[Sammendrag] For tiden bruker hjemmeplanteutstyr vanligvis en integrert design, noe som medfører mye ulempe for bevegelse og lasting og lossing. Basert på egenskapene til boarealet til byboere og designmålet for familieplanteproduksjon, foreslår denne artikkelen en ny type prefabrikkert familieplanteutstyr. 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, enkel demontering og montering, lave kostnader og god praktisk anvendelighet. Den kan dekke behovene til byboere når det gjelder salat til selleri, raske grønnsaker, næringsrik kål og begonia fimbristipula. Etter småskala modifikasjoner kan den også brukes til plantevitenskapelige eksperimenter.

Overordnet design av dyrkingsutstyr

Designprinsipper

Den prefabrikkerte dyrkingsanordningen er hovedsakelig rettet mot byboere. Teamet undersøkte grundig egenskapene til boarealet til byboere. Området er lite og arealutnyttelsesgraden er høy; strukturen er ny og vakker; den er praktisk å demontere og montere, enkel og lett å lære; den har lave kostnader og sterk praktisk anvendelighet. Disse fire prinsippene går gjennom hele designprosessen, og streber etter å oppnå det endelige målet om å harmonisere med hjemmemiljøet, en 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, sprøytet og rustbeskyttet, og de fire hjørnene av støtterammen er sveiset med bremseuniversalhjul; den ribbede platen er valgt for å forsterke støtterammelagets plate som er laget av 2 mm tykk stålplate med sprøyteplastbehandling mot rust, to stykker per lag. Dyrkingstrauet er laget av åpent PVC hydroponisk firkantrør, 10 cm × 10 cm. Materialet er hard PVC-plate, med en tykkelse på 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.

Strukturdesign for dyrkingsenhet

I henhold til den overordnede designplanen består den prefabrikkerte 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, fordelingen i systemet er vist i.

Utforming av støttesystemer

Støttesystemet til den prefabrikkerte familiedyrkingsenheten består av en oppreist stang, en bjelke og en lagplate. Stangen og bjelken settes inn gjennom sommerfuglhullspennen, som er enkel å demontere og montere. Bjelken er utstyrt med en forsterket ribbelagplate. De fire hjørnene av dyrkingsrammen er sveiset med universalhjul med bremser for å øke fleksibiliteten til dyrkingsenhetens bevegelse.

Design av dyrkingssystem

Dyrkingstanken er et 10 cm × 10 cm hydroponisk firkantrør med åpent lokk, som er lett å rengjøre, og kan brukes til dyrking av næringsløsninger, substratdyrking eller jorddyrking. Ved dyrking av næringsløsninger plasseres plantekurven i plantehullet, og frøplantene festes med en svamp med tilsvarende spesifikasjoner. Når substratet eller jorden dyrkes, stappes svamp eller gasbind inn i tilkoblingshullene i begge ender av dyrkingstrauet for å forhindre at substratet eller jorden blokkerer dreneringssystemet. De to endene av dyrkingstanken er koblet til sirkulasjonssystemet med en gummislange med en indre diameter på 30 mm, noe som effektivt unngår defekter i strukturell størkning forårsaket av PVC-limbinding, noe som ikke bidrar til bevegelse.

Design av vann- og gjødselsirkulasjonssystem

Ved dyrking av næringsløsninger, bruk en justerbar pumpe for å tilsette næringsløsningen i den øverste dyrkingstanken, og kontroller strømningsretningen til næringsløsningen gjennom den indre pluggen på PVC-røret. For å unngå ujevn strømning av næringsløsningen, bruker næringsløsningen i samme lags dyrkingstanken en ensrettet "S-formet" strømningsmetode. For å øke oksygeninnholdet i næringsløsningen, når det nederste laget av næringsløsning strømmer ut, utformes et visst gap mellom vannutløpet og væskenivået i vanntanken. Ved substrat- eller jorddyrking plasseres vanntanken på det øverste laget, og vanning og gjødsling utføres gjennom et dryppvanningssystem. Hovedrøret er et svart PE-rør med en diameter på 32 mm og en veggtykkelse på 2,0 mm, og grenrøret er et svart PE-rør med en diameter på 16 mm og en veggtykkelse på 1,2 mm. Hvert grenrør installerer en ventil for individuell kontroll. Droppilen bruker en trykkkompensert rett pildrypper, 2 per hull, som settes inn i roten av frøplanten i dyrkingshullet. Overflødig vann samles opp gjennom dreneringssystemet, filtreres og gjenbrukes.

Lystilskuddssystem

Når dyrkingsenheten brukes til balkongproduksjon, kan det naturlige lyset fra balkongen brukes uten tilleggslys eller en liten mengde tilleggslys. Ved dyrking i stuen er det nødvendig å utføre tilleggsbelysningsdesign. Belysningsarmaturen er en 1,2 m lang LED-vekstlampe, 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 nederst på laget. De fire rørene på samme lag er koblet i serie, og lagene er koblet parallelt. I henhold til de ulike belysningsbehovene til forskjellige planter, kan LED-lys med ulikt spektrum velges.

Enhetsmontering

Den prefabrikkerte hjemmedyrkingsenheten er enkel i struktur (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, settes bjelken inn i sommerfuglhullet på den oppreiste stangen for å bygge enhetsskjelettet. I det andre trinnet festes LED-vekstlysrøret på forsterkningsribben på baksiden av laget, og laget plasseres i den indre rennen av tverrbjelken på dyrkingsrammen. I det tredje trinnet kobles dyrkingsrennen og vann- og gjødselsirkulasjonssystemet sammen med en gummislange. I det fjerde trinnet installeres LED-røret, den automatiske timeren stilles inn, og vanntanken plasseres. I det femte trinnet feilsøkes systemet og vanntanken tilsettes. Etter å ha justert pumpehodet og strømmen, kontrolleres vann- og gjødselsirkulasjonssystemet og tilkoblingen til dyrkingstanken for vannlekkasje, slås på og LED-lystilkoblingen og den automatiske timerens driftstilstand er kontroller.

Figur 2, overordnet design av prefabrikert dyrkingsanordning

Søknad og evaluering

Dyrkingsapplikasjon

I 2019 vil enheten bli brukt til småskala innendørs dyrking av grønnsaker som salat, kinakål og selleri (figur 3). I 2020, basert på en oppsummering av tidligere dyrkingserfaringer, utviklet prosjektgruppen organisk substratdyrking av den mat- og medisinhomologe grønnsaken og næringsløsningsdyrkingsteknologien for Begonia fimbristipula hance, noe som beriket eksemplene på hjemmebruk av enheten. I løpet av de siste to årene med dyrking og bruk kan salat og raske grønnsaker høstes 25 dager etter dyrking ved en innendørstemperatur på 20-25 ℃; selleri trenger å vokse i 35-40 dager; Begonia fimbristipula Hance og kinakål er flerårige planter som kan høstes 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 de 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 den første innhøstingen er lavt, 20-30 g per plante, og med kontinuerlig spiring av sidegrener kan den høstes for andre gang, med et intervall på omtrent 15 dager og et utbytte på 60-80 g per plante; utbyttet av det næringsrike menyhullet er 50-80 g, høstet én gang hver 25. dag, og kan høstes kontinuerlig.

Figur 3, Produksjonsanvendelse av prefabrikert dyrkingsanordning

Påføringseffekt

Etter mer enn et år med produksjon og bruk kan enheten utnytte rommets tredimensjonale rom fullt ut for småskala produksjon av en rekke avlinger. Laste- og losseoperasjonene er enkle og lette å lære, og ingen profesjonell opplæring er nødvendig. Ved å justere løftet og strømmen til vannpumpen kan problemet med overdreven strømning og overløp av næringsløsning i dyrkingstanken unngås. Dyrkingstankens åpne dekseldesign er ikke bare enkel å rengjøre etter bruk, men også enkel å bytte ut når tilbehøret er skadet. Dyrkingstanken er koblet til gummislangen til vann- og gjødselsirkulasjonssystemet, noe som realiserer den modulære designen til 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 husholdningsavlingsproduksjon. Det sparer ikke bare testplass, men oppfyller også kravene til produksjonsmiljøet, spesielt konsistensen i rotvekstmiljøet. Etter enkel forbedring kan dyrkingsanordningen også oppfylle kravene til ulike behandlingsmetoder for rhizosfæremiljøet, og har blitt mye brukt i plantevitenskapelige eksperimenter.

Artikkelkilde: Wechat-konto forLandbruksteknikk (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.