[Abstrakt] V súčasnosti zariadenia na domáce pestovanie zvyčajne prijímajú integrovaný dizajn, ktorý prináša veľa nepríjemností pri pohybe a nakladaní a vykladaní.Na základe charakteristík obytného priestoru obyvateľov miest a konštrukčného cieľa rodinnej rastlinnej výroby navrhuje tento článok nový typ konštrukcie prefabrikovaného zariadenia na rodinnú výsadbu.Zariadenie sa skladá zo štyroch častí: podporný systém, kultivačný systém, systém vody a hnojenia a systém dopĺňania svetla (väčšinou LED pestovateľské svetlá).Má malé rozmery, vysoké využitie priestoru, novú štruktúru, pohodlnú demontáž a montáž, nízke náklady a dobrú praktickosť.Dokáže vyhovieť potrebám obyvateľov miest na šalát na zeler, rýchlu zeleninu, výživnú kapustu a begóniu fimbristipulu.Po drobnej úprave sa dá použiť aj na výskum rastlinných vedeckých experimentov

Celkový dizajn kultivačného zariadenia

Princípy dizajnu

Prefabrikované pestovateľské zariadenie je orientované najmä na obyvateľov miest.Tím plne preskúmal charakteristiky životného priestoru obyvateľov miest.Oblasť je malá a miera využitia priestoru je vysoká;štruktúra je nová a krásna;je vhodné rozoberať a zostavovať, jednoduché a ľahko sa učí;má nízku cenu a dobrú praktickosť.Tieto štyri princípy prechádzajú celým procesom navrhovania a snažia sa dosiahnuť konečný cieľ, ktorým je harmonizácia s domácim prostredím, krásna a decentná štruktúra a hospodárna a praktická úžitková hodnota.

Materiály, ktoré sa majú použiť

Nosný rám je zakúpený z trhového viacvrstvového regálového produktu s dĺžkou 1,5 m, šírkou 0,6 m a výškou 2,0 m.Materiál je oceľ, striekaná a nehrdzavejúca a štyri rohy nosného rámu sú zvarené s brzdovými univerzálnymi kolesami;rebrovaná doska je vybraná tak, aby spevnila vrstvu nosného rámu, ktorá je vyrobená z 2 mm hrubého oceľového plechu s striekanou plastovou antikoróznou úpravou, dva kusy na vrstvu.Kultivačný žľab je vyrobený z PVC hydroponickej štvorcovej trubice s otvoreným uzáverom, 10 cm × 10 cm.Materiál je tvrdá PVC doska s hrúbkou 2,4 mm.Priemer kultivačných otvorov je 5 cm a rozstup kultivačných otvorov je 10 cm.Nádrž na živný roztok alebo nádrž na vodu je vyrobená z plastovej škatule s hrúbkou steny 7 mm, s dĺžkou 120 cm, šírkou 50 cm a výškou 28 cm.

Návrh štruktúry kultivačného zariadenia

Podľa celkového konštrukčného plánu sa prefabrikované rodinné pestovateľské zariadenie skladá zo štyroch častí: podporný systém, kultivačný systém, systém vody a hnojív a systém doplnenia svetla (väčšinou LED pestovateľské svetlá).Distribúcia v systéme je znázornená na obrázku 1.

Na obrázku 1 je znázornené rozdelenie v systéme.

Návrh podporného systému

Nosný systém prefabrikovaného rodinného pestovateľského zariadenia je zložený zo vzpriamenej tyče, trámu a vrstvenej dosky.Tyč a nosník sa vkladajú cez sponu s motýľovým otvorom, ktorú je možné pohodlne rozobrať a zložiť.Nosník je vybavený doskou zosilnenej rebrovej vrstvy.Štyri rohy kultivačného rámu sú zvarené univerzálnymi kolesami s brzdami pre zvýšenie flexibility pohybu kultivačného zariadenia.

Návrh kultivačného systému

Kultivačná nádrž je 10 cm × 10 cm hydroponická štvorcová trubica s otvoreným krytom, ktorý sa ľahko čistí a môže byť použitý na pestovanie živných roztokov, pestovanie substrátu alebo kultiváciu pôdy.Pri pestovaní živných roztokov sa výsadbový kôš umiestni do výsadbovej jamy a sadenice sa upevnia špongiou zodpovedajúcich špecifikácií.Pri kultivácii substrátu alebo pôdy sa do spojovacích otvorov na oboch koncoch kultivačného žľabu natlačí špongia alebo gáza, aby sa zabránilo upchávaniu drenážneho systému substrátom alebo zeminou.Dva konce kultivačnej nádrže sú spojené s cirkulačným systémom gumovou hadicou s vnútorným priemerom 30 mm, čím sa účinne predchádza defektom tuhnutia konštrukcie spôsobeným lepením PVC lepidla, ktoré neprospieva pohybu.

Návrh systému cirkulácie vody a hnojív

Pri kultivácii živného roztoku použite nastaviteľné čerpadlo na pridanie živného roztoku do kultivačnej nádrže na najvyššej úrovni a ovládajte smer toku živného roztoku cez vnútornú zátku PVC rúrky.Aby sa predišlo nerovnomernému toku živného roztoku, živný roztok v rovnakej vrstve kultivačnej nádrže využíva jednosmernú metódu toku v tvare písmena S.Aby sa zvýšil obsah kyslíka v živnom roztoku, keď vyteká najnižšia vrstva živného roztoku, je navrhnutá určitá medzera medzi výstupom vody a hladinou kvapaliny vo vodnej nádrži.Pri kultivácii substrátu alebo pôdy je nádrž na vodu umiestnená na vrchnej vrstve a zalievanie a hnojenie sa vykonáva pomocou systému kvapkovej závlahy.Hlavná rúra je čierna PE rúra s priemerom 32 mm a hrúbkou steny 2,0 mm a odbočná rúra je čierna PE rúra s priemerom 16 mm a hrúbkou steny 1,2 mm.Každá odbočná rúrka Nainštalujte ventil pre individuálne ovládanie.Vypúšťacia šípka používa tlakovo kompenzovaný priamy šípový dripper, 2 na každý otvor, vložený do koreňa sadenice v kultivačnom otvore.Prebytočná voda sa zhromažďuje cez drenážny systém, filtruje a znovu používa.

Systém doplnku svetla

Keď sa kultivačné zariadenie používa na balkónovú výrobu, prirodzené svetlo z balkóna sa môže využívať bez doplnkového svetla alebo malého množstva doplnkového svetla.Pri pestovaní v obývačke je potrebné vykonať návrh doplnkového osvetlenia.Osvetlenie je 1,2 m dlhé LED rastrové svetlo a doba svietenia je riadená automatickým časovačom.Doba svietenia je nastavená na 14 hodín a doba nedoplňujúceho svetla je 10 hodín.V každej vrstve sú 4 LED svetlá, ktoré sú inštalované v spodnej časti vrstvy.Štyri rúrky na tej istej vrstve sú zapojené do série a vrstvy sú spojené paralelne.Podľa rôznych potrieb osvetlenia rôznych rastlín je možné zvoliť LED svetlo s rôznym spektrom.

Zostavenie zariadenia

Prefabrikované domáce pestovateľské zariadenie má jednoduchú štruktúru (obrázok 2) a proces montáže je jednoduchý.V prvom kroku, po určení výšky každej vrstvy podľa výšky pestovaných plodín, vložte trám do motýľového otvoru vzpriamenej tyče, aby ste postavili kostru zariadenia;v druhom kroku upevnite LED rastrovú svetelnú trubicu na výstužnú rebro na zadnej strane vrstvy a umiestnite vrstvu do vnútorného žľabu priečneho nosníka kultivačného rámu;tretí krok, kultivačný žľab a systém cirkulácie vody a hnojív sú spojené gumovou hadicou;štvrtý krok, nainštalujte LED trubicu, nastavte automatický časovač a umiestnite nádrž na vodu;piaty krok ladenia systému, doplnenie vody do vodnej nádrže Po nastavení hlavy čerpadla a prietoku skontrolujte cirkulačný systém vody a hnojiva a pripojenie kultivačnej nádrže, či nedochádza k úniku vody, zapnite napájanie a skontrolujte pripojenie LED svetiel a funkčnosť stav automatického časovača.

Obrázok 2, celkový dizajn prefabrikovaného kultivačného zariadenia

Aplikácia a hodnotenie

Kultivačná aplikácia

V roku 2019 bude zariadenie slúžiť na maloobjemové indoor pestovanie zeleniny, ako je šalát, čínska kapusta a zeler (obrázok 3).V roku 2020 na základe zhrnutia doterajších pestovateľských skúseností projektový tím vyvinul organické substrátové pestovanie homologickej zeleniny pre potraviny a liečivá a technológiu kultivácie živných roztokov Begonia fimbristipula hance, ktoré obohatili príklady domácej aplikácie zariadenia.V posledných dvoch rokoch pestovania a aplikácie sa šalát a rýchla zelenina môžu zbierať 25 dní po kultivácii pri vnútornej teplote 20-25 ℃;zeler potrebuje rásť 35-40 dní;Begonia fimbristipula Hance a čínska kapusta sú viacročné rastliny, ktoré je možné zbierať viackrát;Begonia fimbristipula dokáže zozbierať vrchné 10 cm stonky a listy asi za 35 dní a mladé stonky a listy možno zberať asi za 45 dní na pestovanie kapusty.Pri zbere je úroda šalátu a čínskej kapusty 100~150 g na rastlinu;výnos bieleho zeleru a červeného zeleru na rastlinu je 100 ~ 120 g;úroda Begonia fimbristipula Hance v prvom zbere je nízka, 20-30 g na rastlinu a pri kontinuálnom klíčení bočných vetiev sa môže zberať aj druhýkrát, s odstupom cca 15 dní a úrodami 60- 80 g na rastlinu;výťažnosť jamky na výživné menu je 50 – 80 g, zbiera sa raz za 25 dní a možno ju zbierať priebežne.

Obrázok 3, Výrobná aplikácia prefabrikovaného kultivačného zariadenia

Aplikačný efekt

Po viac ako roku výroby a aplikácie dokáže zariadenie naplno využiť trojrozmerný priestor miestnosti na drobnú produkciu najrôznejších plodín.Jeho operácie nakladania a vykladania sú jednoduché a ľahko sa učí a nevyžaduje sa žiadne odborné školenie.Nastavením zdvihu a prietoku vodného čerpadla sa dá vyhnúť problémom s nadmerným prietokom a pretečením živného roztoku v kultivačnej nádrži.Dizajn otvoreného krytu kultivačnej nádrže sa po použití nielen ľahko čistí, ale aj ľahko vymení pri poškodení príslušenstva.Kultivačná nádrž je spojená s gumovou hadicou systému cirkulácie vody a hnojív, čím sa realizuje modulárny dizajn kultivačnej nádrže a systému cirkulácie vody a hnojív a vyhýba sa nevýhodám integrovaného dizajnu v tradičnom hydroponickom zariadení.Okrem toho môže byť zariadenie použité na vedecký výskum v podmienkach regulovateľnej teploty a vlhkosti okrem domácej produkcie plodín.Šetrí nielen testovací priestor, ale spĺňa aj požiadavky výrobného prostredia, najmä konzistenciu prostredia pre rast koreňov.Po jednoduchom vylepšení môže kultivačné zariadenie spĺňať aj požiadavky rôznych metód úpravy prostredia rizosféry a bolo široko používané vo vedeckých experimentoch s rastlinami.

Zdroj článku: Wechat account ofTechnológia poľnohospodárskej techniky (skleníkové záhradníctvo) 

Referenčné informácie: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan a kol.Návrh a aplikácia prefabrikovaného zariadenia na pestovanie domácnosti[J].Technológia poľnohospodárskej techniky,2021,41(16):12-15.