Περίληψη: Τα τελευταία χρόνια, με τη συνεχή εξερεύνηση της σύγχρονης γεωργικής τεχνολογίας, έχει αναπτυχθεί ραγδαία και η φυτοβιομηχανία.Αυτή η εργασία εισάγει το status quo, τα υπάρχοντα προβλήματα και τα αναπτυξιακά αντίμετρα της τεχνολογίας των εργοστασίων και της ανάπτυξης της βιομηχανίας και προσβλέπει στην αναπτυξιακή τάση και την προοπτική των εργοστασίων εργοστασίων στο μέλλον.

1. Τρέχουσα κατάσταση της τεχνολογικής ανάπτυξης σε εργοστάσια φυτών στην Κίνα και στο εξωτερικό

1.1 Το status quo της ξένης τεχνολογικής ανάπτυξης

Από τον 21ο αιώνα, η έρευνα των εργοστασίων φυτών επικεντρώθηκε κυρίως στη βελτίωση της απόδοσης φωτός, στη δημιουργία πολυστρωματικού εξοπλισμού τρισδιάστατου συστήματος καλλιέργειας και στην έρευνα και ανάπτυξη έξυπνης διαχείρισης και ελέγχου.Στον 21ο αιώνα, η καινοτομία των γεωργικών πηγών φωτός LED έχει σημειώσει πρόοδο, παρέχοντας σημαντική τεχνική υποστήριξη για την εφαρμογή πηγών φωτός LED εξοικονόμησης ενέργειας σε εργοστάσια φυτών.Το Πανεπιστήμιο Chiba στην Ιαπωνία έχει κάνει μια σειρά από καινοτομίες σε πηγές φωτός υψηλής απόδοσης, περιβαλλοντικό έλεγχο εξοικονόμησης ενέργειας και τεχνικές καλλιέργειας.Το Πανεπιστήμιο Wageningen στην Ολλανδία χρησιμοποιεί τεχνολογία προσομοίωσης καλλιέργειας-περιβάλλοντος και δυναμικής βελτιστοποίησης για να αναπτύξει ένα έξυπνο σύστημα εξοπλισμού για εργοστάσια, το οποίο μειώνει σημαντικά το λειτουργικό κόστος και βελτιώνει σημαντικά την παραγωγικότητα της εργασίας.

Τα τελευταία χρόνια, τα εργοστάσια φυτών έχουν συνειδητοποιήσει σταδιακά τον ημι-αυτοματισμό των παραγωγικών διαδικασιών από τη σπορά, την εκτροφή δενδρυλλίων, τη μεταφύτευση και τη συγκομιδή.Η Ιαπωνία, η Ολλανδία και οι Ηνωμένες Πολιτείες βρίσκονται στην πρώτη γραμμή, με υψηλό βαθμό μηχανοποίησης, αυτοματοποίησης και ευφυΐας, και αναπτύσσονται προς την κατεύθυνση της κάθετης γεωργίας και της μη επανδρωμένης λειτουργίας.

1.2 Κατάσταση τεχνολογικής ανάπτυξης στην Κίνα

1.2.1 Εξειδικευμένη πηγή φωτός LED και εξοπλισμός τεχνολογίας εφαρμογής εξοικονόμησης ενέργειας για τεχνητό φως σε εργοστάσιο

Ειδικές κόκκινες και μπλε πηγές φωτός LED για την παραγωγή διαφόρων ειδών φυτών σε εργοστάσια φυτών έχουν αναπτυχθεί η μία μετά την άλλη.Η ισχύς κυμαίνεται από 30 έως 300 W και η ένταση του φωτός ακτινοβολίας είναι 80 έως 500 μmol/(m2•s), η οποία μπορεί να παρέχει μια ένταση φωτός με ένα κατάλληλο εύρος κατωφλίου, παραμέτρους ποιότητας φωτός, για να επιτευχθεί το αποτέλεσμα υψηλής απόδοσης εξοικονόμηση ενέργειας και προσαρμογή στις ανάγκες ανάπτυξης και φωτισμού των φυτών.Όσον αφορά τη διαχείριση της διάχυσης θερμότητας της πηγής φωτός, έχει εισαχθεί ο σχεδιασμός ενεργής διάχυσης θερμότητας του ανεμιστήρα πηγής φωτός, ο οποίος μειώνει τον ρυθμό αποσύνθεσης του φωτός της πηγής φωτός και εξασφαλίζει τη διάρκεια ζωής της πηγής φωτός.Επιπλέον, προτείνεται μια μέθοδος μείωσης της θερμότητας της πηγής φωτός LED μέσω θρεπτικού διαλύματος ή κυκλοφορίας νερού.Όσον αφορά τη διαχείριση του χώρου της πηγής φωτός, σύμφωνα με τον εξελικτικό νόμο του μεγέθους του φυτού στο στάδιο του σπορόφυτου και στο μεταγενέστερο στάδιο, μέσω της διαχείρισης κάθετης κίνησης χώρου της πηγής φωτός LED, ο θόλος του φυτού μπορεί να φωτιστεί σε κοντινή απόσταση και ο στόχος εξοικονόμησης ενέργειας είναι επιτεύχθηκε.Επί του παρόντος, η κατανάλωση ενέργειας της πηγής φωτός του εργοστασίου τεχνητού φωτός μπορεί να αντιπροσωπεύει το 50% έως 60% της συνολικής ενεργειακής κατανάλωσης λειτουργίας του εργοστασίου.Αν και το LED μπορεί να εξοικονομήσει 50% ενέργεια σε σύγκριση με τους λαμπτήρες φθορισμού, εξακολουθεί να υπάρχει η δυνατότητα και η αναγκαιότητα έρευνας για την εξοικονόμηση ενέργειας και τη μείωση της κατανάλωσης.

1.2.2 Τεχνολογία και εξοπλισμός πολυστρωματικής τρισδιάστατης καλλιέργειας

Το χάσμα στρώσεων της πολυστρωματικής τρισδιάστατης καλλιέργειας μειώνεται επειδή το LED αντικαθιστά τη λάμπα φθορισμού, η οποία βελτιώνει την τρισδιάστατη απόδοση χρήσης του χώρου της καλλιέργειας φυτών.Υπάρχουν πολλές μελέτες για το σχεδιασμό του πυθμένα του κρεβατιού καλλιέργειας.Οι ανυψωμένες ρίγες έχουν σχεδιαστεί για να δημιουργούν ταραχώδη ροή, η οποία μπορεί να βοηθήσει τις ρίζες των φυτών να απορροφήσουν ομοιόμορφα τα θρεπτικά συστατικά στο θρεπτικό διάλυμα και να αυξήσουν τη συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου.Χρησιμοποιώντας τον πίνακα αποικισμού, υπάρχουν δύο μέθοδοι αποικισμού, δηλαδή τα πλαστικά κύπελλα αποικισμού διαφορετικών μεγεθών ή η περιμετρική λειτουργία αποικισμού με σφουγγάρι.Έχει εμφανιστεί ένα συρόμενο σύστημα κλίνης καλλιέργειας και η σανίδα φύτευσης και τα φυτά πάνω της μπορούν να ωθηθούν χειροκίνητα από τη μια άκρη στην άλλη, συνειδητοποιώντας τον τρόπο παραγωγής φύτευσης στο ένα άκρο του κλίνης καλλιέργειας και συγκομιδής στο άλλο άκρο.Επί του παρόντος, έχει αναπτυχθεί μια ποικιλία τρισδιάστατων πολυστρωματικών τεχνολογιών καλλιέργειας χωρίς έδαφος και εξοπλισμού βασισμένος στην τεχνολογία θρεπτικών υγρών φιλμ και τεχνολογία βαθιάς ροής υγρών, καθώς και η τεχνολογία και ο εξοπλισμός για την καλλιέργεια υποστρώματος φράουλας, την καλλιέργεια αεροζόλ φυλλωδών λαχανικών και λουλουδιών έχουν ξεφυτρώσει.Η τεχνολογία που αναφέρθηκε έχει αναπτυχθεί γρήγορα.

1.2.3 Τεχνολογία και εξοπλισμός κυκλοφορίας θρεπτικών διαλυμάτων

Αφού χρησιμοποιηθεί το θρεπτικό διάλυμα για κάποιο χρονικό διάστημα, είναι απαραίτητο να προσθέσετε νερό και μεταλλικά στοιχεία.Γενικά, η ποσότητα του νεοπαρασκευασθέντος διαλύματος θρεπτικών συστατικών και η ποσότητα του διαλύματος οξέος-βάσης προσδιορίζονται με μέτρηση EC και pH.Μεγάλα σωματίδια ιζήματος ή απολέπισης ρίζας στο θρεπτικό διάλυμα πρέπει να αφαιρεθούν με ένα φίλτρο.Τα εκκρίματα ρίζας στο θρεπτικό διάλυμα μπορούν να αφαιρεθούν με φωτοκαταλυτικές μεθόδους για να αποφευχθούν εμπόδια συνεχούς καλλιέργειας στην υδροπονία, αλλά υπάρχουν ορισμένοι κίνδυνοι στη διαθεσιμότητα θρεπτικών ουσιών.

1.2.4 Τεχνολογία και εξοπλισμός περιβαλλοντικού ελέγχου

Η καθαριότητα του αέρα του χώρου παραγωγής είναι ένας από τους σημαντικούς δείκτες της ποιότητας του αέρα του εργοστασίου.Η καθαριότητα του αέρα (δείκτες αιωρούμενων σωματιδίων και καθιζάνον βακτηρίων) στον χώρο παραγωγής του εργοστασίου του εργοστασίου υπό δυναμικές συνθήκες θα πρέπει να ελέγχεται σε επίπεδο άνω των 100.000.Η είσοδος απολύμανσης υλικού, η επεξεργασία ντους αέρα εισερχόμενου προσωπικού και το σύστημα καθαρισμού αέρα κυκλοφορίας φρέσκου αέρα (σύστημα φιλτραρίσματος αέρα) αποτελούν βασικές διασφαλίσεις.Η θερμοκρασία και η υγρασία, η συγκέντρωση CO2 και η ταχύτητα ροής αέρα του αέρα στον χώρο παραγωγής είναι ένα άλλο σημαντικό περιεχόμενο στον έλεγχο της ποιότητας του αέρα.Σύμφωνα με αναφορές, η εγκατάσταση εξοπλισμού όπως κουτιά ανάμιξης αέρα, αεραγωγοί, είσοδοι και έξοδοι αέρα μπορεί να ελέγξει ομοιόμορφα τη θερμοκρασία και την υγρασία, τη συγκέντρωση CO2 και την ταχύτητα ροής αέρα στον χώρο παραγωγής, έτσι ώστε να επιτευχθεί υψηλή χωρική ομοιομορφία και να καλύψει τις ανάγκες των φυτών σε διαφορετικές χωρικές τοποθεσίες.Το σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας, υγρασίας και συγκέντρωσης CO2 και το σύστημα φρέσκου αέρα είναι οργανικά ενσωματωμένα στο σύστημα κυκλοφορίας αέρα.Τα τρία συστήματα πρέπει να μοιράζονται τον αγωγό αέρα, την είσοδο και την έξοδο αέρα και να παρέχουν ισχύ μέσω του ανεμιστήρα για να πραγματοποιηθεί η κυκλοφορία της ροής αέρα, το φιλτράρισμα και η απολύμανση και η ενημέρωση και ομοιομορφία της ποιότητας του αέρα.Εξασφαλίζει ότι η φυτική παραγωγή στο εργοστάσιο φυτών είναι απαλλαγμένη από παράσιτα και ασθένειες και δεν απαιτείται εφαρμογή φυτοφαρμάκων.Ταυτόχρονα, η ομοιομορφία της θερμοκρασίας, της υγρασίας, της ροής αέρα και της συγκέντρωσης CO2 των στοιχείων του περιβάλλοντος ανάπτυξης στο θόλο είναι εγγυημένη για να καλύψει τις ανάγκες ανάπτυξης των φυτών.

2. Κατάσταση Ανάπτυξης Φυτικής Εργοστασιακής Βιομηχανίας

2.1 Status quo της ξένης βιομηχανίας εργοστασίων

Στην Ιαπωνία, η έρευνα και η ανάπτυξη και η εκβιομηχάνιση των εργοστασίων φυτών τεχνητού φωτός είναι σχετικά γρήγορη και βρίσκονται στο ηγετικό επίπεδο.Το 2010, η ιαπωνική κυβέρνηση ξεκίνησε 50 δισεκατομμύρια γιεν για να υποστηρίξει την τεχνολογική έρευνα και ανάπτυξη και τη βιομηχανική επίδειξη.Συμμετείχαν οκτώ ιδρύματα, συμπεριλαμβανομένου του Πανεπιστημίου Chiba και της Ιαπωνικής Ένωσης Ερευνών Εργοστασίων Φυτών.Η Japan Future Company ανέλαβε και λειτούργησε το πρώτο έργο επίδειξης εκβιομηχάνισης ενός εργοστασίου με ημερήσια παραγωγή 3.000 φυτών.Το 2012, το κόστος παραγωγής του εργοστασίου ήταν 700 γιεν/κιλό.Το 2014, ολοκληρώθηκε το σύγχρονο εργοστάσιο εργοστασίων στο Κάστρο Taga, στην επαρχία Miyagi, και έγινε το πρώτο εργοστάσιο παραγωγής LED στον κόσμο με ημερήσια παραγωγή 10.000 φυτών.Από το 2016, τα εργοστάσια εγκαταστάσεων LED έχουν εισέλθει στη γρήγορη λωρίδα της εκβιομηχάνισης στην Ιαπωνία, και οι επιχειρήσεις στο νεκρό σημείο ή οι κερδοφόρες επιχειρήσεις έχουν εμφανιστεί η μία μετά την άλλη.Το 2018, εργοστάσια μεγάλης κλίμακας με ημερήσια παραγωγική ικανότητα από 50.000 έως 100.000 εργοστάσια εμφανίστηκαν το ένα μετά το άλλο και τα παγκόσμια εργοστάσια φυτών εξελίσσονταν προς μεγάλης κλίμακας, επαγγελματική και έξυπνη ανάπτυξη.Ταυτόχρονα, η Tokyo Electric Power, η Okinawa Electric Power και άλλοι τομείς άρχισαν να επενδύουν σε εργοστάσια εργοστασίων.Το 2020, το μερίδιο αγοράς του μαρουλιού που παράγεται από ιαπωνικά εργοστάσια φυτών θα αντιπροσωπεύει περίπου το 10% της συνολικής αγοράς μαρουλιού.Μεταξύ των περισσότερων από 250 εργοστασίων τεχνητού φωτός που λειτουργούν αυτήν τη στιγμή, το 20% βρίσκεται σε ζημιογόνο στάδιο, το 50% είναι σε επίπεδο νεκρού σημείου και το 30% είναι σε κερδοφόρο στάδιο, στα οποία συμμετέχουν καλλιεργούμενα φυτικά είδη όπως π.χ. μαρούλι, βότανα και σπορόφυτα.

Η Ολλανδία είναι πραγματικός παγκόσμιος ηγέτης στον τομέα της συνδυασμένης τεχνολογίας εφαρμογής ηλιακού φωτός και τεχνητού φωτός για εργοστάσιο φυτών, με υψηλό βαθμό μηχανοποίησης, αυτοματισμού, ευφυΐας και μη επανδρωμένων και έχει πλέον εξάγει ένα πλήρες σύνολο τεχνολογιών και εξοπλισμού τόσο ισχυρό προϊόντα στη Μέση Ανατολή, την Αφρική, την Κίνα και άλλες χώρες.Η φάρμα American AeroFarms βρίσκεται στο Νιούαρκ του Νιου Τζέρσεϊ των ΗΠΑ, με έκταση 6500 m2.Καλλιεργεί κυρίως λαχανικά και μπαχαρικά και η παραγωγή είναι περίπου 900 t/έτος.

Κάθετη καλλιέργεια στην AeroFarms

Το εργοστάσιο φυτών κάθετης καλλιέργειας της Plenty Company στις Ηνωμένες Πολιτείες υιοθετεί φωτισμό LED και κάθετο πλαίσιο φύτευσης με ύψος 6 m.Τα φυτά αναπτύσσονται από τις πλευρές των ζαρντινιερών.Με βάση το πότισμα με βαρύτητα, αυτή η μέθοδος φύτευσης δεν απαιτεί πρόσθετες αντλίες και είναι πιο αποδοτική ως προς το νερό από τη συμβατική καλλιέργεια.Ο Plenty ισχυρίζεται ότι η φάρμα του παράγει 350 φορές την παραγωγή ενός συμβατικού αγροκτήματος ενώ χρησιμοποιεί μόνο το 1% του νερού.

Εργοστάσιο κάθετης γεωργίας, Plenty Company

2.2 Status εργοστασιακή βιομηχανία εργοστασίων στην Κίνα

Το 2009, το πρώτο εργοστάσιο παραγωγής στην Κίνα με έξυπνο έλεγχο ως πυρήνα κατασκευάστηκε και τέθηκε σε λειτουργία στο Changchun Agricultural Expo Park.Η επιφάνεια του κτιρίου είναι 200 ​​m2 και οι περιβαλλοντικοί παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η υγρασία, το φως, το CO2 και η συγκέντρωση θρεπτικών διαλυμάτων του εργοστασίου μπορούν να παρακολουθούνται αυτόματα σε πραγματικό χρόνο για να πραγματοποιηθεί έξυπνη διαχείριση.

Το 2010 κατασκευάστηκε το εργοστάσιο Tongzhou στο Πεκίνο.Η κύρια κατασκευή υιοθετεί μια μονοστρωματική κατασκευή από ελαφρύ χάλυβα με συνολική επιφάνεια κατασκευής 1289 m2.Έχει σχήμα αεροπλανοφόρου, συμβολίζοντας την κινεζική γεωργία που πρωτοστατεί στην πορεία προς την πιο προηγμένη τεχνολογία της σύγχρονης γεωργίας.Αναπτύχθηκε ο αυτόματος εξοπλισμός για ορισμένες λειτουργίες παραγωγής φυλλωδών λαχανικών, ο οποίος βελτίωσε το επίπεδο αυτοματισμού παραγωγής και την αποδοτικότητα παραγωγής του εργοστασίου.Το εργοστάσιο του εργοστασίου υιοθετεί ένα σύστημα αντλίας θερμότητας εδάφους και ένα σύστημα παραγωγής ηλιακής ενέργειας, το οποίο λύνει καλύτερα το πρόβλημα του υψηλού λειτουργικού κόστους για το εργοστάσιο της μονάδας.

Εσωτερική και εξωτερική άποψη του εργοστασίου φυτών Tongzhou

Το 2013, πολλές εταιρείες γεωργικής τεχνολογίας ιδρύθηκαν στη ζώνη επίδειξης υψηλής τεχνολογίας Yangling Agricultural, στην επαρχία Shaanxi.Τα περισσότερα από τα έργα εργοστασίων που βρίσκονται υπό κατασκευή και λειτουργία βρίσκονται σε γεωργικά πάρκα επίδειξης υψηλής τεχνολογίας, τα οποία χρησιμοποιούνται κυρίως για επιδείξεις λαϊκής επιστήμης και περιηγήσεις στα αξιοθέατα αναψυχής.Λόγω των λειτουργικών περιορισμών τους, είναι δύσκολο για αυτά τα εργοστάσια φυτών δημοφιλούς επιστήμης να επιτύχουν την υψηλή απόδοση και την υψηλή απόδοση που απαιτεί η εκβιομηχάνιση και θα είναι δύσκολο για αυτά να γίνουν η κύρια μορφή εκβιομηχάνισης στο μέλλον.

Το 2015, ένας σημαντικός κατασκευαστής τσιπ LED στην Κίνα συνεργάστηκε με το Ινστιτούτο Βοτανικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών για να ξεκινήσει από κοινού την ίδρυση μιας εταιρείας εργοστασίων φυτών.Έχει περάσει από την οπτοηλεκτρονική βιομηχανία στη βιομηχανία «φωτοβιολογικής» και έχει γίνει προηγούμενο για τους Κινέζους κατασκευαστές LED να επενδύσουν στην κατασκευή εργοστασίων για την εκβιομηχάνιση.Το Εργοστάσιο Φυτών του δεσμεύεται να πραγματοποιήσει βιομηχανικές επενδύσεις στην αναδυόμενη φωτοβιολογία, η οποία ενσωματώνει επιστημονική έρευνα, παραγωγή, επίδειξη, επώαση και άλλες λειτουργίες, με εγγεγραμμένο κεφάλαιο 100 εκατομμυρίων γιουάν.Τον Ιούνιο του 2016 ολοκληρώθηκε και τέθηκε σε λειτουργία αυτό το Εργοστάσιο Φυτών με τριώροφο κτίριο έκτασης 3.000 m2 και έκταση καλλιέργειας άνω των 10.000 m2.Μέχρι τον Μάιο του 2017, η ημερήσια κλίμακα παραγωγής θα είναι 1.500 κιλά φυλλώδη λαχανικά, που ισοδυναμεί με 15.000 φυτά μαρουλιού την ημέρα.

Απόψεις αυτής της εταιρείας

3. Προβλήματα και αντίμετρα που αντιμετωπίζει η ανάπτυξη των εργοστασίων φυτών

3.1 Προβλήματα

3.1.1 Υψηλό κόστος κατασκευής

Τα εργοστάσια φυτών πρέπει να παράγουν καλλιέργειες σε κλειστό περιβάλλον.Ως εκ τούτου, είναι απαραίτητο να κατασκευαστούν υποστηρικτικά έργα και εξοπλισμός, συμπεριλαμβανομένων εξωτερικών δομών συντήρησης, συστημάτων κλιματισμού, τεχνητών πηγών φωτός, συστημάτων καλλιέργειας πολλαπλών στρωμάτων, κυκλοφορίας θρεπτικών διαλυμάτων και συστημάτων ελέγχου υπολογιστών.Το κόστος κατασκευής είναι σχετικά υψηλό.

3.1.2 Υψηλό κόστος λειτουργίας

Οι περισσότερες από τις πηγές φωτός που απαιτούνται από τα εργοστάσια φυτών προέρχονται από φώτα LED, τα οποία καταναλώνουν πολύ ηλεκτρική ενέργεια ενώ παρέχουν αντίστοιχα φάσματα για την ανάπτυξη διαφορετικών καλλιεργειών.Εξοπλισμός όπως ο κλιματισμός, ο εξαερισμός και οι αντλίες νερού στη διαδικασία παραγωγής των εργοστασίων εργοστασίων καταναλώνουν επίσης ηλεκτρική ενέργεια, επομένως οι λογαριασμοί ηλεκτρικού ρεύματος είναι τεράστιο κόστος.Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, μεταξύ του κόστους παραγωγής των εργοστασίων, το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας αντιπροσωπεύει το 29%, το κόστος εργασίας στο 26%, οι αποσβέσεις παγίων στο 23%, η συσκευασία και η μεταφορά στο 12%, και τα υλικά παραγωγής στο 10%.

Ανάλυση του κόστους παραγωγής για το εργοστάσιο

3.1.3 Χαμηλό επίπεδο αυτοματισμού

Το επί του παρόντος εφαρμοζόμενο εργοστάσιο φυτών έχει χαμηλό επίπεδο αυτοματισμού και διαδικασίες όπως η φύτευση, η μεταφύτευση, η φύτευση στο χωράφι και η συγκομιδή εξακολουθούν να απαιτούν χειροκίνητες εργασίες, με αποτέλεσμα υψηλό κόστος εργασίας.

3.1.4 Περιορισμένες ποικιλίες καλλιεργειών που μπορούν να καλλιεργηθούν

Επί του παρόντος, τα είδη των καλλιεργειών που είναι κατάλληλα για εργοστάσια φυτών είναι πολύ περιορισμένα, κυρίως πράσινα φυλλώδη λαχανικά που αναπτύσσονται γρήγορα, δέχονται εύκολα τεχνητές πηγές φωτός και έχουν χαμηλό θόλο.Δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί φύτευση μεγάλης κλίμακας για πολύπλοκες απαιτήσεις φύτευσης (όπως καλλιέργειες που πρέπει να επικονιαστούν κ.λπ.).

3.2 Στρατηγική Ανάπτυξης

Ενόψει των προβλημάτων που αντιμετωπίζει η βιομηχανία εργοστασίων φυτών, είναι απαραίτητο να διεξαχθεί έρευνα από διάφορες πτυχές, όπως η τεχνολογία και η λειτουργία.Ως απάντηση στα τρέχοντα προβλήματα, τα αντίμετρα είναι τα εξής.

(1) Ενίσχυση της έρευνας για την ευφυή τεχνολογία εργοστασίων εργοστασίων και βελτίωση του επιπέδου εντατικής και εκλεπτυσμένης διαχείρισης.Η ανάπτυξη ενός έξυπνου συστήματος διαχείρισης και ελέγχου βοηθά στην επίτευξη εντατικής και εκλεπτυσμένης διαχείρισης εργοστασίων εργοστασίων, η οποία μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος εργασίας και να εξοικονομήσει εργατικό δυναμικό.

(2) Ανάπτυξη εντατικού και αποδοτικού τεχνικού εξοπλισμού εργοστασίων για την επίτευξη ετήσιας υψηλής ποιότητας και υψηλής απόδοσης.Η ανάπτυξη εγκαταστάσεων και εξοπλισμού καλλιέργειας υψηλής απόδοσης, τεχνολογίας και εξοπλισμού φωτισμού εξοικονόμησης ενέργειας κ.λπ., για τη βελτίωση του ευφυούς επιπέδου των εργοστασίων φυτών, συμβάλλει στην πραγματοποίηση ετήσιας παραγωγής υψηλής απόδοσης.

(3) Διεξαγωγή έρευνας για την τεχνολογία βιομηχανικής καλλιέργειας για φυτά υψηλής προστιθέμενης αξίας, όπως φαρμακευτικά φυτά, φυτά υγειονομικής περίθαλψης και σπάνια λαχανικά, αύξηση των τύπων καλλιεργειών που καλλιεργούνται σε εργοστάσια φυτών, διευρύνει τα κανάλια κέρδους και βελτιώνει το σημείο εκκίνησης του κέρδους .

(4) Διεξαγωγή έρευνας σε εργοστάσια φυτών για οικιακή και εμπορική χρήση, εμπλουτισμός των τύπων εργοστασίων φυτών και επίτευξη συνεχούς κερδοφορίας με διάφορες λειτουργίες.

4. Αναπτυξιακή Τάση και Προοπτική Εργοστασίου Φυτών

4.1 Τάση Τεχνολογικής Ανάπτυξης

4.1.1 Διανοητική διεργασία πλήρους διαδικασίας

Βασισμένο στον μηχανισμό αποφυγής σύντηξης και απωλειών μηχανικής τέχνης του συστήματος καλλιέργειας-ρομπότ, υψηλής ταχύτητας ευέλικτους και μη καταστροφικούς τελικούς τελεστές φύτευσης και συγκομιδής, κατανεμημένο πολυδιάστατο χώρο ακριβούς τοποθέτησης και πολυτροπικές μεθόδους συνεργασίας πολλαπλών μηχανών, και μη επανδρωμένη, αποτελεσματική και μη καταστροφική σπορά σε εργοστάσια πολυώροφων φυτών - Θα πρέπει να δημιουργηθούν έξυπνα ρομπότ και υποστηρικτικός εξοπλισμός όπως φύτευση-συγκομιδή-συσκευασία, ώστε να πραγματοποιηθεί η μη επανδρωμένη λειτουργία της όλης διαδικασίας.

4.1.2 Εξυπνότερος έλεγχος παραγωγής

Με βάση τον μηχανισμό απόκρισης της ανάπτυξης και της ανάπτυξης των καλλιεργειών στην ακτινοβολία φωτός, τη θερμοκρασία, την υγρασία, τη συγκέντρωση CO2, τη συγκέντρωση θρεπτικών συστατικών στο θρεπτικό διάλυμα και την EC, θα πρέπει να κατασκευαστεί ένα ποσοτικό μοντέλο ανατροφοδότησης καλλιέργειας-περιβάλλοντος.Θα πρέπει να δημιουργηθεί ένα στρατηγικό βασικό μοντέλο για την δυναμική ανάλυση των πληροφοριών για τη ζωή των φυλλωδών λαχανικών και των παραμέτρων του περιβάλλοντος παραγωγής.Θα πρέπει επίσης να δημιουργηθεί το διαδικτυακό σύστημα διάγνωσης δυναμικής αναγνώρισης και ελέγχου διεργασιών του περιβάλλοντος.Θα πρέπει να δημιουργηθεί ένα πολυμηχάνημα συνεργατικό σύστημα λήψης αποφάσεων τεχνητής νοημοσύνης για ολόκληρη τη διαδικασία παραγωγής ενός κάθετου γεωργικού εργοστασίου μεγάλου όγκου.

4.1.3 Χαμηλή παραγωγή άνθρακα και εξοικονόμηση ενέργειας

Δημιουργία συστήματος διαχείρισης ενέργειας που χρησιμοποιεί ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια για την ολοκλήρωση της μεταφοράς ενέργειας και τον έλεγχο της κατανάλωσης ενέργειας για την επίτευξη βέλτιστων στόχων ενεργειακής διαχείρισης.Σύλληψη και επαναχρησιμοποίηση εκπομπών CO2 για την ενίσχυση της φυτικής παραγωγής.

4.1.3 Υψηλή αξία ποικιλιών premium

Θα πρέπει να ληφθούν εφικτές στρατηγικές για την εκτροφή διαφορετικών ποικιλιών υψηλής προστιθέμενης αξίας για πειράματα φύτευσης, τη δημιουργία βάσης δεδομένων ειδικών της τεχνολογίας καλλιέργειας, τη διεξαγωγή έρευνας για την τεχνολογία καλλιέργειας, την επιλογή πυκνότητας, τη διάταξη των καλαμιών, την ποικιλία και την προσαρμοστικότητα του εξοπλισμού και τη διαμόρφωση τυπικών τεχνικών προδιαγραφών καλλιέργειας.

4.2 Προοπτικές ανάπτυξης του κλάδου

Τα εργοστάσια φυτών μπορούν να απαλλαγούν από τους περιορισμούς των πόρων και του περιβάλλοντος, να συνειδητοποιήσουν τη βιομηχανοποιημένη παραγωγή της γεωργίας και να προσελκύσουν τη νέα γενιά εργατικού δυναμικού για να ασχοληθεί με τη γεωργική παραγωγή.Η βασική τεχνολογική καινοτομία και η εκβιομηχάνιση των εργοστασίων φυτών της Κίνας γίνεται παγκόσμιος ηγέτης.Με την ταχεία εφαρμογή της πηγής φωτός LED, της ψηφιοποίησης, του αυτοματισμού και των ευφυών τεχνολογιών στον τομέα των εργοστασίων, τα εργοστάσια θα προσελκύσουν περισσότερες επενδύσεις κεφαλαίου, τη συγκέντρωση ταλέντων και τη χρήση περισσότερης νέας ενέργειας, νέων υλικών και νέου εξοπλισμού.Με αυτόν τον τρόπο, μπορεί να πραγματοποιηθεί η σε βάθος ενοποίηση της πληροφορικής και των εγκαταστάσεων και εξοπλισμού, μπορεί να βελτιωθεί το έξυπνο και μη επανδρωμένο επίπεδο εγκαταστάσεων και εξοπλισμού, η συνεχής μείωση της κατανάλωσης ενέργειας του συστήματος και του λειτουργικού κόστους μέσω συνεχούς καινοτομίας και η σταδιακή καλλιέργεια εξειδικευμένων αγορών, έξυπνα εργοστάσια φυτών θα εγκαινιάσουν τη χρυσή περίοδο ανάπτυξης.

Σύμφωνα με εκθέσεις έρευνας αγοράς, το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς κάθετης γεωργίας το 2020 είναι μόνο 2,9 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ και αναμένεται ότι έως το 2025, το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς κάθετης γεωργίας θα φτάσει τα 30 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ.Συνοπτικά, τα εργοστάσια φυτών έχουν ευρείες προοπτικές εφαρμογής και χώρο ανάπτυξης.

Συγγραφέας: Zengchan Zhou, Weidong, κ.λπ

Πληροφορίες παραπομπής:Τρέχουσα Κατάσταση και Προοπτικές Ανάπτυξης Βιομηχανίας Φυτικών Εργοστασίων [J].Agricultural Engineering Technology, 2022, 42(1): 18-23.από Zengchan Zhou, Wei Dong, Xiugang Li, et al.