农业

1.理念

工作解放：尽可能机械代替人工，同时尽可能避免人力脏活（如清理畜牧业粪污、改善猪舍等的环境）

同时，调整农业生产场景（解放对于工厂等农业生产场所的刻板印象）

2.农业

2.1种植业

需求

糖料作物：甜菜（主），甘蔗（辅）

油料作物：油菜

粮食作物：水稻，大豆

饲料：籽粒苋（南方蛋白饲料的玉米替代品）

饮料作物：咖啡树，茶树，啤酒花

其他作物：观赏植物，油桐（生产雕刻用桐油、制墨用桐烟），椰子（以植物工厂定植用椰糠、牲畜发酵床垫料产出为主，椰子产出为副，以及一定的防风作用），冬樱（风景及优质雕刻木材）

蜜蜂（机械化收集）

分布

野外种植：

水稻种植（机械化作业），茶园（养蜂，采摘季收回蜂箱，手工采摘，主要采摘春、秋茶），咖啡园（以大橡树为荫蔽树），冬樱及油桐（融入道路绿化），椰子，籽粒苋

植物工厂：

多层立体营养栽培和人工补光相结合：油菜（油料），其他叶菜类蔬菜，甜菜，

立柱式雾培：茄果类作物等单株体积较大的作物，啤酒花等蔓性作物，观赏植物（花卉等）

通过调整植物播种时间分散定植/收获工作压力、提供不间断的稳定产出

椰糠定植

非接触式超声波授粉装置进行授粉（详见3.1）

2.2微生物：

保存生产中常用的微生物，使用种子扩大培养技术（详见3.2）进行培养，用于发酵饲料生产、青贮、水体净化等工序

2.3畜牧业：

猪、牛为采用发酵床工程（详见3.4）；为便于机械更换垫料，猪舍、牛舍额外扩建（等大），并在更换垫料前进行转移。

鸡笼采用自动滚蛋、收粪技术（每日需人工收集鸡蛋）

饲料组成：青贮甘蔗叶，籽粒苋，微生物发酵饲料（详见3.3），其他混料

水产养殖采用工厂化循环水养殖技术（详见3.6）

3.1非接触式超声波授粉

参考

Development of a Non-contact Ultrasonic Pollination Device

(https://www.hoshistar81.jp/pdf/2015ECB.pdf)

3.2种子扩大培养

将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化，经三角瓶/摇瓶及种子罐逐级扩大培养，得一定数量和质量的纯种（称为种子）

液体培养——生产效率高、便于自动化管理，可对温度、溶氧、PH等参数实现全面控制，生产周期较短，但是无菌要求较高

(https://max.book118.com/html/2018/1004/5324201213001320.shtm)

3.3微生物发酵饲料

在人为可控制的条件下，以植物性农副产品为主要原料，通过微生物代谢作用，降解部分多糖、蛋白质和脂肪等大分子物质，生成有机酸、可溶性多肽等小分子物质，形成营养丰富、适口性好、活菌含量高的生物饲料或饲料原料。

主要菌种：乳酸菌（同型乳酸发酵、专性异型乳酸发酵、兼性乳酸发酵、双歧杆菌异型乳酸发酵）（主要分为热带假丝酵母、产阮假丝酵母、酿酒酵母、红酵母、毕赤酵母等）、芽孢菌、酵母菌和霉菌等

仅用于代替25%的饲料

3.4发酵床工程

发酵床养猪技术是以发酵床为基础的粪尿免清理的新兴环保生态养猪技术。其核心是猪排泄的粪尿被发酵床中的微生物分解转化，无臭味，养殖过程污水零排放，对环境无污染。发酵床垫料主要由微生物发酵剂及锯末谷壳等农业有机废弃物组成，厚度一般为60cm-90cm。将垫料各组分按比例混匀，堆积发酵至60℃-70℃，然后将垫料摊开，即可发挥发酵床的粪尿消纳功能。发酵床垫料的温度一般保持在40℃-50℃。废弃的垫料可进行资源转化，用于生产肥料、蘑菇基质等农业产品。其最大的优势主要体现在“零排放”

原料：椰糠，稻草，锯末，菌渣

实时喷施补水（保证40%-50%含水量）

参考：《禽畜养殖业污染治理工程技术指南（征求意见稿）》

3.5禽畜粪便转化利用

 如图

参考：《禽畜养殖业污染治理工程技术指南（征求意见稿）》

3.6路基工厂化循环水养殖技术

工厂化循环水养殖系统是以工业化手段主动控制水环境，水资源消耗少（水资源循环利用率达95%以上）、同等产量下占地更少、对环境几乎无污染、产品优质安全、病害少、密度高（是传统大塘养殖50-80倍）、养殖生产不受地域或气候的限制和影响，资源利用率高。

智能化、自动化：

自动投饵设备根据视觉系统对鱼虾的行为的反馈，自动调整投喂量和投喂时间，而饲料车只需要把大数据系统建议的饲料型号，直接送到大型料仓即可；

实时水质监控和自动调水增氧的设备让鱼虾无忧；

远程视频监控和遥控让你实时调整车间和设备的设置；

摄像头实时监控车间让你实时了解到车间情况；

水下摄像头监控鱼虾状态，通过大数据及时发现异常来报告设备

参考：

(https://www.docin.com/p-2080524106.html)

植物工厂定植：日工作10小时

植物工厂收获：（根据人均年果蔬消耗约450kg估算每日需收获约1500kg）15小时

水稻机械操控：插秧/收获季日工作4小时

茶叶/咖啡采集：收获季日工作5小时

养蜂：平时日常管理日工作2小时，5-9月日工作8小时

兽医（常驻）5人

猪舍/牛舍/鸡舍巡视：日工作3小时

收蛋（日收1500个左右）日工作7小时

水产养殖监控：日工作3小时（定时监控）

微生物培养管理日工作7小时

能耗估计：270万度/年

空间估计：13.3万立方

5.2农业

总能耗估计：200万度（植物工厂）+40万度（其他机械）

水稻

空间 =0.2*365kg/人*1000人*1.2额外存储=1500/666kg/m^2*38894.4m^2

按株高1.5米估算 60000m^3

植物工厂（估算）

空间（按卷心菜估算后额外扩大）10000m^3

茶园

每年采两季，单季每亩产50kg

空间0.7kg/人*1000人*1.2额外存储=1867m^2/667*100

按高3米估算空间5600m^3 

咖啡

空间（含荫蔽树）30000m^3=50*50*12

鉴于中国人均咖啡消费水平以及较大的个体差异，不参考中国人均消费量进行计算，但是供应量相对充足

甘蔗及籽粒苋（仅少量）

空间估算：5000m^3

5.3畜牧业

猪

需求=38kg/人*1000人*1.2额外存储=242数量*110宰杀重量*12/77月出栏

空间：如图4.5x8x8m^3猪舍可容纳40头左右，即总共需要1728m^3*2加倍=3456m^2

为便于更新垫料，空间加倍

牛（兼用型荷斯坦奶牛）

需求（牛肉）=6kg/人*1000人*1.2额外存储=28数量*556活重*0.63屠宰率*365/500500日出栏

需求（牛奶）=32.66kg/人*1000人*1.2额外存储=5250kg*7.466数量（即，养殖8头）

空间 =42m^2/头*4.5高度x(8+28)*2加倍=6804m^3=13608m^3

鸡（蛋鸡）

需求 =23kg/人*1000人*1.2额外存储=2520数量*15*365/500一个产蛋周期中15kg

鸡（肉鸡）

需求 =13kg/人*1000人*1.2额外存储=15600kg=2520淘汰蛋鸡*1.67屠宰体重+469肉鸡（42数量）*2.8*365/4242日龄2.8kg

空间 =（469+2520）*0.0525m^3鸡笼密度均摊=601.3m^3

水产养殖

根据东山家族有限公司的数据，每立方米水体鱼载量浮鱼60-100公斤

同时，工厂化养虾一年可养3-6批，每平方米产量达30公斤左右

需求 =（18+38）（淡水+海鲜）kg/人*1000人*1.2额外存储=67200kg

估算空间(包含设备及其他占地）：5000m^3

能耗估计：30万度