eksterne omgewing. Deur die konstruksie van die CFD-model om die uitleg van die lugkanaal te optimaliseer, gekombineer met die mikro-omgewingbeheermetode, kan die eenvormige verspreiding van omgewingsfaktore soos temperatuur, humiditeit, windspoed en CO2 in die hoëdigtheid-kweekruimte bereik word. Die intelligente omgewingsregulering word gerealiseer deur verspreide sensors en kontakbeheer, en die intydse regulering van die hele kweekomgewing word uitgevoer deur die verbinding tussen die moniteringseenheid en die beheerstelsel. Daarbenewens kan die gebruik van waterverkoelde ligbronne en watersirkulasie, gekombineer met die bekendstelling van buitelug-kouebronne, energiebesparende verkoeling bewerkstellig en lugversorging se energieverbruik verminder.

Outomatiese hulpbedieningstoerusting

Die saailingtelingproses van die plantfabriek is streng, die bedryfsdigtheid is hoog, die ruimte is kompak, en outomatiese hulptoerusting is onontbeerlik. Die gebruik van outomatiese hulptoerusting is nie net bevorderlik vir die vermindering van arbeidsverbruik nie, maar help ook om die doeltreffendheid van die kweekruimte te verbeter. Die outomatiseringstoerusting wat tot dusver ontwikkel is, sluit in 'n propgrondbedekkingsmasjien, saaimasjien, entmasjien, AGV-logistieke vervoertrollie, ens. Onder beheer van die ondersteunende intelligente bestuursplatform kan die onbemande werking van die hele proses van saailingteling basies gerealiseer word. Daarbenewens speel masjienvisietegnologie ook 'n toenemend belangrike rol in die proses van saailingteling. Dit help nie net om die groeistatus van saailinge te monitor nie, help met die bestuur van kommersiële saailinge, maar voer ook outomatiese sifting van swak saailinge en dooie saailinge uit. Die robothand verwyder en vul die saailinge.

Voordele van saailingteling in die fabriek

Hoë vlak van omgewingsbeheer maak jaarlikse produksie moontlik

As gevolg van die besondere aard van saailingteling, is die beheer van die kweekomgewing baie belangrik. Onder die plantfabriektoestande word omgewingsfaktore soos lig, temperatuur, water, lug, kunsmis en CO2 hoogs beheer, wat die beste groeiomgewing vir saailingteling kan bied, ongeag die seisoene en streke. Boonop vereis die proses van enting, wondgenesing en worteldifferensiasie in die teelproses van geënte saailinge en snysaailinge hoër omgewingsbeheer, en plantfabrieke is ook uitstekende draers. Die buigsaamheid van die omgewingstoestande van die plantfabriek self is sterk, dus is dit van groot belang vir die produksie van groentesaailinge in nie-teelseisoene of in uiterste omgewings, en kan saailingondersteuning bied om die meerjarige voorraad groente te verseker. Boonop is die saailingteling van plantfabrieke nie beperk deur ruimte nie, en kan dit ter plaatse in die voorstede van stede en openbare gemeenskapsruimtes uitgevoer word. Die spesifikasies is buigsaam en veranderlik, wat massaproduksie en noue voorraad van hoëgehalte-saailinge moontlik maak, wat belangrike ondersteuning bied vir die ontwikkeling van stedelike tuinbou. 

Verkort die teelsiklus en verbeter die kwaliteit van saailinge

Onder plantfabriektoestande, danksy die presiese beheer van verskeie groei-omgewingsfaktore, word die saailing-teelsiklus met 30% tot 50% verkort in vergelyking met tradisionele metodes. Die verkorting van die teelsiklus kan die produksielot saailinge verhoog, die produsent se inkomste verhoog en die bedryfsrisiko's wat deur markskommelings veroorsaak word, verminder. Vir produsente is dit bevorderlik vir vroeë uitplant en plant, vroeë markbekendstelling en verbeterde markmededingendheid. Aan die ander kant is die saailinge wat in die plantfabriek geteel word, netjies en stewig, die morfologiese en kwaliteitsaanwysers word aansienlik verbeter, en die produksieprestasie na kolonisasie is beter. Studies het getoon dat tamatie-, peper- en komkommersaailinge wat onder plantfabriektoestande geteel word, nie net blaaroppervlakte, planthoogte, stamdeursnee, wortelkrag en ander aanwysers verbeter nie, maar ook aanpasbaarheid, siekteweerstand, blomknopdifferensiasie na kolonisasie verbeter. En die produksie en ander aspekte het duidelike voordele. Die aantal vroulike blomme per plant het met 33,8% toegeneem en die aantal vrugte per plant het met 37,3% toegeneem na die plant van komkommersaailinge wat in plantfabrieke geteel is. Met die voortdurende verdieping van teoretiese navorsing oor die biologie van die saailingontwikkelingsomgewing, sal plantfabrieke meer presies en beheerbaar wees in die vorming van saailingmorfologie en die verbetering van fisiologiese aktiwiteit.

 Vergelyking van die toestand van geënte saailinge in kweekhuise en plantfabrieke

Doeltreffende gebruik van hulpbronne om saailingkoste te verminder

Die plantfabriek gebruik gestandaardiseerde, geïnformeerde en geïndustrialiseerde plantmetodes, sodat elke skakel van saailingproduksie streng beheer word, en die doeltreffendheid van hulpbronbenutting aansienlik verbeter word. Saad is die hoofkosteverbruiker in saailingteling. As gevolg van onreëlmatige werking en swak omgewingsbeheerbaarheid van tradisionele saailinge, is daar probleme soos nie-ontkieming of swak groei van saad, wat lei tot groot vermorsing in die proses van saad tot kommersiële saailinge. In die plantfabriekomgewing, deur saadvoorbehandeling, fyn saai en presiese beheer van die kweekomgewing, word die benuttingsdoeltreffendheid van saad aansienlik verbeter, en die dosis kan met meer as 30% verminder word. Water, kunsmis en ander hulpbronne is ook die hoofkosteverbruiker van tradisionele saailingteling, en die verskynsel van hulpbronvermorsing is ernstig. Onder die toestande van plantfabrieke, deur die toepassing van presisiebesproeiingstegnologie, kan die doeltreffendheid van water- en kunsmisbenutting met meer as 70% verhoog word. Daarbenewens, as gevolg van die kompaktheid van die struktuur van die plantfabriek self en die eenvormigheid van omgewingsbeheer, word die energie- en CO2-benuttingsdoeltreffendheid in die proses van saailingvoortplanting ook aansienlik verbeter.

In vergelyking met tradisionele oopveld-saailingteling en kweekhuis-saailingteling, is die grootste kenmerk van saailingteling in plantfabrieke dat dit op 'n meerlaagse driedimensionele wyse uitgevoer kan word. In die plantfabriek kan saailingteling van die vlak na die vertikale ruimte uitgebrei word, wat die saailingtelingdoeltreffendheid per eenheid grond aansienlik verbeter en die ruimtebenuttingsdoeltreffendheid aansienlik verbeter. Byvoorbeeld, die standaardmodule vir saailingteling wat deur 'n biologiese maatskappy ontwikkel is, kan onder die voorwaarde dat dit 'n oppervlakte van 4.68 ㎡ bedek, meer as 10 000 saailinge in 'n enkele bondel teel, wat vir 3.3 Mu (2201.1 ㎡) groenteproduksiebehoeftes gebruik kan word. Onder die voorwaarde van hoëdigtheid-meerlaagse driedimensionele teling, kan ondersteunende outomatiese hulptoerusting en intelligente logistieke vervoerstelsel die doeltreffendheid van arbeidsbenutting aansienlik verbeter en arbeid met meer as 50% bespaar.

Saailingteling met hoë weerstand om groen produksie te bevorder

Die skoon produksieomgewing van die plantfabriek kan die voorkoms van plae en siektes in die teelruimte aansienlik verminder. Terselfdertyd, deur die geoptimaliseerde konfigurasie van die kultuuromgewing, sal die geproduseerde saailinge hoër weerstand hê, wat die plaagdoderbespuiting tydens saailingvoortplanting en -planting aansienlik kan verminder. Boonop, vir die teel van spesiale saailinge soos geënte saailinge en snysaailinge, kan groen beheermaatreëls soos lig, temperatuur, water en kunsmis in die plantfabriek gebruik word om die grootskaalse gebruik van hormone in tradisionele bedrywighede te vervang om voedselveiligheid te verseker, omgewingsbesoedeling te verminder en groen saailinge se volhoubare produksie te bereik.

Produksiekoste-analise 

Die maniere waarop aanlegfabrieke die ekonomiese voordele van saailinge kan verhoog, sluit hoofsaaklik twee dele in. Aan die een kant, deur die optimalisering van strukturele ontwerp, gestandaardiseerde werking en die gebruik van intelligente fasiliteite en toerusting, kan dit die verbruik van saad, elektrisiteit en arbeid in die proses van saailingteling verminder, en water-, kunsmis-, hitte- en energieverbruik verbeter. Die benuttingsdoeltreffendheid van gas en CO2 verminder die koste van saailingteling; aan die ander kant, deur presiese beheer van die omgewing en optimalisering van die prosesvloei, word die teeltyd van saailinge verkort, en die jaarlikse teelgroep en saailingopbrengs per eenheidsruimte word verhoog, wat meer mededingend in die mark is. 

Met die ontwikkeling van plantfabriektegnologie en die voortdurende verdieping van omgewingsbiologie-navorsing oor saailingverbouing, is die koste van saailingteling in plantfabrieke basies dieselfde as dié van tradisionele kweekhuisverbouing, en die kwaliteit en markwaarde van saailinge is hoër. As ons komkommersaailinge as voorbeeld neem, maak die produksiemateriaal 'n groot deel uit, wat ongeveer 37% van die totale koste insluit, insluitend sade, voedingsoplossing, propbakke, substrate, ens. Elektriese energieverbruik is ongeveer 24% van die totale koste, insluitend plantbeligting, lugversorging en energieverbruik van voedingsoplossingspompe, ens., wat die hoofrigting van toekomstige optimalisering is. Boonop is die lae verhouding van arbeid 'n kenmerk van plantfabriekproduksie. Met die voortdurende toename in die mate van outomatisering, sal die koste van arbeidsverbruik verder verminder word. In die toekoms kan die ekonomiese voordele van saailingteling in plantfabrieke verder verbeter word deur die ontwikkeling van gewasse met hoë toegevoegde waarde en die ontwikkeling van geïndustrialiseerde verbouingstegnologie vir saailinge van kosbare bosbome.

Komkommersaailingkostesamestelling /%

Industrialiseringstatus

In onlangse jare het wetenskaplike navorsingsinstellings, verteenwoordig deur die Stedelike Landbou Navorsingsinstituut van die Chinese Akademie vir Landbouwetenskappe, en hoëtegnologie-ondernemings, die bedryf van saailingteling in plantfabrieke besef. Dit kan saailinge voorsien van 'n doeltreffende industriële produksielyn van saad tot opkoms. Onder hulle is 'n plantfabriek in Shanxi wat in 2019 gebou en in werking gestel is, wat 'n oppervlakte van 3 500 ㎡ dek en 800 000 soetrissie-saailinge of 550 000 tamatiesaailinge binne 'n 30-dae siklus kan teel. Nog 'n saailingtelingfabriek wat gebou is, dek 'n oppervlakte van 2 300 ㎡ en kan 8-10 miljoen saailinge per jaar produseer. Die mobiele genesingsaanleg vir geënte saailinge, wat onafhanklik ontwikkel is deur die Instituut vir Stedelike Landbou, Chinese Akademie vir Landbouwetenskappe, kan 'n monteerlyn genesings- en domestiseringsplatform bied vir die kweek van geënte saailinge. 'n Enkele werkruimte kan meer as 10 000 geënte saailinge op 'n slag hanteer. In die toekoms word verwag dat die diversiteit van saailingteeltvariëteite in plantfabrieke verder uitgebrei sal word, en die vlak van outomatisering en intelligensie sal aanhou verbeter.

Die mobiele genesingsaanleg vir geënte saailinge ontwikkel deur die Instituut vir Stedelike Landbou, Chinese Akademie vir Landbouwetenskappe

Vooruitsigte

As 'n nuwe draer van fabrieksaailingteelt, het plantfabrieke enorme voordele en kommersialiseringspotensiaal in vergelyking met tradisionele saailingteeltmetodes in terme van presiese omgewingsbeheer, doeltreffende benutting van hulpbronne en gestandaardiseerde bedrywighede. Deur die verbruik van hulpbronne soos saad, water, kunsmis, energie en mannekrag in saailingteelt te verminder, en die opbrengs en kwaliteit van saailinge per eenheidsoppervlakte te verbeter, sal die koste van saailingteelt in plantfabrieke verder verminder word, en die produkte sal meer mededingend in die mark wees. Daar is 'n groot vraag na saailinge in China. Benewens die produksie van tradisionele gewasse soos groente, word verwag dat saailinge met 'n hoë waardetoegevoegde saailinge soos blomme, Chinese kruiemedisyne en seldsame bome in plantfabrieke geteel sal word, en die ekonomiese voordele sal verder verbeter word. Terselfdertyd moet die geïndustrialiseerde saailingteeltplatform die versoenbaarheid en buigsaamheid van verskillende saailingteelt in ag neem om aan die behoeftes van die saailingteeltmark in verskillende seisoene te voldoen.

Die biologiese teorie van die saailingteelomgewing is die kern van presiese beheer van die plantfabriekomgewing. Diepgaande navorsing oor die regulering van saailingplantvorm en fotosintese en ander fisiologiese aktiwiteite deur omgewingsfaktore soos lig, temperatuur, humiditeit en CO2 sal help om 'n saailing-omgewing-interaksiemodel te vestig, wat die energieverbruik van saailingproduksie kan verminder en die kwaliteit en produksie van saailinge kan verbeter. Kwaliteit bied 'n teoretiese basis. Op grond hiervan kan beheertegnologie en -toerusting met lig as die kern en gekoppel aan ander omgewingsfaktore, ontwikkel word om die produksie van saailinge met spesiale planttipes, hoë eenvormigheid en hoë gehalte aan te pas om aan die vereistes van hoëdigtheidverbouing en gemeganiseerde werking in plantfabrieke te voldoen. Uiteindelik bied dit 'n tegniese basis vir die konstruksie van 'n digitale saailingproduksiestelsel en realiseer dit gestandaardiseerde, onbemande en digitale saailingteel in plantfabrieke.

Skrywer: Xu Yaliang, Liu Xinying, ens. 

Aanhalingsinligting:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang. Belangrike tegniese toerusting en industrialisering van saailingteling in plantfabrieke [J]. Landbou-ingenieurstegnologie, 2021,42(4):12-15.