Abstraktne

Praegu on tehases edukalt ellu viidud köögiviljade istikute nagu kurk, tomat, paprika, baklažaan ja melon aretus, tagades põllumeestele kvaliteetsete seemikute partiidena ning tootmistulemused pärast istutamist on paremad.Taimetehased on muutunud köögiviljatööstuse oluliseks istikute tarnimise vahendiks ning neil on üha olulisem roll köögiviljatööstuse pakkumispoolse struktuurireformi edendamisel, linnade köögiviljavarustuse ja roheliste köögiviljade tootmise tagamisel.

Taimetehase seemikute aretussüsteemi projekteerimine ja peamised tehnilised seadmed

Praeguse kõige tõhusama põllumajandusliku tootmissüsteemina integreerib taimetehase seemikute aretussüsteem kõikehõlmavaid tehnilisi vahendeid, sealhulgas kunstlikku valgustust, toitainete lahuse tarnimist, kolmemõõtmelist keskkonnakontrolli, automatiseeritud abitoiminguid, intelligentset tootmisjuhtimist jne, ning integreerib biotehnoloogia, teabe. tehnoloogia ja tehisintellekt.Arukad ja muud kõrgtehnoloogilised saavutused soodustavad tööstuse pidevat arengut. 

LED tehisvalgusallika süsteem

Tehisvalguskeskkonna rajamine on taimetehaste seemikute aretussüsteemi üks põhitehnoloogiaid ning ühtlasi ka seemikute tootmise peamine energiatarbimise allikas.Taimetehaste valguskeskkond on väga paindlik ja valguskeskkonda saab reguleerida mitmest mõõtmest, nagu valguskvaliteet, valguse intensiivsus ja fotoperiood, ning samal ajal saab erinevaid valgustegureid optimeerida ja ajaliselt kombineerida, et moodustada kerge valem istikute kasvatamiseks, tagades sobiva valguskeskkonna istikute kunstlikuks kasvatamiseks.Seetõttu on erinevate seemikute kasvu valguse nõudluse omaduste ja tootmiseesmärkide põhjal, optimeerides valgusvalemi parameetreid ja valgusvarustusstrateegiat, välja töötatud spetsiaalne energiasäästlik LED-valgusallikas, mis võib oluliselt parandada seemikute valgusenergia muundamise efektiivsust. , soodustada seemikute biomassi kogunemist ja parandada seemikute tootmise kvaliteeti, vähendades samal ajal energiatarbimist ja tootmiskulusid.Lisaks on valguskeskkonna reguleerimine oluline tehniline vahend istikute kodustamise ja poogitud seemikute tervendamise protsessis.

Eemaldatav mitmekihiline vertikaalne istikusüsteem

Taimetehases toimub seemikute aretus mitmekihilise ruumilise riiuli abil.Modulaarse süsteemi konstruktsiooni abil saab seemikute kasvatamise süsteemi kiiresti kokku panna.Riiulite vahekaugust saab paindlikult reguleerida, et see vastaks eri sortide istikute aretamiseks vajalikele ruuminõuetele ja parandaks oluliselt ruumikasutust.Lisaks võimaldab külvipeenarsüsteemi, valgustussüsteemi ning vee- ja väetisega kastmissüsteemi eraldi konstruktsioon omada külvipeenral nii transpordifunktsiooni, mis on mugav liikuda erinevatesse töökodadesse nagu külv, idandamine ja kodustamine, kui ka vähendab tööjõudu. istmikualuse käitlemise tarbimine.

Eemaldatav mitmekihiline vertikaalne istikusüsteem 

Vee ja väetistega niisutamisel kasutatakse peamiselt loodete tüüpi, pihustustüüpi ja muid meetodeid toitainelahuse tarnimise aja ja sageduse täpse juhtimise kaudu, et saavutada vee ja mineraaltoitainete ühtlane varustus ja tõhus kasutamine.Koos seemikute spetsiaalse toitainelahuse valemiga suudab see rahuldada seemikute kasvu- ja arenguvajadusi ning tagada seemikute kiire ja tervisliku kasvu.Lisaks saab toitainete ioonide tuvastamise võrgu ja toitainete lahuste steriliseerimissüsteemi kaudu õigeaegselt toitaineid täiendada, vältides seemikute normaalset kasvu mõjutavate mikroorganismide ja sekundaarsete metaboliitide kuhjumist. 

Keskkonnakontrolli süsteem

Täpne ja tõhus keskkonnakontroll on taimetehase seemikute paljundussüsteemi üks peamisi omadusi.Tehasetehase välishooldusstruktuur on üldjuhul kokku pandud materjalidest, mis on läbipaistmatud ja hästi isoleerivad.Selle põhjal ei mõjuta väliskeskkond valguse, temperatuuri, niiskuse, tuule kiiruse ja CO2 reguleerimist peaaegu üldse.Tänu CFD mudeli ehitamisele õhukanali paigutuse optimeerimiseks koos mikrokeskkonna juhtimismeetodiga saab keskkonnategurite, nagu temperatuur, niiskus, tuule kiirus ja CO2, ühtlane jaotumine suure tihedusega kultuuriruumis. saavutada.Arukas keskkonnaregulatsioon realiseeritakse hajutatud andurite ja kontaktjuhtimise abil ning kogu viljeluskeskkonna reaalajas reguleerimine toimub seireseadme ja juhtimissüsteemi vahelise ühenduse kaudu.Lisaks võib vesijahutusega valgusallikate ja veeringluse kasutamine koos välistingimustes kasutatavate külmaallikate kasutuselevõtuga saavutada energiasäästlikku jahutust ja vähendada kliimaseadmete energiatarbimist.

Automaatsed abiseadmed

Taimetehase seemikute aretusprotsess on range, töötihedus on kõrge, ruum on kompaktne ja automaatsed abiseadmed on hädavajalikud.Automatiseeritud abiseadmete kasutamine ei aita kaasa mitte ainult tööjõukulu vähendamisele, vaid aitab parandada ka harimispinna efektiivsust.Seni välja töötatud automaatikaseadmete hulka kuuluvad pistikpinnase katmismasin, külvik, pookimismasin, AGV logistika transpordikäru jne. Toetava intelligentse juhtimisplatvormi juhtimisel saab põhimõtteliselt kogu seemikute aretamise protsessi mehitamata toimida. aru saanud.Lisaks on masinnägemistehnoloogial ka seemikute aretamise protsessis järjest olulisem roll.See mitte ainult ei aita jälgida seemikute kasvuseisundit, aitab hallata kaubanduslikke seemikuid, vaid teostab ka nõrkade seemikute ja surnud seemikute automaatset sõelumist.Robotkäsi eemaldab ja täidab istikud.

Taimetehase seemikute aretuse eelised

Kõrgetasemeline keskkonnakontroll võimaldab aastatoodangut

Seemikute aretuse eripära tõttu on väga oluline kontrollida selle kasvukeskkonda.Taimetehase tingimustes on keskkonnategurid, nagu valgus, temperatuur, vesi, õhk, väetis ja CO2, kõrge kontrolli all, mis võib pakkuda parimat kasvukeskkonda seemikute aretamiseks olenemata aastaajast ja piirkonnast.Lisaks nõuab poogitud istikute aretusprotsessis ja istikute lõikamise protsessis pookimise haavade paranemise ja juurte diferentseerumise protsess kõrgemat keskkonnakontrolli, samuti on taimetehased suurepärased kandjad.Taimetehase enda keskkonnatingimuste paindlikkus on tugev, seega on see suure tähtsusega köögiviljade istikute tootmisel pesitsusvälistel aastaaegadel või ekstreemsetes keskkondades ning võib pakkuda istikutoetust, et tagada köögiviljade mitmeaastane varustatus.Lisaks ei ole taimetehaste istikute aretamine ruumipiiranguga ning seda saab teostada kohapeal linnade äärelinnas ja kogukonna avalikus ruumis.Spetsifikatsioonid on paindlikud ja muutlikud, võimaldades kvaliteetsete istikute masstootmist ja tihedat tarnimist, pakkudes olulist tuge linnaaianduse arengule. 

Lühendage aretustsüklit ja parandage seemikute kvaliteeti

Taimetehase tingimustes, tänu erinevate kasvukeskkonna tegurite täpsele kontrollile, lüheneb seemikute aretustsükkel traditsiooniliste meetoditega võrreldes 30% kuni 50%.Aretustsükli lühendamine võib suurendada istikute tootmispartii, suurendada tootja sissetulekut ning vähendada turukõikumistest tulenevaid tegevusriske.Kasvatajate jaoks soodustab see varajast ümberistutamist ja istutamist, varajast turuletoomist ja turu konkurentsivõime paranemist.Seevastu taimetehases aretatud istikud on korralikud ja jässakad, morfoloogilised ja kvaliteedinäitajad on oluliselt paranenud ning tootmistulemused pärast koloniseerimist paremad.Uuringud on näidanud, et taimetehase tingimustes aretatud tomati-, paprika- ja kurgiistikud ei paranda mitte ainult lehtede pindala, taime kõrgust, varre läbimõõtu, juurte elujõudu ja muid näitajaid, vaid parandavad ka kohanemisvõimet, haiguskindlust, õiepungade diferentseerumist pärast koloniseerimist.Ja tootmisel ja muudel aspektidel on ilmsed eelised.Pärast taimetehastes aretatud kurgiistikute istutamist suurenes emaslillede arv taime kohta 33,8% ja viljade arv taime kohta 37,3%.Istikute arengukeskkonna bioloogia teoreetiliste uuringute pideva süvenemisega muutuvad taimetehased täpsemaks ja kontrollitavamaks istikute morfoloogia kujundamisel ja füsioloogilise aktiivsuse parandamisel.

 Poogitud istikute seisukorra võrdlus kasvuhoonetes ja taimetehastes

Tõhus ressursside kasutamine istikute kulude vähendamiseks

Taimetehases kasutatakse standardiseeritud, informatiseeritud ja industrialiseeritud istutusmeetodeid, nii et iga seemikute tootmise lüli on rangelt kontrollitud ja ressursside kasutamise tõhusus paraneb oluliselt.Seemned on seemikute aretuses peamine kulukulu.Traditsiooniliste seemikute ebakorrapärase toimimise ja halva keskkonnakontrollitavuse tõttu on probleeme, nagu seemnete idanematus või nõrk kasv, mille tulemuseks on tohutu raiskamine protsessis seemnetest kaubanduslike seemikuteni.Taimetehase keskkonnas paraneb seemnete eeltöötlemise, peene külvi ja kultiveerimiskeskkonna täpse juhtimise abil seemnete kasutamise efektiivsus oluliselt ja annust saab vähendada rohkem kui 30%.Vesi, väetis ja muud ressursid on ka traditsioonilise seemikute kasvatamise peamised kulukulud ning ressursside raiskamise nähtus on tõsine.Taimetehaste tingimustes saab täppisniisutustehnoloogia rakendamisega vee ja väetiste kasutamise efektiivsust tõsta rohkem kui 70%.Lisaks paraneb tänu taimetehase enda struktuuri kompaktsusele ja keskkonnakontrolli ühtsusele oluliselt ka energia ja CO2 kasutamise efektiivsus istikute paljundamise protsessis.

Võrreldes traditsioonilise avamaa seemikute kasvatamise ja kasvuhoones kasvatamisega, on taimetehastes istikute aretuse suurim omadus see, et seda saab läbi viia mitmekihiliselt kolmemõõtmeliselt.Taimetehases saab seemikute aretust laiendada tasapinnalt vertikaalsele ruumile, mis parandab oluliselt istikute aretamise efektiivsust maaühiku kohta ja parandab oluliselt ruumikasutuse efektiivsust.Näiteks bioloogilise ettevõtte välja töötatud seemikute aretamise standardmoodul tingimusel, et see katab 4,68 ㎡ suuruse ala, saab ühes partiis aretada rohkem kui 10 000 seemikut, mida saab kasutada 3,3 Mu (2201,1 ㎡) köögivilja tootmiseks. vajadustele.Suure tihedusega mitmekihilise kolmemõõtmelise aretuse tingimustes võib automaatsete abiseadmete ja intelligentse logistika transpordisüsteemi toetamine oluliselt parandada tööjõu kasutamise tõhusust ja säästa tööjõudu rohkem kui 50%.

Kõrge vastupidavusega seemikute aretus, mis aitab kaasa rohelisele tootmisele

Taimetehase puhas tootmiskeskkond võib oluliselt vähendada kahjurite ja haiguste esinemist pesitsusruumis.Samal ajal on kultiveerimiskeskkonna optimeeritud konfiguratsiooni kaudu toodetud seemikutel suurem vastupidavus, mis võib oluliselt vähendada pestitsiidide pihustamist seemikute paljundamise ja istutamise ajal.Lisaks saab spetsiaalsete seemikute, nagu poogitud seemikute ja seemikute lõikamisel, aretamiseks kasutada rohelisi tõrjemeetmeid, nagu valgus, temperatuur, vesi ja väetis taimetehases, et asendada hormoonide laiaulatuslik kasutamine traditsioonilistes toimingutes, et tagada toiduohutus, keskkonnareostuse vähendamine ja roheliste seemikute saavutamine Säästev tootmine.

Tootmiskulude analüüs 

Taimetehaste võimalused istikute majandusliku kasu suurendamiseks koosnevad peamiselt kahest osast.Ühest küljest, optimeerides konstruktsiooni, standardiseeritud tööd ning intelligentsete rajatiste ja seadmete kasutamist, võib see vähendada seemnete, elektri ja tööjõu tarbimist seemikute aretamise protsessis ning parandada vee-, väetise-, soojus- ja energiatarbimist. .Gaasi ja CO2 kasutamise efektiivsus vähendab istikute aretamise kulusid;teisest küljest lüheneb keskkonna täpse juhtimise ja protsessivoo optimeerimise kaudu seemikute aretusaeg ning suurendatakse iga-aastast aretuspartii ja seemikute saaki ruumiühiku kohta, mis on turul konkurentsivõimelisem. 

Taimevabriku tehnoloogia arenedes ja seemikute kasvatamise alaste keskkonnabioloogiliste uuringute järjepideva süvenemisega on istikute aretamise maksumus taimetehastes põhimõtteliselt sama suur kui traditsioonilisel kasvuhoonekasvatusel ning istikute kvaliteet ja turuväärtus on kõrgem.Võttes näiteks kurgi seemikud, moodustavad suure osa tootmismaterjalid, mis moodustavad umbes 37% kogukuludest, sealhulgas seemned, toitelahus, pistikualused, substraadid jne. Elektrienergia tarbimine moodustab umbes 24% kogukuludest. maksumus, sealhulgas taimede valgustus, kliimaseade ja toitelahuse pumba energiatarbimine jne, mis on tulevase optimeerimise peamine suund.Lisaks on taimetehase tootmist iseloomustav tööjõu madal osakaal.Automatiseerituse taseme pideva tõusuga väheneb tööjõukulu veelgi.Tulevikus saab taimetehastes istikute aretamise majanduslikku kasu veelgi parandada kõrge lisandväärtusega põllukultuuride arendamise ja väärismetsade istikute tööstusliku kasvatamise tehnoloogia arendamise kaudu.

Kurgi seemikute maksumuse koostis /%

Industrialiseerimise staatus

Viimastel aastatel on Hiina Põllumajandusteaduste Akadeemia linnapõllumajanduse uurimisinstituudi esindatud teaduslikud uurimisasutused ja kõrgtehnoloogilised ettevõtted realiseerinud taimetehastes seemikute aretamise.See võib anda seemikutele tõhusa tööstusliku tootmisliini seemnest tärkamiseni.Nende hulgas on 2019. aastal ehitatud ja kasutusele võetud Shanxi taimetehas, mille pindala on 3500 ㎡ ja suudab 30-päevase tsükli jooksul aretada 800 000 paprika- või 550 000 tomatiseemikut.Teine ehitatud seemikute aretustehase tehas katab 2300 ㎡ pindala ja suudab toota 8-10 miljonit seemikut aastas.Hiina Põllumajandusteaduste Akadeemia Linnapõllumajanduse Instituudi poolt iseseisvalt välja töötatud poogitud seemikute jaoks mõeldud mobiilne tervendav taim võib pakkuda konveieri tervendamis- ja kodustamisplatvormi poogitud seemikute kasvatamiseks.Üks tööruum mahutab korraga rohkem kui 10 000 poogitud seemikut.Tulevikus loodetakse taimetehastes istikute aretussortide mitmekesisust veelgi laiendada ning automaatika ja intelligentsuse tase jätkub.

Hiina Põllumajandusteaduste Akadeemia Linnapõllumajanduse Instituudi poolt välja töötatud mobiilne tervendav taim poogitud seemikute jaoks

Väljavaade

Tehase seemikute kasvatamise uue kandjana on taimetehastel traditsiooniliste seemikute kasvatamise meetoditega võrreldes tohutud eelised ja turustamispotentsiaal, mis puudutab täpset keskkonnakontrolli, ressursside tõhusat kasutamist ja standardseid toiminguid.Vähendades ressursside, nagu seemnete, vee, väetiste, energia ja tööjõu tarbimist istikute aretamisel ning parandades seemikute saagikust ja kvaliteeti pinnaühiku kohta, vähenevad taimetehastes istikute aretamise kulud veelgi ning tooted kasvavad. olla turul konkurentsivõimelisem.Hiinas on seemikute järele tohutu nõudlus.Lisaks traditsiooniliste põllukultuuride, näiteks köögiviljade, tootmisele on taimetehastes oodata kõrge lisandväärtusega istikute, nagu lillede, Hiina taimsete ravimite ja haruldaste puude kasvatamist, mille majanduslik kasu paraneb veelgi.Samal ajal peab tööstuslik seemikute aretusplatvorm arvestama erinevate seemikute aretuse ühilduvuse ja paindlikkusega, et vastata seemikute aretusturu vajadustele erinevatel aastaaegadel.

Taimetehase keskkonna täpse kontrolli tuum on seemikute aretuskeskkonna bioloogiline teooria.Põhjalikud uuringud seemikute kuju ja fotosünteesi ning muude füsioloogiliste tegevuste reguleerimise kohta keskkonnategurite, nagu valgus, temperatuur, niiskus ja CO2 poolt, aitavad luua seemikute ja keskkonna interaktsiooni mudeli, mis võib vähendada seemikute tootmise energiatarbimist ja parandada seemikute kvaliteeti ja tootmist.Kvaliteet annab teoreetilise aluse.Selle põhjal kontrollige tehnoloogiat ja seadmeid, mille südamikuks on valgus ja mis on ühendatud muude keskkonnateguritega, ning kohandage seemikute tootmist spetsiaalsete taimetüüpide, kõrge ühtluse ja kõrge kvaliteediga, et see vastaks suure tihedusega kasvatamise ja tehases mehhaniseeritud töötamise nõuetele. tehaseid saab arendada.Lõppkokkuvõttes annab see tehnilise aluse digitaalse istikute tootmissüsteemi ehitamiseks ning teostab taimetehastes standardiseeritud, mehitamata ja digitaalset istikute aretust.

Autor: Xu Yaliang, Liu Xinying jne. 

Tsitaadi teave:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang. Tehniliste seadmete ja seemikute aretamise industrialiseerimine taimetehastes [J].Põllumajandustehnika, 2021, 42(4):12-15.