پیشرفت پژوهش در مورد تجهیزات پرکردن خودکار ظروف پلاستیکی نرم نشاء

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله کوتاه انگلیسی

نویسندگان

بی‌جوان چن ^{1، 2}

ژنگ شیونگ ^{2، 3}

مِنگ هوانگ ³

شیانگیو وانگ ³

آی‌پینگ شو ³

¹ گروه مدارهای مجتمع، مؤسسه فناوری هاربین، شنژن ۵۱۸۰۵۵، چین

² مؤسسه تجهیزات نوین کشاورزی گوانگ‌دونگ، گوانگ‌ژو ۵۱۰۶۳۰، چین

³ مؤسسه تجهیزات نوین کشاورزی شنژن، شنژن ۵۱۸۰۰۱، چین

https://doi.org/10.22067/jam.2026.99619.1502

چکیده

کشت نشاء در ظرف یک عمل اساسی در کشاورزی حفاظت شده مدرن است که به‌طور گسترده برای تولید تجاری مرکبات، گل‌های زینتی و محصولات دارویی استفاده می‌شود. با وجود این‌که گلدان‌های پلاستیکی نرم نشاء به‌دلیل مقرون به‌صرفه بودن و سهولت مدیریت در گلخانه‌ها محبوب هستند، ساختار انعطاف‌پذیر و دیواره نازک و عدم استحکام آن‌ها چالش‌های بسیاری را برای پر کردن خودکار ظرف ایجاد می‌کند. این مقاله به طور سیستماتیک پیشرفت‌های اخیر داخلی و بین‌المللی در تجهیزات پر کردن خودکار ظرف را که به‌طور خاص برای ظروف پلاستیکی طراحی شده‌اند، بررسی می‌کند. با پیروی از دستورالعمل‌های بیانیه PRISMA، چهار مؤلفه فنی کلیدی شامل سازوکار انتقال سینی، پرکردن و توزیع بستر کشت، کنترل هوشمند و کمّی عملیات پرکردن، و جداسازی سلول‌های نرم از یکدیگر، به‌صورت انتقادی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته‌اند. نتایج این تحلیل نشان می‌دهند که در تجهیزات داخلی (چین)، فرایند تولید از واحدهای نیمه‌خودکار و سامانه‌های مبتنی بر عملیات گسسته به خطوط مونتاژ پیوسته ارتقا یافته است؛ به‌طوری‌که ظرفیت تولید از کمتر از ۲۰۰ سلول در ساعت به بیش از ۲۳۰۰ سلول در ساعت افزایش یافته است. در مقابل، در سامانه‌های تولیدشده توسط سازندگان خارجی، معماری‌های مدولار و توسعه‌یافته‌ای برای پردازش سلول‌های سخت توسعه یافته‌اند که ظرفیت پردازش آن‌ها به حداکثر ۱۰٬۰۰۰ سلول در ساعت می‌رسد. بااین‌حال، عملکرد این ماشین‌آلات در پردازش ظروف نرم و نازک با محدودیت‌هایی همراه است. در شرایط کنونی، جداسازی غیرمخرب سلول‌ها، طراحی و به‌کارگیری گلدان‌های سازگار با ابعاد مختلف، و تطبیق پارامترهای مکانیکی تجهیزات با الزامات زراعی، همچنان به‌عنوان مهم‌ترین گلوگاه‌های فنی مؤثر بر گسترش کاربرد صنعتی این فناوری شناخته می‌شوند. در نهایت، مزایا، معایب، چالش‌ها و فرصت‌های موجود در این حوزه به‌صورت نظام‌مند تبیین شده‌اند و بر اساس نتایج حاصل، سازوکارهای تطبیقی مبتنی بر بینایی ماشین و سامانه‌های کنترل حلقه‌بسته به‌عنوان امیدوارکننده‌ترین مسیرهای پژوهشی آینده معرفی شده‌اند.

کلیدواژه‌ها

باغبانی حافظت‌شده

پرکردن بستر

پرورش نشاء در سینی

دستگاه اتوماتیک نشاکار

سلول پلاستیکی نشاء

موضوعات

• ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

---

Authors retain the copyright. This is an open access article distributed under Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0)

مراجع

1.      Cai, J. J. (2017). Design of automatic soil filling machine for nutritional soft pots in nursery gardens [Master's thesis, in Chinese]. South China Agricultural University, Guangzhou, China.

2.      Cao, X. L., Yao, L. T., Luo, X., & Dong, L. H. (2020). Current status, problems and development countermeasures of citrus mechanized production in Jiangxi. Southern Agricultural Machinery, 51(11), 3–4, 8. [in Chinese]

3.      Chen, H. Y. (2024). Design and experiment of seedling tray filling device for citrus seedling production line [Master’s thesis, in Chinese]. Huazhong Agricultural University. [in Chinese]

4.      Chen, X. F. (2015). Research on citrus container seedling technology. Sichuan Agricultural Science and Technology, (6), 22–24.

5.      Chiang, Y. A., Hsieh, M. C., & Lee, Y. I. (2024). Transplant and care for in vitro orchid seedlings. In E. C.-T. Yeung & Y.-I. Lee (Eds.), Orchid propagation: The biology and biotechnology of the protocorm (pp. 389–409). Humana. https://doi.org/10.1007/978-1-0716-4031-9_19

6.      Coker, R. Y., Posadas, B. C., Langlois, S. A., Knight, P. R., & Coker, C. E. (2014). Current mechanization practices among greenhouse and mixed nursery/greenhouse operations in selected Gulf South states (Bulletin No. 1208). Mississippi Agricultural and Forestry Experiment Station.

7.      Gao, Y. Y., Wang, X., Feng, Q. C., Fan, P. F., & Zhao, X. G. (2018). Design and experiment of soil-covering device of plug seedling. Journal of Agricultural Mechanization Research, 40(5), 98–104.

8.      Gu, S., Yang, Y., & Zhang, Y. (2012). Development status of automated equipment systems for greenhouse potted flowers production in Netherlands. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 28(19), 1–8. https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2012.19.001

9.      Guo, W. W., Ye, J. L., & Deng, X. X. (2019). Fruit scientific research in New China in the past 70 years: Citrus. Journal of Fruit Science, 36(10), 1264–1272. https://doi.org/10.13925/j.cnki.gsxb.Z02

10.  He, L., Jiang, J., Li, J. C., Zhang, F. K., Yi, S. L., Zheng, Y. Q., & Lyu, Q. (2023). Design and test of seedling pot filling and hole punching processing line for citrus. Journal of Southwest University (Natural Science Edition), 45(5), 108–121. https://doi.org/10.13718/j.cnki.xdzk.2023.05.011

11.  Hu, J., Zhang, C., Wang, L., & Han, L. (2016). Design and experiment on automatic greenhouse seedling transplanting machine. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery, 47(S1), 149–154. https://doi.org/10.6041/j.issn.1000-1298.2016.S0.023

12.  Hwang, S. J., & Nam, J. S. (2019). Development of automatic accumulating equipment for roller-type onion pot-seeding machine. Applied Sciences, 9(10), Article 2139. https://doi.org/10.3390/app9102139

13.  Hwang, S. J., & Nam, J. S. (2020). Optimization of roller shape for roller-type onion pot-seeding machine. International Journal of Agricultural and Biological Engineering, 13(1), 111–119. https://doi.org/10.25165/j.ijabe.20201301.3897

14.  Javo. (n.d.-a). Javo Super potting machine specifications. Retrieved from https://www.javo.eu/en/product/javo-super/

15.  Javo. (n.d.-b). Javo Super Mega potting machine specifications. Retrieved from https://www.javo.eu/en/product/javo-super-mega/

16.  Javo. (n.d.-c). Javo Unimax potting machine specifications. Retrieved from https://www.javo.eu/en/product/javo-unimax/

17.  Li, R. H., Xie, Y. M., Long, G. Y., Hu, W., & Deng, Z. N. (2013). Investigation on application status of virus-free container seedling technology for citrus. Hunan Agricultural Sciences, (19), 88–92.

18.  Li, X., Zhang, X. M., & Qin, Z. B. (2019). Key technologies for citrus container large seedling propagation. Crop Research, 33(z1), 130–131. [in Chinese]

19.  Liu, N. H., Jiang, X. P., Cheng, J. F., Li, H. L., Li, W., Xue, K. P., ... Xiong, Z. (2018). Current situation of foreign organic greenhouse horticulture and its inspiration for sustainable development of Chinese protected agriculture. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 34(15), 1–9. https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2018.15.001

20.  Lu, H. A. (2017). Design and experiment of a crawler transporter adapted to a citrus seedling-pot filling line [Master’s thesis, in Chinese]. Huazhong Agricultural University. Retrieved from http://d.wanfangdata.com.cn/thesis/Y4569483.

21.  Ma, N., & Jia, D. F. (2020). Current status and new trends of forestry nursery. Agricultural Development & Equipment, (2), 152. [in Chinese]

22.  Mayer GmbH & Co. KG. (n.d.-a). Potting machine TM 1010F. Retrieved from https://mayer.de/en/planting-systems/products/tm1010f

23.  Mayer GmbH & Co. KG. (n.d.-b). Potting machine TM 2700XL. Retrieved from https://mayer.de/en/planting-systems/products/tm2700xl/

24.  Mayer GmbH & Co. KG. (n.d.-c). Potting machine TM 2400DR. Retrieved from https://mayer.de/en/planting-systems/products/tm2400dr/

25.  Meng, X. C. (2013). Problems and improvement methods in container seedling cultivation. Jilin Agriculture, (8), 66. [in Chinese]

26.  Qi, F., Li, K., Li, S., He, F., & Zhou, X. (2019). Development of intelligent equipment for protected horticulture in world and enlightenment to China. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 35(2), 183–195. https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2019.02.024

27.  Qi, F., Wei, X. M., & Zhang, Y. F. (2017). Development status and future research emphase on greenhouse horticultural equipment and its relative technology in China. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 33(24), 1–9. https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2017.24.001

28.  Qu, J., Guo, K., Tang, J., & Man, D. (2013). Structural design of substrate filling machine for forestry nursery plug. Journal of Agricultural Mechanization Research, 35(5), 88–91.

29.  Quan, Y. (2008). Discussion on container seedling technology and its application in citrus. South China Fruits, 37(2), 10–13. [in Chinese]

30.  Runkle, E. S. (2007). Innovative production systems for ornamental potted plants: A case study for Phalaenopsis orchids. Acta Horticulturae, 755, 55–60. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.2007.755.5

31.  Singh, R. R., Meena, L. K., & Singh, P. (2017). High tech nursery management in horticultural crops: A way for enhancing income. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences, 6(6), 3162–3172. https://doi.org/10.20546/ijcmas.2017.606.372

32.  Urbinati Srl. (n.d.). Compact row seeding line KAPPA65C. Retrieved from https://www.urbinati.com/en/product/compact-seeding-line-kappa65c/

33.  Viscon Group. (n.d.-a). Young plant automation – Filling solutions. Retrieved from https://viscongroup.eu/

34.  Viscon Group. (n.d.-b). Tray filling machines and potting machines. Retrieved from https://viscongroup.eu/machines/filling-machines/

35.  Wang, F. (2022). Container seedling technology and development strategy for Pinus tabuliformis in northern China. Agricultural Technology & Equipment, (11), 110–111, 114. [in Chinese]

36.  Wang, L. Z. (2016). Research on mechanism design and transplanting dynamic platform of greenhouse pot seedling transplanter [Master’s thesis, in Chinese]. Jiangsu University.

37.  Wang, T., Fei, Y., Lou, T. T., & Zhang, J. Q. (2023). Discussion on key technologies of mechanized filling for soft thin containers of color block seedlings. Agricultural Development & Equipment, (11), 32–35. [in Chinese]

38.  Wei, Y. Y., Lu, J., Sheng, K. C., Qian, X. Q., & Shen, J. F. (2013). Design and performance investigation for substrate filler in protected horticulture. Journal of Zhejiang University (Agriculture and Life Sciences), 39(3), 318–324. https://doi.org/10.3785/j.issn.1008-9209.2013.01.241

39.  Xie, L. (2017). Research and design of a seedling-pot filling machine [Master’s thesis, in Chinese]. Huazhong Agricultural University. Retrieved from http://d.wanfangdata.com.cn/thesis/D01390490

40.  Xu, Q. C., Li, S. J., Zhang, Y. L., Meng, L., Lu, H. A., & Xie, L. (2020). Design and test of seedling pot filling and transporting machine for citrus. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 36(18), 66–72. https://doi.org/10.11975/j.issn.1002-6819.2020.18.009

41.  Yan, Q. Y., Zeng, L. H., Lai, L. J., & Peng, X. Y. (2016). Design and research on soil filling device of factory seedling production line. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 44(4), 322–323, 344. [in Chinese]

42.  Yang, X. (2021). Design and test of a general automatic filling line for soft citrus seedling pots [Master’s thesis, in Chinese]. Huazhong Agricultural University. Retrieved from http://d.wanfangdata.com.cn/thesis/Y4569724. [in Chinese]

43.  Yang, Y. T., Chen, Y. S., Hu, H., & Guan, C. S. (2013). Experience of development of pot filling machine at home and abroad. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 34(1), 47–50.

44.  Yang, Y. T., Hu, H., Chen, Y. S., & Guan, C. S. (2014). Design and experiments of pot filling machine. Journal of Chinese Agricultural Mechanization, 35(1), 170–175.

45.  Yulianto, D., & Raibhu, S. (2018). Design of semi-automatic plant media bagging machine for container plant nursery. Journal of Advanced Agricultural Technologies, 5(1), 36–40. https://doi.org/10.18178/joaat.5.1.36-40

46.  Zhang, J. (2022). Design and experiment of a self-propelled seedling-pot filling and placing machine [Master’s thesis, in Chinese]. Huazhong Agricultural University. Retrieved from http://d.wanfangdata.com.cn/thesis/D02904873