[Resumo] Actualmente, os dispositivos de plantación de vivendas adoitan adoptar un deseño integrado, o que trae moitas molestias ao movemento e á carga e descarga. A partir das características do espazo habitable dos residentes urbanos e do obxectivo de deseño da produción de plantas familiares, este artigo propón un novo tipo de deseño prefabricado de dispositivos de plantación familiar. O dispositivo consta de catro partes: un sistema de soporte, un sistema de cultivo, un sistema de auga e fertilizantes e un sistema de suplemento lixeiro (principalmente, luces de cultivo LED). Ten unha pequena pegada, utilización de espazo elevado, estrutura nova, desmontaxe e montaxe convenientes, baixo custo e forte practicabilidade. Pode satisfacer as necesidades dos residentes urbanos sobre leituga para apio, verduras rápidas, repolo nutritivo e begonia fimbristipula. Despois da modificación a pequena escala, tamén se pode usar para a investigación de experimentos científicos vexetais

Deseño global de equipos de cultivo

Principios de deseño

O dispositivo de cultivo prefabricado está orientado principalmente aos residentes urbanos. O equipo investigou plenamente as características do espazo habitable dos residentes urbanos. A área é pequena e a taxa de uso espacial é alta; A estrutura é novidade e fermosa; É conveniente desmontar e montar, sinxelo e fácil de aprender; Ten baixo custo e forte practicabilidade. Estes catro principios percorren todo o proceso de deseño e se esforzan por lograr o obxectivo último de harmonizar co ambiente doméstico, unha fermosa e decente estrutura e un valor de uso económico e práctico.

Materiais a empregar

O cadro de soporte comprouse no produto de plataforma de varias capas do mercado, 1,5 m de longo, 0,6 m de ancho e 2,0 m de alto. O material é aceiro, pulverizado e a proba de ferruxe, e os catro recunchos do marco de soporte están soldados con rodas universais de freo; A placa acanalada está seleccionada para fortalecer a placa de capa de cadro de soporte que está feita de placa de aceiro de 2 mm de grosor con tratamento anti-rust plástico de spray, dúas pezas por capa. A canalización de cultivo está feita de tubo cadrado hidropónico de PVC aberto, 10 cm × 10 cm. O material é un taboleiro de PVC duro, cun grosor de 2,4 mm. O diámetro dos buracos de cultivo é de 5 cm, e o espazo dos buracos de cultivo é de 10 cm. O tanque de solución de nutrientes ou o tanque de auga está feito dunha caixa de plástico cun grosor da parede de 7 mm, cunha lonxitude de 120 cm, un ancho de 50 cm e unha altura de 28 cm.

Deseño de estrutura de dispositivos de cultivo

Segundo o plan de deseño global, o dispositivo de cultivo de familia prefabricado consta de catro partes: un sistema de soporte, un sistema de cultivo, un sistema de auga e fertilizantes e un sistema de suplemento lixeiro (principalmente, luces de cultivo LED). A distribución no sistema móstrase na figura 1.

A figura 1, a distribución no sistema móstrase en.

Deseño do sistema de soporte

O sistema de soporte do dispositivo de cultivo familiar prefabricado está composto por un poste vertical, un feixe e unha placa de capa. O poste e o feixe insírese a través da fibela do burato da bolboreta, o que é conveniente desmontar e montar. O feixe está equipado cunha placa de capa de costela reforzada. As catro esquinas do marco 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 que se pode usar para o cultivo de solucións de nutrientes, cultivo de substratos ou cultivo do solo. No cultivo de solucións de nutrientes, a cesta de plantación sitúase no burato de plantación e as mudas están fixadas cunha esponxa de especificacións correspondentes. Cando se cultiva o substrato ou o solo, a esponxa ou a gasa está recheada nos buratos de conexión nos dous extremos da canalización de cultivo para evitar que o substrato ou o solo 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 interno de 30 mm, o que evita efectivamente os defectos de solidificación estrutural causados ​​pola unión de cola de PVC, que non propicia 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 controlar a dirección do fluxo da solución de nutrientes a través do enchufe 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 "en forma de S" unidireccional. Para aumentar o contido de osíxeno da solución de nutrientes, cando a capa máis baixa de solución de nutrientes flúe, un certo espazo está deseñado entre a toma de auga e o nivel líquido do tanque de auga. No cultivo do substrato ou do solo, o depósito de auga colócase na capa superior e o rego e a fertilización realízanse a través dun sistema de rega por goteo. O tubo principal é un tubo de PE negro cun diámetro de 32 mm e un grosor da parede de 2,0 mm, e o tubo de rama é un tubo de PE negro cun diámetro de 16 mm e un grosor da parede de 1,2 mm. Cada tubo de rama instale unha válvula para control individual. A frecha de caída usa unha goteadora de frecha recta compensada por presión, 2 por burato, inserida na raíz da plántula no burato de cultivo. O exceso de auga recóllese a través do sistema de drenaxe, filtrado e reutilizado.

Sistema de suplemento lixeiro

Cando o dispositivo de cultivo se usa para a produción de balcón, a luz natural do balcón pódese usar sen luz complementaria ou unha pequena cantidade de luz complementaria. Ao cultivar na sala de estar, é necesario levar a cabo o deseño de iluminación complementaria. O dispositivo de iluminación é de 1,2 m de longo LED crecer a luz e o tempo de luz está controlado por un temporizador automático. O tempo de luz está fixado en 14 h, e o tempo de luz non complementario é de 10 h. Hai 4 luces LED en cada capa, que están instaladas 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 de diferentes plantas, pódese seleccionar luz LED con diferente espectro.

Montaxe de dispositivos

O dispositivo prefabricado de cultivo doméstico é sinxelo de estrutura (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 o feixe no burato da bolboreta do poste vertical para construír o esqueleto do dispositivo; No segundo paso, fixa o tubo lixeiro de cultivo do LED na costela de reforzo na parte traseira da capa e coloque a capa na canalización interior do raio do marco de cultivo; O terceiro paso, a canalización de cultivo e o sistema de circulación de auga e fertilizantes están conectados por unha mangueira de goma; O cuarto paso, instale o tubo LED, establece o temporizador automático e coloque o depósito de auga; A quinta depuración de sistemas de paso, engade auga ao depósito de auga despois de axustar a cabeza da bomba e o fluxo, comprobe o sistema de circulación de auga e fertilizantes e a conexión do tanque de cultivo para fugas de auga, acender e comprobar a conexión das luces LED e o traballo condición do temporizador automático.

Figura 2, Deseño global do dispositivo de cultivo prefabricado

Aplicación e avaliación

Aplicación de cultivo

En 2019, o dispositivo utilizarase para o cultivo interior a pequena escala de verduras como leituga, repolo chinés 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 da alimentación e da medicina vexetal homóloga e a tecnoloxía de cultivo de solucións de nutrientes de Begonia fimbristipula Hance, que enriqueceron os exemplos de aplicacións domésticas do dispositivo. Nos últimos dous anos de cultivo e aplicación, a leituga e a verdura rápida pódense coller 25 días despois do cultivo a unha temperatura interior de 20-25 ℃; O apio necesita crecer durante 35-40 días; Begonia fimbristipula hance e repolo chinés son plantas perennes que se poden coller en varias veces; A fimbristipula de Begonia pode coller os tallos e follas máis importantes de 10 cm nuns 35 días, e os tallos e follas novas pódense coller nuns 45 días para o cultivo de repolo. Cando se colleita, o rendemento de leituga e repolo chinesa é de 100 ~ 150 g por planta; O rendemento de apio branco e apio 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 de ramas laterais, pódese coller por segunda vez, cun intervalo de aproximadamente 15 días e rendementos de 60- 80 g por planta; O rendemento do burato do menú nutritivo é de 50-80 g, colleita 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 o ascensor e o fluxo da bomba de auga, pódese evitar o problema dun fluxo excesivo e desbordamento de solución de nutrientes no tanque de cultivo. O deseño de cuberta aberta do tanque de cultivo non só é fácil de limpar despois do uso, senón tamén 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, que realiza o deseño modular do tanque de cultivo e o sistema de circulación de auga e fertilizantes, e evita os desvantaxes do deseño integrado no dispositivo tradicional hidropónico. Ademais, o dispositivo pódese usar para a investigación científica 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 coherencia do ambiente de crecemento raíz. Tras unha simple mellora, o dispositivo de cultivo tamén pode cumprir os requisitos de diferentes métodos de tratamento do ambiente da rizosfera e foi moi utilizado en experimentos científicos vexetais.

Artigo Fonte: Conta WeChat deTecnoloxía de Enxeñaría Agrícola (Horticultura de invernadoiro) 

Información de referencia: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, et al.Deseño e aplicación do dispositivo de cultivo de fogares prefabricados [J]. Tecnoloxía de enxeñaría agrícola, 2021,41 (16): 12-15.