[Sažetak]Trenutno, kućni uređaji za sadnju obično usvajaju integrirani dizajn, što donosi mnogo neugodnosti pri kretanju te utovaru i istovaru. Na temelju karakteristika životnog prostora urbanih stanovnika i cilja dizajna obiteljske proizvodnje biljaka, ovaj članak predlaže novi tip dizajna montažnog obiteljskog uređaja za sadnju. Uređaj se sastoji od četiri dijela: potpornog sustava, sustava za uzgoj, sustava za navodnjavanje i gnojenje te sustava za dopunsko osvjetljenje (uglavnom LED svjetla za uzgoj). Ima mali otisak, visoku iskoristivost prostora, novu strukturu, jednostavno rastavljanje i sastavljanje, nisku cijenu i visoku praktičnost. Može zadovoljiti potrebe urbanih stanovnika za salatom za celer, brzim povrćem, hranjivim kupusom i begonijom fimbristipula. Nakon modifikacije u malom opsegu, može se koristiti i za znanstvena eksperimentalna istraživanja biljaka.

Cjelokupni dizajn opreme za uzgoj

Principi dizajna

Prefabricirani uređaj za uzgoj uglavnom je orijentiran na urbane stanovnike. Tim je u potpunosti istražio karakteristike životnog prostora urbanih stanovnika. Područje je malo, a stopa iskorištenosti prostora visoka; struktura je nova i lijepa; prikladna je za rastavljanje i sastavljanje, jednostavna je i laka za učenje; ima nisku cijenu i visoku praktičnost. Ova četiri načela provlače se kroz cijeli proces projektiranja i teže postizanju krajnjeg cilja usklađivanja s kućnim okruženjem, lijepe i pristojne strukture te ekonomične i praktične upotrebne vrijednosti.

Materijali koji će se koristiti

Nosivi okvir kupljen je od višeslojnog poličnog proizvoda na tržištu, duljine 1,5 m, širine 0,6 m i visine 2,0 m. Materijal je čelik, poprskan i zaštićen od hrđe, a četiri kuta nosivog okvira zavarena su univerzalnim kotačima s kočnicama; rebrasta ploča odabrana je za ojačanje sloja ploče nosivog okvira koja je izrađena od čelične ploče debljine 2 mm s antikorozivnom obradom od plastike prskanjem, dva komada po sloju. Korito za uzgoj izrađeno je od PVC hidroponske četvrtaste cijevi s otvorenim poklopcem, 10 cm × 10 cm. Materijal je tvrda PVC ploča, debljine 2,4 mm. Promjer rupa za uzgoj je 5 cm, a razmak između rupa za uzgoj je 10 cm. Spremnik za hranjivu otopinu ili spremnik za vodu izrađen je od plastične kutije debljine stijenke 7 mm, duljine 120 cm, širine 50 cm i visine 28 cm.

Dizajn strukture uređaja za uzgoj

Prema cjelokupnom planu dizajna, montažni obiteljski uređaj za uzgoj sastoji se od četiri dijela: potpornog sustava, sustava za uzgoj, sustava za vodu i gnojivo te sustava za dodavanje svjetla (uglavnom LED svjetla za uzgoj). Raspodjela u sustavu prikazana je na slici 1.

Na slici 1 prikazana je raspodjela u sustavu.

Dizajn sustava podrške

Sustav potpore montažnog obiteljskog uređaja za uzgoj sastoji se od uspravnog stupa, grede i ploče sloja. Stup i greda umetnute su kroz kopču s leptir rupom, što je praktično za rastavljanje i sastavljanje. Greda je opremljena ojačanom pločom sloja rebara. Četiri kuta okvira za uzgoj zavarena su univerzalnim kotačima s kočnicama kako bi se povećala fleksibilnost kretanja uređaja za uzgoj.

Dizajn sustava uzgoja

Spremnik za uzgoj je hidroponska kvadratna cijev dimenzija 10 cm × 10 cm s otvorenim poklopcem, koja se lako čisti i može se koristiti za uzgoj u hranjivoj otopini, supstratu ili tlu. Kod uzgoja u hranjivoj otopini, košara za sadnju se postavlja u rupu za sadnju, a sadnice se fiksiraju spužvom odgovarajućih specifikacija. Kada se supstrat ili tlo obrađuju, spužva ili gaza se ubacuju u spojne rupe na oba kraja korita za uzgoj kako bi se spriječilo da supstrat ili tlo blokiraju drenažni sustav. Dva kraja spremnika za uzgoj spojena su na cirkulacijski sustav gumenim crijevom unutarnjeg promjera 30 mm, što učinkovito sprječava nedostatke strukturnog skrućivanja uzrokovane lijepljenjem PVC ljepilom, što ne pogoduje kretanju.

Projektiranje sustava cirkulacije vode i gnojiva

Kod uzgoja u hranjivoj otopini, koristite podesivu pumpu za dodavanje hranjive otopine u gornji spremnik za uzgoj i kontrolirajte smjer protoka hranjive otopine kroz unutarnji čep PVC cijevi. Kako bi se izbjegao neravnomjeran protok hranjive otopine, hranjiva otopina u spremniku za uzgoj istog sloja usvaja jednosmjernu metodu protoka u obliku slova "S". Kako bi se povećao sadržaj kisika u hranjivoj otopini, kada najniži sloj hranjive otopine istječe, između izlaza vode i razine tekućine u spremniku za vodu dizajniran je određeni razmak. Kod uzgoja u supstratu ili tlu, spremnik za vodu postavlja se na gornji sloj, a zalijevanje i gnojidba provode se putem sustava navodnjavanja kap po kap. Glavna cijev je crna PE cijev promjera 32 mm i debljine stijenke 2,0 mm, a grana cijevi je crna PE cijev promjera 16 mm i debljine stijenke 1,2 mm. Svaka grana cijevi ugradite ventil za individualnu kontrolu. Strelica za kapanje koristi ravnu strelicu kapaljku s kompenziranim tlakom, 2 po rupi, umetnutu u korijen sadnice u rupi za uzgoj. Višak vode se skuplja kroz odvodni sustav, filtrira i ponovno koristi.

Sustav za dopunu svjetla

Kada se uređaj za uzgoj koristi za proizvodnju na balkonu, prirodno svjetlo s balkona može se koristiti bez dodatne rasvjete ili s malom količinom dodatne rasvjete. Prilikom uzgoja u dnevnoj sobi potrebno je provesti dizajn dodatne rasvjete. Rasvjetno tijelo je LED lampa za uzgoj duljine 1,2 m, a vrijeme osvjetljenja kontrolira se automatskim timerom. Vrijeme osvjetljenja postavljeno je na 14 sati, a vrijeme bez dodatne rasvjete je 10 sati. U svakom sloju nalaze se 4 LED svjetla, koja su postavljena na dnu sloja. Četiri cijevi na istom sloju spojene su serijski, a slojevi su spojeni paralelno. Prema različitim potrebama za rasvjetom različitih biljaka, može se odabrati LED svjetlo s različitim spektrom.

Sastavljanje uređaja

Prefabricirani kućni uređaj za uzgoj jednostavne je strukture (slika 2), a proces sastavljanja je jednostavan. U prvom koraku, nakon određivanja visine svakog sloja prema visini uzgojenih usjeva, umetnite gredu u otvor leptira uspravnog stupa kako biste izgradili kostur uređaja; u drugom koraku pričvrstite LED cijev za uzgoj na ojačavajuće rebro na stražnjoj strani sloja i postavite sloj u unutarnje korito poprečne grede okvira za uzgoj; u trećem koraku, korito za uzgoj i sustav cirkulacije vode i gnojiva spajaju se gumenim crijevom; u četvrtom koraku, ugradite LED cijev, postavite automatski timer i postavite spremnik za vodu; peti korak - otklanjanje pogrešaka sustava, dodajte vodu u spremnik za vodu. Nakon podešavanja glave i protoka pumpe, provjerite sustav cirkulacije vode i gnojiva te priključak spremnika za uzgoj na curenje vode, uključite napajanje i provjerite priključak LED svjetala i radno stanje automatskog timera.

Slika 2, cjelokupni dizajn montažnog uređaja za uzgoj

Primjena i evaluacija

Primjena u uzgoju

U 2019. godini uređaj će se koristiti za uzgoj povrća u zatvorenom prostoru malog obima, kao što su salata, kineski kupus i celer (slika 3). U 2020. godini, na temelju sažimanja prethodnog iskustva uzgoja, projektni tim je razvio uzgoj organskog supstrata homolognog povrća za hranu i lijekove te tehnologiju uzgoja u hranjivoj otopini Begonia fimbristipula hance, što je obogatilo primjere kućne primjene uređaja. U protekle dvije godine uzgoja i primjene, salata i brzorastuće povrće mogu se ubrati 25 dana nakon uzgoja na unutarnjoj temperaturi od 20-25 ℃; celer treba rasti 35-40 dana; Begonia fimbristipula Hance i kineski kupus su višegodišnje biljke koje se mogu brati više puta; Begonia fimbristipula može ubrati gornjih 10 cm stabljika i listova za oko 35 dana, a mlade stabljike i listovi mogu se ubrati za oko 45 dana za uzgoj kupusa. Prilikom berbe, prinos salate i kineskog kupusa je 100~150 g po biljci; Prinos bijelog i crvenog celera po biljci je 100~120 g; prinos Begonia fimbristipula Hance u prvoj berbi je nizak, 20-30 g po biljci, a uz kontinuirano klijanje bočnih grana, može se brati drugi put, s razmakom od oko 15 dana i prinosom od 60-80 g po biljci; prinos hranjive rupe je 50-80 g, bere se jednom svakih 25 dana i može se brati kontinuirano.

Slika 3, Proizvodna primjena montažnog uređaja za uzgoj

Učinak primjene

Nakon više od godinu dana proizvodnje i primjene, uređaj može u potpunosti iskoristiti trodimenzionalni prostor prostorije za proizvodnju raznih usjeva u malim razmjerima. Njegove operacije utovara i istovara su jednostavne i lako se uče, te nije potrebna stručna obuka. Podešavanjem podizanja i protoka vodene pumpe može se izbjeći problem prekomjernog protoka i prelijevanja hranjive otopine u spremniku za uzgoj. Dizajn otvorenog poklopca spremnika za uzgoj nije samo jednostavan za čišćenje nakon upotrebe, već se i lako zamjenjuje kada se pribor ošteti. Spremnik za uzgoj spojen je gumenim crijevom sustava za cirkulaciju vode i gnojiva, što ostvaruje modularni dizajn spremnika za uzgoj i sustava za cirkulaciju vode i gnojiva, te izbjegava nedostatke integriranog dizajna u tradicionalnom hidroponskom uređaju. Osim toga, uređaj se može koristiti za znanstvena istraživanja pod kontroliranim uvjetima temperature i vlažnosti, uz kućnu proizvodnju usjeva. Ne samo da štedi prostor za testiranje, već i zadovoljava zahtjeve proizvodnog okruženja, posebno konzistentnost okruženja za rast korijena. Nakon jednostavnog poboljšanja, uređaj za uzgoj može zadovoljiti i zahtjeve različitih metoda obrade rizosfernog okoliša te se široko koristi u znanstvenim eksperimentima s biljkama.

Izvor članka: WeChat računTehnologija poljoprivrednog inženjerstva (plasteničko hortikultura) 

Referentne informacije: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, et al.Dizajn i primjena montažnih kućanskih uređaja za uzgoj [J]. Poljoprivredna inženjerska tehnologija, 2021, 41 (16): 12-15.