[Sammanfattning] För närvarande använder hemmaplanteringsanordningar vanligtvis en integrerad design, vilket medför många besvär vid förflyttning samt lastning och lossning. Baserat på egenskaperna hos stadsbornas bostadsutrymmen och designmålet för familjeodling av växter, föreslår denna artikel en ny typ av prefabricerad familjeplanteringsanordning. Anordningen består av fyra delar: ett stödsystem, ett odlingssystem, ett vatten- och gödselsystem och ett ljustillskottssystem (främst LED-växtlampor). Den har ett litet fotavtryck, högt utrymmesutnyttjande, ny struktur, enkel demontering och montering, låg kostnad och god praktisk användbarhet. Den kan möta stadsbornas behov av sallad för selleri, snabbgrönsaker, näringsrik kål och begonia fimbristipula. Efter småskalig modifiering kan den också användas för växtvetenskaplig experimentforskning.

Övergripande design av odlingsutrustning

Designprinciper

Den prefabricerade odlingsanordningen är huvudsakligen inriktad på stadsbor. Teamet undersökte noggrant egenskaperna hos stadsbornas bostadsutrymmen. Området är litet och utrymmesutnyttjandet är högt; strukturen är ny och vacker; den är bekväm att demontera och montera, enkel och lätt att lära sig; den har låg kostnad och stark praktisk användbarhet. Dessa fyra principer genomsyrar hela designprocessen och strävar efter att uppnå det slutgiltiga målet att harmonisera med hemmiljön, skapa en vacker och anständig struktur samt ett ekonomiskt och praktiskt användningsvärde.

Material som ska användas

Stödramen köps från marknadens flerskiktade hyllprodukt, 1,5 m lång, 0,6 m bred och 2,0 m hög. Materialet är stål, sprutbehandlat och rostskyddat, och stödramens fyra hörn är svetsade med bromsade universalhjul; den ribbade plattan är vald för att förstärka stödramens lagerplatta som är tillverkad av 2 mm tjock stålplåt med sprutplastbehandling mot rost, två stycken per lager. Odlingstråget är tillverkat av PVC-hydroponiskt fyrkantsrör med öppet lock, 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 tillverkad 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 odlingsanordningens struktur

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

Figur 1, fördelningen i systemet visas i.

Utformning av stödsystem

Stödsystemet för den prefabricerade familjeodlingsanordningen består av en upprättstående stång, en balk och en lagerplatta. Stången och balken förs in genom fjärilshålsspännet, vilket är enkelt att demontera och montera. Balken är utrustad med en förstärkt ribblagerplatta. De fyra hörnen på odlingsramen är svetsade med universalhjul med bromsar för att öka flexibiliteten i odlingsanordningens rörelse.

Design av odlingssystem

Odlingstanken är ett 10 cm × 10 cm hydroponiskt fyrkantigt rör med öppen lockdesign, som är lätt att rengöra och kan användas för odling i näringslösning, substratodling eller jordodling. Vid odling i näringslösning placeras planteringskorgen i planteringshålet och plantorna fixeras med en svamp med motsvarande specifikationer. När substratet eller jorden odlas stoppas svamp eller gasbinda i anslutningshålen i båda ändar 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 i strukturell stelning orsakade av PVC-limbindning, vilket inte bidrar till rörelse.

Design av vatten- och gödningscirkulationssystem

Vid odling med näringslösning, använd en justerbar pump för att tillsätta näringslösningen till den översta odlingstanken och kontrollera flödesriktningen för näringslösningen genom PVC-rörets inre plugg. För att undvika ojämnt flöde av näringslösningen använder näringslösningen i samma lager-odlingstank en enkelriktad "S-formad" flödesmetod. För att öka syrehalten i näringslösningen, när det understa lagret av näringslösning rinner ut, utformas ett visst mellanrum 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 installerar en ventil för individuell styrning. Droppilen använder en tryckkompenserad rak pildroppare, 2 per hål, som sätts in i plantans rot i odlingshålet. Överskottsvatten samlas upp genom dräneringssystemet, filtreras och återanvänds.

Ljustilläggssystem

När odlingsanordningen används för balkongodling kan det naturliga ljuset från balkongen användas utan kompletterande ljus eller med en liten mängd kompletterande ljus. Vid odling i vardagsrummet är det nödvändigt att utföra en kompletterande belysningsdesign. 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-kompletterande ljustiden är 10 timmar. Det finns 4 LED-lampor i varje lager, som är installerade längst ner i lagret. De fyra rören på samma lager är seriekopplade, och lagren är parallellkopplade. Beroende på de olika belysningsbehoven hos olika växter kan LED-ljus med olika spektrum väljas.

Enhetsmontering

Den prefabricerade hemmaodlingsanordningen är enkel i sin struktur (Figur 2) och monteringsprocessen är enkel. I det första steget, efter att ha bestämt höjden på varje lager i enlighet med de odlade grödornas höjd, sätts balken in i fjärilshålet på den upprättstående stången för att bygga enhetens skelett; i det andra steget, fäst LED-växtlampsröret på förstärkningsribban på baksidan av lagret och placera lagret i den inre rännan på odlingsramens tvärbalk; i det tredje steget ansluts odlingsrännan och vatten- och gödningscirkulationssystemet med en gummislang; i det fjärde steget, installera LED-röret, ställ in den automatiska timern och placera vattentanken; i det femte steget - systemfelsökning, tillsätt vatten i vattentanken. Efter justering av pumphuvud och flöde, kontrollera vatten- och gödningscirkulationssystemet och anslutningen till odlingstanken för vattenläckage, slå på strömmen och kontrollera LED-lampans anslutning och den automatiska timerns funktionsskick.

Figur 2, övergripande design av prefabricerad odlingsanordning

Tillämpning och utvärdering

Odlingsapplikation

Under 2019 kommer apparaten att användas för småskalig inomhusodling av grönsaker som sallad, kinakål och selleri (Figur 3). Under 2020, baserat på en sammanfattning av tidigare odlingserfarenheter, utvecklade projektgruppen organisk substratodling av den livsmedels- och medicinhomologa grönsaken och en näringslösningsodlingsteknik för Begonia fimbristipula hance, vilket berikade apparatens exempel på hemmatillämpningar. Under de senaste två årens odling och användning 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 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 odling av kål. När de skördats är avkastningen av sallad och kinakål 100~150 g per planta; Avkastningen av vit selleri och röd selleri per planta är 100~120 g; avkastningen av Begonia fimbristipula Hance vid 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 en avkastning på 60-80 g per planta; avkastningen från det närande menyhålet är 50-80 g, skördad en gång var 25:e dag, och kan skördas kontinuerligt.

Figur 3, Produktionstillämpning av prefabricerad odlingsanordning

Applikationseffekt

Efter mer än ett års produktion och användning kan enheten utnyttja rummets tredimensionella utrymme 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 överdrivet flöde och överfyllning 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 till vatten- och gödningscirkulationssystemet, vilket realiserar odlingstankens och vatten- och gödningscirkulationssystemets modulära design och undviker nackdelarna med den integrerade designen i den traditionella hydroponiska enheten. Dessutom kan enheten användas för vetenskaplig forskning under kontrollerbara temperatur- och fuktighetsförhållanden utöver hushållsproduktion av grödor. Det sparar inte bara testutrymme, utan uppfyller också kraven i produktionsmiljön, särskilt rottillväxtmiljöns konsistens. Efter en enkel förbättring kan odlingsanordningen även uppfylla kraven för olika behandlingsmetoder i 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]. Jordbruksteknik, 2021, 41 (16): 12-15.