Soyut

Şu anda bitki fabrikası, salatalık, domates, biber, patlıcan ve kavun gibi sebze fidelerinin ıslahını başarıyla gerçekleştirerek çiftçilere partiler halinde yüksek kaliteli fideler sağladı ve ekimden sonra üretim performansı daha iyi.Bitki fabrikaları, sebze endüstrisi için fide tedarikinde önemli bir araç haline geldi ve sebze endüstrisinin arz yönlü yapısal reformunu teşvik etmede, kentsel sebze arzını ve yeşil sebze üretimini sağlamada giderek daha önemli bir rol oynuyor.

Bitki fabrikası fide yetiştirme sistemi tasarımı ve temel teknik ekipman

Şu anda en verimli tarımsal üretim sistemi olan bitki fabrikası fide yetiştirme sistemi, yapay aydınlatma, besin solüsyonu temini, üç boyutlu çevre kontrolü, otomatik yardımcı işlemler, akıllı üretim yönetimi vb. dahil olmak üzere kapsamlı teknik araçları ve biyoteknolojiyi, bilgiyi entegre eder. teknoloji ve yapay zeka.Akıllı ve diğer yüksek teknoloji başarıları, endüstrinin sürekli gelişimini destekler. 

LED yapay ışık kaynağı sistemi

Yapay ışık ortamının oluşturulması, bitki fabrikalarında fide yetiştirme sisteminin temel teknolojilerinden biridir ve aynı zamanda fide üretimi için ana enerji tüketimi kaynağıdır.Bitki fabrikalarının ışık ortamı güçlü bir esnekliğe sahiptir ve ışık ortamı, ışık kalitesi, ışık yoğunluğu ve fotoperiyot gibi birden fazla boyuttan düzenlenebilir ve aynı zamanda, farklı ışık faktörleri optimize edilebilir ve zaman sıralamasında birleştirilebilir. Fide yetiştiriciliği için hafif formül, yapay fide yetiştiriciliği için uygun ışık ortamı sağlar.Bu nedenle, farklı fide büyümesinin ışık talebi özelliklerine ve üretim hedeflerine bağlı olarak, ışık formülü parametrelerini ve ışık kaynağı stratejisini optimize ederek, fidelerin ışık enerjisi dönüşüm verimliliğini büyük ölçüde artırabilen, enerji tasarruflu özel bir LED ışık kaynağı geliştirilmiştir. , fide biyokütlesinin birikimini teşvik eder ve enerji tüketimini ve üretim maliyetlerini düşürürken fide üretiminin kalitesini artırır.Ayrıca ışık ortamı düzenlemesi de fidanların evcilleştirilmesi ve aşılı fidanların iyileştirilmesi sürecinde önemli bir teknik araçtır.

Ayrılabilir çok katmanlı dikey fide sistemi

Bitki fabrikasında fide ıslahı çok katlı üç boyutlu raf kullanılarak gerçekleştirilmektedir.Modüler sistem tasarımı sayesinde fide yetiştirme sisteminin hızlı montajı gerçekleştirilebilir.Raflar arasındaki boşluk, farklı fide çeşitlerinin yetiştirilmesi için alan gereksinimlerini karşılamak ve alan kullanım oranını büyük ölçüde artırmak için esnek bir şekilde ayarlanabilir.Ayrıca fidelik sistemi, aydınlatma sistemi, su ve gübre sulama sisteminin ayrı ayrı tasarımı, fideliğin hem ekim, çimlendirme, evcilleştirme gibi farklı atölyelere taşınmaya uygun taşıma işlevine sahip olmasını sağlar hem de işçiliği azaltır. fide tepsisi taşıma tüketimi.

Ayrılabilir çok katmanlı dikey fide sistemi 

Su ve gübre sulama, su ve mineral besin maddelerinin tekdüze bir şekilde tedarik edilmesini ve verimli bir şekilde kullanılmasını sağlamak için besin çözeltisi tedarikinin zamanının ve sıklığının hassas kontrolü yoluyla esas olarak gelgit tipi, sprey tipi ve diğer yöntemleri benimser.Fidanlara özel besin solüsyonu formülü ile birleşerek fidelerin büyüme ve gelişme ihtiyaçlarını karşılayarak fidanların hızlı ve sağlıklı büyümesini sağlayabilir.Ek olarak, çevrimiçi besin iyonu algılama sistemi ve besin solüsyonu sterilizasyon sistemi sayesinde, fidelerin normal büyümesini etkileyen mikroorganizmaların ve ikincil metabolitlerin birikmesi önlenirken besinler zamanında yenilenebilir. 

Çevre Kontrol Sistemi

Hassas ve verimli çevresel kontrol, bir bitki fabrikası fide çoğaltma sisteminin ana özelliklerinden biridir.Bir tesis fabrikasının dış bakım yapısı genellikle opak ve yüksek derecede yalıtıcı malzemelerden monte edilir.Bu temelde, ışık, sıcaklık, nem, rüzgar hızı ve CO2 düzenlemesi dış ortamdan neredeyse hiç etkilenmez.Mikro ortam kontrol yöntemiyle birlikte hava kanalının yerleşimini optimize etmek için CFD modelinin oluşturulması yoluyla, yüksek yoğunluklu kültür alanında sıcaklık, nem, rüzgar hızı ve CO2 gibi çevresel faktörlerin tekdüze dağılımı sağlanabilir. elde edilecek.Akıllı ortam düzenlemesi, dağıtılmış sensörler ve temas kontrolü ile gerçekleştirilir ve tüm yetiştirme ortamının gerçek zamanlı düzenlemesi, izleme ünitesi ile kontrol sistemi arasındaki bağlantı aracılığıyla gerçekleştirilir.Ayrıca, su soğutmalı ışık kaynakları ve su sirkülasyonu kullanımı, dış mekan soğuk kaynaklarının kullanılmasıyla birlikte enerji tasarruflu soğutma sağlayabilir ve klima enerji tüketimini azaltabilir.

Otomatik yardımcı operasyon ekipmanı

Bitki fabrikası fide yetiştirme operasyon süreci sıkı, operasyon yoğunluğu yüksek, alan kompakt ve otomatik yardımcı ekipman vazgeçilmezdir.Otomatik yardımcı ekipmanın kullanılması yalnızca emek tüketimini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda yetiştirme alanının verimliliğini artırmaya da yardımcı olur.Şimdiye kadar geliştirilen otomasyon ekipmanı, toprak kaplama makinesi, mibzer, aşılama makinesi, AGV lojistik taşıma arabası vb. içerir. Destekleyici akıllı yönetim platformunun kontrolü altında, tüm fide yetiştirme sürecinin insansız çalışması temelde olabilir gerçekleştirilmiş.Ek olarak, yapay görme teknolojisi de fide yetiştirme sürecinde giderek daha önemli bir rol oynamaktadır.Yalnızca fidelerin büyüme durumunun izlenmesine yardımcı olmakla kalmaz, ticari fidelerin yönetimine yardımcı olur, aynı zamanda zayıf fidelerin ve ölü fidelerin otomatik olarak taranmasını da gerçekleştirir.Robot el fidanları çıkarır ve doldurur.

Bitki fabrika fide ıslahının avantajları

Yüksek düzeyde çevresel kontrol, yıllık üretimi mümkün kılar

Fide ıslahının özelliğinden dolayı yetiştirme ortamının kontrolü çok önemlidir.Bitki fabrikası koşullarında, ışık, sıcaklık, su, hava, gübre ve CO2 gibi çevresel faktörler yüksek düzeyde kontrol edilir ve bu da mevsimler ve bölgeler ne olursa olsun fide yetiştiriciliği için en iyi büyüme ortamını sağlayabilir.Ayrıca aşılı fidelerin ıslahı ve fidelerin kesilmesi sürecinde, aşılama, yara iyileşmesi ve kök farklılaşması süreci daha yüksek çevre kontrolü gerektirir ve bitki fabrikaları da mükemmel taşıyıcılardır.Bitki fabrikasının çevre koşullarının esnekliği güçlüdür, bu nedenle üreme olmayan mevsimlerde veya aşırı ortamlarda sebze fidelerinin üretimi için büyük önem taşır ve çok yıllık sebze arzını sağlamak için fide desteği sağlayabilir.Ek olarak, bitki fabrikalarının fide ıslahı alanla sınırlı değildir ve şehirlerin banliyölerinde ve topluluk kamusal alanlarında yerinde gerçekleştirilebilir.Spesifikasyonlar esnek ve değişken olup, yüksek kaliteli fidelerin seri üretimine ve yakın tedarikine olanak tanıyarak kentsel bahçeciliğin gelişimine önemli destek sağlar. 

Üreme döngüsünü kısaltın ve fidelerin kalitesini iyileştirin

Bitki fabrikası koşullarında, çeşitli büyüme çevresel faktörlerinin hassas kontrolü sayesinde, fide üreme döngüsü geleneksel yöntemlere göre %30 ila %50 oranında kısaltılır.Yetiştirme döngüsünün kısalması, fidan üretim partisini artırabilir, üreticinin gelirini artırabilir ve piyasa dalgalanmalarından kaynaklanan işletme risklerini azaltabilir.Yetiştiriciler için, erken ekim ve dikim, pazara erken giriş ve gelişmiş pazar rekabeti için elverişlidir.Öte yandan, bitki fabrikasında yetiştirilen fideler düzgün ve sağlamdır, morfolojik ve kalite göstergeleri önemli ölçüde iyileştirilir ve kolonizasyondan sonra üretim performansı daha iyidir.Araştırmalar, bitki fabrikası koşullarında yetiştirilen domates, biber ve hıyar fidelerinin sadece yaprak alanını, bitki boyunu, gövde çapını, kök gücünü ve diğer göstergeleri iyileştirmekle kalmayıp, aynı zamanda adaptasyon kabiliyetini, hastalık direncini ve kolonizasyondan sonra çiçek tomurcuğu farklılaşmasını iyileştirdiğini göstermiştir.Ve üretim ve diğer yönlerin bariz avantajları var.Bitki fabrikalarında yetiştirilen hıyar fidanlarının dikiminden sonra bitkide dişi çiçek sayısı %33,8, bitkide meyve sayısı %37,3 artmıştır.Fide gelişim ortamının biyolojisi üzerine teorik araştırmaların sürekli derinleşmesiyle, bitki fabrikaları fide morfolojisini şekillendirmede ve fizyolojik aktiviteyi iyileştirmede daha kesin ve kontrol edilebilir olacaktır.

 Seralarda ve bitki fabrikalarında aşılı fidelerin durumlarının karşılaştırılması

Fide maliyetlerini azaltmak için kaynakların verimli kullanımı

Bitki fabrikası, fide üretiminin her bağlantısının sıkı bir şekilde kontrol edilmesi ve kaynak kullanımının etkinliğinin önemli ölçüde iyileştirilmesi için standartlaştırılmış, bilgilendirilmiş ve endüstriyel dikim yöntemlerini benimser.Tohumluk, fide ıslahında ana maliyet tüketimidir.Geleneksel fidelerin düzensiz çalışması ve zayıf çevresel kontrol edilebilirliği nedeniyle, tohumların çimlenmemesi veya zayıf büyümesi gibi sorunlar yaşanmakta ve bu da tohumlardan ticari fidelere kadar olan süreçte büyük atıklara yol açmaktadır.Bitki fabrikası ortamında, tohum ön işlemi, ince ekim ve yetiştirme ortamının hassas kontrolü yoluyla, tohumların kullanım verimliliği büyük ölçüde iyileştirilir ve dozaj %30'dan fazla azaltılabilir.Su, gübre ve diğer kaynaklar da geleneksel fide yetiştiriciliğinin ana maliyet tüketimidir ve kaynak israfı olgusu ciddidir.Bitki fabrikaları koşullarında, hassas sulama teknolojisinin uygulanmasıyla, su ve gübre kullanım verimliliği %70'in üzerinde artırılabilir.Ek olarak, bitki fabrikasının yapısının kompaktlığı ve çevresel kontrolün tekdüzeliği nedeniyle, fide çoğaltma sürecinde enerji ve CO2 kullanım verimliliği de önemli ölçüde iyileştirilir.

Bitki fabrikalarında fidan ıslahının geleneksel açık tarla fidancılığı ve örtü altı fidan yetiştiriciliğine göre en büyük özelliği çok katmanlı üç boyutlu olarak gerçekleştirilebilmesidir.Bitki fabrikasında, fide ıslahı düzlemden dikey alana kadar genişletilebilir, bu da birim arazi başına fide ıslah verimliliğini büyük ölçüde artırır ve alan kullanım verimliliğini önemli ölçüde artırır.Örneğin, bir biyolojik şirket tarafından geliştirilen standart fide yetiştirme modülü, 4,68 ㎡'lik bir alanı kaplamak koşuluyla, 3,3 Mu (2201,1 ㎡) sebze üretimi için kullanılabilen tek partide 10.000'den fazla fide yetiştirebilir. ihtiyaçlar.Yüksek yoğunluklu çok katmanlı üç boyutlu yetiştirme koşulunda, otomatik yardımcı ekipmanı ve akıllı lojistik taşıma sistemini desteklemek, emek kullanımının verimliliğini büyük ölçüde artırabilir ve işçilikten% 50'den fazla tasarruf sağlayabilir.

Yeşil üretime yardımcı olmak için yüksek dirençli fide ıslahı

Bitki fabrikasının temiz üretim ortamı, üreme alanında haşere ve hastalık oluşumunu büyük ölçüde azaltabilir.Aynı zamanda, kültür ortamının optimize edilmiş konfigürasyonu sayesinde, üretilen fideler daha yüksek dirence sahip olacak ve bu da fide üretimi ve dikimi sırasında pestisit püskürtmeyi büyük ölçüde azaltabilecektir.Ayrıca aşılı fideler ve fidan kesme gibi özel fidanların yetiştirilmesi için, bitki fabrikasında ışık, sıcaklık, su ve gübre gibi yeşil kontrol önlemleri, geleneksel operasyonlarda büyük ölçekli hormon kullanımının yerini almak için kullanılabilir. gıda güvenliği, çevre kirliliğini azaltmak ve yeşil fideler elde etmek Sürdürülebilir üretim.

Üretim maliyeti analizi 

Bitki fabrikalarının fidelerin ekonomik faydalarını artırma yolları temel olarak iki bölümden oluşmaktadır.Bir yandan yapısal tasarımı, standart işletimi ve akıllı tesis ve ekipman kullanımını optimize ederek fide yetiştirme sürecinde tohum, elektrik ve işçilik tüketimini azaltabilir ve su, gübre, ısı ve enerji tüketimini iyileştirebilir. .Gaz ve CO2 kullanım verimliliği, fide yetiştirme maliyetini azaltır;Öte yandan, ortamın hassas kontrolü ve proses akışının optimizasyonu sayesinde fidelerin üreme süresi kısalır ve yıllık damızlık partisi ve birim alan başına fide verimi artırılarak pazarda daha rekabetçi olunur. 

Bitki fabrikası teknolojisinin gelişmesi ve fide yetiştiriciliğine ilişkin çevre biyolojisi araştırmalarının sürekli derinleşmesiyle, bitki fabrikalarında fide yetiştirmenin maliyeti temelde geleneksel seracılıkla aynıdır ve fidelerin kalitesi ve piyasa değeri daha yüksektir.Örnek olarak salatalık fidelerini ele alırsak, tohumlar, besin solüsyonu, tapa tepsileri, substratlar vb. dahil olmak üzere üretim malzemeleri toplam maliyetin yaklaşık %37'sini oluşturarak büyük bir orana karşılık gelir. Elektrik enerjisi tüketimi, toplamın yaklaşık %24'ünü oluşturur. gelecekteki optimizasyonun ana yönü olan tesis aydınlatması, iklimlendirme ve besin çözeltisi pompası enerji tüketimi vb. dahil olmak üzere maliyet.Ek olarak, işgücü oranının düşük olması fabrika üretiminin bir özelliğidir.Otomasyon derecesinin sürekli artmasıyla, işgücü tüketiminin maliyeti daha da azalacaktır.Gelecekte, bitki fabrikalarında fide ıslahının ekonomik faydaları, katma değeri yüksek mahsullerin geliştirilmesi ve değerli orman ağaçlarının fideleri için endüstriyel yetiştirme teknolojisinin geliştirilmesi yoluyla daha da iyileştirilebilir.

Salatalık fidesi maliyet bileşimi /%

Sanayileşme Durumu

Son yıllarda, Çin Tarım Bilimleri Akademisi Kentsel Tarım Araştırma Enstitüsü tarafından temsil edilen bilimsel araştırma kurumları ve yüksek teknoloji işletmeleri, bitki fabrikalarında fide yetiştirme endüstrisini gerçekleştirmiştir.Tohumdan çıkışa kadar verimli bir endüstriyel üretim hattı ile fidan sağlayabilir.Bunların arasında Shanxi'de 2019 yılında inşa edilen ve faaliyete geçen bir bitki fabrikası 3.500 ㎡'lik bir alanı kaplıyor ve 30 günlük bir döngüde 800.000 biber fidesi veya 550.000 domates fidesi üretebiliyor.Kurulan bir başka fide yetiştirme tesisi fabrikası ise 2300 ㎡'lik bir alanı kaplıyor ve yılda 8-10 milyon fidan üretebiliyor.Çin Tarım Bilimleri Akademisi Kentsel Tarım Enstitüsü tarafından bağımsız olarak geliştirilen aşılı fideler için mobil şifa tesisi, aşılı fidelerin yetiştirilmesi için bir montaj hattı iyileştirme ve evcilleştirme platformu sağlayabilir.Tek bir çalışma alanı, bir seferde 10.000'den fazla aşılanmış fideyi işleyebilir.Gelecekte, bitki fabrikalarında fide ıslah çeşitlerinin çeşitliliğinin daha da artması, otomasyon ve zeka düzeyinin gelişmeye devam etmesi beklenmektedir.

Çin Tarım Bilimleri Akademisi Kentsel Tarım Enstitüsü tarafından geliştirilen aşılı fideler için mobil şifalı bitki

Görünüm

Fabrika fidancılığının yeni taşıyıcısı olan bitki fabrikaları, hassas çevre kontrolü, kaynakların verimli kullanımı ve standart operasyonlar açısından geleneksel fide yetiştirme yöntemlerine kıyasla çok büyük avantajlara ve ticarileştirme potansiyeline sahiptir.Fidan ıslahında tohum, su, gübre, enerji ve insan gücü gibi kaynakların tüketimi azaltılarak birim alandan fidan verimi ve kalitesi iyileştirilerek bitki fabrikalarında fidan ıslah maliyeti daha da düşürülecek ve ürün elde edilecek. piyasada daha rekabetçi olmak.Çin'de fidana büyük bir talep var.Sebze gibi geleneksel mahsullerin üretiminin yanı sıra çiçek, Çin bitkisel ilaçları ve nadide ağaçlar gibi katma değeri yüksek fidelerin bitki fabrikalarında yetiştirilmesi ve ekonomik faydanın daha da geliştirilmesi bekleniyor.Aynı zamanda, endüstrileşmiş fide yetiştirme platformunun, farklı mevsimlerde fide yetiştirme pazarının ihtiyaçlarını karşılamak için farklı fide yetiştirmenin uyumluluğunu ve esnekliğini dikkate alması gerekir.

Fide yetiştirme ortamının biyolojik teorisi, bitki fabrikası ortamının hassas kontrolünün özüdür.Fide bitkisinin şeklinin ve fotosentezinin ve diğer fizyolojik aktivitelerin ışık, sıcaklık, nem ve CO2 gibi çevresel faktörler tarafından düzenlenmesine ilişkin derinlemesine araştırmalar, fide üretiminin enerji tüketimini azaltabilecek bir fide-çevre etkileşim modelinin oluşturulmasına yardımcı olacaktır. fidanların kalitesini ve üretimini iyileştirmek.Kalite teorik bir temel sağlar.Bu temelde, çekirdek olarak ışığı ve diğer çevresel faktörlerle birlikte kontrol teknolojisi ve ekipmanı ve özel bitki türleri, yüksek tekdüzelik ve yüksek kalite ile fide üretimini, yüksek yoğunluklu yetiştirme ve fabrikada mekanize operasyon gereksinimlerini karşılamak için özelleştirin. fabrikalar geliştirilebilir.Nihayetinde, dijital fide üretim sisteminin inşası için teknik bir temel sağlar ve bitki fabrikalarında standartlaştırılmış, insansız ve dijital fide ıslahını gerçekleştirir.

Yazar: Xu Yaliang, Liu Xinying, vb. 

Alıntı bilgileri:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang. Bitki fabrikalarında fide ıslahının temel teknik ekipmanı ve sanayileşmesi [J].Ziraat Mühendisliği Teknolojisi, 2021,42(4):12-15.