Abstraktné

V súčasnosti závod úspešne realizuje šľachtenie sadeníc zeleniny ako sú uhorky, paradajky, papriky, baklažány, melóny, čím poskytuje farmárom kvalitné sadenice v dávkach a produkčná výkonnosť po výsadbe je lepšia.Rastlinné továrne sa stali dôležitým prostriedkom zásobovania sadeníc pre zeleninársky priemysel a zohrávajú čoraz dôležitejšiu úlohu pri podpore štrukturálnej reformy zeleninárskeho priemyslu na strane ponuky, pričom zabezpečujú zásobovanie mestskou zeleninou a produkciu zelenej zeleniny.

Návrh systému šľachtenia sadeníc závodu a kľúčového technického vybavenia

Ako najefektívnejší systém poľnohospodárskej výroby v súčasnosti systém šľachtenia sadeníc v závode integruje komplexné technické prostriedky vrátane umelého osvetlenia, zásobovania živnými roztokmi, trojrozmernej kontroly prostredia, automatizovaných pomocných operácií, inteligentného riadenia výroby atď., a integruje biotechnológiu, informácie technológie a umelej inteligencie.Inteligentné a iné high-tech úspechy podporujú neustály rozvoj priemyslu. 

LED systém zdroja umelého svetla

Vybudovanie prostredia s umelým osvetlením je jednou zo základných technológií systému šľachtenia sadeníc v závodoch rastlín a je tiež hlavným zdrojom spotreby energie na výrobu sadeníc.Svetelné prostredie závodov má veľkú flexibilitu a svetelné prostredie je možné regulovať z viacerých dimenzií, ako je kvalita svetla, intenzita svetla a fotoperióda, a zároveň je možné optimalizovať a kombinovať rôzne svetelné faktory v časovom slede, aby vytvorili ľahká receptúra ​​na pestovanie sadeníc, zabezpečujúca vhodné svetelné prostredie pre umelé pestovanie sadeníc.Preto na základe charakteristík dopytu po svetle a výrobných cieľov rôznych rastov sadeníc, optimalizáciou parametrov svetelného vzorca a stratégiou dodávky svetla, bol vyvinutý špeciálny energeticky úsporný LED svetelný zdroj, ktorý môže výrazne zlepšiť účinnosť premeny svetelnej energie sadeníc. , podporovať akumuláciu sadeníc biomasy a zlepšovať kvalitu produkcie sadeníc pri súčasnom znižovaní spotreby energie a výrobných nákladov.Okrem toho je regulácia svetelného prostredia tiež dôležitým technickým prostriedkom v procese domestikácie sadeníc a ozdravenia vrúbľovaných sadeníc.

Odnímateľný viacvrstvový vertikálny sadivový systém

Šľachtenie sadeníc v závode sa vykonáva pomocou viacvrstvovej trojrozmernej police.Prostredníctvom modulárneho dizajnu systému je možné realizovať rýchlu montáž systému na pestovanie sadeníc.Rozstup medzi policami je možné flexibilne upraviť tak, aby vyhovoval priestorovým požiadavkám na šľachtenie rôznych odrôd sadeníc a výrazne zlepšil mieru využitia priestoru.Okrem toho samostatný dizajn systému osivového lôžka, osvetľovacieho systému a systému zavlažovania vodou a hnojivami umožňuje, aby osivové lôžko malo aj transportnú funkciu, čo je vhodné na presun do rôznych dielní, ako je siatie, klíčenie a domestikácia, a znižuje prácnosť. spotreba pri manipulácii so sadenicami.

Odnímateľný viacvrstvový vertikálny sadivový systém 

Zavlažovanie vodou a hnojivami využíva hlavne prílivový typ, typ postreku a iné metódy, a to prostredníctvom presnej kontroly času a frekvencie dodávky živného roztoku, aby sa dosiahlo rovnomerné zásobovanie a efektívne využitie vody a minerálnych živín.V kombinácii so špeciálnou receptúrou živného roztoku pre sadenice môže uspokojiť potreby rastu a vývoja sadeníc a zabezpečiť rýchly a zdravý rast sadeníc.Navyše, prostredníctvom online systému detekcie iónov živín a systému sterilizácie živných roztokov možno živiny včas doplniť, pričom sa zabráni hromadeniu mikroorganizmov a sekundárnych metabolitov, ktoré ovplyvňujú normálny rast sadeníc. 

Systém kontroly prostredia

Presná a účinná kontrola životného prostredia je jednou z hlavných vlastností systému rozmnožovania sadeníc v závode.Vonkajšia štruktúra údržby závodu je vo všeobecnosti zostavená z materiálov, ktoré sú nepriehľadné a vysoko izolačné.Na tomto základe je regulácia svetla, teploty, vlhkosti, rýchlosti vetra a CO2 takmer neovplyvnená vonkajším prostredím.Vďaka konštrukcii modelu CFD na optimalizáciu rozloženia vzduchového potrubia v kombinácii s metódou kontroly mikroprostredia môže byť rovnomerné rozloženie faktorov prostredia, ako je teplota, vlhkosť, rýchlosť vetra a CO2, v priestore s vysokou hustotou kultúry. dosiahnuť.Inteligentná regulácia prostredia je realizovaná distribuovanými senzormi a kontaktným riadením a regulácia celého kultivačného prostredia v reálnom čase je realizovaná prostredníctvom prepojenia monitorovacej jednotky a riadiaceho systému.Okrem toho použitie vodou chladených svetelných zdrojov a cirkulácie vody v kombinácii so zavedením vonkajších zdrojov chladu môže dosiahnuť energeticky úsporné chladenie a znížiť spotrebu energie klimatizácie.

Automatické pomocné prevádzkové zariadenia

Proces šľachtenia sadeníc v závode je prísny, hustota prevádzky je vysoká, priestor je kompaktný a automatické pomocné zariadenie je nevyhnutné.Používanie automatizovaných pomocných zariadení prispieva nielen k znižovaniu spotreby práce, ale tiež pomáha zlepšovať efektivitu kultivačného priestoru.Medzi doteraz vyvinuté automatizačné zariadenia patrí zátkový stroj na prikrývanie pôdy, sejačka, vrúbľovací stroj, logistický dopravný vozík AGV atď. Pod kontrolou podpornej inteligentnej riadiacej platformy možno v podstate bezobslužnú prevádzku celého procesu šľachtenia sadeníc uvedomil.Okrem toho v procese šľachtenia sadeníc zohráva čoraz dôležitejšiu úlohu aj technológia strojového videnia.Pomáha nielen sledovať rastový stav sadeníc, pomáha pri manažmente komerčných sadeníc, ale vykonáva aj automatické preosievanie slabých sadeníc a odumretých sadeníc.Ruka robota odstráni a naplní sadenice.

Výhody továrenského šľachtenia sadeníc rastlín

Vysoká úroveň environmentálnej kontroly umožňuje ročnú produkciu

Vzhľadom na špecifickosť šľachtenia sadeníc je veľmi dôležitá kontrola jeho kultivačného prostredia.V podmienkach závodu sú faktory prostredia ako svetlo, teplota, voda, vzduch, hnojivo a CO2 vysoko kontrolované, čo môže poskytnúť najlepšie rastové prostredie pre šľachtenie sadeníc bez ohľadu na ročné obdobia a regióny.Okrem toho v procese šľachtenia vrúbľovaných sadeníc a rezu sadeníc si proces hojenia rán vrúbľovania a diferenciácie koreňov vyžaduje vyššiu environmentálnu kontrolu a továrne na rastliny sú tiež vynikajúcimi nosičmi.Flexibilita environmentálnych podmienok samotného závodu je silná, preto má veľký význam pre produkciu sadeníc zeleniny v mimohniezdnych sezónach alebo v extrémnych prostrediach a môže poskytnúť podporu sadeníc na zabezpečenie celoročnej ponuky zeleniny.Okrem toho šľachtenie sadeníc rastlinných závodov nie je obmedzené priestorom a možno ho realizovať priamo na mieste v okrajových častiach miest a na verejných priestranstvách obcí.Špecifikácie sú flexibilné a meniteľné, umožňujú hromadnú produkciu a úzku dodávku vysokokvalitných sadeníc, čím poskytujú dôležitú podporu pre rozvoj mestského záhradníctva. 

Skrátiť šľachtiteľský cyklus a zlepšiť kvalitu sadeníc

V podmienkach závodu sa vďaka precíznej kontrole rôznych faktorov rastového prostredia skracuje cyklus šľachtenia sadeníc o 30 % až 50 % v porovnaní s tradičnými metódami.Skrátenie šľachtiteľského cyklu môže zvýšiť produkčnú dávku sadeníc, zvýšiť príjem producenta a znížiť prevádzkové riziká spôsobené výkyvmi trhu.Pre pestovateľov to vedie k skorému presádzaniu a výsadbe, skorému uvedeniu na trh a zlepšeniu konkurencieschopnosti na trhu.Na druhej strane sadenice vyšľachtené v závode sú čisté a statné, výrazne sa zlepšujú morfologické a kvalitatívne ukazovatele a produkčná výkonnosť po kolonizácii je lepšia.Štúdie ukázali, že sadenice paradajok, papriky a uhorky vyšľachtené v podmienkach továrne nielen zlepšujú plochu listov, výšku rastlín, priemer stonky, silu koreňov a ďalšie ukazovatele, ale zlepšujú aj adaptabilitu, odolnosť voči chorobám, diferenciáciu kvetných pukov po kolonizácii.A výroba a ďalšie aspekty majú zjavné výhody.Počet samičích kvetov na rastline sa zvýšil o 33,8 % a počet plodov na rastline sa zvýšil o 37,3 % po výsadbe sadeníc uhoriek vyšľachtených v závodoch rastlín.Vďaka neustálemu prehlbovaniu teoretického výskumu biológie vývojového prostredia sadeníc budú závody rastlín presnejšie a kontrolovateľnejšie pri formovaní morfológie sadeníc a zlepšovaní fyziologickej aktivity.

 Porovnanie stavu vrúbľovaných sadeníc v skleníkoch a rastlinných závodoch

Efektívne využitie zdrojov na zníženie nákladov na sadenice

Závod využíva štandardizované, informatizované a industrializované metódy výsadby, takže každé spojenie výroby sadeníc je prísne kontrolované a efektívnosť využívania zdrojov sa výrazne zlepšuje.Semená sú hlavnou spotrebou nákladov pri šľachtení sadeníc.Kvôli nepravidelnej prevádzke a zlej environmentálnej kontrolovateľnosti tradičných sadeníc dochádza k problémom, ako je neklíčenie alebo slabý rast semien, čo má za následok obrovský odpad v procese zo semien na komerčné sadenice.V prostredí továrne na rastliny sa vďaka predúprave semien, jemnému výsevu a presnej kontrole kultivačného prostredia výrazne zlepší účinnosť využitia semien a dávka sa môže znížiť o viac ako 30%.Voda, hnojivá a iné zdroje sú tiež hlavnou spotrebou nákladov na tradičné pestovanie sadeníc a fenomén plytvania zdrojmi je vážny.V podmienkach závodov na výrobu rastlín je možné prostredníctvom aplikácie presnej závlahovej technológie zvýšiť efektivitu využitia vody a hnojív o viac ako 70 %.Okrem toho sa vďaka kompaktnosti štruktúry samotnej továrne a jednotnosti environmentálnej kontroly výrazne zlepšuje aj účinnosť využitia energie a CO2 v procese rozmnožovania sadeníc.

V porovnaní s tradičným pestovaním sadeníc na otvorenom poli a pestovaním sadeníc v skleníku je najväčšou črtou šľachtenia sadeníc v továrňach na rastliny to, že sa môže vykonávať viacvrstvovým trojrozmerným spôsobom.V závode je možné rozšíriť šľachtenie sadeníc z roviny do vertikálneho priestoru, čo výrazne zlepšuje efektivitu šľachtenia sadeníc na jednotku pôdy a výrazne zlepšuje efektívnosť využitia priestoru.Napríklad štandardný modul na šľachtenie sadeníc vyvinutý biologickou spoločnosťou, pod podmienkou pokrytia plochy 4,68 ㎡, dokáže vyšľachtiť viac ako 10 000 sadeníc v jednej dávke, ktoré možno použiť na produkciu zeleniny 3,3 Mu (2201,1 ㎡). potreby.Pod podmienkou vysokohustotného viacvrstvového trojrozmerného chovu môže podpora automatického pomocného zariadenia a inteligentného logistického dopravného systému výrazne zlepšiť efektívnosť využitia práce a ušetriť prácu o viac ako 50%.

Šľachtenie sadeníc s vysokou odolnosťou na podporu zelenej produkcie

Čisté výrobné prostredie závodu môže výrazne znížiť výskyt škodcov a chorôb v chovnom priestore.Zároveň vďaka optimalizovanej konfigurácii kultivačného prostredia budú mať vyrobené sadenice vyššiu odolnosť, čo môže výrazne znížiť postrek pesticídov počas množenia a výsadby sadeníc.Okrem toho, na šľachtenie špeciálnych sadeníc, ako sú vrúbľované sadenice a rezanie sadeníc, môžu byť použité zelené kontrolné opatrenia, ako je svetlo, teplota, voda a hnojivo v závode, aby sa nahradilo rozsiahle používanie hormónov v tradičných prevádzkach na zabezpečenie bezpečnosť potravín, zníženie znečistenia životného prostredia a dosiahnutie zelených sadeníc Udržateľná výroba.

Analýza výrobných nákladov 

Spôsoby, ako môžu továrne na rastliny zvýšiť ekonomický prínos sadeníc, zahŕňajú najmä dve časti.Na jednej strane optimalizáciou konštrukčného riešenia, štandardizovanou prevádzkou a používaním inteligentných zariadení a zariadení môže znížiť spotrebu semien, elektriny a práce v procese šľachtenia sadeníc a zlepšiť spotrebu vody, hnojív, tepla a energie. .Efektívnosť využitia plynu a CO2 znižuje náklady na šľachtenie sadeníc;na druhej strane precíznou kontrolou prostredia a optimalizáciou toku procesu sa skracuje doba šľachtenia sadeníc a zvyšuje sa ročná šľachtiteľská dávka a výnos sadeníc na jednotku priestoru, čo je na trhu konkurencieschopnejšie. 

S rozvojom technológie továrne na rastliny a neustálym prehlbovaním environmentálneho biologického výskumu pestovania sadeníc sú náklady na šľachtenie sadeníc v rastlinných továrňach v podstate rovnaké ako pri tradičnom skleníkovom pestovaní a kvalita a trhová hodnota sadeníc sú vyššie.Ak si vezmeme ako príklad sadenice uhoriek, veľký podiel tvoria výrobné materiály, ktoré predstavujú asi 37 % celkových nákladov, vrátane semien, živného roztoku, podnosov, substrátov atď. Spotreba elektrickej energie predstavuje asi 24 % celkových nákladov nákladov, vrátane osvetlenia rastlín, spotreby energie čerpadiel klimatizácie a živných roztokov atď., čo je hlavný smer budúcej optimalizácie.Nízky podiel pracovnej sily je navyše znakom rastlinnej továrenskej výroby.S neustálym zvyšovaním stupňa automatizácie sa budú náklady na spotrebu práce ďalej znižovať.Ekonomické výhody šľachtenia sadeníc v rastlinných továrňach možno v budúcnosti ďalej zlepšiť vývojom plodín s vysokou pridanou hodnotou a rozvojom priemyselnej technológie pestovania sadeníc vzácnych lesných drevín.

Zloženie nákladov na sadenice uhoriek /%

Stav industrializácie

V posledných rokoch vedecké výskumné inštitúcie reprezentované Výskumným ústavom mestského poľnohospodárstva Čínskej akadémie poľnohospodárskych vied a high-tech podniky realizovali priemysel šľachtenia sadeníc v rastlinných továrňach.Môže poskytnúť sadeniciam efektívnu priemyselnú výrobnú linku od semena až po vzídenie.Medzi nimi továreň v Shanxi postavená a uvedená do prevádzky v roku 2019 pokrýva plochu 3 500 ㎡ a dokáže pestovať 800 000 sadeníc papriky alebo 550 000 sadeníc paradajok v 30-dňovom cykle.Ďalšia postavená továreň na pestovanie sadeníc pokrýva plochu 2300 ㎡ a môže produkovať 8 až 10 miliónov sadeníc ročne.Mobilné ozdravovacie zariadenie na vrúbľované sadenice nezávisle vyvinuté Inštitútom mestského poľnohospodárstva Čínskej akadémie poľnohospodárskych vied môže poskytnúť platformu na ozdravovanie a domestikáciu montážnej linky na pestovanie očkovaných sadeníc.Jediný pracovný priestor zvládne naraz viac ako 10 000 očkovaných sadeníc.V budúcnosti sa očakáva ďalšie rozširovanie rozmanitosti šľachtiteľských odrôd sadeníc v závodoch rastlín a neustále sa zlepšuje úroveň automatizácie a inteligencie.

Mobilná liečebná rastlina na vrúbľované sadenice vyvinutá Inštitútom mestského poľnohospodárstva Čínskej akadémie poľnohospodárskych vied

Outlook

Ako nový nositeľ pestovania sadeníc v závodoch majú továrne na rastliny obrovské výhody a komercializačný potenciál v porovnaní s tradičnými metódami pestovania sadeníc, pokiaľ ide o presnú kontrolu životného prostredia, efektívne využívanie zdrojov a štandardizované operácie.Znížením spotreby zdrojov, ako sú semená, voda, hnojivá, energia a pracovná sila pri šľachtení sadeníc a zlepšením úrody a kvality sadeníc na jednotku plochy, sa náklady na šľachtenie sadeníc v rastlinných továrňach ďalej znížia a produkty sa znížia. byť konkurencieschopnejší na trhu.V Číne je obrovský dopyt po sadeníc.Okrem pestovania tradičných plodín, ako je zelenina, sa v rastlinných továrňach očakáva šľachtenie sadeníc s vysokou pridanou hodnotou, ako sú kvety, čínske liečivé rastliny a vzácne stromy, a ekonomické výhody sa budú ďalej zlepšovať.Priemyselná šľachtiteľská platforma sadeníc musí zároveň zvážiť kompatibilitu a flexibilitu rôznych šľachtiteľských sadeníc, aby vyhovovala potrebám trhu šľachtenia sadeníc v rôznych ročných obdobiach.

Biologická teória prostredia šľachtenia sadeníc je jadrom presnej kontroly prostredia továrne na rastliny.Hĺbkový výskum regulácie tvaru rastlín sadeníc a fotosyntézy a iných fyziologických aktivít faktormi prostredia, ako je svetlo, teplota, vlhkosť a CO2, pomôže vytvoriť model interakcie sadenice a prostredia, ktorý môže znížiť spotrebu energie pri produkcii sadeníc a zlepšiť kvalitu a produkciu sadeníc.Kvalita poskytuje teoretický základ.Na tomto základe kontrolujte technológiu a zariadenia so svetlom ako jadrom a v spojení s ďalšími faktormi prostredia a prispôsobte výrobu sadeníc špeciálnym typom rastlín, vysokej jednotnosti a vysokej kvalite, aby spĺňali požiadavky na pestovanie s vysokou hustotou a mechanizovanú prevádzku v závode. môžu sa rozvíjať továrne.V konečnom dôsledku poskytuje technický základ pre vybudovanie digitálneho systému výroby sadeníc a realizuje štandardizované, bezobslužné a digitálne šľachtenie sadeníc v závodoch rastlín.

Autor: Xu Yaliang, Liu Xinying atď. 

Citačné údaje:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang. Kľúčové technické vybavenie a industrializácia šľachtenia sadeníc v továrňach na rastliny [J].Technológia poľnohospodárskej techniky, 2021,42(4):12-15.