[Резюме] В момента устройствата за домашно засаждане обикновено приемат интегриран дизайн, което носи много неудобства при движение и товарене и разтоварване. Въз основа на характеристиките на жизненото пространство на градските жители и целта на дизайна на семейното производство на растения, тази статия предлага нов тип сглобяемо устройство за семейно засаждане. Устройството се състои от четири части: опорна система, система за култивиране, система за вода и торове и система за добавка на светлина (предимно LED светлини за отглеждане). Той има малък отпечатък, високо използване на пространството, нова структура, удобно разглобяване и сглобяване, ниска цена и голяма практичност. Може да задоволи нуждите на градските жители от маруля за целина, бърз зеленчук, подхранващо зеле и бегония фимбристипула. След дребномащабна модификация може да се използва и за научни експериментални изследвания на растения

Цялостен дизайн на оборудването за култивиране

Принципи на проектиране

Сглобяемото устройство за култивиране е ориентирано предимно към градските жители. Екипът проучи напълно характеристиките на жизненото пространство на градските жители. Площта е малка и степента на използване на пространството е висока; структурата е нова и красива; удобен е за разглобяване и сглобяване, прост и лесен за научаване; има ниска цена и голяма практичност. Тези четири принципа преминават през целия процес на проектиране и се стремят да постигнат крайната цел за хармонизиране с домашната среда, красива и прилична структура и икономична и практическа стойност на употреба.

Материали, които ще се използват

Поддържащата рамка е закупена от предлагания на пазара продукт за многослойни рафтове, 1,5 m дължина, 0,6 m ширина и 2,0 m височина. Материалът е стомана, пръскана и устойчива на ръжда, а четирите ъгъла на носещата рамка са заварени със спирачни универсални колела; оребрената плоча е избрана за укрепване на плочата на опорната рамка, която е направена от 2 mm дебела стоманена плоча със спрей-пластмаса против ръжда, две части на слой. Коритото за култивиране е направено от PVC хидропонна квадратна тръба с отворен капак, 10 cm × 10 cm. Материалът е твърд PVC картон с дебелина 2,4 мм. Диаметърът на култивационните отвори е 5 см, а разстоянието между култивационните отвори е 10 см. Резервоарът за хранителен разтвор или резервоарът за вода е изработен от пластмасова кутия с дебелина на стената 7 мм, с дължина 120 см, ширина 50 см и височина 28 см.

Проектиране на структурата на устройството за култивиране

Съгласно цялостния план за проектиране, сглобяемото семейно устройство за култивиране се състои от четири части: опорна система, система за култивиране, система за вода и торове и система за добавка на светлина (най-вече LED светлини за отглеждане). Разпределението в системата е показано на фигура 1.

На фигура 1 е показано разпределението в системата.

Проектиране на поддържаща система

Подпорната система на сглобяемото семейно устройство за култивиране се състои от изправен стълб, греда и плоча за пластове. Стълбът и лъчът се вкарват през катарамата с дупка за пеперуда, която е удобна за разглобяване и сглобяване. Гредата е снабдена с подсилена плоча с оребрен слой. Четирите ъгъла на рамката за култивиране са заварени с универсални колела със спирачки, за да се увеличи гъвкавостта на движение на устройството за култивиране.

Проектиране на система за култивиране

Резервоарът за култивиране е 10 см × 10 см хидропонна квадратна тръба с отворен дизайн на капака, който се почиства лесно и може да се използва за култивиране на хранителен разтвор, култивиране на субстрат или култивиране на почва. При култивиране с хранителен разтвор кошницата за засаждане се поставя в дупката за засаждане и разсадът се фиксира с гъба със съответните спецификации. Когато субстратът или почвата се култивират, гъба или марля се напълват в свързващите отвори в двата края на коритото за култивиране, за да се предотврати блокирането на дренажната система от субстрата или почвата. Двата края на резервоара за култивиране са свързани към циркулационната система чрез гумен маркуч с вътрешен диаметър 30 ​​мм, който ефективно избягва дефектите на структурно втвърдяване, причинени от залепване на PVC лепило, което не е благоприятно за движение.

Проектиране на система за циркулация на вода и тор

При култивиране на хранителен разтвор използвайте регулируема помпа, за да добавите хранителния разтвор към резервоара за култивиране от най-високо ниво и контролирайте посоката на потока на хранителния разтвор през вътрешната тапа на PVC тръбата. За да се избегне неравномерният поток на хранителния разтвор, хранителният разтвор в резервоара за култивиране на същия слой приема еднопосочен метод на потока „S-образна форма“. За да се увеличи съдържанието на кислород в хранителния разтвор, когато най-долният слой от хранителния разтвор изтича, се проектира определена междина между изхода на водата и нивото на течността в резервоара за вода. При субстратна или почвена обработка резервоарът за вода се поставя на горния слой, а поливането и торенето се извършват чрез система за капково напояване. Основната тръба е черна PE тръба с диаметър 32 mm и дебелина на стената 2,0 mm, а разклонителната тръба е черна PE тръба с диаметър 16 mm и дебелина на стената 1,2 mm. Всеки разклонителен тръбопровод Инсталирайте вентил за индивидуално управление. Стрелката за падане използва капкообразувател с права стрелка с компенсация на налягането, 2 на дупка, поставена в корена на разсада в отвора за култивиране. Излишната вода се събира през дренажната система, филтрира се и се използва повторно.

Система за леки добавки

Когато устройството за култивиране се използва за балконско производство, естествената светлина от балкона може да се използва без допълнителна светлина или малко количество допълнителна светлина. При отглеждане в хола е необходимо да се извърши допълнително осветление. Осветителното тяло е LED лампа с дължина 1,2 м, като времето за осветяване се контролира от автоматичен таймер. Времето за осветяване е настроено на 14 часа, а времето за недопълнителна светлина е 10 часа. Във всеки слой има 4 LED светлини, които са инсталирани в долната част на слоя. Четирите тръби на един и същи слой са свързани последователно, а слоевете са свързани паралелно. Според различните нужди от осветление на различните растения може да се избере LED светлина с различен спектър.

Сглобяване на устройството

Сглобяемото устройство за домашно култивиране е просто по структура (Фигура 2) и процесът на сглобяване е лесен. В първата стъпка, след определяне на височината на всеки слой според височината на култивираните култури, вкарайте гредата в отвора на пеперудата на изправения стълб, за да изградите скелета на устройството; във втората стъпка, фиксирайте LED тръбата за отглеждане на светлина върху подсилващото ребро на гърба на слоя и поставете слоя във вътрешния улей на напречната греда на рамката за култивиране; третото стъпало, коритото за култивиране и системата за циркулация на водата и тора са свързани с гумен маркуч; четвъртата стъпка, инсталирайте LED тръбата, настройте автоматичния таймер и поставете резервоара за вода; петата стъпка - отстраняване на грешки в системата, добавете вода към резервоара за вода След регулиране на напора на помпата и дебита, проверете системата за циркулация на водата и тора и връзката на резервоара за култивиране за изтичане на вода, включете захранването и проверете връзката на LED светлините и работата състояние на автоматичния таймер.

Фигура 2, цялостен дизайн на сглобяемо устройство за култивиране

Приложение и оценка

Приложение за култивиране

През 2019 г. устройството ще се използва за дребно отглеждане на закрито на зеленчуци като маруля, китайско зеле и целина (Фигура 3). През 2020 г., въз основа на обобщаване на предишния опит в култивирането, екипът на проекта разработи органично култивиране на субстрат на хранителни и медицински хомоложни зеленчуци и технология за култивиране на хранителен разтвор на Begonia fimbristipula hance, което обогати примерите за домашно приложение на устройството. През последните две години на култивиране и приложение, марулята и бързите зеленчуци могат да бъдат събрани 25 дни след култивирането при вътрешна температура от 20-25 ℃; целината трябва да расте за 35-40 дни; Begonia fimbristipula Hance и китайското зеле са многогодишни растения, които могат да се берат многократно; Begonia fimbristipula може да събере горните 10 cm стъбла и листа за около 35 дни, а младите стъбла и листа могат да бъдат събрани за около 45 дни за отглеждане на зеле. При беритба добивът на маруля и китайско зеле е 100~150 г от растение; добивът на бяла целина и червена целина на растение е 100~120 g; добивът на Begonia fimbristipula Hance при първата реколта е нисък, 20-30 g на растение, а при непрекъснато покълване на страничните клони може да се прибере за втори път, с интервал от около 15 дни и добиви от 60- 80 g на растение; добивът на дупката за подхранващо меню е 50-80 g, бере се веднъж на 25 дни и може да се бере непрекъснато.

Фигура 3, Производствено приложение на сглобяемо устройство за култивиране

Ефект на приложението

След повече от година производство и приложение, устройството може да използва пълноценно триизмерното пространство на помещението за дребномащабно производство на различни култури. Неговите операции по товарене и разтоварване са прости и лесни за научаване и не се изисква професионално обучение. Чрез регулиране на повдигането и потока на водната помпа може да се избегне проблемът с прекомерния поток и преливане на хранителен разтвор в резервоара за култивиране. Дизайнът на отворения капак на резервоара за култивиране е не само лесен за почистване след употреба, но и лесен за смяна, когато аксесоарите са повредени. Резервоарът за култивиране е свързан с гумения маркуч на системата за циркулация на вода и тор, което реализира модулния дизайн на резервоара за култивиране и системата за циркулация на вода и тор и избягва недостатъците на интегрирания дизайн в традиционното хидропонно устройство. В допълнение, устройството може да се използва за научни изследвания при контролирани условия на температура и влажност в допълнение към производството на домашни култури. Той не само спестява място за тестване, но също така отговаря на изискванията на производствената среда, особено на последователността на средата за растеж на корените. След просто подобрение устройството за култивиране може също да отговори на изискванията на различни методи за третиране на ризосферната среда и е широко използвано в научни експерименти с растения.

Източник на статията: Wechat акаунт наТехнология на селскостопанското инженерство (оранжерийно градинарство) 

Справочна информация: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan и др.Проектиране и приложение на сглобяемо домакинско устройство за култивиране [J]. Agricultural Engineering Technology, 2021, 41 (16): 12-15.