Abstraktaĵo

Nuntempe, la plantfabriko sukcese realigis la bredadon de legomplantidoj kiel kukumoj, tomatoj, piproj, melongenoj kaj melonoj, provizante al farmistoj altkvalitajn plantidojn en aroj, kaj la produktadrendimento post plantado estas pli bona. Plantfabrikoj fariĝis grava rimedo por provizi plantidojn por la legomindustrio, kaj ludas ĉiam pli gravan rolon en antaŭenigado de la provizflanka struktura reformo de la legomindustrio, certigante urban legomprovizon kaj verdlegomproduktadon.

Dezajno de bredsistemo por plantfabrikoj kaj ŝlosila teknika ekipaĵo

Kiel la plej efika agrikultura produktadsistemo nuntempe, la bredsistemo de plantidoj en plantfabrikoj integras ampleksajn teknikajn rimedojn, inkluzive de artefarita lumigado, provizado de nutra solvaĵo, tridimensia media kontrolo, aŭtomatigitaj helpaj operacioj, inteligenta produktadadministrado, ktp., kaj integras bioteknologion, informan teknologion kaj artefaritan inteligentecon. Inteligentaj kaj aliaj altteknologiaj atingoj antaŭenigas la kontinuan disvolviĝon de la industrio. 

LED-artefarita lumfonta sistemo

La konstruado de artefarita lummedio estas unu el la kernaj teknologioj de la bredsistemo en plantfabrikoj, kaj ĝi estas ankaŭ la ĉefa fonto de energikonsumo por plantidproduktado. La lummedio de plantfabrikoj havas fortan flekseblecon, kaj la lummedio povas esti reguligita el pluraj dimensioj kiel lumkvalito, lumintenseco kaj fotoperiodo, kaj samtempe, malsamaj lumfaktoroj povas esti optimumigitaj kaj kombinitaj en temposekvenco por formi lumformulon por plantidkultivado, certigante taŭgan lummedion por artefarita kultivado de plantidoj. Tial, surbaze de la lumpostulaj karakterizaĵoj kaj produktadceloj de malsamaj plantidkreskoj, optimumigante la lumformulajn parametrojn kaj lumprovizan strategion, speciala energiŝpara LED-lumfonto estis evoluigita, kiu povas multe plibonigi la lumenergian konvertan efikecon de plantidoj, antaŭenigi la akumuliĝon de plantidbiomaso, kaj plibonigi la kvaliton de plantidproduktado, samtempe reduktante energikonsumon kaj produktokostojn. Krome, la reguligo de lummedio estas ankaŭ grava teknika rimedo en la procezo de malsovaĝigo de plantidoj kaj resanigo de greftitaj plantidoj.

Deprenebla plurtavola vertikala plantidsistemo

La bredado de plantidoj en la plantfabriko estas efektivigata per plurtavola tridimensia breto. Per la modula sistemdezajno, oni povas realigi rapidan muntadon de la plantidbreda sistemo. La interspaco inter la bretoj povas esti flekseble adaptita por kontentigi la spacajn bezonojn por la bredado de diversaj specoj de plantidoj kaj multe plibonigi la spacuzoftecon. Krome, la aparta dezajno de la sembeda sistemo, lumiga sistemo, kaj akvo-sterka irigacia sistemo ebligas al la sembedo havi kaj transportan funkcion, kio estas oportuna por movi al malsamaj laborejoj kiel semado, ĝermado kaj malsovaĝigo, kaj reduktas la laborkonsumon por manipulado de plantidoj.

Deprenebla plurtavola vertikala plantidsistemo 

Akvo- kaj sterkaĵirigacio ĉefe uzas tajdan tipon, ŝpruc-tipon kaj aliajn metodojn, per preciza kontrolo de la tempo kaj ofteco de nutra solvaĵo, por atingi unuforman provizon kaj efikan uzon de akvo kaj mineralaj nutraĵoj. Kombinite kun la speciala nutra solva formulo por plantidoj, ĝi povas kontentigi la kresko- kaj disvolviĝajn bezonojn de plantidoj kaj certigi la rapidan kaj sanan kreskon de plantidoj. Krome, per la reta nutraĵjona detekta sistemo kaj nutraĵsolva steriliga sistemo, nutraĵoj povas esti replenigitaj ĝustatempe, evitante la amasiĝon de mikroorganismoj kaj sekundaraj metabolitoj, kiuj influas la normalan kreskon de plantidoj. 

Sistemo de Media Kontrolo

Preciza kaj efika media kontrolo estas unu el la ĉefaj trajtoj de plantidpropagado en plantfabriko. La ekstera prizorgada strukturo de plantfabriko estas ĝenerale kunmetita el materialoj, kiuj estas opakaj kaj tre izolaj. Surbaze de tio, la reguligo de lumo, temperaturo, humideco, ventrapideco kaj CO2 estas preskaŭ netuŝita de la ekstera medio. Per la konstruado de CFD-modelo por optimumigi la aranĝon de la aerdukto, kombinita kun la mikro-media kontrolmetodo, oni povas atingi unuforman distribuon de mediaj faktoroj kiel temperaturo, humideco, ventrapideco kaj CO2 en la alt-denseca kulturspaco. La inteligenta media reguligo estas realigita per distribuitaj sensiloj kaj kontakta kontrolo, kaj la realtempa reguligo de la tuta kultiva medio estas efektivigita per la konekto inter la monitora unuo kaj la kontrolsistemo. Krome, la uzo de akvomalvarmigitaj lumfontoj kaj akvocirkulado, kombinita kun la enkonduko de eksteraj malvarmfontoj, povas atingi energiŝparan malvarmigon kaj redukti la energikonsumon de klimatiziloj.

Aŭtomata helpa funkciiga ekipaĵo

La procezo de bredado de plantidoj en plantfabrikoj estas strikta, la denseco de operacioj estas alta, la spaco estas kompakta, kaj aŭtomataj helpaj ekipaĵoj estas nemalhaveblaj. La uzo de aŭtomataj helpaj ekipaĵoj ne nur helpas redukti laborkonsumon, sed ankaŭ plibonigi la efikecon de la kultiva spaco. La ĝis nun evoluigitaj aŭtomatigaj ekipaĵoj inkluzivas ŝtopilgrundo-kovrmaŝinojn, semmaŝinojn, greftmaŝinojn, AGV-loĝistikajn transportĉarojn, ktp. Sub la kontrolo de subtena inteligenta administra platformo, la senhoma funkciigo de la tuta procezo de plantidoj povas esti esence realigita. Krome, maŝinvida teknologio ankaŭ ludas ĉiam pli gravan rolon en la procezo de plantidoj. Ĝi ne nur helpas monitori la kreskostaton de plantidoj, helpas en la administrado de komercaj plantidoj, sed ankaŭ aŭtomate kontrolas malfortajn plantidojn kaj mortintajn plantidojn. La robota mano forigas kaj plenigas la plantidojn.

Avantaĝoj de bredado de plantfabrikoj

Alta nivelo de media kontrolo ebligas ĉiujaran produktadon

Pro la aparteco de plantidbredado, la kontrolo de ĝia kultiva medio estas tre grava. Sub la kondiĉoj de plantfabrikoj, mediaj faktoroj kiel lumo, temperaturo, akvo, aero, sterko kaj CO2 estas tre kontrolitaj, kio povas provizi la plej bonan kreskomedion por plantidbredado, sendepende de sezonoj kaj regionoj. Krome, en la bredprocezo de greftitaj plantidoj kaj tranĉplantidoj, la procezo de greftado, vundresaniĝo kaj radikdiferenciĝo postulas pli altan median kontrolon, kaj plantfabrikoj ankaŭ estas bonegaj portantoj. La fleksebleco de la mediaj kondiĉoj de la plantfabriko mem estas forta, do ĝi estas tre grava por la produktado de legomplantidoj en ekster-bredaj sezonoj aŭ en ekstremaj medioj, kaj povas provizi plantidsubtenon por certigi la daŭran provizon de legomoj. Krome, la plantidbredado de plantfabrikoj ne estas limigita de spaco, kaj povas esti efektivigita surloke en la antaŭurboj de urboj kaj publikaj spacoj. La specifoj estas flekseblaj kaj ŝanĝeblaj, ebligante amasproduktadon kaj proksiman provizon de altkvalitaj plantidoj, provizante gravan subtenon por la disvolviĝo de urba hortikulturo. 

Mallongigi la bredciklon kaj plibonigi la kvaliton de plantidoj

Sub kondiĉoj de plantfabriko, danke al la preciza kontrolo de diversaj kreskomediaj faktoroj, la bredciklo de plantidoj mallongiĝas je 30% ĝis 50% kompare kun tradiciaj metodoj. La mallongigo de la bredciklo povas pliigi la produktadan kvanton da plantidoj, pliigi la enspezojn de la produktantoj kaj redukti la funkciajn riskojn kaŭzitajn de merkataj fluktuoj. Por kultivistoj, ĝi favoras fruan transplantadon kaj plantadon, fruan merkatan lanĉon kaj plibonigitan merkatan konkurencivon. Aliflanke, la plantidoj breditaj en plantfabriko estas ordigitaj kaj fortikaj, la morfologiaj kaj kvalitaj indikiloj estas signife plibonigitaj, kaj la produktada agado post koloniigo estas pli bona. Studoj montris, ke tomato-, pipro- kaj kukumo-plantidoj breditaj sub plantfabrikaj kondiĉoj ne nur plibonigas foliareon, plantaltecon, tigdiametron, radikan forton kaj aliajn indikilojn, sed ankaŭ plibonigas adaptiĝemon, malsanreziston, florburĝonan diferenciĝon post koloniigo. Kaj la produktado kaj aliaj aspektoj havas evidentajn avantaĝojn. La nombro de inaj floroj po planto pliiĝis je 33.8% kaj la nombro de fruktoj po planto pliiĝis je 37.3% post plantado de kukumo-plantidoj breditaj en plantfabrikoj. Kun la kontinua profundigo de teoria esplorado pri la biologio de la evolua medio de plantidoj, plantfabrikoj estos pli precizaj kaj kontroleblaj en formado de plantidmorfologio kaj plibonigado de fiziologia agado.

 Komparo de la stato de greftitaj plantidoj en forcejoj kaj plantfabrikoj

Efika uzo de rimedoj por redukti plantidkostojn

La plantfabriko uzas normigitajn, informigitajn kaj industriigitajn plantadmetodojn, tiel ke ĉiu ĉeno de plantidproduktado estas strikte kontrolata, kaj la efikeco de rimedukado estas signife plibonigita. Semoj estas la ĉefa kostokonsumo en plantidbredado. Pro neregula funkciado kaj malbona media kontrolebleco de tradiciaj plantidoj, ekzistas problemoj kiel neĝermado aŭ malforta kresko de semoj, rezultante en grandega malŝparo en la procezo de semoj ĝis komercaj plantidoj. En la medio de plantfabriko, per semantaŭtraktado, fajna semado kaj preciza kontrolo de la kultiva medio, la utiliga efikeco de semoj estas multe plibonigita, kaj la dozo povas esti reduktita je pli ol 30%. Akvo, sterko kaj aliaj rimedoj ankaŭ estas la ĉefa kostokonsumo de tradicia plantidkultivado, kaj la fenomeno de rimedukado estas grava. Sub la kondiĉoj de plantfabrikoj, per la apliko de preciza irigacia teknologio, la efikeco de akvo- kaj sterko-uzado povas esti pliigita je pli ol 70%. Krome, pro la kompakteco de la strukturo de la plantfabriko mem kaj la unuformeco de media kontrolo, la energio- kaj CO2-utiliga efikeco en la procezo de plantiddisvastigo ankaŭ estas signife plibonigita.

Kompare kun tradicia malferma-kampa plantidbredado kaj forceja plantidbredado, la plej granda trajto de plantidbredado en plantfabrikoj estas, ke ĝi povas esti efektivigita plurtavole tridimensie. En plantfabriko, plantidbredado povas esti etendigita de la ebeno al la vertikala spaco, kio multe plibonigas la efikecon de plantidbredado por unuo de tero kaj signife plibonigas la efikecon de spacuzo. Ekzemple, la norma modulo por plantidbredado evoluigita de biologia kompanio, sub la kondiĉo de kovrado de areo de 4.68 ㎡, povas bredi pli ol 10,000 plantidojn en ununura aro, kiu povas esti uzata por 3.3 Mu (2201.1 ㎡) legomproduktado. Sub la kondiĉo de alt-denseca plurtavole tridimensia bredado, subtena aŭtomata helpa ekipaĵo kaj inteligenta loĝistika transportsistemo povas multe plibonigi la efikecon de laboruzado kaj ŝpari laboron je pli ol 50%.

Altrezista plantidbredado por helpi verdan produktadon

La pura produktadmedio de la plantfabriko povas multe redukti la okazon de damaĝbestoj kaj malsanoj en la bredejo. Samtempe, per la optimumigita konfiguracio de la kulturmedio, la produktitaj plantidoj havos pli altan reziston, kio povas multe redukti la pesticidan ŝprucadon dum plantiddisvastigo kaj plantado. Krome, por la bredado de specialaj plantidoj kiel greftitaj plantidoj kaj tranĉplantidoj, verdaj kontrolrimedoj kiel lumo, temperaturo, akvo kaj sterko en la plantfabriko povas esti uzataj por anstataŭigi la grandskalan uzon de hormonoj en tradiciaj operacioj por certigi nutraĵsekurecon, redukti median poluadon kaj atingi daŭripovan produktadon de verdaj plantidoj.

Analizo de produktokostoj 

La manieroj por ke plantfabrikoj pliigu la ekonomiajn profitojn de plantidoj ĉefe inkluzivas du partojn. Unuflanke, per optimumigo de struktura dezajno, normigita funkciado kaj la uzo de inteligentaj instalaĵoj kaj ekipaĵoj, oni povas redukti la konsumon de semoj, elektro kaj laboro en la procezo de plantidbredado, kaj plibonigi la konsumon de akvo, sterko, varmo kaj energio. La utiliga efikeco de gaso kaj CO2 reduktas la koston de plantidbredado; aliflanke, per preciza kontrolo de la medio kaj optimumigo de la procezfluo, la bredtempo de plantidoj mallongiĝas, kaj la jara bredkvanto kaj plantidrendimento por unuo de spaco pliiĝas, kio estas pli konkurenciva en la merkato. 

Kun la disvolviĝo de plantfabrika teknologio kaj la kontinua profundigo de esplorado pri media biologio pri plantidkultivado, la kosto de plantidbredado en plantfabrikoj estas baze la sama kiel tiu de tradicia forceja kultivado, kaj la kvalito kaj merkata valoro de plantidoj estas pli altaj. Prenante kukumajn plantidojn kiel ekzemplon, la produktadmaterialoj konsistigas grandan proporcion, respondecante pri ĉirkaŭ 37% de la totala kosto, inkluzive de semoj, nutra solvaĵo, ŝtopilujoj, substratoj, ktp. La elektra energikonsumo konsistigas pri ĉirkaŭ 24% de la totala kosto, inkluzive de plantlumigado, klimatizilo kaj nutra solva pumpilo, ktp., kio estas la ĉefa direkto de estonta optimumigo. Krome, la malalta proporcio de laboro estas trajto de plantfabrika produktado. Kun la kontinua kresko de la grado de aŭtomatigo, la kosto de laborkonsumo plue reduktiĝos. Estonte, la ekonomiaj avantaĝoj de plantidbredado en plantfabrikoj povas esti plue plibonigitaj per la disvolviĝo de altvaloraj kultivaĵoj kaj la disvolviĝo de industriigita kultivteknologio por plantidoj de altvaloraj arbararboj.

Konsisto de la kosto de kukumaj plantidoj /%

Industriiga Stato

En la lastaj jaroj, sciencaj esplorinstitucioj reprezentitaj de la Urba Agrikultura Esplorinstituto de la Ĉina Akademio de Agrikulturaj Sciencoj, kaj altteknologiaj entreprenoj realigis la industrion de plantidbredado en plantfabrikoj. Ĝi povas provizi plantidojn per efika industria produktolinio de semo ĝis elmergigo. Inter ili, plantfabriko en Ŝanŝjio konstruita kaj funkciigita en 2019 kovras areon de 3 500 m² kaj povas bredi 800 000 piproplantidojn aŭ 550 000 tomatoplantidojn ene de 30-taga ciklo. Alia plantidbredada fabriko konstruita kovras areon de 2 300 m² kaj povas produkti 8-10 milionojn da plantidoj jare. La movebla resanigejo por greftitaj plantidoj, sendepende evoluigita de la Instituto de Urba Agrikulturo de la Ĉina Akademio de Agrikulturaj Sciencoj, povas provizi muntlinian resanigan kaj malsovaĝigan platformon por la kultivado de greftitaj plantidoj. Ununura laborejo povas pritrakti pli ol 10 000 greftitajn plantidojn samtempe. En la estonteco, oni atendas plue vastiĝi pri la diverseco de plantidoj bredantaj variaĵojn en plantfabrikoj, kaj la nivelo de aŭtomatigo kaj inteligenteco daŭre pliboniĝos.

La movebla resaniga planto por greftitaj plantidoj evoluigita de la Instituto de Urba Agrikulturo, Ĉina Akademio de Agrikulturaj Sciencoj

Perspektivo

Kiel nova portanto de fabrika plantidbredado, plantfabrikoj havas grandegajn avantaĝojn kaj komercigan potencialon kompare kun tradiciaj plantidbredaj metodoj rilate al preciza media kontrolo, efika utiligo de rimedoj kaj normigitaj operacioj. Reduktante la konsumon de rimedoj kiel semoj, akvo, sterko, energio kaj laborforto en plantidbredado, kaj plibonigante la rendimenton kaj kvaliton de plantidoj po unuo de areo, la kosto de plantidbredado en plantfabrikoj plue reduktiĝos, kaj la produktoj estos pli konkurencivaj en la merkato. Ekzistas grandega postulo je plantidoj en Ĉinio. Aldone al la produktado de tradiciaj kultivaĵoj kiel legomoj, oni atendas, ke altvalor-aldonitaj plantidoj kiel floroj, ĉinaj herbaj medikamentoj kaj raraj arboj estos bredataj en plantfabrikoj, kaj la ekonomiaj avantaĝoj plue plibonigiĝos. Samtempe, la industriigita plantidbreda platformo devas konsideri la kongruecon kaj flekseblecon de malsamaj plantidbredadoj por kontentigi la bezonojn de la plantidbreda merkato en malsamaj sezonoj.

La biologia teorio pri la bredado de plantidoj estas la kerno de preciza kontrolo de la medio en plantfabrikoj. Profunda esplorado pri la reguligo de la formo de plantidoj kaj fotosintezo kaj aliaj fiziologiaj agadoj fare de mediaj faktoroj kiel lumo, temperaturo, humideco kaj CO2 helpos establi modelon de interagado inter plantidoj kaj la medio, kiu povas redukti la energikonsumon de plantidproduktado kaj plibonigi la kvaliton kaj produktadon de plantidoj. Kvalito provizas teorian bazon. Surbaze de tio, oni povas disvolvi regteknologion kaj ekipaĵon kun lumo kiel kerno kaj kunligita kun aliaj mediaj faktoroj, kaj adapti la produktadon de plantidoj kun specialaj planttipoj, alta homogeneco kaj alta kvalito por plenumi la postulojn de alt-denseca kultivado kaj mekanizita operacio en plantfabrikoj. Fine, ĝi provizas teknikan bazon por la konstruado de cifereca plantidproduktadsistemo kaj realigas normigitan, senhoman kaj ciferecan plantidbredadon en plantfabrikoj.

Aŭtoro: Xu Yaliang, Liu Xinying, ktp. 

Informoj pri citaĵoj:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang. Ŝlosilaj teknikaj ekipaĵoj kaj industriigo de plantidbredado en plantfabrikoj [J]. Agricultural Engineering Technology, 2021,42(4):12-15.