¡Este dispositivo te permite comer tus propias verduras sin salir!

[Resumen] Actualmente, los dispositivos para plantar en el hogar suelen adoptar un diseño integrado, lo que genera muchos inconvenientes para el movimiento y la carga y descarga.Basado en las características del espacio vital de los residentes urbanos y el objetivo de diseño de la producción de plantas familiares, este artículo propone un nuevo tipo de diseño de dispositivo de plantación familiar prefabricado.El dispositivo consta de cuatro partes: un sistema de apoyo, un sistema de cultivo, un sistema de agua y fertilizantes y un sistema de suplemento de luz (en su mayoría, luces de cultivo LED).Tiene una huella pequeña, alta utilización del espacio, estructura novedosa, desmontaje y montaje convenientes, bajo costo y gran practicidad.Puede satisfacer las necesidades de los residentes urbanos sobre lechuga para apio, vegetales rápidos, repollo nutritivo y begonia fimbristipula.Después de una modificación a pequeña escala, también se puede utilizar para la investigación de experimentos científicos de plantas.

Diseño general del equipo de cultivo

Criterios de diseño

El dispositivo de cultivo prefabricado está orientado principalmente a los residentes urbanos.El equipo investigó a fondo las características del espacio vital de los residentes urbanos.El área es pequeña y la tasa de utilización del espacio es alta;la estructura es novedosa y hermosa;es conveniente desmontar y montar, simple y fácil de aprender;Tiene bajo costo y gran practicabilidad.Estos cuatro principios se ejecutan a lo largo de todo el proceso de diseño y se esfuerzan por lograr el objetivo final de armonizar con el entorno del hogar, una estructura hermosa y decente y un valor de uso económico y práctico.

Materiales a utilizar

El marco de soporte se compra del producto de estantería multicapa del mercado, de 1,5 m de largo, 0,6 m de ancho y 2,0 m de alto.El material es acero, rociado e inoxidable, y las cuatro esquinas del marco de soporte están soldadas con ruedas universales de freno;la placa nervada se selecciona para reforzar la placa de la capa del marco de soporte que está hecha de placa de acero de 2 mm de espesor con tratamiento antioxidante spray-plástico, dos piezas por capa.El canal de cultivo está hecho de tubo cuadrado hidropónico de PVC de tapa abierta, 10 cm × 10 cm.El material es tablero de PVC duro, con espesor de 2,4 mm.El diámetro de los agujeros de cultivo es de 5 cm y el espacio entre los agujeros de cultivo es de 10 cm.El tanque de solución nutritiva o tanque de agua está hecho de una caja de plástico con un espesor de pared de 7 mm, con una longitud de 120 cm, un ancho de 50 cm y una altura de 28 cm.

Diseño de la estructura del dispositivo de cultivo

De acuerdo con el plan de diseño general, el dispositivo de cultivo familiar prefabricado consta de cuatro partes: un sistema de apoyo, un sistema de cultivo, un sistema de agua y fertilizantes y un sistema de suplemento de luz (principalmente, luces de cultivo LED).La distribución en el sistema se muestra en la Figura 1.

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En la figura 1 se muestra la distribución en el sistema.

Diseño del sistema de soporte

El sistema de soporte del dispositivo de cultivo familiar prefabricado está compuesto por un poste vertical, una viga y una placa de capa.El poste y la viga se insertan a través de la hebilla del orificio de la mariposa, que es conveniente para desmontar y montar.La viga está equipada con una placa de capa de costillas reforzada.Las cuatro esquinas del marco de cultivo están soldadas con ruedas universales con frenos para aumentar la flexibilidad de movimiento del dispositivo de cultivo.

Diseño del sistema de cultivo

El tanque de cultivo es un tubo cuadrado hidropónico de 10 cm × 10 cm con un diseño de tapa abierta, que es fácil de limpiar y se puede utilizar para cultivo de solución nutritiva, cultivo de sustrato o cultivo de suelo.En el cultivo de solución nutritiva, la canasta de plantación se coloca en el hoyo de plantación y las plántulas se fijan con una esponja de las especificaciones correspondientes.Cuando se cultiva el sustrato o la tierra, se introduce una esponja o gasa en los orificios de conexión en ambos extremos del canal de cultivo para evitar que el sustrato o la tierra bloqueen el sistema de drenaje.Los dos extremos del tanque de cultivo están conectados al sistema de circulación por una manguera de goma con un diámetro interior de 30 mm, lo que evita de manera efectiva los defectos de solidificación estructural causados ​​por la unión del pegamento de PVC, que no favorece el movimiento.

Diseño de sistemas de circulación de agua y fertilizantes

En el cultivo con solución de nutrientes, use una bomba ajustable para agregar la solución de nutrientes al tanque de cultivo de nivel superior y controle la dirección del flujo de la solución de nutrientes a través del tapón interno de la tubería de PVC.Para evitar el flujo desigual de la solución nutritiva, la solución nutritiva en el tanque de cultivo de la misma capa adopta un método de flujo unidireccional en "forma de S".Para aumentar el contenido de oxígeno de la solución nutritiva, cuando sale la capa más baja de la solución nutritiva, se diseña un cierto espacio entre la salida de agua y el nivel de líquido del tanque de agua.En cultivo en sustrato o suelo, el depósito de agua se coloca en la capa superior, y el riego y la fertilización se realizan mediante un sistema de riego por goteo.El tubo principal es un tubo de PE negro con un diámetro de 32 mm y un espesor de pared de 2,0 mm, y el ramal es un tubo de PE negro con un diámetro de 16 mm y un espesor de pared de 1,2 mm.Cada ramal Instale una válvula para el control individual.La flecha de caída utiliza un gotero de flecha recta compensado por presión, 2 por orificio, insertado en la raíz de la plántula en el orificio de cultivo.El exceso de agua se recoge a través del sistema de drenaje, se filtra y se reutiliza.

Sistema de Suplemento de Luz

Cuando el dispositivo de cultivo se usa para la producción de balcones, la luz natural del balcón se puede usar sin luz adicional o con una pequeña cantidad de luz adicional.Al cultivar en la sala de estar, es necesario realizar el diseño de iluminación adicional.El dispositivo de iluminación es una luz de cultivo LED de 1,2 m de largo y el tiempo de iluminación se controla mediante un temporizador automático.El tiempo de luz se establece en 14 h, y el tiempo de luz no suplementario es de 10 h.Hay 4 luces LED en cada capa, que se instalan en la parte inferior de la capa.Los cuatro tubos en la misma capa están conectados en serie y las capas están conectadas en paralelo.De acuerdo con las diferentes necesidades de iluminación de las diferentes plantas, se puede seleccionar luz LED con diferente espectro.

Montaje de dispositivos

El dispositivo de cultivo casero prefabricado tiene una estructura simple (Figura 2) y el proceso de ensamblaje es simple.En el primer paso, después de determinar la altura de cada capa de acuerdo con la altura de los cultivos, inserte la viga en el orificio de la mariposa del poste vertical para construir el esqueleto del dispositivo;en el segundo paso, fije el tubo de luz de cultivo LED en la nervadura de refuerzo en la parte posterior de la capa y coloque la capa en el canal interior del travesaño del marco de cultivo;el tercer paso, el canal de cultivo y el sistema de circulación de agua y fertilizantes están conectados por una manguera de goma;el cuarto paso, instale el tubo LED, configure el temporizador automático y coloque el tanque de agua;el quinto paso-depuración del sistema, agregue agua al tanque de agua Después de ajustar el cabezal y el flujo de la bomba, verifique el sistema de circulación de agua y fertilizante y la conexión del tanque de cultivo para ver si hay fugas de agua, encienda y verifique la conexión de las luces LED y el funcionamiento condición del temporizador automático.

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Figura 2, diseño general del dispositivo de cultivo prefabricado

Solicitud y Evaluación

 

Aplicación de cultivo

En 2019, el dispositivo se utilizará para el cultivo interior a pequeña escala de hortalizas como la lechuga, la col china y el apio (Figura 3).En 2020, sobre la base de resumir la experiencia de cultivo anterior, el equipo del proyecto desarrolló el cultivo en sustrato orgánico de la verdura homóloga de alimento y medicina y la tecnología de cultivo en solución nutritiva de Begonia fimbristipula hance, que enriqueció los ejemplos de aplicación en el hogar del dispositivo.En los últimos dos años de cultivo y aplicación, la lechuga y las hortalizas rápidas se pueden cosechar 25 días después de cultivarlas a una temperatura interior de 20-25 ℃;el apio necesita crecer durante 35-40 días;La begonia fimbristipula Hance y el repollo chino son plantas perennes que se pueden cosechar varias veces;Begonia fimbristipula puede cosechar los 10 cm superiores de tallos y hojas en unos 35 días, y los tallos y hojas jóvenes se pueden cosechar en unos 45 días para el cultivo de repollo.Cuando se cosecha, el rendimiento de la lechuga y el repollo chino es de 100 a 150 g por planta;el rendimiento de apio blanco y apio rojo por planta es de 100~120 g;el rendimiento de Begonia fimbristipula Hance en la primera cosecha es bajo, 20-30 g por planta, y con la germinación continua de las ramas laterales, se puede cosechar por segunda vez, con un intervalo de unos 15 días y rendimientos de 60- 80 g por planta;el rendimiento del hoyo del menú nutritivo es de 50-80 g, se cosecha una vez cada 25 días y se puede cosechar de forma continua.

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Figura 3, Aplicación de producción del dispositivo de cultivo prefabricado

Efecto de aplicación

Después de más de un año de producción y aplicación, el dispositivo puede aprovechar al máximo el espacio tridimensional de la sala para la producción a pequeña escala de una variedad de cultivos.Sus operaciones de carga y descarga son sencillas y fáciles de aprender, y no se requiere formación profesional.Al ajustar la elevación y el flujo de la bomba de agua, se puede evitar el problema del flujo excesivo y el desbordamiento de la solución nutritiva en el tanque de cultivo.El diseño de cubierta abierta del tanque de cultivo no solo es fácil de limpiar después de su uso, sino que también es fácil de reemplazar cuando los accesorios están dañados.El tanque de cultivo está conectado con la manguera de goma del sistema de circulación de agua y fertilizantes, que realiza el diseño modular del tanque de cultivo y el sistema de circulación de agua y fertilizantes, y evita las desventajas del diseño integrado en el dispositivo hidropónico tradicional.Además, el dispositivo se puede utilizar para la investigación científica en condiciones controlables de temperatura y humedad, además de la producción de cultivos domésticos.No solo ahorra espacio de prueba, sino que también cumple con los requisitos del entorno de producción, especialmente la consistencia del entorno de crecimiento de raíces.Después de una simple mejora, el dispositivo de cultivo también puede cumplir con los requisitos de diferentes métodos de tratamiento del entorno de la rizosfera, y ha sido ampliamente utilizado en experimentos científicos con plantas.

Fuente del artículo: cuenta de Wechat deTecnología de ingeniería agrícola (horticultura de invernadero) 

Información de referencia: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, et al.Diseño y aplicación de dispositivo de cultivo doméstico prefabricado [J]. Tecnología de ingeniería agrícola, 2021, 41 (16): 12-15.


Hora de publicación: 14-ene-2022