[Abstract]Heutzutage verfügen Pflanzgeräte für den Heimgebrauch meist über ein integriertes Design, was beim Bewegen und Be- und Entladen viele Unannehmlichkeiten mit sich bringt. Basierend auf den Merkmalen des Wohnraums von Stadtbewohnern und dem Gestaltungsziel der Familienpflanzenproduktion wird in diesem Artikel eine neue Art der vorgefertigten Familienpflanzgerätekonstruktion vorgeschlagen. Das Gerät besteht aus vier Teilen: einem Unterstützungssystem, einem Anbausystem, einem Wasser- und Düngemittelsystem und einem Lichtergänzungssystem (hauptsächlich LED-Wachstumslampen). Es hat einen geringen Platzbedarf, eine hohe Raumausnutzung, eine neuartige Struktur, eine bequeme Demontage und Montage, niedrige Kosten und eine hohe Praktikabilität. Es kann den Bedarf der Stadtbewohner an Salat, Sellerie, Schnellgemüse, nahrhaftem Kohl und Begonie fimbristipula decken. Nach geringfügiger Modifikation kann es auch für die pflanzenwissenschaftliche Experimentforschung verwendet werden

Gesamtdesign der Anbauausrüstung

Designprinzipien

Das vorgefertigte Anbaugerät richtet sich vor allem an Stadtbewohner. Das Team untersuchte umfassend die Eigenschaften des Wohnraums der Stadtbewohner. Die Fläche ist klein und die Raumnutzungsrate hoch; die Struktur ist neuartig und schön; es ist bequem zu zerlegen und zusammenzubauen, einfach und leicht zu erlernen; Es ist kostengünstig und gut praktikabel. Diese vier Prinzipien ziehen sich durch den gesamten Designprozess und zielen darauf ab, das ultimative Ziel zu erreichen: Harmonie mit der Wohnumgebung, schöne und dezente Struktur sowie wirtschaftlicher und praktischer Gebrauchswert.

Zu verwendende Materialien

Der Stützrahmen wird aus dem mehrschichtigen Regalprodukt des Marktes gekauft, 1,5 m lang, 0,6 m breit und 2,0 m hoch. Das Material ist Stahl, gespritzt und rostfrei, und die vier Ecken des Stützrahmens sind mit Bremsuniversalrädern verschweißt; Die gerippte Platte dient zur Verstärkung der Stützrahmenschichtplatte, die aus 2 mm dickem Stahlblech mit Spritzplastik-Rostschutzbehandlung besteht, zwei Stück pro Schicht. Der Anzuchttrog besteht aus einem PVC-Hydrokultur-Vierkantrohr mit offener Kappe, 10 cm x 10 cm. Das Material ist Hart-PVC-Platte mit einer Dicke von 2,4 mm. Der Durchmesser der Kultivierungslöcher beträgt 5 cm und der Abstand der Kultivierungslöcher beträgt 10 cm. Der Nährlösungstank bzw. Wassertank besteht aus einer Kunststoffbox mit einer Wandstärke von 7 mm, einer Länge von 120 cm, einer Breite von 50 cm und einer Höhe von 28 cm.

Design der Kultivierungsgerätestruktur

Gemäß dem Gesamtentwurfsplan besteht das vorgefertigte Familienanbaugerät aus vier Teilen: einem Unterstützungssystem, einem Anbausystem, einem Wasser- und Düngemittelsystem und einem Lichtzusatzsystem (hauptsächlich LED-Wachstumslampen). Die Verteilung im System ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1 zeigt die Verteilung im System.

Unterstützen Sie das Systemdesign

Das Stützsystem des vorgefertigten Familienanbaugeräts besteht aus einer aufrechten Stange, einem Balken und einer Schichtplatte. Die Stange und der Balken werden durch die Schmetterlingslochschnalle eingeführt, was sich bequem zerlegen und zusammenbauen lässt. Der Träger ist mit einer verstärkten Rippenschichtplatte ausgestattet. Die vier Ecken des Anbaurahmens sind mit Universalrädern mit Bremsen verschweißt, um die Flexibilität der Bewegung des Anbaugeräts zu erhöhen.

Design des Anbausystems

Der Kultivierungstank ist ein 10 cm x 10 cm großes Hydrokultur-Vierkantrohr mit offenem Deckel, das leicht zu reinigen ist und für den Nährlösungsanbau, den Substratanbau oder den Bodenanbau verwendet werden kann. Bei der Nährlösungsanzucht wird der Pflanzkorb in das Pflanzloch gestellt und die Sämlinge mit einem Schwamm entsprechender Spezifikation fixiert. Bei der Kultivierung des Substrats oder der Erde werden Schwämme oder Gaze in die Verbindungslöcher an beiden Enden des Kulturtrogs gestopft, um zu verhindern, dass das Substrat oder die Erde das Entwässerungssystem blockiert. Die beiden Enden des Kultivierungstanks sind über einen Gummischlauch mit einem Innendurchmesser von 30 mm mit dem Zirkulationssystem verbunden, wodurch die Mängel der strukturellen Verfestigung wirksam vermieden werden, die durch die PVC-Klebebindung verursacht werden, die der Bewegung nicht förderlich ist.

Design des Wasser- und Düngemittelzirkulationssystems

Bei der Kultivierung mit Nährlösung verwenden Sie eine einstellbare Pumpe, um die Nährlösung in den obersten Kultivierungstank zu füllen und die Fließrichtung der Nährlösung durch den Innenstopfen des PVC-Rohrs zu steuern. Um einen ungleichmäßigen Fluss der Nährlösung zu vermeiden, wendet die Nährlösung im gleichschichtigen Kultivierungstank eine unidirektionale „S-förmige“ Fließmethode an. Um den Sauerstoffgehalt der Nährlösung zu erhöhen, wird beim Ausfließen der untersten Nährlösungsschicht ein gewisser Spalt zwischen dem Wasserauslass und dem Flüssigkeitsspiegel des Wassertanks vorgesehen. Bei der Substrat- oder Bodenbearbeitung wird der Wassertank auf der obersten Schicht platziert und die Bewässerung und Düngung erfolgt über ein Tropfbewässerungssystem. Das Hauptrohr ist ein schwarzes PE-Rohr mit einem Durchmesser von 32 mm und einer Wandstärke von 2,0 mm, das Abzweigrohr ist ein schwarzes PE-Rohr mit einem Durchmesser von 16 mm und einer Wandstärke von 1,2 mm. Installieren Sie in jedem Abzweigrohr ein Ventil zur individuellen Steuerung. Der Tropfenpfeil verwendet einen druckkompensierten geraden Pfeiltropfer, 2 pro Loch, der in die Wurzel des Sämlings im Kultivierungsloch eingeführt wird. Überschüssiges Wasser wird über das Entwässerungssystem gesammelt, gefiltert und wiederverwendet.

Leichtes Ergänzungssystem

Beim Einsatz des Anbaugeräts zur Balkonproduktion kann das natürliche Licht des Balkons ohne oder mit geringem Zusatzlicht genutzt werden. Bei der Kultivierung im Wohnzimmer ist eine ergänzende Lichtgestaltung erforderlich. Bei der Beleuchtungseinrichtung handelt es sich um eine 1,2 m lange LED-Wachstumslampe, deren Leuchtdauer durch einen automatischen Timer gesteuert wird. Die Leuchtdauer ist auf 14 h eingestellt, die nicht-zusätzliche Leuchtdauer beträgt 10 h. In jeder Schicht befinden sich 4 LED-Leuchten, die unten in der Schicht installiert sind. Die vier Röhren auf derselben Schicht sind in Reihe geschaltet und die Schichten sind parallel geschaltet. Entsprechend den unterschiedlichen Beleuchtungsbedürfnissen verschiedener Pflanzen kann LED-Licht mit unterschiedlichem Spektrum ausgewählt werden.

Gerätemontage

Das vorgefertigte Heimanbaugerät ist einfach aufgebaut (Abbildung 2) und der Montageprozess ist einfach. Nachdem Sie im ersten Schritt die Höhe jeder Schicht entsprechend der Höhe der angebauten Pflanzen bestimmt haben, führen Sie den Balken in das Schmetterlingsloch der aufrechten Stange ein, um das Geräteskelett aufzubauen. Befestigen Sie im zweiten Schritt die LED-Wachstumslichtröhre an der Verstärkungsrippe auf der Rückseite der Schicht und legen Sie die Schicht in die innere Mulde des Querträgers des Anbaurahmens. Im dritten Schritt werden der Kulturtrog und das Wasser- und Düngerkreislaufsystem durch einen Gummischlauch verbunden. Im vierten Schritt installieren Sie die LED-Röhre, stellen den automatischen Timer ein und platzieren den Wassertank. Der fünfte Schritt – System-Debugging, Wasser in den Wassertank füllen. Nachdem Sie den Pumpenkopf und den Durchfluss eingestellt haben, überprüfen Sie das Wasser- und Düngerzirkulationssystem und den Anschluss des Kultivierungstanks auf Wasserlecks, schalten Sie das Gerät ein und überprüfen Sie den Anschluss und die Funktion der LED-Leuchten Zustand des automatischen Timers.

Abbildung 2, Gesamtdesign des vorgefertigten Anbaugeräts

Bewerbung und Bewertung

Anbauanwendung

Im Jahr 2019 wird das Gerät für den kleinflächigen Indoor-Anbau von Gemüse wie Salat, Chinakohl und Sellerie eingesetzt (Abbildung 3). Im Jahr 2020 entwickelte das Projektteam auf der Grundlage der Zusammenfassung der bisherigen Anbauerfahrungen den organischen Substratanbau des Lebensmittel- und Medizinhomologen Gemüses und die Nährlösungsanbautechnologie von Begonia fimbristipula hance, die die Heimanwendungsbeispiele des Geräts bereicherte. In den letzten zwei Jahren des Anbaus und der Anwendung können Salat und Schnellgemüse 25 Tage nach dem Anbau bei einer Innentemperatur von 20–25 °C geerntet werden; Sellerie muss 35-40 Tage lang wachsen; Begonia fimbristipula Hance und Chinakohl sind mehrjährige Pflanzen, die mehrmals geerntet werden können; Begonia fimbristipula kann die obersten 10 cm langen Stängel und Blätter in etwa 35 Tagen ernten, und die jungen Stängel und Blätter können in etwa 45 Tagen für den Kohlanbau geerntet werden. Bei der Ernte beträgt der Ertrag von Salat und Chinakohl 100–150 g pro Pflanze; der Ertrag an weißem Sellerie und rotem Sellerie pro Pflanze beträgt 100–120 g; Der Ertrag von Begonia fimbristipula Hance ist bei der ersten Ernte gering, 20-30 g pro Pflanze, und bei kontinuierlicher Keimung der Seitenzweige kann er zum zweiten Mal geerntet werden, mit einem Abstand von etwa 15 Tagen und einem Ertrag von 60-30 g pro Pflanze. 80 g pro Pflanze; Der Ertrag des nahrhaften Menülochs beträgt 50-80 g, die Ernte erfolgt alle 25 Tage und kann kontinuierlich geerntet werden.

Abbildung 3, Produktionsanwendung eines vorgefertigten Anbaugeräts

Anwendungseffekt

Nach mehr als einem Jahr Produktion und Anwendung kann das Gerät den dreidimensionalen Raum des Raums für die Produktion verschiedener Nutzpflanzen in kleinem Maßstab voll ausnutzen. Die Be- und Entladevorgänge sind einfach und leicht zu erlernen, eine professionelle Schulung ist nicht erforderlich. Durch die Anpassung von Hub und Durchfluss der Wasserpumpe kann das Problem eines übermäßigen Durchflusses und Überlaufens der Nährlösung im Kultivierungstank vermieden werden. Das offene Deckeldesign des Kultivierungstanks ist nicht nur nach Gebrauch leicht zu reinigen, sondern auch leicht auszutauschen, wenn das Zubehör beschädigt ist. Der Kultivierungstank ist mit dem Gummischlauch des Wasser- und Düngerzirkulationssystems verbunden, wodurch der modulare Aufbau des Kultivierungstanks und des Wasser- und Düngerzirkulationssystems realisiert und die Nachteile des integrierten Designs im herkömmlichen Hydrokulturgerät vermieden werden. Darüber hinaus kann das Gerät neben der heimischen Pflanzenproduktion auch für wissenschaftliche Forschung unter kontrollierbaren Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen eingesetzt werden. Es spart nicht nur Testplatz, sondern erfüllt auch die Anforderungen der Produktionsumgebung, insbesondere die Konsistenz der Wurzelwachstumsumgebung. Nach einfachen Verbesserungen kann das Kultivierungsgerät auch die Anforderungen verschiedener Behandlungsmethoden der Rhizosphärenumgebung erfüllen und wird häufig in pflanzenwissenschaftlichen Experimenten eingesetzt.

Artikelquelle: Wechat-Konto vonAgrartechnik (Gewächshausgartenbau) 

Referenzinformationen: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan et al.Design und Anwendung vorgefertigter Haushaltsanbaugeräte[J].Agricultural Engineering Technology,2021,41(16):12-15.