气雾栽培式家庭植物工厂的设计及喷雾频率的优化研究
本文选题:家庭 + 雾培 ; 参考:《浙江大学》2017年硕士论文
【摘要】:近年来,由于人们对生活品质要求的提高,加上环境污染、农药蔬菜等问题的发生,愈来愈多的人开始关注家庭式植物培养装置。相比于现有的家庭式植物培养装置,本文将目前新兴的栽培模式——具有可促进植物根系生长、发挥植物生长潜能并且提高空间利用率的气雾栽培模式,引入到家庭式植物培养装置中,解决了部分现有家庭式植物培养装置存在的问题,并为气雾式家庭植物培养装置的优化运行提出一系列的研究方案,主要的研究内容及结论如下:(1)为了提高目前家庭植物培养装置的空间利用率、观赏性以及操作便利性,本文提出了一套应用气雾栽培方式的家庭植物培养装置,并对装置中各个部件的设计和选型提出了具体的要求,实现了家庭植物培养装置的模块化和可移动化。(2)以气雾栽培喷雾频率控制实验为目标,设计并搭建了气雾栽培实验平台,整个系统主要由水泵、管路、9个植物培养单元所构成,经测试,所搭建的实验平台各部件均运行正常,符合实验要求,可进行实验。(3)由于气雾喷雾频率值不仅会对植物的生长产生显著作用,也影响到目前泵的使用寿命和电能的使用,且目前气雾栽培中喷雾频率的研究相对匮乏,本文设计了一种由单个泵带动的多个由电磁阀独立设置喷雾频率的种植单元的气雾栽培实验平台进行频率优化实验,用实验探究了采用所搭建的气雾栽培实验平台进行喷雾频率优化实验的可行性,实验结果表明,该气雾栽培实验平台上可以开展喷雾频率优化实验。(4)采用SPSS、R和MATLAB等统计分析软件进行频率优化数据分析,通过研究每个种植箱上的生菜鲜重数据的分布情况,发现数据分布都呈现不同的偏态分布,这将为以后频率优化实验数据分析选择方法提供指导意义。同时在该实验装置中安排了单因素多水平的喷雾频率优化实验(固定喷雾时间,设置不同的间隔时间),以生菜为种植对象,通过数据分析探究了喷雾频率值的变化对植物生长量和数据分布的影响情况。实验结果发现,在一定的范围内,在固定喷雾时间依次增加间隔时间后,鲜重和特征值及三个百分位特征值呈现相似的变化趋势:主要呈现先上升后下降的趋势。特征值拟合最优为三次方曲线拟合。对拟合曲线进行分析,对于鲜重和特征值经过综合考量后,在固定喷雾时间为5min的情况下最优喷雾间隔时间约为120min。
[Abstract]:In recent years, more and more people have begun to pay attention to the family plant culture device due to the improvement of the quality of life, environmental pollution, pesticide vegetables and other problems. Compared with the existing family plant culture devices, this paper presents a new cultivation model, which has the advantages of promoting plant root growth, exerting the potential of plant growth and increasing the spatial utilization rate. Introduced into the family plant culture device, solved some problems existing in the family plant culture device, and put forward a series of research plans for the optimization operation of the family plant culture device of the aerosol type. The main research contents and conclusions are as follows: (1) in order to improve the space utilization, ornamental and operation convenience of the present family plant culture device, a family plant culture device using aerosol cultivation method is proposed in this paper. The specific requirements for the design and selection of each part of the plant are put forward. The modularization and removable of the family plant culture device is realized. The experiment of spray frequency control for the aerosol cultivation is aimed at the design and construction of the experimental platform for the aerosol cultivation. The whole system is mainly composed of water pump, pipeline and 9 plant culture units. The test results show that all the components of the experimental platform are running normally and meet the requirements of the experiment. Experiments can be carried out. (3) because the frequency of aerosol spray will not only play a significant role in plant growth, but also affect the service life of pump and the use of electric energy, and the research on spray frequency in aerosol cultivation is relatively scarce at present. This paper designed a single pump driven by the solenoid valve independently set spray frequency of the planting unit of the aerosol cultivation experiment platform to carry out frequency optimization experiment. The feasibility of spray frequency optimization experiment using the experimental platform of aerosol cultivation was explored. The experimental results showed that, The spray frequency optimization experiment can be carried out on the experimental platform of aerosol cultivation. The data of frequency optimization can be analyzed by using SPSSR and MATLAB, and the distribution of fresh weight data of lettuce on each planting box is studied. It is found that the data distribution shows different skewness distribution, which will provide guidance for the analysis and selection of frequency optimization experimental data in the future. At the same time, the single factor and multi-level experiments of spray frequency optimization (fixed spray time, different interval time) were arranged in the experimental device. Lettuce was used as the planting object. The effect of spray frequency on plant growth and data distribution was investigated by data analysis. The experimental results show that the fresh weight and eigenvalue and the three percentile eigenvalues show a similar trend in a certain range after the fixed spray time increases in turn: the main trend is that the fresh weight and the eigenvalues of the three percentiles increase first and then decrease. The fitting of eigenvalue is best by cubic curve fitting. The fitting curve was analyzed. After considering the fresh weight and eigenvalue, the optimal spray interval time was about 120 min when the fixed spray time was 5min.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S31
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,本文编号:1961131
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