[Аннотация]В настоящее время устройства для выращивания домашних растений обычно имеют интегрированную конструкцию, что доставляет много неудобств при перемещении, погрузке и разгрузке. Исходя из особенностей жилого пространства городских жителей и цели проектирования производства семейных растений, в данной статье предлагается новый тип конструкции сборных семейных посадочных устройств. Устройство состоит из четырех частей: системы поддержки, системы культивации, системы подачи воды и удобрений и системы освещения (в основном светодиодных ламп для выращивания растений). Он имеет небольшую площадь, высокую эффективность использования пространства, новую конструкцию, удобную разборку и сборку, низкую стоимость и высокую практичность. Он может удовлетворить потребности городских жителей в салате из сельдерея, овощах быстрого приготовления, питательной капусте и бегонии фибристипуле. После мелкомасштабной модификации его также можно использовать для исследования научных экспериментов на заводе.

Общий дизайн культивационного оборудования

Принципы проектирования

Сборное устройство культивирования ориентировано в основном на городских жителей. Команда полностью исследовала особенности жизненного пространства городских жителей. Площадь небольшая, а коэффициент использования пространства высокий; структура новая и красивая; удобно разбирать и собирать, прост и легок в освоении; он имеет низкую стоимость и высокую практичность. Эти четыре принципа пронизывают весь процесс проектирования и направлены на достижение конечной цели: гармонизации с домашней обстановкой, красивой и достойной структуры, а также экономической и практической потребительской ценности.

Материалы, которые будут использоваться

Опорный каркас приобретается из имеющегося на рынке многослойного стеллажного изделия длиной 1,5 м, шириной 0,6 м и высотой 2,0 м. Материал - сталь, напыленная и защищенная от ржавчины, а четыре угла опорной рамы приварены универсальными тормозными колесами; Ребристая пластина выбрана для усиления пластины опорной рамы, которая изготовлена ​​из стальной пластины толщиной 2 мм с антикоррозионной обработкой распыляемым пластиком, по две штуки на слой. Емкость для культивирования изготовлена ​​из гидропонной квадратной трубки из ПВХ с открытой крышкой размером 10 см × 10 см. Материал – твердая плита ПВХ толщиной 2,4 мм. Диаметр лунок для выращивания составляет 5 см, расстояние между лунками для культивирования - 10 см. Емкость с питательным раствором или емкость для воды изготавливается из пластиковой коробки с толщиной стенок 7 мм, длиной 120 см, шириной 50 см и высотой 28 см.

Проектирование конструкции устройства культивирования

Согласно общему проектному плану, сборное семейное устройство для выращивания растений состоит из четырех частей: системы поддержки, системы выращивания, системы воды и удобрений и системы дополнительного освещения (в основном светодиодные лампы для выращивания растений). Распределение в системе показано на рисунке 1.

На рисунке 1 показано распределение в системе.

Поддержка проектирования системы

Опорная система сборного семейного культиватора состоит из вертикальной стойки, балки и пластины. Шест и балка вставляются через пряжку с отверстием-бабочкой, которую удобно разбирать и собирать. Балка оснащена усиленной реберной пластиной. Четыре угла культивационной рамы приварены универсальными колесами с тормозами для повышения гибкости движения культивационного аппарата.

Проектирование системы культивирования

Резервуар для культивирования представляет собой гидропонную квадратную трубу размером 10 см × 10 см с открытой крышкой, которую легко чистить и которую можно использовать для выращивания в питательном растворе, выращивания субстрата или обработки почвы. При выращивании на питательном растворе посадочную корзину помещают в посадочную яму, а саженцы фиксируют губкой соответствующих характеристик. Когда субстрат или почва обрабатывается, губка или марля набиваются в соединительные отверстия на обоих концах желоба для культивации, чтобы предотвратить блокирование субстратом или почвой дренажной системы. Два конца культивационного резервуара соединены с циркуляционной системой резиновым шлангом с внутренним диаметром 30 мм, что позволяет эффективно избежать дефектов структурного затвердевания, вызванных клеевым соединением ПВХ, не способствующим движению.

Проектирование системы циркуляции воды и удобрений

При выращивании питательного раствора используйте регулируемый насос для добавления питательного раствора в резервуар для культивирования верхнего уровня и контролируйте направление потока питательного раствора через внутреннюю пробку трубы из ПВХ. Чтобы избежать неравномерного потока питательного раствора, питательный раствор в однослойном резервуаре для культивирования использует метод однонаправленного S-образного потока. Чтобы увеличить содержание кислорода в питательном растворе, когда вытекает самый нижний слой питательного раствора, между выпускным отверстием для воды и уровнем жидкости в резервуаре для воды создается определенный зазор. При обработке субстрата или почвы резервуар для воды размещают на верхнем слое, а полив и внесение удобрений осуществляют через систему капельного орошения. Основная труба представляет собой черную полиэтиленовую трубу диаметром 32 мм и толщиной стенки 2,0 мм, а патрубок представляет собой черную полиэтиленовую трубу диаметром 16 мм и толщиной стенки 1,2 мм. На каждом патрубке установите клапан индивидуального регулирования. В капельной стрелке используется прямая стрелочная капельница с компенсацией давления, по 2 на каждое отверстие, вставленная в корень саженца в лунке для выращивания. Избыточная вода собирается через дренажную систему, фильтруется и используется повторно.

Система легких добавок

Когда устройство культивирования используется для производства балконов, естественный свет с балкона можно использовать без дополнительного света или с небольшим количеством дополнительного света. При выращивании в гостиной необходимо выполнить дополнительное освещение. Осветительный прибор представляет собой светодиодный светильник для выращивания растений длиной 1,2 м, время освещения контролируется автоматическим таймером. Время освещения установлено на 14 часов, а время недополнительного освещения — на 10 часов. В каждом ярусе имеется по 4 светодиодных фонаря, которые установлены в нижней части яруса. Четыре трубки одного слоя соединены последовательно, а слои соединены параллельно. В соответствии с различными потребностями в освещении различных растений можно выбрать светодиодный свет с разным спектром.

Сборка устройства

Сборное устройство для домашнего выращивания имеет простую конструкцию (рис. 2) и процесс сборки прост. На первом этапе, после определения высоты каждого слоя в зависимости от высоты выращиваемых культур, вставьте балку в отверстие-бабочку вертикального столба, чтобы построить каркас устройства; на втором этапе закрепите светодиодную лампу для выращивания растений на ребре жесткости на задней стороне слоя и поместите слой во внутренний желоб перекладины рамы для культивирования; на третьем этапе лоток для культивации и система циркуляции воды и удобрений соединяются резиновым шлангом; четвертый шаг: установите светодиодную трубку, установите автоматический таймер и поместите резервуар для воды; пятый шаг - отладка системы, добавьте воду в резервуар для воды. После регулировки напора насоса и подачи проверьте систему циркуляции воды и удобрений, а также соединение резервуара для культивации на предмет утечки воды, включите питание и проверьте подключение светодиодных фонарей и работу. состояние автоматического таймера.

Рисунок 2. Общая конструкция сборного устройства культивирования.

Применение и оценка

Приложение для выращивания

В 2019 году устройство будет использоваться для мелкомасштабного выращивания в закрытых помещениях таких овощей, как салат, китайская капуста и сельдерей (рис. 3). В 2020 году на основе обобщения предыдущего опыта выращивания команда проекта разработала органический субстрат для выращивания гомологичного овоща пищевого и медицинского назначения и технологию выращивания в питательном растворе Begonia fimbristipula hance, что обогатило примеры домашнего применения устройства. За последние два года выращивания и применения салат и овощи быстрого приготовления можно собирать через 25 дней после выращивания при температуре в помещении 20-25 ℃; сельдерею необходимо расти 35-40 дней; Бегония фибристипула Ханс и китайская капуста — многолетние растения, урожай которых можно собирать несколько раз; Бегония фибристипула может собирать верхние 10-сантиметровые стебли и листья примерно за 35 дней, а молодые стебли и листья можно собирать примерно через 45 дней для выращивания капусты. Урожай салата и пекинской капусты в сборе составляет 100-150 г с растения; выход белого и красного сельдерея с растения 100-120 г; урожайность бегонии фибристипулы Ханс в первый сбор невысока, 20-30 г с растения, а при непрерывном прорастании боковых ветвей ее можно собирать вторично, с интервалом около 15 дней и урожайностью 60-60 г. 80 г на растение; Выход питательной лунки составляет 50-80 г, сбор осуществляется один раз в 25 дней, сбор возможен непрерывно.

Рисунок 3. Применение в производстве сборного устройства культивирования.

Эффект применения

Спустя более года производства и применения устройство сможет полностью использовать трехмерное пространство помещения для мелкосерийного производства различных сельскохозяйственных культур. Операции погрузки и разгрузки просты и легки в освоении и не требуют профессиональной подготовки. Регулируя подъем и подачу водяного насоса, можно избежать проблемы чрезмерного расхода и перелива питательного раствора в резервуаре для культивирования. Открытую крышку резервуара для культивирования не только легко чистить после использования, но и легко заменять в случае повреждения аксессуаров. Резервуар для культивирования соединен с резиновым шлангом системы циркуляции воды и удобрений, что реализует модульную конструкцию резервуара для культивирования и системы циркуляции воды и удобрений и позволяет избежать недостатков интегрированной конструкции традиционного гидропонного устройства. Кроме того, устройство можно использовать не только для домашнего растениеводства, но и для научных исследований в контролируемых условиях температуры и влажности. Он не только экономит тестовое пространство, но и отвечает требованиям производственной среды, особенно согласованности корневой среды роста. После простого усовершенствования устройство для культивирования также может соответствовать требованиям различных методов обработки среды ризосферы и широко используется в научных экспериментах на растениях.

Источник статьи: аккаунт WechatСельскохозяйственные технологии (тепличное садоводство) 

Справочная информация: Ван Фэй, Ван Чанги, Ши Цзинсюань и др.Проектирование и применение сборных бытовых устройств для культивирования [J].Agricultural Engineering Technology, 2021,41(16):12-15.