[Abstrakt] För närvarande antar anordningar för hemplantering vanligtvis en integrerad design, vilket medför mycket besvär för förflyttning och lastning och lossning. Baserat på egenskaperna hos stadsbornas livsrum och designmålet för familjeväxtproduktion, föreslår denna artikel en ny typ av prefabricerad familjeplanteringsanordningsdesign. Enheten består av fyra delar: ett stödsystem, ett odlingssystem, ett vatten- och gödningssystem och ett ljustillskottssystem (mest LED-odlingslampor). Den har ett litet fotavtryck, högt utrymmesutnyttjande, ny struktur, bekväm demontering och montering, låg kostnad och god genomförbarhet. Den kan möta stadsbornas behov av sallad till selleri, snabbgrönsaker, närande kål och begonia fimbristipula. Efter småskalig modifiering kan den även användas för växtvetenskaplig experimentforskning

Övergripande design av odlingsutrustning

Designprinciper

Den prefabricerade odlingsanordningen är främst inriktad på stadsbor. Teamet undersökte till fullo egenskaperna hos stadsbornas livsrum. Ytan är liten och utrymmesutnyttjandegraden hög; strukturen är ny och vacker; det är bekvämt att demontera och montera, enkelt och lätt att lära sig; det har låg kostnad och god genomförbarhet. Dessa fyra principer löper genom hela designprocessen och strävar efter att uppnå det slutliga målet att harmonisera med hemmiljön, vacker och anständig struktur samt ekonomiskt och praktiskt bruksvärde.

Material som ska användas

Stödstommen köps från marknadens flerlagershyllprodukt, 1,5 m lång, 0,6 m bred och 2,0 m hög. Materialet är stål, sprutat och rostskyddat, och stödramens fyra hörn är svetsade med bromsuniversalhjul; den räfflade plåten är vald för att förstärka stödramen lagerplåt som är gjord av 2 mm tjock stålplåt med sprayplast rostskyddsbehandling, två stycken per lager. Odlingstråget är tillverkat av hydroponiskt fyrkantsrör av PVC med öppen hatt, 10 cm×10 cm. Materialet är hård PVC-skiva med en tjocklek på 2,4 mm. Diametern på odlingshålen är 5 cm, och avståndet mellan odlingshålen är 10 cm. Näringslösningstanken eller vattentanken är gjord av en plastlåda med en väggtjocklek på 7 mm, med en längd på 120 cm, en bredd på 50 cm och en höjd på 28 cm.

Design av odlingsanordningsstruktur

Enligt den övergripande designplanen består den prefabricerade familjeodlingsanordningen av fyra delar: ett stödsystem, ett odlingssystem, ett vatten- och gödningssystem och ett ljustillskottssystem (mestadels LED-odlingslampor). Fördelningen i systemet visas i figur 1.

Figur 1, fördelningen i systemet visas i.

Supportsystemdesign

Stödsystemet för den prefabricerade familjeodlingsanordningen består av en upprätt stolpe, en balk och en lagerplatta. Stången och balken förs in genom fjärilshålsspännet, vilket är bekvämt att demontera och montera. Balken är försedd med en förstärkt ribbskiktsplatta. Odlingsramens fyra hörn är svetsade med universalhjul med bromsar för att öka flexibiliteten i odlingsanordningens rörelse.

Design av odlingssystem

Odlingstanken är ett 10 cm×10 cm hydroponiskt fyrkantsrör med öppen lockdesign, som är lätt att rengöra och kan användas för näringslösningsodling, substratodling eller jordbearbetning. Vid odling av näringslösning placeras planteringskorgen i planteringshålet och plantorna fixeras med en svamp med motsvarande specifikationer. När substratet eller jorden odlas, stoppas svamp eller gasväv i de anslutande hålen i båda ändarna av odlingstråget för att förhindra att substratet eller jorden blockerar dräneringssystemet. De två ändarna av odlingstanken är anslutna till cirkulationssystemet med en gummislang med en innerdiameter på 30 mm, vilket effektivt undviker defekter av strukturell stelning som orsakas av PVC-limbindning, vilket inte främjar rörelse.

Design av vatten- och gödselcirkulationssystem

Vid odling av näringslösning, använd en justerbar pump för att tillsätta näringslösningen till odlingstanken på toppnivå och kontrollera flödesriktningen för näringslösningen genom den inre pluggen på PVC-röret. För att undvika det ojämna flödet av näringslösningen använder näringslösningen i samma skikts odlingstank en enkelriktad "S-formad" flödesmetod. För att öka syrehalten i näringslösningen, när det lägsta lagret av näringslösning rinner ut, utformas ett visst gap mellan vattenutloppet och vätskenivån i vattentanken. Vid substrat- eller jordbearbetning placeras vattentanken på det översta lagret, och vattning och gödsling utförs genom ett droppbevattningssystem. Huvudröret är ett svart PE-rör med en diameter på 32 mm och en väggtjocklek på 2,0 mm och grenröret är ett svart PE-rör med en diameter på 16 mm och en väggtjocklek på 1,2 mm. Varje grenrör Installera en ventil för individuell styrning. Droppilen använder en tryckkompenserad rak pildropp, 2 st per hål, insatt i plantans rot i odlingshålet. Överskottsvatten samlas upp genom dräneringssystemet, filtreras och återanvänds.

Light Supplement System

När odlingsanordningen används för balkongtillverkning kan det naturliga ljuset från balkongen användas utan tillskottsljus eller en liten mängd tillskottsljus. När du odlar i vardagsrummet är det nödvändigt att utföra den kompletterande ljusdesignen. Belysningsarmaturen är en 1,2 m lång LED-växtlampa och ljustiden styrs av en automatisk timer. Ljustiden är inställd på 14 timmar och den icke-tilläggsljustiden är 10 timmar. Det finns 4 LED-lampor i varje lager, som är installerade i botten av lagret. De fyra rören på samma lager är seriekopplade och lagren är parallellkopplade. Beroende på de olika belysningsbehoven för olika växter kan LED-ljus med olika spektrum väljas.

Montering av enhet

Den prefabricerade hemodlingsanordningen är enkel i strukturen (Figur 2) och monteringsprocessen är enkel. I det första steget, efter att ha bestämt höjden på varje lager enligt höjden på de odlade grödorna, sätt in strålen i fjärilshålet på den upprättstående stolpen för att bygga enhetens skelett; i det andra steget, fixera LED-växtljusröret på förstärkningsribban på baksidan av lagret och placera lagret i det inre tråget av tvärbalken på odlingsramen; det tredje steget, odlingstråget och vatten- och gödselcirkulationssystemet är sammankopplade med en gummislang; det fjärde steget, installera LED-röret, ställ in den automatiska timern och placera vattentanken; det femte stegets systemfelsökning, tillsätt vatten till vattentanken Efter att ha justerat pumphuvudet och flödet, kontrollera vatten- och gödselcirkulationssystemet och anslutningen av odlingstanken för vattenläckage, slå på och kontrollera LED-lampornas anslutning och funktion den automatiska timerns tillstånd.

Figur 2, övergripande design av prefabricerad odlingsanordning

Ansökan och utvärdering

Odlingsapplikation

Under 2019 kommer enheten att användas för småskalig inomhusodling av grönsaker som sallad, kinakål och selleri (Figur 3). År 2020, på grundval av en sammanfattning av de tidigare odlingserfarenheterna, utvecklade projektgruppen den organiska substratodlingen av den homologa grönsaken för livsmedel och medicin och odlingstekniken för näringslösningar av Begonia fimbristipula hance, vilket berikade exemplen för hemapplikationer av enheten. Under de senaste två åren av odling och applicering kan sallad och snabbgrönsaker skördas 25 dagar efter odling vid en inomhustemperatur på 20-25 ℃; selleri behöver växa i 35-40 dagar; Begonia fimbristipula Hance och kinakål är fleråriga växter som kan skördas på flera gånger; Begonia fimbristipula kan skörda de översta 10 cm stjälkarna och bladen på cirka 35 dagar, och de unga stjälkarna och bladen kan skördas på cirka 45 dagar för att odla kål. Vid skörd är avkastningen av sallad och kinakål 100~150 g per planta; avkastningen av vit selleri och röd selleri per planta är 100~120 g; skörden av Begonia fimbristipula Hance i den första skörden är låg, 20-30 g per planta, och med kontinuerlig groning av sidogrenar kan den skördas för andra gången, med ett intervall på cirka 15 dagar och skördar på 60- 80 g per planta; utbytet av det närande menyhålet är 50-80 g, skördat en gång var 25:e dag, och kan skördas kontinuerligt.

Figur 3, Produktionsapplikation av prefabricerad odlingsanordning

Applikationseffekt

Efter mer än ett års produktion och applicering kan enheten utnyttja det tredimensionella utrymmet i rummet fullt ut för småskalig produktion av en mängd olika grödor. Dess lastnings- och lossningsoperationer är enkla och lätta att lära sig, och ingen professionell utbildning krävs. Genom att justera vattenpumpens lyft och flöde kan problemet med för stort flöde och översvämning av näringslösning i odlingstanken undvikas. Odlingstankens öppna lockdesign är inte bara lätt att rengöra efter användning, utan också lätt att byta ut när tillbehören är skadade. Odlingstanken är ansluten till gummislangen i vatten- och gödselcirkulationssystemet, vilket realiserar den modulära designen av odlingstanken och vatten- och gödselcirkulationssystemet och undviker nackdelarna med den integrerade designen i den traditionella hydroponiska enheten. Dessutom kan enheten användas för vetenskaplig forskning under kontrollerbara temperatur- och luftfuktighetsförhållanden utöver hushållsgrödor. Det sparar inte bara testutrymme, utan uppfyller också kraven i produktionsmiljön, särskilt konsistensen i rottillväxtmiljön. Efter enkel förbättring kan odlingsanordningen också uppfylla kraven för olika behandlingsmetoder för rhizosfärmiljön och har använts i stor utsträckning i växtvetenskapliga experiment.

Artikelkälla: Wechat-konto förJordbruksteknik (växthusodling) 

Referensinformation: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, et al.Design och tillämpning av prefabricerad hushållsodlingsanordning[J].Agricultural Engineering Technology,2021,41(16):12-15.