蔬菜模塊化基質(zhì)栽培箱的創(chuàng)新設(shè)計與應(yīng)用模式

　　摘要：近年來，伴隨著農(nóng)業(yè)蔬菜種植技術(shù)逐漸研發(fā)，傳統(tǒng)大面積蔬菜種植方式弊端凸顯。在倡導(dǎo)綠色無公害蔬菜栽植的背景下，農(nóng)業(yè)蔬菜種植方式需要進(jìn)行改革?；谑卟四K化的基質(zhì)栽培箱種植方式的出現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)的蔬菜統(tǒng)一化種植方式，以模塊化、高效化的栽植方式，提升了蔬菜種植效率，易于蔬菜種植管理。但是基質(zhì)栽培箱的設(shè)計結(jié)構(gòu)、尺寸以及材料的應(yīng)用上都存在著較多問題。為了促進(jìn)的蔬菜模塊化發(fā)展，本文對基質(zhì)栽培箱的設(shè)計進(jìn)行研究，研究出相應(yīng)的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，并且分析其在實際蔬菜種植中的應(yīng)用。

　　關(guān)鍵詞：蔬菜模塊化；基質(zhì)栽培箱；創(chuàng)新設(shè)計；應(yīng)用模式

　　蔬菜機(jī)制栽培箱所選用的材料為泡沫、塑料，箱體結(jié)構(gòu)單一，并且對于環(huán)境產(chǎn)生污染。為了促進(jìn)蔬菜模塊化基質(zhì)栽培箱的廣泛應(yīng)用，需要研究新型的模塊化基質(zhì)栽培箱。在實際設(shè)計中，需要秉持節(jié)約蔬菜種植空間、環(huán)保、箱體搬運方便的原則，一方面提升其在實際應(yīng)用中的效能，另一方面踐行綠色生態(tài)種植理念。

　　1無土栽培與基質(zhì)栽培

　　無土栽培是指在植株栽培過程中不應(yīng)用天然的土壤，而是利用含有植物生長所需要的營養(yǎng)液，實現(xiàn)植物生長，該種方式能培養(yǎng)出品質(zhì)優(yōu)良的作物?；|(zhì)栽培與無土栽培不同，依然應(yīng)用天然的土壤，將農(nóng)業(yè)種植與無土栽培方式相互結(jié)合。將植物的根系固定在有機(jī)、無機(jī)基質(zhì)中，通過滴灌或是細(xì)流灌溉的方式，為植物生長提供所需要的營養(yǎng)液。該種植物栽培方式所需要的投資比較少、實際成本比較低、節(jié)約肥料、產(chǎn)品質(zhì)量高[1]。

　　2蔬菜基質(zhì)栽培發(fā)展現(xiàn)狀

　　伴隨著生態(tài)環(huán)境的惡化，人們越來越意識到環(huán)境對于生活、飲食等的重要性。蔬菜種植對于生態(tài)環(huán)境依賴性較高，一方面是植物生長所需要的水分、土壤肥力、陽光等；另一方面是良好的植物生長環(huán)境。在生態(tài)環(huán)境質(zhì)量較差的情況下，蔬菜栽植的質(zhì)量較低。綠色蔬菜種植秉持著無污染、高產(chǎn)量、安全生產(chǎn)的原則，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛關(guān)注?；诨|(zhì)栽培方式的出現(xiàn)，改變了大面積蔬菜種植方式，該種方式在蔬菜管理上比較方便，并能夠為蔬菜生長提供所需要的營養(yǎng)。新時期，調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植結(jié)構(gòu)，不斷改進(jìn)蔬菜種植結(jié)構(gòu)，多種利用有機(jī)固體廢棄物合成環(huán)保型有機(jī)栽培基質(zhì)產(chǎn)生。在工業(yè)生產(chǎn)中，篩選、分類這些合成基質(zhì)的原料來源，并且對其發(fā)酵的過程進(jìn)行整體控制。

　　3現(xiàn)行基質(zhì)栽培設(shè)備缺陷分析

　　調(diào)查現(xiàn)行的農(nóng)場蔬菜基質(zhì)栽培現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)很多問題，這些問題都是制約著蔬菜栽培發(fā)展的重要原因。目前，大部分的農(nóng)場蔬菜栽培中所選擇的基質(zhì)都為森林中的腐葉土、蛭石，這些材料都是構(gòu)成蔬菜栽培的基本材料，這些材料的應(yīng)用作用在于能夠有效固定植物，并且作為土壤之間的營養(yǎng)銜接環(huán)節(jié)，為植物的根部輸送充足的營養(yǎng)。采用何種材料作為蔬菜基質(zhì)的栽培箱這很關(guān)鍵。在實際調(diào)查中，很多農(nóng)場中的栽培箱為泡沫，該種材料價格低，但容易被破壞，并且埋沒在土壤中不可降解，對于環(huán)境的影響比較嚴(yán)重。同時，大部分栽培箱的體積都較大，不利于搬運，不僅浪費材料，還占據(jù)了大量空間。另外，栽培基質(zhì)與過濾物在泡沫箱中混合，不能及時進(jìn)行清理。蔬菜基質(zhì)栽培要想提升蔬菜質(zhì)量，要求栽培箱無論從箱體的結(jié)構(gòu)上，還是從箱體的功能上，都需要滿足蔬菜模塊化栽培的需求。目前，基于蔬菜栽培這樣的情況，還不能滿足蔬菜栽培模塊化的標(biāo)準(zhǔn)[3]。

　　4蔬菜模塊化基質(zhì)栽培箱創(chuàng)新設(shè)計與實際應(yīng)用

　　傳統(tǒng)大模塊機(jī)制栽培箱不能滿足蔬菜模塊化種植，在栽培箱結(jié)構(gòu)、形體設(shè)計上存在著不科學(xué)的地方。創(chuàng)新蔬菜模塊化機(jī)制栽培箱設(shè)計，從箱體比例、箱體結(jié)構(gòu)、箱體組裝設(shè)計上、箱體尺寸設(shè)計上以及箱體顏色設(shè)計上進(jìn)行優(yōu)化。

　　4.1箱體比例設(shè)定

　　蔬菜模塊化基質(zhì)栽培箱的比例設(shè)計，既要滿足蔬菜栽培，還需要具有較好的視覺性，模塊比例設(shè)計可以通過設(shè)計出突出、凹陷的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)2個模塊之間的組合。從該種栽培箱的三視圖設(shè)計上能夠看出來，包含2個2∶1的疊席形和1個1∶1的正方形組成?；谶@樣的設(shè)計，既能夠節(jié)省空間，也能夠模塊與模塊之間的隨意性組合與堆放。同時，這樣的設(shè)計也能夠符合培養(yǎng)方面的審美要求，箱體長短、高低設(shè)計合理，提升空間利用率。

　　4.2箱體結(jié)構(gòu)

　　箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計決定著蔬菜的生長，在箱體的尺寸設(shè)計完成后，需要進(jìn)行箱體的實際結(jié)構(gòu)設(shè)計，保障結(jié)構(gòu)設(shè)計完整，并且滿足植物基質(zhì)栽培要求。由于該種箱體的外形看似“Z”字母形狀，箱體為不完整的長方體，結(jié)構(gòu)設(shè)計需要充分借助該種不規(guī)則結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，每個箱體都是1個單獨模塊，其功能不僅完整，還能夠為蔬菜生產(chǎn)提供便利。如在每個結(jié)構(gòu)箱體上都有主箱體、排水孔、進(jìn)水孔、透氣孔、左右卡槽、上下卡槽。其中進(jìn)水口能夠為蔬菜生長提供所需要的水分，營養(yǎng)液能夠經(jīng)過過濾孔進(jìn)入到基質(zhì)中。當(dāng)灌溉水分多余時利用排水孔排水，將箱體的上半部分做鏤空處理，便于植物呼吸。

　　5蔬菜模塊化基質(zhì)栽培箱設(shè)計應(yīng)用

　　蔬菜模塊化基質(zhì)栽培箱設(shè)計在農(nóng)業(yè)種植中的應(yīng)用比較廣泛，與傳統(tǒng)的栽培箱設(shè)計相比，其具有較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。

　　5.1經(jīng)濟(jì)性應(yīng)用

　　栽培箱的結(jié)構(gòu)為長方體造型，大部分的結(jié)構(gòu)由簡單的板塊面相互組合而成，箱體上的卡槽設(shè)計并不多，不會增加箱體的搬運難度。但簡單的卡槽設(shè)計就能夠?qū)崿F(xiàn)多種箱體之間的組合，使得箱體與箱體之間穩(wěn)定性結(jié)合。并且在箱體與箱體之間相互組合環(huán)節(jié)中，不需要進(jìn)行多余支架的支撐，也不需要進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的處理，基于這樣的處理有效降低了箱體的制造成本和使用材料，使得箱體的搬運更加便利。同時，在栽培箱體底部設(shè)有過濾篩板，該篩板能夠有效防止浪費營養(yǎng)物質(zhì)，保障了栽培箱內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)的回流。

　　5.2環(huán)保性應(yīng)用

　　綠色農(nóng)產(chǎn)品是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重點項目，該模塊化蔬菜基質(zhì)栽培箱設(shè)計，以其高度的模式化、標(biāo)準(zhǔn)化，將不同高度的植物設(shè)定在針對性的生長空間中，并且對于栽培箱自身進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整，能夠保障不同植株充分利用陽光。如在進(jìn)行栽培箱的拼裝過程中，將對光照依賴性較強(qiáng)的植物放在最外側(cè)和最高點，而對光照要求較低的植物，可調(diào)整其位置?；谶@樣調(diào)整栽培箱位置能夠有效彌補(bǔ)大面積土地蔬菜種植環(huán)節(jié)中，對于自然光照的不可調(diào)節(jié)缺陷。在位置的設(shè)置上，如果是栽植小型植物，如生菜等，可以進(jìn)行栽植箱的疊放，如果進(jìn)行頂端需要固定的植物，如豆角、苦瓜等，需要將栽培箱擺成一排。

　　6結(jié)論

　　綜上所述，傳統(tǒng)大模塊機(jī)制栽培箱不能滿足蔬菜模塊化種植，在栽培箱結(jié)構(gòu)、形體設(shè)計上存在著不科學(xué)的地方。農(nóng)場中的栽培材料價格低，埋沒在土壤中不可降解，同時，大部分的栽培箱體積都比較大，不利于搬運，浪費材料。栽培基質(zhì)與過濾物在泡沫箱中混合，不能及時進(jìn)行清理。創(chuàng)新蔬菜模塊化機(jī)制栽培箱設(shè)計，從箱體比例、箱體結(jié)構(gòu)、箱體組裝、箱體尺寸以及箱體顏色設(shè)計上進(jìn)行優(yōu)化。

　　參考文獻(xiàn)

　　1尚華.蔬菜模塊化基質(zhì)栽培箱創(chuàng)新設(shè)計與應(yīng)用模式研究[J].包裝工程，2014（12）

　　2宋晨暉.基于SAPAD的無土栽培家庭蔬菜種植系統(tǒng)設(shè)計研究[D].廣東工業(yè)大學(xué)，2015

　　3筵麗萍.無土栽培營養(yǎng)液配液供液控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].河北工業(yè)大學(xué)，2002

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