Abstrakt

Aktuell huet d'Planzefabréck d'Zucht vu Geméis-Séimlinger wéi Gurken, Tomaten, Paprika, Auberginen a Melonen erfollegräich ëmgesat, wouduerch d'Baueren héichqualitativ Séimlinger a Chargen ubidden, an d'Produktiounsleistung no der Planzung ass besser. Planzefabrécke si zu engem wichtege Mëttel fir d'Versuergung mat Séimlinger fir d'Geméisindustrie ginn a spille eng ëmmer méi wichteg Roll bei der Fërderung vun der struktureller Reform vun der Ugebotssäit vun der Geméisindustrie, andeems se d'Versuergung mat Geméis an der Stad an d'Produktioun vu gréngem Geméis garantéiert.

Design vun der Zuchtsystem fir Keimlinger an der Planzefabrik a wichteg technesch Ausrüstung

Als dat aktuell effizientst landwirtschaftlecht Produktiounssystem integréiert de Planzefabréck-Séimlingzuchtsystem ëmfaassend technesch Mëttelen, dorënner kënschtlech Beliichtung, Nährstoffléisungsversuergung, dräidimensional Ëmweltkontroll, automatiséiert Hëllefsoperatiounen, intelligent Produktiounsmanagement, etc., an integréiert Biotechnologie, Informatiounstechnologie a kënschtlech Intelligenz. Intelligent an aner High-Tech-Leeschtungen förderen déi kontinuéierlech Entwécklung vun der Industrie. 

LED kënschtlech Liichtquellsystem

De Bau vun enger kënschtlecher Liichtëmfeld ass eng vun den Haapttechnologien vum Keimlingzuchtsystem a Planzefabriken, an et ass och déi Haaptquell vum Energieverbrauch fir d'Keimlingproduktioun. D'Liichtëmfeld vu Planzefabriken huet eng staark Flexibilitéit, an d'Liichtëmfeld kann aus verschiddene Dimensiounen wéi Liichtqualitéit, Liichtintensitéit a Fotoperiod reguléiert ginn, an zur selwechter Zäit kënnen ënnerschiddlech Liichtfaktoren optimiséiert a kombinéiert ginn an der Zäitsequenz fir eng Liichtformel fir de Keimlingkultivatioun ze bilden, wat eng passend Liichtëmfeld fir den kënschtlechen Kultivatioun vu Keimlinger garantéiert. Dofir gouf, baséiert op de Liichtbedarfscharakteristiken an de Produktiounsziler vum verschiddene Keimlingwuesstum, duerch d'Optimiséierung vun de Liichtformelparameteren an der Liichtversuergungsstrategie, eng speziell energiespuerend LED-Liichtquell entwéckelt, déi d'Liichtenergieëmwandlungseffizienz vu Keimlinger staark verbessere kann, d'Akkumulatioun vu Keimlingbiomass förderen an d'Qualitéit vun der Keimlingproduktioun verbesseren, wärend den Energieverbrauch an d'Produktiounskäschte reduzéiert ginn. Zousätzlech ass d'Liichtëmfeldreguléierung och e wichtegt technescht Mëttel am Prozess vun der Domestizéiertung vu Keimlinger an der Heelung vu gepflanzte Keimlinger.

Ofnehmbar méischichteg vertikal Keimlingssystem

D'Ziichtung vu Keimlinger an der Planzefabréck gëtt mat engem méischichtege dräidimensionale Regal duerchgefouert. Duerch den modulare Systemdesign kann déi séier Montage vum Keimlingerzuchtsystem realiséiert ginn. Den Ofstand tëscht de Regaler kann flexibel ugepasst ginn, fir de Plazbedarf fir d'Ziichtung vu verschiddene Keimlingerzorten gerecht ze ginn an d'Plazauslastung däitlech ze verbesseren. Zousätzlech erméiglecht den separaten Design vum Sombettsystem, dem Beliichtungssystem an dem Waasser- an Düngerbewässerungssystem, datt de Sombett souwuel eng Transportfunktioun huet, wat praktesch ass fir an ënnerschiddlech Atelieren ze transportéieren, wéi z. B. Aussaat, Keimung an Domestizéiert, wéi och de Aarbechtsverbrauch beim Ëmgang mat Keimlingerschacht reduzéiert.

Ofnehmbar méischichteg vertikal Keimlingssystem 

D'Bewässerung mat Waasser a Dünger benotzt haaptsächlech Gezäitemethoden, Sprëtzmethoden an aner Methoden, andeems d'Zäit an d'Frequenz vun der Nährstoffléisung präzis kontrolléiert ginn, fir eng eenheetlech Versuergung an effizient Notzung vu Waasser a Mineralnährstoffer z'erreechen. Kombinéiert mat der spezieller Nährstoffléisungsformel fir Keimlinger kann et de Wuesstums- an Entwécklungsbedürfnisser vun de Keimlinger erfëllen an e séiert a gesond Wuesstum vun de Keimlinger garantéieren. Zousätzlech kënnen d'Nährstoffer duerch den Online-Nährstoffionendetektiounssystem an d'Nährstoffléisungssterilisatiounssystem rechtzäiteg nei opgefëllt ginn, wärend d'Akkumulatioun vu Mikroorganismen a sekundäre Metabolitten vermeit gëtt, déi dat normalt Wuesstum vun de Keimlinger beaflossen. 

Ëmweltkontrollsystem

Präzis an effizient Ëmweltkontroll ass ee vun den Haaptmerkmale vun engem Keimlingausbreedungssystem an enger Planzefabréck. Déi extern Ënnerhaltsstruktur vun enger Planzefabréck ass allgemeng aus Materialien zesummegesat, déi opak an héich isoléierend sinn. Op dëser Basis ass d'Reguléierung vu Liicht, Temperatur, Fiichtegkeet, Wandgeschwindegkeet a CO2 bal net vun der externer Ëmwelt beaflosst. Duerch d'Konstruktioun vum CFD-Modell fir d'Layout vum Loftkanal ze optimiséieren, a Kombinatioun mat der Mikro-Ëmweltkontrollmethod, kann eng gläichméisseg Verdeelung vun Ëmweltfaktoren wéi Temperatur, Fiichtegkeet, Wandgeschwindegkeet a CO2 am Kulturraum mat héijer Dicht erreecht ginn. Déi intelligent Ëmweltreguléierung gëtt duerch verdeelt Sensoren a Kontaktkontroll realiséiert, an d'Echtzäitreguléierung vun der ganzer Kultivatiounsëmfeld gëtt duerch d'Verbindung tëscht der Iwwerwaachungseenheet an dem Kontrollsystem duerchgefouert. Zousätzlech kann d'Benotzung vu waassergekillte Liichtquellen a Waasserzirkulatioun, a Kombinatioun mat der Aféierung vu kale Quellen am Fräien, eng energiespuerend Ofkillung erreechen an den Energieverbrauch vun der Klimaanlag reduzéieren.

Automatesch Hëllefsbetreiungsanlagen

De Prozess vun der Keimlingzucht an der Fabréck ass strikt, d'Operatiounsdicht ass héich, de Raum ass kompakt, an automatesch Hëllefsausrüstung ass onverzichtbar. D'Benotzung vun automatiséierten Hëllefsausrüstung dréit net nëmmen dozou bäi, den Aarbechtsverbrauch ze reduzéieren, mä hëlleft och d'Effizienz vum Kultivatiounsraum ze verbesseren. Déi bis elo entwéckelt Automatiséierungsausrüstung enthält Buedembedeckungsmaschinnen, Sämaschinnen, Pfungsmaschinnen, AGV-Logistiktransportwagen, etc. Ënner der Kontroll vun der ënnerstëtzender intelligenter Gestiounsplattform kann den onbemannte Betrib vum ganze Prozess vun der Keimlingzucht grondsätzlech realiséiert ginn. Zousätzlech spillt d'Maschinnvisiounstechnologie och eng ëmmer méi wichteg Roll am Prozess vun der Keimlingzucht. Si hëlleft net nëmmen de Wuesstumsstatus vun de Keimlinger ze iwwerwaachen, ënnerstëtzt och d'Gestioun vu kommerziellen Keimlinger, mä féiert och automatesch Screening vu schwaache Keimlinger an doudege Keimlinger duerch. D'Roboterhand hëlt d'Keimlinger ewech a fëllt se.

Virdeeler vun der Zucht vu Setzlinger an der Planzefabréck

En héije Grad vun Ëmweltkontroll erméiglecht eng jäerlech Produktioun

Wéinst der Besonderheet vun der Keimlingszucht ass d'Kontroll vun hirer Kultivatiounsëmfeld ganz wichteg. Ënner de Bedéngungen vun der Planzefabréck sinn Ëmweltfaktoren wéi Liicht, Temperatur, Waasser, Loft, Dünger a CO2 staark kontrolléiert, wat dat bescht Wuesstumsëmfeld fir d'Keimlingszucht ka bidden, onofhängeg vun de Joreszäiten a Regiounen. Zousätzlech erfuerdert de Prozess vun der Pfropfung, der Wonnheilung an der Wuerzeldifferenzéierung beim Zuchtprozess vu gepfropfte Keimlinger a Schnëttkeimlinger eng méi héich Ëmweltkontroll, an d'Planzefabrécke si ganz gutt Träger. D'Flexibilitéit vun den Ëmweltbedéngungen vun der Planzefabréck selwer ass staark, dofir ass se vu grousser Bedeitung fir d'Produktioun vu Geméiskeimlinger an Net-Zuchtsaisonen oder an extremen Ëmfeld, a kann d'Keimlinger ënnerstëtzen, fir d'dauerhaft Versuergung mat Geméis ze garantéieren. Zousätzlech ass d'Keimlingszucht vu Planzefabrécken net duerch Plaz limitéiert a kann op der Plaz an de Banlieue vu Stied a Gemeinschaftsraim duerchgefouert ginn. D'Spezifikatioune si flexibel a verännerbar, wat d'Masseproduktioun an eng enk Versuergung vu qualitativ héichwäertege Keimlinger erméiglecht, wat wichteg Ënnerstëtzung fir d'Entwécklung vun der urbaner Gaardebau bitt. 

Verkierzt den Zuchtzyklus a verbessert d'Qualitéit vun de Keimlinger

Ënner Bedingungen an enger Planzefabréck gëtt den Zuchtzyklus vun de Keimlinger, dank der präziser Kontroll vu verschiddene Wuestumsfaktoren, ëm 30% bis 50% am Verglach mat traditionelle Methoden verkierzt. D'Verkierzung vum Zuchtzyklus kann d'Produktiounspartie vu Keimlinger erhéijen, den Akommes vum Produzent erhéijen an d'Betribsrisiken, déi duerch Maartschwankungen entstinn, reduzéieren. Fir d'Baueren ass et förderlech fir fréi Ëmplanzen a Planzungen, fréi Maartstart a verbessert Maartkonkurrenzfäegkeet. Op der anerer Säit sinn d'Keimlinger, déi an der Planzefabréck geziicht ginn, propper a kräfteg, d'morphologesch an d'Qualitéitsindikatoren ginn däitlech verbessert, an d'Produktiounsleistung no der Koloniséierung ass besser. Studien hunn gewisen, datt Tomaten-, Paprika- a Gurkenkeimlinger, déi ënner Planzefabréckbedingungen geziicht ginn, net nëmmen d'Blatfläch, d'Planzenhéicht, den Duerchmiesser vum Stamm, d'Wuerzelkraaft an aner Indikatoren verbesseren, mä och d'Adaptabilitéit, d'Krankheetsresistenz an d'Blummeknospendifferenzéierung no der Koloniséierung verbesseren. An d'Produktioun an aner Aspekter hunn offensichtlech Virdeeler. D'Zuel vun de weibleche Blummen pro Planz ass ëm 33,8% an d'Zuel vun de Friichte pro Planz ëm 37,3% no der Planzung vu Gurkenkeimlinger, déi a Planzefabrécken geziicht goufen. Mat der kontinuéierlecher Verdéiwung vun der theoretescher Fuerschung iwwer d'Biologie vum Keimlingsentwécklungsëmfeld wäerten d'Planzefabriken méi präzis a kontrolléierbar sinn an der Gestaltung vun der Keimlingmorphologie an der Verbesserung vun der physiologescher Aktivitéit.

 Vergläich vum Zoustand vu gepflanzte Keimlinger a Gewächshaiser a Planzefabriken

Effizient Notzung vu Ressourcen fir d'Käschte fir Keimlinger ze reduzéieren

D'Planzefabréck benotzt standardiséiert, informatiséiert an industrialiséiert Planzmethoden, sou datt all Etapp vun der Keimlingproduktioun strikt kontrolléiert gëtt, an d'Effizienz vun der Ressourcenausnotzung däitlech verbessert gëtt. Somen sinn déi Haaptkäschten am Keimlingzuucht. Wéinst dem onregelméissege Betrib an der schlechter Ëmweltkontrolléierbarkeet vun traditionelle Keimlinger gëtt et Problemer wéi Net-Keimung oder schwaacht Wuesstum vu Somen, wat zu enger grousser Verschwendung am Prozess vu Somen zu kommerzielle Keimlinger féiert. An der Planzefabréckëmfeld gëtt duerch d'Virbehandlung vu Somen, d'Feinaussaat an d'präzis Kontroll vun der Kultivatiounsëmfeld d'Ausnotzungseffizienz vu Somen däitlech verbessert, an d'Doséierung kann ëm méi wéi 30% reduzéiert ginn. Waasser, Dünger an aner Ressourcen sinn och déi Haaptkäschten beim traditionelle Keimlingzuucht, an de Phänomen vun der Ressourcenverschwendung ass eescht. Ënner de Bedéngungen vu Planzefabrécken kann duerch d'Uwendung vun der Präzisiounsbewässerungstechnologie d'Effizienz vun der Waasser- an Düngerausnotzung ëm méi wéi 70% erhéicht ginn. Zousätzlech gëtt, wéinst der Kompaktheet vun der Struktur vun der Planzefabréck selwer an der Uniformitéit vun der Ëmweltkontroll, och d'Energie- an CO2-Ausnotzungseffizienz am Prozess vun der Keimlingzuucht däitlech verbessert.

Am Verglach mat der traditioneller Keimlingzuucht am oppene Feld an der Zuucht am Treibhaus ass dat gréisst Eegeschaft vun der Keimlingzuucht a Planzefabriken, datt se op eng méischichteg dräidimensional Manéier duerchgefouert ka ginn. An der Planzefabrik kann d'Keimlingzuucht vun der Fläch op de vertikale Raum ausgedehnt ginn, wat d'Effizienz vun der Keimlingzuucht pro Eenheet Land däitlech verbessert an d'Plaznutzungseffizienz däitlech verbessert. Zum Beispill kann de Standardmodul fir d'Keimlingzuucht, deen vun enger biologescher Firma entwéckelt gouf, ënner der Bedingung vun enger Fläch vu 4,68 ㎡ méi wéi 10.000 Keimlinger an engem eenzege Charge ziichten, déi fir 3,3 Mu (2201,1 ㎡) Geméisproduktiounsbedürfnisser benotzt kënne ginn. Ënner der Bedingung vun enger héichdichteger méischichteger dräidimensionaler Zuucht kann d'Ënnerstëtzung vun automateschen Hëllefsausrüstung an en intelligenten Logistiktransportsystem d'Effizienz vun der Aarbechtsauslastung däitlech verbesseren an d'Aarbechtskräfte ëm méi wéi 50% spueren.

Héichresistente Keimlingzucht fir d'gréng Produktioun ze ënnerstëtzen

Déi propper Produktiounsëmwelt vun der Planzefabréck kann d'Optriede vu Schädlinge a Krankheeten am Zuchtberäich staark reduzéieren. Gläichzäiteg, duerch déi optiméiert Konfiguratioun vun der Kulturëmwelt, hunn déi produzéiert Keimlinger eng méi héich Resistenz, wat d'Pestizidsprëtzen während der Keimlingsausbreedung a Planzung staark reduzéiere kann. Zousätzlech kënnen fir d'Zucht vu spezielle Keimlinger wéi gepfropfte Keimlinger a Schnëttkeimlinger gréng Kontrollmoossnamen wéi Liicht, Temperatur, Waasser an Dünger an der Planzefabréck benotzt ginn, fir de groussskalege Gebrauch vun Hormonen an traditionelle Betriber z'ersetzen, fir d'Liewensmëttelsécherheet ze garantéieren, d'Ëmweltverschmotzung ze reduzéieren an eng nohalteg Produktioun vu grénge Keimlinger z'erreechen.

Analyse vun de Produktiounskäschten 

D'Weeër fir Planzefabriken, fir de wirtschaftleche Virdeel vu Keimlinger ze erhéijen, bestinn haaptsächlech aus zwou Deeler. Op der enger Säit kann duerch d'Optimiséierung vum strukturellen Design, de standardiséierte Betrib an d'Benotzung vun intelligenten Ariichtungen an Ausrüstung de Verbrauch vu Som, Stroum a Aarbecht am Prozess vun der Keimlingerzucht reduzéiert ginn, an de Waasser-, Dünger-, Hëtzt- an Energieverbrauch verbessert ginn. D'Notzungseffizienz vu Gas an CO2 reduzéiert d'Käschte vun der Keimlingerzucht; op der anerer Säit gëtt duerch eng präzis Kontroll vun der Ëmwelt an d'Optimiséierung vum Prozessoflaf d'Zuchtzäit vu Keimlinger verkierzt, an d'jäerlech Zuchtgrupp an den Keimlingerertrag pro Flächeneenheet ginn erhéicht, wat méi kompetitiv um Maart ass. 

Mat der Entwécklung vun der Technologie vun de Planzenfabriken an der kontinuéierlecher Verdéiwung vun der Ëmweltbiologiefuerschung iwwer de Keimlingzuucht sinn d'Käschte fir d'Keimlingzuucht a Planzenfabriken am Fong d'selwecht wéi déi vum traditionelle Gewächshauszuucht, an d'Qualitéit an de Maartwäert vun de Keimlinger si méi héich. Wann ee Gurkenkeimlinger als Beispill hëlt, maachen d'Produktiounsmaterialien e groussen Deel aus, mat ongeféier 37% vun de Gesamtkäschten, dorënner Som, Nährléisung, Steckdousen, Substrater, etc. Den elektresche Energieverbrauch mécht ongeféier 24% vun de Gesamtkäschten aus, dorënner d'Planzebeliichtung, d'Klimaanlag an den Energieverbrauch vun der Nährléisungspompel, etc., wat d'Haaptrichtung vun der zukünfteg Optimiséierung ass. Zousätzlech ass den niddrege Prozentsaz vun der Aarbechtskraaft e Charakteristikum vun der Produktioun a Planzenfabriken. Mat der kontinuéierlecher Erhéijung vum Automatiséierungsgrad ginn d'Käschte vum Aarbechtsverbrauch weider reduzéiert. An Zukunft kënnen déi wirtschaftlech Virdeeler vun der Keimlingzuucht a Planzenfabriken duerch d'Entwécklung vu Kulturen mat héijer Wäertzousetzung an d'Entwécklung vun der industrialiséierter Kultivatiounstechnologie fir Keimlinger vu wäertvolle Bëschbeem weider verbessert ginn.

Käschtezesummesetzung vu Gurkenkeimlinger /%

Status vun der Industrialiséierung

An de leschte Joren hunn wëssenschaftlech Fuerschungsinstituter, vertrueden vum Urban Agriculture Research Institute vun der Chinesescher Akademie fir Landwirtschaftswëssenschaften, an High-Tech-Entreprisen, d'Industrie vun der Keimlingzucht a Planzefabriken ëmgesat. Dëst kann de Keimlinger eng effizient industriell Produktiounslinn vum Som bis zum Entstoe bidden. Dorënner ass eng Planzefabréck zu Shanxi, déi 2019 gebaut an a Betrib geholl gouf, déi eng Fläch vun 3.500 Meter huet a kann 800.000 Pefferkeimlinger oder 550.000 Tomatekeimlinger bannent engem 30-Deeg-Zyklus ziichten. Eng aner gebaut Keimlingzuchtfabréck huet eng Fläch vun 2300 Meter huet a kann 8-10 Millioune Keimlinger pro Joer produzéieren. Déi mobil Heelungsanlag fir gepfropft Keimlinger, déi onofhängeg vum Institut fir Urban Landwirtschaft vun der Chinesescher Akademie fir Landwirtschaftswëssenschaften entwéckelt gouf, kann eng Heelung- a Domestizéiertungsplattform fir den Ubau vu gepfropften Keimlinger um Montageband ubidden. En eenzegen Aarbechtsraum kann méi wéi 10.000 gepfropft Keimlinger gläichzäiteg handhaben. An Zukunft gëtt erwaart, datt d'Diversitéit vun de Keimlingzuchtzorten a Planzefabriken weider erweidert gëtt, an den Niveau vun der Automatiséierung an der Intelligenz wäert sech weider verbesseren.

Déi mobil Heelplanz fir gepfropft Keimlinger, entwéckelt vum Institut fir Urban Landwirtschaft vun der Chinesescher Akademie fir Landwirtschaftlech Wëssenschaften

Ausbléck

Als neien Träger vun der fabrécklecher Keimlingzuucht hunn d'Planzefabriken enorm Virdeeler a Kommerzialiséierungspotenzial am Verglach mat traditionelle Keimlingzuuchtmethoden a punkto präziser Ëmweltkontroll, effizienter Notzung vu Ressourcen a standardiséierter Operatioun. Duerch d'Reduktioun vum Ressourcenverbrauch wéi Som, Waasser, Dünger, Energie a Personal bei der Keimlingzuucht, an d'Verbesserung vum Rendement a Qualitéit vu Keimlinger pro Flächeneenheet, ginn d'Käschte fir d'Keimlingzuucht a Planzefabriken weider reduzéiert, an d'Produkter ginn um Maart méi kompetitiv. Et gëtt eng enorm Nofro fir Keimlinger a China. Nieft der Produktioun vun traditionelle Kulturen wéi Geméis, gëtt erwaart, datt Keimlinger mat héijer Wäertzousetzung wéi Blummen, chinesesch Kräidermedizin a rar Beem a Planzefabriken geziicht ginn, an d'wirtschaftlech Virdeeler ginn weider verbessert. Gläichzäiteg muss déi industrialiséiert Keimlingzuuchtplattform d'Kompatibilitéit a Flexibilitéit vun ënnerschiddleche Keimlingzuuchten berécksiichtegen, fir de Bedierfnesser vum Keimlingzuuchtmaart an de verschiddene Joreszäiten gerecht ze ginn.

Déi biologesch Theorie vun der Keimlingzuuchtëmfeld ass de Kär vun der präziser Kontroll vun der Ëmwelt a Planzefabrécken. Déifgräifend Fuerschung iwwer d'Reguléierung vun der Form a Fotosynthese vun de Keimlingplanzen an aner physiologesch Aktivitéiten duerch Ëmweltfaktoren wéi Liicht, Temperatur, Fiichtegkeet a CO2 hëlleft e Modell vun der Interaktioun tëscht Keimling an Ëmwelt ze etabléieren, wat den Energieverbrauch vun der Keimlingproduktioun reduzéiere kann an d'Qualitéit an d'Produktioun vu Keimlinger verbessere kann. Qualitéit bitt eng theoretesch Basis. Op dëser Basis kann Kontrolltechnologie an Ausrüstung mat Liicht als Kär a gekoppelt mat aneren Ëmweltfaktoren entwéckelt ginn, fir d'Produktioun vu Keimlinger mat spezielle Planzentypen, héijer Uniformitéit an héijer Qualitéit unzepassen, fir d'Ufuerderunge vun der Héichdichtkultivatioun an dem mechaniséierte Betrib a Planzefabrécken ze erfëllen. Schlussendlech bitt et eng technesch Basis fir de Bau vun engem digitale Keimlingproduktiounssystem a realiséiert standardiséiert, onbemannt an digital Keimlingzuucht a Planzefabrécken.

Auteur: Xu Yaliang, Liu Xinying, etc. 

Zitatiounsinformatiounen:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang. Schlësseltechnesch Ausrüstung an Industrialiséierung vun der Keimlingzucht a Planzefabriken [J]. Agricultural Engineering Technology, 2021,42(4):12-15.