[Kopsavilkums]Pašlaik mājas stādīšanas ierīces parasti izmanto integrētu dizainu, kas rada daudz neērtību pārvietošanās, iekraušanas un izkraušanas laikā. Pamatojoties uz pilsētu iedzīvotāju dzīves telpas īpašībām un ģimenes augu audzēšanas dizaina mērķi, šajā rakstā tiek piedāvāts jauna veida saliekamās ģimenes stādīšanas ierīces dizains. Ierīce sastāv no četrām daļām: atbalsta sistēmas, kultivēšanas sistēmas, ūdens un mēslojuma sistēmas un gaismas papildināšanas sistēmas (galvenokārt LED audzēšanas spuldzes). Tai ir mazs nospiedums, augsta telpas izmantošana, jauna konstrukcija, ērta demontāža un montāža, zemas izmaksas un liela praktiskums. Tā var apmierināt pilsētu iedzīvotāju vajadzības pēc salātiem selerijām, ātrajiem dārzeņiem, barojošiem kāpostiem un begonijas fimbristipula. Pēc neliela mēroga modifikācijas to var izmantot arī augu zinātniskajiem eksperimentiem.

Audzēšanas iekārtu kopējais dizains

Dizaina principi

Saliekamā kultivēšanas iekārta galvenokārt ir paredzēta pilsētu iedzīvotājiem. Komanda pilnībā izpētīja pilsētu iedzīvotāju dzīves telpas īpašības. Platība ir maza un telpas izmantošanas līmenis ir augsts; konstrukcija ir jauna un skaista; to ir ērti izjaukt un salikt, tā ir vienkārša un viegli apgūstama; tai ir zemas izmaksas un spēcīga praktiskā izmantojamība. Šie četri principi iet cauri visam projektēšanas procesam un cenšas sasniegt galveno mērķi - harmoniju ar mājas vidi, skaistu un pienācīgu konstrukciju, kā arī ekonomisku un praktisku lietošanas vērtību.

Izmantojamie materiāli

Atbalsta rāmis tiek iegādāts no tirgū pieejamā daudzslāņu plauktu produkta, tā garums ir 1,5 m, platums 0,6 m un augstums 2,0 m. Materiāls ir tērauds, kas ir apsmidzināts un apstrādāts ar rūsas aizsardzību, un atbalsta rāmja četri stūri ir sametināti ar universāliem bremzēšanas riteņiem; rievotā plāksne ir izvēlēta, lai stiprinātu atbalsta rāmja slāņa plāksni, kas ir izgatavota no 2 mm biezas tērauda plāksnes ar plastmasas pretkorozijas apstrādi, divas daļas katrā slānī. Kultivēšanas sile ir izgatavota no atvērta vāka PVC hidroponiskas kvadrātveida caurules, 10 cm × 10 cm. Materiāls ir cieta PVC plāksne ar biezumu 2,4 mm. Kultivēšanas caurumu diametrs ir 5 cm, un attālums starp kultivēšanas caurumiem ir 10 cm. Barības šķīduma tvertne vai ūdens tvertne ir izgatavota no plastmasas kastes ar sienu biezumu 7 mm, garumu 120 cm, platumu 50 cm un augstumu 28 cm.

Audzēšanas ierīces struktūras dizains

Saskaņā ar kopējo projektēšanas plānu, saliekamā ģimenes audzēšanas iekārta sastāv no četrām daļām: atbalsta sistēmas, kultivēšanas sistēmas, ūdens un mēslojuma sistēmas un gaismas papildināšanas sistēmas (galvenokārt LED audzēšanas spuldzes). Sadalījums sistēmā ir parādīts 1. attēlā.

1. attēlā parādīts sadalījums sistēmā.

Atbalsta sistēmas dizains

Saliekamās ģimenes kultivēšanas ierīces atbalsta sistēma sastāv no vertikāla stieņa, sijas un slāņainas plāksnes. Stienis un sija ir ievietoti caur tauriņa cauruma sprādzi, kas ir ērti izjaucams un saliekams. Sija ir aprīkota ar pastiprinātu ribu slāņainu plāksni. Kultivēšanas rāmja četri stūri ir sametināti ar universāliem riteņiem ar bremzēm, lai palielinātu kultivēšanas ierīces kustības elastību.

Audzēšanas sistēmas projektēšana

Audzēšanas tvertne ir 10 cm × 10 cm hidroponiska kvadrātveida caurule ar atvērtu vāku, ko ir viegli tīrīt un ko var izmantot barības vielu šķīduma kultivēšanai, substrāta kultivēšanai vai augsnes kultivēšanai. Barības vielu šķīduma kultivēšanā stādīšanas grozu ievieto stādīšanas bedrē, un stādus nostiprina ar atbilstošas ​​specifikācijas sūkli. Kad substrāts vai augsne ir kultivēta, savienojošajos caurumos abos kultivēšanas siles galos iepilda sūkli vai marli, lai substrāts vai augsne neaizsprostotu drenāžas sistēmu. Audzēšanas tvertnes abi gali ir savienoti ar cirkulācijas sistēmu ar gumijas šļūteni ar iekšējo diametru 30 mm, kas efektīvi novērš strukturālās sacietēšanas defektus, ko rada PVC līmes saistīšana, kas neveicina kustību.

Ūdens un mēslojuma cirkulācijas sistēmas projektēšana

Audzējot ar barības šķīdumu, izmantojiet regulējamu sūkni, lai pievienotu barības šķīdumu augšējā līmeņa kultivēšanas tvertnei, un kontrolējiet barības šķīduma plūsmas virzienu caur PVC caurules iekšējo aizbāzni. Lai izvairītos no nevienmērīgas barības šķīduma plūsmas, barības šķīdums viena slāņa kultivēšanas tvertnē plūst vienvirziena “S-veida” plūsmas veidā. Lai palielinātu barības šķīduma skābekļa saturu, kad izplūst apakšējais barības šķīduma slānis, starp ūdens izplūdi un ūdens tvertnes šķidruma līmeni tiek izveidota noteikta atstarpe. Substrāta vai augsnes kultivēšanā ūdens tvertne tiek novietota uz augšējā slāņa, un laistīšana un mēslošana tiek veikta, izmantojot pilienveida apūdeņošanas sistēmu. Galvenā caurule ir melna PE caurule ar diametru 32 mm un sienas biezumu 2,0 mm, bet atzara caurule ir melna PE caurule ar diametru 16 mm un sienas biezumu 1,2 mm. Katrā atzara caurulē ir uzstādīts vārsts individuālai vadībai. Pilināšanas bultas tipa pilinātājs izmanto spiediena kompensētu taisnas bultas tipa pilinātāju, 2 katrā caurumā, kas ievietots stāda saknē kultivēšanas bedrē. Liekais ūdens tiek savākts caur drenāžas sistēmu, filtrēts un izmantots atkārtoti.

Gaismas papildināšanas sistēma

Ja audzēšanas iekārta tiek izmantota balkona audzēšanai, dabisko apgaismojumu no balkona var izmantot bez papildu apgaismojuma vai ar nelielu papildu apgaismojuma daudzumu. Audzējot viesistabā, ir nepieciešams veikt papildu apgaismojuma projektēšanu. Apgaismojuma armatūra ir 1,2 m gara LED audzēšanas lampa, un apgaismojuma laiku kontrolē automātisks taimeris. Apgaismojuma laiks ir iestatīts uz 14 stundām, bet bez papildu apgaismojuma laiks ir 10 stundas. Katrā slānī ir 4 LED lampas, kas ir uzstādītas slāņa apakšā. Četras lampas uz viena slāņa ir savienotas virknē, un slāņi ir savienoti paralēli. Atbilstoši dažādu augu atšķirīgajām apgaismojuma vajadzībām var izvēlēties LED gaismu ar dažādu spektru.

Ierīces montāža

Saliekamā mājas kultivēšanas ierīce ir vienkāršas konstrukcijas (2. attēls), un montāžas process ir vienkāršs. Pirmajā solī, pēc katra slāņa augstuma noteikšanas atbilstoši kultivēto kultūraugu augstumam, ievietojiet siju vertikālā stieņa tauriņa atverē, lai izveidotu ierīces karkasu; otrajā solī piestipriniet LED audzēšanas gaismas cauruli pie pastiprinošās ribas slāņa aizmugurē un ievietojiet slāni kultivēšanas rāmja šķērsstieņa iekšējā silē; trešajā solī kultivēšanas sile un ūdens un mēslojuma cirkulācijas sistēma ir savienotas ar gumijas šļūteni; ceturtajā solī uzstādiet LED cauruli, iestatiet automātisko taimeri un novietojiet ūdens tvertni; piektajā solī atkļūdojiet sistēmu, pievienojiet ūdeni ūdens tvertnei. Pēc sūkņa galvas un plūsmas noregulēšanas pārbaudiet ūdens un mēslojuma cirkulācijas sistēmu un kultivēšanas tvertnes savienojumu, vai nav ūdens noplūdes, ieslēdziet un pārbaudiet LED gaismas savienojumu un automātiskā taimera darbības stāvokli.

2. attēls. Saliekamās kultivēšanas ierīces vispārējais dizains

Pieteikšanās un novērtēšana

Audzēšanas pielietojums

2019. gadā ierīce tiks izmantota dārzeņu, piemēram, salātu, Ķīnas kāpostu un seleriju, neliela mēroga iekštelpu audzēšanai (3. attēls). 2020. gadā, apkopojot iepriekšējo audzēšanas pieredzi, projekta komanda izstrādāja pārtikas un zāļu homologu dārzeņu audzēšanu organiskajā substrātā un Begonia fimbristipula hance audzēšanas tehnoloģiju barības vielu šķīdumos, kas bagātināja ierīces lietošanas piemērus mājas apstākļos. Pēdējo divu audzēšanas un lietošanas gadu laikā salātus un ātrās ražas dārzeņus var novākt 25 dienas pēc audzēšanas iekštelpu temperatūrā 20–25 ℃; selerijām jāaug 35–40 dienas; Begonia fimbristipula Hance un Ķīnas kāposti ir daudzgadīgi augi, kurus var novākt vairākas reizes; Begonia fimbristipula var novākt augšējos 10 cm stublājus un lapas aptuveni 35 dienās, bet jaunos stublājus un lapas var novākt aptuveni 45 dienās kāpostu audzēšanai. Novākot salātu un Ķīnas kāpostu raža ir 100–150 g no auga; Baltās un sarkanās selerijas raža no viena auga ir 100–120 g; Begonia fimbristipula Hance raža pirmajā ražā ir zema, 20–30 g no viena auga, un, nepārtraukti dīgstot sānu zariem, to var novākt otro reizi ar aptuveni 15 dienu intervālu un ražu 60–80 g no viena auga; barojošās ēdienkartes raža ir 50–80 g, to novāc reizi 25 dienās, un to var novākt nepārtraukti.

3. attēls. Saliekamās kultivēšanas ierīces ražošanas pielietojums

Lietojumprogrammas efekts

Pēc vairāk nekā gada ražošanas un lietošanas ierīce var pilnībā izmantot telpas trīsdimensiju telpu dažādu kultūraugu neliela apjoma audzēšanai. Tās iekraušanas un izkraušanas darbības ir vienkāršas un viegli apgūstamas, un nav nepieciešama profesionāla apmācība. Pielāgojot ūdens sūkņa pacelšanas ātrumu un plūsmu, var novērst pārmērīgas plūsmas un barības vielu šķīduma pārplūdes problēmu kultivēšanas tvertnē. Kultivēšanas tvertnes atvērtā vāka konstrukcija ir ne tikai viegli tīrāma pēc lietošanas, bet arī viegli nomaināma, ja piederumi ir bojāti. Kultivēšanas tvertne ir savienota ar ūdens un mēslojuma cirkulācijas sistēmas gumijas šļūteni, kas realizē kultivēšanas tvertnes un ūdens un mēslojuma cirkulācijas sistēmas modulāro konstrukciju un novērš tradicionālās hidroponikas ierīces integrētās konstrukcijas trūkumus. Turklāt ierīci var izmantot zinātniskiem pētījumiem kontrolējamos temperatūras un mitruma apstākļos papildus mājsaimniecības kultūraugu audzēšanai. Tā ne tikai ietaupa testa vietu, bet arī atbilst ražošanas vides prasībām, jo ​​īpaši sakņu augšanas vides konsistencei. Pēc vienkāršas uzlabošanas kultivēšanas ierīce var atbilst arī dažādu rizosfēras vides apstrādes metožu prasībām, un to ir plaši izmantojuši augu zinātniskos eksperimentos.

Raksta avots: WeChat kontsLauksaimniecības inženiertehnoloģija (siltumnīcu dārzkopība) 

Atsauces informācija: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan u.c.Saliekamās mājsaimniecības kultivēšanas iekārtas projektēšana un pielietojums [J]. Lauksaimniecības inženiertehnoloģija, 2021, 41 (16): 12–15.