Abstrakt: Son illərdə, müasir kənd təsərrüfatı texnologiyasının davamlı araşdırılması ilə bitki zavod sənayesi də sürətlə inkişaf etdi. Bu sənəd, status-kvo, mövcud problemlər və bitki zavodu texnologiyası və sənayenin inkişafının əks tədbirlərini təqdim edir və gələcəkdə bitki fabriklərinin inkişaf meylini və perspektivini gözləyir.

1. Çində və xaricdə bitki fabriklərində texnologiya inkişafının cari vəziyyəti

1.1 Xarici texnologiya inkişafının status-kvo

21-ci əsrdən bəri bitki fabriklərinin tədqiqi əsasən yüngül səmərəliliyin yaxşılaşdırılmasına, çox qatlı üç ölçülü becərmə sistemi avadanlıqlarının yaradılması və ağıllı idarəetmə və nəzarətin tədqiqat və inkişafına yönəlmişdir. 21-ci əsrdə kənd təsərrüfatı LED işıq mənbələrinin yenilikləri, bitki fabriklərində LED enerji qənaət edən işıq mənbələrinin tətbiqinə mühüm texniki dəstək verən, irəliləyiş əldə etdi. Yaponiyadakı Chiba Universiteti yüksək səmərəli işıq mənbələrində, enerji qənaət edən ekoloji nəzarət və becərmə üsullarında bir sıra yeniliklər etdi. Hollandiyadakı Wageningen Universiteti, əkinçilik simulyasiyasını və dinamik optimallaşdırma texnologiyasından istifadə edir, əməliyyat xərclərini çox azaldır və əmək məhsuldarlığını əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

Son illərdə bitki fabrikləri tədricən istehsal proseslərinin yarı avtomatlaşdırılmasını, əkin, transplantasiya və yığımdan, məhsul yığımından artırdı. Yaponiya, Hollandiya və Amerika Birləşmiş Ştatları yüksək səviyyədədir, yüksək dərəcədə mexanizasiya, avtomatlaşdırma və zəka və şaquli kənd təsərrüfatı və pilotsuz fəaliyyət istiqamətində inkişaf edir.

Çində 1.2 Texnologiya İnkişafı Vəziyyəti

1.2.1 Bitki fabrikində süni işıq üçün işçi LED LIGHT SOURCE və enerji qənaət texnologiyası avadanlığı

Bitki fabriklərində müxtəlif bitki növlərinin istehsalı üçün xüsusi qırmızı və mavi LED işıq mənbələri bir-birinin ardınca hazırlanmışdır. Gücü 30 ilə 300 W arasında dəyişir və şüalanma işığı intensivliyi, yüksək səmərəliliyin təsirinə nail olmaq üçün uyğun bir ərazi, yüngül keyfiyyət parametrləri ilə yüngül intensivliyi təmin edə bilən 80 ilə 500 mkmol / (m2 • •) Enerji qənaət və bitki böyüməsi və işıqlandırma ehtiyaclarına uyğunlaşma. İşıq mənbəyi istilik dissiqamizasiyası baxımından işıq mənbəyi fanatının aktiv istilik yayılması dizaynı tətbiq olundu, bu da işıq mənbəyinin işıq mənbəyinin yüngül dərəcəsini azaldır və işıq mənbəyinin həyatını təmin edir. Bundan əlavə, LED işıq mənbəyinin istiliyini qidalandırıcı həll yolu və ya su dövranı ilə azaltmaq üçün bir üsul təklif olunur. İşıq mənbəyi kosmik idarəetmə baxımından, fidan mərhələsində bitki ölçüsünün təkamülünün qanunu və sonrakı mərhələdə, LED işıq mənbəyinin şaquli kosmik hərəkatı ilə bitki kanopu ilə işlənən məsafədə işıqlandırıla bilər və enerji qənaət məqsədi nail oldu. Hazırda süni işıq zavodu zavodunun enerji istehlakı işıq mənbəyi, bitki fabrikinin ümumi əməliyyat enerji istehlakının 50% -dən 60% -ni təşkil edə bilər. LED, flüoresan lampalarla müqayisədə 50% enerjiyə qənaət edə bilsə də, enerji qənaət və istehlak azaldılması ilə bağlı tədqiqatların potensialı və zərurəti var.

1.2.2 Çox qatlı üç ölçülü becərmə texnologiyası və avadanlıqları

Çox qatlı üçölçülü becərişin təbəqəsi azaldılır, çünki LED, bitki becərilməsinin üçölçülü məkan istifadəsini yaxşılaşdıran flüoresan lampanı əvəz edir. Əyləncə yatağının altındakı dizaynda bir çox tədqiqat var. Böyüdülmüş zolaqlar, köklü axını qurmağa kömək etmək üçün hazırlanmışdır, bu da köklü həllində qidalandırıcı maddələri bərabər şəkildə udmaq və həll olunan oksigenin konsentrasiyasını artırır. Kolonizasiya lövhəsindən istifadə edərək, iki müstəmləkəçilik üsulu, yəni müxtəlif ölçülü plastik müstəmləkə stəkanları və ya süngər perimetri kolonizasiya rejimində. Qaytarıla bilən bir becərmə yataq sistemi göründü və əkin lövhəsi və onun üzərindəki bitkilər bir ucundan digərinə, becərmə yatağının bir ucunda əkin və digər ucunda əkin iş rejimini həyata keçirə bilər. Hazırda, üç ölçülü çox qatlı çox qatlı, qida maye film texnologiyası və dərin maye axın texnologiyasına əsaslanan, yarpaqlı tərəvəz və çiçəklərin substrat becərilməsi üçün texnologiya və texnologiya və avadanlıqlar hazırlandı Yuxarıya qalxdılar. Göstərilən texnologiya sürətlə inkişaf etdi.

1.2.3 Nutrient həll dövriyyəsi texnologiyası və avadanlıqları

Qidad həlli bir müddət istifadə edildikdən sonra su və mineral elementlər əlavə etmək lazımdır. Ümumiyyətlə, yeni hazırlanmış qida həllinin miqdarı və turşu bazası həllinin miqdarı EC və PH ölçməklə müəyyən edilir. Qidadın həlli olan çöküntü və ya kök aradan qaldırılması üçün böyük hissəciklər bir filtr tərəfindən çıxarılmalıdır. Qidalı həllində kökü eksudasiya edənlər, hidroponikadakı maneələri davamlı əkmək üçün fotokataltik metodlar tərəfindən çıxarıla bilər, ancaq qida mövcudluğunda müəyyən risklər var.

1.2.4 Ətraf mühitin idarəetmə texnologiyası və avadanlıqları

İstehsal sahəsinin hava təmizliyi bitki fabrikinin hava keyfiyyətinin vacib göstəricilərindən biridir. Hava təmizliyi (dayandırılmış hissəciklərin və məskunlaşmış bakteriyaların göstəriciləri) Dinamik şəraitdə bitki fabrikinin istehsal sahəsində 100.000-dən yuxarı bir səviyyəyə nəzarət edilməlidir. Material dezinfeksiya girişi, daxil olan kadr hava duşu müalicəsi və təmiz hava dövranı hava təmizlənməsi sistemi (hava filtrasiya sistemi) bütün əsas təminatlardır. İstehsal sahəsindəki havanın istiliyi və rütubəti, CO2 konsentrasiyası və hava axınının sürəti hava keyfiyyətinə nəzarətin digər vacib məzmunudır. Məlumata görə, hava qarışdırma qutuları, hava kanalları, hava girişləri və hava qurğuları kimi avadanlıqlar qurmaq, yüksək məkan vahidliyi əldə etmək və bitki ehtiyaclarını ödəmək üçün istehsal sahəsindəki temperatur və rütubət, co2 konsentrasiyasını və hava axını sürətini bərabər idarə edə bilər müxtəlif məkan yerlərində. Temperatur, rütubət və CO2 konsentrasiyası idarəetmə sistemi və təmiz hava sistemi dövriyyəli hava sisteminə üzvi olaraq birləşdirilmişdir. Üç sistem hava kanalını, hava giriş və hava çıxışını bölüşmək və hava axınının, filtrasiya və dezinfeksiya və hava keyfiyyətinin və keyfiyyətinin dövriyyəsinin dövriyyəsini həyata keçirmək üçün fanat vasitəsilə güc təmin etmək lazımdır. Bitki fabrikində bitki istehsalının zərərvericilər və xəstəliklərdən azad olmasını təmin edir və heç bir pestisid tətbiqi tələb olunmur. Eyni zamanda, temperaturun, rütubətin, hava axınının və böyümə mühitinin co2 konsentrasiyasının vahidliyinin vahidliyi, bitki artımının ehtiyaclarını ödəməsinə zəmanət verilir.

2. Bitki fabriki sənayesinin inkişaf statusu

2.1 Xarici bitki fabrik sənayesinin status-kvo

Yaponiyada süni işıq zavodu fabriklərinin tədqiqatı və inkişafı və inkişafı və sənayeləşməsi nisbətən sürətlidir və onlar aparıcı səviyyədədirlər. 2010-cu ildə Yaponiya hökuməti texnologiya tədqiqatı və inkişafı və sənaye nümayişini dəstəkləmək üçün 50 milyard yen başlatdı. Chiba Universiteti və Yaponiya Zavodu Araşdırma Dərnəyi də daxil olmaqla səkkiz təşkilat qatıldı. Yaponiya Gələcək Şirkəti, gündəlik 3000 bitkisi olan bir bitki fabrikinin ilk sənayeləşmə nümayiş layihəsini həyata keçirdi və əməliyyat etdi. 2012-ci ildə bitki fabrikinin istehsal dəyəri 700 yen / kq idi. 2014-cü ildə Taga Castle'de Müasir Zavod Zavodu Zavodu, Miyagi prefekturası tamamlandı, dünyanın ilk LED zavod fabrikinə 10.000 bitki çıxdı. 2016-cı ildən bəri, LED zavod fabrikləri Yaponiyada sənayeləşmə zolağına girdi və qırıq və ya qazanclı müəssisələr bir-birinin ardınca yaranmışdır. 2018-ci ildə gündəlik istehsal gücü olan genişmiqyaslı bitki fabrikləri 50.000-dən 100.000-ə qədər bitkisi bir-birinin ardınca meydana çıxdı və qlobal bitki fabrikləri geniş miqyaslı, peşəkar və ağıllı inkişaf istiqamətində inkişaf edirdi. Eyni zamanda, Tokio elektrik enerjisi, Okinawa elektrik enerjisi və digər sahələr bitki fabriklərinə investisiya qoymağa başladı. 2020-ci ildə Yapon zavodu fabriklərinin istehsal etdiyi kahı bazar payı bütün kahı bazarının təxminən 10% -ni təşkil edəcəkdir. Hal-hazırda 250-dən çox süni işıq tipli bitki fabriki arasında 20% zərər çəkmə mərhələsindədir, 50% -i da fasilə səviyyəsindədir və 30% -i becərilən bitki növləri ilə əlaqəli gəlir Kahı, otlar və fidanlar.

Hollandiya, yüksək bir mexanizasiya, avtomatlaşdırma, kəşfiyyat və riçiləlik, indi güclü bir texnologiya və alət dəsti olan bitki fabriki üçün günəş işığı və süni işığın birləşdirilmiş tətbiq texnologiyası sahəsində real dünya lideridir Yaxın Şərq, Afrika, Çin və digər ölkələrə məhsullar. American Aerofarms Farm, 6500 m2 sahəsi olan Newark, New Jersey, ABŞ-da yerləşir. Əsasən tərəvəz və ədviyyat artır və çıxış təxminən 900 t / ildir.

Aerofmlərdə şaquli əkinçilik

ABŞ-da Bol şirkətin şaquli əkinçilik fabriki LED işıqlandırması və hündürlüyü 6 m olan şaquli əkin çərçivəsi qəbul edir. Bitkilər əkənlərin tərəflərindən böyüyür. Ağırlıq suvarılmasına güvənərək, bu əkilmə üsulu əlavə nasoslar tələb etmir və adi əkinçiyə nisbətən daha çox su təsirlidir. Bol iddiası, fermasının yalnız 1% istifadə edərkən şərti bir fermanın 350 dəfə çıxdığını iddia edir.

Şaquli əkinçilik zavodu fabriki, bol şirkət

Çində 2.2 status zavodu fabriki sənayesi

2009-cu ildə Çində Ağıllı Nəzarət ilə Çində ilk istehsal zavodu fabriki, Cannchun kənd təsərrüfatı Ekspo Parkında inşa edilmiş və istifadəyə verilmişdir. Bina sahəsi 200 m2-dir və temperatur, rütubət, işıq, co2 və bitki fabrikinin qida həlli konsentrasiyası kimi ekoloji amillər ağıllı idarəetmənin real vaxt rejimində izlənilə bilər.

2010-cu ildə Pekində tikilmiş Tongzhou bitki fabriki. Əsas quruluş, ümumi bir tikinti sahəsi olan bir qatlı yüngül polad quruluşu 1289 m2-ni qəbul edir. Çin kənd təsərrüfatını simvolizə edən bir təyyarə daşıyıcısı kimi formalaşır, müasir kənd təsərrüfatının ən qabaqcıl texnologiyasına yelkən qoyulur. Yarpaqlı tərəvəz istehsalının bəzi əməliyyatları üçün avtomatik avadanlıq, istehsalın avtomatlaşdırma səviyyəsini və bitki fabrikinin istehsal səmərəliliyini yaxşılaşdırmışdır. Bitki fabriki bir yer mənbəyi istilik nasos sistemi və bir günəş enerjisi istehsal sistemi, bitki fabriki üçün yüksək əməliyyat xərcləri problemini daha yaxşı həll edən bir günəş enerjisi istehsal sistemi qəbul edir.

Tongzhou bitki fabrikinin içərisində və xarici görünüşü

2013-cü ildə bir çox kənd təsərrüfatı texnologiyası şirkəti, Şaanxi əyalətinin Yangling kənd təsərrüfatı yüksək texnoloji nümayiş zonasında quruldu. Bitki zavodunun inşası və istismarı altında olan fabrik layihələrinin əksəriyyəti, əsasən populyar elm nümayişləri və asudə görməli yerləri üçün istifadə olunan kənd təsərrüfatı yüksək texnoloji nümayiş parklarında yerləşir. Funksional məhdudiyyətlərinə görə, bu populyar elmi bitki fabriklərinin sənayeləşmə yolu ilə tələb olunan yüksək məhsuldarlığa və yüksək səmərəliliyə nail olması çətindir və gələcəkdə sənayeləşmənin əsas forması olması çətin olacaq.

2015-ci ildə Çində böyük bir LED çip istehsalçısı, Çin Elmlər Akademiyasının Botanika İnstitutu ilə birlikdə bitki fabriki şirkətinin yaradılmasına başlamaq üçün əməkdaşlıq etdi. Bu, optoelektronik sənayenin "fotobioloji" sənayeyindən keçdi və Çin rəhbərlik edən istehsalçıların sənayeləşməsində bitki fabriklərinin inşasına investisiya qoymaq üçün presedent halına gəldi. Bitki fabriki, 100 milyon yuan bir kapital olan elmi tədqiqat, istehsal, nümayiş, inkubasiya və digər funksiyaları birləşdirən ortaya çıxan fotobiologiyaya incə investisiya qoymağa sadiqdir. 2016-cı ilin iyun ayında 3000 m2 ərazini əhatə edən 3 mərtəbəli bir bina və 10.000 m2-dən çox bina sahəsi olan bu bitki fabriki tamamlandı və istifadəyə verildi. 2017-ci ilin may ayına qədər gündəlik istehsal miqyası 1500 kq yarpaqlı tərəvəz, gündə 15.000 kahı bitkisinə bərabər olacaqdır.

Bu şirkətin mənzərələri

3. Bitki fabriklərinin inkişafına baxan problemlər və əks tədbirlər

3.1 problemlər

3.1.1 Yüksək tikinti dəyəri

Bitki fabrikləri qapalı bir mühitdə məhsul istehsal etməlidir. Buna görə xarici texniki xidmət strukturları, kondisioner sistemləri, süni işıq mənbələri, çox qatlı becərmə sistemləri, qida tənzimləmə dövriyyəsi və kompüter idarəetmə sistemləri daxil olmaqla dəstəkləyən layihələr və avadanlıqlar qurmaq lazımdır. Tikinti dəyəri nisbətən yüksəkdir.

3.1.2 Yüksək əməliyyat dəyəri

Bitki fabrikləri tərəfindən tələb olunan işıq mənbələrinin əksəriyyəti müxtəlif məhsulların böyüməsi üçün müvafiq spektrlər verərkən çox elektrik enerjisini istehlak edən LED işıqlarından gəlir. Bitki fabriklərinin istehsal prosesində kondisioner, havalandırma və su nasosları kimi avadanlıqlar da elektrik enerjisi istehlak edir, buna görə elektrik vekselləri də böyük bir xərcdir. Statistikaya görə, bitki fabriklərinin istehsal xərcləri arasında 29%, əmək xərcləri 26%, sabit aktiv amortizasiyası hesabı 23%, qablaşdırma və nəqliyyat hesabı 12% və istehsal materialları hesabı 10% təşkil edir.

Bitki fabriki üçün istehsal xərclərinin parçalanması

3.1.3 Aşağı avtomatlaşdırma səviyyəsi

Hal-hazırda tətbiq olunan bitki fabriki aşağı səviyyədə avtomatlaşdırma səviyyəsinə malikdir və fidan, transplantasiya, sahə əkilməsi və məhsul yığımı kimi proseslər yüksək əmək xərcləri ilə nəticələnən əl əməliyyatları tələb edir.

3.1.4 becərilə bilən bitkilərin məhdud çeşidi

Hazırda bitki fabrikləri üçün uyğun bitkilərin növləri çox məhduddur, əsasən sürətlə böyüyən yaşıl yarpaqlı tərəvəzlər, süni işıq mənbələrini asanlıqla qəbul edir və aşağı kanopa malikdirlər. Kompleks əkilmə tələbləri üçün genişmiqyaslı əkin işləri aparıla bilməz (məsələn, tozlanmalı və s.).

3.2 İnkişaf strategiyası

Bitki fabriki sənayesinin üzləşdiyi problemləri nəzərə alaraq, texnologiya və əməliyyat kimi müxtəlif aspektlərdən araşdırma aparmaq lazımdır. Mövcud problemlərə cavab olaraq, əks tədbirlər bunlardır.

(1) Bitki fabriklərinin ağıllı texnologiyası haqqında tədqiqatı gücləndirmək və intensiv və zərif idarəetmə səviyyəsini yaxşılaşdırmaq. Ağıllı bir idarəetmə və idarəetmə sisteminin inkişafı, əmək xərclərini çox azalda bilən və əməyi çox azalda bilən bitki fabriklərinin intensiv və zərif idarə olunmasına nail olmağa kömək edir.

(2) İllik yüksək keyfiyyətli və yüksək məhsuldarlığa nail olmaq üçün intensiv və səmərəli bitki zavodunun texniki avadanlıqlarını inkişaf etdirin. Bitki fabriklərinin ağıllı səviyyəsini yaxşılaşdırmaq üçün yüksək səmərəli becərmə qurğularının və avadanlıqların, enerjiyə qənaət edən işıqlandırma texnologiyası və s. İnkişafı, illik yüksək səmərəli istehsalın həyata keçirilməsinə əlverişlidir.

(3) Dərman bitkiləri, tibbi yardım bitkiləri və nadir tərəvəzlər kimi yüksək dəyərli bitkilər üçün sənaye becərilməsi texnologiyası ilə bağlı araşdırma aparın, bitki fabriklərində becərilən bitkilərin növlərini artırın, mənfəət kanallarını genişləndirin və başlanğıc mənfəət nöqtəsini artırın .

(4) Ev və kommersiya istifadəsi üçün bitki fabrikləri üzərində araşdırma aparın, bitki fabriklərinin növlərini zənginləşdirin və müxtəlif funksiyalarla davamlı gəlirlilik əldə edin.

4. İnkişaf tendensiyası və bitki fabrikinin perspektivi

4.1 Texnologiya İnkişafı Trend

4.1.1 tam proses intellektualizasiya

Dəzgah-robot sisteminin, yüksək sürətli çevik və dağıdıcı olmayan əkin və məhsul yığımının son effektlərinin, çoxölçülü kosmik dəqiq yerləşdirmə və çox modal çox mumlu bir işləmə nəzarət metodları, Yüksək mərtəbəli bitki fabriklərində pilotsuz, səmərəli və dağıdıcı səpən səpin - Robotlar və dəstəkləyən avadanlıqlar Bütün prosesin pilotsuz işləməsini həyata keçirən əkin yığımı qablaşdırma yaradılmalıdır.

4.1.2 İstehsal nəzarətini daha asan edin

Bitki böyüməsi və inkişaf mexanizmi, yüngül radiasiya, temperatur, rütubət, co2 konsentrasiyası, qida məhlulunun qida konsentrasiyası və ekoloji mühitin kəmiyyət modeli tikilməlidir. Yarpaqlı bitki həyatının məlumatlarını və istehsal mühiti parametrlərini dinamik təhlil etmək üçün strateji əsas model yaradılmalıdır. Ətraf mühitin onlayn dinamik identifikasiya diaqnozu və prosesə nəzarət sistemi də qurulmalıdır. Yüksək həcmli şaquli kənd təsərrüfatı fabrikinin bütün istehsal prosesi üçün çox maşın birgə süni intellekt qərar qəbul etmə sistemi yaradılmalıdır.

4.1.3 Aşağı karbon istehsalı və enerji qənaət

Solar və külək kimi bərpa olunan enerji mənbələrindən istifadə edən enerji idarəsi sisteminin yaradılması və optimal enerji idarəetmə məqsədlərinə çatmaq üçün enerji istehlakına nəzarət etmək. Bitki istehsalına kömək etmək üçün CO2 emissiyalarının ələ keçirilməsi və istifadəsi.

4.1.3 Premium sortlarının yüksək dəyəri

Təcrübələr əkmək, becərmə texnologiyası mütəxəssisləri, sıxlıq seçimi, saman tənzimləmə, çeşidləmə tənzimlənməsi, müxtəliflik və avadanlıq uyğunlaşma, müxtəlif yetişdirmə texniki xüsusiyyətləri ilə bağlı araşdırma aparmaq üçün müxtəlif yüksək dəyərli növlər yetişdirmək üçün mümkün strategiyalar aparılmalıdır.

4.2 Sənaye İnkişaf perspektivləri

Bitki fabrikləri resursların və ətraf mühitin məhdudiyyətlərindən qurtula bilər, kənd təsərrüfatının sənayeləşmiş istehsalını həyata keçirə və kənd təsərrüfatı istehsalı üçün yeni nəsil işçi qüvvəsinin cəlbedici ola bilər. Çinin bitki fabriklərinin əsas texnoloji yenilik və sənayeləşməsi dünya liderinə çevrilir. Bitki fabrikləri sahəsində LED işıq mənbəyi, rəqəmsallaşdırma, avtomatlaşdırma, avtomatlaşdırma və ağıllı texnologiyaların sürətləndirilmiş tətbiqi ilə, bitki fabrikləri daha çox kapital qoyuluşu, istedad toplanışı və daha yeni enerji, yeni materialların və yeni avadanlıqların istifadəsi ilə məşğul olacaqdır. Bu şəkildə informasiya texnologiyaları və qurğuların və avadanlıqların dərin inteqrasiyası reallaşdırıla bilər, ağıllı və pilotsuz qurğuların və avadanlıqların inteqrasiya oluna bilər və davamlı innovasiya və tədricən sistem enerjisi istehlakının və əməliyyat xərclərinin davamlı azaldılması Xüsusi bazarların becərilməsi, ağıllı bitki fabrikləri qızıl inkişaf dövründə Usher edəcəkdir.

Bazar araşdırması xəbərlərinə görə, 2020-ci ildə qlobal şaquli əkinçilik bazarının cəmi 2,9 milyard dollardır və 2025-ci ilə qədər qlobal şaquli əkinçilik bazarının 30 milyard ABŞ dollarına çatacağı gözlənilir. Xülasə, bitki fabriklərində geniş tətbiq perspektivləri və inkişaf sahəsi var.

Müəllif: Zengchan Zhou, WeiDong və s.

Sitat haqqında məlumat:Bitki fabriki sənayesinin inkişafının cari vəziyyəti və perspektivləri [J]. Kənd təsərrüfatı mühəndisliyi texnologiyası, 2022, 42 (1): 18-23.Zengchan Zhou, Wei Dong, Xiugang Li, et al.