مرافق جديدة للزراعة بدون تربة والنماذج التقنية الداعمة
مرافق جديدة للزراعة بدون تربة والنماذج التقنية الداعمة
1. مرافق الزراعة بدون تربة متعددة الوظائف ( نوع LG-D ) وتقنيات الزراعة
( ملاحظة: معنى LG-D : LG تعني الأحرف الأولى من الأحرف الصينية "Green" و"National" في شركة Green East Guochuang، وD هو اختصار متعدد الوظائف )
1. هيكل منشأة الزراعة بدون تربة LG-D
⑴. حوض سفلي عالمي وسدادة حوض:
صُنعت من مادة البوليسترين عالي الكثافة. يبلغ القطر الخارجي للأخدود ٦٠٠ مم عرضًا ، والطول ١٠٠٠ مم ، وعمق الأخدود ٥٠ مم ، وسمكه ٢٠ مم ، ويحتوي الجزء السفلي منه على خطين فاصلين طوليين بارزين بقطر ١٠ مم . يتميز الارتفاع الجانبي للأخدود بهيكل متشابك منحني ومتراكب، ويتصل طرفا الأخدود بهياكل متشابكة، ويوجد هيكل متشابك بين الجزء العلوي من الارتفاع الجانبي وغطاء الزراعة. سدادة الأخدود على شكل "مجرفة"، ويتوافق قطرها الخارجي وعمقها وسمكها وخط تقسيم قاع الأخدود والهياكل المتشابكة العلوية والسفلية واليمنى واليسرى تمامًا مع الأخدود السفلي. يبلغ طولها ٥٠٠ مم ، ويحتوي الجزء السفلي من سدادة الأخدود في أحد طرفيها على منفذ تصريف بقطر داخلي ٥٠ مم وقطر خارجي ٧٥ مم .
⑵、لوحة زراعة من النوع أ
لوح زراعة الغطاء مصبوب من مادة البوليسترين عالي الكثافة، بسمك 20 مم ، وقطر خارجي 600 مم ، وطول 1000 مم ، وارتفاع داخلي 10 مم . يوجد ثلاثة صفوف من فتحات الزراعة غير المرئية في كل صف، والجانب الأمامي لثقوب الزراعة مرتفع بمقدار 5 مم (لمنع الغبار والماء المتساقط من التدفق إلى حوض الزراعة)، والجانب الخلفي مقعر لأعلى بمقدار 5 مم . القطر الداخلي للجزء العلوي من حفرة الزراعة هو 28 مم ، والجزء السفلي 25 مم . توجد ورقة مغلقة 2 مم في المنتصف، ويجب فتحها وفقًا لكثافة الزراعة. يحتوي طرفا لوح الزراعة على هيكل هجين يتداخل مع بعضهما البعض وله هيكل عض مع الأخدود السفلي.
⑶، لوحة زراعة من النوع B
لوح الزراعة المغطى مصنوع من مادة البوليسترين عالي الكثافة، بسمك 20 مم ، وقطر خارجي 600 مم ، وطول 1000 مم . يحتوي لوح الزراعة على ستة صفوف من فتحات الزراعة، كل صف يحتوي على 10 فتحات. يتميز الجزء الأمامي من فتحات الزراعة بسطح صفيحي مرتفع بارتفاع 5 مم (يمنع دخول الغبار والماء المتساقط إلى حوض الزراعة)، ويبلغ القطر الداخلي لحفرة الزراعة 25 مم . يتميز طرفا لوح الزراعة بهيكل متداخل متبادل، وهيكل عض مع الحوض السفلي.
⑷、لوحة دعم من النوع C
إنها "لوحة دعم مدمجة" مصبوبة من مادة البوليسترين عالي الكثافة، بسمك 20 مم ، وقطر خارجي 600 مم ، وقطر داخلي 520 مم ، وطول 500 مم . تتميز لوحة الدعم والحوض السفلي بهيكل هجين، كما أن لوحة الدعم نفسها مزودة بهيكل فاصل. لا يوجد أي تداخل في الوصلة بينهما. تحتوي لوحة الدعم على ثمانية صفوف طولية من "ثقوب التجذير والنفاذية للماء" ، بواقع 7 ثقوب في كل صف.
⑸، لوحة زراعة من النوع D
لوح الزراعة من النوع الغطاء مصبوب من مادة البوليسترين عالي الكثافة، بسمك 20 مم ، وقطر خارجي 600 مم ، وطول 800 مم ، وارتفاع داخلي 50 مم . يوجد ضلعان معززان في الجزء العلوي من الجانب الداخلي للوحة . يوجد صفان من فتحات الزراعة المربعة في كل صف . يحتوي الجزء الأمامي من فتحات الزراعة على هيكل محدب يبرز 5 مم من سطح اللوحة (لمنع الغبار والماء المتساقط من التدفق إلى حوض الزراعة). يبلغ القطر الداخلي لحفرة الزراعة 97 مم مربعًا في الأعلى و 90 مم مربعًا في الأسفل. يحتوي طرفا لوح الزراعة على هيكل هجين يتداخل مع بعضهما البعض وله هيكل هجين مع الفتحة السفلية.
⑹، حقيبة مصفوفة غير منسوجة
مُخيطة على شكل وسادة من قماش غير منسوج مقاوم للماء ومُخصص للحدائق. يبلغ طول النموذج القياسي 360 مم ، وعرضه 220 مم ، وسمكه 100-120 مم ، وتحتوي كل كيس على 8-9 لترات من المادة الأساسية ؛ بينما يبلغ طول النموذج الآخر 1000 مم ، وعرضه 280 مم ، وسمكه 100-120 مم ، وتحتوي كل كيس على 30-36 لترًا من المادة الأساسية .
⑺. وعاء زراعة مربع: مصنوع من قالب بلاستيكي PS ، مربع، بطول جانبي علوي 120 مم ، وطول جانبي سفلي 80 مم ، وارتفاع 90 مم ، وقاعدة على شكل شبكي، يستخدم خصيصًا لزراعة الفاكهة والخضروات المركبة.
⑻. كوب الزراعة المائية: مصنوع من قالب بلاستيكي من البوليسترين ، دائري الشكل، مع هيكل "شفة" ممتدة موازية للجزء الخارجي من الأعلى. يبلغ قطر الكوب الخارجي 24 مم ، وقطره السفلي 19 مم ، وارتفاعه 45 مم . قطر الجزء العلوي 20 مم مغلق، وقطر الجزء السفلي 25 مم شبكي. يُستخدم هذا الكوب خصيصًا لزراعة الخضراوات الورقية المائية .
2. تطبيق نموذج منشأة الزراعة بدون تربة LG-D
يمكن دمج مرافق الزراعة بدون تربة LG-D في أنماط زراعة متنوعة وفقًا لاحتياجات الزراعة. يتراوح طول حوض الزراعة (السرير) لكل نمط زراعة عادةً بين 400 و2500 سم . ووفقًا لارتفاع نمو المحاصيل ومتطلبات الزراعة المختلفة، يمكن تركيبه مباشرة على الأرض، أو يمكن تزويده بإطار سرير فولاذي لوضع حوض الزراعة على حامل زراعة أحادي أو متعدد الطبقات. يُستخدم تدوير المحلول المغذي للري.
1. خضراوات ورقية مائية DFT ( لوحة A/B )
يتم دمج الحوض السفلي العالمي مع لوحة الزراعة من النوع A لزراعة الخضروات الورقية الكبيرة مثل الخس الرأسي والخس ذو الأوراق السائبة وخس الزبدة والملفوف غير الرأسي والكرنب والكرفس وما إلى ذلك ؛ مع لوحة الزراعة من النوع B ، يمكن استخدامه في زراعة اللفت والسبانخ والبرسيم والكرفس المائي والبقدونس والأمارانث الأرجواني والسبانخ المائية والخس وما إلى ذلك. تستخدم الخضروات الورقية المائية DFT بشكل عام حوضًا مزدوجًا بالتوازي لتشكيل سرير مائي بعرض 120 سم ، ويختلف عرض الطريق من 40 إلى 70 سم . من أجل ضمان عدم تلوث أوراق الخضروات الورقية المائية وغزوها بالغبار والمياه المتساقطة والأمراض المحمولة على الأرض والآفات الحشرية وما إلى ذلك، يتم زراعتها عادة خارج الأرض، ويتم ضبط إطار سرير الزراعة على ارتفاع 60-80 سم فوق سطح الأرض ، بحيث تلبي عمليات زراعة الخضروات وإدارتها على سطح السرير المستوى المثالي للأشخاص للوقوف والعمل، وذلك لتقليل كثافة العمالة وتحسين كفاءة العمل وتقليل مخاطر الزراعة.
بدمج حوض القاع العام مع لوح A ، يُمكن أيضًا زراعة الفراولة المائية. يُرتّب حوض الزراعة في صف واحد بمسافة 50-60 سم . تُفتح فتحات الزراعة على جانبي لوح A لزراعة الفراولة.
⑵، فواكه وخضروات مائية DFT/NFT
⑶. زراعة مائية ثلاثية الأبعاد للخضراوات الورقية متعددة الطبقات
يستخدم إطار سرير الهيكل الفولاذي للزراعة المائية متعددة الطبقات. العرض الداخلي للإطار هو 60 سم ، والطول غير محدود، والارتفاع 160-200 سم ، وهناك 3-4 طبقات. تتراوح المسافة بين كل طبقة من 40-60 سم ، ولا تقل الطبقة الأولى عن 40 سم من الأرض . يتم استخدام الحوض السفلي الشامل مع ثلاث لوحات زراعة ودعم A /B /C ، ويمكن زراعة محاصيل بستانية مختلفة على كل طبقة. عادةً، تُزرع الخضراوات الورقية الكبيرة ذات متطلبات الإضاءة القوية ودرجات الحرارة العالية في الطبقة العليا، وتُزرع الخضراوات الورقية ذات أنواع الأشجار الصغيرة نسبيًا التي لا تقاوم الإضاءة القوية ودرجات الحرارة العالية في المنتصف، وتُزرع الخضراوات الورقية أو البراعم المحبة للظل في الطبقة السفلية. إن زراعة أصناف المحاصيل ذات متطلبات درجة الحرارة والضوء المختلفة في طبقات وفقًا لدرجة الحرارة الرأسية وظروف الإضاءة مواتية لتطوير إمكانات إنتاج كل محصول.
⑷، شتلات الزراعة المائية DFT
حوض الشتلات المائي مصنوع من هيكل فولاذي مرفوع عن الأرض، وهو مشابه لهيكل أحواض زراعة الخضراوات الورقية المائية. يُستخدم الحوض السفلي مع صفيحة من النوع B لزراعة الخضراوات الورقية والفواكه في الزراعة المائية. عندما تتداخل أوراق الشتلات بشكل أساسي، ولم تتشابك جذور الحوض بعد، ولم تنمو الأجزاء فوق الأرض بشكل ملحوظ، تُفصل الشتلات وتُزرع.
⑸. زراعة مركبة بسيطة بدون تربة ( رقم طلب براءة الاختراع: 201110068853.5 )
تتكون مرافق الزراعة من حوض سفلي عالمي وحقيبة ركيزة من القماش غير المنسوج وغشاء أبيض وأسود وأصيص زراعة مربع. يتم تسوية الأرض بخطأ في الارتفاع لا يزيد عن ± 10 مم . بعد وضع القماش الأرضي البستاني لعزل التربة، يتم وضع الحوض السفلي العالمي والغشاء الأبيض والأسود. يتم ترتيب أكياس الركيزة وفقًا لتباعد النباتات، أي أن تباعد النباتات 40 سم والمسافة بين أكياس الركيزة 4 سم . يتم وضع طبقة من الغشاء الأبيض والأسود في الأعلى، ويتم فتح فتحة زراعة تتناسب مع طول الجزء السفلي من وعاء الزراعة المربع على الغشاء الأبيض والأسود فوق كيس الركيزة دون إتلاف كيس الركيزة. يمكن وضع وعاء الزراعة مع الشتلات المزروعة مباشرة في وضع الفتح. اسقه جيدًا في المرة الأولى حتى يمكن توصيل الركيزة في وعاء الزراعة والركيزة في كيس الركيزة عن طريق الخاصية الشعرية من خلال امتصاص الرطوبة من القماش غير المنسوج. في المرحلة المبكرة، يمكن غمر منسوب المياه في الحوض حتى نصف كيس الركيزة. مع تغلغل جذور المحصول في كيس الركيزة، ينخفض منسوب المياه تدريجيًا إلى 20 مم ، ويُجرى الري الدوري بانتظام يوميًا.
⑹، الزراعة المركبة القياسية بدون تربة ( رقم طلب براءة الاختراع: 201110068853.5 )
يتم دمج الحوض السفلي العالمي مع لوح زراعة من النوع D وحقيبة مصفوفة غير منسوجة وفيلم أبيض وأسود وأصيص زراعة مربع. المرافق موحدة للغاية وجميلة المظهر. يتم تسوية الأرض بخطأ ارتفاع لا يزيد عن ± 10 مم . بعد وضع القماش الأرضي البستاني لعزل التربة، يتم وضع الحوض السفلي العالمي والفيلم الأبيض والأسود. يتم ترتيب أكياس المصفوفة وفقًا لإعداد تباعد النباتات، أي أن تباعد النباتات 40 سم والمسافة بين أكياس المصفوفة 4 سم . بعد تغطية لوح الزراعة من النوع D ، يمكن زراعته. يتم وضع أواني الزراعة بالشتلات مباشرة في فتحة الزراعة المربعة للوحة الزراعة. يتم الري الأول جيدًا، بحيث يمكن توصيل المصفوفة في أصيص الزراعة والمصفوفة في كيس المصفوفة عن طريق الخاصية الشعرية من خلال امتصاص الرطوبة من القماش غير المنسوج. في المرحلة الأولية، يتم غمر مستوى الماء في الحوض إلى نصف كيس المصفوفة. مع نمو جذور المحصول داخل كيس المصفوفة، يتم خفض مستوى الماء تدريجيًا إلى 20 مم ، ويتم إجراء الري بالدوران التدفقي بانتظام كل يوم.
3. مزايا نموذج منشأة الزراعة بدون تربة LG-D
⑴. عرض وارتفاع الحوض السفلي متعدد الاستخدامات مناسبان لزراعة أنواع مختلفة من الفواكه والخضراوات والخضراوات الورقية. وهو مناسب للزراعة المائية، ويمكن دمجه مع أكياس الركيزة لإنشاء نموذج مركب يجمع بين الزراعة المائية وزراعة الركيزة، مما يعكس تنوعه بشكل كامل.
⑵. تم تطوير أربعة أنواع من ألواح الزراعة وألواح الدعم ذات الأغراض المختلفة لتلبية احتياجات المحاصيل المختلفة وأنماط الزراعة المختلفة.
⑶. يمكن ربط عرض الحوض السفلي العام بلوحة الزراعة لتشكيل "حوض زراعة" بحوض واحد، ويبلغ عرض مسار التشغيل 80-120 سم ، وهو مناسب لزراعة أنواع مختلفة من الفاكهة والخضراوات. عند ترتيب الحوضين بالتوازي لتشكيل حوض زراعة، يكون عرض الحوض مساويًا لعرض حوض زراعة الخضراوات الورقية العادية ( 120 سم )، بينما يبلغ عرض مسار التشغيل 40-60 سم . لذا، يُعد عرض حوض الزراعة هذا أكثر ملاءمة من التصميم السابق بعرض 40-50 سم و80-100 سم .
⑷. التصميم المرتفع حول فتحات الزراعة على لوح الزراعة يمنع تسرب الماء والغبار من الدفيئة إلى فتحات الزراعة، ويمنع مسببات الأمراض من غزو الجذور والمحلول المغذي؛ تصميم الهيكل الكيميري عند الوصلة بين الأخاديد ولوح الزراعة يحسن قدرة بيئة الجذور المائية على مقاومة التلوث ويقلل من فرصة غزو الآفات والأمراض؛
⑸. يجمع نظام الزراعة بدون تربة المركب بين حوض سفلي عالمي وحقيبة ركيزة، وأصيص زراعة مربع، وغطاء فيلمي أبيض وأسود، ولوحة زراعة من النوع D ، مما يُتيح الاستفادة الكاملة من المزايا الشاملة لزراعة الركيزة والزراعة المائية، ويتغلب على عيوب كليهما، ولا يقتصر على زراعة محاليل المغذيات غير العضوية فحسب، بل يمكن أيضًا استخدام الأسمدة السائلة العضوية للري، مما يحل العيوب المختلفة للزراعة العضوية البيئية بدون تربة التي تتطلب استخدام الأسمدة العضوية الصلبة.
⑹. إن أسلوب الزراعة المركب من الزراعة المائية وزراعة الركيزة يحل مشاكل نقص المياه وموت الشتلات والنمو غير المتساوي الناجم عن الانسداد وعدم توازن إمداد السائل (الماء) الناتج عن زراعة الركيزة التي تتطلب الري بالتنقيط.
⑺. لم تعد المنتجات القياسية والإنتاج التجاري لأكياس الركيزة غير المنسوجة تتطلب تحضير الركيزة وتعبئتها في موقع الزراعة. يمكن وضع أكياس الركيزة مباشرةً وفقًا لمتطلبات المسافة بين النباتات، وتُملأ الأحواض بالماء لترطيب أكياس الركيزة. عند الزراعة، لا حاجة لفتح أكياس الركيزة. يمكن وضع أواني الزراعة المربعة المزودة بشبكة في أسفلها مباشرةً على الأكياس. هذا يُحقق توحيدًا وتطبيعًا ونظافةً لنظام الزراعة بدون تربة، ويُمكّن العاملين من إتمام عملية الزراعة بسهولة ونظافة فائقة.
⑻. يمكن لجذور المحصول اختراق القماش غير المنسوج واختراق الركيزة في غضون 3-5 أيام . بعد فترة من الوقت، ستخترق جدار الكيس مرة أخرى وتمتد إلى الفراغ داخل الأخدود، مما يُنظم بيئة الماء والأسمدة والهواء في منطقة الجذر بفعالية.
⑼. بعد اكتمال الزراعة، اقطع الجذور من أسفل أصيص الزراعة، ثم ضع أكياس الركيزة فوق بعضها وغطّها بغشاء بلاستيكي، ثم عقّمها في درجة حرارة عالية وأغلقها بإحكام، ثم جفف الجذور المتبقية في الركيزة تحت أشعة الشمس. اكشط الجذور الليفية برفق حول أكياس الركيزة، واستخدمها في المحصول التالي.
(حقيبة وضع الركيزة للثقافة المركبة الخالية من التربة)
(مرافق الزراعة المركبة القياسية بدون تربة)
(منظر طبيعي بعد زراعة طماطم مركبة بسيطة بدون تربة)
(المناظر الطبيعية بعد زراعة الطماطم المركبة القياسية الخالية من التربة)
(فترة الإثمار القياسية للزراعة المركبة بدون تربة للطماطم)
(إمكانات نمو الطماطم في نموذج الزراعة بدون تربة المركب - تم التقاطها في دفيئة بحثية تابعة لقسم العلوم والتكنولوجيا في نينغشيا)
(طريقة بسيطة لزراعة الطماطم بدون تربة)
(إمكانات نمو الخضروات الورقية في نموذج الزراعة المائية ثلاثي الأبعاد البيئي ثلاثي الطبقات - تم التقاطها في دفيئة الأبحاث التابعة لقسم العلوم والتكنولوجيا في نينغشيا)
2. مرافق الزراعة بدون تربة ثلاثية الأبعاد LG- L ونمط الزراعة
نظرًا للمشاكل التي واجهتها عملية تركيب وزراعة عمود الزراعة ثلاثي الأبعاد المُدخل بشكل مائل وهيكل منشأة جدار الزراعة، اللذين صممتهما واخترعتهما في الأصل ، أجريتُ تعديلات جوهرية على هذين الجهازين، وطورتُ ثلاثة نماذج: الجيل الثاني من زراعة الجدار المُركبة بالسلسلة ( رقم براءة الاختراع: ZL 2008 2 0109103.1 ) ، وزراعة الجدار المُجمّع، ووحدة زراعة العمود المثلث. في عام 2011 ، ونظرًا للعيوب الشائعة في جميع أجهزة الزراعة العمودية الحالية، مثل الحاجة إلى استبدال الركيزة، وحجب الهيكل الرئيسي للضوء، وعدم انتظام نمو الخضراوات، ورداءة الجودة التجارية، واصلتُ البحث والتطوير في الجيل الثالث من "عمود الزراعة المائية الحلزوني الحيوي ثلاثي الأبعاد" ( رقم براءة الاختراع: ZL 201120202956.1 ) .
1. هيكل منشأة زراعة الجدار المتكامل المتسلسل
يتكون من حوض زراعة جداري، غطاء علوي للحوض، حوض تجميع سائل سفلي، قاعدة، أنبوب محور ثابت، قماش غير منسوج، مصفوفة، كوب زراعة، نظام إمداد دورة محلول المغذيات، إلخ.
حوض الزراعة مصبوب من مادة البوليسترين عالي الكثافة. الطول الخارجي للحوض هو 860 مم ، والارتفاع هو 125 مم ، والقطر الداخلي للحوض هو مم ، والعرض هو 40 مم ، والعمق هو 10 مم ، والسمك هو 20 مم . هناك أربع شبكات في الحوض، ولكل منها منفذان للتصريف في الأسفل، ومنفذ زراعة بارز على شكل حرف U على كل جانب. هناك 8 منافذ زراعة على جانبي حوض الزراعة بأكمله. توجد حلقات أنبوب العمود بقطر داخلي 40 مم في كلا طرفي حوض الزراعة. يتم ترتيب مواضع حلقات أنبوب العمود في كلا الطرفين بطريقة متداخلة من الأعلى إلى الأسفل لسهولة الاتصال الأفقي. تحتوي الأطراف العلوية والسفلية لحوض الزراعة على بنية هجينة متراكبة لأعلى ولأسفل، بحيث يتم تكديس جسم الحوض عموديًا لتشكيل وحدة كاملة، ويمكنه منع المياه العلوية والسفلية في الحوض من الفيضان.
طول وعرض غطاء الخزان العلوي وخزان جمع السائل السفلي متطابقان تمامًا مع جسم خزان الزراعة، مع حلقات أنبوب العمود في كلا الطرفين. العمق الداخلي لغطاء الخزان العلوي هو 40 مم ، والعمق الداخلي لخزان جمع السائل السفلي هو 60 مم . يوجد منفذ تصريف بقطر داخلي 25 مم وقطر خارجي 50 مم في منتصف الجزء السفلي، والذي يمكن توصيله بأنبوب PVC بقطر داخلي 50 مم . تدعم القاعدة وأنبوب العمود الثابت جدار الزراعة ويربطانه ويثبتانه. القاعدة عبارة عن هيكل من الطوب والخرسانة بارتفاع 200-240 مم وعرض يتطابق بشكل أساسي مع العرض الخارجي لجسم خزان الزراعة. يتم تثبيت خط أنابيب السائل العائد على القاعدة مسبقًا، ويتم توصيل الجزء العلوي من أنبوب العمود وتثبيته في الدفيئة أو المباني الأخرى لضمان استقرار مرافق جدار الزراعة بشكل عام.
تُعدّ الأقمشة والركائز غير المنسوجة حُوامل لنمو جذور المحاصيل في أحواض الزراعة الجدارية. وهي مسؤولة عن امتصاص الماء وحماية الركيزة من التسرب أو الفيضان. يمكن صنع الركيزة من الإسفنج أو البيرلايت، أو الفيرميكوليت ذو الحبيبات الكبيرة، أو الطين المتمدد الصغير، أو مواد أخرى ذات امتصاص جيد للماء ونفاذية هواء وتصريف جيد.
لتتناسب مع فتحة الزراعة المرتفعة في حوض الزراعة الجداري، صُمم " كوب زراعة على شكل حرف U " خاص. جداره الخارجي مغلق، بينما جداره الداخلي وقاعه شبكيان، مما يسمح لجذور المحصول بالامتداد للخارج. قاع كوب الزراعة مسطح، ويمكن تثبيته بعد تثبيت الركيزة، مما يُسهّل فصل الشتلات ونقلها وريها. بعد نضج الشتلات، يُدخل جسم الكوب مباشرةً في فتحة الزراعة الجدارية لإتمام عملية الزراعة.
2. مرافق زراعة الأعمدة المثلثة
تتكون من وعاء عمودي مثلث الشكل، وقماش غير منسوج، ومصفوفة، وكأس زراعة، وأنبوب قلب العمود، وخزان تجميع السوائل، ونظام إمداد دورة المحلول المغذي، وما إلى ذلك.
وعاء الزراعة ذو العمود المثلثي هو شكل سداسي كامل، ارتفاعه 160 مم وعمقه 140 مم . في المنتصف، توجد حلقة أنبوبية محورية بقطر داخلي 50 مم. توجد فجوة بين الجدار الخارجي لحلقة الأنبوب والجدار الداخلي لجسم الوعاء، تُستخدم لملء مادة المصفوفة لتلبية احتياجات نمو جذور المحصول. يتراوح عرض الفجوة بين 30 و40 مم . يوجد 6 فتحات تصريف في أسفل التجويف الداخلي ، مما يُسهّل تدفق المحلول المغذي لأعلى ولأسفل. يحتوي جسم وعاء الزراعة على ثلاث فتحات زراعة مرتفعة على شكل حرف U ، مرتبة على شكل "مثلث متساوي الأضلاع"، ومن هنا جاء اسم نمط زراعة العمود المثلث.
إن وظائف ومواد الأقمشة غير المنسوجة، والركائز، وأكواب الزراعة، والأنابيب المحورية، وما إلى ذلك، هي في الأساس نفس تلك المستخدمة في زراعة الجدار المركب من النوع السلسلي.
يمكن أن يكون حوض التجميع هيكلًا إسمنتيًا، أو حوضًا سفليًا عامًا لمنشأة زراعة متعددة الاستخدامات ، مع لوحة زراعة من النوع A. يتراوح عرض حوض التجميع عادةً بين 300 و800 مم ، وعمقه بين 50 و120 مم . يُجمع كل محلول المغذيات المُفرّغ من العمود ويُعاد إلى حوض المحلول المغذي عبر أنبوب الصرف، لإكمال إمداد السائل المتداول. يُغطى حوض التجميع بلوحة زراعة، أو يُرصَّف بالحصى لزراعة الخضراوات الورقية أو الزهور بشكل مسطح.
3. مرافق زراعة ثلاثية الأبعاد مُجمَّعة على الجدران
يتكون من صندوق زراعة، صندوق توصيل، قماش غير منسوج، إسفنجة، كوب زراعة، خزان تجميع سائل، قوس تثبيت، مسامير تثبيت، نظام تداول محلول المغذيات، إلخ.
صندوق الزراعة مصنوع من البلاستيك ABS المصبوب، والقطر الخارجي لصندوق الزراعة هو: 250 مم طول ، 125 مم ارتفاع، و 30 مم عرض . سمك الجدار عند الفتحة العلوية هو 1 مم ، ويزداد سمكه تدريجيًا إلى 2 مم لأسفل . توجد شبكة في منتصف صندوق الزراعة، والتي تقسم جسم الصندوق إلى تجويفين طوليين ( 124 × 124 مم ) لنمو جذور النباتات، ويتم ملء التجاويف بأقمشة غير منسوجة ومواد مصفوفة. يوجد 8 فتحات تصريف بقطر 12 مم في الجزء السفلي من صندوق الزراعة؛ يوجد منفذان بارزان للزراعة على شكل حرف U على الجدار الخارجي للفتحة العلوية لجسم الصندوق ، والقطر الداخلي لمنفذ الزراعة هو 38 مم . الجدار الداخلي لفتحة الصندوق أعلى من جسم الصندوق بمقدار 20 مم ويحتوي على 3 فتحات براغي تثبيت. الأبعاد الخارجية والهيكل الداخلي لصندوق التوصيل مطابقة تمامًا لأبعاد صندوق الزراعة، إلا أنه لا يحتوي على منفذ زراعة، يُستخدم لربط صندوقي الزراعة العلوي والسفلي على جدار الزراعة لتصريف المياه وضبط مسافات زراعة النباتات. جسم الصندوق محشو بقماش غير منسوج مغلف بمادة مصفوفة لدعم نمو الجذور.
يجب أن يكون دعامة الجدار سطحًا رأسيًا مستويًا تمامًا، ويمكن تثبيته بمسامير لتسهيل تثبيت صندوق الزراعة وصندوق الوصلات عليه. يمكنك أيضًا استخدام شرائح خشبية أو ألواح، وما إلى ذلك، لصنع إطار، ثم تثبيت صندوق الزراعة وصندوق الوصلات عليه لتشكيل جدار زراعة.
يقع خزان إعادة السائل أسفل جدار الزراعة. يُجمع الماء والأسمدة الخارجة من صندوق جدار الزراعة بواسطة خزان بلاستيكي أو خزان إسمنتي، ثم يُعاد إلى حوض المحلول المغذي لاستكمال إمداد السائل المتداول.
4. عمود مائي حلزوني ثلاثي الأبعاد
تتكون من وعاء زراعة، غطاء زراعة خارجي، صينية زراعة مدمجة، كوب زراعة صغير، أنبوب أساسي عمودي، نظام تداول محلول المغذيات، إلخ.
وعاء الزراعة مصنوع من بلاستيك البولي بروبيلين، بارتفاع 45 مم ، وسمك 2 مم ، وشكل دانتيل بست بتلات، وقطر خارجي 230 مم . يحتوي أحد جانبي الوعاء على حلقة ثابتة بقطر داخلي 75 مم ، تُشكل جزءًا لا يتجزأ منه. يبلغ سمك جدار الحلقة 5 مم وارتفاعه 80 مم . يوجد في أسفل أحد جانبي وعاء الزراعة منفذ لأنبوب تصريف بقطر داخلي 16 مم ، ويمكن توصيل أنبوب PVC بقطر خارجي 16 مم لضبط مستوى الماء في الوعاء.
يتطابق القطر الداخلي للغطاء الخارجي للزراعة مع القطر الخارجي لأصيص الزراعة، وهو مُغطى به ليشكل وحدة متكاملة. يحتوي الغطاء على 7 فتحات زراعة بقطر داخلي 25 مم . يوجد مدخل سائل بقطر داخلي 16 مم على أحد جانبي الغطاء . يتطابق القطر الخارجي لصينية الزراعة المدمجة مع القطر الداخلي لأصيص الزراعة، وهي تُوضع في الأصيص لتشكل هيكلًا يشبه القفص. صُمم الجزء السفلي من صينية الزراعة على شكل شبكي لتسهيل اختراق الجذور.
أنبوب قلب العمود مصنوع من بلاستيك بي في سي بقطر خارجي 75 مم . يوجد في أسفل كل عمود زراعة منفذٌ مُناسبٌ لأنبوب إرجاع السائل لاستعادة تصريف كل عمود على التوالي، وإعادة تدفقه إلى حوض المحلول المغذي لإكمال إمداد السائل المتداول.
5 تطبيق
⑴. وضع زراعة ثلاثي الأبعاد على شكل عمود مثلث
للزراعة الإنتاجية، عادةً ما يتم تكديس أواني الأعمدة إلى ارتفاع يتراوح بين 180 و200 سم ، مما يتطلب تكديس 11-13 وعاءً عموديًا؛ لا يوجد معيار صارم لارتفاع الزراعة في الأماكن السياحية، ويمكن أن يكون متدرجًا؛ أما بالنسبة لزراعة شرفة العائلة، فيمكن تكديس 6-12 وعاءً عموديًا في صف واحد. يجب تحميل أواني الأعمدة المثلثة بالركيزة أولاً، ويتم حشو طبقة من القماش غير المنسوج في الوعاء. يتم سكب الركيزة في المساحة داخل الوعاء حتى تمتلئ بنسبة 80-90 ٪، ثم يتم تغطية حافة القماش غير المنسوج على سطح الركيزة. في الواقع، يتم لف الركيزة بقماش غير منسوج لتجنب انسكاب الركيزة عند تكديس أواني الأعمدة. يلزم وجود خزان تجميع سائل موحد في أسفل العمود. بشكل عام، يتم بناء خزان أسمنتي من الطوب والخرسانة بعرض 30-80 سم على الأرض ، ويتم إجراء معالجة مضادة للتسرب. يُثبَّت منفذ تصريف في منتصف خزان تجميع السوائل أو أحد طرفيه لتصريف المحلول المغذي إلى أنبوب الإرجاع تحت الأرض وتركيزه مرة أخرى في حوض المحلول المغذي. يُثبَّت جسم العمود عادةً بشبكة في الأعلى للتثبيت، أو يُمكن دفن أنبوب قلب العمود مُسبقًا وتثبيته في خزان تجميع السوائل.
⑵، وضع زراعة الجدار المشترك بالسلسلة
لا تُستخدم زراعة الجدران المركبة المتسلسلة عادةً لأغراض إنتاجية. يمكن استخدامها كجدار عزل بيئي للحواجز الشرقية والغربية للصوبات الزراعية، أو كجدار مناظر طبيعية للزراعة السياحية، أو كجدار ديكور للغرف الخاصة للمطاعم البيئية. عند استخدامها في هذه الحالات، تكون المسافة بين جدران الزراعة كبيرة نسبيًا، ومدة التظليل المتبادل قصيرة، مما يضمن نموًا موحدًا للمحاصيل على الجدار بأكمله.
عند تجميع الجدار، يتم ترتيب الطبقة السفلية أولاً مع حوض تجميع السائل، وتتداخل الطبقة الثانية من اليسار إلى اليمين، وتتداخل الطبقة الثالثة من اليمين إلى اليسار، بحيث تكون فتحات زراعة أحواض الزراعة العلوية والسفلية متداخلة، ويتم تكديس أحواض الزراعة طبقة تلو الأخرى حتى يصل الارتفاع إلى متطلبات التصميم (ارتفاع جدار الزراعة العادي هو 180-200 سم ، ويمكن أيضًا تحقيق 300 سم ). تتم إضافة حوض علوي إلى الأعلى لتشكيل منشأة زراعة ذات جدار مغلق تمامًا. يتم تثبيت الجزء السفلي من الأنبوب المحوري في كلا طرفي حوض الزراعة على القاعدة، ويتم توصيل الجزء العلوي وتثبيته بعمود الدفيئة. يتم ترتيب أنبوب إمداد السائل على الحوض العلوي لجدار الزراعة، ويتم استخدام الري بالتنقيط.
⑶. وضع زراعة ثلاثي الأبعاد لجدار مركب
لا يُستخدم نمط الزراعة ثلاثي الأبعاد المُجمّع عادةً لأغراض الإنتاج. يُمكن استخدامه كعزل بيئي للحواجز الشرقية والغربية للصوبات الزراعية، وتخطيط المناظر الطبيعية للزراعة السياحية، وعزل الغرف الخاصة في المطاعم البيئية، والتشجير الرأسي وتجميل أسطح المباني.
تتشابه أنواع الزراعة ثلاثية الأبعاد المذكورة أعلاه في البنية والجهاز والمبدأ. وهي مناسبة بشكل رئيسي لزراعة الخضراوات الورقية الخضراء ومختلف أنواع الأزهار والنباتات القزمة ذات الأوراق المتفرعة، ولكنها غير مناسبة لزراعة الفراولة والملفوف، إلخ. يمكن زراعة البنجر ذي الأوراق العادية، والخس ذي الأوراق المتفرعة، والقرنبيط، والمشمش، والقطيفة ذات الظهر الأرجواني، والملفوف الأسود، والملفوف الأبيض.
⑷. وضع العمود المائي الحلزوني ثلاثي الأبعاد
هذا "جهاز زراعة بيوني" مصمم بناءً على مبدأ نمو أوراق النباتات بشكل حلزوني على الساق الرئيسي، متجاوزًا بذلك النموذج التقليدي للأعمدة المركزية السميكة وأجزاء الزراعة الصغيرة في الزراعة العمودية. يُرص كل وعاء زراعة بشكل حلزوني من الأسفل إلى الأعلى لتشكيل هيكل مرفقي بعمود مركزي رفيع (قطره الخارجي 84 مم ) ووعاء زراعة كبير (قطره الخارجي 230 مم ). تُزرع شتلات المحاصيل على غطاء وعاء الزراعة، وتمتد الجذور في المحلول المغذي للوعاء، دون أي اتصال بالعمود المركزي. تُوسع المسافة بين المحصول والعمود المركزي، مما يقلل من تأثير العمود على نمو المحصول.
يُمكن لنمط الزراعة المائية الحلزوني ثلاثي الأبعاد زراعة معظم الخضراوات الورقية، بالإضافة إلى أنواع مُختلفة من الأزهار القزمة والفراولة، كما يُمكنه زراعة الخضراوات الورقية الدقيقة والبراعم، وهو أمرٌ يستحيل تحقيقه باستخدام أي نظام زراعة عمودي آخر، مما يُوسّع نطاق الأصناف المزروعة بشكل كبير. لزراعة الخضراوات الورقية الكبيرة (مثل خس الرأس والكرنب)، ازرع خضرة واحدة في كل طبقة من أصيص الزراعة؛ ولزراعة الخضراوات متوسطة الحجم (مثل الخس ذو الأوراق السائبة والخس الفسيفسائي)، ازرع 3 خضراوات في كل طبقة من أصيص الزراعة؛ وللخضراوات الصغيرة، ازرع 7 خضراوات (مثل الخس، والسبانخ المائي، والأمارانث الأرجواني، إلخ)؛ وللخضراوات الورقية الدقيقة والبراعم، تُستخدم صواني زراعة مُدمجة، ويمكن زيادة الكثافة بشكل أكبر.
6. المزايا الرئيسية لنمط الزراعة ثلاثي الأبعاد من سلسلة LG- L
⑴. صُمم واخترع الجيل الأول من مرافق زراعة الأعمدة والجدران المُدخلة بشكل مائل من قِبل وانغ شياويون عام ١٩٩٩. استُخدم لأول مرة في حديقة جيفا للسياحة الزراعية في بيدايخه، مقاطعة خبي. استغرق الأمر ثلاث سنوات من مرافق الزراعة اليدوية الأولية إلى استخدام القوالب لإنتاج أواني أسطوانية وألواح جدران زراعة ذات ثقوب مائلة. ومنذ ذلك الحين، تم الترويج لهذين النمطين من الزراعة وتقليدهما بسرعة في جميع أنحاء البلاد. وقد أدركت هاتان المجموعتان من أنماط الزراعة ثلاثية الأبعاد أن الزراعة ثلاثية الأبعاد لا تتطلب إزعاج الهيكل الرئيسي ومواد المصفوفة في الأعمدة والجدران أثناء الزراعة. تُرفع شتلات المحاصيل مباشرةً في أكواب الأنابيب المُدخلة بشكل مائل، وتُدخل هذه الأكواب مباشرةً في الثقوب المائلة للمرافق ثلاثية الأبعاد. وفي الوقت نفسه، تُركّب خطوط أنابيب إمداد وعودة السوائل في الأطراف العلوية والسفلية لمرافق الزراعة ثلاثية الأبعاد. يتدفق الماء والأسمدة في مواد المصفوفة داخل المرافق ثلاثية الأبعاد. لا توجد حاجة لتزويد كل محصول بالمياه والأسمدة بشكل منفصل على المرافق ثلاثية الأبعاد، مما يبسط مرافق الزراعة وإجراءات الإدارة.
⑵. بعد سنوات من التطبيق والممارسة الزراعية، تم في عام ٢٠٠٨ تصحيح وتطوير هيكل مرفق زراعة العمود المائل وزراعة الجدار. تم تغيير الثقوب المائلة في أوعية العمود والجدران إلى " ثقوب زراعة على شكل حرف U " بارزة من السطح الرأسي، كما تم تغيير الهيكل غير المنتظم لـ "كأس الأنبوب المائل" إلى " كأس زراعة خاص على شكل حرف U ". يمكن لكأس الزراعة على شكل حرف U أن يقف مستقيمًا لزراعة الشتلات، مما يحل مشكلة عدم قدرة الكأس الأنبوبي المائل على الوقوف بمفرده وعدم ملاءمته لعمليات زراعة الشتلات.
تم تغيير هيكل جدار الزراعة من هيكل من قطعتين من الخشب الرقائقي إلى هيكل حوض، ويُثبّت الجدار بواسطة أنبوب عمود يمر عبر حلقات عمود التوصيل في طرفي حوض الزراعة بدلاً من الاعتماد على إنشاء إطار أنبوب فولاذي داخلي لتثبيت الجدار. يُسهّل هذا التعديل الهيكلي تركيب جدار الزراعة من جهة، ويمنع اختلاط الإطار الثابت بمصفوفة الزراعة والمحلول المغذي، وما إلى ذلك، مما يُجنّب مشكلة الصدأ وإطلاق الأيونات السامة الناتجة عن تآكل المحلول المغذي بالأحماض والقلويات على إطار الأنبوب الفولاذي، ويجنّب أيضًا ملامسة نظام الجذر للأنبوب المعدني الصدئ. يُسهّل تصميم حلقة عمود التوصيل في طرفي حوض الزراعة تركيب الأنبوب الثابت الطولي. يسمح هيكل اتصال حلقة العمود هذا بتغيير شكل واجهة زراعة الجدار حسب الرغبة، مع زاوية سعة قصوى تصل إلى 90 درجة، أي أنه يمكن دمج جدار الزراعة مباشرة في "جدار ساحة" مربع أو مستطيل دون فصله وتثبيته في الزاوية، ويمكن أيضًا دمجها في جدران زراعة سداسية ومثمنة ومضلعة ومموجة، والتي يمكن دمجها في منظر طبيعي للزراعة ثلاثي الأبعاد غني بالدلالات الثقافية والفنية والتكنولوجية.
⑶. يُغيّر مفهوم تصميم عمود الزراعة المائية الحيوي الحلزوني هيكل الزراعة "التابع" للزراعة العمودية التقليدية، والذي يتميز بعمود مركزي سميك وثقوب زراعة صغيرة، مما يجعل العمود المركزي منفصلاً تمامًا عن وظيفة مساحة نمو جذور النباتات وقناة تدفق الماء والأسمدة، ليصبح هيكلًا عظميًا مستقلاً يدعم أوعية الزراعة. يتيح الترتيب الحلزوني لأوعية الزراعة على العمود المركزي للنباتات في كل وعاء زراعة مساحة نمو شاملة، ويسمح لكل محصول بالتعرض لضوء مباشر أكثر، مما يقلل من حجب الضوء عن هيكل المنشأة.
أوعية الزراعة مُجهزة بمجموعتين من أغطية الزراعة، مما يُثري تنوع المحاصيل المُتاحة. تصميم غطاء الزراعة المرن سهل الفتح والإغلاق يُسهّل تنظيف الجذور المتبقية في كل وعاء زراعة وتطهير جسم الوعاء. يُحلّ هذا مشكلة تفكيك منشآت الزراعة العمودية القديمة للعمود لتنظيف الجذور المتبقية فيه، واستبدال الركيزة، وتطهيرها. يُحسّن هذا بشكل كبير كفاءة استبدال المحاصيل وتنظيفها وتطهيرها وإعادة زراعتها، ويُقلّل بشكل كبير من دورة الزراعة.
لم يعد تركيب خط أنابيب إعادة السوائل وتثبيت المرافق يتطلب مشاريع هندسية مدنية أساسية، مثل القواعد الثابتة وخزانات إعادة السوائل وخزانات التجميع، مما يُخفف من كثافة وصعوبة أعمال الإنشاءات الهندسية، ويُقلل من تكلفة مشاريع الزراعة. يمكن مد خط أنابيب إعادة السوائل مباشرةً على السطح أو دفنه بعمق تحت الأرض. يتميز هذا المشروع بسهولة التوصيل وتوفيره للجهد، مما يُسهم في الترويج والتطبيق.
(منظر طبيعي لزراعة عمود الزراعة المائية الحلزوني - تم التقاطه في حديقة العلوم الزراعية لانغفانغ جينفينغ)
(مشهد زراعة عمود مائي حلزوني حيوي - تم التقاطه في منتزه لانغفانغ جينفينغ للعلوم الزراعية)