[Περίληψη]Επί του παρόντος, οι συσκευές οικιακής φύτευσης υιοθετούν συνήθως έναν ολοκληρωμένο σχεδιασμό, ο οποίος προκαλεί μεγάλη ταλαιπωρία στη μετακίνηση και στη φόρτωση και εκφόρτωση. Με βάση τα χαρακτηριστικά του χώρου διαβίωσης των κατοίκων των πόλεων και τον σχεδιαστικό στόχο της οικογενειακής παραγωγής φυτών, αυτό το άρθρο προτείνει έναν νέο τύπο σχεδίασης προκατασκευασμένων οικογενειακών συσκευών φύτευσης. Η συσκευή αποτελείται από τέσσερα μέρη: ένα σύστημα υποστήριξης, ένα σύστημα καλλιέργειας, ένα σύστημα νερού και λιπασμάτων και ένα σύστημα συμπληρωμάτων φωτός (κυρίως, φώτα ανάπτυξης LED). Έχει μικρό αποτύπωμα, υψηλή χρήση χώρου, νέα δομή, βολική αποσυναρμολόγηση και συναρμολόγηση, χαμηλό κόστος και ισχυρή πρακτικότητα. Μπορεί να καλύψει τις ανάγκες των κατοίκων της πόλης για μαρούλι για σέλινο, γρήγορο λαχανικό, θρεπτικό λάχανο και begonia fimbristipula. Μετά από μικρής κλίμακας τροποποίηση, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για έρευνα επιστημονικού πειράματος φυτών

Συνολικός Σχεδιασμός Καλλιεργητικού Εξοπλισμού

Αρχές Σχεδιασμού

Η προκατασκευασμένη συσκευή καλλιέργειας απευθύνεται κυρίως σε αστικούς κατοίκους. Η ομάδα διερεύνησε πλήρως τα χαρακτηριστικά του χώρου διαβίωσης των κατοίκων των πόλεων. Η περιοχή είναι μικρή και το ποσοστό αξιοποίησης του χώρου είναι υψηλό. η δομή είναι νέα και όμορφη. είναι βολικό να αποσυναρμολογηθεί και να συναρμολογηθεί, απλό και εύκολο στην εκμάθηση. έχει χαμηλό κόστος και ισχυρή πρακτικότητα. Αυτές οι τέσσερις αρχές διατρέχουν όλη τη διαδικασία σχεδιασμού και προσπαθούν να επιτύχουν τον απώτερο στόχο της εναρμόνισης με το οικιακό περιβάλλον, την όμορφη και αξιοπρεπή δομή και την οικονομική και πρακτική αξία χρήσης.

Υλικά που θα χρησιμοποιηθούν

Το πλαίσιο στήριξης αγοράζεται από το προϊόν ραφιών πολλαπλών στρώσεων της αγοράς, μήκους 1,5 m, πλάτους 0,6 m και ύψους 2,0 m. Το υλικό είναι χάλυβας, ψεκασμένο και αντισκωριακό και οι τέσσερις γωνίες του πλαισίου στήριξης είναι συγκολλημένες με τροχούς γενικής χρήσης φρένων. η ραβδωτή πλάκα επιλέγεται για την ενίσχυση της πλάκας στρώσης πλαισίου στήριξης η οποία είναι κατασκευασμένη από χαλύβδινη πλάκα πάχους 2 mm με αντισκωριακή επεξεργασία πλαστικού ψεκασμού, δύο τεμάχια ανά στρώση. Η σκάφη καλλιέργειας είναι κατασκευασμένη από υδροπονικό τετράγωνο σωλήνα PVC ανοιχτού πώματος, 10 cm×10 cm. Το υλικό είναι σκληρή σανίδα PVC, με πάχος 2,4 mm. Η διάμετρος των οπών καλλιέργειας είναι 5 cm και η απόσταση των οπών καλλιέργειας είναι 10 cm. Η δεξαμενή του θρεπτικού διαλύματος ή η δεξαμενή νερού είναι κατασκευασμένη από πλαστικό κουτί με πάχος τοιχώματος 7 mm, μήκος 120 cm, πλάτος 50 cm και ύψος 28 cm.

Σχεδιασμός Δομής Συσκευής Καλλιέργειας

Σύμφωνα με το συνολικό σχέδιο σχεδιασμού, η προκατασκευασμένη συσκευή οικογενειακής καλλιέργειας αποτελείται από τέσσερα μέρη: ένα σύστημα υποστήριξης, ένα σύστημα καλλιέργειας, ένα σύστημα νερού και λιπασμάτων και ένα σύστημα συμπληρωμάτων φωτός (κυρίως, φώτα ανάπτυξης LED). Η κατανομή στο σύστημα φαίνεται στο σχήμα 1.

Το σχήμα 1, η κατανομή στο σύστημα φαίνεται στο.

Σχεδιασμός συστήματος υποστήριξης

Το σύστημα στήριξης της προκατασκευασμένης συσκευής οικογενειακής καλλιέργειας αποτελείται από έναν όρθιο στύλο, μια δοκό και μια πλάκα στρώσης. Ο πόλος και η δοκός εισάγονται μέσω της πόρπης της οπής πεταλούδας, η οποία είναι βολική για αποσυναρμολόγηση και συναρμολόγηση. Η δοκός είναι εξοπλισμένη με ενισχυμένη πλάκα στρώσης νευρώσεων. Οι τέσσερις γωνίες του πλαισίου καλλιέργειας είναι συγκολλημένες με γενικούς τροχούς με φρένα για αύξηση της ευελιξίας της κίνησης της συσκευής καλλιέργειας.

Σχεδιασμός συστήματος καλλιέργειας

Η δεξαμενή καλλιέργειας είναι ένας υδροπονικός τετράγωνος σωλήνας 10 cm×10 cm με σχέδιο ανοιχτού καλύμματος, ο οποίος καθαρίζεται εύκολα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για καλλιέργεια θρεπτικών διαλυμάτων, καλλιέργεια υποστρώματος ή καλλιέργεια εδάφους. Στην καλλιέργεια θρεπτικού διαλύματος, το καλάθι φύτευσης τοποθετείται στον λάκκο φύτευσης, και τα σπορόφυτα στερεώνονται με σφουγγάρι αντίστοιχων προδιαγραφών. Όταν το υπόστρωμα ή το έδαφος καλλιεργείται, σφουγγάρι ή γάζα γεμίζεται στις συνδετικές οπές και στα δύο άκρα της λεκάνης καλλιέργειας για να αποτρέψει το υπόστρωμα ή το έδαφος από το να μπλοκάρει το σύστημα αποστράγγισης. Τα δύο άκρα της δεξαμενής καλλιέργειας συνδέονται με το σύστημα κυκλοφορίας με έναν ελαστικό σωλήνα εσωτερικής διαμέτρου 30 mm, ο οποίος αποφεύγει αποτελεσματικά τα ελαττώματα της δομικής στερεοποίησης που προκαλούνται από τη συγκόλληση κόλλας PVC, η οποία δεν ευνοεί την κίνηση.

Σχεδιασμός Συστήματος Κυκλοφορίας Νερού και Λιπασμάτων

Στην καλλιέργεια θρεπτικών διαλυμάτων, χρησιμοποιήστε μια ρυθμιζόμενη αντλία για να προσθέσετε το θρεπτικό διάλυμα στη δεξαμενή καλλιέργειας ανώτατου επιπέδου και να ελέγξετε την κατεύθυνση ροής του θρεπτικού διαλύματος μέσω του εσωτερικού πώματος του σωλήνα PVC. Προκειμένου να αποφευχθεί η άνιση ροή του θρεπτικού διαλύματος, το θρεπτικό διάλυμα στη δεξαμενή καλλιέργειας ίδιας στρώσης υιοθετεί μια μονοκατευθυντική μέθοδο ροής σε σχήμα S. Προκειμένου να αυξηθεί η περιεκτικότητα του θρεπτικού διαλύματος σε οξυγόνο, όταν ρέει το χαμηλότερο στρώμα θρεπτικού διαλύματος, σχεδιάζεται ένα συγκεκριμένο κενό μεταξύ της εξόδου νερού και της στάθμης του υγρού της δεξαμενής νερού. Σε καλλιέργεια υποστρώματος ή εδάφους, η δεξαμενή νερού τοποθετείται στο ανώτερο στρώμα και το πότισμα και η λίπανση πραγματοποιούνται μέσω συστήματος στάγδην άρδευσης. Ο κύριος σωλήνας είναι ένας μαύρος σωλήνας PE με διάμετρο 32 mm και πάχος τοιχώματος 2,0 mm και ο σωλήνας διακλάδωσης είναι ένας μαύρος σωλήνας PE με διάμετρο 16 mm και πάχος τοιχώματος 1,2 mm. Κάθε σωλήνας διακλάδωσης Τοποθετήστε μια βαλβίδα για ατομικό έλεγχο. Το βέλος πτώσης χρησιμοποιεί έναν σταλάκτη με αντιστάθμιση πίεσης ίσιο βέλος, 2 ανά τρύπα, που εισάγεται στη ρίζα του δενδρυλλίου στην οπή καλλιέργειας. Η περίσσεια νερού συλλέγεται μέσω του συστήματος αποχέτευσης, φιλτράρεται και επαναχρησιμοποιείται.

Σύστημα συμπληρωμάτων φωτός

Όταν η συσκευή καλλιέργειας χρησιμοποιείται για την παραγωγή μπαλκονιού, το φυσικό φως από το μπαλκόνι μπορεί να χρησιμοποιηθεί χωρίς πρόσθετο φως ή μικρή ποσότητα συμπληρωματικού φωτός. Κατά την καλλιέργεια στο σαλόνι, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί ο συμπληρωματικός σχεδιασμός φωτισμού. Το φωτιστικό είναι ένα λαμπάκι LED μήκους 1,2 m και ο χρόνος φωτισμού ελέγχεται από αυτόματο χρονόμετρο. Ο χρόνος φωτισμού έχει ρυθμιστεί στις 14 ώρες και ο μη συμπληρωματικός χρόνος φωτισμού είναι 10 ώρες. Υπάρχουν 4 φώτα LED σε κάθε στρώμα, τα οποία είναι εγκατεστημένα στο κάτω μέρος του στρώματος. Οι τέσσερις σωλήνες στο ίδιο στρώμα συνδέονται σε σειρά και τα στρώματα συνδέονται παράλληλα. Σύμφωνα με τις διαφορετικές ανάγκες φωτισμού των διαφορετικών φυτών, μπορεί να επιλεγεί φως LED με διαφορετικό φάσμα.

Συναρμολόγηση συσκευής

Η προκατασκευασμένη συσκευή οικιακής καλλιέργειας είναι απλή στη δομή (Εικόνα 2) και η διαδικασία συναρμολόγησης είναι απλή. Στο πρώτο βήμα, αφού προσδιορίσετε το ύψος κάθε στρώσης ανάλογα με το ύψος των καλλιεργούμενων καλλιεργειών, εισάγετε τη δοκό στην οπή πεταλούδας του ορθοστάτη για να φτιάξετε τον σκελετό της συσκευής. Στο δεύτερο βήμα, στερεώστε τον λαμπτήρα LED ανάπτυξης στο ενισχυτικό πλευρό στο πίσω μέρος του στρώματος και τοποθετήστε το στρώμα στην εσωτερική κοιλότητα της εγκάρσιας δοκού του πλαισίου καλλιέργειας. Το τρίτο βήμα, η σκάφη καλλιέργειας και το σύστημα κυκλοφορίας νερού και λιπάσματος συνδέονται με έναν ελαστικό σωλήνα. Το τέταρτο βήμα, τοποθετήστε το σωλήνα LED, ρυθμίστε τον αυτόματο χρονοδιακόπτη και τοποθετήστε τη δεξαμενή νερού. το πέμπτο βήμα αποσφαλμάτωσης συστήματος, προσθέστε νερό στο δοχείο νερού Αφού ρυθμίσετε την κεφαλή και τη ροή της αντλίας, ελέγξτε το σύστημα κυκλοφορίας νερού και λιπάσματος και τη σύνδεση της δεξαμενής καλλιέργειας για διαρροή νερού, ενεργοποιήστε και ελέγξτε τη σύνδεση των φώτων LED και τη λειτουργία κατάσταση του αυτόματου χρονοδιακόπτη.

Εικόνα 2, συνολικός σχεδιασμός προκατασκευασμένης συσκευής καλλιέργειας

Εφαρμογή και Αξιολόγηση

Εφαρμογή Καλλιέργειας

Το 2019, η συσκευή θα χρησιμοποιηθεί για μικρής κλίμακας καλλιέργεια σε εσωτερικούς χώρους λαχανικών όπως το μαρούλι, το κινέζικο λάχανο και το σέλινο (Εικόνα 3). Το 2020, με βάση τη σύνοψη της προηγούμενης καλλιεργητικής εμπειρίας, η ομάδα του έργου ανέπτυξε την καλλιέργεια βιολογικού υποστρώματος του ομολόγου λαχανικού τροφίμων και φαρμάκων και την τεχνολογία καλλιέργειας θρεπτικού διαλύματος Begonia fimbristipula hance, που εμπλούτισε τα παραδείγματα οικιακής εφαρμογής της συσκευής. Τα τελευταία δύο χρόνια καλλιέργειας και εφαρμογής, το μαρούλι και το γρήγορο λαχανικό μπορούν να συγκομιστούν 25 ημέρες μετά την καλλιέργεια σε εσωτερική θερμοκρασία 20-25℃. Το σέλινο χρειάζεται να αναπτυχθεί για 35-40 ημέρες. Η Begonia fimbristipula Hance και το κινέζικο λάχανο είναι πολυετή φυτά που μπορούν να συγκομιστούν πολλές φορές. Η Begonia fimbristipula μπορεί να συλλέξει τους κορυφαίους μίσχους και τα φύλλα των 10 cm σε περίπου 35 ημέρες και τα νεαρά στελέχη και τα φύλλα μπορούν να συγκομιστούν σε περίπου 45 ημέρες για την καλλιέργεια λάχανου. Κατά τη συγκομιδή, η απόδοση του μαρουλιού και του κινέζικου λάχανου είναι 100~150 g ανά φυτό. Η απόδοση του λευκού σέλινου και του κόκκινου σέλινου ανά φυτό είναι 100~120 g. η απόδοση του Begonia fimbristipula Hance στην πρώτη συγκομιδή είναι χαμηλή, 20-30 g ανά φυτό, και με τη συνεχή βλάστηση των πλευρικών κλαδιών, μπορεί να συγκομιστεί για δεύτερη φορά, με μεσοδιάστημα περίπου 15 ημερών και αποδόσεις 60- 80 g ανά φυτό. Η απόδοση της τρύπας του θρεπτικού μενού είναι 50-80 g, συλλέγεται μία φορά κάθε 25 ημέρες και μπορεί να συλλέγεται συνεχώς.

Εικόνα 3, Εφαρμογή παραγωγής προκατασκευασμένης συσκευής καλλιέργειας

Εφέ εφαρμογής

Μετά από περισσότερο από ένα χρόνο παραγωγής και εφαρμογής, η συσκευή μπορεί να αξιοποιήσει πλήρως τον τρισδιάστατο χώρο του δωματίου για παραγωγή μικρής κλίμακας ποικιλίας καλλιεργειών. Οι λειτουργίες φόρτωσης και εκφόρτωσης είναι απλές και εύκολες στην εκμάθηση και δεν απαιτείται επαγγελματική εκπαίδευση. Ρυθμίζοντας την ανύψωση και τη ροή της αντλίας νερού, μπορεί να αποφευχθεί το πρόβλημα της υπερβολικής ροής και υπερχείλισης του θρεπτικού διαλύματος στη δεξαμενή καλλιέργειας. Η σχεδίαση ανοιχτού καλύμματος της δεξαμενής καλλιέργειας όχι μόνο καθαρίζεται εύκολα μετά τη χρήση, αλλά και αντικαθίσταται εύκολα όταν τα εξαρτήματα είναι κατεστραμμένα. Η δεξαμενή καλλιέργειας συνδέεται με τον ελαστικό εύκαμπτο σωλήνα του συστήματος κυκλοφορίας νερού και λιπάσματος, ο οποίος πραγματοποιεί τον αρθρωτό σχεδιασμό της δεξαμενής καλλιέργειας και του συστήματος κυκλοφορίας νερού και λιπάσματος και αποφεύγει τα μειονεκτήματα του ενσωματωμένου σχεδιασμού στην παραδοσιακή υδροπονική συσκευή. Επιπλέον, η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για επιστημονική έρευνα κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας εκτός από την παραγωγή οικιακής καλλιέργειας. Όχι μόνο εξοικονομεί χώρο δοκιμής, αλλά ικανοποιεί και τις απαιτήσεις του περιβάλλοντος παραγωγής, ιδιαίτερα τη συνοχή του περιβάλλοντος ανάπτυξης της ρίζας. Μετά από απλή βελτίωση, η συσκευή καλλιέργειας μπορεί επίσης να ικανοποιήσει τις απαιτήσεις των διαφορετικών μεθόδων επεξεργασίας του περιβάλλοντος της ριζόσφαιρας και έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως σε επιστημονικά πειράματα φυτών.

Πηγή άρθρου: λογαριασμός Wechat τουΤεχνολογία Γεωργικής Μηχανικής (Θερμοκηπευτική κηπουρική) 

Πληροφορίες αναφοράς: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, et al.Σχεδιασμός και εφαρμογή προκατασκευασμένης συσκευής οικιακής καλλιέργειας[J]. Agricultural Engineering Technology,2021,41(16):12-15.