[الملخص] حاليًا ، عادةً ما تعتمد أجهزة زراعة المنازل تصميمًا متكاملًا ، مما يجلب الكثير من الإزعاج للحركة والتحميل والتفريغ. استنادًا إلى خصائص مساحة المعيشة لسكان المناطق الحضرية وهدف التصميم لإنتاج مصنع الأسرة ، تقترح هذه المقالة نوعًا جديدًا من تصميم جهاز زراعة الأسرة المسبق. يتكون الجهاز من أربعة أجزاء: نظام دعم ونظام زراعة ونظام مياه وأسمدة ونظام مكملات الضوء (في الغالب ، مصابيح النمو LED). لديها بصمة صغيرة ، واستخدام المساحات العالية ، والهيكل الجديد ، والتفكيك المريح والتجميع ، والتكلفة المنخفضة ، والعملية القوية. يمكن أن تلبي احتياجات السكان الحضريين حول الخس للكرفس والخضروات السريعة والملفوف المغذي و Begonia fimbristipula. بعد التعديل على نطاق صغير ، يمكن أيضًا استخدامه لأبحاث التجربة العلمية النباتية

التصميم العام لمعدات الزراعة

مبادئ التصميم

جهاز الزراعة المسبق موجه بشكل أساسي إلى السكان الحضريين. قام الفريق بالتحقيق بالكامل في خصائص مساحة المعيشة لسكان الحضر. المنطقة صغيرة ومعدل استخدام المساحة مرتفع ؛ الهيكل جديد وجميل. من المريح تفكيك وتجميع ، بسيطة وسهلة التعلم ؛ لديها تكلفة منخفضة وعملية قوية. تمر هذه المبادئ الأربعة من خلال عملية التصميم بأكملها ، وتسعى جاهدة لتحقيق الهدف النهائي المتمثل في التنسيق مع البيئة المنزلية ، والهيكل الجميل واللائقة ، وقيمة الاستخدام الاقتصادي والعملي.

المواد المراد استخدامها

يتم شراء إطار الدعم من منتج الجرف متعدد الطبقات في السوق ، بطول 1.5 متر وعرضه 0.6 متر وارتفاعه 2.0 متر. المادة هي الصلب ورشها ومقاومة للصدأ ، وتتم لحام الزوايا الأربع لإطار الدعم بعجلات عالمية الفرامل ؛ يتم تحديد اللوحة المضلعة لتقوية لوحة طبقة إطار الدعم التي تتكون من لوحة فولاذية سميكة 2 مم مع معالجة مضادة للبلاستيك ، وقطعتان لكل طبقة. حوض الزراعة مصنوع من أنبوب مربع مائي مفتوح Cap ، 10 سم × 10 سم. المادة هي لوحة PVC صلبة ، بسمك 2.4 مم. يبلغ قطر ثقوب الزراعة 5 سم ، وتباعد ثقوب الزراعة هو 10 سم. يتكون خزان محلول المغذيات أو خزان الماء من صندوق بلاستيكي بسمك جدار يبلغ 7 مم ، بطول 120 سم ، وعرض 50 سم ، وارتفاع 28 سم.

تصميم هيكل جهاز الزراعة

وفقًا لخطة التصميم الشاملة ، يتكون جهاز زراعة الأسرة المسبق من أربعة أجزاء: نظام دعم ، ونظام زراعة ، ونظام مياه وأسمدة ، ونظام مكملات الضوء (في الغالب ، مصابيح النمو LED). يظهر التوزيع في النظام في الشكل 1.

الشكل 1 ، يظهر التوزيع في النظام في.

تصميم نظام الدعم

يتكون نظام الدعم لجهاز زراعة الأسرة المسبق من عمود مستقيم وحزمة ولوحة طبقة. يتم إدخال القطب والحزمة من خلال مشبك فتحة الفراشة ، وهو مريح لتفكيك وتجميع. تم تجهيز الشعاع بلوحة طبقة ضلع معززة. يتم لحام الزوايا الأربع لإطار الزراعة بعجلات عالمية ذات فرامل لزيادة مرونة حركة جهاز الزراعة.

تصميم نظام الزراعة

خزان الزراعة عبارة عن أنبوب مربع مائي مائي 10 سم × 10 سم مع تصميم غطاء مفتوح ، وهو أمر سهل التنظيف ، ويمكن استخدامه لزراعة محلول المغذيات أو زراعة الركيزة أو زراعة التربة. في زراعة محلول المغذيات ، يتم وضع سلة الزراعة في فتحة الزراعة ، ويتم إصلاح الشتلات مع إسفنجة من المواصفات المقابلة. عندما يتم زراعة الركيزة أو التربة ، يتم حشو الإسفنج أو الشاش في الثقوب المتصلة في كلا طرفي الحوض الزراعي لمنع الركيزة أو التربة من منع نظام الصرف. يتم توصيل طرفي خزان الزراعة بنظام الدورة الدموية بواسطة خرطوم مطاطي بقطر داخلي يبلغ 30 مم ، مما يتجنب بشكل فعال عيوب التصلب الهيكلي الناجم عن ترابط غراء PVC ، والذي لا يفضي إلى الحركة.

تصميم نظام تداول المياه والأسمدة

في زراعة محلول المغذيات ، استخدم مضخة قابلة للتعديل لإضافة محلول المغذيات إلى خزان زراعة المستوى الأعلى ، والتحكم في اتجاه تدفق محلول المغذيات من خلال القابس الداخلي لأنبوب PVC. من أجل تجنب التدفق غير المتكافئ لمحلول المغذيات ، يتبنى محلول المغذيات في خزان زراعة نفس الطبقات طريقة تدفق "S على شكل S". من أجل زيادة محتوى الأكسجين في محلول المغذيات ، عندما تتدفق أدنى طبقة من محلول المغذيات ، يتم تصميم فجوة معينة بين منفذ الماء والمستوى السائل لخزان الماء. في الركيزة أو زراعة التربة ، يتم وضع خزان المياه على الطبقة العليا ، ويتم تنفيذ الري والإخصاب من خلال نظام الري بالتنقيط. الأنبوب الرئيسي هو أنبوب PE أسود يبلغ قطره 32 مم وسمك الجدار 2.0 مم ، وأنبوب الفرع هو أنبوب PE أسود يبلغ قطره 16 مم وسمك جدار يبلغ 1.2 مم. كل أنبوب فرع تثبيت صمام للتحكم الفردي. يستخدم سهم الإسقاط قطر السهم المستقيم مع تعويض الضغط ، 2 لكل ثقب ، يتم إدخاله في جذر الشتلات في حفرة الزراعة. يتم جمع المياه الزائدة من خلال نظام الصرف الصحي ، وتصفيتها وإعادة استخدامها.

نظام ملحق الضوء

عند استخدام جهاز الزراعة لإنتاج الشرفة ، يمكن استخدام الضوء الطبيعي من الشرفة دون إضاءة تكميلية أو كمية صغيرة من الضوء التكميلي. عند الزراعة في غرفة المعيشة ، من الضروري تنفيذ تصميم الإضاءة التكميلية. يضم المباراة الإضاءة ضوء نمو LED طوله 1.2 متر ، ويتم التحكم في وقت الإضاءة بواسطة مؤقت تلقائي. يتم ضبط وقت الضوء على 14 ساعة ، والوقت الضوئي غير التكميلي هو 10 ساعات. هناك 4 مصابيح LED في كل طبقة ، والتي يتم تثبيتها في أسفل الطبقة. يتم توصيل الأنابيب الأربعة الموجودة على نفس الطبقة في السلسلة ، وتتصل الطبقات بالتوازي. وفقًا لاحتياجات الإضاءة المختلفة للنباتات المختلفة ، يمكن اختيار ضوء LED مع طيف مختلف.

تجميع الجهاز

جهاز زراعة المنزل المسبق بسيط في الهيكل (الشكل 2) وعملية التجميع بسيطة. في الخطوة الأولى ، بعد تحديد ارتفاع كل طبقة وفقًا لارتفاع المحاصيل المزروعة ، أدخل الشعاع في فتحة الفراشة من القطب المستقيم لبناء الهيكل العظمي للجهاز ؛ في الخطوة الثانية ، قم بإصلاح أنبوب ضوء النمو على الضلع المعزز على الجزء الخلفي من الطبقة ، ووضع الطبقة في الحوض الداخلي من الحزمة المشقوقة لإطار الزراعة ؛ الخطوة الثالثة ، حوض الزراعة ونظام الدورة الدموية للمياه والأسمدة متصلة بخرطوم مطاطي ؛ الخطوة الرابعة ، تثبيت أنبوب LED ، وضبط المؤقت التلقائي ، ووضع خزان المياه ؛ أضيفي أخطاء النظام الخامس ، وأضف الماء إلى خزان المياه بعد ضبط رأس المضخة وتدفقه ، والتحقق من نظام تداول الماء والأسمدة وتوصيل خزان الزراعة لتسرب المياه ، والطاقة والتحقق من اتصال مصابيح LED والعمل حالة المؤقت التلقائي.

الشكل 2 ، التصميم العام لجهاز الزراعة الجاهزة

التطبيق والتقييم

تطبيق زراعة

في عام 2019 ، سيتم استخدام الجهاز للزراعة الداخلية الصغيرة للخضروات مثل الخس والكرنب الصيني والكرفس (الشكل 3). في عام 2020 ، على أساس تلخيص التجربة الزراعية السابقة ، طور فريق المشروع زراعة الركيزة العضوية لأطباء الخضروات المتماثلة من الغذاء والطب وتكنولوجيا زراعة المحلول المغذيات في Begonia Fimbristipula Hance ، التي أثرت أمثلة تطبيق المنزل للجهاز. في العامين الماضيين من الزراعة والتطبيق ، يمكن حصاد الخس والخضروات السريعة بعد 25 يومًا من الزراعة في درجة حرارة داخلية تتراوح بين 20-25 ℃ ؛ يحتاج الكرفس إلى النمو لمدة 35-40 يومًا ؛ Hegonia Fimbristipula Hance والكرنب الصيني من النباتات المعمرة التي يمكن حصادها عدة مرات ؛ يمكن لـ Begonia Fimbristipula حصاد أكبر 10 سم من السيقان والأوراق في حوالي 35 يومًا ، ويمكن حصاد السيقان والأوراق الصغيرة في حوالي 45 يومًا لتنمية الملفوف. عند حصاده ، يكون إنتاج الخس والكرنب الصيني 100 ~ 150 جم لكل نبات ؛ العائد من الكرفس الأبيض والكرفس الأحمر لكل نبات هو 100 ~ 120 جم ؛ إن عائد Begonia fimbristipula hance في الحصاد الأول منخفض ، 20-30 غرام لكل نبات ، ومع الإنبات المستمر للفروع الجانبية ، يمكن حصاده للمرة الثانية ، مع فاصل زمني قدره حوالي 15 يومًا ويحدث 60- 80 جم لكل نبات ؛ يبلغ عائد ثقب القائمة المغذي 50-80 جم ، ويتم حصاده مرة كل 25 يومًا ، ويمكن حصاده بشكل مستمر.

الشكل 3 ، تطبيق إنتاج جهاز الزراعة مسبقًا

تأثير التطبيق

بعد أكثر من عام من الإنتاج والتطبيق ، يمكن للجهاز الاستفادة الكاملة من المساحة ثلاثية الأبعاد للغرفة للإنتاج على نطاق صغير لمجموعة متنوعة من المحاصيل. عمليات التحميل والتفريغ بسيطة وسهلة التعلم ، وليس هناك حاجة إلى تدريب مهني. عن طريق ضبط المصعد وتدفق مضخة المياه ، يمكن تجنب مشكلة التدفق المفرط وتدفق محلول المغذيات في خزان الزراعة. لا يسهل تنظيف تصميم الغطاء المفتوح لخزان الزراعة فحسب بعد الاستخدام ، ولكن أيضًا يسهل استبداله عند تلف الملحقات. يرتبط خزان الزراعة بخرطوم المطاط لنظام الدورة الدموية للماء والأسمدة ، والذي يدرك التصميم المعياري لخزان الزراعة ونظام الدورة الدموية للمياه والأسمدة ، ويتجنب عيوب التصميم المتكامل في الجهاز المائي التقليدي. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام الجهاز للبحث العلمي في ظل ظروف درجة الحرارة والرطوبة التي يمكن التحكم فيها بالإضافة إلى إنتاج المحاصيل المنزلية. لا يوفر مساحة الاختبار فحسب ، بل يفي أيضًا بمتطلبات بيئة الإنتاج ، وخاصة اتساق بيئة نمو الجذر. بعد التحسن البسيط ، يمكن لجهاز الزراعة أيضًا تلبية متطلبات طرق العلاج المختلفة لبيئة الغلاف الجوي ، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في التجارب العلمية النباتية.

مصدر المقالة: حساب WeChat لـتكنولوجيا الهندسة الزراعية (زراعة الدفيئة) 

المعلومات المرجعية: وانغ فاي ، وانغ تشانغي ، شي جينغسكوان ، وآخرون.تصميم وتطبيق جهاز زراعة الأسرة المسبق [J]. تقنية الهندسة الزراعية ، 2021،41 (16): 12-15.