[Abstract]Tällä hetkellä kodin istutuslaitteet käyttävät yleensä integroitua suunnittelua, mikä tuo paljon haittaa liikkumiseen sekä lastaamiseen ja purkamiseen. Kaupunkilaisten asuintilan ominaisuuksien ja perhekasvituotannon suunnittelutavoitteen perusteella tässä artikkelissa ehdotetaan uudenlaista esivalmistettua perheen istutuslaitesuunnittelua. Laite koostuu neljästä osasta: tukijärjestelmästä, viljelyjärjestelmästä, vesi- ja lannoitejärjestelmästä sekä valolisäjärjestelmästä (lähinnä LED-kasvatusvalot). Siinä on pieni jalanjälki, korkea tilankäyttö, uusi rakenne, kätevä purkaminen ja kokoaminen, alhaiset kustannukset ja hyvä käytännöllisyys. Se voi vastata kaupunkilaisten tarpeisiin salaatista selleriin, pikavihanneksiin, ravitsevaan kaaliin ja begonia fimbristipulaan. Pienen mittakaavan muokkauksen jälkeen sitä voidaan käyttää myös kasvitieteelliseen koetutkimukseen

Viljelylaitteiden kokonaissuunnittelu

Suunnitteluperiaatteet

Esivalmistettu viljelylaite on suunnattu pääasiassa kaupunkilaisille. Ryhmä tutki perusteellisesti kaupunkilaisten elintilan ominaisuuksia. Alue on pieni ja tilan käyttöaste korkea; rakenne on uusi ja kaunis; se on kätevä purkaa ja koota, yksinkertainen ja helppo oppia; sillä on alhaiset kustannukset ja hyvä käytännöllisyys. Nämä neljä periaatetta kulkevat läpi koko suunnitteluprosessin ja pyrkivät saavuttamaan perimmäisenä tavoitteena harmonisoituminen kodin ympäristöön, kaunis ja kunnollinen rakenne sekä taloudellinen ja käytännöllinen käyttöarvo.

Käytettävät materiaalit

Tukikehys on hankittu torilta monikerroksisesta hyllytuotteesta, pituus 1,5 m, leveys 0,6 m ja korkeus 2,0 m. Materiaali on terästä, ruiskutettua ja ruostesuojattua, ja tukirungon neljä kulmaa on hitsattu jarrujen yleispyörillä; uritettu levy valitaan vahvistamaan tukirunkokerroslevyä, joka on valmistettu 2 mm paksusta teräslevystä, jossa on ruostemuovinen ruosteenestokäsittely, kaksi kappaletta per kerros. Viljelykaukalo on valmistettu avokorkisesta PVC hydroponisesta neliöputkesta, 10 cm × 10 cm. Materiaali on kovaa PVC-levyä, jonka paksuus on 2,4 mm. Muokkausreikien halkaisija on 5 cm ja muokkausreikien etäisyys 10 cm. Ravinneliuossäiliö tai vesisäiliö on valmistettu muovilaatikosta, jonka seinämän paksuus on 7 mm, pituus 120 cm, leveys 50 cm ja korkeus 28 cm.

Viljelylaitteen rakenteen suunnittelu

Kokonaissuunnittelusuunnitelman mukaan esivalmistettu perheviljelylaite koostuu neljästä osasta: tukijärjestelmä, viljelyjärjestelmä, vesi- ja lannoitejärjestelmä sekä valolisäjärjestelmä (lähinnä LED-kasvatusvalot). Jakauma järjestelmässä on esitetty kuvassa 1.

Kuvassa 1 on esitetty jakauma järjestelmässä.

Tukijärjestelmän suunnittelu

Valmisperheviljelylaitteen tukijärjestelmä koostuu pystytolpasta, palkista ja kerroslevystä. Tanko ja palkki työnnetään perhosreiän soljen läpi, joka on kätevä purkaa ja koota. Palkki on varustettu vahvistetulla ripakerroslevyllä. Muokkausrungon neljä kulmaa on hitsattu jarrullisilla yleispyörillä muokkauslaitteen liikkeen joustavuuden lisäämiseksi.

Viljelyjärjestelmän suunnittelu

Viljelysäiliö on 10 cm × 10 cm vesiviljelyputki, jossa on avoin kansirakenne, joka on helppo puhdistaa ja jota voidaan käyttää ravinneliuosviljelyyn, substraattiviljelyyn tai maanmuokkaukseen. Ravinneliuosviljelyssä istutuskori asetetaan istutuskoloon ja taimet kiinnitetään vastaavanlaatuisella sienellä. Kun alustaa tai maata viljellään, muokkauskaukalon molemmissa päissä oleviin liitosreikiin täytetään sientä tai sideharsoa, jotta kasvualusta tai maaperä ei tukkisi viemärijärjestelmää. Muokkaussäiliön kaksi päätä on liitetty kiertojärjestelmään 30 mm sisähalkaisijalla olevalla kumiletkulla, jolla vältetään tehokkaasti PVC-liimaliitoksen aiheuttamat rakenteelliset jähmettymisvirheet, mikä ei edistä liikettä.

Veden ja lannoitteiden kiertojärjestelmän suunnittelu

Ravinneliuosviljelyssä lisää ravinneliuosta ylätason viljelysäiliöön säädettävällä pumpulla ja ohjaa ravinneliuoksen virtaussuuntaa PVC-putken sisätulpan kautta. Ravinneliuoksen epätasaisen virtauksen välttämiseksi saman kerroksen viljelysäiliössä oleva ravinneliuos käyttää yksisuuntaista "S-muotoista" virtausmenetelmää. Ravinneliuoksen happipitoisuuden lisäämiseksi, kun alin kerros ravinneliuosta virtaa ulos, suunnitellaan tietty rako vedenpoistoaukon ja vesisäiliön nestepinnan välille. Substraatin tai maan muokkauksessa vesisäiliö sijoitetaan pintakerrokselle ja kastelu ja lannoitus suoritetaan tiputuskastelujärjestelmän kautta. Pääputki on musta PE-putki, jonka halkaisija on 32 mm ja seinämän paksuus 2,0 mm, ja haaraputki on musta PE-putki, jonka halkaisija on 16 mm ja seinämän paksuus 1,2 mm. Jokainen haaraputki Asenna venttiili yksittäistä ohjausta varten. Pudotusnuolessa käytetään painekompensoitua suoraa nuolitiputtajaa, 2 kpl reikää kohti, työnnettynä taimen juureen viljelyreiässä. Ylimääräinen vesi kerätään viemärijärjestelmän kautta, suodatetaan ja käytetään uudelleen.

Valon täydennysjärjestelmä

Kun viljelylaitetta käytetään parvekkeen tuotantoon, parvekkeelta tuleva luonnonvalo voidaan käyttää ilman lisävaloa tai pientä lisävaloa. Olohuoneessa viljeltäessä on tarpeen suorittaa lisävalaistussuunnittelu. Valaisin on 1,2 m pitkä LED-kasvuvalo ja valaistusaikaa ohjataan automaattisella ajastimella. Valoajaksi on asetettu 14 tuntia ja lisävaloajaksi 10 tuntia. Jokaisessa kerroksessa on 4 LED-valoa, jotka on asennettu kerroksen alaosaan. Saman kerroksen neljä putkea on kytketty sarjaan ja kerrokset rinnakkain. Eri kasvien valaistustarpeiden mukaan voidaan valita eri spektrin LED-valo.

Laitteen kokoonpano

Tehdasvalmisteinen kotiviljelylaite on rakenteeltaan yksinkertainen (kuva 2) ja kokoonpano on yksinkertainen. Ensimmäisessä vaiheessa, kun olet määrittänyt kunkin kerroksen korkeuden viljeltyjen viljelykasvien korkeuden mukaan, aseta palkki pystysuoran pylvään perhosreikään laitteen rungon rakentamiseksi; toisessa vaiheessa kiinnitä LED-kasvuvaloputki kerroksen takana olevaan vahvistusrimaan ja aseta kerros viljelykehyksen poikkipalkin sisäkaukaloon; kolmas vaihe, viljelykaukalo sekä veden ja lannoitteen kiertojärjestelmä on yhdistetty kumiletkulla; neljäs vaihe, asenna LED-putki, aseta automaattinen ajastin ja aseta vesisäiliö; viidennen vaiheen järjestelmän virheenkorjaus, lisää vettä vesisäiliöön Kun olet säätänyt pumpun korkeuden ja virtauksen, tarkista veden ja lannoitteen kiertojärjestelmä ja viljelysäiliön liitäntä vesivuotojen varalta, kytke virta päälle ja tarkista LED-valojen liitäntä ja toiminta automaattisen ajastimen kunto.

Kuva 2, esivalmistetun viljelylaitteen yleinen rakenne

Hakemus ja arviointi

Viljelysovellus

Vuonna 2019 laitetta käytetään kasvisten, kuten salaatin, kiinankaalin ja sellerin, pienimuotoiseen sisäviljelyyn (kuva 3). Vuonna 2020 projektitiimi kehitti aiemman viljelykokemuksen perusteella elintarvike- ja lääkehomologisen vihanneksen luomualustaviljelyn sekä Begonia fimbristipula hancen ravinneliuosviljelyteknologian, joka rikasti laitteen kotikäyttöesimerkkejä. Viimeisen kahden viljely- ja levitysvuoden aikana salaattia ja pikavihanneksia voidaan korjata 25 päivää viljelyn jälkeen sisälämpötilassa 20-25 ℃; sellerin on kasvattava 35-40 päivää; Begonia fimbristipula Hance ja kiinankaali ovat monivuotisia kasveja, jotka voidaan korjata useita kertoja; Begonia fimbristipula pystyy korjaamaan ylimmät 10 cm varret ja lehdet noin 35 päivässä ja nuoret varret ja lehdet noin 45 päivässä kaalin kasvattamiseksi. Sadonkorjuun jälkeen salaatin ja kiinankaalin sato on 100–150 g kasvia kohden; valkoisen ja punaisen sellerin sato kasvia kohden on 100-120 g; Begonia fimbristipula Hancen sato ensimmäisessä sadonkorjuussa on alhainen, 20-30 g per kasvi, ja sivuoksien jatkuvalla itämisellä se voidaan korjata toisen kerran, noin 15 päivän välein ja sato 60- 80 g per kasvi; ravitsevan valikkoreiän sato on 50-80 g, kerätään kerran 25 päivässä ja sitä voidaan korjata jatkuvasti.

Kuva 3, Esivalmistetun viljelylaitteen tuotantosovellus

Sovelluksen vaikutus

Yli vuoden tuotannon ja käytön jälkeen laite voi hyödyntää huoneen kolmiulotteisen tilan täysimääräisesti erilaisten viljelykasvien pienimuotoiseen tuotantoon. Sen lastaus- ja purkutoiminnot ovat yksinkertaisia ​​ja helppo oppia, eikä ammatillista koulutusta tarvita. Säätämällä vesipumpun nostoa ja virtausta voidaan välttää liiallisen virtauksen ja ravinneliuoksen ylivuoto viljelysäiliössä. Muokkaussäiliön avoin kansirakenne ei ole vain helppo puhdistaa käytön jälkeen, vaan se on myös helppo vaihtaa lisävarusteiden vaurioituessa. Viljelysäiliö on yhdistetty vesi- ja lannoitekiertojärjestelmän kumiletkuun, mikä toteuttaa muokkaussäiliön ja veden ja lannoitteen kiertojärjestelmän modulaarisen rakenteen ja välttää integroidun suunnittelun haitat perinteisessä hydroponiikkalaitteessa. Lisäksi laitetta voidaan käyttää tieteelliseen tutkimukseen säädeltävissä lämpötila- ja kosteusolosuhteissa kotitalouden kasvinviljelyn lisäksi. Se ei vain säästä testitilaa, vaan myös täyttää tuotantoympäristön vaatimukset, erityisesti juurikasvuympäristön johdonmukaisuuden. Yksinkertaisen parannuksen jälkeen viljelylaite voi täyttää myös risosfääriympäristön eri käsittelymenetelmien vaatimukset, ja sitä on käytetty laajalti kasvien tieteellisissä kokeissa.

Artikkelin lähde: Wechat-tiliMaataloustekniikka (kasvihuoneviljely) 

Viitetiedot: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, et al.Valmistetun kotitalousviljelylaitteen suunnittelu ja käyttö[J]. Agricultural Engineering Technology,2021,41(16):12-15.