Abstract

Sa kasalukuyan, matagumpay na naisakatuparan ng pabrika ng halaman ang pagpaparami ng mga punla ng gulay tulad ng mga pipino, kamatis, paminta, talong, at melon, na nagbibigay sa mga magsasaka ng de-kalidad na mga punla sa mga batch, at ang pagganap ng produksyon pagkatapos ng pagtatanim ay mas mahusay.Ang mga pabrika ng halaman ay naging isang mahalagang paraan ng supply ng punla para sa industriya ng gulay, at gumaganap ng lalong mahalagang papel sa pagtataguyod ng panig ng supply na reporma sa istruktura ng industriya ng gulay, na tinitiyak ang suplay ng gulay sa lunsod at produksyon ng berdeng gulay.

Plant factory seedling breeding system na disenyo at pangunahing teknikal na kagamitan

Bilang ang pinaka-epektibong sistema ng produksyon ng agrikultura sa kasalukuyan, ang sistema ng pag-aanak ng punla ng pabrika ng halaman ay nagsasama ng komprehensibong teknikal na paraan kabilang ang artipisyal na pag-iilaw, supply ng nutrient na solusyon, tatlong-dimensional na kontrol sa kapaligiran, mga awtomatikong auxiliary na operasyon, matalinong pamamahala sa produksyon, atbp., at isinasama ang biotechnology, impormasyon teknolohiya at artificial intelligence.Ang matalino at iba pang high-tech na mga tagumpay ay nagtataguyod ng patuloy na pag-unlad ng industriya. 

LED artipisyal na ilaw source system

Ang pagtatayo ng artipisyal na liwanag na kapaligiran ay isa sa mga pangunahing teknolohiya ng sistema ng pag-aanak ng punla sa mga pabrika ng halaman, at ito rin ang pangunahing pinagkukunan ng pagkonsumo ng enerhiya para sa produksyon ng punla.Ang liwanag na kapaligiran ng mga pabrika ng halaman ay may malakas na kakayahang umangkop, at ang liwanag na kapaligiran ay maaaring i-regulate mula sa maraming dimensyon tulad ng kalidad ng liwanag, intensity ng liwanag at photoperiod, at sa parehong oras, ang iba't ibang mga kadahilanan ng liwanag ay maaaring ma-optimize at pinagsama sa pagkakasunud-sunod ng oras upang bumuo ng isang liwanag na pormula para sa paglilinang ng punla, tinitiyak ang angkop na liwanag na kapaligiran para sa artipisyal na paglilinang ng mga punla.Samakatuwid, batay sa mga katangian ng light demand at mga layunin sa produksyon ng iba't ibang paglago ng punla, sa pamamagitan ng pag-optimize sa mga parameter ng light formula at diskarte sa supply ng ilaw, isang espesyal na mapagkukunan ng LED na nakakatipid sa enerhiya ay binuo, na maaaring lubos na mapabuti ang kahusayan ng conversion ng liwanag ng enerhiya ng mga punla. , itaguyod ang akumulasyon ng biomass ng punla, at pagbutihin ang kalidad ng produksyon ng punla, habang binabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya at mga gastos sa produksyon.Bilang karagdagan, ang liwanag na regulasyon sa kapaligiran ay isa ring mahalagang teknikal na paraan sa proseso ng domestication ng mga seedlings at pagpapagaling ng mga grafted seedlings.

Detachable multi-layer vertical seedling system

Ang pag-aanak ng punla sa pabrika ng halaman ay isinasagawa sa pamamagitan ng paggamit ng isang multi-layer na three-dimensional na istante.Sa pamamagitan ng modular system na disenyo, ang mabilis na pagpupulong ng seedling raising system ay maisasakatuparan.Ang espasyo sa pagitan ng mga istante ay maaaring madaling ayusin upang matugunan ang mga kinakailangan sa espasyo para sa pag-aanak ng iba't ibang uri ng mga punla at lubos na mapahusay ang rate ng paggamit ng espasyo.Bilang karagdagan, ang hiwalay na disenyo ng seedbed system, lighting system, at tubig at fertilizer irrigation system ay nagbibigay-daan sa seedbed na magkaroon ng parehong transport function, na maginhawa para sa paglipat sa iba't ibang mga workshop tulad ng paghahasik, pagtubo at domestication, at binabawasan ang paggawa. pagkonsumo ng seedling tray handling.

Detachable multi-layer vertical seedling system 

Ang irigasyon ng tubig at pataba ay pangunahing gumagamit ng tidal type, spray type at iba pang pamamaraan, sa pamamagitan ng tumpak na kontrol sa oras at dalas ng supply ng nutrient solution, upang makamit ang pare-parehong supply at mahusay na paggamit ng tubig at mineral nutrients.Kasama ng espesyal na nutrient solution formula para sa mga punla, matutugunan nito ang mga pangangailangan sa paglaki at pag-unlad ng mga punla at matiyak ang mabilis at malusog na paglaki ng mga punla.Bilang karagdagan, sa pamamagitan ng online na nutrient ion detection system at nutrient solution sterilization system, ang mga sustansya ay maaaring mapunan sa oras, habang iniiwasan ang akumulasyon ng mga microorganism at pangalawang metabolite na nakakaapekto sa normal na paglaki ng mga punla. 

Environmental Control System

Ang tumpak at mahusay na kontrol sa kapaligiran ay isa sa mga pangunahing tampok ng isang planta factory seedling propagation system.Ang panlabas na istraktura ng pagpapanatili ng isang pabrika ng halaman ay karaniwang binuo mula sa mga materyales na malabo at mataas ang insulating.Sa batayan na ito, ang regulasyon ng liwanag, temperatura, halumigmig, bilis ng hangin, at CO2 ay halos hindi naaapektuhan ng panlabas na kapaligiran.Sa pamamagitan ng pagtatayo ng modelo ng CFD upang ma-optimize ang layout ng air duct, kasama ang micro-environment control method, ang pare-parehong pamamahagi ng mga salik sa kapaligiran tulad ng temperatura, halumigmig, bilis ng hangin, at CO2 sa high-density culture space ay maaaring maging makamit.Ang intelihente na regulasyon sa kapaligiran ay naisasakatuparan sa pamamagitan ng ipinamahagi na mga sensor at contact control, at ang real-time na regulasyon ng buong kapaligiran ng paglilinang ay isinasagawa sa pamamagitan ng koneksyon sa pagitan ng monitoring unit at ng control system.Bilang karagdagan, ang paggamit ng mga pinagmumulan ng liwanag na pinalamig ng tubig at sirkulasyon ng tubig, na sinamahan ng pagpapakilala ng mga panlabas na pinagmumulan ng malamig, ay maaaring makamit ang paglamig ng enerhiya na nakakatipid at mabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya ng air-conditioning.

Awtomatikong pantulong na kagamitan sa pagpapatakbo

Mahigpit ang proseso ng operasyon ng pag-aanak ng punla ng pabrika ng halaman, mataas ang density ng operasyon, compact ang espasyo, at kailangang-kailangan ang mga awtomatikong pantulong na kagamitan.Ang paggamit ng mga awtomatikong pantulong na kagamitan ay hindi lamang nakakatulong sa pagbawas ng pagkonsumo ng paggawa, ngunit nakakatulong din upang mapabuti ang kahusayan ng espasyo sa paglilinang.Ang automation equipment na binuo sa ngayon ay kinabibilangan ng plug soil covering machine, seeder, grafting machine, AGV logistics conveying trolley, atbp. napagtanto.Bilang karagdagan, ang teknolohiya ng machine vision ay gumaganap din ng lalong mahalagang papel sa proseso ng pag-aanak ng punla.Hindi lamang ito nakakatulong upang masubaybayan ang katayuan ng paglago ng mga punla, tumutulong sa pamamahala ng mga komersyal na punla, ngunit nagsasagawa rin ng awtomatikong pag-screen ng mga mahihinang punla at patay na mga punla.Tinatanggal at pinupuno ng kamay ng robot ang mga punla.

Mga kalamangan ng pag-aanak ng punla ng pabrika ng halaman

Ang mataas na antas ng kontrol sa kapaligiran ay nagbibigay-daan sa taunang produksyon

Dahil sa partikularidad ng pag-aanak ng punla, ang kontrol sa kapaligiran ng paglilinang nito ay napakahalaga.Sa ilalim ng mga kondisyon ng pabrika ng halaman, ang mga salik sa kapaligiran tulad ng liwanag, temperatura, tubig, hangin, pataba at CO2 ay lubos na kinokontrol, na maaaring magbigay ng pinakamahusay na kapaligiran sa paglago para sa pag-aanak ng punla, anuman ang mga panahon at rehiyon.Bilang karagdagan, sa proseso ng pag-aanak ng mga grafted seedlings at cutting seedlings, ang proseso ng grafting wound healing at root differentiation ay nangangailangan ng mas mataas na kontrol sa kapaligiran, at ang mga pabrika ng halaman ay mahusay din na carrier.Ang kakayahang umangkop ng mga kondisyon sa kapaligiran ng pabrika ng halaman mismo ay malakas, kaya ito ay may malaking kahalagahan para sa produksyon ng mga seedlings ng gulay sa mga panahon ng hindi pag-aanak o sa matinding kapaligiran, at maaaring magbigay ng suporta sa punla upang matiyak ang pangmatagalang supply ng mga gulay.Bilang karagdagan, ang pag-aanak ng punla ng mga pabrika ng halaman ay hindi limitado sa espasyo, at maaaring isagawa sa lugar sa mga suburb ng mga lungsod at pampublikong espasyo ng komunidad.Ang mga detalye ay nababaluktot at nababago, na nagpapagana ng mass production at malapit na supply ng mga de-kalidad na seedlings, na nagbibigay ng mahalagang suporta para sa pagpapaunlad ng urban horticulture. 

Paikliin ang ikot ng pag-aanak at pagbutihin ang kalidad ng mga punla

Sa ilalim ng mga kondisyon ng pabrika ng halaman, salamat sa tumpak na kontrol ng iba't ibang mga kadahilanan sa kapaligiran ng paglago, ang ikot ng pag-aanak ng punla ay pinaikli ng 30% hanggang 50% kumpara sa mga tradisyonal na pamamaraan.Ang pag-ikli ng ikot ng pag-aanak ay maaaring tumaas ang batch ng produksyon ng mga punla, tumaas ang kita ng prodyuser, at mabawasan ang mga panganib sa pagpapatakbo na dulot ng pagbabagu-bago ng merkado.Para sa mga grower, ito ay nakakatulong sa maagang paglipat at pagtatanim, maagang paglulunsad ng merkado, at pinabuting kompetisyon sa merkado.Sa kabilang banda, ang mga punla na pinalaki sa pabrika ng halaman ay maayos at matipuno, ang mga tagapagpahiwatig ng morphological at kalidad ay makabuluhang napabuti, at ang pagganap ng produksyon pagkatapos ng kolonisasyon ay mas mahusay.Ipinakita ng mga pag-aaral na ang mga seedlings ng kamatis, paminta at pipino na pinalaki sa ilalim ng mga kondisyon ng pabrika ng halaman ay hindi lamang nagpapabuti sa lugar ng dahon, taas ng halaman, diameter ng tangkay, sigla ng ugat at iba pang mga tagapagpahiwatig, ngunit nagpapabuti din ng kakayahang umangkop, paglaban sa sakit, pagkita ng kaibahan ng bulaklak pagkatapos ng kolonisasyon.At ang produksyon at iba pang mga aspeto ay may malinaw na mga pakinabang.Ang bilang ng mga babaeng bulaklak sa bawat halaman ay tumaas ng 33.8% at ang bilang ng mga prutas bawat halaman ay tumaas ng 37.3% pagkatapos magtanim ng mga punla ng pipino na pinalaki sa mga pabrika ng halaman.Sa patuloy na pagpapalalim ng teoretikal na pananaliksik sa biology ng kapaligiran sa pag-unlad ng punla, ang mga pabrika ng halaman ay magiging mas tumpak at makokontrol sa paghubog ng morpolohiya ng punla at pagpapabuti ng aktibidad ng pisyolohikal.

 Paghahambing ng estado ng grafted seedlings sa greenhouses at planta pabrika

Mahusay na paggamit ng mga mapagkukunan upang mabawasan ang mga gastos sa punla

Ang pabrika ng halaman ay gumagamit ng standardized, informatized at industrialized na pamamaraan ng pagtatanim, upang ang bawat link ng produksyon ng punla ay mahigpit na kinokontrol, at ang kahusayan ng paggamit ng mapagkukunan ay makabuluhang napabuti.Ang mga buto ay ang pangunahing pagkonsumo ng gastos sa pag-aanak ng punla.Dahil sa hindi regular na operasyon at hindi magandang kontrol sa kapaligiran ng mga tradisyonal na punla, may mga problema tulad ng hindi pagtubo o mahinang paglaki ng mga buto, na nagreresulta sa malaking basura sa proseso mula sa mga buto hanggang sa mga komersyal na punla.Sa kapaligiran ng pabrika ng halaman, sa pamamagitan ng pretreatment ng buto, pinong paghahasik at tumpak na kontrol sa kapaligiran ng paglilinang, ang kahusayan sa paggamit ng mga buto ay lubos na napabuti, at ang dosis ay maaaring mabawasan ng higit sa 30%.Tubig, pataba at iba pang mga mapagkukunan ay din ang pangunahing pagkonsumo ng gastos ng tradisyonal na pagpapalaki ng punla, at ang kababalaghan ng pag-aaksaya ng mapagkukunan ay seryoso.Sa ilalim ng mga kondisyon ng mga pabrika ng halaman, sa pamamagitan ng paggamit ng teknolohiya ng precision irigasyon, ang kahusayan ng paggamit ng tubig at pataba ay maaaring tumaas ng higit sa 70%.Bilang karagdagan, dahil sa pagiging compact ng istraktura ng mismong pabrika ng halaman at ang pagkakapareho ng kontrol sa kapaligiran, ang kahusayan sa paggamit ng enerhiya at CO2 sa proseso ng pagpapalaganap ng punla ay makabuluhang napabuti din.

Kung ikukumpara sa tradisyunal na open field seedling raising at greenhouse seedling raising, ang pinakamalaking tampok ng seedling breeding sa mga pabrika ng halaman ay na ito ay maaaring isagawa sa isang multi-layered three-dimensional na paraan.Sa pabrika ng halaman, ang pag-aanak ng punla ay maaaring mapalawak mula sa eroplano hanggang sa patayong espasyo, na lubos na nagpapabuti sa kahusayan ng pag-aanak ng punla sa bawat yunit ng lupa at makabuluhang nagpapabuti sa kahusayan sa paggamit ng espasyo.Halimbawa, ang karaniwang module para sa pag-aanak ng punla na binuo ng isang biological na kumpanya, sa ilalim ng kondisyon na sumasaklaw sa isang lugar na 4.68 ㎡, ay maaaring magparami ng higit sa 10,000 seedlings sa isang batch, na maaaring magamit para sa 3.3 Mu (2201.1 ㎡) na produksyon ng gulay pangangailangan.Sa ilalim ng kondisyon ng high-density multi-layer three-dimensional breeding, ang pagsuporta sa awtomatikong auxiliary na kagamitan at matalinong sistema ng transportasyon ng logistik ay maaaring lubos na mapabuti ang kahusayan ng paggamit ng paggawa at makatipid ng paggawa ng higit sa 50%.

High resistance seedling breeding para makatulong sa green production

Ang malinis na kapaligiran ng produksyon ng pabrika ng halaman ay maaaring lubos na mabawasan ang paglitaw ng mga peste at sakit sa lugar ng pag-aanak.Kasabay nito, sa pamamagitan ng na-optimize na pagsasaayos ng kapaligiran ng kultura, ang mga ginawang punla ay magkakaroon ng mas mataas na resistensya, na maaaring lubos na mabawasan ang pag-spray ng pestisidyo sa panahon ng pagpapalaganap ng punla at pagtatanim.Bilang karagdagan, para sa pagpaparami ng mga espesyal na punla tulad ng grafted seedlings at cutting seedlings, ang mga green control measures tulad ng liwanag, temperatura, tubig at pataba sa pabrika ng halaman ay maaaring gamitin upang palitan ang malakihang paggamit ng mga hormone sa mga tradisyonal na operasyon upang matiyak kaligtasan ng pagkain, bawasan ang polusyon sa kapaligiran, at makamit ang mga berdeng punla Sustainable production.

Pagsusuri ng gastos sa produksyon 

Ang mga paraan para sa mga pabrika ng halaman upang madagdagan ang mga benepisyong pang-ekonomiya ng mga punla ay pangunahing kinabibilangan ng dalawang bahagi.Sa isang banda, sa pamamagitan ng pag-optimize ng structural design, standardized operation at paggamit ng matatalinong pasilidad at kagamitan, maaari nitong bawasan ang pagkonsumo ng mga buto, kuryente at paggawa sa proseso ng pag-aanak ng punla, at pagbutihin ang pagkonsumo ng tubig, pataba, init, at enerhiya. .Ang kahusayan sa paggamit ng gas at CO2 ay binabawasan ang halaga ng pag-aanak ng punla;sa kabilang banda, sa pamamagitan ng tumpak na kontrol sa kapaligiran at pag-optimize ng daloy ng proseso, ang oras ng pag-aanak ng mga punla ay pinaikli, at ang taunang batch ng pag-aanak at ani ng punla sa bawat yunit ng espasyo, na mas mapagkumpitensya sa merkado. 

Sa pag-unlad ng teknolohiya ng pabrika ng halaman at patuloy na pagpapalalim ng pananaliksik sa biology sa kapaligiran sa paglilinang ng mga punla, ang halaga ng pag-aanak ng punla sa mga pabrika ng halaman ay karaniwang kapareho ng sa tradisyonal na pagtatanim sa greenhouse, at ang kalidad at halaga sa pamilihan ng mga punla ay mas mataas.Ang pagkuha ng mga seedling ng pipino bilang isang halimbawa, ang mga materyales sa produksyon ay may malaking proporsyon, na nagkakahalaga ng halos 37% ng kabuuang gastos, kabilang ang mga buto, solusyon sa nutrisyon, mga plug tray, substrate, atbp. Ang konsumo ng kuryente ay humigit-kumulang 24% ng kabuuang gastos, kabilang ang pag-iilaw ng halaman, air conditioning at nutrient solution pump energy consumption, atbp., na siyang pangunahing direksyon ng pag-optimize sa hinaharap.Bilang karagdagan, ang mababang proporsyon ng paggawa ay isang tampok ng produksyon ng pabrika ng halaman.Sa patuloy na pagtaas ng antas ng automation, ang halaga ng pagkonsumo ng paggawa ay higit pang mababawasan.Sa hinaharap, ang mga benepisyong pang-ekonomiya ng pag-aanak ng punla sa mga pabrika ng halaman ay mapapabuti pa sa pamamagitan ng pagpapaunlad ng mga pananim na may mataas na halaga at pag-unlad ng industriyalisadong teknolohiya sa paglilinang para sa mga punla ng mamahaling puno ng kagubatan.

Komposisyon ng halaga ng punla ng pipino /%

Katayuan ng Industrialisasyon

Sa nakalipas na mga taon, ang mga institusyong siyentipikong pananaliksik na kinakatawan ng Urban Agriculture Research Institute ng Chinese Academy of Agricultural Sciences, at mga high-tech na negosyo ay natanto ang industriya ng pag-aanak ng punla sa mga pabrika ng halaman.Maaari itong magbigay ng mga punla ng mahusay na pang-industriyang linya ng produksyon mula sa binhi hanggang sa paglitaw.Kabilang sa mga ito, ang isang planta ng pabrika sa Shanxi na itinayo at pinatakbo noong 2019 ay sumasaklaw sa isang lugar na 3,500 ㎡ at maaaring magparami ng 800,000 pepper seedlings o 550,000 tomato seedlings sa loob ng 30 araw na cycle.Ang isa pang pabrika ng planta ng pag-aanak ng punla na itinayo ay sumasaklaw sa isang lugar na 2300 ㎡ at maaaring makagawa ng 8-10 milyong mga punla bawat taon.Ang mobile healing plant para sa grafted seedlings na independiyenteng binuo ng Institute of Urban Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences ay maaaring magbigay ng assembly-line healing at domestication platform para sa cultivation ng grafted seedlings.Ang nag-iisang working space ay kayang humawak ng higit sa 10,000 grafted seedlings sa isang pagkakataon.Sa hinaharap, ang pagkakaiba-iba ng mga uri ng pag-aanak ng punla sa mga pabrika ng halaman ay inaasahan na higit na mapalawak, at ang antas ng automation at katalinuhan ay patuloy na mapabuti.

Ang mobile healing plant para sa grafted seedlings na binuo ng Institute of Urban Agriculture, Chinese Academy of Agricultural Sciences

Outlook

Bilang isang bagong carrier ng factory seedling raising, ang mga pabrika ng halaman ay may malaking pakinabang at potensyal na komersyalisasyon kumpara sa tradisyonal na mga seedling raising sa mga tuntunin ng tumpak na kontrol sa kapaligiran, mahusay na paggamit ng mga mapagkukunan at standardized na operasyon.Sa pamamagitan ng pagbawas sa pagkonsumo ng mga mapagkukunan tulad ng mga buto, tubig, pataba, enerhiya at lakas-tao sa pag-aanak ng mga punla, at pagpapabuti ng ani at kalidad ng mga punla sa bawat yunit ng lugar, ang halaga ng pag-aanak ng punla sa mga pabrika ng halaman ay mas mababawasan, at ang mga produkto ay maging mas mapagkumpitensya sa merkado.Malaki ang pangangailangan para sa mga seedlings sa China.Bilang karagdagan sa produksyon ng mga tradisyunal na pananim tulad ng mga gulay, ang mga high value-added seedlings tulad ng mga bulaklak, mga herbal na gamot ng Tsino at mga pambihirang puno ay inaasahang dadalhin sa mga pabrika ng halaman, at ang mga benepisyong pang-ekonomiya ay higit na mapapabuti.Kasabay nito, kailangang isaalang-alang ng industrialized seedling breeding platform ang compatibility at flexibility ng iba't ibang seedling breeding upang matugunan ang mga pangangailangan ng seedling breeding market sa iba't ibang season.

Ang biyolohikal na teorya ng kapaligiran ng pag-aanak ng punla ay ang ubod ng tumpak na kontrol sa kapaligiran ng pabrika ng halaman.Ang malalim na pagsasaliksik sa regulasyon ng hugis ng punla ng halaman at potosintesis at iba pang mga aktibidad na pisyolohikal sa pamamagitan ng mga salik sa kapaligiran tulad ng liwanag, temperatura, halumigmig at CO2 ay makakatulong upang makapagtatag ng isang modelo ng interaksyon ng punla-kapaligiran, na maaaring mabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya ng produksyon ng punla at mapabuti ang kalidad at produksyon ng mga punla.Ang kalidad ay nagbibigay ng isang teoretikal na batayan.Sa batayan na ito, kontrolin ang teknolohiya at kagamitan na may liwanag bilang core at isinama sa iba pang mga kadahilanan sa kapaligiran, at i-customize ang produksyon ng mga seedlings na may mga espesyal na uri ng halaman, mataas na pagkakapareho at mataas na kalidad upang matugunan ang mga kinakailangan ng high-density cultivation at mekanisadong operasyon sa planta. maaaring paunlarin ang mga pabrika.Sa huli, nagbibigay ito ng teknikal na batayan para sa pagtatayo ng isang digital seedling production system at napagtatanto ang standardized, unmanned at digital seedling breeding sa mga pabrika ng halaman.

May-akda: Xu Yaliang, Liu Xinying, atbp. 

Impormasyon sa pagsipi:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang.Mga pangunahing kagamitang teknikal at industriyalisasyon ng pag-aanak ng punla sa mga pabrika ng halaman [J].Agricultural Engineering Technology, 2021,42(4):12-15.