[Abstrak] Pada masa ini, peranti penanaman di rumah biasanya menggunakan reka bentuk bersepadu, yang membawa banyak kesulitan kepada pergerakan dan pemuatan dan pemunggahan. Berdasarkan ciri-ciri ruang kediaman penduduk bandar dan matlamat reka bentuk pengeluaran tanaman keluarga, artikel ini mencadangkan jenis reka bentuk peranti penanaman keluarga pasang siap baharu. Peranti ini terdiri daripada empat bahagian: sistem sokongan, sistem penanaman, sistem air dan baja, dan sistem suplemen cahaya (kebanyakannya, lampu pertumbuhan LED). Ia mempunyai jejak yang kecil, penggunaan ruang yang tinggi, struktur baharu, pembongkaran dan pemasangan yang mudah, kos rendah, dan kebolehlaksanaan yang kukuh. Ia boleh memenuhi keperluan penduduk bandar tentang salad untuk saderi, sayur-sayuran cepat, kubis berkhasiat dan begonia fimbristipula. Selepas pengubahsuaian berskala kecil, ia juga boleh digunakan untuk penyelidikan eksperimen saintifik tumbuhan.

Reka Bentuk Keseluruhan Peralatan Penanaman

Prinsip Reka Bentuk

Peranti penanaman pasang siap ini terutamanya ditujukan kepada penduduk bandar. Pasukan ini telah mengkaji sepenuhnya ciri-ciri ruang kediaman penduduk bandar. Kawasannya kecil dan kadar penggunaan ruangnya tinggi; strukturnya baharu dan cantik; mudah untuk dibongkar dan dipasang, mudah dipelajari; kosnya rendah dan praktikal. Empat prinsip ini merangkumi keseluruhan proses reka bentuk, dan berusaha untuk mencapai matlamat utama iaitu mengharmonikan persekitaran rumah, struktur yang cantik dan baik, serta nilai penggunaan yang ekonomik dan praktikal.

Bahan yang akan digunakan

Kerangka sokongan dibeli daripada produk rak berbilang lapisan pasaran, sepanjang 1.5 m, lebar 0.6 m, dan tinggi 2.0 m. Bahannya diperbuat daripada keluli, disembur dan kalis karat, dan empat sudut kerangka sokongan dikimpal dengan roda universal brek; plat bergaris dipilih untuk mengukuhkan plat lapisan rangka sokongan yang diperbuat daripada plat keluli setebal 2 mm dengan rawatan anti karat semburan-plastik, dua keping setiap lapisan. Palung penanaman diperbuat daripada tiub segi empat sama hidroponik PVC bertutup terbuka, 10 cm × 10 cm. Bahannya ialah papan PVC keras, dengan ketebalan 2.4 mm. Diameter lubang penanaman ialah 5 cm, dan jarak lubang penanaman ialah 10 cm. Tangki larutan nutrien atau tangki air diperbuat daripada kotak plastik dengan ketebalan dinding 7 mm, dengan panjang 120 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 28 cm.

Reka Bentuk Struktur Peranti Penanaman

Menurut pelan reka bentuk keseluruhan, peranti penanaman keluarga pasang siap terdiri daripada empat bahagian: sistem sokongan, sistem penanaman, sistem air dan baja, dan sistem suplemen cahaya (kebanyakannya, lampu pertumbuhan LED). Taburan dalam sistem ditunjukkan dalam Rajah 1.

Rajah 1, taburan dalam sistem ditunjukkan dalam.

Reka bentuk sistem sokongan

Sistem sokongan peranti penanaman keluarga pasang siap terdiri daripada tiang tegak, rasuk dan plat lapisan. Tiang dan rasuk dimasukkan melalui gesper lubang rama-rama, yang mudah dibongkar dan dipasang. Rasuk dilengkapi dengan plat lapisan rusuk bertetulang. Empat sudut rangka penanaman dikimpal dengan roda universal dengan brek untuk meningkatkan fleksibiliti pergerakan peranti penanaman.

Reka bentuk sistem penanaman

Tangki penanaman ialah tiub segi empat sama hidroponik 10 cm × 10 cm dengan reka bentuk penutup terbuka, yang mudah dibersihkan, dan boleh digunakan untuk penanaman larutan nutrien, penanaman substrat atau penanaman tanah. Dalam penanaman larutan nutrien, bakul penanaman diletakkan di dalam lubang penanaman, dan anak benih dipasang dengan span dengan spesifikasi yang sepadan. Apabila substrat atau tanah ditanam, span atau kasa disumbat ke dalam lubang penghubung di kedua-dua hujung palung penanaman untuk mengelakkan substrat atau tanah daripada menyekat sistem saliran. Kedua-dua hujung tangki penanaman disambungkan ke sistem peredaran melalui hos getah dengan diameter dalaman 30 mm, yang berkesan mengelakkan kecacatan pemejalan struktur yang disebabkan oleh ikatan gam PVC, yang tidak kondusif untuk pergerakan.

Reka Bentuk Sistem Peredaran Air dan Baja

Dalam penanaman larutan nutrien, gunakan pam boleh laras untuk menambah larutan nutrien ke tangki penanaman aras atas, dan kawal arah aliran larutan nutrien melalui palam dalam paip PVC. Untuk mengelakkan aliran larutan nutrien yang tidak sekata, larutan nutrien dalam tangki penanaman lapisan yang sama menggunakan kaedah aliran "berbentuk S" sehala. Untuk meningkatkan kandungan oksigen larutan nutrien, apabila lapisan larutan nutrien terendah mengalir keluar, jurang tertentu direka bentuk antara saluran keluar air dan paras cecair tangki air. Dalam penanaman substrat atau tanah, tangki air diletakkan di lapisan atas, dan penyiraman dan pembajaan dijalankan melalui sistem pengairan titisan. Paip utama ialah paip PE hitam dengan diameter 32 mm dan ketebalan dinding 2.0 mm, dan paip cabang ialah paip PE hitam dengan diameter 16 mm dan ketebalan dinding 1.2 mm. Setiap paip cabang Pasang injap untuk kawalan individu. Anak panah jatuh menggunakan penitis anak panah lurus yang dikompensasikan tekanan, 2 setiap lubang, dimasukkan ke dalam akar anak benih dalam lubang penanaman. Air berlebihan dikumpulkan melalui sistem saliran, ditapis dan digunakan semula.

Sistem Suplemen Cahaya

Apabila peranti penanaman digunakan untuk pengeluaran balkoni, cahaya semula jadi dari balkoni boleh digunakan tanpa cahaya tambahan atau sedikit cahaya tambahan. Apabila penanaman di ruang tamu, adalah perlu untuk menjalankan reka bentuk pencahayaan tambahan. Lekapan pencahayaan ialah lampu pertumbuhan LED sepanjang 1.2 m, dan masa pencahayaan dikawal oleh pemasa automatik. Masa pencahayaan ditetapkan kepada 14 jam, dan masa pencahayaan bukan tambahan ialah 10 jam. Terdapat 4 lampu LED di setiap lapisan, yang dipasang di bahagian bawah lapisan. Empat tiub pada lapisan yang sama disambungkan secara siri, dan lapisan disambungkan secara selari. Mengikut keperluan pencahayaan yang berbeza bagi tumbuhan yang berbeza, lampu LED dengan spektrum yang berbeza boleh dipilih.

Pemasangan Peranti

Peranti penanaman rumah pasang siap ini mempunyai struktur yang ringkas (Rajah 2) dan proses pemasangannya juga mudah. ​​Pada langkah pertama, selepas menentukan ketinggian setiap lapisan mengikut ketinggian tanaman yang ditanam, masukkan rasuk ke dalam lubang rama-rama tiang tegak untuk membina rangka peranti; pada langkah kedua, pasangkan tiub lampu pertumbuhan LED pada rusuk pengukuh di bahagian belakang lapisan, dan letakkan lapisan di palung dalam rasuk silang rangka penanaman; langkah ketiga, palung penanaman dan sistem peredaran air dan baja disambungkan dengan hos getah; langkah keempat, pasang tiub LED, tetapkan pemasa automatik, dan letakkan tangki air; langkah kelima - penyahpepijatan sistem, tambah air ke tangki air. Selepas melaraskan kepala dan aliran pam, periksa sistem peredaran air dan baja serta sambungan tangki penanaman untuk kebocoran air, hidupkan dan periksa sambungan lampu LED dan keadaan kerja pemasa automatik.

Rajah 2, reka bentuk keseluruhan peranti penanaman pasang siap

Aplikasi dan Penilaian

Permohonan Penanaman

Pada tahun 2019, peranti ini akan digunakan untuk penanaman sayur-sayuran dalaman berskala kecil seperti salad, kubis Cina, dan saderi (Rajah 3). Pada tahun 2020, berdasarkan ringkasan pengalaman penanaman sebelumnya, pasukan projek membangunkan penanaman substrat organik sayur-sayuran homolog makanan dan ubat-ubatan dan teknologi penanaman larutan nutrien Begonia fimbristipula hance, yang memperkayakan contoh aplikasi rumah peranti ini. Dalam tempoh dua tahun penanaman dan aplikasi yang lalu, salad dan sayur-sayuran cepat boleh dituai 25 hari selepas ditanam pada suhu dalaman 20-25℃; saderi perlu tumbuh selama 35-40 hari; Begonia fimbristipula Hance dan kubis Cina adalah tumbuhan saka yang boleh dituai beberapa kali; Begonia fimbristipula boleh menuai batang dan daun 10 cm teratas dalam masa kira-kira 35 hari, dan batang dan daun muda boleh dituai dalam masa kira-kira 45 hari untuk menanam kubis. Apabila dituai, hasil salad dan kubis Cina ialah 100~150 g setiap pokok; Hasil saderi putih dan saderi merah setiap pokok ialah 100~120 g; hasil Begonia fimbristipula Hance pada tuaian pertama adalah rendah, 20-30 g setiap pokok, dan dengan percambahan berterusan dahan sisi, ia boleh dituai untuk kali kedua, dengan selang masa kira-kira 15 hari dan hasil 60-80 g setiap pokok; hasil lubang menu berkhasiat ialah 50-80 g, dituai sekali setiap 25 hari, dan boleh dituai secara berterusan.

Rajah 3, Aplikasi pengeluaran peranti penanaman pasang siap

Kesan Aplikasi

Selepas lebih setahun pengeluaran dan aplikasi, peranti ini boleh menggunakan sepenuhnya ruang tiga dimensi bilik untuk pengeluaran berskala kecil pelbagai tanaman. Operasi pemuatan dan pemunggahannya mudah dan senang dipelajari, dan tiada latihan profesional diperlukan. Dengan melaraskan pengangkatan dan aliran pam air, masalah aliran berlebihan dan limpahan larutan nutrien dalam tangki penanaman dapat dielakkan. Reka bentuk penutup terbuka tangki penanaman bukan sahaja mudah dibersihkan selepas digunakan, tetapi juga mudah diganti apabila aksesori rosak. Tangki penanaman disambungkan dengan hos getah sistem peredaran air dan baja, yang merealisasikan reka bentuk modular tangki penanaman dan sistem peredaran air dan baja, dan mengelakkan kelemahan reka bentuk bersepadu dalam peranti hidroponik tradisional. Di samping itu, peranti ini boleh digunakan untuk penyelidikan saintifik di bawah keadaan suhu dan kelembapan yang boleh dikawal selain pengeluaran tanaman isi rumah. Ia bukan sahaja menjimatkan ruang ujian, tetapi juga memenuhi keperluan persekitaran pengeluaran, terutamanya konsistensi persekitaran pertumbuhan akar. Selepas penambahbaikan mudah, peranti penanaman juga boleh memenuhi keperluan kaedah rawatan yang berbeza bagi persekitaran rizosfera, dan telah digunakan secara meluas dalam eksperimen saintifik tumbuhan.

Sumber artikel: Akaun Wechat bagiTeknologi Kejuruteraan Pertanian (hortikultur rumah hijau) 

Maklumat rujukan: Wang Fei,Wang Changyi,Shi Jingxuan,et al.Reka bentuk dan aplikasi peranti penanaman isi rumah pasang siap[J].Teknologi Kejuruteraan Pertanian,2021,41(16):12-15.