Rezime: Nan dènye ane yo, ak eksplorasyon an kontinyèl nan teknoloji modèn agrikòl, endistri a faktori plant te tou devlope rapidman. Papye sa a entwodui jan bagay sa yo, pwoblèm ki egziste deja ak mezi devlopman nan teknoloji faktori plant ak devlopman endistri yo, ak sanble pou pi devan pou tandans nan devlopman ak pwospè nan faktori plant nan lavni.

1. Estati aktyèl la nan devlopman teknoloji nan faktori plant nan Lachin ak aletranje

1.1 estati jan de devlopman teknoloji etranje

Depi 21yèm syèk la, rechèch la nan faktori plant te sitou konsantre sou amelyorasyon nan efikasite limyè, kreyasyon an milti-kouch ekipman ki genyen twa dimansyon kiltivasyon, ak rechèch la ak devlopman nan jesyon entelijan ak kontwòl. Nan 21yèm syèk la, inovasyon nan sous limyè agrikòl ki ap dirije te fè pwogrè, bay enpòtan sipò teknik pou aplikasyon an nan dirije enèji-ekonomize sous limyè nan faktori plant yo. Inivèsite Chiba nan Japon te fè yon kantite innovations nan wo-efikasite sous limyè, ekonomize enèji-anviwònman kontwòl, ak teknik kiltivasyon. Wageningen University nan Netherlands itilize rekòt-anviwònman simulation ak teknoloji optimize dinamik yo devlope yon sistèm ekipman entelijan pou faktori plant yo, ki diminye anpil depans fonksyònman ak siyifikativman amelyore pwodiktivite travay.

Nan dènye ane yo, faktori plant yo te piti piti reyalize semi-otomasyon an nan pwosesis pwodiksyon soti nan simen, plantules ogmante, transplantasyon, ak rekòlte. Japon, Netherlands, ak Etazini yo nan tèt la, ak yon wo degre de mekanizasyon, automatisation, ak entèlijans, epi yo ap devlope nan yon direksyon ki nan agrikilti vètikal ak operasyon sans.

1.2 Estati Devlopman Teknoloji nan Lachin

1.2.1 Specializd ki ap dirije sous limyè ak enèji-ekonomize ekipman aplikasyon teknoloji pou limyè atifisyèl nan faktori plant

Espesyal wouj ak ble sous limyè ki ap dirije pou pwodiksyon an nan espès plant divès nan faktori plant yo te devlope youn apre lòt. Pouvwa a chenn nan 30 a 300 W, ak entansite a limyè iradyasyon se 80 a 500 μmol/(M2 • S), ki ka bay yon entansite limyè ak yon seri papòt ki apwopriye yo, paramèt bon jan kalite limyè, reyalize efè a nan segondè-efikasite Ekonomize enèji ak adapte a bezwen yo nan kwasans plant ak ekleraj. An tèm de jesyon limyè sous chalè dissipation, konsepsyon nan dissipation chalè aktif nan fanatik la sous limyè te prezante, ki diminye pousantaj la limyè pouri anba tè nan sous la limyè ak asire lavi sa a ki nan sous la limyè. Anplis de sa, se yon metòd diminye chalè a nan sous limyè ki ap dirije nan solisyon eleman nitritif oswa sikilasyon dlo yo pwopoze yo. An tèm de jesyon espas sous limyè, dapre lwa a evolisyon nan gwosè plant nan etap nan plantules ak etap pita, nan jesyon an espas vètikal espas nan sous limyè ki ap dirije, canopy plant la ka eklere nan distans fèmen ak objektif la ekonomize enèji se reyalize. Kounye a, konsomasyon enèji nan sous limyè atifisyèl limyè faktori limyè ka kont pou 50% a 60% nan konsomasyon nan enèji total opere nan faktori a plant. Malgre ke ki ap dirije ka sove 50% enèji konpare ak lanp fliyoresan, gen toujou potansyèl la ak nesesite nan rechèch sou ekonomize enèji ak rediksyon konsomasyon.

1.2.2 Multi-kouch teknoloji ak ekipman kiltivasyon ki genyen twa dimansyon

Diferans nan kouch nan milti-kouch kiltivasyon an ki genyen twa dimansyon redwi paske dirije a ranplase lanp lan fliyoresan, ki amelyore efikasite nan itilizasyon espas ki genyen twa dimansyon nan kiltivasyon nan plant yo. Gen anpil etid sou desen an nan pati anba a nan kabann lan kiltivasyon. Bann yo leve soti vivan yo fèt yo jenere koule ajite, ki ka ede rasin plant yo absòbe eleman nitritif nan solisyon an eleman nitritif respire epi ogmante konsantrasyon an nan oksijèn ki fonn. Sèvi ak Komisyon Konsèy la Kolonizasyon, gen de metòd kolonizasyon, se sa ki, tas yo kolonizasyon plastik nan gwosè diferan oswa mòd nan eponj perimèt kolonizasyon. Gen yon sistèm kabann kiltivasyon glisman parèt, ak tablo a plante ak plant yo sou li ka manyèlman pouse soti nan yon fen nan lòt la, reyalize mòd nan pwodiksyon nan plante nan yon sèl fen nan kabann lan kiltivasyon ak rekòlte nan fen a lòt. Kounye a, yon varyete de ki genyen twa dimansyon milti-kouch Soilless kilti teknoloji ak ekipman ki baze sou eleman nitritif teknoloji fim likid ak gwo teknoloji koule likid yo te devlope, ak teknoloji a ak ekipman pou kiltivasyon substrate nan frèz, kiltivasyon aerosol nan legim fèy ak flè te grenn yo. Teknoloji a mansyone te devlope rapidman.

1.2.3 Teknoloji sikilasyon solisyon eleman nitritif ak ekipman

Apre solisyon an eleman nitritif te itilize pou yon peryòd de tan, li nesesè yo ajoute dlo ak eleman mineral. Anjeneral, kantite lajan ki fèk prepare solisyon eleman nitritif ak kantite solisyon asid-baz yo detèmine pa mezire EC ak pH. Patikil gwo sediman oswa èksfolyasyon rasin nan solisyon an eleman nitritif bezwen yo dwe retire pa yon filtre. Exudates rasin nan solisyon an eleman nitritif ka retire pa metòd fotokatalitik pou fè pou evite obstak kontinyèl cultures nan hydroponics, men gen sèten risk nan disponiblite eleman nitritif.

1.2.4 Teknoloji kontwòl ak ekipman anviwònman an

Pwòpte nan lè a nan espas ki la pwodiksyon se youn nan endikatè yo enpòtan nan bon jan kalite a lè nan faktori a plant. Pwòpte lè a (endikatè nan patikil sispann ak bakteri rete) nan espas ki la pwodiksyon nan faktori a plant anba kondisyon dinamik yo ta dwe kontwole nan yon nivo pi wo a 100,000. Antre nan dezenfeksyon materyèl, fèk ap rantre pèsonèl tretman douch lè, ak fre lè sikilasyon sistèm pou pirifye lè (sistèm filtraj lè) yo tout pwoteksyon debaz yo. Tanperati a ak imidite, CO2 konsantrasyon ak vitès vantilasyon nan lè a nan espas ki la pwodiksyon yo se yon lòt kontni enpòtan nan kontwòl kalite lè a. Dapre rapò, mete kanpe ekipman tankou bwat lè melanje, kanal lè, admisyon lè ak plòg lè ka respire kontwole tanperati a ak imidite, konsantrasyon CO2 ak vitès vant nan espas ki la pwodiksyon, konsa tankou reyalize inifòmite segondè espasyal ak satisfè bezwen plant yo nan diferan kote espasyal. Tanperati a, imidite ak CO2 sistèm kontwòl konsantrasyon ak sistèm nan lè fre yo òganizasyonèlman entegre nan sistèm nan lè sikile. Twa sistèm yo bezwen pataje adezif lè a, Air Inlet ak Air Outlet, epi bay pouvwa nan fanatik la reyalize sikilasyon an nan koule lè, filtraj ak dezenfeksyon, ak aktyalizasyon ak inifòmite nan bon jan kalite lè. Li asire ke pwodiksyon plant la nan faktori a plant se gratis nan ensèk nuizib ak maladi, e pa gen okenn aplikasyon pestisid ki nesesè. An menm tan an, inifòmite a nan tanperati a, imidite, vantilasyon ak konsantrasyon CO2 nan eleman yo anviwònman kwasans nan canopy a se garanti satisfè bezwen yo nan kwasans plant.

2. Estati Devlopman nan endistri faktori plant

2.1 Status Quo nan Endistri Faktori Etranje

Nan Japon, rechèch la ak devlopman ak endistriyalizasyon nan faktori plant atifisyèl limyè yo relativman vit, epi yo nan nivo a ki mennen. Nan 2010, gouvènman Japonè a te lanse 50 milya dola Yen pou sipòte rechèch teknoloji ak devlopman ak demonstrasyon endistriyèl. Uit enstitisyon ki gen ladan Chiba University ak Japon Asosyasyon Rechèch Faktori Plant te patisipe. Japon Future Konpayi pran abitid ak opere premye pwojè a demonstrasyon endistriyalizasyon nan yon faktori plant ak yon pwodiksyon chak jou nan 3,000 plant yo. Nan 2012, pri a pwodiksyon nan faktori a plant te 700 Yen/kg. Nan 2014, te modèn faktori faktori faktori nan Taga Castle, Miyagi Prefecture konplete, vin premye nan mond lan ki ap dirije faktori plant ak yon pwodiksyon chak jou nan 10,000 plant yo. Depi 2016, ki ap dirije faktori plant yo te antre nan liy lan vit nan endistriyalizasyon nan Japon, ak kraze-menm oswa antrepriz pwofitab yo te parèt youn apre lòt. Nan 2018, gwo-echèl faktori plant ak yon kapasite pwodiksyon chak jou nan 50,000 a 100,000 plant parèt youn apre lòt, ak faktori yo plant mondyal yo te devlope nan direksyon pou gwo-echèl, pwofesyonèl ak devlopman entelijan. An menm tan an, Tokyo elektrik pouvwa, Okinawa pouvwa elektrik ak lòt jaden yo te kòmanse envesti nan faktori plant yo. Nan 2020, pati nan mache nan leti ki te pwodwi pa faktori plant Japonè pral kont pou apeprè 10% nan tout mache a leti. Pami plis pase 250 faktori plant atifisyèl limyè-tip kounye a nan operasyon, 20% yo nan yon etap pèt-fè, 50% yo nan nivo a kraze-menm, ak 30% yo nan yon etap pwofitab, ki enplike espès plant kiltive tankou Leti, remèd fèy, ak plant.

Netherlands a se yon lidè mond reyèl nan jaden an nan teknoloji aplikasyon konbine nan limyè solè ak limyè atifisyèl pou faktori plant, ak yon wo degre de mekanizasyon, automatisation, entèlijans ak ennedness, e li te kounye a ekspòte yon seri plen nan teknoloji ak ekipman osi fò. Pwodwi nan Mwayen Oryan an, Afrik, Lachin ak lòt peyi yo. American Aerofarms Farm sitiye nan Newark, New Jersey, USA, ak yon zòn nan 6500 M2. Li sitou ap grandi legim ak epis santi bon, ak pwodiksyon an se sou 900 t/ane.

Agrikilti vètikal nan aerofarms

Faktori a Plant Agrikilti vètikal nan Plenty Konpayi nan Etazini yo adopte ekleraj dirije ak yon ankadreman plante vètikal ak yon wotè de 6 m. Plant yo grandi soti nan kote sa yo nan plante yo. Repoze sou awozaj gravite, metòd sa a nan plante pa mande pou ponp adisyonèl ak se plis dlo-efikas pase agrikilti konvansyonèl yo. Anpil reklamasyon fèm li pwodui 350 fwa pwodiksyon an nan yon fèm konvansyonèl pandan w ap itilize sèlman 1% nan dlo a.

Faktori Plant Agrikilti Vètikal, Plenty Konpayi

2.2 Estati Plant Faktori Endistri nan Lachin

An 2009, premye faktori plant pwodiksyon nan Lachin ak kontwòl entelijan kòm te nwayo a bati ak mete nan operasyon nan Changchun Agrikòl Ekspozisyon Park. Zòn bilding lan se 200 m2, ak faktè sa yo nan anviwònman an tankou tanperati, imidite, limyè, CO2 ak eleman nitritif konsantrasyon solisyon nan faktori a plant ka otomatikman kontwole nan tan reyèl reyalize jesyon entelijan.

Nan 2010, faktori a plant Tongzhou bati nan Beijing. Estrikti prensipal la adopte yon sèl-kouch estrikti asye limyè ak yon zòn konstriksyon total de 1289 M2. Li gen fòm tankou yon konpayi asirans avyon, senbolize agrikilti Chinwa pran plon an nan anviwònman vwal nan teknoloji ki pi avanse nan agrikilti modèn. Ekipman otomatik la pou kèk operasyon nan pwodiksyon legim fèy te devlope, ki te amelyore nivo automatisation pwodiksyon ak efikasite pwodiksyon nan faktori a plant. Faktori plant lan adopte yon sistèm ponp chalè sous tè ak yon sistèm solè jenerasyon pouvwa, ki pi bon rezoud pwoblèm nan nan depans fonksyònman segondè pou faktori a plant.

Anndan ak deyò View nan faktori plant Tongzhou

Nan 2013, anpil konpayi teknoloji agrikòl te etabli nan Yangling Agrikòl High-Tech Zòn Demonstrasyon, Shaanxi Pwovens. Pifò nan pwojè yo faktori plant anba konstriksyon ak operasyon yo sitiye nan agrikòl gwo teknoloji pak demonstrasyon, ki se sitou itilize pou manifestasyon syans popilè yo ak vizite lwazi. Akòz limit fonksyonèl yo, li difisil pou faktori plant syans popilè sa yo pou yo reyalize gwo rendement ak gwo efikasite endistriyalizasyon yo egzije, epi li pral difisil pou yo vin fòm endikap endistriyalizasyon nan lavni.

Nan 2015, yon gwo manifakti chip dirije nan Lachin kolabore ak Enstiti a nan Botanik nan Akademi Chinwa a nan Syans ansanm kòmanse etablisman an nan yon konpayi faktori plant. Li te janbe lòt soti nan endistri a optoelectronic nan endistri a "photobiological", e li te vin yon presedan pou Chinwa manifaktirè ki ap dirije envesti nan konstriksyon an nan faktori plant nan endistriyalizasyon. Se faktori plant li yo angaje nan fè envestisman endistriyèl nan émergentes photobiology, ki entegre rechèch syantifik, pwodiksyon, demonstrasyon, enkubasyon ak lòt fonksyon, ak yon kapital ki anrejistre nan 100 milyon dola Yuan. Nan mwa jen 2016, faktori plant sa a ak yon bilding 3-etaj ki kouvri yon zòn nan 3,000 M2 ak yon zòn kiltivasyon ki gen plis pase 10,000 M2 te konplete epi mete yo nan operasyon. Pa Me 2017, echèl la pwodiksyon chak jou yo pral 1,500 kg nan legim fèy, ekivalan a 15,000 plant leti pou chak jou.

Opinyon nan konpayi sa a

3. Pwoblèm ak mezi fè fas a devlopman nan faktori plant yo

3.1 Pwoblèm

3.1.1 pri konstriksyon segondè

Faktori plant yo bezwen pwodwi rekòt nan yon anviwònman fèmen. Se poutèt sa, li nesesè yo bati sipò pwojè ak ekipman ki gen ladan estrikti antretyen ekstèn, sistèm èkondisyone, sous limyè atifisyèl, sistèm kiltivasyon milti-kouch, sikilasyon solisyon eleman nitritif, ak sistèm kontwòl òdinatè. Pri konstriksyon an relativman wo.

3.1.2 Pri operasyon segondè

Pifò nan sous yo limyè egzije nan faktori plant soti nan limyè ki ap dirije, ki konsome yon anpil nan elektrisite pandan y ap bay spectre korespondan pou kwasans lan nan rekòt diferan. Ekipman tankou èkondisyone, vantilasyon, ak ponp dlo nan pwosesis pwodiksyon an nan faktori plant tou konsome elektrisite, se konsa bòdwo elektrisite yo se yon gwo depans. Dapre estatistik, nan mitan depans sa yo pwodiksyon nan faktori plant yo, depans elektrisite kont pou 29%, depans travay kont pou 26%, kont depresyasyon byen fiks pou 23%, anbalaj ak transpò kont pou 12%, ak materyèl pwodiksyon kont pou 10%.

Kraze-desann nan pri pwodiksyon pou faktori plant

3.1.3 Nivo ki ba nan automatisation

Faktori a plant kounye a aplike gen yon nivo ki ba nan automatisation, ak pwosesis tankou plantules, transplantasyon, plante jaden, ak rekòlte toujou mande pou operasyon manyèl, sa ki lakòz depans travay segondè.

3.1.4 varyete limite nan rekòt ki ka kiltive

Kounye a, ki kalite rekòt apwopriye pou faktori plant yo trè limite, sitou vèt legim fèy ki grandi rapidman, fasil aksepte sous limyè atifisyèl, epi yo gen canopy ki ba. Plante gwo-echèl pa ka te pote soti pou kondisyon plante konplèks (tankou rekòt ki bezwen polinize, elatriye).

3.2 Estrateji Devlopman

Nan sans de pwoblèm yo fè fas a pa endistri a faktori plant, li nesesè pote soti nan rechèch nan divès aspè tankou teknoloji ak operasyon. Nan repons a pwoblèm aktyèl yo, mezi yo se jan sa a.

(1) Ranfòse rechèch la sou teknoloji entelijan nan faktori plant yo ak amelyore nivo a nan jesyon entansif ak rafine. Devlopman yon sistèm jesyon ak kontwòl entèlijan ede reyalize jesyon entansif ak rafine nan faktori plant yo, ki ka diminye anpil depans travay ak sove travay.

(2) Devlope entansif ak efikas ekipman faktori plant teknik reyalize anyèl-wo kalite ak segondè-sede. Devlopman enstalasyon kiltivasyon ak ekipman ki wo efikasite, teknoloji ekleraj ak ekipman enèji, elatriye, pou amelyore nivo entèlijan nan faktori plant yo, se favorab pou realizasyon an nan pwodiksyon anyèl segondè-efikasite.

(3) Pote soti nan rechèch sou teknoloji kiltivasyon endistriyèl pou gwo valè-ajoute plant tankou plant medsin, plant swen sante, ak legim ki ra, ogmante kalite rekòt yo kiltive nan faktori plant yo, elaji chanèl pwofi, ak amelyore pwen an kòmanse nan pwofi .

(4) Pote soti nan rechèch sou faktori plant pou kay ak itilizasyon komèsyal, anrichi ki kalite faktori plant yo, epi reyalize kontinyèl rentabilité ak divès fonksyon.

4. tandans devlopman ak pwospè nan faktori plant

4.1 tandans devlopman teknoloji

4.1.1 Full-pwosesis entelektyèlizasyon

Baze sou mekanis nan prevansyon machin-atizay ak pèt prevansyon nan sistèm nan rekòt-robo, gwo vitès fleksib ak plante ki pa destriktif ak rekòlte efè fen, distribye espas milti-dimansyon egzat pwezante ak milti-modal milti-machin metòd kontwòl kolaborasyon, ak simen sans, efikas ak ki pa destriktif nan faktori plant ki wo-intelligent robo ak ekipman sipòte tankou Plante-rekòlte-anbalaj yo ta dwe kreye, konsa reyalize operasyon an sans nan tout pwosesis la.

4.1.2 Fè kontwòl pwodiksyon pi entelijan

Baze sou mekanis repons lan nan kwasans rekòt ak devlopman nan radyasyon limyè, tanperati, imidite, konsantrasyon CO2, eleman nitritif konsantrasyon nan solisyon eleman nitritif, ak EC, yon modèl quantitative nan rekòt-anviwònman fidbak yo ta dwe konstwi. Yo ta dwe yon modèl debaz estratejik dwe etabli dinamikman analize fèy lavi legim ak pwodiksyon anviwònman paramèt. Dyagnostik idantifikasyon dinamik sou entènèt la ak sistèm kontwòl pwosesis la nan anviwònman an ta dwe tou dwe etabli. Yon milti-machin kolaborasyon entèlijans atifisyèl pou pran desizyon sistèm pou tout pwosesis pwodiksyon an nan yon gwo volim faktori agrikòl vètikal yo ta dwe kreye.

4.1.3 Pwodiksyon ba kabòn ak ekonomize enèji

Etabli yon sistèm jesyon enèji ki itilize sous enèji renouvlab tankou solè ak van pou konplete transmisyon pouvwa ak kontwole konsomasyon enèji pou reyalize objektif jesyon enèji optimal. Kaptire ak reutilize emisyon CO2 ede pwodiksyon rekòt.

4.1.3 Segondè valè nan varyete prim

Estrateji posib yo ta dwe pran nan kwaze diferan segondè valè-te ajoute varyete pou plante eksperyans, bati yon baz done nan ekspè nan teknoloji kiltivasyon, fè rechèch sou teknoloji kiltivasyon, seleksyon dansite, aranjman Stubble, varyete ak ekipman adaptabilite, ak fòm kiltivasyon estanda espesifikasyon teknik.

4.2 kandida devlopman endistri yo

Faktori plant yo ka debarase m de kontrent yo nan resous ak anviwònman an, reyalize pwodiksyon an endistriyalize nan agrikilti, ak atire nouvo jenerasyon an nan fòs travay angaje yo nan pwodiksyon agrikòl. Kle inovasyon teknolojik ak endistriyalizasyon nan faktori plant Lachin nan ap vin yon lidè nan lemonn. Avèk aplikasyon an akselere nan sous limyè ki ap dirije, numérisation, automatisation, ak teknoloji entelijan nan jaden an nan faktori plant yo, faktori plant yo pral atire plis envestisman kapital, rasanbleman talan, ak itilize nan plis enèji nouvo, nouvo materyèl, ak nouvo ekipman. Nan fason sa a, ka entegrasyon an pwofondè nan teknoloji enfòmasyon ak fasilite ak ekipman dwe reyalize, nivo a entelijan ak sans nan enstalasyon ak ekipman ka amelyore, rediksyon an kontinyèl nan konsomasyon enèji sistèm ak depans fonksyònman nan inovasyon kontinyèl, ak gradyèl la. Kiltivasyon nan mache espesyalize yo, faktori plant entelijan pral Usher nan peryòd an lò nan devlopman.

Selon rapò rechèch sou mache a, gwosè mache mondyal vètikal agrikilti a nan 2020 se sèlman $ 2.9 milya dola, e li espere ke pa 2025, gwosè mache mondyal la vètikal agrikilti pral rive nan 30 milya dola. An rezime, faktori plant yo gen gwo kandida aplikasyon ak espas devlopman.

Otè: Zengchan Zhou, Weidong, elatriye

Enfòmasyon sou sitasyon:Sitiyasyon aktyèl ak kandida nan devlopman endistri faktori plant [J]. Teknoloji Jeni Agrikòl, 2022, 42 (1): 18-23.Pa Zengchan Zhou, Wei Dong, Xiugang Li, et al.