[Abstrakt] Foreløpig har hjemmeplantingsenheter vanligvis en integrert design, noe som medfører mye ulempe for bevegelse og lasting og lossing. Basert på egenskapene til boarealet til urbane innbyggere og designmålet for familieplanteproduksjon, foreslår denne artikkelen en ny type prefabrikkert familieplantingsenhetsdesign. Enheten består av fire deler: et støttesystem, et dyrkingssystem, et vann- og gjødselsystem og et lystilskuddssystem (for det meste LED-vekstlys). Den har et lite fotavtrykk, høy plassutnyttelse, ny struktur, praktisk demontering og montering, lav pris og god gjennomførbarhet. Den kan møte behovene til urbane innbyggere om salat til selleri, raske grønnsaker, nærende kål og begonia fimbristipula. Etter småskala modifikasjon kan den også brukes til plantevitenskapelig eksperimentforskning

Overordnet design av dyrkingsutstyr

Designprinsipper

Den prefabrikkerte dyrkingsanordningen er hovedsakelig rettet mot urbane innbyggere. Teamet undersøkte fullt ut egenskapene til boarealet til urbane innbyggere. Arealet er lite og arealutnyttelsesgraden høy; strukturen er ny og vakker; det er praktisk å demontere og montere, enkelt og lett å lære; det har lave kostnader og god gjennomførbarhet. Disse fire prinsippene går gjennom hele designprosessen, og streber etter å oppnå det endelige målet om å harmonisere med hjemmemiljøet, vakker og anstendig struktur, og økonomisk og praktisk bruksverdi.

Materialer som skal brukes

Støtterammen kjøpes fra markedets flerlags hylleprodukt, 1,5 m lang, 0,6 m bred og 2,0 m høy. Materialet er stål, sprayet og rustbeskyttet, og støtterammens fire hjørner er sveiset med bremseuniversalhjul; ribbeplaten er valgt for å forsterke støtterammelagsplaten som er laget av 2 mm tykk stålplate med spray-plast antirustbehandling, to stykker per lag. Dyrkningstrauet er laget av PVC hydroponisk kvadratrør med åpen hette, 10 cm×10 cm. Materialet er hard PVC-plate, med tykkelse 2,4 mm. Diameteren på dyrkingshullene er 5 cm, og avstanden mellom dyrkingshullene er 10 cm. Næringsløsningstanken eller vanntanken er laget av en plastboks med en veggtykkelse på 7 mm, med en lengde på 120 cm, en bredde på 50 cm og en høyde på 28 cm.

Design av struktur for dyrkingsenheter

I henhold til den overordnede designplanen består den prefabrikerte familiedyrkingsenheten av fire deler: et støttesystem, et dyrkingssystem, et vann- og gjødselsystem og et lystilskuddssystem (for det meste LED-vekstlys). Fordelingen i systemet er vist i figur 1.

Figur 1, er fordelingen i systemet vist i.

Støttesystemdesign

Støttesystemet til den prefabrikerte familiedyrkingsanordningen er sammensatt av en oppreist stang, en bjelke og en lagplate. Stangen og bjelken settes inn gjennom sommerfuglhullsspennen, som er praktisk å demontere og montere. Bjelken er utstyrt med en forsterket ribbelagsplate. De fire hjørnene på dyrkingsrammen er sveiset med universalhjul med bremser for å øke fleksibiliteten i bevegelsen til kultiveringsanordningen.

Design av dyrkingssystem

Dyrkningstanken er et 10 cm×10 cm hydroponisk firkantrør med åpent dekseldesign, som er lett å rengjøre, og kan brukes til næringsløsningsdyrking, substratdyrking eller jorddyrking. Ved dyrking av næringsløsninger plasseres plantekurven i plantehullet, og frøplantene festes med en svamp med tilsvarende spesifikasjoner. Når substratet eller jorda dyrkes, stappes svamp eller gasbind inn i forbindelseshullene i begge ender av dyrkingskaret for å hindre at substratet eller jorda blokkerer dreneringssystemet. De to endene av kultiveringstanken er koblet til sirkulasjonssystemet med en gummislange med en indre diameter på 30 mm, som effektivt unngår defektene i strukturell størkning forårsaket av PVC-limbinding, som ikke bidrar til bevegelse.

Design av sirkulasjonssystemer for vann og gjødsel

Ved dyrking av næringsløsninger, bruk en justerbar pumpe for å tilsette næringsløsningen til kultiveringstanken på toppnivå, og kontroller strømningsretningen til næringsløsningen gjennom den indre pluggen til PVC-røret. For å unngå ujevn flyt av næringsløsningen, bruker næringsløsningen i samme lags kultiveringstank en ensrettet "S-formet" strømningsmetode. For å øke oksygeninnholdet i næringsløsningen, når det laveste laget med næringsløsning renner ut, er det utformet et visst gap mellom vannutløpet og væskenivået i vanntanken. Ved substrat- eller jorddyrking plasseres vanntanken på topplaget, og vanning og gjødsling utføres gjennom et dryppvanningssystem. Hovedrøret er et sort PE-rør med en diameter på 32 mm og en veggtykkelse på 2,0 mm, og stikkrøret er et svart PE-rør med en diameter på 16 mm og en veggtykkelse på 1,2 mm. Hvert stikkrør Installer en ventil for individuell kontroll. Dråpepilen bruker en trykkkompensert rett pil-drypper, 2 per hull, satt inn i roten av frøplanten i dyrkingshullet. Overflødig vann samles opp gjennom dreneringssystemet, filtreres og gjenbrukes.

Light Supplement System

Når dyrkingsapparatet brukes til balkongproduksjon, kan det naturlige lyset fra balkongen brukes uten tilleggslys eller en liten mengde tilleggslys. Når du dyrker i stuen, er det nødvendig å utføre den supplerende lysdesignen. Lysarmaturen er et 1,2 m langt LED-vekstlys, og lystiden styres av en automatisk timer. Lystiden er satt til 14 timer, og den ikke-supplerende lystiden er 10 timer. Det er 4 LED-lys i hvert lag, som er installert i bunnen av laget. De fire rørene på samme lag er koblet i serie, og lagene er koblet parallelt. I henhold til de forskjellige belysningsbehovene til forskjellige planter, kan LED-lys med forskjellig spektrum velges.

Montering av enhet

Den prefabrikkerte hjemmedyrkingsanordningen er enkel i strukturen (figur 2) og monteringsprosessen er enkel. I det første trinnet, etter å ha bestemt høyden på hvert lag i henhold til høyden på de dyrkede avlingene, sett inn strålen inn i sommerfuglhullet til den stående stangen for å bygge enhetens skjelett; i det andre trinnet fester du LED-vekstlysrøret på den forsterkende ribben på baksiden av laget, og plasser laget i det indre trauet til tverrbjelken til dyrkingsrammen; det tredje trinnet, kultiveringstrauet og sirkulasjonssystemet for vann og gjødsel er forbundet med en gummislange; det fjerde trinnet, installer LED-røret, still inn den automatiske timeren og plasser vanntanken; det femte trinnet systemfeilsøking, tilsett vann til vanntanken Etter justering av pumpehodet og strømningen, kontroller sirkulasjonssystemet for vann og gjødsel og tilkoblingen til kultiveringstanken for vannlekkasje, slå på og kontroller LED-lysforbindelsen og funksjonen tilstanden til den automatiske timeren.

Figur 2, overordnet utforming av prefabrikkert dyrkingsanordning

Søknad og evaluering

Dyrkingsapplikasjon

I 2019 vil enheten brukes til småskala innendørs dyrking av grønnsaker som salat, kinakål og selleri (Figur 3). I 2020, på grunnlag av en oppsummering av den tidligere dyrkingserfaringen, utviklet prosjektteamet den organiske substratdyrkingen av den homologe grønnsaken til mat og medisin og dyrkingsteknologien for næringsløsninger til Begonia fimbristipula hance, som beriket hjemmeapplikasjonseksemplene til enheten. I løpet av de siste to årene med dyrking og påføring, kan salat og raske grønnsaker høstes 25 dager etter dyrking ved en innendørstemperatur på 20-25 ℃; selleri må vokse i 35-40 dager; Begonia fimbristipula Hance og kinakål er flerårige planter som kan høstes på flere ganger; Begonia fimbristipula kan høste de øverste 10 cm stilkene og bladene på omtrent 35 dager, og de unge stilkene og bladene kan høstes på omtrent 45 dager for dyrking av kål. Når den høstes, er utbyttet av salat og kinakål 100~150 g per plante; utbyttet av hvit selleri og rød selleri per plante er 100 ~ 120 g; Utbyttet av Begonia fimbristipula Hance i første høst er lavt, 20-30 g per plante, og med kontinuerlig spiring av sidegrener kan den høstes for andre gang, med et intervall på ca. 15 dager og avlinger på 60- 80 g per plante; utbyttet av det nærende menyhullet er 50-80 g, høstes en gang hver 25. dag, og kan høstes kontinuerlig.

Figur 3, Produksjonsapplikasjon av prefabrikkert dyrkingsanordning

Applikasjonseffekt

Etter mer enn et år med produksjon og bruk, kan enheten utnytte det tredimensjonale rommet i rommet for småskala produksjon av en rekke avlinger. Laste- og losseoperasjonene er enkle og enkle å lære, og det kreves ingen profesjonell opplæring. Ved å justere vannpumpens løft og strømning kan problemet med overstrømning og overløp av næringsløsning i kultiveringstanken unngås. Den åpne dekseldesignen til dyrkingstanken er ikke bare enkel å rengjøre etter bruk, men også lett å skifte ut når tilbehøret er skadet. Dyrkningstanken er koblet til gummislangen til vann- og gjødselsirkulasjonssystemet, som realiserer den modulære utformingen av dyrkingstanken og vann- og gjødselsirkulasjonssystemet, og unngår ulempene med den integrerte designen i den tradisjonelle hydroponiske enheten. I tillegg kan enheten brukes til vitenskapelig forskning under kontrollerbare temperatur- og fuktighetsforhold i tillegg til husholdningsvekstproduksjon. Det sparer ikke bare testplass, men oppfyller også kravene til produksjonsmiljøet, spesielt konsistensen til rotvekstmiljøet. Etter enkel forbedring kan dyrkingsanordningen også oppfylle kravene til forskjellige behandlingsmetoder for rhizosfæremiljøet, og har blitt mye brukt i plantevitenskapelige eksperimenter.

Artikkelkilde: Wechat-konto tilAgricultural Engineering Technology (drivhushagebruk) 

Referanseinformasjon: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, et al.Design og bruk av prefabrikkerte husholdningsdyrkingsanordninger[J].Agricultural Engineering Technology,2021,41(16):12-15.