[Rezumat]În prezent, dispozitivele de plantare la domiciliu adoptă de obicei un design integrat, care aduce multe inconveniente la mișcare și încărcare și descărcare.Pe baza caracteristicilor spațiului de locuit al rezidenților urbani și a obiectivului de proiectare al producției de plante familiale, acest articol propune un nou tip de proiectare a dispozitivelor de plantare familială prefabricate.Dispozitivul este format din patru părți: un sistem de susținere, un sistem de cultivare, un sistem de apă și îngrășăminte și un sistem de supliment de lumină (în mare parte, lămpi cu LED-uri).Are o amprentă mică, utilizare mare a spațiului, structură nouă, dezasamblare și asamblare convenabilă, cost redus și practicabilitate puternică.Poate satisface nevoile locuitorilor din mediul urban despre salată verde pentru țelină, legume rapide, varză hrănitoare și begonia fimbristipula.După modificarea la scară mică, poate fi folosit și pentru cercetarea experimentului științific al plantelor

Proiectarea generală a echipamentelor de cultură

Principii de proiectare

Dispozitivul de cultivare prefabricat este orientat în principal către locuitorii urbani.Echipa a investigat pe deplin caracteristicile spațiului de locuit al rezidenților urbani.Suprafața este mică și rata de utilizare a spațiului este mare;structura este nouă și frumoasă;este convenabil de dezasamblat și asamblat, simplu și ușor de învățat;are un cost scăzut și o practicabilitate puternică.Aceste patru principii parcurg întregul proces de proiectare și se străduiesc să atingă obiectivul final de armonizare cu mediul de acasă, structură frumoasă și decentă și valoare de utilizare economică și practică.

Materiale care urmează a fi utilizate

Cadrul suport este achiziționat de la produsul de raft multistrat de pe piață, 1,5 m lungime, 0,6 m lățime și 2,0 m înălțime.Materialul este din otel, pulverizat si antirugina, iar cele patru colturi ale cadrului suport sunt sudate cu roti universale de frana;placa cu nervuri este selectată pentru a întări placa stratului de cadru suport care este realizată din tablă de oțel de 2 mm grosime cu tratament antirugină spray-plastic, două bucăți per strat.Jgheabul de cultivare este realizat din tub patrat hidroponic PVC cu capac deschis, 10 cm×10 cm.Materialul este placa PVC dur, cu grosimea de 2,4 mm.Diametrul găurilor de cultivare este de 5 cm, iar distanța dintre găurile de cultivare este de 10 cm.Rezervorul de soluție nutritivă sau rezervorul de apă este alcătuit dintr-o cutie de plastic cu o grosime de perete de 7 mm, cu o lungime de 120 cm, o lățime de 50 cm și o înălțime de 28 cm.

Proiectarea structurii dispozitivului de cultivare

Conform planului general de proiectare, dispozitivul de cultivare familial prefabricat constă din patru părți: un sistem de susținere, un sistem de cultivare, un sistem de apă și îngrășăminte și un sistem de supliment de lumină (în mare parte, lămpi LED).Distribuția în sistem este prezentată în Figura 1.

Figura 1, distribuția în sistem este prezentată în.

Proiectarea sistemului de suport

Sistemul de susținere al dispozitivului de cultivare familială prefabricat este compus dintr-un stâlp vertical, o grindă și o placă stratificată.Stâlpul și grinda sunt introduse prin catarama orificiului fluture, care este convenabil de dezasamblat și asamblat.Grinda este echipată cu o placă cu strat de nervuri întărite.Cele patru colțuri ale cadrului de cultivare sunt sudate cu roți universale cu frâne pentru a crește flexibilitatea mișcării dispozitivului de cultivare.

Proiectarea sistemului de cultivare

Rezervorul de cultivare este un tub pătrat hidroponic de 10 cm×10 cm cu un design de capac deschis, care este ușor de curățat și poate fi folosit pentru cultivarea soluției nutritive, cultivarea substratului sau cultivarea solului.În cultivarea cu soluții nutritive, coșul de plantare este plasat în gaura de plantare, iar răsadurile sunt fixate cu un burete cu specificații corespunzătoare.Când substratul sau solul este cultivat, burete sau tifon este îndesat în orificiile de legătură de la ambele capete ale jgheabului de cultivare pentru a preveni blocarea substratului sau a solului în sistemul de drenaj.Cele două capete ale rezervorului de cultivare sunt conectate la sistemul de circulație printr-un furtun de cauciuc cu diametrul interior de 30 mm, care evită efectiv defectele de solidificare structurală cauzate de lipirea cu lipici PVC, care nu este propice mișcării.

Proiectarea sistemului de circulație a apei și a îngrășămintelor

În cultivarea cu soluție nutritivă, utilizați o pompă reglabilă pentru a adăuga soluția nutritivă în rezervorul de cultivare de nivel superior și controlați direcția de curgere a soluției nutritive prin dopul interior al conductei din PVC.Pentru a evita curgerea neuniformă a soluției nutritive, soluția nutritivă din rezervorul de cultivare cu același strat adoptă o metodă de curgere unidirecțională „în formă de S”.Pentru a crește conținutul de oxigen al soluției nutritive, atunci când cel mai de jos strat de soluție nutritivă curge, este proiectat un anumit spațiu între ieșirea apei și nivelul lichidului din rezervorul de apă.În cultivarea substratului sau a solului, rezervorul de apă este plasat pe stratul superior, iar udarea și fertilizarea se realizează printr-un sistem de irigare prin picurare.Țeava principală este o țeavă PE neagră cu un diametru de 32 mm și o grosime a peretelui de 2,0 mm, iar țeava de ramificație este o țeavă PE neagră cu un diametru de 16 mm și o grosime a peretelui de 1,2 mm.Fiecare conductă de derivație Instalați o supapă pentru control individual.Săgeata de picătură folosește un picurator cu săgeți drepte compensate cu presiune, 2 pe gaură, introdus în rădăcina răsadului în gaura de cultivare.Apa în exces este colectată prin sistemul de drenaj, filtrată și refolosită.

Sistem de supliment de lumină

Când dispozitivul de cultivare este utilizat pentru producția de balcon, lumina naturală de la balcon poate fi folosită fără lumină suplimentară sau o cantitate mică de lumină suplimentară.Când cultivați în camera de zi, este necesar să efectuați proiectarea suplimentară de iluminare.Corpul de iluminat este o lampă LED de 1,2 m lungime, iar timpul de iluminare este controlat de un temporizator automat.Timpul de lumină este setat la 14 ore, iar timpul de lumină non-suplimentar este de 10 ore.Există 4 lumini LED în fiecare strat, care sunt instalate în partea de jos a stratului.Cele patru tuburi de pe același strat sunt conectate în serie, iar straturile sunt conectate în paralel.În funcție de nevoile diferite de iluminare ale diferitelor plante, poate fi selectată lumină LED cu spectru diferit.

Asamblarea dispozitivului

Dispozitivul prefabricat de cultivare la domiciliu are o structură simplă (Figura 2), iar procesul de asamblare este simplu.În primul pas, după determinarea înălțimii fiecărui strat în funcție de înălțimea culturilor cultivate, introduceți grinda în orificiul fluture a stâlpului vertical pentru a construi scheletul dispozitivului;în a doua etapă, fixați tubul de lumină cu LED-uri pe nervura de armare din spatele stratului și plasați stratul în jgheabul interior al traversei cadrului de cultivare;a treia etapă, jgheabul de cultivare și sistemul de circulație a apei și a îngrășământului sunt conectate printr-un furtun de cauciuc;al patrulea pas, instalați tubul LED, setați temporizatorul automat și puneți rezervorul de apă;a cincea etapă de depanare a sistemului, adăugați apă în rezervorul de apă După reglarea capului pompei și a debitului, verificați sistemul de circulație a apei și a îngrășământului și conexiunea rezervorului de cultivare pentru scurgeri de apă, porniți și verificați conexiunea luminilor LED și funcționarea starea temporizatorului automat.

Figura 2, proiectarea generală a dispozitivului de cultivare prefabricat

Aplicare și evaluare

Aplicație de cultură

În 2019, dispozitivul va fi folosit pentru cultivarea interioară la scară mică a legumelor, cum ar fi salata verde, varza chinezească și țelina (Figura 3).În 2020, pe baza rezumatului experienței anterioare de cultivare, echipa de proiect a dezvoltat cultivarea pe substrat organic a legumelor omoloage pentru alimente și medicamente și tehnologia de cultivare a soluției nutritive a Begonia fimbristipula hance, care a îmbogățit exemplele de aplicare la domiciliu ale dispozitivului.În ultimii doi ani de cultivare și aplicare, salata verde și legumele rapide pot fi recoltate la 25 de zile după cultivare la o temperatură interioară de 20-25℃;țelina trebuie să crească timp de 35-40 de zile;Begonia fimbristipula Hance și varza chinezească sunt plante perene care pot fi recoltate de mai multe ori;Begonia fimbristipula poate recolta tulpinile și frunzele de sus 10 cm în aproximativ 35 de zile, iar tulpinile și frunzele tinere pot fi recoltate în aproximativ 45 de zile pentru cultivarea varzei.La recoltare, randamentul de salată verde și varză chinezească este de 100~150 g per plantă;producția de țelină albă și țelină roșie pe plantă este de 100~120 g;randamentul de Begonia fimbristipula Hance la prima recoltă este scăzut, de 20-30 g per plantă, iar cu germinarea continuă a ramurilor laterale se poate recolta a doua oară, cu un interval de circa 15 zile și randamente de 60- 80 g per plantă;randamentul găurii meniului nutritiv este de 50-80 g, recoltat o dată la 25 de zile și poate fi recoltat continuu.

Figura 3, Aplicația de producție a dispozitivului de cultivare prefabricat

Efectul aplicației

După mai mult de un an de producție și aplicare, dispozitivul poate folosi pe deplin spațiul tridimensional al încăperii pentru producția la scară mică a unei varietăți de culturi.Operațiunile sale de încărcare și descărcare sunt simple și ușor de învățat și nu este necesară pregătirea profesională.Prin reglarea ridicării și a debitului pompei de apă, se poate evita problema debitului excesiv și a revărsării soluției nutritive din rezervorul de cultivare.Designul capacului deschis al rezervorului de cultivare nu este doar ușor de curățat după utilizare, ci și ușor de înlocuit atunci când accesoriile sunt deteriorate.Rezervorul de cultivare este conectat cu furtunul de cauciuc al sistemului de circulație a apei și a îngrășământului, care realizează designul modular al rezervorului de cultivare și sistemul de circulație a apei și a îngrășămintelor și evită dezavantajele designului integrat în dispozitivul hidroponic tradițional.În plus, dispozitivul poate fi utilizat pentru cercetare științifică în condiții de temperatură și umiditate controlabile, pe lângă producția de culturi de uz casnic.Nu numai că economisește spațiu de testare, dar îndeplinește și cerințele mediului de producție, în special consistența mediului de creștere a rădăcinilor.După o simplă îmbunătățire, dispozitivul de cultivare poate îndeplini și cerințele diferitelor metode de tratare a mediului rizosferei și a fost utilizat pe scară largă în experimentele științifice ale plantelor.

Sursa articol: contul Wechat alTehnologia ingineriei agricole (horticultura cu efect de seră) 

Informații de referință: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan și colab.Proiectarea și aplicarea dispozitivului prefabricat de cultură de uz casnic[J].Agricultural Engineering Technology,2021,41(16):12-15.