[Resum] Actualment, els dispositius de plantació domèstica solen adoptar un disseny integrat, que comporta moltes molèsties per al moviment i la càrrega i descàrrega.A partir de les característiques de l'espai habitable dels residents urbans i de l'objectiu de disseny de la producció de plantes familiars, aquest article proposa un nou tipus de disseny de dispositius de plantació familiar prefabricats.El dispositiu consta de quatre parts: un sistema de suport, un sistema de cultiu, un sistema d'aigua i fertilitzants i un sistema de suplement de llum (principalment, llums de creixement LED).Té una petita empremta, una gran utilització de l'espai, una estructura nova, un desmuntatge i un muntatge còmodes, un baix cost i una forta viabilitat.Pot satisfer les necessitats dels residents urbans sobre enciam per a api, verdures ràpides, cols nutritives i begonia fimbristipula.Després d'una modificació a petita escala, també es pot utilitzar per a la investigació d'experiments científics de plantes

Disseny global d'equips de cultiu

Principis de disseny

El dispositiu de cultiu prefabricat està orientat principalment als residents urbans.L'equip va investigar a fons les característiques de l'espai habitable dels residents urbans.L'àrea és petita i la taxa d'utilització de l'espai és alta;l'estructura és nova i bonica;és convenient desmuntar i muntar, senzill i fàcil d'aprendre;té un cost baix i una forta viabilitat.Aquests quatre principis recorren tot el procés de disseny i s'esforcen per aconseguir l'objectiu final d'harmonitzar amb l'entorn domèstic, una estructura bella i decent i un valor d'ús econòmic i pràctic.

Materials a utilitzar

El marc de suport s'adquireix al producte de prestatgeria multicapa del mercat, d'1,5 m de llarg, 0,6 m d'amplada i 2,0 m d'alçada.El material és d'acer, polvoritzat i resistent a l'oxidació, i les quatre cantonades del marc de suport estan soldades amb rodes universals de fre;la placa acanalada es selecciona per reforçar la placa de la capa del marc de suport que està feta de placa d'acer de 2 mm de gruix amb tractament antioxidació de plàstic en aerosol, dues peces per capa.L'abeurador de cultiu està fet de tub quadrat hidropònic de PVC de tapa oberta, 10 cm×10 cm.El material és tauler de PVC dur, amb un gruix de 2,4 mm.El diàmetre dels forats de cultiu és de 5 cm i l'espai entre els forats de cultiu és de 10 cm.El dipòsit de solució de nutrients o dipòsit d'aigua està fet d'una caixa de plàstic amb un gruix de paret de 7 mm, amb una longitud de 120 cm, una amplada de 50 cm i una alçada de 28 cm.

Disseny de l'estructura del dispositiu de cultiu

Segons el pla de disseny general, el dispositiu de cultiu familiar prefabricat consta de quatre parts: un sistema de suport, un sistema de cultiu, un sistema d'aigua i fertilitzants i un sistema de suplements de llum (principalment, llums de creixement LED).La distribució en el sistema es mostra a la figura 1.

A la figura 1 es mostra la distribució del sistema.

Disseny del sistema de suport

El sistema de suport del dispositiu de cultiu familiar prefabricat està format per un pal vertical, una biga i una placa de capa.El pal i la biga s'insereixen a través de la sivella del forat de la papallona, ​​que és convenient desmuntar i muntar.La biga està equipada amb una placa de capa costellada reforçada.Les quatre cantonades del marc de cultiu estan soldades amb rodes universals amb frens per augmentar la flexibilitat del moviment del dispositiu de cultiu.

Disseny del sistema de cultiu

El dipòsit de cultiu és un tub quadrat hidropònic de 10 cm × 10 cm amb un disseny de coberta oberta, que és fàcil de netejar i es pot utilitzar per al cultiu de solucions nutritives, el cultiu de substrat o el cultiu del sòl.En el cultiu de solucions de nutrients, la cistella de plantació es col·loca al forat de plantació i les plàntules es fixen amb una esponja de les especificacions corresponents.Quan es conrea el substrat o la terra, s'emboteix una esponja o una gasa als forats de connexió dels dos extrems de l'abeurador de cultiu per evitar que el substrat o la terra bloquegi el sistema de drenatge.Els dos extrems del dipòsit de cultiu estan connectats al sistema de circulació mitjançant una mànega de goma amb un diàmetre interior de 30 mm, que evita efectivament els defectes de solidificació estructural causats per l'adhesió de cola de PVC, que no afavoreix el moviment.

Disseny del sistema de circulació d'aigua i fertilitzants

En el cultiu de la solució de nutrients, utilitzeu una bomba ajustable per afegir la solució de nutrients al dipòsit de cultiu de nivell superior i controleu la direcció del flux de la solució de nutrients a través de l'endoll interior de la canonada de PVC.Per evitar el flux desigual de la solució de nutrients, la solució de nutrients al tanc de cultiu de la mateixa capa adopta un mètode de flux unidireccional "en forma de S".Per augmentar el contingut d'oxigen de la solució de nutrients, quan la capa més baixa de la solució de nutrients flueix, es dissenya un cert espai entre la sortida d'aigua i el nivell de líquid del dipòsit d'aigua.En el cultiu del substrat o del sòl, el dipòsit d'aigua es col·loca a la capa superior i el reg i la fertilització es realitzen mitjançant un sistema de reg per degoteig.La canonada principal és una canonada de PE negre amb un diàmetre de 32 mm i un gruix de paret de 2,0 mm, i la canonada de branca és una canonada de PE negre amb un diàmetre de 16 mm i un gruix de paret d'1,2 mm.Cada tub de derivació Instal·leu una vàlvula per al control individual.La fletxa caiguda utilitza un degoteig de fletxa recta compensada per pressió, 2 per forat, inserit a l'arrel de la plàntula al forat de cultiu.L'aigua sobrant es recull a través del sistema de drenatge, es filtra i es reutilitza.

Sistema de suplement de llum

Quan el dispositiu de cultiu s'utilitza per a la producció de balcó, la llum natural del balcó es pot utilitzar sense llum addicional o una petita quantitat de llum suplementària.Quan es cultiva a la sala d'estar, cal dur a terme el disseny d'il·luminació addicional.L'aparell d'il·luminació és un llum de creixement LED d'1,2 m de llarg i el temps de llum està controlat per un temporitzador automàtic.El temps de llum s'estableix en 14 h i el temps de llum no suplementari és de 10 h.Hi ha 4 llums LED a cada capa, que s'instal·len a la part inferior de la capa.Els quatre tubs de la mateixa capa estan connectats en sèrie i les capes estan connectades en paral·lel.Segons les diferents necessitats d'il·luminació de les diferents plantes, es pot seleccionar llum LED amb diferents espectres.

Muntatge del dispositiu

El dispositiu de cultiu domèstic prefabricat té una estructura senzilla (figura 2) i el procés de muntatge és senzill.En el primer pas, després de determinar l'alçada de cada capa segons l'alçada dels cultius cultivats, inseriu la biga al forat de la papallona del pal vertical per construir l'esquelet del dispositiu;en el segon pas, fixeu el tub de llum LED de creixement a la costella de reforç a la part posterior de la capa i col·loqueu la capa a l'abeurador interior de la travessa del marc de cultiu;el tercer pas, l'abeurador de cultiu i el sistema de circulació d'aigua i fertilitzants estan connectats per una mànega de goma;el quart pas, instal·leu el tub LED, configureu el temporitzador automàtic i col·loqueu el dipòsit d'aigua;el cinquè pas de depuració del sistema, afegiu aigua al dipòsit d'aigua Després d'ajustar el capçal i el cabal de la bomba, comproveu el sistema de circulació d'aigua i fertilitzants i la connexió del dipòsit de cultiu per detectar fuites d'aigua, engegueu-lo i comproveu la connexió dels llums LED i el funcionament. estat del temporitzador automàtic.

Figura 2, disseny global del dispositiu de cultiu prefabricat

Aplicació i avaluació

Aplicació de cultiu

El 2019, el dispositiu s'utilitzarà per al cultiu interior a petita escala de verdures com l'enciam, la col xinesa i l'api (figura 3).El 2020, a partir de resumir l'experiència de cultiu anterior, l'equip del projecte va desenvolupar el cultiu de substrat orgànic de la verdura homòleg d'aliments i medicaments i la tecnologia de cultiu de solucions nutritives de Begonia fimbristipula hance, que va enriquir els exemples d'aplicació domèstica del dispositiu.En els últims dos anys de cultiu i aplicació, l'enciam i la verdura ràpida es poden collir 25 dies després del cultiu a una temperatura interior de 20-25 ℃;l'api necessita créixer durant 35-40 dies;La begonia fimbristipula Hance i la col xinesa són plantes perennes que es poden collir diverses vegades;Begonia fimbristipula pot collir les tiges i fulles superiors de 10 cm en uns 35 dies, i les tiges i fulles joves es poden collir en uns 45 dies per al cultiu de la col.Quan es collita, el rendiment d'enciam i col xinesa és de 100 ~ 150 g per planta;el rendiment d'api blanc i d'api vermell per planta és de 100 ~ 120 g;el rendiment de Begonia fimbristipula Hance a la primera collita és baix, 20-30 g per planta, i amb la germinació contínua de branques laterals, es pot collir per segona vegada, amb un interval d'uns 15 dies i rendiments de 60- 80 g per planta;el rendiment del forat del menú nutritiu és de 50-80 g, collit una vegada cada 25 dies, i es pot collir contínuament.

Figura 3, Aplicació de producció del dispositiu de cultiu prefabricat

Efecte d'aplicació

Després de més d'un any de producció i aplicació, el dispositiu pot aprofitar al màxim l'espai tridimensional de la sala per a la producció a petita escala d'una varietat de cultius.Les seves operacions de càrrega i descàrrega són senzilles i fàcils d'aprendre, i no requereix formació professional.Ajustant l'elevació i el cabal de la bomba d'aigua, es pot evitar el problema del cabal excessiu i el desbordament de la solució de nutrients al dipòsit de cultiu.El disseny de la coberta oberta del dipòsit de cultiu no només és fàcil de netejar després de l'ús, sinó que també és fàcil de substituir quan els accessoris estan danyats.El dipòsit de cultiu està connectat amb la mànega de goma del sistema de circulació d'aigua i fertilitzants, que realitza el disseny modular del dipòsit de cultiu i el sistema de circulació d'aigua i fertilitzants, i evita els inconvenients del disseny integrat en el dispositiu hidropònic tradicional.A més, el dispositiu es pot utilitzar per a la investigació científica en condicions de temperatura i humitat controlables, a més de la producció de cultius domèstics.No només estalvia espai de prova, sinó que també compleix els requisits de l'entorn de producció, especialment la consistència de l'entorn de creixement de les arrels.Després d'una simple millora, el dispositiu de cultiu també pot complir els requisits dels diferents mètodes de tractament de l'entorn de la rizosfera i s'ha utilitzat àmpliament en experiments científics de plantes.

Font de l'article: compte de WechatTecnologia d'Enginyeria Agrícola (horticultura d'hivernacle) 

Informació de referència: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, et al.Disseny i aplicació de dispositiu prefabricat de cultiu domèstic[J].Tecnologia d'enginyeria agrícola,2021,41(16):12-15.