Abstrakts

Šobrīd rūpnīcā ir veiksmīgi realizēta tādu dārzeņu stādu kā gurķu, tomātu, paprikas, baklažānu, meloņu selekcionēšana, nodrošinot lauksaimniekus ar kvalitatīviem stādiem partijās, un ražošanas rādītāji pēc stādīšanas ir labāki.Stādu rūpnīcas ir kļuvušas par nozīmīgu sējeņu piegādes līdzekli dārzeņu nozarei, un tām ir arvien lielāka loma dārzeņu nozares piedāvājuma puses strukturālās reformas veicināšanā, nodrošinot pilsētas dārzeņu piegādi un zaļo dārzeņu ražošanu.

Augu rūpnīcas stādu audzēšanas sistēmas projektēšana un galvenais tehniskais aprīkojums

Kā pašlaik visefektīvākā lauksaimnieciskās ražošanas sistēma augu rūpnīcas stādu audzēšanas sistēma integrē visaptverošus tehniskos līdzekļus, tostarp mākslīgo apgaismojumu, barības vielu šķīduma piegādi, trīsdimensiju vides kontroli, automatizētas palīgdarbības, inteliģentu ražošanas vadību utt., Un integrē biotehnoloģiju, informāciju. tehnoloģijas un mākslīgais intelekts.Inteliģenti un citi augsto tehnoloģiju sasniegumi veicina nepārtrauktu nozares attīstību. 

LED mākslīgā gaismas avotu sistēma

Mākslīgās gaismas vides izbūve ir viena no sējeņu selekcijas sistēmas pamattehnoloģijām augu rūpnīcās, kā arī galvenais enerģijas patēriņa avots stādu ražošanā.Augu rūpnīcu gaismas videi ir liela elastība, un gaismas vidi var regulēt no vairākiem izmēriem, piemēram, gaismas kvalitātes, gaismas intensitātes un fotoperiodu, un tajā pašā laikā dažādus gaismas faktorus var optimizēt un apvienot laika secībā, lai izveidotu viegla formula stādu audzēšanai, nodrošinot piemērotu gaismas vidi stādu mākslīgai audzēšanai.Tāpēc, pamatojoties uz dažādu stādu augšanas gaismas pieprasījuma raksturlielumiem un ražošanas mērķiem, optimizējot gaismas formulas parametrus un gaismas padeves stratēģiju, ir izstrādāts īpašs enerģiju taupošs LED gaismas avots, kas var ievērojami uzlabot stādu gaismas enerģijas pārveidošanas efektivitāti. , veicināt stādu biomasas uzkrāšanos, un uzlabot stādu ražošanas kvalitāti, vienlaikus samazinot enerģijas patēriņu un ražošanas izmaksas.Turklāt gaismas vides regulēšana ir arī nozīmīgs tehnisks līdzeklis stādu pieradināšanas un potēto stādu dzīšanas procesā.

Noņemama daudzslāņu vertikālā stādu sistēma

Stādu audzēšana rūpnīcā tiek veikta, izmantojot daudzslāņu trīsdimensiju plauktu.Izmantojot moduļu sistēmas dizainu, var realizēt ātru stādu audzēšanas sistēmas montāžu.Atstatumu starp plauktiem var elastīgi pielāgot, lai tas atbilstu telpas prasībām dažādu šķirņu stādu audzēšanai un ievērojami uzlabotu telpas izmantošanas līmeni.Turklāt sēklu gultnes sistēmas, apgaismojuma sistēmas un ūdens un mēslojuma apūdeņošanas sistēmas atsevišķā konstrukcija nodrošina sēklu gultnei gan transportēšanas funkciju, kas ir ērta pārvietošanai uz dažādām darbnīcām, piemēram, sēšanai, dīgšanai un pieradināšanai, gan samazina darbaspēku. stādu paplātes apstrādes patēriņš.

Noņemama daudzslāņu vertikālā stādu sistēma 

Ūdens un mēslojuma apūdeņošanā galvenokārt tiek izmantots plūdmaiņu veids, izsmidzināšanas veids un citas metodes, precīzi kontrolējot barības vielu šķīduma piegādes laiku un biežumu, lai panāktu vienmērīgu ūdens un minerālvielu piegādi un efektīvu izmantošanu.Apvienojumā ar īpašo uzturvielu šķīduma formulu stādiem, tas var apmierināt stādu augšanas un attīstības vajadzības un nodrošināt strauju un veselīgu stādu augšanu.Turklāt, izmantojot tiešsaistes barības vielu jonu noteikšanas sistēmu un uzturvielu šķīdumu sterilizācijas sistēmu, barības vielas var papildināt savlaicīgi, vienlaikus izvairoties no mikroorganismu un sekundāro metabolītu uzkrāšanās, kas ietekmē normālu stādu augšanu. 

Vides kontroles sistēma

Precīza un efektīva vides kontrole ir viena no galvenajām rūpnīcas stādu pavairošanas sistēmas iezīmēm.Rūpnīcas ārējās apkopes struktūra parasti tiek montēta no materiāliem, kas ir necaurspīdīgi un ļoti izolējoši.Pamatojoties uz to, ārējā vide gandrīz neietekmē gaismas, temperatūras, mitruma, vēja ātruma un CO2 regulēšanu.Izstrādājot CFD modeli, lai optimizētu gaisa vadu izkārtojumu, apvienojumā ar mikrovides kontroles metodi, var nodrošināt vienmērīgu vides faktoru, piemēram, temperatūras, mitruma, vēja ātruma un CO2 sadalījumu augsta blīvuma kultūras telpā. sasniegt.Inteliģentā vides regulēšana tiek realizēta ar sadalītiem sensoriem un kontaktu vadību, un visas audzēšanas vides reāllaika regulēšana tiek veikta, izmantojot savienojumu starp uzraudzības bloku un vadības sistēmu.Turklāt, izmantojot ūdens dzesēšanas gaismas avotus un ūdens cirkulāciju, apvienojumā ar āra aukstuma avotu ieviešanu, var panākt enerģiju taupošu dzesēšanu un samazināt gaisa kondicionēšanas enerģijas patēriņu.

Automātiskās palīgdarbības iekārtas

Augu rūpnīcas stādu audzēšanas process ir stingrs, darbības blīvums ir augsts, telpa ir kompakta un automātiskās palīgiekārtas ir nepieciešamas.Automatizēto palīgiekārtu izmantošana ne tikai veicina darbaspēka patēriņa samazināšanu, bet arī palīdz uzlabot audzēšanas telpu efektivitāti.Līdz šim izstrādātajā automatizācijas aprīkojumā ietilpst augsnes pārklāšanas mašīna, sējmašīna, potēšanas mašīna, AGV loģistikas transportēšanas ratiņi u.c. Atbalstošās viedās vadības platformas kontrolē pamatā var tikt nodrošināta visa stādu audzēšanas procesa bezpilota darbība. realizēts.Turklāt mašīnredzes tehnoloģijai ir arī arvien lielāka nozīme stādu audzēšanas procesā.Tas ne tikai palīdz uzraudzīt stādu augšanas stāvokli, palīdz komerciālo stādu apsaimniekošanā, bet arī veic automātisku vājo stādu un mirušo stādu skrīningu.Robota roka noņem un piepilda stādus.

Augu rūpnīcas stādu audzēšanas priekšrocības

Augsts vides kontroles līmenis nodrošina ikgadēju ražošanu

Stādu audzēšanas specifikas dēļ ļoti svarīga ir to audzēšanas vides kontrole.Rūpnīcas apstākļos vides faktori, piemēram, gaisma, temperatūra, ūdens, gaiss, mēslojums un CO2, tiek stingri kontrolēti, kas var nodrošināt vislabāko augšanas vidi stādu audzēšanai neatkarīgi no gadalaikiem un reģioniem.Turklāt potēto stādu audzēšanas procesā un stādu griešanas procesā potēšanas brūču dzīšanas un sakņu diferenciācijas procesā ir nepieciešama augstāka vides kontrole, un arī augu rūpnīcas ir lieliski nesēji.Pašas rūpnīcas vides apstākļu elastība ir spēcīga, tāpēc tai ir liela nozīme dārzeņu stādu ražošanā nevaislas sezonās vai ekstremālos apstākļos un var nodrošināt stādu atbalstu, lai nodrošinātu daudzgadīgo dārzeņu piegādi.Turklāt stādu audzēšana augu rūpnīcās nav ierobežota ar telpu, un to var veikt uz vietas pilsētu priekšpilsētās un kopienas publiskajās telpās.Specifikācijas ir elastīgas un mainīgas, nodrošinot masveida ražošanu un ciešu augstas kvalitātes stādu piegādi, sniedzot nozīmīgu atbalstu pilsētas dārzkopības attīstībai. 

Saīsiniet audzēšanas ciklu un uzlabojiet stādu kvalitāti

Stādu rūpnīcas apstākļos, pateicoties precīzai dažādu augšanas vides faktoru kontrolei, stādu audzēšanas cikls tiek saīsināts par 30% līdz 50%, salīdzinot ar tradicionālajām metodēm.Selekcijas cikla saīsināšana var palielināt stādu ražošanas partiju, palielināt ražotāja ienākumus, samazināt tirgus svārstību radītos darbības riskus.Audzētājiem tas veicina agrīnu pārstādīšanu un stādīšanu, agrīnu laišanu tirgū un uzlabotu tirgus konkurētspēju.Savukārt rūpnīcā izaudzētie stādi ir glīti un resni, būtiski uzlaboti morfoloģiskie un kvalitātes rādītāji, kā arī produkcija pēc kolonizācijas ir labāka.Pētījumos noskaidrots, ka stādu rūpnīcas apstākļos izaudzētie tomātu, piparu un gurķu stādi ne tikai uzlabo lapu platību, auga augstumu, stublāju diametru, sakņu sparu un citus rādītājus, bet arī uzlabo pielāgošanās spēju, izturību pret slimībām, ziedpumpuru diferenciāciju pēc kolonizācijas.Un ražošanai un citiem aspektiem ir acīmredzamas priekšrocības.Pēc rūpnīcās izaudzēto gurķu stādu iestādīšanas sievišķo ziedu skaits uz vienu augu pieauga par 33,8% un augļu skaits uz vienu augu – par 37,3%.Nepārtraukti padziļinot teorētiskos pētījumus par stādu attīstības vides bioloģiju, augu fabrikas būs precīzākas un kontrolējamākas stādu morfoloģijas veidošanā un fizioloģiskās aktivitātes uzlabošanā.

 Potētu stādu stāvokļa salīdzinājums siltumnīcās un augu fabrikās

Efektīva resursu izmantošana, lai samazinātu stādu izmaksas

Stādu rūpnīcā tiek izmantotas standartizētas, informatizētas un industrializētas stādīšanas metodes, lai katrs stādu audzēšanas posms tiktu stingri kontrolēts un tiktu būtiski uzlabota resursu izmantošanas efektivitāte.Sēklas ir galvenais izmaksu patēriņš stādu audzēšanā.Tradicionālo stādu neregulāras darbības un sliktas vides kontrolējamības dēļ rodas tādas problēmas kā sēklu nedīgtspēja vai vāja augšana, kā rezultātā procesā no sēklām līdz komerciāliem stādiem rodas milzīgi atkritumi.Augu rūpnīcas vidē, izmantojot sēklu pirmapstrādi, smalku sēšanu un precīzu audzēšanas vides kontroli, sēklu izmantošanas efektivitāte tiek ievērojami uzlabota, un devu var samazināt par vairāk nekā 30%.Ūdens, mēslojums un citi resursi ir arī tradicionālās stādu audzēšanas galvenais izmaksu patēriņš, un resursu izšķērdēšanas parādība ir nopietna.Augu rūpnīcu apstākļos, izmantojot precīzas apūdeņošanas tehnoloģiju, ūdens un mēslojuma izmantošanas efektivitāti var palielināt par vairāk nekā 70%.Turklāt, pateicoties pašas rūpnīcas struktūras kompaktumam un vides kontroles vienveidībai, būtiski uzlabojas arī enerģijas un CO2 izmantošanas efektivitāte stādu pavairošanas procesā.

Salīdzinājumā ar tradicionālo stādu audzēšanu atklātā laukā un stādu audzēšanu siltumnīcā, stādu audzēšanas lielākā iezīme augu rūpnīcās ir tā, ka to var veikt daudzslāņu trīsdimensiju veidā.Stādu rūpnīcā stādu audzēšanu var paplašināt no plaknes līdz vertikālajai telpai, kas ievērojami uzlabo stādu audzēšanas efektivitāti uz zemes vienību un ievērojami uzlabo telpas izmantošanas efektivitāti.Piemēram, bioloģiskā uzņēmuma izstrādātais standarta sējeņu audzēšanas modulis ar nosacījumu, ka platība ir 4,68 ㎡, var izaudzēt vairāk nekā 10 000 stādu vienā partijā, ko var izmantot 3,3 Mu (2201,1 ㎡) dārzeņu ražošanai. vajadzībām.Augsta blīvuma daudzslāņu trīsdimensiju audzēšanas apstākļos, atbalstot automātisko palīgiekārtu un viedo loģistikas transporta sistēmu, var ievērojami uzlabot darbaspēka izmantošanas efektivitāti un ietaupīt darbaspēku par vairāk nekā 50%.

Augstas izturības stādu audzēšana, lai palīdzētu zaļajai ražošanai

Rūpnīcas tīrā ražošanas vide var ievērojami samazināt kaitēkļu un slimību rašanos audzēšanas telpā.Tajā pašā laikā, izmantojot optimizētu kultivēšanas vides konfigurāciju, saražotajiem stādiem būs lielāka pretestība, kas var ievērojami samazināt pesticīdu izsmidzināšanu sējeņu pavairošanas un stādīšanas laikā.Turklāt īpašu stādu, piemēram, potētu stādu un griešanas stādu audzēšanai, augu rūpnīcā var izmantot zaļās kontroles pasākumus, piemēram, gaismu, temperatūru, ūdeni un mēslojumu, lai aizstātu plašo hormonu izmantošanu tradicionālajās darbībās, lai nodrošinātu pārtikas nekaitīgums, samazināt vides piesārņojumu un sasniegt zaļus stādus Ilgtspējīga ražošana.

Ražošanas izmaksu analīze 

Veidi, kā augu rūpnīcas var palielināt stādu ekonomiskos ieguvumus, galvenokārt ietver divas daļas.No vienas puses, optimizējot konstrukcijas dizainu, standartizētu darbību un viedo iekārtu un aprīkojuma izmantošanu, tas var samazināt sēklu, elektroenerģijas un darbaspēka patēriņu sēklu audzēšanas procesā, kā arī uzlabot ūdens, mēslojuma, siltuma un enerģijas patēriņu. .Gāzes un CO2 izmantošanas efektivitāte samazina stādu audzēšanas izmaksas;no otras puses, precīzi kontrolējot vidi un optimizējot procesa plūsmu, tiek saīsināts stādu audzēšanas laiks, kā arī tiek palielināta ikgadējā selekcijas partijas un stādu raža no platības vienības, kas ir konkurētspējīgāka tirgū. 

Attīstoties augu rūpnīcu tehnoloģijai un nepārtraukti padziļinot vides bioloģijas pētījumus par stādu audzēšanu, stādu audzēšanas izmaksas augu fabrikās būtībā ir tādas pašas kā tradicionālās audzēšanas siltumnīcās, un stādu kvalitāte un tirgus vērtība ir augstāka.Ņemot par piemēru gurķu stādus, lielu daļu veido ražošanas materiāli, kas veido aptuveni 37% no kopējām izmaksām, tostarp sēklas, barības vielu šķīdums, aizbāžņu paplātes, substrāti utt. Elektroenerģijas patēriņš veido aptuveni 24% no kopējās izmaksas izmaksas, ieskaitot augu apgaismojumu, gaisa kondicionēšanas un barības vielu šķīdumu sūkņa enerģijas patēriņu utt., kas ir galvenais turpmākās optimizācijas virziens.Turklāt zemais darbaspēka īpatsvars ir augu rūpnīcas ražošanas iezīme.Nepārtraukti palielinoties automatizācijas pakāpei, darbaspēka patēriņa izmaksas vēl vairāk samazināsies.Nākotnē ekonomiskos ieguvumus no stādu audzēšanas augu rūpnīcās varēs vēl vairāk uzlabot, attīstot kultūras ar augstu pievienoto vērtību un attīstot rūpnieciski attīstītu dārgmetālu meža koku stādu audzēšanas tehnoloģiju.

Gurķu stādu izmaksu sastāvs /%

Industrializācijas statuss

Pēdējos gados Ķīnas Lauksaimniecības zinātņu akadēmijas Pilsētas lauksaimniecības pētniecības institūta pārstāvētās zinātniskās pētniecības iestādes un augsto tehnoloģiju uzņēmumi ir realizējuši stādu audzēšanas nozari augu rūpnīcās.Tas var nodrošināt stādus ar efektīvu rūpnieciskās ražošanas līniju no sēklām līdz dīgšanai.Tostarp 2019. gadā uzbūvēta un ekspluatācijā nodota augu rūpnīca Šaņsji aizņem 3500 ㎡ platību un 30 dienu ciklā var izaudzēt 800 000 piparu stādu vai 550 000 tomātu stādus.Vēl viena uzceltā stādu audzēšanas rūpnīca aizņem 2300 ㎡ platību un var saražot 8-10 miljonus stādu gadā.Mobilā ārstniecības iekārta potētiem stādiem, ko neatkarīgi izstrādājis Ķīnas Lauksaimniecības zinātņu akadēmijas Pilsētu lauksaimniecības institūts, var nodrošināt montāžas līnijas dziedināšanas un pieradināšanas platformu potētu stādu audzēšanai.Vienā darba telpā vienlaikus var apstrādāt vairāk nekā 10 000 potētu stādu.Nākotnē stādu selekcijas šķirņu daudzveidība stādu rūpnīcās tiks vēl vairāk paplašināta, kā arī turpinās uzlaboties automatizācijas un inteliģences līmenis.

Mobilais ārstnieciskais augs potētiem stādiem, ko izstrādājis Ķīnas Lauksaimniecības zinātņu akadēmijas Pilsētas lauksaimniecības institūts

Outlook

Kā jauns rūpnīcas stādu audzēšanas nesējs, rūpnīcām ir milzīgas priekšrocības un komercializācijas potenciāls salīdzinājumā ar tradicionālajām stādu audzēšanas metodēm precīzas vides kontroles, efektīvas resursu izmantošanas un standartizētas darbības ziņā.Samazinot resursu, piemēram, sēklu, ūdens, mēslojuma, enerģijas un darbaspēka patēriņu stādu audzēšanā un uzlabojot stādu ražu un kvalitāti uz platības vienību, stādu audzēšanas izmaksas augu rūpnīcās tiks vēl vairāk samazinātas, un produkti būt konkurētspējīgākam tirgū.Ķīnā ir milzīgs pieprasījums pēc stādiem.Sagaidāms, ka papildus tradicionālo kultūru, piemēram, dārzeņu, audzēšanai augu rūpnīcās tiks audzēti stādi ar augstu pievienoto vērtību, piemēram, puķes, ķīniešu augu izcelsmes zāles un reti koki, kā arī turpmāk tiks uzlaboti ekonomiskie ieguvumi.Tajā pašā laikā rūpnieciski attīstītajai stādu audzēšanas platformai ir jāņem vērā dažādu stādu audzēšanas savietojamība un elastība, lai apmierinātu stādu audzēšanas tirgus vajadzības dažādos gadalaikos.

Stādu audzēšanas vides bioloģiskā teorija ir augu rūpnīcas vides precīzas kontroles pamatā.Padziļināta izpēte par sējeņu formas un fotosintēzes un citu fizioloģisko aktivitāšu regulēšanu ar tādiem vides faktoriem kā gaisma, temperatūra, mitrums un CO2 palīdzēs izveidot stāda un vides mijiedarbības modeli, kas var samazināt stādu audzēšanas enerģijas patēriņu un uzlabot stādu kvalitāti un ražošanu.Kvalitāte nodrošina teorētisko pamatu.Pamatojoties uz to, kontrolējiet tehnoloģiju un aprīkojumu ar gaismu kā kodolu un kopā ar citiem vides faktoriem, kā arī pielāgojiet stādu ražošanu ar īpašiem augu veidiem, augstu viendabīgumu un augstu kvalitāti, lai atbilstu augsta blīvuma kultivēšanas un mehanizētas darbības prasībām iekārtā. var attīstīt rūpnīcas.Galu galā tas nodrošina tehnisko bāzi digitālās stādu ražošanas sistēmas izbūvei un realizē standartizētu, bezpilota un digitālu stādu audzēšanu augu rūpnīcās.

Autors: Xu Yaliang, Liu Xinying utt. 

Informācija par citātu:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang. Galvenais tehniskais aprīkojums un stādu audzēšanas industrializācija augu rūpnīcās [J].Lauksaimniecības inženierijas tehnoloģija, 2021, 42(4):12-15.