Абстракт

Қазіргі уақытта өсімдік зауыты қияр, қызанақ, бұрыш, баклажан және қауын сияқты көкөніс көшеттерін өсіруді сәтті жүзеге асырып, фермерлерді топ-топпен жоғары сапалы көшетпен қамтамасыз етті, ал отырғызғаннан кейінгі өндіріс көрсеткіштері жақсарды. Өсімдік зауыттары көкөніс өнеркәсібін көшетпен қамтамасыз етудің маңызды құралына айналды және көкөніс өнеркәсібінің құрылымдық реформасын ілгерілетуде, қалалық көкөніспен қамтамасыз етуді және жасыл көкөніс өндірісін қамтамасыз етуде барған сайын маңызды рөл атқарып келеді.

Өсімдік зауытының көшет өсіру жүйесін жобалау және негізгі техникалық жабдықтар

Қазіргі уақытта ең тиімді ауылшаруашылық өндіріс жүйесі ретінде өсімдік зауытының көшет өсіру жүйесі жасанды жарықтандыру, қоректік ерітінділермен қамтамасыз ету, үш өлшемді қоршаған ортаны бақылау, автоматтандырылған қосалқы операциялар, интеллектуалды өндірісті басқару және т.б. сияқты кешенді техникалық құралдарды біріктіреді және биотехнологияны, ақпараттық технологияларды және жасанды интеллектті біріктіреді. Интеллектуалды және басқа да жоғары технологиялық жетістіктер саланың үздіксіз дамуына ықпал етеді. 

Жарықдиодты жасанды жарық көзі жүйесі

Жасанды жарық ортасын құру өсімдік зауыттарындағы көшет өсіру жүйесінің негізгі технологияларының бірі болып табылады және ол көшет өндіру үшін энергия тұтынудың негізгі көзі болып табылады. Өсімдік зауыттарының жарық ортасы күшті икемділікке ие және жарық ортасын жарық сапасы, жарық қарқындылығы және фотопериод сияқты бірнеше өлшемдерден реттеуге болады, сонымен бірге әртүрлі жарық факторларын көшет өсіруге арналған жарық формуласын қалыптастыру үшін уақыт тізбегінде оңтайландыруға және біріктіруге болады, бұл көшеттерді жасанды өсіру үшін қолайлы жарық ортасын қамтамасыз етеді. Сондықтан, әртүрлі көшет өсуінің жарыққа деген сұраныс сипаттамалары мен өндіріс мақсаттарына сүйене отырып, жарық формуласының параметрлерін және жарықпен қамтамасыз ету стратегиясын оңтайландыру арқылы көшеттердің жарық энергиясын түрлендіру тиімділігін айтарлықтай жақсарта алатын, көшет биомассасының жиналуына ықпал ететін және көшет өндірісінің сапасын жақсарта алатын арнайы энергия үнемдейтін жарықдиодты жарық көзі жасалды, сонымен қатар энергия тұтынуы мен өндіріс шығындарын азайтады. Сонымен қатар, жарық ортасын реттеу көшеттерді қолға үйрету және егілген көшеттерді емдеу процесінде маңызды техникалық құрал болып табылады.

Ажыратылатын көп қабатты тік көшет жүйесі

Өсімдік зауытында көшет өсіру көп қабатты үш өлшемді сөрені пайдалану арқылы жүзеге асырылады. Модульдік жүйенің дизайны арқылы көшет өсіру жүйесін тез жинауға болады. Сөрелер арасындағы қашықтықты әртүрлі көшет сорттарын өсіруге арналған кеңістік талаптарын қанағаттандыру және кеңістікті пайдалану деңгейін айтарлықтай жақсарту үшін икемді түрде реттеуге болады. Сонымен қатар, тұқым себу жүйесінің, жарықтандыру жүйесінің және су мен тыңайтқыш суару жүйесінің бөлек дизайны тұқым себуге тасымалдау функциясын да қамтамасыз етеді, бұл егу, өну және үй шаруашылығы сияқты әртүрлі шеберханаларға көшуге ыңғайлы және көшет науаларын өңдеуге кететін еңбек шығынын азайтады.

Ажыратылатын көп қабатты тік көшет жүйесі 

Су мен тыңайтқыштарды суару негізінен суару түрін, бүрку түрін және басқа әдістерді қолданады, бұл қоректік ерітіндіні жеткізу уақытын және жиілігін дәл бақылау арқылы су мен минералды қоректік заттардың біркелкі жеткізілуіне және тиімді пайдаланылуына қол жеткізуге мүмкіндік береді. Көшеттерге арналған арнайы қоректік ерітінді формуласымен бірге ол көшеттердің өсуі мен даму қажеттіліктерін қанағаттандыра алады және көшеттердің тез және сау өсуін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, онлайн қоректік иондарды анықтау жүйесі және қоректік ерітінділерді зарарсыздандыру жүйесі арқылы қоректік заттарды уақытында толықтыруға болады, сонымен қатар көшеттердің қалыпты өсуіне әсер ететін микроорганизмдер мен екінші реттік метаболиттердің жиналуын болдырмайды. 

Қоршаған ортаны бақылау жүйесі

Дәл және тиімді қоршаған ортаны бақылау - өсімдік зауытының көшеттерін көбейту жүйесінің негізгі ерекшеліктерінің бірі. Өсімдік зауытының сыртқы күтім құрылымы әдетте мөлдір емес және жоғары оқшаулағыш материалдардан жиналады. Осы негізде жарықтың, температураның, ылғалдылықтың, жел жылдамдығының және CO2 реттеуі сыртқы ортаға әсер етпейді. Ауа өткізгішінің орналасуын оңтайландыру үшін CFD моделін құру арқылы микроортаны басқару әдісімен біріктіріп, жоғары тығыздықтағы дақыл кеңістігінде температура, ылғалдылық, жел жылдамдығы және CO2 сияқты қоршаған орта факторларының біркелкі таралуына қол жеткізуге болады. Ақылды қоршаған ортаны реттеу таратылған сенсорлар мен жанасуды басқару арқылы жүзеге асырылады, ал бүкіл өсіру ортасын нақты уақыт режимінде реттеу бақылау блогы мен басқару жүйесі арасындағы байланыс арқылы жүзеге асырылады. Сонымен қатар, сумен салқындатылатын жарық көздерін және су айналымын пайдалану, сыртқы суық көздерді енгізумен бірге энергияны үнемдейтін салқындатуға қол жеткізуге және ауа баптағыштың энергия шығынын азайтуға мүмкіндік береді.

Автоматты қосалқы жұмыс жабдықтары

Өсімдік зауытының көшет өсіру процесі қатаң, жұмыс тығыздығы жоғары, кеңістік ықшам және автоматты қосалқы жабдықтар өте қажет. Автоматтандырылған қосалқы жабдықтарды пайдалану тек еңбек шығынын азайтуға ғана емес, сонымен қатар өсіру кеңістігінің тиімділігін арттыруға да көмектеседі. Осы уақытқа дейін жасалған автоматтандыру жабдықтарына топырақ жабатын машина, сепкіш, егу машинасы, AGV логистикалық тасымалдау арбасы және т.б. кіреді. Қолдау көрсететін интеллектуалды басқару платформасының басқаруымен көшет өсірудің бүкіл процесін басқарылмайтын басқаруды жүзеге асыруға болады. Сонымен қатар, машиналық көру технологиясы көшет өсіру процесінде де маңызды рөл атқарады. Ол көшеттердің өсу жағдайын бақылауға ғана емес, коммерциялық көшеттерді басқаруға көмектеседі, сонымен қатар әлсіз көшеттерді және өлі көшеттерді автоматты түрде скринингтен өткізеді. Робот қолы көшеттерді алып тастайды және толтырады.

Өсімдік зауытының көшеттерін өсірудің артықшылықтары

Қоршаған ортаны бақылаудың жоғары деңгейі жыл сайынғы өндірісті қамтамасыз етеді

Көшет өсірудің ерекшелігіне байланысты оны өсіру ортасын бақылау өте маңызды. Өсімдік зауыты жағдайында жарық, температура, су, ауа, тыңайтқыш және CO2 сияқты қоршаған орта факторлары жоғары деңгейде бақыланады, бұл жыл мезгілдері мен аймақтарға қарамастан көшет өсіру үшін ең жақсы өсу ортасын қамтамасыз ете алады. Сонымен қатар, егілген көшеттерді өсіру және кесілген көшеттерді өсіру процесінде егілген жаралардың жазылуы және тамырлардың дифференциациясы процесі жоғары қоршаған ортаны бақылауды қажет етеді, ал өсімдік зауыттары да тамаша тасымалдаушылар болып табылады. Өсімдік зауытының қоршаған орта жағдайларының икемділігі күшті, сондықтан ол көбею маусымы емес немесе экстремалды ортада көкөніс көшеттерін өндіру үшін үлкен маңызға ие және көкөністердің көпжылдық қорын қамтамасыз ету үшін көшеттерді қолдауды қамтамасыз ете алады. Сонымен қатар, өсімдік зауыттарының көшет өсіруі кеңістікпен шектелмейді және қалалардың маңындағы аудандарда және қоғамдық кеңістіктерде сол жерде жүзеге асырылуы мүмкін. Техникалық сипаттамалары икемді және өзгермелі, бұл жоғары сапалы көшеттерді жаппай өндіруге және тығыз жеткізуге мүмкіндік береді, бұл қалалық бау-бақша шаруашылығын дамытуға маңызды қолдау көрсетеді. 

Көшеттердің көбею циклін қысқартып, сапасын жақсартады

Өсімдік зауыты жағдайында, әртүрлі өсу ортасының факторларын дәл бақылаудың арқасында, көшет өсіру циклі дәстүрлі әдістермен салыстырғанда 30%-дан 50%-ға дейін қысқарады. Селекция циклінің қысқаруы көшеттердің өндірістік партиясын арттырып, өндірушінің табысын арттырып, нарықтың ауытқуынан туындайтын операциялық тәуекелдерді азайта алады. Өсірушілер үшін бұл ерте көшіру мен отырғызуға, нарыққа ерте шығуға және нарықтық бәсекеге қабілеттілікті жақсартуға ықпал етеді. Екінші жағынан, өсімдік зауытында өсірілген көшеттер ұқыпты және мықты, морфологиялық және сапа көрсеткіштері айтарлықтай жақсарады және колонизациядан кейінгі өндірістік көрсеткіштер жақсырақ. Зерттеулер өсімдік зауыты жағдайында өсірілген қызанақ, бұрыш және қияр көшеттерінің жапырақ ауданын, өсімдіктің биіктігін, сабақтарының диаметрін, тамыр күшін және басқа да көрсеткіштерді жақсартып қана қоймай, сонымен қатар колонизациядан кейінгі бейімделуді, ауруға төзімділікті, гүл бүршіктерінің дифференциациясын жақсартатынын көрсетті. Ал өндіріс және басқа да аспектілердің айқын артықшылықтары бар. Өсімдік зауыттарында өсірілген қияр көшеттерін отырғызғаннан кейін өсімдіктегі аналық гүлдердің саны 33,8%-ға, ал өсімдіктегі жемістердің саны 37,3%-ға артты. Көшеттердің даму ортасының биологиясы бойынша теориялық зерттеулердің үздіксіз тереңдеуімен өсімдік зауыттары көшет морфологиясын қалыптастыруда және физиологиялық белсенділікті жақсартуда дәлірек және басқарылатын болады.

 Жылыжайлар мен өсімдік зауыттарындағы егілген көшеттердің жағдайын салыстыру

Көшет шығындарын азайту үшін ресурстарды тиімді пайдалану

Өсімдік зауыты стандартталған, ақпараттандырылған және индустрияландырылған отырғызу әдістерін қолданады, осылайша көшет өндірісінің әрбір буыны қатаң бақыланады және ресурстарды пайдалану тиімділігі айтарлықтай жақсарады. Тұқымдар көшет өсірудегі негізгі шығындарды тұтыну болып табылады. Дәстүрлі көшеттердің дұрыс жұмыс істемеуі және қоршаған ортаны бақылаудың нашарлығына байланысты тұқымдардың өнбеуі немесе әлсіз өсуі сияқты мәселелер туындайды, бұл тұқымдардан коммерциялық көшеттерге дейін үлкен қалдықтарға әкеледі. Өсімдік зауыты ортасында тұқымды алдын ала өңдеу, ұсақ себу және өсіру ортасын дәл бақылау арқылы тұқымдарды пайдалану тиімділігі айтарлықтай жақсарады және дозаны 30%-дан астамға азайтуға болады. Су, тыңайтқыш және басқа да ресурстар дәстүрлі көшет өсірудің негізгі шығындары болып табылады және ресурстарды ысырап ету құбылысы күрделі. Өсімдік зауыттары жағдайында дәл суару технологиясын қолдану арқылы су мен тыңайтқыштарды пайдалану тиімділігін 70%-дан астамға арттыруға болады. Сонымен қатар, өсімдік зауытының құрылымының ықшамдылығы мен қоршаған ортаны бақылаудың біркелкілігіне байланысты көшеттерді көбейту процесінде энергия мен CO2 пайдалану тиімділігі де айтарлықтай жақсарады.

Дәстүрлі ашық далада көшет өсірумен және жылыжайда көшет өсірумен салыстырғанда, өсімдік зауыттарындағы көшет өсірудің ең үлкен ерекшелігі - оны көп қабатты үш өлшемді түрде жүргізуге болады. Өсімдік зауытында көшет өсіруді жазықтықтан тік кеңістікке дейін кеңейтуге болады, бұл жер бірлігіне көшет өсіру тиімділігін айтарлықтай жақсартады және кеңістікті пайдалану тиімділігін айтарлықтай жақсартады. Мысалы, биологиялық компания әзірлеген көшет өсіруге арналған стандартты модуль 4,68 м² аумақты қамту шартымен бір партияда 10 000-нан астам көшет өсіре алады, оны 3,3 Му (2201,1 м²) көкөніс өндірісі қажеттіліктері үшін пайдалануға болады. Жоғары тығыздықтағы көп қабатты үш өлшемді өсіру шартында автоматты қосалқы жабдықты және интеллектуалды логистикалық тасымалдау жүйесін қолдау еңбекті пайдалану тиімділігін айтарлықтай арттырып, еңбекті 50%-дан астам үнемдей алады.

Жасыл өндіріске көмектесу үшін жоғары төзімді көшет өсіру

Өсімдік зауытының таза өндірістік ортасы өсіру кеңістігінде зиянкестер мен аурулардың пайда болуын айтарлықтай азайта алады. Сонымен қатар, өсіру ортасының оңтайландырылған конфигурациясы арқылы алынған көшеттер жоғары төзімділікке ие болады, бұл көшеттерді көбейту және отырғызу кезінде пестицидтерді шашуды айтарлықтай азайта алады. Сонымен қатар, егілген көшеттер және кесілген көшеттер сияқты арнайы көшеттерді өсіру үшін өсімдік зауытындағы жарық, температура, су және тыңайтқыш сияқты жасыл бақылау шараларын дәстүрлі операцияларда гормондарды кең көлемде пайдалануды алмастыруға, азық-түлік қауіпсіздігін қамтамасыз етуге, қоршаған ортаның ластануын азайтуға және жасыл көшеттерге қол жеткізуге болады. Тұрақты өндіріс.

Өндіріс шығындарын талдау 

Өсімдік зауыттарының көшеттердің экономикалық пайдасын арттыру жолдары негізінен екі бөліктен тұрады. Бір жағынан, құрылымдық жобалауды, стандартталған жұмысты және ақылды қондырғылар мен жабдықтарды пайдалануды оңтайландыру арқылы көшет өсіру процесінде тұқым, электр энергиясы мен еңбек шығынын азайтуға, сондай-ақ суды, тыңайтқышты, жылуды және энергия шығынын жақсартуға болады. Газ бен CO2 пайдалану тиімділігі көшет өсіру құнын төмендетеді; екінші жағынан, қоршаған ортаны дәл бақылау және процесс ағынын оңтайландыру арқылы көшеттердің өсіру уақыты қысқарады, ал жылдық өсіру партиясы мен бірлік алаңға шаққандағы көшет өнімділігі артады, бұл нарықта бәсекеге қабілеттірек. 

Өсімдік зауыттары технологиясының дамуымен және көшет өсіру бойынша қоршаған орта биологиясы зерттеулерінің үздіксіз тереңдеуімен өсімдік зауыттарында көшет өсіру құны дәстүрлі жылыжай өсіру құнымен бірдей, ал көшеттердің сапасы мен нарықтық құны жоғары. Қияр көшеттерін мысал ретінде алсақ, өндіріс материалдары үлкен үлесті құрайды, тұқымдар, қоректік ерітінді, тығын науалары, субстраттар және т.б. қоса алғанда, жалпы құнының шамамен 37%-ын құрайды. Электр энергиясын тұтыну жалпы құнының шамамен 24%-ын құрайды, оның ішінде өсімдіктерді жарықтандыру, ауа баптау және қоректік ерітінді сорғысының энергия тұтынуы және т.б., бұл болашақ оңтайландырудың негізгі бағыты болып табылады. Сонымен қатар, еңбектің төмен үлесі өсімдік зауыттары өндірісінің ерекшелігі болып табылады. Автоматтандыру дәрежесінің үздіксіз өсуімен еңбек шығыны одан әрі төмендейді. Болашақта өсімдік зауыттарында көшет өсірудің экономикалық пайдасын жоғары қосылған құнды дақылдарды дамыту және бағалы орман ағаштарының көшеттерін индустрияландырылған өсіру технологиясын дамыту арқылы одан әрі жақсартуға болады.

Қияр көшетінің құнының құрамы /%

Индустрияландыру мәртебесі

Соңғы жылдары Қытай ауыл шаруашылығы ғылымдары академиясының Қалалық ауыл шаруашылығы ғылыми-зерттеу институты ұсынған ғылыми-зерттеу мекемелері және жоғары технологиялық кәсіпорындар өсімдік зауыттарында көшет өсіру саласын жүзеге асырды. Ол көшеттерді тұқымнан бастап өскінге дейін тиімді өнеркәсіптік өндіріс желісімен қамтамасыз ете алады. Олардың ішінде 2019 жылы Шаньсиде салынып, пайдалануға берілген өсімдік зауыты 3500 м² аумақты алып жатыр және 30 күндік цикл ішінде 800 000 бұрыш көшетін немесе 550 000 қызанақ көшетін өсіре алады. Салынған тағы бір көшет өсіру зауыты 2300 м² аумақты алып жатыр және жылына 8-10 миллион көшет өндіре алады. Қытай ауыл шаруашылығы ғылымдары академиясының Қалалық ауыл шаруашылығы институты тәуелсіз әзірлеген егілген көшеттерге арналған жылжымалы емдеу қондырғысы егілген көшеттерді өсіруге арналған конвейерлік емдеу және үй шаруашылығы платформасын қамтамасыз ете алады. Бір жұмыс орны бір уақытта 10 000-нан астам егілген көшетті өңдей алады. Болашақта өсімдік зауыттарындағы көшет өсіру сорттарының әртүрлілігі одан әрі кеңейтіліп, автоматтандыру мен интеллект деңгейі жақсара береді деп күтілуде.

Қытай ауыл шаруашылығы ғылымдары академиясының Қалалық ауыл шаруашылығы институты әзірлеген егілген көшеттерге арналған жылжымалы емдік өсімдік

Болжам

Зауыттық көшет өсірудің жаңа тасымалдаушысы ретінде өсімдік зауыттары қоршаған ортаны дәл бақылау, ресурстарды тиімді пайдалану және стандартталған операциялар тұрғысынан дәстүрлі көшет өсіру әдістерімен салыстырғанда үлкен артықшылықтарға және коммерцияландыру әлеуетіне ие. Көшет өсіруде тұқым, су, тыңайтқыш, энергия және жұмыс күші сияқты ресурстарды тұтынуды азайту және бірлік алаңға шаққандағы көшеттердің өнімділігі мен сапасын жақсарту арқылы өсімдік зауыттарында көшет өсіру құны одан әрі төмендейді және өнімдер нарықта бәсекеге қабілетті болады. Қытайда көшеттерге үлкен сұраныс бар. Көкөністер сияқты дәстүрлі дақылдарды өндірумен қатар, өсімдік зауыттарында гүлдер, қытай шөп дәрілері және сирек кездесетін ағаштар сияқты жоғары қосылған құнды көшеттерді өсіру күтілуде және экономикалық пайда одан әрі жақсарады. Сонымен қатар, индустрияландырылған көшет өсіру платформасы әртүрлі маусымдарда көшет өсіру нарығының қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін әртүрлі көшет өсірудің үйлесімділігі мен икемділігін ескеруі керек.

Көшет өсіру ортасының биологиялық теориясы өсімдік зауытының ортасын дәл бақылаудың негізі болып табылады. Көшет өсімдігінің пішіні мен фотосинтезін және басқа да физиологиялық белсенділіктерді жарық, температура, ылғалдылық және CO2 сияқты қоршаған орта факторларымен реттеу бойынша терең зерттеулер көшет өндірісінің энергия шығынын азайтып, көшеттердің сапасы мен өндірісін жақсарта алатын көшет-қоршаған орта өзара әрекеттесу моделін құруға көмектеседі. Сапа теориялық негіз береді. Осы негізде жарықты негізгі ретінде және басқа қоршаған орта факторларымен біріктіре отырып, басқару технологиясы мен жабдықтарын, сондай-ақ өсімдік зауыттарында жоғары тығыздықты өсіру және механикаландырылған жұмыс талаптарын қанағаттандыру үшін арнайы өсімдік түрлерімен, жоғары біркелкілікпен және жоғары сапамен көшет өндірісін реттеуге болады. Сайып келгенде, бұл цифрлық көшет өндірісі жүйесін құру үшін техникалық негізді қамтамасыз етеді және өсімдік зауыттарында стандартталған, басқарылмайтын және цифрлық көшет өсіруді жүзеге асырады.

Авторы: Сюй Ялян, Лю Синьин, т.б. 

Дәйексөз туралы ақпарат:

Сюй Ялян, Лю Синьин, Ян Цичан. Өсімдік зауыттарында көшет өсірудің негізгі техникалық жабдықтары және индустрияландыруы [J]. Ауыл шаруашылығы инженериясы технологиясы, 2021,42(4):12-15.