蔬菜模块化基质栽培箱的创新设计与应用模式

　　摘要：近年来，伴随着农业蔬菜种植技术逐渐研发，传统大面积蔬菜种植方式弊端凸显。在倡导绿色无公害蔬菜栽植的背景下，农业蔬菜种植方式需要进行改革。基于蔬菜模块化的基质栽培箱种植方式的出现，改变了传统的蔬菜统一化种植方式，以模块化、高效化的栽植方式，提升了蔬菜种植效率，易于蔬菜种植管理。但是基质栽培箱的设计结构、尺寸以及材料的应用上都存在着较多问题。为了促进的蔬菜模块化发展，本文对基质栽培箱的设计进行研究，研究出相应的创新结构，并且分析其在实际蔬菜种植中的应用。

　　关键词：蔬菜模块化；基质栽培箱；创新设计；应用模式

　　蔬菜机制栽培箱所选用的材料为泡沫、塑料，箱体结构单一，并且对于环境产生污染。为了促进蔬菜模块化基质栽培箱的广泛应用，需要研究新型的模块化基质栽培箱。在实际设计中，需要秉持节约蔬菜种植空间、环保、箱体搬运方便的原则，一方面提升其在实际应用中的效能，另一方面践行绿色生态种植理念。

　　1无土栽培与基质栽培

　　无土栽培是指在植株栽培过程中不应用天然的土壤，而是利用含有植物生长所需要的营养液，实现植物生长，该种方式能培养出品质优良的作物。基质栽培与无土栽培不同，依然应用天然的土壤，将农业种植与无土栽培方式相互结合。将植物的根系固定在有机、无机基质中，通过滴灌或是细流灌溉的方式，为植物生长提供所需要的营养液。该种植物栽培方式所需要的投资比较少、实际成本比较低、节约肥料、产品质量高[1]。

　　2蔬菜基质栽培发展现状

　　伴随着生态环境的恶化，人们越来越意识到环境对于生活、饮食等的重要性。蔬菜种植对于生态环境依赖性较高，一方面是植物生长所需要的水分、土壤肥力、阳光等；另一方面是良好的植物生长环境。在生态环境质量较差的情况下，蔬菜栽植的质量较低。绿色蔬菜种植秉持着无污染、高产量、安全生产的原则，在农业生产中得到了广泛关注。基于基质栽培方式的出现，改变了大面积蔬菜种植方式，该种方式在蔬菜管理上比较方便，并能够为蔬菜生长提供所需要的营养。新时期，调整农业生产种植结构，不断改进蔬菜种植结构，多种利用有机固体废弃物合成环保型有机栽培基质产生。在工业生产中，筛选、分类这些合成基质的原料来源，并且对其发酵的过程进行整体控制。

　　3现行基质栽培设备缺陷分析

　　调查现行的农场蔬菜基质栽培现状，发现很多问题，这些问题都是制约着蔬菜栽培发展的重要原因。目前，大部分的农场蔬菜栽培中所选择的基质都为森林中的腐叶土、蛭石，这些材料都是构成蔬菜栽培的基本材料，这些材料的应用作用在于能够有效固定植物，并且作为土壤之间的营养衔接环节，为植物的根部输送充足的营养。采用何种材料作为蔬菜基质的栽培箱这很关键。在实际调查中，很多农场中的栽培箱为泡沫，该种材料价格低，但容易被破坏，并且埋没在土壤中不可降解，对于环境的影响比较严重。同时，大部分栽培箱的体积都较大，不利于搬运，不仅浪费材料，还占据了大量空间。另外，栽培基质与过滤物在泡沫箱中混合，不能及时进行清理。蔬菜基质栽培要想提升蔬菜质量，要求栽培箱无论从箱体的结构上，还是从箱体的功能上，都需要满足蔬菜模块化栽培的需求。目前，基于蔬菜栽培这样的情况，还不能满足蔬菜栽培模块化的标准[3]。

　　4蔬菜模块化基质栽培箱创新设计与实际应用

　　传统大模块机制栽培箱不能满足蔬菜模块化种植，在栽培箱结构、形体设计上存在着不科学的地方。创新蔬菜模块化机制栽培箱设计，从箱体比例、箱体结构、箱体组装设计上、箱体尺寸设计上以及箱体颜色设计上进行优化。

　　4.1箱体比例设定

　　蔬菜模块化基质栽培箱的比例设计，既要满足蔬菜栽培，还需要具有较好的视觉性，模块比例设计可以通过设计出突出、凹陷的结构，实现2个模块之间的组合。从该种栽培箱的三视图设计上能够看出来，包含2个2∶1的叠席形和1个1∶1的正方形组成。基于这样的设计，既能够节省空间，也能够模块与模块之间的随意性组合与堆放。同时，这样的设计也能够符合培养方面的审美要求，箱体长短、高低设计合理，提升空间利用率。

　　4.2箱体结构

　　箱体结构设计决定着蔬菜的生长，在箱体的尺寸设计完成后，需要进行箱体的实际结构设计，保障结构设计完整，并且满足植物基质栽培要求。由于该种箱体的外形看似“Z”字母形状，箱体为不完整的长方体，结构设计需要充分借助该种不规则结构优势。具体的结构设计中，每个箱体都是1个单独模块，其功能不仅完整，还能够为蔬菜生产提供便利。如在每个结构箱体上都有主箱体、排水孔、进水孔、透气孔、左右卡槽、上下卡槽。其中进水口能够为蔬菜生长提供所需要的水分，营养液能够经过过滤孔进入到基质中。当灌溉水分多余时利用排水孔排水，将箱体的上半部分做镂空处理，便于植物呼吸。

　　5蔬菜模块化基质栽培箱设计应用

　　蔬菜模块化基质栽培箱设计在农业种植中的应用比较广泛，与传统的栽培箱设计相比，其具有较强的经济性和环保性。

　　5.1经济性应用

　　栽培箱的结构为长方体造型，大部分的结构由简单的板块面相互组合而成，箱体上的卡槽设计并不多，不会增加箱体的搬运难度。但简单的卡槽设计就能够实现多种箱体之间的组合，使得箱体与箱体之间稳定性结合。并且在箱体与箱体之间相互组合环节中，不需要进行多余支架的支撑，也不需要进行复杂结构的处理，基于这样的处理有效降低了箱体的制造成本和使用材料，使得箱体的搬运更加便利。同时，在栽培箱体底部设有过滤筛板，该筛板能够有效防止浪费营养物质，保障了栽培箱内部营养物质的回流。

　　5.2环保性应用

　　绿色农产品是农业生产中的重点项目，该模块化蔬菜基质栽培箱设计，以其高度的模式化、标准化，将不同高度的植物设定在针对性的生长空间中，并且对于栽培箱自身进行结构调整，能够保障不同植株充分利用阳光。如在进行栽培箱的拼装过程中，将对光照依赖性较强的植物放在最外侧和最高点，而对光照要求较低的植物，可调整其位置。基于这样调整栽培箱位置能够有效弥补大面积土地蔬菜种植环节中，对于自然光照的不可调节缺陷。在位置的设置上，如果是栽植小型植物，如生菜等，可以进行栽植箱的叠放，如果进行顶端需要固定的植物，如豆角、苦瓜等，需要将栽培箱摆成一排。

　　6结论

　　综上所述，传统大模块机制栽培箱不能满足蔬菜模块化种植，在栽培箱结构、形体设计上存在着不科学的地方。农场中的栽培材料价格低，埋没在土壤中不可降解，同时，大部分的栽培箱体积都比较大，不利于搬运，浪费材料。栽培基质与过滤物在泡沫箱中混合，不能及时进行清理。创新蔬菜模块化机制栽培箱设计，从箱体比例、箱体结构、箱体组装、箱体尺寸以及箱体颜色设计上进行优化。

　　参考文献

　　1尚华.蔬菜模块化基质栽培箱创新设计与应用模式研究[J].包装工程，2014（12）

　　2宋晨晖.基于SAPAD的无土栽培家庭蔬菜种植系统设计研究[D].广东工业大学，2015

　　3筵丽萍.无土栽培营养液配液供液控制系统的研究与开发[D].河北工业大学，2002

《蔬菜模块化基质栽培箱的创新设计与应用模式》

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