[Streszczenie] Obecnie domowe urządzenia do sadzenia roślin mają zwykle zintegrowaną konstrukcję, co powoduje wiele niedogodności w przemieszczaniu się oraz załadunku i rozładunku. W oparciu o charakterystykę przestrzeni życiowej mieszkańców miast oraz cel projektowy, jakim jest produkcja roślin rodzinnych, w artykule zaproponowano nowy typ konstrukcji prefabrykowanego rodzinnego urządzenia do sadzenia. Urządzenie składa się z czterech części: układu podporowego, układu uprawy, układu nawadniania i nawozów oraz układu uzupełniania światła (głównie lamp LED do uprawy). Ma niewielką powierzchnię, duże wykorzystanie przestrzeni, nowatorską strukturę, wygodny demontaż i montaż, niski koszt i dużą praktyczność. Może zaspokoić potrzeby mieszkańców miast w zakresie sałaty na seler, warzyw szybkich, kapusty odżywczej i begonii fimbristipula. Po modyfikacji na małą skalę można go również wykorzystać do badań naukowych nad roślinami

Ogólny projekt sprzętu do uprawy

Zasady projektowania

Prefabrykowane urządzenie do uprawy jest skierowane głównie do mieszkańców miast. Zespół w pełni zbadał charakterystykę przestrzeni życiowej mieszkańców miast. Powierzchnia jest niewielka, a stopień wykorzystania przestrzeni wysoki; struktura jest nowatorska i piękna; jest wygodny w demontażu i montażu, prosty i łatwy do nauczenia; ma niski koszt i dużą praktyczność. Te cztery zasady przewijają się przez cały proces projektowania i dążą do osiągnięcia ostatecznego celu, jakim jest harmonizacja ze środowiskiem domowym, piękna i przyzwoita konstrukcja oraz ekonomiczna i praktyczna wartość użytkowa.

Materiały do ​​wykorzystania

Rama nośna kupowana jest z dostępnych na rynku półek wielowarstwowych o długości 1,5 m, szerokości 0,6 m i wysokości 2,0 m. Materiał jest stalowy, natryskiwany i zabezpieczony przed rdzą, a cztery narożniki ramy nośnej są zespawane z uniwersalnymi kołami hamulcowymi; płyta żebrowana jest wybrana do wzmocnienia płyty warstwy ramy nośnej, która jest wykonana z blachy stalowej o grubości 2 mm z powłoką antykorozyjną z tworzywa sztucznego natryskowego, po dwie sztuki na warstwę. Korytko do uprawy wykonane jest z hydroponicznej rurki kwadratowej z PCV z otwartą zakrętką o wymiarach 10 cm×10 cm. Materiał to twarda płyta PCV o grubości 2,4 mm. Średnica otworów uprawowych wynosi 5 cm, a rozstaw otworów uprawowych 10 cm. Zbiornik na pożywkę lub zbiornik na wodę wykonany jest z plastikowego pudełka o grubości ścianki 7 mm, długości 120 cm, szerokości 50 cm i wysokości 28 cm.

Projekt konstrukcji urządzenia do uprawy

Zgodnie z ogólnym planem projektu prefabrykowane urządzenie do uprawy rodzinnej składa się z czterech części: systemu nośnego, systemu uprawy, systemu wody i nawozów oraz systemu uzupełnień świetlnych (głównie lamp LED do uprawy). Rozkład w systemie pokazano na rysunku 1.

Na rysunku 1 przedstawiono rozkład w systemie.

Projekt systemu wsparcia

System nośny prefabrykowanego urządzenia do uprawy rodzinnej składa się z pionowego słupa, belki i płyty warstwowej. Słup i belka są wkładane przez klamrę z otworem motylkowym, co jest wygodne w demontażu i montażu. Belka wyposażona jest we wzmocnioną blachę żebrową. Cztery narożniki ramy uprawowej zespawane są z uniwersalnymi kołami z hamulcami, co zwiększa elastyczność ruchu urządzenia uprawowego.

Projekt systemu uprawy

Zbiornik uprawowy to hydroponiczna rura kwadratowa o wymiarach 10 cm x 10 cm z otwartą pokrywą, która jest łatwa do czyszczenia i może być używana do uprawy z pożywką, uprawy w podłożu lub uprawy w glebie. W uprawie z pożywką kosz do sadzenia umieszcza się w otworze do sadzenia, a sadzonki mocuje się gąbką o odpowiednich specyfikacjach. Podczas uprawy podłoża lub gleby w otwory łączące na obu końcach korytka uprawowego wpycha się gąbkę lub gazę, aby zapobiec blokowaniu systemu drenażowego przez podłoże lub glebę. Obydwa końce zbiornika uprawowego połączone są z układem cyrkulacyjnym za pomocą węża gumowego o średnicy wewnętrznej 30 mm, co skutecznie zapobiega defektom zestalania strukturalnego spowodowanym związaniem klejem PCV, który nie sprzyja ruchowi.

Projekt Systemu Cyrkulacji Wody i Nawozów

W uprawie z pożywką użyj regulowanej pompy, aby dodać pożywkę do zbiornika hodowlanego najwyższego poziomu i kontroluj kierunek przepływu pożywki przez wewnętrzny korek rury PVC. Aby uniknąć nierównomiernego przepływu pożywki, pożywka w jednowarstwowym zbiorniku hodowlanym wykorzystuje metodę jednokierunkowego przepływu w kształcie litery S. Aby zwiększyć zawartość tlenu w pożywce, przy wypłynięciu najniższej warstwy pożywki, pomiędzy wylotem wody a poziomem cieczy w zbiorniku zaprojektowano pewną szczelinę. W uprawie substratowej lub glebowej zbiornik na wodę umieszcza się na wierzchniej warstwie, a podlewanie i nawożenie odbywa się poprzez system nawadniania kroplowego. Rura główna to czarna rura PE o średnicy 32 mm i grubości ścianki 2,0 mm, natomiast rura odgałęziona to czarna rura PE o średnicy 16 mm i grubości ścianki 1,2 mm. Każda rura odgałęziona Zainstaluj zawór do indywidualnej regulacji. Strzałka opadania wykorzystuje prosty kroplownik z kompensacją ciśnienia, 2 na otwór, wprowadzony do korzenia sadzonki w otworze uprawowym. Nadmiar wody jest zbierany poprzez system drenażowy, filtrowany i ponownie wykorzystywany.

Lekki system suplementacji

Gdy urządzenie do uprawy jest używane do uprawy balkonów, naturalne światło z balkonu można wykorzystać bez dodatkowego oświetlenia lub z niewielką ilością dodatkowego światła. W przypadku uprawy w salonie konieczne jest wykonanie projektu oświetlenia uzupełniającego. Oprawa oświetleniowa to lampa LED do uprawy o długości 1,2 m, a czas świecenia jest kontrolowany przez automatyczny timer. Czas świecenia jest ustawiony na 14 godzin, a czas świecenia nieuzupełniający wynosi 10 godzin. W każdej warstwie znajdują się 4 diody LED, które są zainstalowane na dole warstwy. Cztery rurki na tej samej warstwie są połączone szeregowo, a warstwy są połączone równolegle. W zależności od różnych potrzeb oświetleniowych różnych roślin można wybrać światło LED o różnym widmie.

Montaż urządzenia

Prefabrykowane urządzenie do uprawy domowej ma prostą konstrukcję (rysunek 2), a proces montażu jest prosty. W pierwszym kroku, po ustaleniu wysokości każdej warstwy w zależności od wysokości uprawianych roślin, należy włożyć belkę w otwór motylkowy słupa pionowego, aby zbudować szkielet urządzenia; w drugim kroku zamocuj świetlówkę LED do żebra wzmacniającego z tyłu warstwy i umieść warstwę w wewnętrznej rynnie belki poprzecznej ramy uprawowej; trzeci stopień, koryto uprawowe i system cyrkulacji wody i nawozu połączone są gumowym wężem; czwarty krok, zainstaluj świetlówkę LED, ustaw automatyczny timer i umieść zbiornik na wodę; krok piąty - debugowanie systemu, dodaj wodę do zbiornika wody. Po wyregulowaniu głowicy i przepływu pompy, sprawdź system cyrkulacji wody i nawozu oraz podłączenie zbiornika uprawowego pod kątem wycieków wody, włącz zasilanie i sprawdź podłączenie diod LED i działanie stan automatycznego timera.

Rysunek 2, ogólny projekt prefabrykowanego urządzenia do uprawy

Zastosowanie i ocena

Aplikacja do uprawy

W 2019 roku urządzenie będzie wykorzystywane do uprawy indoor na małą skalę warzyw takich jak sałata, kapusta pekińska i seler (ryc. 3). W roku 2020, na podstawie podsumowania dotychczasowych doświadczeń hodowlanych, zespół projektowy opracował technologię uprawy Begonia fimbristipula hance w substracie organicznym warzyw homologicznych do żywności i medycyny oraz technologię uprawy Begonia fimbristipula hance w pożywce, co wzbogaciło przykłady zastosowań domowych urządzenia. W ciągu ostatnich dwóch lat uprawy i stosowania sałatę i warzywa szybkie można zbierać 25 dni po uprawie w temperaturze wewnętrznej 20–25 ℃; seler musi rosnąć przez 35-40 dni; Begonia fimbristipula Hance i kapusta pekińska to rośliny wieloletnie, które można zbierać wielokrotnie; Begonia fimbristipula może zebrać górne 10-centymetrowe łodygi i liście w około 35 dni, a młode łodygi i liście można zebrać w około 45 dni do uprawy kapusty. Po zbiorze plon sałaty i kapusty pekińskiej wynosi 100–150 g z rośliny; plon selera białego i selera czerwonego z rośliny wynosi 100~120 g; plon Begonia fimbristipula Hance w pierwszym zbiorze jest niski, 20-30 g na roślinę, a przy ciągłym kiełkowaniu bocznych gałęzi można go zbierać po raz drugi w odstępie około 15 dni i plony 60- 80 g na roślinę; wydajność otworu odżywczego menu wynosi 50-80 g, zbiór odbywa się raz na 25 dni i można go zbierać w sposób ciągły.

Rysunek 3. Zastosowanie produkcyjne prefabrykowanego urządzenia do uprawy

Efekt aplikacji

Po ponad roku produkcji i użytkowania urządzenie jest w stanie w pełni wykorzystać trójwymiarową przestrzeń pomieszczenia do produkcji na małą skalę różnorodnych upraw. Operacje załadunku i rozładunku są proste i łatwe do nauczenia i nie wymagają profesjonalnego szkolenia. Regulując wysokość i przepływ pompy wodnej, można uniknąć problemu nadmiernego przepływu i przelewania się pożywki w zbiorniku uprawowym. Otwarta pokrywa zbiornika uprawowego jest nie tylko łatwa do czyszczenia po użyciu, ale także łatwa do wymiany w przypadku uszkodzenia akcesoriów. Zbiornik uprawny jest połączony z gumowym wężem systemu cyrkulacji wody i nawozu, co realizuje modułową konstrukcję zbiornika uprawy i systemu cyrkulacji wody i nawozów oraz pozwala uniknąć wad zintegrowanej konstrukcji w tradycyjnym urządzeniu hydroponicznym. Ponadto urządzenie może być wykorzystywane do badań naukowych w kontrolowanych warunkach temperatury i wilgotności, a także do przydomowej produkcji roślinnej. Nie tylko oszczędza przestrzeń testową, ale także spełnia wymagania środowiska produkcyjnego, zwłaszcza spójność środowiska wzrostu korzeni. Po prostym ulepszeniu urządzenie do uprawy może również spełniać wymagania różnych metod oczyszczania środowiska ryzosfery i jest szeroko stosowane w eksperymentach naukowych dotyczących roślin.

Źródło artykułu: konto WechatTechnologia inżynierii rolniczej (ogrodnictwo szklarniowe) 

Informacje referencyjne: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan i in.Projektowanie i zastosowanie prefabrykowanego domowego urządzenia do uprawy [J].Agricultural Engineering Technology,2021,41(16):12-15.