[Resumo]Actualmente, os dispositivos de plantación doméstica adoitan adoptar un deseño integrado, o que supón moitas molestias para o movemento e a carga e descarga.Baseándose nas características do espazo habitable dos residentes urbanos e no obxectivo de deseño da produción de plantas familiares, este artigo propón un novo tipo de deseño de dispositivos de plantación familiar prefabricados.O dispositivo consta de catro partes: un sistema de apoio, un sistema de cultivo, un sistema de auga e fertilizantes e un sistema de suplementos de luz (principalmente, luces LED de crecemento).Ten unha pequena pegada, uso elevado de espazo, estrutura nova, desmontaxe e montaxe cómodos, baixo custo e gran viabilidade.Pode satisfacer as necesidades dos residentes urbanos sobre leituga para apio, vexetais rápidos, repolo nutritivo e begonia fimbristipula.Despois da modificación a pequena escala, tamén se pode usar para a investigación de experimentos científicos vexetais

Deseño xeral de equipamentos de cultivo

Principios de deseño

O dispositivo de cultivo prefabricado está orientado principalmente aos residentes urbanos.O equipo investigou a fondo as características do espazo habitable dos residentes urbanos.A superficie é pequena e a taxa de utilización do espazo é alta;a estrutura é novidosa e fermosa;é conveniente desmontar e montar, sinxelo e fácil de aprender;ten un custo baixo e unha gran viabilidade.Estes catro principios percorren todo o proceso de deseño e esfórzanse por acadar o obxectivo final de harmonizar co ambiente doméstico, unha estrutura fermosa e decente e un valor de uso económico e práctico.

Materiais a empregar

O cadro de soporte adquírese do produto de andel multicapa do mercado, de 1,5 m de longo, 0,6 m de ancho e 2,0 m de alto.O material é de aceiro, pulverizado e inoxidable, e as catro esquinas do marco de soporte están soldadas con rodas universais de freo;a placa acanalada elíxese para reforzar a placa de capa de marco de soporte que está feita de chapa de aceiro de 2 mm de espesor con tratamento anti-ferruxe de plástico spray, dúas pezas por capa.A cubeta de cultivo está feita de tubo cadrado hidropónico de PVC de tapa aberta, 10 cm×10 cm.O material é placa de PVC duro, cun espesor de 2,4 mm.O diámetro dos buratos de cultivo é de 5 cm e a distancia entre os buratos de cultivo é de 10 cm.O tanque de solución de nutrientes ou depósito de auga está feito dunha caixa de plástico cun grosor de parede de 7 mm, cunha lonxitude de 120 cm, un ancho de 50 cm e unha altura de 28 cm.

Deseño da estrutura do dispositivo de cultivo

Segundo o plan de deseño xeral, o dispositivo de cultivo familiar prefabricado consta de catro partes: un sistema de apoio, un sistema de cultivo, un sistema de auga e fertilizantes e un sistema de suplementos de luz (principalmente, luces LED de crecemento).A distribución no sistema móstrase na figura 1.

Na figura 1 móstrase a distribución no sistema.

Deseño do sistema de apoio

O sistema de soporte do dispositivo de cultivo familiar prefabricado está composto por un poste vertical, unha viga e unha placa de capa.O poste e o feixe insírense a través da fibela do burato da bolboreta, que é conveniente para desmontar e montar.A viga está equipada cunha placa de capa de costela reforzada.As catro esquinas do cadro de cultivo están soldadas con rodas universais con freos para aumentar a flexibilidade do movemento do dispositivo de cultivo.

Deseño do sistema de cultivo

O tanque de cultivo é un tubo cadrado hidropónico de 10 cm × 10 cm cun deseño de cuberta aberta, que é fácil de limpar e pode usarse para o cultivo de solucións de nutrientes, o cultivo de substrato ou o cultivo do solo.No cultivo de solucións de nutrientes, a cesta de plantación colócase no burato de plantación e as mudas fíxanse cunha esponxa das especificacións correspondentes.Cando se cultiva o substrato ou o solo, métese esponxa ou gasa nos orificios de conexión dos dous extremos da cubeta de cultivo para evitar que o substrato ou o chan bloqueen o sistema de drenaxe.Os dous extremos do tanque de cultivo están conectados ao sistema de circulación por unha mangueira de goma cun diámetro interior de 30 mm, o que evita eficazmente os defectos de solidificación estrutural causados ​​pola unión de cola de PVC, que non favorece o movemento.

Deseño do sistema de circulación de auga e fertilizantes

No cultivo de solucións de nutrientes, use unha bomba axustable para engadir a solución de nutrientes ao tanque de cultivo de nivel superior e controle a dirección do fluxo da solución de nutrientes a través do tapón interno do tubo de PVC.Para evitar o fluxo desigual da solución de nutrientes, a solución de nutrientes no tanque de cultivo da mesma capa adopta un método de fluxo unidireccional "en forma de S".Para aumentar o contido de osíxeno da solución de nutrientes, cando a capa máis baixa de solución de nutrientes flúe, deséñase un certo espazo entre a saída de auga e o nivel de líquido do tanque de auga.No cultivo de substrato ou solo, o depósito de auga colócase na capa superior e o rego e a fertilización realízanse mediante un sistema de irrigación por goteo.O tubo principal é un tubo de PE negro cun diámetro de 32 mm e un grosor de parede de 2,0 mm, e o tubo de derivación é un tubo de PE negro cun diámetro de 16 mm e un grosor de parede de 1,2 mm.Cada tubo de derivación Instale unha válvula para o control individual.A frecha de caída usa un goteo de frecha recta compensada por presión, 2 por buraco, inserido na raíz da plántula no burato de cultivo.O exceso de auga recóllese a través do sistema de drenaxe, fíltrase e reutilízase.

Sistema de suplementación de luz

Cando o dispositivo de cultivo se usa para a produción de balcóns, a luz natural do balcón pódese usar sen luz suplementaria ou unha pequena cantidade de luz suplementaria.Ao cultivar na sala de estar, é necesario levar a cabo o deseño de iluminación adicional.O dispositivo de iluminación é unha luz de crecemento LED de 1,2 m de lonxitude e o tempo de luz está controlado por un temporizador automático.O tempo de luz está configurado en 14 h, e o tempo de luz non suplementario é de 10 h.Hai 4 luces LED en cada capa, que se instalan na parte inferior da capa.Os catro tubos da mesma capa están conectados en serie, e as capas están conectadas en paralelo.Segundo as diferentes necesidades de iluminación das diferentes plantas, pódese seleccionar luz LED con diferentes espectros.

Montaxe do dispositivo

O dispositivo de cultivo doméstico prefabricado ten unha estrutura sinxela (Figura 2) e o proceso de montaxe é sinxelo.No primeiro paso, despois de determinar a altura de cada capa segundo a altura dos cultivos cultivados, insira a viga no burato de bolboreta do poste vertical para construír o esqueleto do dispositivo;no segundo paso, fixa o tubo de luz LED de crecemento na costela de reforzo na parte traseira da capa e coloque a capa no canal interior do travesaño do cadro de cultivo;o terceiro paso, a artesa de cultivo e o sistema de circulación de auga e fertilizantes están conectados por unha mangueira de goma;o cuarto paso, instalar o tubo LED, configurar o temporizador automático e colocar o depósito de auga;a depuración do quinto paso do sistema, engade auga ao depósito de auga Despois de axustar a cabeza e o fluxo da bomba, verifique o sistema de circulación de auga e fertilizantes e a conexión do tanque de cultivo para detectar fugas de auga, acende e verifique a conexión das luces LED e o funcionamento. estado do temporizador automático.

Figura 2, deseño xeral do dispositivo de cultivo prefabricado

Aplicación e Avaliación

Aplicación de cultivo

En 2019, o dispositivo empregarase para o cultivo interior a pequena escala de vexetais como leituga, repolo chino e apio (Figura 3).En 2020, sobre a base de resumir a experiencia de cultivo anterior, o equipo do proxecto desenvolveu o cultivo de substrato orgánico do vexetal homólogo de alimentos e medicamentos e a tecnoloxía de cultivo de solucións nutritivas de Begonia fimbristipula hance, que enriqueceron os exemplos de aplicación doméstica do dispositivo.Nos últimos dous anos de cultivo e aplicación, a leituga e as verduras rápidas pódense coller 25 días despois do cultivo a unha temperatura interior de 20-25 ℃;o apio necesita crecer durante 35-40 días;A begonia fimbristipula Hance e a repolo chinesa son plantas perennes que se poden coller varias veces;Begonia fimbristipula pode coller os talos e follas superiores de 10 cm nuns 35 días, e os talos e follas novos pódense coller nuns 45 días para o cultivo de repolo.Cando se colle, o rendemento de leituga e repolo chino é de 100 ~ 150 g por planta;o rendemento de apio branco e vermello por planta é de 100 ~ 120 g;o rendemento de Begonia fimbristipula Hance na primeira colleita é baixo, 20-30 g por planta, e coa xerminación continua das ramas laterais pódese recoller por segunda vez, cun intervalo duns 15 días e rendementos de 60- 80 g por planta;o rendemento do burato do menú nutritivo é de 50-80 g, collido unha vez cada 25 días e pódese coller continuamente.

Figura 3, Aplicación de produción do dispositivo de cultivo prefabricado

Efecto de aplicación

Despois de máis dun ano de produción e aplicación, o dispositivo pode aproveitar ao máximo o espazo tridimensional da sala para a produción a pequena escala dunha variedade de cultivos.As súas operacións de carga e descarga son sinxelas e fáciles de aprender, e non se precisa formación profesional.Ao axustar a elevación e o fluxo da bomba de auga, pódese evitar o problema do fluxo excesivo e o desbordamento da solución de nutrientes no tanque de cultivo.O deseño da tapa aberta do tanque de cultivo non só é fácil de limpar despois do uso, senón que tamén é fácil de substituír cando os accesorios están danados.O tanque de cultivo está conectado coa mangueira de goma do sistema de circulación de auga e fertilizantes, o que realiza o deseño modular do tanque de cultivo e o sistema de circulación de auga e fertilizantes, e evita as desvantaxes do deseño integrado no dispositivo hidropónico tradicional.Ademais, o dispositivo pódese usar para investigacións científicas en condicións de temperatura e humidade controlables ademais da produción de cultivos domésticos.Non só aforra espazo de proba, senón que tamén cumpre os requisitos do ambiente de produción, especialmente a consistencia do ambiente de crecemento da raíz.Despois dunha simple mellora, o dispositivo de cultivo tamén pode cumprir os requisitos de diferentes métodos de tratamento do ambiente da rizosfera e foi amplamente utilizado en experimentos científicos de plantas.

Fonte do artigo: conta de WechatTecnoloxía da Enxeñaría Agrícola (horticultura de invernadoiro) 

Información de referencia: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, et al.Deseño e aplicación de dispositivo de cultivo doméstico prefabricado[J].Tecnoloxía da Enxeñería Agrícola,2021,41(16):12-15.