추상적인

현재 식물 공장은 오이, 토마토, 고추, 가지, 멜론과 같은 야채 묘목의 육종을 성공적으로 실현하여 농부들에게 고품질 묘목을 배치로 제공하고 심기 후 생산 성능이 더 좋습니다.식물 공장은 채소 산업의 중요한 모종 공급 수단이 되었고 채소 산업의 공급측 구조 개혁을 추진하는 데 점점 더 중요한 역할을 하고 도시 채소 공급과 녹색 채소 생산을 보장합니다.

식물공장 육묘시스템 설계 및 핵심기술장비

현재 가장 효율적인 농업생산시스템인 식물공장 육묘시스템은 인공조명, 양액공급, 입체환경제어, 자동부조작동, 지능형 생산관리 등 종합적인 기술수단을 통합하고 생명공학, 정보화, 기술과 인공 지능.지능형 및 기타 첨단 기술 성과는 산업의 지속적인 발전을 촉진합니다. 

LED 인공 광원 시스템

인공조명 환경 구축은 식물공장 육묘시스템의 핵심 기술 중 하나이며, 육묘 생산을 위한 주요 에너지 소비원이기도 하다.식물 공장의 조명 환경은 유연성이 강하고 조명 환경은 조명 품질, 광도 및 광주기와 같은 여러 차원에서 조절될 수 있으며 동시에 다양한 조명 요소를 최적화하고 시간 순서대로 결합하여 묘목 재배를 위한 가벼운 포뮬러로 묘목의 인공 재배에 적합한 조명 환경을 보장합니다.따라서 다양한 묘목 성장의 광 수요 특성 및 생산 목표를 기반으로 광 공식 매개 변수 및 광 공급 전략을 최적화하여 특수 에너지 절약형 LED 광원을 개발하여 묘목의 광 에너지 전환 효율을 크게 향상시킬 수 있습니다. , 묘목 바이오매스의 축적을 촉진하고 묘목 생산의 품질을 향상시키면서 에너지 소비 및 생산 비용을 줄입니다.또한 광환경 조절은 묘목의 순화 및 접목묘의 치유 과정에서 중요한 기술적 수단이기도 하다.

착탈식 다층 수직 육묘 시스템

식물공장의 육묘는 다층 입체선반을 이용하여 이루어진다.모듈식 시스템 설계를 통해 육묘 시스템의 빠른 조립을 실현할 수 있습니다.선반 사이의 간격은 다양한 품종의 묘목 번식을 위한 공간 요구 사항을 충족하고 공간 활용률을 크게 향상시키기 위해 유연하게 조정할 수 있습니다.또한 묘상 시스템, 조명 시스템, 물 및 비료 관개 시스템의 분리 설계로 파종, 발아 및 가축화와 같은 다른 작업장으로의 이동이 편리한 묘상 운송 기능을 모두 가질 수 있으며 노동력을 줄입니다. 묘목 트레이 취급의 소비.

착탈식 다층 수직 육묘 시스템 

물과 비료 관개는 주로 조수식, 분무식 등의 방법을 채택하여 양액 공급 시간과 빈도를 정밀하게 제어하여 물과 미네랄 영양분을 균일하게 공급하고 효율적으로 사용합니다.묘목을 위한 특수 영양 용액 배합과 결합하여 묘목의 성장 및 발달 요구를 충족시키고 묘목의 빠르고 건강한 성장을 보장할 수 있습니다.또한 온라인 양액이온감지시스템과 양액살균시스템을 통해 묘목의 정상적인 생장에 영향을 미치는 미생물 및 2차 대사산물의 축적을 방지하면서 양분을 적시에 보충할 수 있다. 

환경 제어 시스템

정확하고 효율적인 환경 제어는 식물 공장 육묘 번식 시스템의 주요 기능 중 하나입니다.식물 공장의 외부 유지 보수 구조는 일반적으로 불투명하고 절연성이 높은 재료로 조립됩니다.이를 바탕으로 빛, 온도, 습도, 풍속, CO2 등의 조절은 외부 환경에 거의 영향을 받지 않는다.공기 덕트의 레이아웃을 최적화하기 위한 CFD 모델 구축을 통해 미세 환경 제어 방식과 결합하여 고밀도 재배 공간에서 온도, 습도, 풍속 및 CO2와 같은 환경 요소의 균일한 분포를 가능하게 합니다. 달성됩니다.분산된 센서와 접촉제어로 지능형 환경조절을 구현하고, 감시부와 제어시스템의 연동을 통해 전체 재배환경의 실시간 조절을 한다.또한 수냉식 광원 및 물 순환을 사용하고 실외 냉원 도입과 결합하여 에너지 절약 냉각을 달성하고 에어컨 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.

자동 보조 운전 장비

식물 공장 묘목 육종 작업 과정이 엄격하고 작업 밀도가 높고 공간이 콤팩트하며 자동 보조 장비가 필수 불가결합니다.자동화된 보조 장비의 사용은 노동력 소비를 줄이는 데 도움이 될 뿐만 아니라 재배 공간의 효율성을 향상시키는 데에도 도움이 됩니다.지금까지 개발된 자동화 장비에는 플러그 토양 복토기, 파종기, 접목 기계, AGV 물류 운반 트롤리 등이 포함됩니다. 깨달았다.또한 머신 비전 기술은 묘목 육종 과정에서 점점 더 중요한 역할을 합니다.묘목의 생육상태 모니터링, 상업용 묘목 관리에 도움을 줄 뿐만 아니라, 약한 묘목과 죽은 묘목에 대한 자동 스크리닝을 수행합니다.로봇 손이 묘목을 제거하고 채웁니다.

식물공장 육묘의 장점

높은 수준의 환경 제어로 연간 생산 가능

묘목 육종의 특수성으로 인해 재배 환경의 조절이 매우 중요합니다.식물 공장 조건에서는 빛, 온도, 물, 공기, 비료, CO2 등의 환경적 요인이 고도로 제어되어 계절과 지역에 구애받지 않고 묘목 육종에 최적의 생육 환경을 제공할 수 있습니다.또한 접목묘와 삽목의 육종과정에서 접목상처치유와 뿌리분화과정은 보다 높은 환경제어가 요구되며 식물공장도 우수한 운반체이다.식물 공장 자체의 환경 조건의 유연성이 강하기 때문에 비번식기나 극한 환경에서 채소 묘목을 생산하는 데 큰 의미가 있으며 묘목 지원을 제공하여 채소의 다년생 공급을 보장할 수 있습니다.또한 식물공장의 육묘는 공간의 제약을 받지 않고 도시 근교 및 커뮤니티 공공공간에서 현장에서 실시할 수 있다.사양은 유연하고 변경 가능하여 대량 생산이 가능하고 고품질 묘목의 근접 공급이 가능하여 도시 원예 발전에 중요한 지원을 제공합니다. 

번식주기 단축 및 묘목 품질 향상

식물 공장 조건에서는 다양한 생장 환경 요인의 정밀한 제어로 인해 묘목 육종 주기가 기존 방식에 비해 30~50% 단축됩니다.육종 주기의 단축은 묘목의 생산량을 늘리고 생산자의 수입을 늘리며 시장 변동으로 인한 운영 위험을 줄일 수 있습니다.재배자에게는 조기 이식 및 심기, 조기 시장 출시 및 시장 경쟁력 향상에 도움이 됩니다.반면 식물 공장에서 자란 묘목은 깔끔하고 튼튼하며 형태 및 품질 지표가 크게 개선되었으며 식민지화 후 생산 성능이 더 좋습니다.연구에 따르면 식물 공장 조건에서 자란 토마토, 고추 및 오이 묘목은 잎 면적, 식물 높이, 줄기 직경, 뿌리 활력 및 기타 지표를 개선할 뿐만 아니라 적응성, 질병 저항성, 식민지화 후 꽃눈 분화도 개선하는 것으로 나타났습니다.그리고 생산 및 기타 측면에는 분명한 이점이 있습니다.식물공장에서 자란 오이모종을 식재한 후 한그루당 암꽃수는 33.8%, 한그루당 열매수는 37.3% 증가하였다.묘목 발달 환경의 생물학에 대한 이론적 연구가 지속적으로 심화됨에 따라 식물 공장은 묘목 형태를 형성하고 생리적 활동을 개선하는 데 있어 보다 정확하고 제어 가능할 것입니다.

 온실과 식물공장의 접목묘 상태 비교

묘목 비용을 줄이기 위한 효율적인 자원 사용

식물 공장은 표준화, 정보화, 산업화 식재 방법을 채택하여 묘목 생산의 모든 연결 고리를 엄격히 통제하고 자원 이용 효율을 현저하게 향상시킵니다.종자는 묘목 육종에서 주요 비용 소비입니다.전통 묘목의 불규칙한 운영과 열악한 환경 제어 능력으로 인해 종자의 비발아 또는 약한 성장과 같은 문제가 발생하여 종자에서 상업용 묘목으로의 과정에서 막대한 낭비가 발생합니다.식물 공장 환경에서 종자 전처리, 미세 파종 및 재배 환경의 정밀한 제어를 통해 종자의 이용 효율이 크게 향상되고 복용량을 30% 이상 줄일 수 있습니다.물, 비료 및 기타 자원도 전통적인 묘목 재배의 주요 비용 소비이며 자원 낭비 현상이 심각합니다.식물 공장의 조건에서 정밀 관개 기술을 적용하면 물과 비료 활용의 효율성을 70% 이상 높일 수 있습니다.또한 식물 공장 자체의 구조가 콤팩트해지고 환경 제어의 균일성으로 인해 묘목 번식 과정에서 에너지 및 CO2 활용 효율도 크게 향상됩니다.

기존의 노지 육묘나 온실 육묘와 비교할 때 식물공장 육묘의 가장 큰 특징은 다층 입체 방식으로 실시할 수 있다는 점이다.식물공장에서 묘목육종은 평면에서 수직공간까지 확장이 가능하여 단위토지당 묘목육종효율을 크게 향상시키고 공간활용효율을 크게 향상시킨다.예를 들어, 한 생물학 회사에서 개발한 묘목 육종 표준 모듈은 4.68㎡ 조건에서 단일 배치로 10,000개 이상의 묘목을 육종할 수 있으며 이는 3.3 Mu(2201.1㎡) 채소 생산에 사용할 수 있습니다. 필요합니다.고밀도 다층 입체 육종 조건에서 자동 보조 장비 및 지능형 물류 운송 시스템을 지원하면 노동 활용 효율성을 크게 향상시키고 노동력을 50% 이상 절약할 수 있습니다.

녹색생산을 돕는 고저항성 육종

식물공장의 깨끗한 생산환경은 사육공간의 병충해 발생을 크게 줄일 수 있습니다.동시에 재배 환경의 최적화된 구성을 통해 생산된 묘목은 더 높은 저항성을 갖게 되어 묘목 번식 및 식재 중에 살충제 살포를 크게 줄일 수 있습니다.또한 접목묘, 삽목 등 특수묘의 육종을 위해 식물공장에서 빛, 온도, 물, 비료 등의 녹색 관리 조치를 통해 기존의 대규모 호르몬 사용을 대체할 수 있다. 식품 안전, 환경 오염 감소, 녹색 묘목 달성 지속 가능한 생산.

생산 비용 분석 

식물 공장이 묘목의 경제적 이익을 증가시키는 방법은 주로 두 부분을 포함합니다.한편으로는 구조 설계 최적화, 표준화된 운영 및 지능형 시설 및 장비 사용을 통해 묘목 육종 과정에서 종자, 전기 및 노동 소비를 줄이고 물, 비료, 열 및 에너지 소비를 개선할 수 있습니다. .가스와 CO2의 활용 효율은 묘목 육종 비용을 줄입니다.한편, 환경의 정밀한 제어와 공정 흐름의 최적화를 통해 묘목의 육종 시간이 단축되고 연간 육종 배치 및 단위 공간당 묘목 수확량이 증가하여 시장에서 더 경쟁력이 있습니다. 

식물 공장 기술의 발전과 묘목 재배에 대한 환경 생물학 연구가 지속적으로 심화됨에 따라 식물 공장에서의 묘목 번식 비용은 기본적으로 전통적인 온실 재배 비용과 동일하며 묘목의 품질과 시장 가치는 더 높습니다.오이 묘목을 예로 들자면 종자, 양액, 플러그 트레이, 기질 등을 포함하여 생산 재료가 전체 비용의 약 37%를 차지하는 큰 비율을 차지합니다. 전기 에너지 소비는 총 비용의 약 24%를 차지합니다. 식물 조명, 에어컨 및 양액 펌프 에너지 소비 등을 포함한 비용은 미래 최적화의 주요 방향입니다.또한 노동력의 비중이 낮은 것도 식물공장 생산의 특징이다.자동화 정도가 지속적으로 증가함에 따라 노동 소비 비용은 더욱 감소할 것입니다.향후에는 고부가가치 작물의 개발과 귀한 임목 묘목의 공업화 재배기술 개발을 통해 식물공장에서의 묘목 육종의 경제적 편익을 더욱 높일 수 있을 것이다.

오이 모종 비용 구성 /%

산업화 현황

최근 몇 년 동안 중국농업과학원 도시농업연구소를 대표로 하는 과학연구기관과 하이테크 기업들이 식물공장에서 육묘산업을 실현했다.종자에서 발아까지 효율적인 산업 생산 라인을 묘목에 제공할 수 있습니다.이 중 2019년 완공해 가동에 들어간 산시성 식물공장은 3500㎡ 규모로 30일 주기로 고추 묘목 80만개, 토마토 묘목 55만개를 육종할 수 있다.또 다른 육묘 식물 공장은 2300㎡ 면적에 연간 800만~1000만 그루의 묘목을 생산할 수 있다.중국농업과학원 도시농업연구소가 독자적으로 개발한 접목묘용 이동식 치유식물은 접목묘 재배를 위한 조립 라인 치유 및 가축화 플랫폼을 제공할 수 있다.하나의 작업 공간에서 한 번에 10,000개 이상의 접목 묘목을 처리할 수 있습니다.앞으로 식물공장의 묘목 육종 품종의 다양성은 더욱 확대될 것으로 예상되며, 자동화 수준과 지능화 수준은 지속적으로 향상될 것입니다.

중국농업과학원 도시농업연구소가 개발한 접목묘용 이동식 치유식물

시야

공장형 육묘의 새로운 운반자로서 식물 공장은 정밀한 환경 제어, 자원의 효율적인 활용 및 표준화된 운영 측면에서 전통적인 육묘 방법에 비해 큰 이점과 상업화 잠재력을 가지고 있습니다.묘목 육종에 있어서 종자, 물, 비료, 에너지, 인력 등의 자원 소모를 줄이고 단위면적당 묘목의 수율과 품질을 향상시킴으로써 식물공장에서의 육묘 비용은 더욱 절감되고 제품은 시장에서 더 경쟁력이 있습니다.중국에는 묘목에 대한 엄청난 수요가 있습니다.채소 등 전통작물의 생산과 더불어 화초, 한약재, 희귀수목 등 고부가가치 묘목을 식물공장에서 육종할 예정이어서 경제적 이익이 더욱 높아질 것으로 기대된다.동시에 산업화된 묘목 육종 플랫폼은 서로 다른 계절의 묘목 육종 시장의 요구를 충족시키기 위해 다양한 묘목 육종의 호환성과 유연성을 고려해야 합니다.

묘목 번식 환경의 생물학적 이론은 식물 공장 환경의 정밀 제어의 핵심입니다.빛, 온도, 습도 및 CO2와 같은 환경 요인에 의한 유묘 식물 형태 및 광합성 및 기타 생리 활동의 조절에 대한 심층 연구는 유묘 생산 및 묘목의 품질과 생산을 향상시킵니다.품질은 이론적 근거를 제공합니다.이를 바탕으로 빛을 핵심으로 하고 다른 환경 요인과 결합된 기술 및 장비를 제어하고 식물의 고밀도 재배 및 기계화 운영 요구 사항을 충족하기 위해 특수 식물 유형, 높은 균일성 및 고품질의 묘목 생산을 사용자 정의합니다. 공장을 개발할 수 있습니다.궁극적으로 디지털 종묘 생산 시스템 구축을 위한 기술적 기반을 제공하고 식물공장에서 표준화, 무인화, 디지털 종묘를 실현한다.

저자: Xu Yaliang, Liu Xinying 등 

인용 정보:

Xu Yaliang, Liu Xinying, Yang Qichang. 식물 공장에서 묘목 육종의 핵심 기술 장비 및 산업화 [J].농업공학기술, 2021,42(4):12-15.