خلاصه

در حال حاضر کارخانه نباتات پرورش نهال های سبزی مانند خیار، گوجه فرنگی، فلفل، بادمجان و خربزه را با موفقیت محقق کرده و به صورت دسته ای نهال های مرغوب را در اختیار کشاورزان قرار داده و عملکرد تولید پس از کاشت بهتر است.کارخانه‌های گیاهی به وسیله‌ای مهم برای تامین نهال برای صنعت سبزیجات تبدیل شده‌اند و نقش مهمی را در پیشبرد اصلاحات ساختاری صنعت سبزیجات، تضمین عرضه سبزیجات شهری و تولید سبزیجات سبز ایفا می‌کنند.

طراحی سیستم پرورش نهال کارخانه و تجهیزات فنی کلیدی

به عنوان کارآمدترین سیستم تولید کشاورزی در حال حاضر، سیستم پرورش نهال کارخانه گیاهان، ابزارهای فنی جامعی از جمله روشنایی مصنوعی، تامین محلول غذایی، کنترل محیطی سه بعدی، عملیات کمکی خودکار، مدیریت تولید هوشمند و غیره را یکپارچه می کند و بیوتکنولوژی، اطلاعات را یکپارچه می کند. فناوری و هوش مصنوعیدستاوردهای هوشمند و سایر دستاوردهای با فناوری پیشرفته، توسعه مستمر صنعت را ارتقا می دهند. 

سیستم منبع نور مصنوعی LED

ساخت محیط نور مصنوعی یکی از فناوری های اصلی سیستم پرورش نهال در کارخانجات گیاهی است و همچنین منبع اصلی مصرف انرژی برای تولید نهال می باشد.محیط نور کارخانه های گیاهی دارای انعطاف پذیری قوی است و محیط نور را می توان از ابعاد مختلف مانند کیفیت نور، شدت نور و دوره نوری تنظیم کرد و در عین حال عوامل مختلف نور را می توان بهینه کرد و در ترتیب زمانی ترکیب کرد تا یک فرمول سبک برای کشت نهال، اطمینان از محیط نوری مناسب برای کشت مصنوعی نهال.بنابراین، بر اساس ویژگی‌های تقاضای نور و اهداف تولید رشد نهال‌های مختلف، با بهینه‌سازی پارامترهای فرمول نور و استراتژی تامین نور، یک منبع نور LED صرفه‌جویی در انرژی ویژه ایجاد شده است که می‌تواند راندمان تبدیل انرژی نوری نهال‌ها را تا حد زیادی بهبود بخشد. ، تجمع زیست توده نهال را ترویج می کند و کیفیت تولید نهال را بهبود می بخشد و در عین حال مصرف انرژی و هزینه های تولید را کاهش می دهد.علاوه بر این، تنظیم محیط نور نیز یک ابزار فنی مهم در فرآیند اهلی‌سازی نهال و بهبودی نهال‌های پیوندی است.

سیستم نهال چند لایه عمودی جداشدنی

پرورش نهال در کارخانه نباتات با استفاده از قفسه سه بعدی چند لایه انجام می شود.از طریق طراحی سیستم مدولار، مونتاژ سریع سیستم پرورش نهال قابل تحقق است.فاصله بین قفسه ها را می توان به طور انعطاف پذیر تنظیم کرد تا فضای مورد نیاز برای پرورش انواع مختلف نهال را برآورده کند و میزان استفاده از فضا را تا حد زیادی بهبود بخشد.علاوه بر این، طراحی مجزای سیستم بستر بذر، سیستم روشنایی و سیستم آبیاری آب و کود، بستر بذر را قادر می‌سازد تا هم عملکرد حمل و نقل داشته باشد که برای جابجایی به کارگاه‌های مختلف مانند کاشت، جوانه‌زنی و اهلی‌سازی راحت است و کار را کاهش می‌دهد. مصرف سینی نهال جابجایی

سیستم نهال چند لایه عمودی جداشدنی 

آبیاری آب و کود عمدتاً از نوع جزر و مدی، نوع اسپری و سایر روش ها، از طریق کنترل دقیق زمان و دفعات عرضه محلول غذایی، برای دستیابی به عرضه یکنواخت و استفاده کارآمد از آب و مواد مغذی معدنی استفاده می کند.همراه با فرمول محلول غذایی مخصوص نهال ها، می تواند نیازهای رشد و نمو نهال ها را برآورده کند و رشد سریع و سالم نهال ها را تضمین کند.علاوه بر این، از طریق سیستم تشخیص آنلاین یون مواد مغذی و سیستم استریلیزاسیون محلول غذایی، می توان مواد مغذی را به موقع پر کرد، در حالی که از تجمع میکروارگانیسم ها و متابولیت های ثانویه که بر رشد طبیعی نهال ها تأثیر می گذارد، جلوگیری کرد. 

سیستم کنترل محیطی

کنترل دقیق و کارآمد محیطی یکی از ویژگی های اصلی سیستم تکثیر نهال کارخانه گیاهان است.ساختار تعمیر و نگهداری خارجی یک کارخانه کارخانه عموماً از موادی مونتاژ می شود که مات و بسیار عایق هستند.بر این اساس، تنظیم نور، دما، رطوبت، سرعت باد و CO2 تقریباً تحت تأثیر محیط خارجی قرار نمی‌گیرد.از طریق ساخت مدل CFD برای بهینه‌سازی چیدمان مجرای هوا، همراه با روش کنترل میکرو محیطی، توزیع یکنواخت عوامل محیطی مانند دما، رطوبت، سرعت باد و CO2 در فضای کشت با چگالی بالا می‌تواند حاصل شود.تنظیم محیط هوشمند توسط سنسورهای توزیع شده و کنترل تماس محقق می شود و تنظیم زمان واقعی کل محیط کشت از طریق اتصال بین واحد نظارت و سیستم کنترل انجام می شود.علاوه بر این، استفاده از منابع نوری خنک‌شده با آب و گردش آب، همراه با معرفی منابع سرد در فضای باز، می‌تواند به سرمایش صرفه‌جویی در انرژی و کاهش مصرف انرژی تهویه مطبوع دست یابد.

تجهیزات عملیات کمکی خودکار

فرآیند عملیات پرورش نهال کارخانه سخت است، تراکم عملیات زیاد است، فضا جمع و جور است و تجهیزات کمکی خودکار ضروری است.استفاده از تجهیزات کمکی خودکار نه تنها به کاهش مصرف نیروی کار کمک می کند، بلکه به بهبود کارایی فضای کشت نیز کمک می کند.تجهیزات اتوماسیونی که تاکنون توسعه داده شده است شامل دستگاه پوشش خاک پلاگین، بذرپاشی، دستگاه پیوند، چرخ دستی انتقال لجستیک AGV و غیره است. متوجه شد.علاوه بر این، فناوری بینایی ماشین نیز نقش مهمی را در روند پرورش نهال ایفا می کند.این نه تنها به نظارت بر وضعیت رشد نهال ها کمک می کند، به مدیریت نهال های تجاری کمک می کند، بلکه غربالگری خودکار نهال های ضعیف و نهال های مرده را نیز انجام می دهد.دست ربات نهال ها را برداشته و پر می کند.

مزایای پرورش نهال کارخانه گیاهان

سطح بالای کنترل محیطی امکان تولید سالانه را فراهم می کند

با توجه به خاص بودن پرورش نهال، کنترل محیط کشت آن بسیار مهم است.در شرایط کارخانه گیاه، عوامل محیطی مانند نور، دما، آب، هوا، کود و CO2 به شدت کنترل می شود که می تواند بدون در نظر گرفتن فصل و منطقه بهترین محیط رشد را برای پرورش نهال فراهم کند.علاوه بر این، در فرآیند اصلاحی نهال های پیوندی و قلمه زدن نهال، فرآیند ترمیم زخم پیوند و تمایز ریشه نیاز به کنترل محیطی بالاتری دارد و کارخانه های گیاهی نیز حامل های بسیار خوبی هستند.انعطاف پذیری شرایط محیطی خود کارخانه گیاهی قوی است، بنابراین برای تولید نهال سبزیجات در فصول غیر تولید مثل یا در محیط های شدید اهمیت زیادی دارد و می تواند برای اطمینان از عرضه دائمی سبزیجات، حمایت از نهال را فراهم کند.علاوه بر این، پرورش نهال کارخانجات گیاهی محدود به فضا نیست و می توان آن را در محل در حومه شهرها و فضاهای عمومی جامعه انجام داد.مشخصات منعطف و قابل تغییر هستند که امکان تولید انبوه و عرضه نزدیک نهال های با کیفیت بالا را فراهم می کند و پشتیبانی مهمی را برای توسعه باغبانی شهری فراهم می کند. 

کوتاه کردن چرخه پرورش و بهبود کیفیت نهال

در شرایط کارخانه گیاهی، به لطف کنترل دقیق عوامل مختلف محیطی رشد، چرخه پرورش نهال نسبت به روش های سنتی بین 30 تا 50 درصد کوتاه می شود.کوتاه شدن چرخه پرورش می تواند باعث افزایش دسته تولید نهال، افزایش درآمد تولید کننده و کاهش ریسک های عملیاتی ناشی از نوسانات بازار شود.برای پرورش دهندگان، این کار برای نشاء و کاشت زودرس، راه اندازی زودهنگام بازار و بهبود رقابت در بازار مفید است.از سوی دیگر، نهال های پرورش یافته در کارخانه گیاهی مرتب و تنومند، شاخص های مورفولوژیکی و کیفی به طور قابل توجهی بهبود یافته و عملکرد تولید پس از کلونیزاسیون بهتر است.مطالعات نشان داده است که نهال های گوجه فرنگی، فلفل و خیار پرورش یافته در شرایط کارخانه گیاهی نه تنها سطح برگ، ارتفاع بوته، قطر ساقه، قدرت ریشه و سایر شاخص ها را بهبود می بخشد، بلکه سازگاری، مقاومت به بیماری، تمایز جوانه گل را پس از کلونیزاسیون بهبود می بخشد.و تولید و سایر جنبه ها دارای مزایای آشکار است.تعداد گل ماده در بوته 8/33 درصد و تعداد میوه در بوته 3/37 درصد پس از کاشت نهال خیار پرورش یافته در کارخانه های گیاهی افزایش یافت.با تعمیق مداوم تحقیقات نظری در مورد بیولوژی محیط رشد نهال، کارخانه‌های گیاهی در شکل‌دهی مورفولوژی نهال و بهبود فعالیت فیزیولوژیکی دقیق‌تر و قابل کنترل‌تر خواهند بود.

 مقایسه وضعیت نهال های پیوندی در گلخانه ها و کارخانجات گیاهی

استفاده بهینه از منابع برای کاهش هزینه های نهال

کارخانه کارخانه از روش های کاشت استاندارد، اطلاعاتی و صنعتی استفاده می کند، به طوری که هر پیوند تولید نهال به شدت کنترل می شود و کارایی استفاده از منابع به طور قابل توجهی بهبود می یابد.بذر اصلی ترین هزینه مصرفی در پرورش نهال است.به دلیل عملکرد نامنظم و عدم کنترل محیطی نهال های سنتی، مشکلاتی مانند عدم جوانه زنی یا رشد ضعیف بذرها به وجود می آید که در نتیجه ضایعات زیادی در فرآیند از بذر تا نهال های تجاری ایجاد می شود.در محیط کارخانه گیاهی، از طریق پیش تیمار بذر، کاشت خوب و کنترل دقیق محیط کشت، راندمان استفاده از بذرها تا حد زیادی بهبود می یابد و می توان دوز را تا بیش از 30٪ کاهش داد.آب، کود و سایر منابع نیز هزینه اصلی پرورش نهال سنتی است و پدیده اتلاف منابع جدی است.در شرایط کارخانجات گیاهی، با استفاده از فناوری آبیاری دقیق می توان راندمان مصرف آب و کود را تا بیش از 70 درصد افزایش داد.علاوه بر این، به دلیل فشردگی ساختار خود کارخانه و یکنواختی کنترل محیطی، راندمان استفاده از انرژی و CO2 در فرآیند تکثیر نهال نیز به طور قابل توجهی بهبود می یابد.

در مقایسه با پرورش نهال در مزرعه باز سنتی و نهال گلخانه ای، بزرگترین ویژگی پرورش نهال در کارخانه های گیاهی این است که می توان آن را به صورت سه بعدی چند لایه انجام داد.در کارخانه نباتات، پرورش نهال را می توان از صفحه به فضای عمودی گسترش داد، که راندمان پرورش نهال در واحد زمین را تا حد زیادی بهبود می بخشد و راندمان استفاده از فضا را به میزان قابل توجهی بهبود می بخشد.به عنوان مثال، ماژول استاندارد برای پرورش نهال که توسط یک شرکت بیولوژیکی توسعه یافته است، در شرایطی که مساحتی معادل 4.68 ㎡ را پوشش دهد، می تواند بیش از 10000 نهال را در یک دسته تکثیر کند که می تواند برای تولید سبزیجات 3.3 مو (2201.1 ㎡) استفاده شود. نیاز دارد.تحت شرایط پرورش سه بعدی چند لایه با چگالی بالا، پشتیبانی از تجهیزات کمکی خودکار و سیستم حمل و نقل لجستیک هوشمند می تواند کارایی استفاده از نیروی کار را تا حد زیادی بهبود بخشد و بیش از 50٪ در نیروی کار صرفه جویی کند.

اصلاح نهال با مقاومت بالا برای کمک به تولید سبز

محیط پاک تولید کارخانه گیاه می تواند تا حد زیادی از بروز آفات و بیماری ها در فضای پرورش بکاهد.در عین حال، از طریق پیکربندی بهینه محیط کشت، نهال های تولید شده دارای مقاومت بالاتری خواهند بود که می تواند سمپاشی آفت کش را در هنگام تکثیر و کاشت نهال تا حد زیادی کاهش دهد.علاوه بر این، برای پرورش نهال های خاص مانند نهال های پیوندی و نهال های قلمه ای می توان از اقدامات کنترل سبز مانند نور، دما، آب و کود در کارخانه گیاهی استفاده کرد تا جایگزین استفاده در مقیاس وسیع از هورمون ها در عملیات سنتی شود تا اطمینان حاصل شود. ایمنی مواد غذایی، کاهش آلودگی محیط زیست و دستیابی به نهال سبز تولید پایدار.

تجزیه و تحلیل هزینه تولید 

راه های کارخانه های گیاهی برای افزایش سود اقتصادی نهال عمدتاً شامل دو قسمت است.از یک سو با بهینه سازی طراحی سازه، بهره برداری استاندارد و استفاده از امکانات و تجهیزات هوشمند، می توان مصرف بذر، برق و نیروی کار را در فرآیند پرورش نهال کاهش داد و مصرف آب، کود، گرما و انرژی را بهبود بخشید. .بهره وری استفاده از گاز و CO2 هزینه های پرورش نهال را کاهش می دهد.از طرفی با کنترل دقیق محیط و بهینه سازی جریان فرآیند، زمان پرورش نهال ها کوتاه شده و دسته اصلاحی سالانه و عملکرد نهال در واحد فضا افزایش می یابد که رقابتی تر در بازار است. 

با توسعه فناوری کارخانه‌های گیاهی و عمیق‌تر شدن مداوم تحقیقات زیست‌شناسی محیطی در زمینه کشت نهال، هزینه‌های اصلاح نهال در کارخانه‌های گیاهی اساساً با کشت گلخانه‌ای سنتی برابری می‌کند و کیفیت و ارزش بازار نهال‌ها بالاتر است.با در نظر گرفتن نهال خیار به عنوان مثال، مواد تولیدی سهم زیادی را به خود اختصاص می دهند که حدود 37٪ از کل هزینه را شامل می شود، از جمله دانه ها، محلول های غذایی، سینی های پلاگین، بسترها و غیره. مصرف انرژی الکتریکی حدود 24٪ از کل هزینه را تشکیل می دهد. هزینه، از جمله روشنایی گیاه، تهویه مطبوع و مصرف انرژی پمپ محلول غذایی و غیره، که جهت اصلی بهینه سازی آینده است.علاوه بر این، نسبت کم نیروی کار از ویژگی های تولید کارخانه های کارخانه است.با افزایش مداوم درجه اتوماسیون، هزینه مصرف نیروی کار بیشتر کاهش می یابد.در آینده، مزایای اقتصادی اصلاح نهال در کارخانه های گیاهی را می توان از طریق توسعه محصولات با ارزش افزوده بالا و توسعه فن آوری کشت صنعتی نهال درختان گرانبهای جنگلی بهبود بخشید.

ترکیب هزینه نهال خیار /%

وضعیت صنعتی شدن

در سال‌های اخیر، مؤسسات تحقیقاتی علمی به نمایندگی از مؤسسه تحقیقات کشاورزی شهری آکادمی علوم کشاورزی چین، و شرکت‌های با فناوری پیشرفته، صنعت پرورش نهال را در کارخانه‌های گیاهی محقق کرده‌اند.می تواند نهال ها را با یک خط تولید صنعتی کارآمد از بذر تا سبز شدن فراهم کند.در میان آنها، یک کارخانه گیاهی در شانشی که در سال 2019 ساخته و به بهره برداری رسید، مساحتی معادل 3500 ㎡ را پوشش می دهد و می تواند 800000 نهال فلفل یا 550000 نهال گوجه فرنگی را در یک چرخه 30 روزه پرورش دهد.یکی دیگر از کارخانه های پرورش نهال ساخته شده به مساحت 2300 ㎡ است و می تواند 8 تا 10 میلیون نهال در سال تولید کند.گیاه شفای سیار برای نهال های پیوندی که به طور مستقل توسط مؤسسه کشاورزی شهری، آکادمی علوم کشاورزی چین توسعه یافته است، می تواند یک پلت فرم درمان و اهلی سازی خط مونتاژ برای کشت نهال های پیوندی فراهم کند.یک فضای کاری واحد می تواند بیش از 10000 نهال پیوندی را در یک زمان تحمل کند.در آینده، انتظار می‌رود تنوع واریته‌های پرورش نهال در کارخانه‌های گیاهی بیشتر گسترش یابد و سطح اتوماسیون و هوشمندی همچنان بهبود یابد.

گیاه درمانی متحرک برای نهال های پیوندی که توسط موسسه کشاورزی شهری، آکادمی علوم کشاورزی چین ساخته شده است.

چشم انداز

کارخانجات گیاهی به عنوان حامل جدید پرورش نهال کارخانه‌ای، در مقایسه با روش‌های سنتی پرورش نهال از نظر کنترل دقیق محیطی، استفاده بهینه از منابع و عملیات استاندارد، دارای مزیت‌ها و پتانسیل تجاری‌سازی عظیمی هستند.با کاهش مصرف منابعی مانند بذر، آب، کود، انرژی و نیروی انسانی در پرورش نهال و بهبود عملکرد و کیفیت نهال در واحد سطح، هزینه اصلاح نهال در کارخانجات گیاهی کاهش بیشتری یافته و محصول تولید می شود. در بازار رقابتی تر باشدتقاضای زیادی برای نهال در چین وجود دارد.پیش بینی می شود علاوه بر تولید محصولات سنتی مانند سبزیجات، نهال هایی با ارزش افزوده بالا مانند گل، داروهای گیاهی چینی و درختان کمیاب در کارخانه های گیاهی پرورش داده شود و مزایای اقتصادی آن نیز بیشتر شود.در عین حال، بستر پرورش نهال صنعتی باید سازگاری و انعطاف پذیری نهال های مختلف را در نظر بگیرد تا نیازهای بازار پرورش نهال در فصول مختلف را برآورده کند.

نظریه بیولوژیکی محیط پرورش نهال هسته اصلی کنترل دقیق محیط کارخانه گیاهان است.تحقیقات عمیق در مورد تنظیم شکل گیاهچه و فتوسنتز و سایر فعالیت های فیزیولوژیکی توسط عوامل محیطی مانند نور، دما، رطوبت و CO2 به ایجاد یک مدل تعامل گیاهچه-محیط کمک می کند که می تواند مصرف انرژی در تولید نهال را کاهش دهد. بهبود کیفیت و تولید نهالکیفیت یک مبنای نظری را فراهم می کند.بر این اساس، فناوری و تجهیزات را با نور به عنوان هسته و همراه با سایر عوامل محیطی کنترل کرده و تولید نهال با انواع گیاهی خاص، یکنواختی و کیفیت بالا را برای برآوردن نیازهای کشت پر تراکم و عملیات مکانیزه در گیاه سفارشی می کند. کارخانه ها را می توان توسعه داد.در نهایت، زمینه ای فنی برای ساخت سیستم تولید نهال دیجیتال فراهم می کند و پرورش نهال استاندارد، بدون سرنشین و دیجیتال را در کارخانه های گیاهی تحقق می بخشد.

نویسنده: شو یالیانگ، لیو شینینگ و غیره. 

اطلاعات استنادی:

Xu Yaliang، Liu Xinying، Yang Qichang.تجهیزات فنی کلیدی و صنعتی سازی پرورش نهال در کارخانه های گیاهی [J].فناوری مهندسی کشاورزی، 2021،42 (4): 12-15.