Абстрактный

В настоящее время завод успешно реализовал селекцию саженцев овощей, таких как огурцы, помидоры, перец, баклажаны и дыни, предоставляя фермерам высококачественную рассаду партиями, а производственные показатели после посадки улучшаются.Растительные заводы стали важным средством снабжения саженцами для овощной промышленности и играют все более важную роль в продвижении структурной реформы овощной промышленности со стороны предложения, обеспечивая городские поставки овощей и производство зеленых овощей.

Проектирование системы разведения рассады на заводе и ключевое техническое оборудование

Как наиболее эффективная система сельскохозяйственного производства в настоящее время, система селекции саженцев растений объединяет комплексные технические средства, включая искусственное освещение, подачу питательного раствора, трехмерный контроль окружающей среды, автоматизированные вспомогательные операции, интеллектуальное управление производством и т. д., а также объединяет биотехнологии, информацию. технологии и искусственный интеллект.Интеллектуальные и другие высокотехнологичные достижения способствуют непрерывному развитию отрасли. 

Светодиодная система искусственного освещения

Создание искусственного освещения является одной из основных технологий системы выращивания рассады на заводах, а также основным источником энергозатрат на производство рассады.Световая среда заводских фабрик обладает высокой гибкостью, и световая среда может регулироваться по нескольким параметрам, таким как качество света, интенсивность света и фотопериод, и в то же время различные факторы освещения могут быть оптимизированы и объединены во временной последовательности для формирования легкая формула для выращивания рассады, обеспечивающая подходящую световую среду для искусственного выращивания рассады.Поэтому, основываясь на характеристиках потребности в свете и производственных целях при разном росте рассады, за счет оптимизации параметров формулы света и стратегии подачи света был разработан специальный энергосберегающий светодиодный источник света, который может значительно повысить эффективность преобразования световой энергии рассады. , способствуют накоплению биомассы рассады и улучшают качество продукции рассады, снижая при этом потребление энергии и производственные затраты.Кроме того, важным техническим средством в процессе одомашнивания сеянцев и оздоровления привитых сеянцев является регулирование световой среды.

Съемная многоярусная вертикальная система для рассады

Выращивание рассады на заводе растений осуществляется с помощью многоярусной трехмерной полки.Благодаря модульной конструкции системы можно реализовать быструю сборку системы выращивания рассады.Расстояние между полками можно гибко регулировать, чтобы удовлетворить потребности в пространстве для разведения различных сортов рассады и значительно улучшить коэффициент использования пространства.Кроме того, отдельная конструкция системы семенного ложа, системы освещения и системы орошения водой и удобрениями позволяет семенному ложу выполнять как транспортную функцию, что удобно для перемещения в разные цеха, такие как посев, проращивание и одомашнивание, так и снижает трудозатраты. расход на обработку лотка для рассады.

Съемная многоярусная вертикальная система для рассады 

Полив водой и удобрениями в основном использует приливные, распылительные и другие методы за счет точного контроля времени и частоты подачи питательного раствора для достижения равномерной подачи и эффективного использования воды и минеральных питательных веществ.В сочетании со специальной формулой питательного раствора для рассады он может удовлетворить потребности роста и развития рассады и обеспечить быстрый и здоровый рост рассады.Кроме того, с помощью онлайн-системы обнаружения ионов питательных веществ и системы стерилизации питательного раствора можно своевременно пополнять питательные вещества, избегая при этом накопления микроорганизмов и вторичных метаболитов, которые влияют на нормальный рост рассады. 

Система экологического контроля

Точный и эффективный контроль окружающей среды является одной из основных особенностей заводской системы размножения рассады.Внешняя обслуживающая конструкция завода обычно собирается из непрозрачных материалов с высокими изоляционными свойствами.Исходя из этого, регулирование освещенности, температуры, влажности, скорости ветра и СО2 практически не зависит от внешней среды.Благодаря построению модели CFD для оптимизации расположения воздуховода в сочетании с методом контроля микроокружения можно добиться равномерного распределения факторов окружающей среды, таких как температура, влажность, скорость ветра и CO2, в культурном пространстве с высокой плотностью. быть достигнуто.Интеллектуальное регулирование среды осуществляется с помощью распределенных датчиков и контактного управления, а регулирование всей среды выращивания в режиме реального времени осуществляется через связь между блоком мониторинга и системой управления.Кроме того, использование источников света с водяным охлаждением и циркуляции воды в сочетании с внедрением наружных источников холода может обеспечить энергосберегающее охлаждение и снизить потребление энергии кондиционированием воздуха.

Автоматическое вспомогательное операционное оборудование

Процесс выращивания рассады на заводе строг, плотность операций высока, пространство компактно, и автоматическое вспомогательное оборудование незаменимо.Использование автоматизированного вспомогательного оборудования не только способствует сокращению трудозатрат, но и способствует повышению эффективности использования посевных площадей.Оборудование для автоматизации, которое было разработано до сих пор, включает в себя почвопокровную машину, сеялку, машину для прививки, логистическую транспортную тележку AGV и т. Д. Под контролем поддерживающей интеллектуальной платформы управления беспилотная работа всего процесса выращивания рассады может в основном быть осуществленный.Кроме того, технология машинного зрения также играет все более важную роль в процессе селекции рассады.Он не только помогает следить за состоянием роста саженцев, помогает в управлении товарными саженцами, но также выполняет автоматический скрининг слабых саженцев и мертвых саженцев.Рука робота удаляет и заполняет рассаду.

Преимущества заводской селекции рассады

Высокий уровень экологического контроля обеспечивает ежегодное производство

В связи со спецификой выращивания рассады очень важен контроль условий ее выращивания.В заводских условиях такие факторы окружающей среды, как свет, температура, вода, воздух, удобрения и CO2, строго контролируются, что может обеспечить наилучшие условия для выращивания рассады независимо от времени года и региона.Кроме того, в процессе селекции привитых саженцев и черенкования саженцев процесс заживления ран прививки и дифференциации корней требует более высокого экологического контроля, а заводские растения также являются отличными носителями.Гибкость условий окружающей среды самой фабрики растений велика, поэтому она имеет большое значение для производства рассады овощей в периоды отсутствия размножения или в экстремальных условиях и может обеспечить поддержку рассады для обеспечения постоянного запаса овощей.Кроме того, селекционное разведение заводов-фабрик не ограничено пространством и может осуществляться на месте в пригородах городов и общественных общественных местах.Спецификации являются гибкими и изменчивыми, что позволяет массовое производство и поставку высококачественных саженцев, обеспечивая важную поддержку для развития городского садоводства. 

Сократите цикл размножения и улучшите качество саженцев

В заводских условиях, благодаря точному контролю различных факторов среды роста, цикл выращивания рассады сокращается на 30-50% по сравнению с традиционными методами.Сокращение цикла селекции может увеличить производственную партию саженцев, повысить доход производителя и снизить операционные риски, вызванные колебаниями рынка.Для производителей это способствует ранней пересадке и посадке, раннему выходу на рынок и повышению конкурентоспособности на рынке.С другой стороны, сеянцы, выращенные на заводе, получаются аккуратными и крепкими, значительно улучшаются морфологические и качественные показатели, а также улучшаются производственные показатели после заселения.Исследования показали, что у сеянцев томата, перца и огурца, выращенных в заводских условиях, не только улучшается площадь листьев, высота растений, диаметр стебля, сила корней и другие показатели, но также улучшается приспособляемость, устойчивость к болезням, дифференциация цветочных почек после заселения.И производство, и другие аспекты имеют очевидные преимущества.Количество женских цветков на растении увеличилось на 33,8 %, а количество плодов на растении увеличилось на 37,3 % после посадки рассады огурца, выведенной в растениеводческих хозяйствах.При постоянном углублении теоретических исследований биологии среды развития проростков заводы по производству растений будут более точными и управляемыми в формировании морфологии проростков и улучшении физиологической активности.

 Сравнение состояния привитых саженцев в теплицах и на заводах по выращиванию растений

Эффективное использование ресурсов для снижения затрат на рассаду

Фабрика растений использует стандартизированные, информатизированные и промышленные методы посадки, так что каждое звено производства рассады строго контролируется, а эффективность использования ресурсов значительно повышается.Семена являются основной статьей расходов при выращивании рассады.Из-за нерегулярной эксплуатации и плохой экологической управляемости традиционных саженцев возникают такие проблемы, как непрорастание или слабый рост семян, что приводит к огромным потерям в процессе от семян до товарных саженцев.В заводских условиях благодаря предварительной обработке семян, тонкому посеву и точному контролю среды выращивания эффективность использования семян значительно повышается, а дозировка может быть снижена более чем на 30%.Вода, удобрения и другие ресурсы также являются основными затратами при традиционном выращивании рассады, и явление растраты ресурсов является серьезным явлением.В условиях заводов за счет применения технологии точного орошения эффективность использования воды и удобрений может быть увеличена более чем на 70%.Кроме того, за счет компактности конструкции самой фабрики растений и равномерности экологического контроля также значительно повышается эффективность использования энергии и СО2 в процессе выращивания рассады.

По сравнению с традиционным выращиванием рассады в открытом грунте и выращиванием рассады в теплицах, самой большой особенностью разведения рассады на заводах растений является то, что ее можно проводить многоуровневым трехмерным способом.На фабрике растений разведение рассады может быть расширено с плоскости на вертикальное пространство, что значительно повышает эффективность размножения рассады на единицу площади и значительно повышает эффективность использования пространства.Например, стандартный модуль для выращивания рассады, разработанный биологической компанией, при условии охвата площади 4,68 ㎡ может за одну партию вырастить более 10 000 саженцев, которые можно использовать для производства овощей площадью 3,3 Му (2201,1 ㎡). потребности.В условиях многослойного трехмерного разведения с высокой плотностью, поддерживающее автоматическое вспомогательное оборудование и интеллектуальная система логистической транспортировки могут значительно повысить эффективность использования рабочей силы и сэкономить более 50% рабочей силы.

Выращивание рассады с высокой устойчивостью для содействия зеленому производству

Чистая производственная среда на фабрике растений может значительно снизить появление вредителей и болезней в местах размножения.В то же время, благодаря оптимизированной конфигурации среды культивирования, произведенные саженцы будут иметь более высокую устойчивость, что может значительно снизить распыление пестицидов во время размножения и посадки саженцев.Кроме того, для разведения специальных саженцев, таких как привитые саженцы и сеянцы, можно использовать меры контроля зелени, такие как свет, температура, вода и удобрения на заводе, чтобы заменить крупномасштабное использование гормонов в традиционных операциях для обеспечения безопасность пищевых продуктов, снижение загрязнения окружающей среды и получение зеленых саженцев Устойчивое производство.

Анализ себестоимости продукции 

Способы, которыми заводы-фабрики могут увеличить экономическую выгоду от саженцев, в основном включают две части.С одной стороны, за счет оптимизации конструкции, стандартизированной работы и использования интеллектуальных средств и оборудования можно сократить потребление семян, электроэнергии и труда в процессе выращивания рассады, а также улучшить потребление воды, удобрений, тепла и энергии. .Эффективность утилизации газа и СО2 снижает затраты на выращивание рассады;с другой стороны, за счет точного контроля окружающей среды и оптимизации технологического процесса время выращивания саженцев сокращается, а годовая партия селекции и выход саженцев на единицу площади увеличиваются, что является более конкурентоспособным на рынке. 

С развитием технологии заводских растений и постоянным углублением экологических биологических исследований по выращиванию рассады стоимость разведения рассады на заводах растений в основном такая же, как и при традиционном выращивании в теплицах, а качество и рыночная стоимость рассады выше.Если взять в качестве примера рассаду огурцов, то на производственные материалы приходится большая доля, на которую приходится около 37% общей стоимости, включая семена, питательный раствор, лотки для розеток, субстраты и т. д. Потребление электроэнергии составляет около 24% от общей стоимости. стоимость, включая освещение растений, кондиционирование воздуха и энергопотребление насоса питательного раствора и т. д., что является основным направлением будущей оптимизации.Кроме того, низкая доля труда является особенностью заводского производства.При постоянном повышении степени автоматизации стоимость трудозатрат будет еще больше снижаться.В будущем экономические выгоды от выращивания саженцев на заводах по выращиванию растений могут быть дополнительно увеличены за счет развития культур с высокой добавленной стоимостью и разработки промышленной технологии выращивания саженцев ценных лесных деревьев.

Состав себестоимости рассады огурца /%

Статус индустриализации

В последние годы научно-исследовательские учреждения в лице Научно-исследовательского института городского сельского хозяйства Китайской академии сельскохозяйственных наук, а также высокотехнологичные предприятия реализовали отрасль селекции саженцев на заводах по производству растений.Он может обеспечить рассаду эффективной промышленной производственной линией от семян до появления всходов.Среди них завод по производству растений в Шаньси, построенный и введенный в эксплуатацию в 2019 году, занимает площадь 3 500 м² и может выращивать 800 000 саженцев перца или 550 000 саженцев помидоров в течение 30-дневного цикла.Еще один построенный завод по разведению рассады занимает площадь 2300 ㎡ и может производить 8-10 миллионов саженцев в год.Мобильная лечебная установка для привитых саженцев, независимо разработанная Институтом городского сельского хозяйства Китайской академии сельскохозяйственных наук, может стать сборочной платформой для оздоровления и одомашнивания при выращивании привитых саженцев.На одном рабочем месте можно одновременно обрабатывать более 10 000 привитых саженцев.В будущем ожидается дальнейшее расширение разнообразия селекционных сортов растений на заводах, а также дальнейшее повышение уровня автоматизации и интеллекта.

Мобильная лечебная установка для привитых саженцев, разработанная Институтом городского сельского хозяйства Китайской академии сельскохозяйственных наук.

Перспектива

Как новый носитель заводского выращивания рассады, заводы растений имеют огромные преимущества и потенциал коммерциализации по сравнению с традиционными методами выращивания рассады с точки зрения точного контроля окружающей среды, эффективного использования ресурсов и стандартизированных операций.За счет сокращения потребления таких ресурсов, как семена, вода, удобрения, энергия и рабочая сила при выращивании рассады, а также повышения урожайности и качества рассады на единицу площади, стоимость выращивания рассады на заводах по производству растений будет дополнительно снижена, а продукция будет быть более конкурентоспособным на рынке.В Китае огромный спрос на саженцы.Ожидается, что в дополнение к производству традиционных культур, таких как овощи, саженцы с высокой добавленной стоимостью, такие как цветы, китайские лекарственные травы и редкие деревья, будут выращиваться на заводах по производству растений, а экономические выгоды будут еще больше увеличиваться.В то же время промышленная платформа для селекции саженцев должна учитывать совместимость и гибкость различных селекции саженцев для удовлетворения потребностей рынка селекции саженцев в разные сезоны.

Биологическая теория среды размножения рассады является основой точного контроля заводской среды растений.Углубленное исследование регуляции формы рассады, фотосинтеза и других физиологических процессов факторами окружающей среды, такими как свет, температура, влажность и CO2, поможет создать модель взаимодействия рассады и окружающей среды, которая может снизить потребление энергии при выращивании рассады и улучшить качество и продуктивность рассады.Качество обеспечивает теоретическую основу.Исходя из этого, управляйте технологией и оборудованием, в основе которых лежит свет, и в сочетании с другими факторами окружающей среды, а также настраивайте производство саженцев с особыми типами растений, высокой однородностью и высоким качеством для удовлетворения требований высокоплотного выращивания и механизированной работы на заводе. можно развивать заводы.В конечном счете, он обеспечивает техническую основу для построения цифровой системы производства рассады и реализует стандартизированную, беспилотную и цифровую селекцию рассады на заводах по производству растений.

Автор: Сюй Ялян, Лю Синин и др. 

Информация о цитировании:

Сюй Ялян, Лю Синин, Ян Цичан. Ключевое техническое оснащение и индустриализация селекции саженцев на заводах [J].Технология сельскохозяйственного машиностроения, 2021,42(4):12-15.