Abstrak

Saat ini, pabrik tanaman telah berhasil menyadari pembiakan bibit sayuran seperti mentimun, tomat, paprika, terong, dan melon, memberi petani bibit berkualitas tinggi dalam batch, dan kinerja produksi setelah penanaman lebih baik. Pabrik tanaman telah menjadi sarana penting pasokan bibit bagi industri sayuran, dan memainkan peran yang semakin penting dalam mempromosikan reformasi struktural sisi penawaran industri sayuran, memastikan pasokan sayuran perkotaan dan produksi sayuran hijau.

Desain sistem pemuliaan bibit pabrik tanaman dan peralatan teknis utama

Sebagai sistem produksi pertanian yang paling efisien saat ini, sistem pemuliaan bibit pabrik pabrik mengintegrasikan cara teknis yang komprehensif termasuk pencahayaan buatan, pasokan solusi nutrisi, kontrol lingkungan tiga dimensi, informasi tambahan otomatis, manajemen produksi cerdas, dll. Teknologi dan Kecerdasan Buatan. Prestasi cerdas dan teknologi tinggi lainnya mempromosikan pengembangan industri yang berkelanjutan. 

Sistem sumber cahaya buatan LED

Konstruksi lingkungan cahaya buatan adalah salah satu teknologi inti dari sistem pemuliaan bibit di pabrik -pabrik tanaman, dan juga merupakan sumber utama konsumsi energi untuk produksi bibit. Lingkungan cahaya pabrik tanaman memiliki fleksibilitas yang kuat, dan lingkungan cahaya dapat diatur dari berbagai dimensi seperti kualitas cahaya, intensitas cahaya dan fotoperiode, dan pada saat yang sama, faktor cahaya yang berbeda dapat dioptimalkan dan digabungkan dalam urutan waktu untuk membentuk a Formula cahaya untuk budidaya bibit, memastikan lingkungan cahaya yang cocok untuk budidaya bibit buatan. Oleh karena itu, berdasarkan karakteristik permintaan cahaya dan tujuan produksi dari pertumbuhan bibit yang berbeda, dengan mengoptimalkan parameter formula cahaya dan strategi pasokan cahaya, sumber cahaya LED hemat energi telah dikembangkan, yang dapat sangat meningkatkan efisiensi konversi energi cahaya dari bibit bibit , mempromosikan akumulasi biomassa bibit, dan meningkatkan kualitas produksi bibit, sambil mengurangi konsumsi energi dan biaya produksi. Selain itu, regulasi lingkungan ringan juga merupakan cara teknis yang penting dalam proses domestikasi bibit dan penyembuhan bibit yang dicangkokkan.

Sistem bibit vertikal multi-lapisan yang dapat dilepas

Pembiakan bibit di pabrik tanaman dilakukan dengan menggunakan rak tiga dimensi multi-layer. Melalui desain sistem modular, perakitan cepat sistem peningkatan bibit dapat direalisasikan. Jarak antar rak dapat disesuaikan secara fleksibel untuk memenuhi persyaratan ruang untuk pemuliaan berbagai varietas bibit dan sangat meningkatkan tingkat pemanfaatan ruang. Selain itu, desain terpisah dari sistem persemaian, sistem pencahayaan, dan sistem irigasi air dan pupuk memungkinkan persemaian untuk memiliki kedua fungsi transportasi, yang nyaman untuk pindah ke berbagai bengkel seperti menabur, perkecambahan dan domestikasi, dan mengurangi tenaga kerja Konsumsi penanganan nampan bibit.

Sistem bibit vertikal multi-lapisan yang dapat dilepas 

Air dan irigasi pupuk terutama mengadopsi jenis pasang surut, jenis semprotan dan metode lainnya, melalui kontrol yang tepat atas waktu dan frekuensi pasokan larutan nutrisi, untuk mencapai pasokan yang seragam dan penggunaan nutrisi air dan mineral yang efisien. Dikombinasikan dengan formula larutan nutrisi khusus untuk bibit, dapat memenuhi kebutuhan pertumbuhan dan perkembangan bibit dan memastikan pertumbuhan bibit yang cepat dan sehat. Selain itu, melalui sistem deteksi ion nutrisi online dan sistem sterilisasi larutan nutrisi, nutrisi dapat diisi ulang dalam waktu, sambil menghindari akumulasi mikroorganisme dan metabolit sekunder yang mempengaruhi pertumbuhan bibit normal. 

Sistem Kontrol Lingkungan

Kontrol lingkungan yang tepat dan efisien adalah salah satu fitur utama dari sistem propagasi bibit pabrik tanaman. Struktur pemeliharaan eksternal pabrik tanaman umumnya dirakit dari bahan yang buram dan sangat isolasi. Atas dasar ini, regulasi cahaya, suhu, kelembaban, kecepatan angin, dan CO2 hampir tidak terpengaruh oleh lingkungan eksternal. Melalui konstruksi model CFD untuk mengoptimalkan tata letak saluran udara, dikombinasikan dengan metode kontrol mikro-lingkungan, distribusi seragam faktor lingkungan seperti suhu, kelembaban, kecepatan angin, dan CO2 dalam ruang kultur kepadatan tinggi dapat dicapai. Peraturan lingkungan cerdas direalisasikan oleh sensor terdistribusi dan kontrol kontak, dan regulasi waktu nyata dari seluruh lingkungan budidaya dilakukan melalui hubungan antara unit pemantauan dan sistem kontrol. Selain itu, penggunaan sumber cahaya berpendingin air dan sirkulasi air, dikombinasikan dengan pengenalan sumber dingin di luar ruangan, dapat mencapai pendinginan hemat energi dan mengurangi konsumsi energi pendingin udara.

Peralatan Operasi Bantu Otomatis

Proses operasi pemuliaan bibit pabrik tanaman ketat, kepadatan operasi tinggi, ruangnya kompak, dan peralatan tambahan otomatis sangat diperlukan. Penggunaan peralatan tambahan otomatis tidak hanya kondusif untuk mengurangi konsumsi tenaga kerja, tetapi juga membantu meningkatkan efisiensi ruang budidaya. Peralatan otomatisasi yang telah dikembangkan sejauh ini mencakup mesin penutup tanah plug, seeder, mesin grafting, logistik AGV yang menyampaikan troli, dll. Di bawah kendali platform manajemen cerdas pendukung, operasi tak berawak dari seluruh proses pemuliaan bibit pada dasarnya dapat terjadi pada dasarnya bisa dapat terjadi pada bibit bibit pada dasarnya dapat terjadi pada dasarnya. diwujudkan. Selain itu, teknologi penglihatan mesin juga memainkan peran yang semakin penting dalam proses pemuliaan bibit. Tidak hanya membantu untuk memantau status pertumbuhan bibit, membantu dalam pengelolaan bibit komersial, tetapi juga melakukan penyaringan otomatis bibit yang lemah dan bibit mati. Tangan robot menghilangkan dan mengisi bibit.

Keuntungan pemuliaan bibit pabrik tanaman

Tingkat kontrol lingkungan yang tinggi memungkinkan produksi tahunan

Karena kekhasan pemuliaan bibit, kontrol lingkungan budidaya sangat penting. Di bawah kondisi pabrik tanaman, faktor lingkungan seperti cahaya, suhu, air, udara, pupuk dan CO2 sangat terkontrol, yang dapat memberikan lingkungan pertumbuhan terbaik untuk pemuliaan bibit, terlepas dari musim dan daerah. Selain itu, dalam proses pemuliaan bibit yang dicangkokkan dan memotong bibit, proses pencangkokan penyembuhan luka dan diferensiasi akar membutuhkan kontrol lingkungan yang lebih tinggi, dan pabrik tanaman juga merupakan pembawa yang sangat baik. Fleksibilitas kondisi lingkungan pabrik tanaman itu sendiri kuat, sehingga sangat penting untuk produksi bibit sayuran di musim non-pembibitan atau di lingkungan yang ekstrem, dan dapat memberikan dukungan bibit untuk memastikan pasokan sayuran abadi. Selain itu, pembiakan bibit pabrik tanaman tidak dibatasi oleh ruang, dan dapat dilakukan di tempat di pinggiran kota dan ruang publik komunitas. Spesifikasinya fleksibel dan dapat diubah, memungkinkan produksi massal dan pasokan tutup bibit berkualitas tinggi, memberikan dukungan penting untuk pengembangan hortikultura perkotaan. 

Mempersingkat siklus pemuliaan dan meningkatkan kualitas bibit

Dalam kondisi pabrik tanaman, berkat kontrol yang tepat dari berbagai faktor lingkungan pertumbuhan, siklus pemuliaan bibit dipersingkat 30% menjadi 50% dibandingkan dengan metode tradisional. Pemendekan siklus pemuliaan dapat meningkatkan batch produksi bibit, meningkatkan pendapatan produsen, dan mengurangi risiko operasi yang disebabkan oleh fluktuasi pasar. Untuk petani, ini kondusif untuk transplantasi dan penanaman awal, peluncuran pasar awal, dan peningkatan daya saing pasar. Di sisi lain, bibit yang dibiakkan di pabrik tanaman rapi dan gagah, indikator morfologis dan kualitas meningkat secara signifikan, dan kinerja produksi setelah penjajahan lebih baik. Studi telah menunjukkan bahwa bibit tomat, lada dan mentimun yang dikembangbiakkan di bawah kondisi pabrik tanaman tidak hanya meningkatkan luas daun, tinggi tanaman, diameter batang, kekuatan akar dan indikator lainnya, tetapi juga meningkatkan kemampuan beradaptasi, resistensi penyakit, diferensiasi tunas bunga setelah kolonisasi. Dan produksi dan aspek lainnya memiliki keunggulan yang jelas. Jumlah bunga betina per tanaman meningkat 33,8% dan jumlah buah per tanaman meningkat sebesar 37,3% setelah penanaman bibit mentimun yang dibiakkan di pabrik tanaman. Dengan pendalaman terus -menerus dari penelitian teoritis tentang biologi lingkungan perkembangan bibit, pabrik -pabrik tanaman akan lebih tepat dan dapat dikendalikan dalam membentuk morfologi bibit dan meningkatkan aktivitas fisiologis.

 Perbandingan keadaan bibit yang dicangkokkan di rumah kaca dan pabrik tanaman

Penggunaan sumber daya yang efisien untuk mengurangi biaya bibit

Pabrik pabrik mengadopsi metode penanaman standar, informatisasi dan industri, sehingga setiap hubungan produksi bibit dikontrol secara ketat, dan efisiensi pemanfaatan sumber daya secara signifikan meningkat. Biji adalah konsumsi biaya utama dalam pemuliaan bibit. Karena operasi yang tidak teratur dan pengontrolan lingkungan yang buruk dari bibit tradisional, ada masalah seperti non-pengurangan atau pertumbuhan benih yang lemah, yang mengakibatkan limbah besar dalam proses dari biji hingga bibit komersial. Di lingkungan pabrik tanaman, melalui pretreatment benih, penaburan halus dan kontrol yang tepat dari lingkungan budidaya, efisiensi pemanfaatan benih sangat ditingkatkan, dan dosis dapat dikurangi lebih dari 30%. Air, pupuk, dan sumber daya lainnya juga merupakan konsumsi biaya utama peningkatan bibit tradisional, dan fenomena limbah sumber daya serius. Di bawah kondisi pabrik tanaman, melalui penerapan teknologi irigasi presisi, efisiensi pemanfaatan air dan pupuk dapat meningkat lebih dari 70%. Selain itu, karena kekompakan struktur pabrik tanaman itu sendiri dan keseragaman kontrol lingkungan, energi dan efisiensi pemanfaatan CO2 dalam proses perambatan bibit juga meningkat secara signifikan.

Dibandingkan dengan pemeliharaan bibit lapangan terbuka tradisional dan peningkatan bibit rumah kaca, fitur terbesar pembiakan bibit di pabrik tanaman adalah bahwa ia dapat dilakukan dengan cara tiga dimensi berlapis-lapis. Di pabrik tanaman, pemuliaan bibit dapat diperpanjang dari pesawat ke ruang vertikal, yang sangat meningkatkan efisiensi pemuliaan bibit per unit lahan dan secara signifikan meningkatkan efisiensi pemanfaatan ruang. Sebagai contoh, modul standar untuk pemuliaan bibit yang dikembangkan oleh perusahaan biologis, dengan syarat menutupi area 4,68 ㎡, dapat membiakkan lebih dari 10.000 bibit dalam satu batch, yang dapat digunakan untuk 3,3 MU (2201.1 ㎡) Produksi sayuran sayuran kebutuhan. Di bawah kondisi pemuliaan tiga dimensi multi-lapis dengan kepadatan tinggi, mendukung peralatan tambahan otomatis dan sistem transportasi logistik cerdas dapat sangat meningkatkan efisiensi pemanfaatan tenaga kerja dan menghemat tenaga kerja lebih dari 50%.

Pemuliaan bibit resistensi tinggi untuk membantu produksi hijau

Lingkungan produksi bersih pabrik tanaman dapat sangat mengurangi terjadinya hama dan penyakit di ruang pemuliaan. Pada saat yang sama, melalui konfigurasi yang dioptimalkan dari lingkungan kultur, bibit yang diproduksi akan memiliki resistensi yang lebih tinggi, yang dapat sangat mengurangi penyemprotan pestisida selama perbanyakan dan penanaman bibit. Selain itu, untuk pemuliaan bibit khusus seperti bibit yang dicangkok Keamanan pangan, mengurangi polusi lingkungan, dan mencapai bibit hijau produksi berkelanjutan.

Analisis Biaya Produksi 

Cara -cara bagi pabrik tanaman untuk meningkatkan manfaat ekonomi bibit terutama mencakup dua bagian. Di satu sisi, dengan mengoptimalkan desain struktural, operasi standar dan penggunaan fasilitas dan peralatan yang cerdas, dapat mengurangi konsumsi benih, listrik dan tenaga kerja dalam proses pemuliaan bibit, dan meningkatkan air, pupuk, panas, dan konsumsi energi . Efisiensi pemanfaatan gas dan CO2 mengurangi biaya pemuliaan bibit; Di sisi lain, melalui kontrol yang tepat terhadap lingkungan dan optimalisasi aliran proses, waktu pemuliaan bibit diperpendek, dan hasil pemuliaan dan hasil semai tahunan per unit ruang meningkat, yang lebih kompetitif di pasar. 

Dengan pengembangan teknologi pabrik tanaman dan pendalaman berkelanjutan dari penelitian biologi lingkungan tentang budidaya bibit, biaya pemuliaan bibit di pabrik -pabrik tanaman pada dasarnya sama dengan penanaman rumah kaca tradisional, dan kualitas dan nilai pasar bibit lebih tinggi. Mengambil bibit mentimun sebagai contoh, bahan produksi menyumbang sebagian besar, menyumbang sekitar 37% dari total biaya, termasuk biji, solusi nutrisi, baki plug, substrat, dll. Konsumsi energi listrik menyumbang sekitar 24% dari total Biaya, termasuk pencahayaan tanaman, pendingin udara dan konsumsi energi pompa solusi nutrisi, dll., Yang merupakan arah utama optimasi di masa depan. Selain itu, rendahnya proporsi tenaga kerja adalah fitur dari produksi pabrik tanaman. Dengan peningkatan berkelanjutan dalam tingkat otomatisasi, biaya konsumsi tenaga kerja akan dikurangi lebih lanjut. Di masa depan, manfaat ekonomi dari pemuliaan bibit di pabrik-pabrik tanaman dapat ditingkatkan lebih lanjut melalui pengembangan tanaman bernilai tambah tinggi dan pengembangan teknologi budidaya industri untuk bibit pohon hutan yang berharga.

Komposisi Biaya Bibit Mentimun /%

Status industrialisasi

Dalam beberapa tahun terakhir, lembaga penelitian ilmiah yang diwakili oleh Institut Penelitian Pertanian Perkotaan dari Akademi Ilmu Pertanian Tiongkok, dan perusahaan berteknologi tinggi telah mewujudkan industri pemuliaan bibit di pabrik-pabrik tanaman. Ini dapat memberi bibit dengan jalur produksi industri yang efisien dari biji hingga kemunculan. Di antara mereka, pabrik tanaman di Shanxi dibangun dan dioperasikan pada tahun 2019 mencakup luas 3.500 ㎡ dan dapat membiakkan 800.000 bibit merica atau 550.000 bibit tomat dalam siklus 30 hari. Pabrik pembiakan pembiakan lain yang dibangun mencakup area 2.300 ㎡ dan dapat menghasilkan 8-10 juta bibit per tahun. Pabrik penyembuhan seluler untuk bibit yang dicangkokkan secara independen dikembangkan oleh Institute of Urban Agriculture, Akademi Ilmu Pertanian Cina dapat memberikan platform penyembuhan dan domestikasi garis perakitan untuk penanaman bibit yang dicangkokkan. Ruang kerja tunggal dapat menangani lebih dari 10.000 bibit yang dicangkokkan sekaligus. Di masa depan, keragaman varietas pemuliaan bibit di pabrik -pabrik tanaman diharapkan diperluas lebih lanjut, dan tingkat otomatisasi dan kecerdasan akan terus meningkat.

Pabrik Penyembuhan Mobile untuk Bibit Cangkok yang Dikembangkan oleh Institut Pertanian Perkotaan, Akademi Ilmu Pertanian Cina

Pandangan

Sebagai pembawa baru peningkatan pembibitan pabrik, pabrik -pabrik tanaman memiliki keunggulan besar dan potensi komersialisasi dibandingkan dengan metode peningkatan bibit tradisional dalam hal kontrol lingkungan yang tepat, pemanfaatan sumber daya yang efisien dan operasi standar. Dengan mengurangi konsumsi sumber daya seperti biji, air, pupuk, energi dan tenaga kerja dalam pemuliaan bibit, dan meningkatkan hasil dan kualitas bibit per satuan luas, biaya pemuliaan bibit di pabrik tanaman akan dikurangi lebih lanjut, dan produk akan akan menjadi lebih kompetitif di pasar. Ada permintaan besar untuk bibit di Cina. Selain produksi tanaman tradisional seperti sayuran, bibit bernilai tambah tinggi seperti bunga, obat-obatan herbal Cina, dan pohon langka diharapkan dibiakkan di pabrik-pabrik tanaman, dan manfaat ekonomi akan semakin ditingkatkan. Pada saat yang sama, platform pemuliaan bibit industri perlu mempertimbangkan kompatibilitas dan fleksibilitas pemuliaan bibit yang berbeda untuk memenuhi kebutuhan pasar pemuliaan bibit di musim yang berbeda.

Teori biologis lingkungan pemuliaan bibit adalah inti dari kontrol yang tepat dari lingkungan pabrik tanaman. Penelitian mendalam tentang regulasi bentuk tanaman bibit dan fotosintesis dan kegiatan fisiologis lainnya oleh faktor lingkungan seperti cahaya, suhu, kelembaban dan CO2 akan membantu membangun model interaksi lingkungan semai, yang dapat mengurangi konsumsi energi produksi bibit dan Tingkatkan kualitas dan produksi bibit. Kualitas memberikan dasar teoretis. Atas dasar ini, teknologi kontrol dan peralatan dengan cahaya sebagai inti dan ditambah dengan faktor lingkungan lainnya, dan menyesuaikan produksi bibit dengan jenis tanaman khusus, keseragaman tinggi dan kualitas tinggi untuk memenuhi persyaratan budidaya kepadatan tinggi dan operasi mekanis di tanaman Pabrik dapat dikembangkan. Pada akhirnya, ini memberikan dasar teknis untuk pembangunan sistem produksi bibit digital dan menyadari pemuliaan bibit standar, tak berawak dan digital di pabrik -pabrik tanaman.

Penulis: Xu Yaliang, Liu Xinying, dll. 

Informasi Kutipan:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang. Peralatan Teknis Kunci dan Industrialisasi Pembangunan Bibit di Pabrik Tanaman [J]. Teknologi Teknik Pertanian, 2021,42 (4): 12-15.