Рэзюмэ

У цяперашні час завод паспяхова рэалізуе вырошчванне расады агароднінных культур, такіх як агуркі, памідоры, перац, баклажаны і дыні, забяспечваючы фермераў высакаякаснай расадай партыямі, і паляпшаючы прадукцыйнасць пасля пасадкі. Раслінныя заводы сталі важным сродкам пастаўкі расады для агародніннай прамысловасці і адыгрываюць усё больш важную ролю ў прасоўванні структурнай рэформы прапановы агародніннай прамысловасці, забеспячэнні паставак гародніны ў гарады і вытворчасці зялёных гародніны.

Праектаванне сістэмы размнажэння расады расліннага завода і асноўнае тэхнічнае абсталяванне

Як найбольш эфектыўная сістэма сельскагаспадарчай вытворчасці ў цяперашні час, сістэма селекцыі расады раслін аб'ядноўвае комплексныя тэхнічныя сродкі, у тым ліку штучнае асвятленне, падачу пажыўных раствораў, трохмерны кантроль навакольнага асяроддзя, аўтаматызаваныя дапаможныя аперацыі, інтэлектуальнае кіраванне вытворчасцю і г.д., а таксама інтэгруе біятэхналогіі, інфармацыйныя тэхналогіі і штучны інтэлект. Інтэлектуальныя і іншыя высокатэхналагічныя дасягненні спрыяюць пастаяннаму развіццю галіны. 

Сістэма штучнага святла са святлодыёдамі

Стварэнне штучнага асвятлення з'яўляецца адной з асноўных тэхналогій сістэмы вырошчвання расады на раслінных фабрыках, а таксама асноўнай крыніцай спажывання энергіі для вытворчасці расады. Асвятленне раслінных фабрык мае вялікую гнуткасць, і яно можа рэгулявацца з розных пунктаў гледжання, такіх як якасць святла, інтэнсіўнасць святла і фотаперыяд, і ў той жа час розныя фактары святла могуць быць аптымізаваны і аб'яднаны ў часовай паслядоўнасці для фарміравання светлавой формулы для вырошчвання расады, забяспечваючы прыдатнае асяроддзе святла для штучнага вырошчвання расады. Такім чынам, зыходзячы з характарыстык попыту на святло і вытворчых мэтаў розных тыпаў росту расады, шляхам аптымізацыі параметраў светлавой формулы і стратэгіі падачы святла была распрацавана спецыяльная энергазберагальная святлодыёдная крыніца святла, якая можа значна палепшыць эфектыўнасць пераўтварэння светлавой энергіі расады, спрыяць назапашванню біямасы расады і паляпшаць якасць вытворчасці расады, адначасова зніжаючы спажыванне энергіі і вытворчыя выдаткі. Акрамя таго, рэгуляванне асвятлення таксама з'яўляецца важным тэхнічным сродкам у працэсе прыручэння расады і гаення прышчэпленых расады.

Здымная шматслаёвая вертыкальная сістэма вырошчвання расады

Вырошчванне расады ў раслінаводчай фабрыцы ажыццяўляецца з выкарыстаннем шматслаёвай трохмернай стэлажа. Дзякуючы модульнай канструкцыі сістэмы можна хутка сабраць сістэму вырошчвання расады. Адлегласць паміж стэлажамі можна гнутка рэгуляваць у залежнасці ад патрабаванняў прасторы для вырошчвання розных гатункаў расады і значна палепшыць каэфіцыент выкарыстання прасторы. Акрамя таго, асобная канструкцыя сістэмы пасяўнога ложа, сістэмы асвятлення, а таксама сістэмы паліву і ўгнаенняў дазваляе пасяўному ложу выконваць як транспартную функцыю, што зручна для перамяшчэння ў розныя майстэрні, такія як пасеў, прарошчванне і дапамога ў вырошчванні, так і зніжае працаёмкасць апрацоўкі паддонаў для расады.

Здымная шматслаёвая вертыкальная сістэма вырошчвання расады 

Для паліву і ўгнаенняў у асноўным выкарыстоўваецца прыліўны, распыляльны і іншыя метады, дзякуючы дакладнаму кантролю часу і частаты падачы пажыўнага раствора, што дазваляе дасягнуць раўнамернай падачы і эфектыўнага выкарыстання вады і мінеральных рэчываў. У спалучэнні са спецыяльнай формулай пажыўнага раствора для расады гэта можа задаволіць патрэбы расады ў росце і развіцці і забяспечыць хуткі і здаровы рост расады. Акрамя таго, дзякуючы сістэме выяўлення іонаў пажыўных рэчываў у рэжыме рэальнага часу і сістэме стэрылізацыі пажыўных раствораў, пажыўныя рэчывы можна своечасова папаўняць, пазбягаючы назапашвання мікраарганізмаў і другасных метабалітаў, якія ўплываюць на нармальны рост расады. 

Сістэма кантролю навакольнага асяроддзя

Дакладны і эфектыўны кантроль навакольнага асяроддзя з'яўляецца адной з галоўных асаблівасцей сістэмы размнажэння расады расліннай фабрыкі. Знешняя канструкцыя абслугоўвання расліннай фабрыкі звычайна збіраецца з непразрыстых і добра ізалявальных матэрыялаў. Зыходзячы з гэтага, рэгуляванне святла, тэмпературы, вільготнасці, хуткасці ветру і CO2 практычна не залежыць ад знешняга асяроддзя. Дзякуючы пабудове мадэлі CFD для аптымізацыі размяшчэння паветравода ў спалучэнні з метадам кантролю мікраасяроддзя можна дасягнуць раўнамернага размеркавання такіх фактараў навакольнага асяроддзя, як тэмпература, вільготнасць, хуткасць ветру і CO2, у прасторы высокай шчыльнасці культывавання. Інтэлектуальнае рэгуляванне навакольнага асяроддзя рэалізуецца з дапамогай размеркаваных датчыкаў і кантактнага кіравання, а рэгуляванне ўсяго асяроддзя культывавання ў рэжыме рэальнага часу ажыццяўляецца праз злучэнне паміж блокам маніторынгу і сістэмай кіравання. Акрамя таго, выкарыстанне крыніц святла з вадзяным астуджэннем і цыркуляцыя вады ў спалучэнні з увядзеннем знешніх крыніц холаду можа дасягнуць энергазберагальнага астуджэння і знізіць спажыванне энергіі кандыцыянерам.

Аўтаматычнае дапаможнае абсталяванне для эксплуатацыі

Працэс вырошчвання расады на заводзе з'яўляецца строгім, шчыльнасць працы высокая, прастора кампактная, і аўтаматычнае дапаможнае абсталяванне неабходнае. Выкарыстанне аўтаматызаванага дапаможнага абсталявання не толькі спрыяе зніжэнню спажывання працы, але і дапамагае павысіць эфектыўнасць выкарыстання прасторы для вырошчвання. Да гэтага часу распрацаванае абсталяванне для аўтаматызацыі ўключае ў сябе машыну для пакрыцця глебы, сеялку, прышчэпачную машыну, лагістычную транспарціроўку AGV і г.д. Пад кантролем інтэлектуальнай платформы кіравання можна практычна беспілотна кіраваць усім працэсам вырошчвання расады. Акрамя таго, тэхналогія машыннага зроку таксама адыгрывае ўсё больш важную ролю ў працэсе вырошчвання расады. Яна не толькі дапамагае кантраляваць стан росту расады і дапамагае ў кіраванні камерцыйнай расадай, але і выконвае аўтаматычны скрынінг слабых і мёртвых расады. Робат-рука выдаляе і запаўняе расаду.

Перавагі вырошчвання расады раслін на заводах

Высокі ўзровень кантролю за навакольным асяроддзем дазваляе штогадовую вытворчасць

З-за асаблівасцей селекцыі расады вельмі важны кантроль асяроддзя вырошчвання. Ва ўмовах расліннай фабрыкі такія фактары навакольнага асяроддзя, як святло, тэмпература, вада, паветра, угнаенні і CO2, знаходзяцца пад строгім кантролем, што можа забяспечыць найлепшае асяроддзе для росту расады, незалежна ад пары года і рэгіёна. Акрамя таго, у працэсе селекцыі прышчэпленых расады і чаранковых расады працэс гаення ран прышчэпкі і дыферэнцыяцыі каранёў патрабуе больш стараннага кантролю навакольнага асяроддзя, і раслінныя фабрыкі таксама з'яўляюцца выдатнымі носьбітамі. Гнуткасць умоў навакольнага асяроддзя самой расліннай фабрыкі высокая, таму яна мае вялікае значэнне для вытворчасці расады гародніны ў міжсезонне або ў экстрэмальных умовах, і можа забяспечыць падтрымку расады для забеспячэння пастаяннага забеспячэння гароднінай. Акрамя таго, селекцыя расады раслінных фабрык не абмежаваная прасторай і можа праводзіцца на месцы ў прыгарадах гарадоў і грамадскіх месцах. Спецыфікацыі гнуткія і зменлівыя, што дазваляе масава вырабляць і блізка пастаўляць высакаякасную расаду, забяспечваючы важную падтрымку для развіцця гарадскога садаводства. 

Скараціць цыкл размнажэння і палепшыць якасць расады

Ва ўмовах вырошчвання раслін, дзякуючы дакладнаму кантролю розных фактараў навакольнага асяроддзя росту, цыкл вырошчвання расады скарачаецца на 30-50% у параўнанні з традыцыйнымі метадамі. Скарачэнне цыклу вырошчвання можа павялічыць партыю расады, павялічыць даход вытворцы і знізіць аперацыйныя рызыкі, выкліканыя ваганнямі рынку. Для вытворцаў гэта спрыяе ранняй перасадцы і пасадцы, ранняму выхаду на рынак і павышэнню канкурэнтаздольнасці на рынку. З іншага боку, расада, выгадаваная на вытворчых раслінах, акуратная і моцная, марфалагічныя і якасныя паказчыкі значна паляпшаюцца, а прадукцыйнасць пасля каланізацыі лепшая. Даследаванні паказалі, што расада памідораў, перцу і агуркоў, выгадаваная ва ўмовах вытворчых раслін, не толькі паляпшае плошчу лісця, вышыню раслін, дыяметр сцябла, сілу росту каранёў і іншыя паказчыкі, але і паляпшае адаптыўнасць, устойлівасць да хвароб, дыферэнцыяцыю кветкавых пупышак пасля каланізацыі. А вытворчасць і іншыя аспекты маюць відавочныя перавагі. Пасля пасадкі расады агуркоў, выгадаванай на вытворчых раслінах, колькасць жаночых кветак на расліну павялічылася на 33,8%, а колькасць пладоў на расліну — на 37,3%. Дзякуючы пастаяннаму паглыбленню тэарэтычных даследаванняў біялогіі асяроддзя развіцця расады, раслінныя фабрыкі будуць больш дакладнымі і кіраванымі ў фарміраванні марфалогіі расады і паляпшэнні фізіялагічнай актыўнасці.

 Параўнанне стану прышчэпленых расады ў цяпліцах і раслінных фабрыках

Эфектыўнае выкарыстанне рэсурсаў для зніжэння выдаткаў на расаду

На раслінным заводзе выкарыстоўваюцца стандартызаваныя, інфарматызаваныя і індустрыялізаваныя метады пасадкі, дзякуючы якім кожнае звяно вытворчасці расады строга кантралюецца, а эфектыўнасць выкарыстання рэсурсаў значна павышаецца. Насенне з'яўляецца асноўнай крыніцай выдаткаў пры вырошчванні расады. З-за нерэгулярнай працы і дрэннага кантролю за навакольным асяроддзем традыцыйнай расады ўзнікаюць такія праблемы, як неўзыходжанне або слабы рост насення, што прыводзіць да вялікіх адходаў у працэсе перапрацоўкі насення ў камерцыйную расаду. Ва ўмовах расліннага завода, дзякуючы папярэдняй апрацоўцы насення, дробнаму пасеву і дакладнаму кантролю ўмоў вырошчвання, эфектыўнасць выкарыстання насення значна паляпшаецца, а дазоўку можна знізіць больш чым на 30%. Вада, угнаенні і іншыя рэсурсы таксама з'яўляюцца асноўнымі крыніцамі выдаткаў пры традыцыйным вырошчванні расады, і з'ява марнавання рэсурсаў з'яўляецца сур'ёзнай. Ва ўмовах раслінных заводаў, дзякуючы прымяненню тэхналогіі дакладнага арашэння, эфектыўнасць выкарыстання вады і ўгнаенняў можа быць павялічана больш чым на 70%. Акрамя таго, дзякуючы кампактнасці структуры самога расліннага завода і аднастайнасці кантролю за навакольным асяроддзем, эфектыўнасць выкарыстання энергіі і CO2 у працэсе размнажэння расады таксама значна паляпшаецца.

У параўнанні з традыцыйным вырошчваннем расады ў адкрытым полі і цяпліцах, найбольшай асаблівасцю развядзення расады на раслінных заводах з'яўляецца тое, што яно можа ажыццяўляцца ў шматслаёвым трохмерным рэжыме. На раслінным заводзе развядзенне расады можа быць пашырана з плоскасці ў вертыкальную прастору, што значна павышае эфектыўнасць развядзення расады на адзінку зямлі і значна паляпшае эфектыўнасць выкарыстання прасторы. Напрыклад, стандартны модуль для развядзення расады, распрацаваны біялагічнай кампаніяй, пры ўмове пакрыцця плошчы 4,68 кв. м можа вырошчваць больш за 10 000 расады за адну партыю, якую можна выкарыстоўваць для патрэб вытворчасці гародніны ў 3,3 кв. м (2201,1 кв. м). Пры ўмове шматслаёвага трохмернага развядзення з высокай шчыльнасцю, падтрымка аўтаматычнага дапаможнага абсталявання і інтэлектуальнай лагістычнай транспартнай сістэмы можа значна павысіць эфектыўнасць выкарыстання працы і зэканоміць працу больш чым на 50%.

Вырошчванне расады высокай устойлівасці для садзейнічання зялёнай вытворчасці

Чыстае вытворчае асяроддзе на заводзе па вырошчванні раслін можа значна знізіць узнікненне шкоднікаў і хвароб у прасторы для размнажэння. Адначасова, дзякуючы аптымізаванай канфігурацыі асяроддзя вырошчвання, атрыманая расада будзе мець больш высокую ўстойлівасць, што можа значна паменшыць распыленне пестыцыдаў падчас размнажэння і пасадкі расады. Акрамя таго, для вырошчвання спецыяльных расады, такіх як прышчэпленая расада і чаранкавая расада, меры кантролю за зялёнасцю, такія як святло, тэмпература, вада і ўгнаенні, на заводзе па вырошчванні раслін могуць быць выкарыстаны для замены масавага выкарыстання гармонаў у традыцыйных аперацыях з мэтай забеспячэння бяспекі харчовых прадуктаў, зніжэння забруджвання навакольнага асяроддзя і дасягнення ўстойлівай вытворчасці зялёнай расады.

Аналіз выдаткаў на вытворчасць 

Шляхі павелічэння эканамічных выгад ад вырошчвання расады на заводах па вырошчванні раслін у асноўным складаюцца з двух частак. З аднаго боку, аптымізацыя канструкцый, стандартызацыя эксплуатацыі і выкарыстанне інтэлектуальных сродкаў і абсталявання дазваляе знізіць спажыванне насення, электраэнергіі і працы ў працэсе вырошчвання расады, а таксама палепшыць спажыванне вады, угнаенняў, цяпла і энергіі. Эфектыўнасць выкарыстання газу і CO2 зніжае выдаткі на вырошчванне расады; з іншага боку, дзякуючы дакладнаму кантролю навакольнага асяроддзя і аптымізацыі працэсу, скарачаецца час вырошчвання расады, павялічваецца гадавая партыя вырошчвання і ўраджай расады з адзінкі плошчы, што робіць яе больш канкурэнтаздольнай на рынку. 

З развіццём тэхналогій вырошчвання расады і пастаянным паглыбленнем даследаванняў у галіне экалагічнай біялогіі па вырошчванні расады, кошт вырошчвання расады на раслінных фабрыках практычна такі ж, як і ў традыцыйных цяплічных умовах, а якасць і рынкавы кошт расады вышэйшыя. У якасці прыкладу, калі браць расаду агуркоў, то значную долю складаюць вытворчыя матэрыялы, каля 37% ад агульнага кошту, уключаючы насенне, пажыўны раствор, паддоны, субстраты і г.д. Спажыванне электраэнергіі складае каля 24% ад агульнага кошту, уключаючы асвятленне раслін, кандыцыянаванне паветра і спажыванне энергіі помпамі пажыўнага раствора і г.д., што з'яўляецца асноўным напрамкам аптымізацыі ў будучыні. Акрамя таго, асаблівасцю вытворчасці на раслінных фабрыках з'яўляецца нізкая доля працаёмкасці. З пастаянным павышэннем ступені аўтаматызацыі выдаткі на працу будуць яшчэ больш зніжацца. У будучыні эканамічныя выгады ад вырошчвання расады на раслінных фабрыках можна будзе яшчэ больш палепшыць за кошт распрацоўкі высокадабаўленай культуры і распрацоўкі прамысловай тэхналогіі вырошчвання расады каштоўных лясных дрэў.

Склад кошту расады агуркоў /%

Стан індустрыялізацыі

У апошнія гады навукова-даследчыя ўстановы, прадстаўленыя Даследчым інстытутам гарадской сельскай гаспадаркі Кітайскай акадэміі сельскагаспадарчых навук, і высокатэхналагічныя прадпрыемствы рэалізавалі індустрыю селекцыі расады на раслінных фабрыках. Гэта можа забяспечыць расаду эфектыўнай прамысловай вытворчай лініяй ад насення да ўсходаў. Сярод іх раслінны завод у Шаньсі, пабудаваны і ўведзены ў эксплуатацыю ў 2019 годзе, займае плошчу 3500 кв. м і можа вырошчваць 800 000 расады перцу або 550 000 расады памідораў на працягу 30-дзённага цыклу. Яшчэ адзін завод па селекцыі расады, пабудаваны, займае плошчу 2300 кв. м і можа вырабляць 8-10 мільёнаў расады ў год. Мабільны завод па гаенні прышчэпленых расады, незалежна распрацаваны Інстытутам гарадской сельскай гаспадаркі Кітайскай акадэміі сельскагаспадарчых навук, можа забяспечыць платформу для гаення і прыручвання прышчэпленых расады на канвееры. Адна працоўная прастора можа апрацоўваць больш за 10 000 прышчэпленых расады адначасова. У будучыні чакаецца далейшае пашырэнне разнастайнасці гатункаў расады на заводах па вырошчванні раслін, а ўзровень аўтаматызацыі і інтэлекту будзе працягваць паляпшацца.

Мабільная ўстаноўка для гаення прышчэпленых расады, распрацаваная Інстытутам гарадской сельскай гаспадаркі Кітайскай акадэміі сельскагаспадарчых навук

Перспектывы

Як новы носьбіт заводскага вырошчвання расады, раслінныя фабрыкі маюць велізарныя перавагі і патэнцыял камерцыялізацыі ў параўнанні з традыцыйнымі метадамі вырошчвання расады з пункту гледжання дакладнага кантролю навакольнага асяроддзя, эфектыўнага выкарыстання рэсурсаў і стандартызаваных аперацый. За кошт скарачэння спажывання такіх рэсурсаў, як насенне, вада, угнаенні, энергія і рабочая сіла, пры вырошчванні расады, а таксама павышэння ўраджайнасці і якасці расады на адзінку плошчы, кошт вырошчвання расады на раслінных фабрыках яшчэ больш знізіцца, а прадукцыя стане больш канкурэнтаздольнай на рынку. У Кітаі існуе велізарны попыт на расаду. Акрамя вытворчасці традыцыйных сельскагаспадарчых культур, такіх як гародніна, на раслінных фабрыках чакаецца вырошчванне расады з высокай дабаўленай вартасцю, такой як кветкі, кітайскія травяныя лекі і рэдкія дрэвы, што прынясе яшчэ большую карысць. У той жа час, індустрыялізаваная платформа вырошчвання расады павінна ўлічваць сумяшчальнасць і гнуткасць розных метадаў вырошчвання расады, каб задаволіць патрэбы рынку вырошчвання расады ў розныя сезоны.

Біялагічная тэорыя асяроддзя вырошчвання расады з'яўляецца асновай дакладнага кантролю асяроддзя расліннай фабрыкі. Паглыбленыя даследаванні рэгуляцыі формы раслін і фотасінтэзу, а таксама іншых фізіялагічных працэсаў пад уздзеяннем такіх фактараў навакольнага асяроддзя, як святло, тэмпература, вільготнасць і CO2, дапамогуць стварыць мадэль узаемадзеяння расады з навакольным асяроддзем, якая можа знізіць спажыванне энергіі пры вытворчасці расады і палепшыць якасць і вытворчасць расады. Якасць забяспечвае тэарэтычную аснову. На гэтай аснове можна распрацаваць тэхналогіі і абсталяванне кіравання, выкарыстоўваючы святло ў якасці асновы і ў спалучэнні з іншымі фактарамі навакольнага асяроддзя, а таксама наладзіць вытворчасць расады са спецыяльнымі тыпамі раслін, высокай аднастайнасцю і высокай якасцю, каб задаволіць патрабаванні вырошчвання з высокай шчыльнасцю і механізаванай эксплуатацыі на раслінных фабрыках. У канчатковым выніку гэта забяспечвае тэхнічную аснову для стварэння лічбавай сістэмы вытворчасці расады і рэалізуе стандартызаваную, беспілотную і лічбавую селекцыю расады на раслінных фабрыках.

Аўтар: Сюй Ялян, Лю Сіньін і інш. 

Інфармацыя пра цытаванне:

Сюй Ялян, Лю Сіньін, Ян Цічан. Асноўнае тэхнічнае абсталяванне і індустрыялізацыя селекцыі расады на раслінных фабрыках [J]. Тэхналогіі сельскагаспадарчай тэхнікі, 2021, 42 (4): 12-15.