[Abstract]Momenteel hebben thuisplantapparaten meestal een geïntegreerd ontwerp, wat veel ongemak met zich meebrengt bij het verplaatsen en laden en lossen.Gebaseerd op de kenmerken van de leefruimte van stadsbewoners en het ontwerpdoel van de productie van gezinsplanten, stelt dit artikel een nieuw type geprefabriceerd ontwerp voor gezinsplantapparaten voor.Het apparaat bestaat uit vier delen: een ondersteuningssysteem, een teeltsysteem, een water- en bemestingssysteem en een lichtsupplementsysteem (meestal LED-kweeklampen).Het heeft een kleine voetafdruk, een hoog ruimtegebruik, een nieuwe structuur, gemakkelijke demontage en montage, lage kosten en sterke uitvoerbaarheid.Het kan voldoen aan de behoeften van stadsbewoners over sla voor selderij, snelle groente, voedzame kool en begonia fimbristipula.Na kleinschalige modificatie kan het ook worden gebruikt voor plantwetenschappelijk experimenteel onderzoek

Algeheel ontwerp van teeltapparatuur

Ontwerpprincipes

Het geprefabriceerde kweekapparaat is vooral gericht op stadsbewoners.Het team onderzocht de kenmerken van de leefruimte van stedelingen volledig.Het gebied is klein en de bezettingsgraad van de ruimte is hoog;de structuur is nieuw en mooi;het is handig om te demonteren en te monteren, eenvoudig en gemakkelijk te leren;het heeft lage kosten en sterke uitvoerbaarheid.Deze vier principes lopen door het hele ontwerpproces en streven naar het uiteindelijke doel van harmonie met de woonomgeving, mooie en degelijke structuur en economische en praktische gebruikswaarde.

Te gebruiken materialen

Het draagframe wordt gekocht van het meerlaagse plankproduct op de markt, 1,5 m lang, 0,6 m breed en 2,0 m hoog.Het materiaal is staal, gespoten en roestbestendig, en de vier hoeken van het draagframe zijn gelast met universele remwielen;de geribbelde plaat is geselecteerd om de steunframelaagplaat te versterken die is gemaakt van 2 mm dikke staalplaat met spray-plastic antiroestbehandeling, twee stuks per laag.De kweektrog is gemaakt van open-cap PVC hydrocultuur vierkante buis, 10 cm x 10 cm.Het materiaal is een harde PVC-plaat met een dikte van 2,4 mm.De diameter van de kweekgaten is 5 cm en de afstand tussen de kweekgaten is 10 cm.De voedingsoplossingtank of watertank is gemaakt van een kunststof bak met een wanddikte van 7 mm, een lengte van 120 cm, een breedte van 50 cm en een hoogte van 28 cm.

Ontwerp van de structuur van het teeltapparaat

Volgens het algemene ontwerpplan bestaat het geprefabriceerde gezinsteeltapparaat uit vier delen: een ondersteuningssysteem, een teeltsysteem, een water- en kunstmestsysteem en een lichtsupplementsysteem (meestal LED-groeilampen).De verdeling in het systeem wordt weergegeven in figuur 1.

In figuur 1 is de verdeling in het systeem weergegeven.

Ondersteuning systeemontwerp

Het ondersteuningssysteem van het geprefabriceerde gezinsteeltapparaat bestaat uit een rechtopstaande paal, een balk en een laagplaat.De paal en de balk worden door de vlindergatgesp gestoken, wat handig is om te demonteren en te monteren.De ligger is voorzien van een verstevigde riblaagplaat.De vier hoeken van het kweekframe zijn gelast met universele wielen met remmen om de flexibiliteit van de beweging van het kweekapparaat te vergroten.

Ontwerp van het teeltsysteem

De kweekbak is een vierkante hydrocultuurbuis van 10 cm x 10 cm met een ontwerp met open deksel, dat gemakkelijk schoon te maken is en kan worden gebruikt voor teelt met voedingsoplossing, substraatteelt of grondteelt.Bij het kweken met voedingsoplossing wordt de plantmand in het plantgat geplaatst en worden de zaailingen gefixeerd met een spons met overeenkomstige specificaties.Bij het cultiveren van het substraat of de grond wordt een spons of gaas in de verbindingsgaten aan beide uiteinden van de kweekgoot gestopt om te voorkomen dat het substraat of de grond het afvoersysteem verstopt.De twee uiteinden van de kweektank zijn verbonden met het circulatiesysteem door een rubberen slang met een binnendiameter van 30 mm, die effectief de defecten van structurele verharding veroorzaakt door PVC-lijmbinding vermijdt, wat niet bevorderlijk is voor beweging.

Ontwerp van water- en kunstmestcirculatiesysteem

Gebruik bij het kweken met voedingsoplossing een instelbare pomp om de voedingsoplossing toe te voegen aan de kweektank op het hoogste niveau en regel de stroomrichting van de voedingsoplossing via de binnenplug van de PVC-buis.Om de ongelijkmatige stroming van de voedingsoplossing te voorkomen, neemt de voedingsoplossing in de kweektank met dezelfde laag een unidirectionele "S-vormige" stroommethode aan.Om het zuurstofgehalte van de voedingsoplossing te verhogen, wordt bij het uitstromen van de onderste laag voedingsoplossing een bepaalde opening ontworpen tussen de wateruitlaat en het vloeistofniveau van de watertank.Bij substraat- of grondteelt wordt de waterbak op de toplaag geplaatst en wordt water gegeven en bemest via een druppelbevloeiingssysteem.De hoofdleiding is een zwarte PE-buis met een diameter van 32 mm en een wanddikte van 2,0 mm en de aftakleiding is een zwarte PE-buis met een diameter van 16 mm en een wanddikte van 1,2 mm.Elke aftakleiding Installeer een klep voor individuele regeling.De druppelpijl maakt gebruik van een drukgecompenseerde druppelaar met rechte pijl, 2 per gat, ingebracht in de wortel van de zaailing in het kweekgat.Overtollig water wordt via het drainagesysteem opgevangen, gefilterd en hergebruikt.

Light Supplement-systeem

Wanneer het teeltapparaat wordt gebruikt voor balkonproductie, kan het natuurlijke licht van het balkon worden gebruikt zonder extra licht of een kleine hoeveelheid aanvullend licht.Bij het kweken in de woonkamer is het noodzakelijk om het aanvullende lichtontwerp uit te voeren.De verlichtingsarmatuur is een 1,2 m lange LED-kweeklamp en de lichttijd wordt geregeld door een automatische timer.De lichttijd is ingesteld op 14 uur en de niet-aanvullende lichttijd is 10 uur.Er zijn 4 LED-lampen in elke laag, die onderaan de laag zijn geïnstalleerd.De vier buizen op dezelfde laag zijn in serie geschakeld en de lagen zijn parallel geschakeld.Afhankelijk van de verschillende verlichtingsbehoeften van verschillende planten, kan LED-licht met een ander spectrum worden geselecteerd.

Apparaat assembleren

Het geprefabriceerde apparaat voor thuiskweek is eenvoudig van structuur (figuur 2) en het montageproces is eenvoudig.In de eerste stap, na het bepalen van de hoogte van elke laag volgens de hoogte van de gecultiveerde gewassen, steekt u de balk in het vlindergat van de rechtopstaande paal om het apparaatskelet te bouwen;bevestig in de tweede stap de LED-kweeklampbuis op de verstevigingsrib aan de achterkant van de laag en plaats de laag in de binnenbak van de dwarsbalk van het kweekframe;de derde trede, de teeltgoot en het water- en mestcirculatiesysteem zijn verbonden door een rubberen slang;de vierde stap, installeer de LED-buis, stel de automatische timer in en plaats de watertank;de vijfde stap - systeem debuggen, voeg water toe aan de watertank Na het aanpassen van de pompkop en stroom, controleer het water- en kunstmestcirculatiesysteem en de aansluiting van de kweektank op waterlekkage, schakel in en controleer de LED-verlichtingsaansluiting en de werking toestand van de automatische timer.

Figuur 2, algemeen ontwerp van geprefabriceerd kweekapparaat

Toepassing en evaluatie

Teelt toepassing

In 2019 wordt het apparaat ingezet voor de kleinschalige binnenteelt van groenten als sla, Chinese kool en selderij (Figuur 3).In 2020 ontwikkelde het projectteam, op basis van een samenvatting van de eerdere kweekervaring, de organische substraatteelt van de homologe groente voor voedsel en medicijnen en de kweektechnologie voor voedingsoplossing van Begonia fimbristipula hance, die de voorbeelden van thuistoepassingen van het apparaat verrijkte.In de afgelopen twee jaar van teelt en toepassing kunnen sla en snelle groente 25 dagen na de teelt geoogst worden bij een binnentemperatuur van 20-25℃;selderij moet 35-40 dagen groeien;Begonia fimbristipula Hance en Chinese kool zijn vaste planten die in meerdere keren geoogst kunnen worden;Begonia fimbristipula kan de bovenste 10 cm stengels en bladeren in ongeveer 35 dagen oogsten, en de jonge stengels en bladeren kunnen in ongeveer 45 dagen worden geoogst voor het kweken van kool.Bij de oogst is de opbrengst van sla en Chinese kool 100~150 g per plant;de opbrengst van witte selderij en rode selderij per plant is 100~120 g;de opbrengst van Begonia fimbristipula Hance bij de eerste oogst is laag, 20-30 g per plant, en met de continue ontkieming van zijtakken kan deze voor de tweede keer worden geoogst, met een interval van ongeveer 15 dagen en opbrengsten van 60- 80 g per plant;de opbrengst van het voedzame menugat is 50-80 g, wordt eens in de 25 dagen geoogst en kan continu worden geoogst.

Figuur 3, Productietoepassing van geprefabriceerd kweekapparaat

Toepassingseffect

Na meer dan een jaar van productie en toepassing kan het apparaat de driedimensionale ruimte van de kamer volledig benutten voor kleinschalige productie van een verscheidenheid aan gewassen.Het laden en lossen is eenvoudig en gemakkelijk te leren en er is geen professionele training vereist.Door de lift en het debiet van de waterpomp aan te passen, kan het probleem van overmatige stroming en overloop van voedingsoplossing in de kweektank worden vermeden.Het open deksel van de kweekbak is niet alleen eenvoudig schoon te maken na gebruik, maar ook eenvoudig te vervangen wanneer de accessoires beschadigd zijn.De kweektank is verbonden met de rubberen slang van het water- en kunstmestcirculatiesysteem, waardoor het modulaire ontwerp van de kweektank en het water- en kunstmestcirculatiesysteem wordt gerealiseerd en de nadelen van het geïntegreerde ontwerp in het traditionele hydrocultuurapparaat worden vermeden.Daarnaast kan het apparaat worden gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek onder beheersbare temperatuur- en vochtigheidsomstandigheden naast de productie van huishoudelijke gewassen.Het bespaart niet alleen testruimte, maar voldoet ook aan de vereisten van de productieomgeving, met name de consistentie van de wortelgroeiomgeving.Na eenvoudige verbetering kan het kweekapparaat ook voldoen aan de vereisten van verschillende behandelingsmethoden van de rhizosfeeromgeving en wordt het veel gebruikt in wetenschappelijke experimenten met planten.

Bron artikel: Wechat-account vanAgrarische Techniek (Glastuinbouw) 

Referentie-informatie: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, et al.Ontwerp en toepassing van geprefabriceerd huishoudelijk kweekapparaat [J]. Agricultural Engineering Technology, 2021,41 (16): 12-15.