[Abstract]현재 집 식재 장치는 일반적으로 통합 설계를 채택하여 이동 및 적재 및 하역에 많은 불편을 초래합니다.도시 거주자의 생활 공간의 특성과 가족 식물 생산의 설계 목표를 기반으로 이 기사에서는 새로운 유형의 조립식 가족 재배 장치 설계를 제안합니다.이 장치는 지원 시스템, 재배 시스템, 물 및 비료 시스템, 조명 보충 시스템(주로 LED 재배 조명)의 네 부분으로 구성됩니다.설치 공간이 작고 공간 활용도가 높으며 새로운 구조, 분해 및 조립이 편리하고 비용이 저렴하며 실용성이 뛰어납니다.셀러리용 상추, 속이 빠른 야채, 영양이 풍부한 양배추 및 베고니아 핌브리스티풀라에 대한 도시 거주자의 요구를 충족시킬 수 있습니다.소규모 수정 후 식물 과학 실험 연구에도 사용할 수 있습니다.

재배 장비의 전체 ​​설계

설계 원칙

조립식 재배 장치는 주로 도시 거주자를 대상으로 합니다.팀은 도시 거주자의 생활 공간 특성을 철저히 조사했습니다.면적이 작고 공간 활용률이 높습니다.구조는 참신하고 아름답습니다.분해 및 조립이 편리하고 간단하고 배우기 쉽습니다.그것은 저렴한 비용과 강력한 실용성을 가지고 있습니다.이 4가지 원칙은 디자인 전 과정을 관통하며 가정환경과의 조화, 아름답고 품격 있는 구조, 경제적이고 실용적인 사용가치의 궁극적인 목표를 달성하기 위해 노력합니다.

사용 재료

지지 프레임은 길이 1.5m, 폭 0.6m, 높이 2.0m인 시중의 다층선반 제품에서 구입한다.재료는 강철이며 스프레이 및 녹 방지 처리되어 있으며 지지 프레임의 네 모서리는 브레이크 범용 휠로 용접됩니다.골이 있는 판은 스프레이 플라스틱 방청 처리가 된 2mm 두께의 강판으로 만들어진 지지 프레임 층 판을 강화하기 위해 선택되며, 층당 두 조각입니다.재배 여물통은 10cm×10cm의 오픈 캡 PVC 수경 사각 튜브로 만들어집니다.재료는 두께 2.4mm의 경질 PVC 보드입니다.재배 구멍의 직경은 5cm이고 재배 구멍의 간격은 10cm입니다.양액수조 또는 수조는 두께 7mm, 길이 120cm, 폭 50cm, 높이 28cm의 플라스틱 상자로 만든다.

재배 장치 구조 설계

전체 설계 계획에 따르면 조립식 가족 재배 장치는 지지 시스템, 재배 시스템, 물 및 비료 시스템, 조명 보충 시스템(주로 LED 재배 조명)의 네 부분으로 구성됩니다.시스템의 분포는 그림 1에 나와 있습니다.

그림 1은 시스템의 분포를 보여줍니다.

지원 시스템 설계

조립식 가족 경작 장치의 지지 시스템은 직립 기둥, 빔 및 레이어 플레이트로 구성됩니다.폴과 빔은 나비 구멍 버클을 통해 삽입되어 분해 및 조립이 편리합니다.보에는 보강 리브 레이어 플레이트가 장착되어 있습니다.재배 프레임의 네 모서리는 브레이크가 있는 범용 바퀴로 용접되어 재배 장치의 움직임의 유연성을 높입니다.

재배 시스템 설계

재배조는 10cm×10cm 크기의 수경재배 사각관으로 덮개가 개방되어 세척이 용이하며 양액재배, 기질재배 또는 토양재배에 사용할 수 있다.양액재배는 식재공에 식재바구니를 놓고 해당 규격의 스펀지로 묘목을 고정시킨다.기질이나 토양을 경작할 때 기질이나 토양이 배수 시스템을 막는 것을 방지하기 위해 재배 통의 양쪽 끝에 있는 연결 구멍에 스폰지 또는 거즈를 채웁니다.재배 탱크의 두 끝은 내경 30mm의 고무 호스로 순환 시스템에 연결되어 있어 이동에 도움이 되지 않는 PVC 접착제 결합으로 인한 구조적 응고 결함을 효과적으로 방지합니다.

물 및 비료 순환 시스템 설계

양액재배에서는 조절식 펌프를 사용하여 최상층 재배조에 양액을 추가하고 PVC관의 내부 마개를 통해 양액의 흐름방향을 조절한다.양액의 고르지 않은 흐름을 피하기 위해 동일 층 재배 탱크의 양액은 단방향 "S 자형"흐름 방식을 채택합니다.양액의 산소 함량을 높이기 위해 양액의 최하층이 흘러 나올 때 물 배출구와 물 탱크의 수위 사이에 일정한 간격이 설계됩니다.기질재배나 토양재배에서는 물탱크를 최상층에 놓고 점적관수방식으로 관수와 비료를 준다.주배관은 직경 32mm, 벽두께 2.0mm의 흑색 PE관이고, 지관은 직경 16mm, 벽두께 1.2mm의 흑색 PE관이다.각 분기배관 개별제어용 밸브를 설치한다.낙하 화살은 재배 구멍에 있는 묘목의 뿌리에 삽입된 구멍당 2개의 압력 보상된 직선 화살 드립퍼를 사용합니다.여분의 물은 배수 시스템을 통해 수집되고 여과되어 재사용됩니다.

가벼운 보충 시스템

재배기를 발코니 연출에 사용할 경우 발코니에서 나오는 자연광을 보조광 없이 또는 소량의 보조광으로 활용할 수 있다.거실에서 재배할 때 보조 조명 설계를 진행해야 합니다.조명기구는 1.2m 길이의 LED 성장등이며 조명 시간은 자동 타이머로 제어됩니다.조명 시간은 14시간으로 설정되고 비보조 조명 시간은 10시간으로 설정됩니다.각 레이어에는 4개의 LED 조명이 있으며 레이어 하단에 설치됩니다.같은 레이어에 있는 네 개의 튜브는 직렬로 연결되고 레이어는 병렬로 연결됩니다.다양한 식물의 다양한 조명 요구에 따라 스펙트럼이 다른 LED 조명을 선택할 수 있습니다.

장치 조립

조립식 가정 재배 장치는 구조가 간단하고(그림 2) 조립 공정이 간단합니다.첫 번째 단계에서 재배 작물의 높이에 따라 각 층의 높이를 결정한 후 직립 기둥의 나비 구멍에 빔을 삽입하여 장치 골격을 구축합니다.두 번째 단계에서 LED 성장 조명 튜브를 레이어 뒷면의 보강 리브에 고정하고 레이어를 재배 프레임 대들보의 내부 홈통에 놓습니다.세 번째 단계는 재배통과 물 및 비료 순환 시스템이 고무 호스로 연결됩니다.네 번째 단계, LED 튜브를 설치하고 자동 타이머를 설정하고 물 탱크를 놓습니다.다섯 번째 단계 시스템 디버깅, 물 탱크에 물 추가 펌프 헤드 및 흐름 조정 후 물 및 비료 순환 시스템 및 재배 탱크 연결 누수, 전원 켜기 및 LED 조명 연결 및 작동 확인 자동 타이머의 상태.

그림 2, 조립식 재배 장치의 전체 디자인

신청 및 평가

재배 신청

2019년에는 상추, 배추, 샐러리 등 채소의 소규모 실내 재배에 사용될 예정이다(그림 3).2020년에 이전 재배 경험을 요약하여 프로젝트 팀은 식품 및 의약품 동종 채소의 유기 기질 재배와 베고니아 핌브리스티풀라 hance의 영양액 재배 기술을 개발하여 장치의 가정 응용 사례를 풍부하게 했습니다.지난 2년간의 재배 및 적용에서 상추 및 속채소는 실내 온도 20-25℃에서 재배한 후 25일 후에 수확할 수 있습니다.셀러리는 35-40일 동안 자랄 필요가 있습니다.Begonia fimbristipula Hance와 배추는 여러 번 수확할 수 있는 다년생 식물입니다.Begonia fimbristipula는 약 35일 이내에 위쪽 10cm 줄기와 잎을 수확할 수 있으며 어린 줄기와 잎은 양배추 재배를 위해 약 45일 이내에 수확할 수 있습니다.수확시 상추와 배추의 수확량은 1그루당 100~150g,백미나리와 적미나리의 수확량은 한 그루당 100~120g이고;베고니아 핌브리스티풀라 한스(Begonia fimbristipula Hance)는 1차 수확 시 1그루당 20~30g으로 수확량이 적고 곁가지의 지속적인 발아로 2차 수확이 가능하며 간격은 약 15일, 수확량은 60~ 식물당 80g;영양메뉴공의 수확량은 50~80g으로 25일에 1회 수확하며 연속 수확이 가능하다.

그림 3, 조립식 재배 장치의 생산 적용

적용 효과

1년 이상의 생산 및 적용 후 장치는 다양한 작물의 소규모 생산을 위해 방의 3차원 공간을 최대한 활용할 수 있습니다.적재 및 하역 작업은 간단하고 배우기 쉬우며 전문 교육이 필요하지 않습니다.워터 펌프의 양정과 흐름을 조절함으로써 재배 탱크의 과도한 흐름과 양액의 넘침 문제를 피할 수 있습니다.재배조의 오픈 커버 설계로 사용 후 세척이 용이할 뿐만 아니라 악세서리 파손 시 교체가 용이합니다.재배 탱크는 물과 비료 순환 시스템의 고무 호스로 연결되어 재배 탱크와 물과 비료 순환 시스템의 모듈식 설계를 실현하고 전통적인 수경 재배 장치의 통합 설계 단점을 피합니다.또한 이 장치는 가정 작물 생산 외에도 제어 가능한 온도 및 습도 조건에서 과학 연구에 사용할 수 있습니다.테스트 공간을 절약할 뿐만 아니라 생산 환경의 요구 사항, 특히 뿌리 성장 환경의 일관성을 충족합니다.간단한 개선 후 재배 장치는 근권 환경의 다양한 처리 방법의 요구 사항을 충족할 수 있으며 식물 과학 실험에 널리 사용되었습니다.

기사출처 : 위챗 계정농업공학기술(온실원예) 

참조 정보: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, et al.조립식 가정용 재배 장치의 설계 및 적용[J].Agricultural Engineering Technology,2021,41(16):12-15.