[Abstrakt] I øjeblikket anvender hjemmeplantningsanordninger normalt et integreret design, hvilket medfører en del ulemper ved bevægelse samt lastning og losning. Baseret på karakteristikaene for byboernes boligareal og designmålet for familieplanteproduktion foreslår denne artikel en ny type præfabrikeret familieplantningsanordning. Anordningen består af fire dele: et støttesystem, et dyrkningssystem, et vand- og gødningssystem og et lystilskudssystem (primært LED-vækstlamper). Den har et lille fodaftryk, høj pladsudnyttelse, nyskabende struktur, nem adskillelse og montering, lave omkostninger og stærk praktisk anvendelighed. Den kan opfylde byboernes behov for salat til selleri, hurtige grøntsager, nærende kål og begonia fimbristipula. Efter modifikation i lille skala kan den også bruges til plantevidenskabelige eksperimenter.

Overordnet design af dyrkningsudstyr

Designprincipper

Den præfabrikerede dyrkningsenhed er primært rettet mod byboere. Holdet har undersøgt boligens karakteristika grundigt. Området er lille, og pladsudnyttelsesgraden er høj; strukturen er nyskabende og smuk; den er nem at skille ad og samle, enkel og nem at lære; den har lave omkostninger og er stærk praktisk anvendelig. Disse fire principper gennemsyrer hele designprocessen og stræber efter at opnå det endelige mål om at harmonisere med hjemmemiljøet, skabe en smuk og anstændig struktur samt økonomisk og praktisk brugsværdi.

Materialer, der skal bruges

Støtterammen købes fra markedets flerlagsreolprodukt, 1,5 m lang, 0,6 m bred og 2,0 m høj. Materialet er stål, sprøjtebeskyttet og rustbeskyttet, og de fire hjørner af støtterammen er svejset med universalbremsehjul; den ribbede plade er valgt til at forstærke støtterammens lagplade, som er lavet af 2 mm tyk stålplade med sprøjteplastisk rustbeskyttelse, to stykker pr. lag. Dyrkningstrugen er lavet af PVC hydroponisk firkantrør med åbent låg, 10 cm × 10 cm. Materialet er hård PVC-plade med en tykkelse på 2,4 mm. Diameteren af ​​dyrkningshullerne er 5 cm, og afstanden mellem dyrkningshullerne er 10 cm. Næringsopløsningstanken eller vandtanken er lavet af en plastikkasse med en vægtykkelse på 7 mm, med en længde på 120 cm, en bredde på 50 cm og en højde på 28 cm.

Design af dyrkningsenhedsstruktur

Ifølge den overordnede designplan består den præfabrikerede familiedyrkningsanordning af fire dele: et støttesystem, et dyrkningssystem, et vand- og gødningssystem og et lystilskudssystem (primært LED-vækstlamper). Fordelingen i systemet er vist i figur 1.

Figur 1, fordelingen i systemet er vist i.

Design af støttesystemer

Støttesystemet til den præfabrikerede familiedyrkningsanordning består af en opretstående stang, en bjælke og en lagplade. Stangen og bjælken er indsat gennem butterflyhullet, hvilket er nemt at skille ad og samle. Bjælken er udstyret med en forstærket ribbelagplade. Dyrkningsrammens fire hjørner er svejset med universalhjul med bremser for at øge dyrkningsanordningens bevægelsesfleksibilitet.

Design af dyrkningssystem

Dyrkningstanken er et 10 cm × 10 cm hydroponisk firkantet rør med et åbent lågdesign, som er let at rengøre og kan bruges til dyrkning i næringsopløsninger, substratdyrkning eller jorddyrkning. Ved dyrkning i næringsopløsninger placeres plantekurven i plantehullet, og kimplanterne fastgøres med en svamp med tilsvarende specifikationer. Når substratet eller jorden dyrkes, fyldes en svamp eller gaze i forbindelseshullerne i begge ender af dyrkningstrugen for at forhindre, at substratet eller jorden blokerer drænsystemet. De to ender af dyrkningstanken er forbundet til cirkulationssystemet med en gummislange med en indre diameter på 30 mm, hvilket effektivt undgår defekter i strukturel størkning forårsaget af PVC-limning, hvilket ikke er befordrende for bevægelse.

Design af vand- og gødningscirkulationssystem

Ved dyrkning med næringsopløsning skal man bruge en justerbar pumpe til at tilsætte næringsopløsningen til den øverste dyrkningstank, og styre næringsopløsningens strømningsretning gennem PVC-rørets indvendige prop. For at undgå ujævn strømning af næringsopløsningen anvender næringsopløsningen i den samme dyrkningstank en ensrettet "S-formet" strømningsmetode. For at øge iltindholdet i næringsopløsningen, når det nederste lag af næringsopløsningen strømmer ud, designes der et vist mellemrum mellem vandudløbet og vandtankens væskeniveau. Ved substrat- eller jorddyrkning placeres vandtanken på det øverste lag, og vanding og gødskning udføres via et drypvandingssystem. Hovedrøret er et sort PE-rør med en diameter på 32 mm og en vægtykkelse på 2,0 mm, og grenrøret er et sort PE-rør med en diameter på 16 mm og en vægtykkelse på 1,2 mm. Hvert grenrør skal installeres en ventil til individuel styring. Droppilen bruger en trykkompenseret lige pildrypper, 2 pr. hul, der indsættes i roden af ​​frøplanten i dyrkningshullet. Overskydende vand opsamles gennem drænsystemet, filtreres og genbruges.

Lystilskudssystem

Når dyrkningsanordningen bruges til altanproduktion, kan det naturlige lys fra altanen udnyttes uden supplerende lys eller med en lille mængde supplerende lys. Ved dyrkning i stuen er det nødvendigt at udføre et supplerende belysningsdesign. Belysningsarmaturet er en 1,2 m lang LED-vækstlampe, og lystiden styres af en automatisk timer. Lystiden er indstillet til 14 timer, og den ikke-supplerende lystid er 10 timer. Der er 4 LED-lys i hvert lag, som er installeret i bunden af ​​laget. De fire rør på samme lag er forbundet i serie, og lagene er forbundet parallelt. I henhold til de forskellige belysningsbehov hos forskellige planter kan LED-lys med forskelligt spektrum vælges.

Enhedsmontering

Den præfabrikerede hjemmedyrkningsenhed er enkel i struktur (figur 2), og monteringsprocessen er enkel. I det første trin, efter at have bestemt højden af ​​hvert lag i henhold til højden af ​​de dyrkede afgrøder, indsættes bjælken i sommerfuglehullet på den opretstående stang for at bygge enhedens skelett. I det andet trin fastgøres LED-vækstlysrøret på forstærkningsribben på bagsiden af ​​laget, og laget placeres i den indre trug af tværbjælken på dyrkningsrammen. I det tredje trin forbindes dyrkningstrugen og vand- og gødningscirkulationssystemet med en gummislange. I det fjerde trin installeres LED-røret, den automatiske timer indstilles, og vandtanken placeres. I det femte trin er systemfejlfinding og vand tilsat vandtanken. Efter justering af pumpehoved og flow kontrolleres vand- og gødningscirkulationssystemet og dyrkningstankens tilslutning for vandlækage. Tænd for strømmen og kontroller LED-lysforbindelsen og den automatiske timers driftstilstand.

Figur 2, overordnet design af præfabrikeret dyrkningsanordning

Anvendelse og evaluering

Dyrkningsanvendelse

I 2019 vil apparatet blive brugt til indendørs dyrkning i lille skala af grøntsager såsom salat, kinakål og selleri (Figur 3). I 2020 udviklede projektteamet, på baggrund af en opsummering af tidligere dyrkningserfaringer, organisk substratdyrkning af den fødevare- og medicinhomologe grøntsag og næringsopløsningsdyrkningsteknologien til Begonia fimbristipula hance, hvilket har beriget apparatets eksempler på hjemmebrug. I de sidste to års dyrkning og anvendelse kan salat og hurtige grøntsager høstes 25 dage efter dyrkning ved en indendørs temperatur på 20-25 ℃; selleri skal vokse i 35-40 dage; Begonia fimbristipula Hance og kinakål er flerårige planter, der kan høstes flere gange; Begonia fimbristipula kan høste de øverste 10 cm stængler og blade på cirka 35 dage, og de unge stængler og blade kan høstes på cirka 45 dage til dyrkning af kål. Når de er høstet, er udbyttet af salat og kinakål 100~150 g pr. plante; Udbyttet af hvid selleri og rød selleri pr. plante er 100~120 g; udbyttet af Begonia fimbristipula Hance i den første høst er lavt, 20-30 g pr. plante, og med kontinuerlig spiring af sidegrene kan den høstes for anden gang, med et interval på ca. 15 dage og et udbytte på 60-80 g pr. plante; udbyttet af det nærende menuhul er 50-80 g, høstet en gang hver 25. dag, og kan høstes kontinuerligt.

Figur 3, Produktionsanvendelse af præfabrikeret dyrkningsanordning

Anvendelseseffekt

Efter mere end et års produktion og anvendelse kan enheden fuldt ud udnytte rummets tredimensionelle rum til småskalaproduktion af en række forskellige afgrøder. Dens på- og aflæsningsoperationer er enkle og lette at lære, og der kræves ingen professionel træning. Ved at justere vandpumpens løft og flow kan problemet med overdreven strømning og overløb af næringsopløsning i dyrkningstanken undgås. Dyrkningstankens åbne dækseldesign er ikke kun let at rengøre efter brug, men også let at udskifte, når tilbehøret er beskadiget. Dyrkningstanken er forbundet med gummislangen til vand- og gødningscirkulationssystemet, hvilket realiserer det modulære design af dyrkningstanken og vand- og gødningscirkulationssystemet og undgår ulemperne ved det integrerede design i den traditionelle hydroponiske enhed. Derudover kan enheden bruges til videnskabelig forskning under kontrollerbare temperatur- og fugtighedsforhold ud over husholdningsafgrødeproduktion. Det sparer ikke kun testplads, men opfylder også kravene til produktionsmiljøet, især konsistensen af ​​​​rodvækstmiljøet. Efter en simpel forbedring kan dyrkningsanordningen også opfylde kravene til forskellige behandlingsmetoder i rhizosfæremiljøet og har været meget anvendt i plantevidenskabelige eksperimenter.

Artikelkilde: Wechat-konto forLandbrugsteknik (drivhusgartneri) 

Referenceoplysninger: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, et al.Design og anvendelse af præfabrikeret husholdningsdyrkningsudstyr [J]. Landbrugsteknik, 2021, 41 (16): 12-15.