上海市工厂化育苗智能化设备主要性能以及应用中存在的问题_薛万新.pdf

JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL 特约栏目主持 陆春胜 上海市农业机械研究所推广研究员 总工程师 从事园艺设 施 农业机械的设计开发与农机先进适用技术的推广工作目前主 攻蔬菜收获机械研发 先后主持与参加 完成国家与上海市科技兴农项目等 10 余项 曾获得国家科技进步二等奖 1 项 国家级新产品奖 1 项 上海市科技 进步奖 2 项 上海市优秀新产品奖 2 项 发表论文10余篇 导读 为实现农业高质量发展 智能化设备设施无疑将发挥重要作用 本文就近年上海市工厂化育苗中 引进的主要智能化设备 包括基质加工流水线 全自动播种流水线 全自动苗床物流系统 国产多功能 自走式洒水车 补苗流水线 移栽流水线 上盆流水线 扦插流水线等 进行主要性能的介绍 并且结合 应用实践对优缺点进行评估 最后针对智能化设备使用过程中6个方面的矛盾 谈了一些体会和建议 对今后工厂化育苗设备引进和应用具有重要借鉴意义 上海市工厂化育苗智能化设备主要性能以及 应用中存在的问题 薛万新 宋磊 钱海忠 为加快推进农业高质量发展 2021年上海市制 订了 上海市推进农业高质量发展行动方案 2021 2025 年 方案提出 上海农业高质量发展应以推 进农业绿色发展为核心 深入贯彻落实 人民城市 人民建 人民城市为人民 重要理念 努力实现 五 高 高品质生产 高科技装备 高水平经营 高值化 利用 高效益产出 的宏伟目标 其中高科技装备提 升行动是 五高 目标的核心内容之一 尤其是要建 设一批农业智能化生产基地 夯实数字农业发展基 础 提升全产业链数字化管理水平 工厂化育苗对于实现 五高 目标具有重要意 义 上海市工厂化育苗走在全国的前列 从20世纪 80年代开始陆续建立了数个育苗工厂 在生产上发 挥了重要作用 经过 40 年的发展已经在诸多领域 形成一定的积淀 包括育苗技术 基质配方 营养管 理 环境控制 包装运输 产品质量标准等 1 2 尤其 在进口设备引进利用和消化吸收方面也取得了长 足的进展 3 5 全国其他一些省市工厂化育苗也初见 成效 6 8 成为现代农业领域的朝阳产业 新形势下 上海如何发挥高科技装备方面的引领作用 实现自 动化 数字化和信息化的高度融合成为时代赋予的 新课题 薛万新 上海源怡种苗股份有限公司 201318 E mail wanxinxue 宋磊 上海源怡种苗股份有限公司 钱海忠 通讯作者 上海源怡种苗股份有限公司 201318 E mail qianhaizhong 收稿日期 2023 03 21 2023 11设施蔬菜机械化 14 JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL 2021年 第十届中国花卉博览会在上海崇明召 开 在此背景下 上海源怡种苗股份有限公司旗下 的上海源怡生态科技有限公司应运而生 其园区占 地面积 20 67 hm 2 其中育苗中心区 2 hm 2 按照高 标准高规格的要求 对标国际一流育苗企业 建成 了国内领先的全程高度自动化的育苗工厂 园区连 栋温室 9 5 hm 2 并引进了荷兰 意大利 丹麦的先 进育苗设施设备 包括基质加工流水线 全自动播 种流水线 全自动苗床物流系统 国产多功能自走 式洒水车 补苗流水线 移栽流水线 上盆流水线 扦插流水线等 基于这些先进设施设备的引进与应 用 工厂化育苗的产能和效率得到了大幅提升 数 字化管理融入到公司运营管理的全过程 崇明智慧 生态花卉园年均育苗总量超过2亿株 成为全国最 大的育苗企业之一 同时 作为上海崇明标杆性现 代化农业企业 每年接待大量专业人士和游客 起 到了重要的示范和传播作用 上海源怡生态科技有限公司运营2年多来 取 得了长足发展 在业内产生了一定的影响 因领先 的智能化装备和设施占领了我国设施农业的制高 地 以下就公司引进的智能化设施设备的主要性能 和使用过程的一些体会跟大家分享 以期与业内同 仁进行交流 给大家带来帮助 1 工厂化育苗智能化设施设备主要性能以 及应用评价 1 1 基质加工流水线 图1 设备型号 该设备从荷兰进口 型号为JAVO BIG BLAE JAVO MIXER JAVO BIG FILLER 包括 解压 搅拌 储存 输送等部分 主要性能 可以解压 1 2 m 宽 2 5 m 高的 大包压缩泥炭基质 将解压后的基质进一步搅拌破 碎均匀并调节至合适湿度后传送至下游设备 优点 操作简便 节省人工 提升效率 1 人 即可供应3台播种机基质需要 缺点 如需在基质中混入一定比例的椰糠 或珍珠岩等 缺少对应料斗 无法精确计算 操作繁 琐 另外 装入大包基质时解压部分倾斜面每次都 会受到大包基质的撞击 会对设备产生一定损害 解压基质较少时解压效率偏低 解压 搅拌 储存部 分未实现与输送部分相协调的自动开启和停止工 作 输送带基质掉落造成周边环境灰尘较大 1 2 自动化播种流水线 图2 设备型号 该设备从意大利进口 型号为 DAROS LR 1200 主要性能 每1 h稳定播种1 000盘 包含 穴盘解垛 装土 打孔 播种 覆盖 灌溉等相关过 程 优点 对于丸粒化或规则种子 基本可实现 高速精确播种 缺点 无法进行不规则种子的播种 穴盘解 垛过程对穴盘硬度和规格要求高 多数国产穴盘无 法适用 覆盖部分运行时容易产生大量细尘 对播 种人员健康不利 1 3 全自动苗床物流系统 图3 设备型号 该设备从荷兰进口 型号为荷 集 主要性能 可以实现 7 700 张苗床在温室 内部的自动化循环移动 优点 移动方便 移动距离长 缺点 故障率高 轨道方向不可变等导致移 动效率不高 因国内没有相应配套专业团队进行安 装调试服务 导致施工标准不高 自动化无法适应 多品种工厂化育苗的需要 1 4 多功能自走式洒水车 图4 设备型号 该设备从国内河北省某公司购 买 主要性能 依照程序设定或依照遥控器的 指令进行移动 灌溉 施药 优点 可以简便地更改灌溉速度 随时切换 图1 基质加工流水线 图2 自动化播种流水线 图3 全自动苗床物流系统 设施蔬菜机械化2023 11 15 JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL 肥方 使用简便 缺点 施工 组装粗糙 对高度 跨度及稳定 性考虑不周导致故障率高 会发生脱轨掉落 漏电 遥控器失控等故障 因洒水车线路问题会导致温室 断电 1 5 补苗流水线 设备型号 该设备从荷兰进口 型号为TTA Combifix II 主要性能 可进行高速精准理苗作业 每1 h 理苗50 000株 优点 效率 精准性极高 理苗效率远高于 一般熟练工人 缺点 面对劣质穴盘时设备部分配件容易 损坏 配件购买流程长 设备需频繁日常清洁保养 和定期维护 理苗窗口期短 无法对叶片过于密集 的种苗进行理苗 会产生2 左右的理苗损耗 1 6 移栽流水线 设备型号 该设备从荷兰进口 型号为TTA MIDIW 主要性能 可以完成 10 000 株 h 左右的种 苗高精度移栽 包含穴盘解垛 基质准备 打孔等配 套功能 优点 效率 精准性极高 移栽效率远高于 一般熟练工人 缺点 移栽窗口期短 无法移栽根系过于密 集的种苗 面对劣质穴盘容易损伤部分配件 而国 内获取相关配件较繁琐 1 7 上盆流水线 图5 设备型号 该设备从荷兰进口 型号为TTA LINR POT ROBOT TTA MIDIW JAVO BIG BALE JAVO MIXER JAVO STANDARD2 0 主要性能 对花盆进行解垛 装土 配合移 栽机完成整个上盆作业 每1 h可上盆2 000盆 优点 可以全自动完成种苗上盆所有步骤 上盆整齐 更便于后期管养 缺点 劣质基质中的杂质容易损坏该设备 质地较软或做工较差的花盆容易导致设备故障或 损坏 1 8 扦插流水线 图6 设备型号 该设备从荷兰进口 型号为TTA STICKINGLINE DRILLUNIT 主要性能 协助人工进行扦插作业 优缺点 配合自动循环移动苗床系统的扦 插辅助设备 实用性不是非常高 2 工厂化育苗智能化设备应用中的一些体会 2 1 种类繁杂以及碎片化的订单与标准化设备之 间的矛盾 国外温室生产专业化程度十分高 一个企业基 本只生产特定的几种温室作物 单个订单体量较 大 因此整个温室尺寸 苗床尺寸设计 设备配制偏 向于单一品种大订单的生产模式 国内育苗企业一 般同一时间需要生产种类繁多的不同产品 客户规 模大小不一 品种十分繁杂 订单十分零碎 同一间 温室内可能要生产多种不同作物 数十种颜色系 列 如果考虑播种日期等因素最多有上百种组合 这些繁杂的组合给精准的环境控制和灌溉控制造 成了不小的阻力 环境控制上 为兼顾多个品种生 长时段对环境条件的需求 在光照和温度的控制上 只能相对模糊 无法发挥环控系统精准控制的优 势 灌溉方面 同一辆洒水车可能面对不同品种 不 同生长状态的种苗 这给灌溉参数设置以及操作带 来了较大的挑战 多数设备针对不同品种 规格的 作物需要更改参数 更换配件 十分影响效率 频繁 更换配件会对设备的稳定运行造成影响 2 2 多国或多家公司采购及系统化运作间的矛盾 这些设备主要来自荷兰 意大利 丹麦等的多 个公司 而温室设施又由2个不同的国内公司施工 建造的 这种模式从设计到使用都埋下了不小的隐 患 各公司对彼此的设备性能缺乏了解以及缺乏系 图4 多功能自走式洒水车 图5 上盆流水线 图6 扦插流水线 2023 11设施蔬菜机械化 16 JOURNAL OF CHANGJIANG VEGETABLESJOURNAL 统化的设计 整个温室更像是一个个模块牵强地组 合在一起而非一个有机的整体 比如地源热泵系统 是环境控制最重要的一个组成部分 但是负责环控 软件的公司与负责地源热泵的公司并未进行过必 要的沟通 在建设完成后的测试阶段直接给出环境 控制软件无法控制地源热泵系统的结论 另外 理 苗机 播种机等生产设备与苗床物流系统协同使用 后效率会降低至原来的一半左右 然而设计时显然 没有将这部分产能损耗考虑进去 否则可以通过增 加设备数量来弥补产能损失等 2 3 进口设备及国内耗材之间的矛盾 国内部分企业为追求成本 生产出的花盆 穴 盘容易出现硬度低 形状不规则 毛边等问题 基质 容易出现石块 树根等杂物 这在人工作业中不会 产生任何问题 但在工厂化育苗智能设备应用上 轻则影响设备运行速度 故障率 重则直接损坏设 备 因此在使用进口设备时 选择可靠的常用耗材 供应商十分重要 2 4 先进的设施及本土化施工之间的矛盾 多数设施设备从国外进口后由国内负责温室 建设的公司进行安装 而多数安装又外包给施工队 进行 温室主体结构等基本能按照质量要求完成 但是诸如天窗 侧窗 苗床物流线轨道 洒水车轨道 等要求较高的往往难以达到要求的施工精度 或是 留下种种隐患或是直接影响使用 2 5 错综复杂的外包关系与不及时的售后服务之 间的矛盾 由于项目工程巨大 施工涉及层层外包 给售 后服务带来较大的困扰 售后问题主要分 2 类 第 一是纠缠不清 如甲洒水车厂家安装的洒水车因线 路短路引发乙公司建造的温室断电 造成由丙公司 提供的环控系统因此断电 此时天降大雨 虽然丁 公司建设的温室没有断电 但是由于环控系统断电 天窗无法及时关闭 温室内作物遭受损失 丁公司 生产的温室天窗全部损坏 会陷入一个互相推卸责 任 无人解决问题的窘境 第二是售后不及时 许多 设施 设备供应商远在国外 国内的代理商出于成 本考虑 很多并没有准备维修用的配件 依然以上 面的例子 4 家公司谈好责任 丁公司开始进行维 修 但是因为配件在国外 邮寄过来可能需要 3 4 周时间 这还没考虑意外情形 所有温室使用者都 不难想象天窗坏上 3 4 周会有什么影响 2 6 高能耗的温室系统与国内能源成本之间的矛 盾 国内的能源价格远高于荷兰 但是产品价格却 远低于荷兰 因此使用荷兰人设计建设的温室 不 会随心所欲地应用加温制冷设备 因其能耗太高会 导致种苗生产成本攀升 3 结论 综上 上海市推进农业高质量发展 智能化设 备设施的提升必不可少 智能化设备与现代化农业 发展的方向包括精准农业 设施农业 数字农业 农 业信息化等 都密切相关 设施设备的更新与升级 无疑将为农业高质量发展插上腾飞的翅膀 6 这些 设施设备的引进与应用 使得农业生产效率和质量 会得到大幅提升 产品质量的一致性和达标率也会 大幅提高 本文旨在提醒业内同仁 引进国外智能 化设备前需要进行大量的调研和场景模拟测试 充 分考虑到这些设备到国内以后 如何与上下游配套 资材以及信息化管理相融合 以最大限度发挥其效 能 上海源怡生态科技有限公司以其先进的设施设 备和育苗规模为依托 已经在国内育苗企业中遥遥 领先 相信随着这些先进的设施设备的广泛深入应 用 不断完善和改进 上海工厂化育苗产业一定会 迈向一个新高度 为上海农业高质量发展做出应有 的贡献 并且充分发挥在国内育苗产业中的引领 作用 成为中国发展农业现代化的助推器 参考文献 1 薛万新 苏恩平 王春涛 等 上海市工厂化育苗的发展及 建议 J 长江蔬菜 2007 9 4 5 2 施菊琴 孙卉 曹光甫 等 设施蔬菜工厂化育苗技术及发 展建议 J 上海农业科技 2018 6 83 85 3 杨许琴 蔬菜工厂化育苗关键设备利用探讨 J 农技服务 2015 3 49 4 肖冰 白帆 王琦 等 几种工厂化育苗设备与生产线 J 林 业机械与木工设备 2015 12 4 10 13 5 丁桂英 王桂娟 刘爱玲 等 蔬菜工厂化育苗设施及关键 技术 J 现代农业科技 2009 12 87 90 6 袁华玲 张金云 张学义 蔬菜穴盘工厂化育苗技术及发 展策略 J 安徽农业科学 2003 6 977 979 7 叶庆成 茄果类蔬菜嫁接苗工厂化穴盘育苗技术 J 福建 农业科技 2012 11 28 30 8 杨宁 设施番茄工厂化穴盘育苗技术 J 现代农业科技 2013 3 90 91 设施蔬菜机械化 2023 11 17