Achoimre: Le blianta beaga anuas, le hiniúchadh leanúnach ar theicneolaíocht talmhaíochta nua -aimseartha, tá tionscal na monarchan plandaí forbartha go tapa freisin. Tugann an páipéar seo isteach an status quo, na fadhbanna atá ann cheana féin agus na frithbhearta forbartha i dteicneolaíocht mhonarcha plandaí agus i bhforbairt tionscail, agus tá sé ag súil le treocht forbartha agus ionchas monarchana plandaí amach anseo.
1. Stádas reatha na forbartha teicneolaíochta i monarchana plandaí sa tSín agus thar lear
1.1 An status quo d'fhorbairt teicneolaíochta eachtraí
Ón 21ú haois, tá taighde na monarchana plandaí dírithe go príomha ar fheabhsú éifeachtúlachta solais, cruthaíodh trealamh ilchiseal tríthoiseach tríthoiseach, agus taighde agus forbairt bainistíochta agus rialaithe cliste. Sa 21ú haois, tá dul chun cinn déanta ag nuálaíocht na bhfoinsí solais faoi stiúir talmhaíochta, ag soláthar tacaíocht theicniúil thábhachtach chun foinsí solais sábhála fuinnimh LED a chur i bhfeidhm i monarchana plandaí. Tá roinnt nuálaíochtaí déanta ag Ollscoil Chiba sa tSeapáin i bhfoinsí solais ardéifeachtúlachta, i rialú comhshaoil coigilte fuinnimh, agus i dteicnící saothraithe. Úsáideann Ollscoil Wageningen san Ísiltír insamhalta barr-chomhshaoil agus teicneolaíocht optamaithe dinimiciúil chun córas trealaimh cliste a fhorbairt do monarchana plandaí, a laghdaíonn go mór costais oibriúcháin agus a fheabhsaíonn táirgiúlacht saothair go mór.
Le blianta beaga anuas, tá monarchana plandaí tar éis leath-uathoibriú na bpróiseas táirgthe a bhaint amach de réir a chéile ó chur, ardú síológ, trasphlandú, agus fómhar. Tá an tSeapáin, an Ísiltír, agus na Stáit Aontaithe ar thús cadhnaíochta, le leibhéal ard meicnithe, uathoibrithe agus faisnéise, agus tá siad ag forbairt i dtreo talmhaíochta ingearach agus oibriú gan foireann.
1.2 Stádas Forbartha Teicneolaíochta sa tSín
1.2.1 Foinse Solais faoi stiúir Specializd agus Trealamh Teicneolaíochta um Shábháil Fuinnimh le haghaidh Solas Saorga i Monarcha Plandaí
Forbraíodh foinsí éadroma speisialta agus gorm faoi stiúir chun speicis éagsúla plandaí a tháirgeadh i monarchana plandaí i ndiaidh a chéile. Tá an chumhacht idir 30 agus 300 W, agus is é an déine solais ionradaíochta ná 80 go 500 μmol/(m2 • s), ar féidir leis déine solais a sholáthar le raon tairsí cuí, paraiméadair ar chaighdeán solais, chun éifeacht ardéifeachtachta a bhaint amach coigilt fuinnimh agus oiriúnú do riachtanais fás agus soilsiú plandaí. Maidir le bainistiú diúscartha teasa foinse solais, tugadh isteach an dearadh gníomhach diomailt teasa den lucht leanúna foinse solais, rud a laghdaíonn ráta lobhadh éadrom an fhoinse solais agus a chinntíonn saol na foinse solais. Ina theannta sin, moltar modh chun teas na foinse solais LED a laghdú trí thuaslagán cothaitheach nó cúrsaíocht uisce. Maidir le bainistíocht spáis foinse solais, de réir dhlí éabhlóid mhéid na bplandaí sa chéim síológ agus céim níos déanaí, trí bhainistíocht ghluaiseachta spáis ingearach foinse solais LED, is féidir an ceannbhrat plandaí a shoilsiú go dlúth agus is é an sprioc sábhála fuinnimh bainte amach. Faoi láthair, is féidir le tomhaltas fuinnimh foinse solais mhonarcha saorga solais 50% go 60% de thomhaltas iomlán fuinnimh oibriúcháin an mhonarcha plandaí a chur san áireamh. Cé gur féidir le LED fuinneamh 50% a shábháil i gcomparáid le lampaí fluaraiseacha, tá an poitéinseal agus an gá le taighde ar choigilt fuinnimh agus ar laghdú tomhaltais fós.
1.2.2 Teicneolaíocht agus trealamh saothraithe tríthoiseach tríthoiseach
Laghdaítear an bhearna ciseal den saothrú tríthoiseach ilchisealach toisc go dtagann an LED in áit an lampa fhluaraiseach, a fheabhsaíonn éifeachtúlacht úsáid tríthoiseach spáis an tsaothair plandaí. Tá go leor staidéar ar dhearadh bun an leaba saothraithe. Tá na stríocaí ardaithe deartha chun sreabhadh suaite a ghiniúint, ar féidir leo cabhrú le fréamhacha plandaí a ionsú chun cothaithigh a ionsú sa tuaslagán cothaitheach go cothrom agus an tiúchan ocsaigine tuaslagtha a mhéadú. Ag baint úsáide as an mbord coilínithe, tá dhá mhodh coilínithe ann, is é sin, na cupáin phlaisteacha plaisteacha de mhéideanna éagsúla nó an modh coilínithe imlíne spúinse. Tá córas leaba shaothraithe slidable le feiceáil, agus is féidir an bord plandála agus na plandaí air a bhrú de láimh ó thaobh amháin go ceann eile, ag baint amach an modh táirgthe plandála ag foirceann amháin den leaba saothraithe agus ag baint ag an taobh eile. Faoi láthair, tá éagsúlacht de theicneolaíocht agus trealamh cultúir uilíoch tríthoiseach uilíoch bunaithe ar theicneolaíocht scannán cothaitheach leachtach agus teicneolaíocht sreafa leacht domhain, agus an teicneolaíocht agus an trealamh chun sútha talún a shaothrú, saothrú aerasóil glasraí agus bláthanna duilleacha tar éis teacht suas. D'fhorbair an teicneolaíocht a luadh go tapa.
1.2.3 Teicneolaíocht agus Trealamh Scaipthe Réiteach Cothaitheach
Tar éis an tuaslagán cothaitheach a úsáid ar feadh tréimhse ama, is gá eilimintí uisce agus mianraí a chur leis. Go ginearálta, déantar méid an tuaslagáin chothaithigh nua-ullmhaithe agus an tuaslagáin bonn-aigéad a chinneadh trí CE agus pH a thomhas. Ní mór cáithníní móra dríodair nó exfoliation fréimhe sa tuaslagán cothaitheach a bhaint le scagaire. Is féidir modhanna fréamhacha sa tuaslagán cothaitheach a bhaint trí mhodhanna fóta -anailíseacha chun constaicí cropping leanúnacha a sheachaint i hydroponics, ach tá rioscaí áirithe ann maidir le hinfhaighteacht cothaitheach.
1.2.4 Teicneolaíocht agus Trealamh Rialaithe Comhshaoil
Tá glaineacht aeir an spáis táirgthe ar cheann de na táscairí tábhachtacha ar cháilíocht aeir na monarchan plandaí. Ba chóir an glaineacht aeir (táscairí cáithníní ar fionraí agus baictéir socraithe) i spás táirgthe an mhonarcha plandaí faoi choinníollacha dinimiciúla a rialú go leibhéal os cionn 100,000. Is cosaintí bunúsacha iad ionchur díghalraithe ábhair, cóireáil cithfholctha aeir pearsanra isteach, agus córas íonú aeir úrnua (córas scagacháin aeir). Is ábhar tábhachtach eile de rialú cáilíochta an aeir iad an teocht agus an taise, an tiúchan CO2 agus an treoluas aeir aeir sa spás táirgthe. De réir tuairiscí, is féidir le trealamh a chur ar bun mar bhoscaí measctha aeir, duchtanna aeir, góilíní aeir agus asraonta aeir an teocht agus an taise, an tiúchan CO2 agus an luas sreafa aeir sa spás táirgthe a rialú go cothrom, chun aonfhoirmeacht spásúil ard a bhaint amach agus freastal ar riachtanais plandaí ard i suíomhanna spásúla éagsúla. Déantar an córas rialaithe teochta, taise agus CO2 agus an córas úr aeir a chomhtháthú go horgánach sa chóras aeir a scaiptear. Ní mór do na trí chóras an ducht aeir, an t -aeir agus an t -asraon aeir a roinnt, agus cumhacht a sholáthar tríd an lucht leanúna chun cúrsaíocht an tsreafa aeir, an scagacháin agus an díghalraithe a bhaint amach, agus nuashonrú agus aonfhoirmeacht cháilíocht an aeir. Cinntíonn sé go bhfuil an táirgeadh plandaí sa mhonarcha plandaí saor ó lotnaidí agus ó ghalair, agus níl aon iarratas ar lotnaidicídí ag teastáil. Ag an am céanna, tá aonfhoirmeacht na teochta, na taise, an tsreafa aeir agus an CO2 de na heilimintí timpeallachta fáis sa cheannbhrat cinnte go gcomhlíonfaidh sé riachtanais an fháis plandaí.
2. Stádas Forbartha Thionscal na Monarcha Plandaí
2.1 status quo de thionscal na monarchan plandaí eachtracha
Sa tSeapáin, tá taighde agus forbairt agus tionsclú monarchana plandaí saorga sách tapa, agus tá siad ag an leibhéal tosaigh. In 2010, sheol rialtas na Seapáine 50 billiún en chun tacú le taighde agus forbairt teicneolaíochta agus taispeántas tionsclaíoch. Ghlac ocht n -institiúid lena n -áirítear Cumann Taighde Monarcha Phlandaí Chiba agus an tSeapáin páirt. Rinne an tSeapáin Future Company an chéad tionscadal taispeántais tionsclaíochta i monarcha plandaí agus d'oibrigh sí le haschur laethúil de 3,000 planda. In 2012, ba é costas táirgthe an mhonarcha plandaí ná 700 yen/kg. In 2014, críochnaíodh Monarcha Plandaí Monarcha Nua -Aimseartha i gCaisleán Taga, Miyagi Prefecture, ag éirí mar an chéad mhonarcha plandaí faoi stiúir ar domhan le haschur laethúil de 10,000 planda. Ó 2016 i leith, tá monarchana plandaí LED tar éis dul isteach i lána tapa na tionsclaíochta sa tSeapáin, agus tháinig teacht chun cinn i bhfiontair chothrom nó brabúsach i ndiaidh a chéile. In 2018, bhí monarchana plandaí ar mhórscála le cumas táirgthe laethúil de 50,000 go 100,000 planda le feiceáil i ndiaidh a chéile, agus bhí na monarchana plandaí domhanda ag forbairt i dtreo forbairt ar scála mór, gairmiúil agus cliste. Ag an am céanna, thosaigh cumhacht leictreach Tóiceo, Okinawa Electric Power agus réimsí eile ag infheistiú i monarchana plandaí. In 2020, beidh sciar an mhargaidh de leitís a tháirgtear ag monarchana plandaí na Seapáine cuntas ar thart ar 10% den mhargadh leitís ar fad. I measc níos mó ná 250 monarchana plandaí saorga de chineál saorga atá i bhfeidhm faoi láthair, tá 20% i gcéim déanta caillteanais, tá 50% ag an leibhéal meá ar mheá, agus tá 30% i gcéim brabúsach, a bhaineann le speicis phlandaí saothraithe mar Leitís, luibheanna, agus síológa.
Is ceannaire fíor -dhomhanda í an Ísiltír i réimse na teicneolaíochta feidhmithe comhcheangailte de sholas gréine agus de sholas saorga do mhonarcha plandaí, le leibhéal ard meicnithe, uathoibrithe, faisnéise agus neamhghnách, agus tá sraith iomlán teicneolaíochtaí agus trealaimh onnmhairithe anois Táirgí go dtí an Meánoirthear, an Afraic, an tSín agus tíortha eile. Tá Feirme Aerofarms Mheiriceá lonnaithe i Newark, New Jersey, SAM, le achar 6500 m2. Fásann sé go príomha glasraí agus spíosraí, agus tá an t -aschur thart ar 900 t/bliain.
Feirmeoireacht ingearach in Aerofarms
Glacann an mhonarcha plandaí feirmeoireachta ingearach de chuid na cuideachta sna Stáit Aontaithe soilsiú LED agus fráma plandála ingearach le hairde 6 m. Fásann plandaí ó thaobh na bplandálaithe. Ag brath ar uisce domhantarraingthe, ní éilíonn an modh plandála seo caidéil bhreise agus tá sé níos éifeachtúla ó thaobh uisce de ná mar a bhíonn ag an bhfeirmeoireacht thraidisiúnta. Éilíonn Plenty go dtáirgeann a fheirm 350 uair aschur feirme traidisiúnta agus gan ach 1% den uisce á úsáid.
Monarcha plandaí feirmeoireachta ingearach, cuideachta neart
2.2 Tionscal Monarcha Plandaí Stádas sa tSín
In 2009, tógadh an chéad mhonarcha gléasra táirgthe sa tSín le rialú cliste de réir mar a tógadh an croí agus cuireadh i bhfeidhm é i bPáirc Expo Talmhaíochta Changchun. Is é an limistéar tógála ná 200 m2, agus is féidir monatóireacht a dhéanamh go huathoibríoch ar na tosca comhshaoil amhail teocht, taise, solas, CO2 agus tuaslagán tuaslagáin chothaitheach an mhonarcha plandaí chun bainistíocht Chliste a bhaint amach.
In 2010, tógadh monarcha plandaí Tongzhou i mBéising. Glacann an príomhstruchtúr struchtúr cruach solais aonchiseal le achar tógála iomlán de 1289 m2. Tá sé múnlaithe mar iompróir aerárthaigh, agus siombail talmhaíochta na Síne ag dul i gceannas ar sheol a chur ar an teicneolaíocht is úire sa talmhaíocht nua -aimseartha. Forbraíodh an trealamh uathoibríoch do roinnt oibríochtaí de tháirgeadh glasraí duilleacha, rud a chuir feabhas ar leibhéal uathoibrithe táirgthe agus ar éifeachtúlacht táirgthe an mhonarcha plandaí. Glacann an mhonarcha plandaí córas caidéil teasa foinse talún agus córas giniúna cumhachta gréine, a réitíonn níos fearr an fhadhb a bhaineann le costais oibriúcháin arda don mhonarcha plandaí.
Radharc taobh istigh agus taobh amuigh de mhonarcha plandaí Tongzhou
In 2013, bunaíodh go leor cuideachtaí teicneolaíochta talmhaíochta i gcrios taispeántais ardteicneolaíochta talmhaíochta, Shaanxi Province. Tá an chuid is mó de na tionscadail mhonarcha plandaí atá á dtógáil agus á n-oibriú lonnaithe i bpáirceanna taispeántais ardteicneolaíochta talmhaíochta, a úsáidtear go príomha le haghaidh taispeántais eolaíochta coitianta agus fámaireachta fóillíochta. Mar gheall ar a dteorainneacha feidhmiúla, tá sé deacair do na monarchana plandaí eolaíochta coitianta seo an toradh ard agus an t -ardéifeachtúlacht a theastaíonn le tionsclaíocht a bhaint amach, agus beidh sé deacair dóibh a bheith ina bhfoirm phríomhshrutha tionsclaíochta amach anseo.
In 2015, chomhoibrigh monaróir sliseanna móra faoi stiúir sa tSín le hInstitiúid Luibheolaíochta Acadamh na nEolaíochtaí Síneach chun bunú cuideachta mhonarcha plandaí a thionscnamh. Tá sé tar éis trasnú ón tionscal optoelectronic go dtí an tionscal “fóta -eolaíoch”, agus tá sé ina fhasach do mhonaróirí faoi stiúir na Síne infheistiú i dtógáil monarchana plandaí i dtionsclaíocht. Tá a mhonarcha plandaí tiomanta d'infheistíocht thionsclaíoch a dhéanamh i bhfóta -eolaíocht atá ag teacht chun cinn, a chomhtháthaíonn taighde eolaíoch, táirgeadh, taispeántas, goir agus feidhmeanna eile, le caipiteal cláraithe de 100 milliún yuan. I mí an Mheithimh 2016, críochnaíodh an mhonarcha plandaí seo le foirgneamh 3 stór a chlúdaíonn achar de 3,000 m2 agus limistéar saothraithe de níos mó ná 10,000 m2 agus cuireadh i bhfeidhm é. Faoi Bhealtaine 2017, is é an scála táirgthe laethúil ná 1,500 kg de ghlasraí duilleacha, atá cothrom le 15,000 planda leitís in aghaidh an lae.
3. Fadhbanna agus frithbhearta atá os comhair forbairt monarchana plandaí
3.1 Fadhbanna
3.1.1 Costas Ardfhoirgníochta
Ní mór do monarchana plandaí barra a tháirgeadh i dtimpeallacht dhúnta. Dá bhrí sin, is gá tionscadail agus trealamh tacaíochta a thógáil lena n-áirítear struchtúir chothabhála sheachtracha, córais aerchóirithe, foinsí solais shaorga, córais saothraithe ilchisealacha, cúrsaíocht tuaslagáin chothaitheach, agus córais rialaithe ríomhaire. Tá an costas tógála sách ard.
3.1.2 Costas Oibríochta Ard
Tagann an chuid is mó de na foinsí solais a éilíonn monarchana plandaí ó shoilse LED, a itheann a lán leictreachais agus a sholáthraíonn speictrim chomhfhreagracha d'fhás na mbarr éagsúla. Tá trealamh mar aerchóiriú, aeráil, agus caidéil uisce i bpróiseas táirgthe monarchana plandaí ag ithe leictreachais freisin, mar sin is costas ollmhór iad billí leictreachais. De réir staitisticí, i measc na gcostas táirgthe a bhaineann le monarchana plandaí, is ionann costais leictreachais agus 29%, is ionann costais saothair agus 26%, is ionann dímheas sócmhainní seasta agus 23%, pacáistiú agus iompar 12%, agus is ionann ábhair táirgthe agus 10%.
Briseadh síos an chostais táirgthe don mhonarcha plandaí
3.1.3 leibhéal íseal uathoibrithe
Tá leibhéal íseal uathoibrithe ag an monarcha plandaí atá i bhfeidhm faoi láthair, agus tá oibríochtaí láimhe fós ag teastáil ó phróisis ar nós síológ, trasphlandú, plandáil allamuigh agus baint, as a leanann costais saothair arda.
3.1.4 cineálacha teoranta barra is féidir a shaothrú
Faoi láthair, tá na cineálacha barra atá oiriúnach do monarchana plandaí an -teoranta, glasraí duilleacha glasa den chuid is mó a fhásann go gasta, a ghlacann go héasca le foinsí solais saorga, agus a bhfuil ceannbhrat íseal acu. Ní féidir plandáil ar scála mór a dhéanamh le haghaidh riachtanais phlandála chasta (mar shampla barra nach mór a bheith pollinated, etc.).
3.2 Straitéis Forbartha
I bhfianaise na bhfadhbanna atá roimh thionscal na monarchan plandaí, is gá taighde a dhéanamh ó ghnéithe éagsúla amhail teicneolaíocht agus oibriú. Mar fhreagra ar na fadhbanna reatha, is iad seo a leanas na frithbhearta.
(1) An taighde ar theicneolaíocht chliste monarchana plandaí a neartú agus leibhéal na bainistíochta dian agus scagtha a fheabhsú. Cuidíonn forbairt córais bhainistíochta agus rialaithe cliste le dianbhainistiú agus scagadh monarchana plandaí a bhaint amach, rud a fhéadann costais saothair a laghdú go mór agus saothair a shábháil.
. Tá forbairt saoráidí agus trealaimh saothraithe ardéifeachtúlachta, teicneolaíocht soilsithe agus trealamh soilsithe fuinnimh, etc., chun leibhéal cliste na monarchana plandaí a fheabhsú, ina gcabhair ar tháirgeadh bliantúil ardéifeachtúlachta a réadú.
. .
.
4. treocht forbartha agus ionchas monarcha plandaí
4.1 Treocht Forbartha Teicneolaíochta
4.1.1 Intellectualization Próiseas Iomlán
Bunaithe ar mheicníocht comhleá agus caillteanais mheaisín-ealaíon an chórais barr-robot, plandáil agus buainte solúbtha ardluais agus neamh-millteach éifeachtóirí deiridh, spás ilthoiseach a dháileadh go cruinn agus modhanna rialaithe il-mheaisín il-mhodúil, modhanna rialaithe il-mheaisín il-mhodúil, agus cur gan foireann, éifeachtach agus neamh-millteach i monarchana plandaí ard-ardú-róbait intleachtacha agus trealamh tacaíochta mar Ba chóir pacáil a dhéanamh ar phacáil ar phlandáil, rud a fhágann go bhfuil an próiseas iomlán gan foireann á bhaint amach.
4.1.2 Rialú Táirgeachta a dhéanamh níos cliste
Bunaithe ar mheicníocht freagartha an fháis agus na forbartha barr go radaíocht éadrom, teocht, taise, tiúchan CO2, tiúchan cothaitheach tuaslagáin chothaitheach, agus CE, ba cheart samhail chainníochtúil d'aiseolas barr-chomhshaoil a thógáil. Ba cheart croí -mhúnla straitéiseach a bhunú chun anailís a dhéanamh go dinimiciúil ar pharaiméadair faisnéise agus timpeallachta táirgeachta do shaol glasraí duilleach. Ba cheart an diagnóis aitheantais dinimiciúil ar líne agus an córas rialaithe próisis a bhunú freisin. Ba cheart córas cinnteoireachta comhoibritheach hintleachta saorga comhoibritheach don phróiseas táirgthe iomlán de mhonarcha talmhaíochta ingearach ard-toirte a chruthú.
4.1.3 Táirgeadh íseal -charbóin agus coigilt fuinnimh
Córas bainistíochta fuinnimh a bhunú a úsáideann foinsí fuinnimh in -athnuaite amhail gréine agus gaoth chun tarchur cumhachta agus ídiú fuinnimh a rialú chun na spriocanna bainistíochta fuinnimh is fearr a bhaint amach. Astaíochtaí CO2 a ghabháil agus a athúsáid chun cabhrú le táirgeadh barr.
4.1.3 Luach ard na gcineálacha préimhe
Ba chóir straitéisí indéanta a ghlacadh chun cineálacha éagsúla breisluacha a phórú chun turgnaimh a phlandáil, bunachar sonraí de shaineolaithe teicneolaíochta saothraithe a thógáil, taighde a dhéanamh ar theicneolaíocht saothraithe, roghnú dlúis, socrú coinleach, inoiriúnaitheacht éagsúlachta agus trealaimh, agus sonraíochtaí teicniúla caighdeánacha saothraithe a chruthú.
4.2 Ionchais Forbartha Tionscail
Is féidir le monarchana plandaí fáil réidh le srianta na n -acmhainní agus an chomhshaoil, táirgeadh tionsclaithe na talmhaíochta a bhaint amach, agus an ghlúin nua de lucht saothair a mhealladh chun dul i mbun táirgthe talmhaíochta. Is é an príomh -nuálaíocht theicneolaíoch agus an tionsclaíocht atá ag monarchana plandaí na Síne ná ceannaire domhanda. Le cur i bhfeidhm luathaithe foinse solais LED, digitiú, uathoibriú, agus teicneolaíochtaí cliste i réimse na monarchana plandaí, meallfaidh monarchana plandaí níos mó infheistíochta caipitil, bailiú tallainne, agus úsáid níos mó fuinnimh, ábhair nua, agus trealamh nua. Ar an mbealach seo, is féidir comhtháthú domhain na teicneolaíochta faisnéise agus na n-áiseanna agus na dtrealamh a bhaint amach, is féidir an leibhéal cliste agus gan foireann a fheabhsú, an laghdú leanúnach ar ídiú fuinnimh agus costais oibriúcháin trí nuálaíocht leanúnach, agus an céime de réir a chéile Beidh saothrú na margaí speisialaithe, monarchana plandaí cliste i dtréimhse forbartha órga.
De réir tuarascálacha taighde margaidh, níl ach US $ 2.9 billiún i méid an mhargaidh feirmeoireachta ingearach domhanda in 2020, agus táthar ag súil go sroichfidh méid an mhargaidh feirmeoireachta ingearach domhanda US $ 30 billiún faoi 2025. Go hachomair, tá ionchais leathana agus spás forbartha ag monarchana plandaí.
Údar: Zengchan Zhou, Weidong, srl
Faisnéis lua:Staid reatha agus ionchais fhorbairt thionscal na monarchan plandaí [J]. Teicneolaíocht Innealtóireachta Talmhaíochta, 2022, 42 (1): 18-23.De réir Zengchan Zhou, Wei Dong, Xiugang Li, et al.
Am Post: Márta-23-2022