[Kokkuvõte]Praegu on kodused istutusseadmed tavaliselt integreeritud disainiga, mis tekitab palju ebamugavusi liikumisel ning peale- ja mahalaadimisel. Lähtudes linnaelanike elamispinna omadustest ja peretaimede tootmise disainieesmärgist, pakutakse selles artiklis välja uut tüüpi kokkupandava peretaimede seadme disain. Seade koosneb neljast osast: tugisüsteemist, harimissüsteemist, vee- ja väetisesüsteemist ning valgustussüsteemist (peamiselt LED-kasvutuledest). Sellel on väike jalajälg, hea ruumikasutus, uudne konstruktsioon, mugav lahtivõtmine ja kokkupanek, madal hind ja hea praktilisus. See suudab rahuldada linnaelanike vajadusi salati, selleri, kiirköögivilja, toitva kapsa ja begoonia fimbristipula osas. Pärast väikesemahulist modifitseerimist saab seda kasutada ka taimeteaduslikeks katseteks.

Kasvatusseadmete üldine disain

Disainipõhimõtted

Eelmonteeritud harimisseade on suunatud peamiselt linnaelanikele. Meeskond uuris põhjalikult linnaelanike elamispinna omadusi. Pindala on väike ja ruumikasutus on kõrge; konstruktsioon on uudne ja ilus; seda on mugav lahti võtta ja kokku panna, see on lihtne ja kergesti õpitav; see on odav ja hästi teostatav. Need neli põhimõtet läbivad kogu disainiprotsessi ja püüavad saavutada lõppeesmärki, milleks on harmoneerumine kodukeskkonnaga, ilus ja korralik konstruktsioon ning ökonoomne ja praktiline kasutusväärtus.

Kasutatavad materjalid

Tugiraam ostetakse turult saadaolevast mitmekihilisest riiulitootest, selle pikkus on 1,5 m, laius 0,6 m ja kõrgus 2,0 m. Materjal on teras, mis on pihustatud ja roostekindel ning tugiraami neli nurka on keevitatud universaalsete piduriratastega; tugiraami kihi tugevdamiseks on valitud ribiline plaat, mis on valmistatud 2 mm paksusest terasplaadist, millel on pihustatud plastist roostevastane töötlus, kaks tükki kihi kohta. Kasvuvann on valmistatud avatud korgiga PVC hüdropoonilisest ruudukujulisest torust, mõõtmetega 10 cm × 10 cm. Materjal on kõva PVC-plaat paksusega 2,4 mm. Kasvuaukude läbimõõt on 5 cm ja kasvuaukude vahekaugus on 10 cm. Toitelahuse paak või veepaak on valmistatud 7 mm seinapaksusega plastkarbist, pikkusega 120 cm, laiusega 50 cm ja kõrgusega 28 cm.

Kasvatusseadme struktuuri disain

Üldise projekteerimisplaani kohaselt koosneb tehases valmistatud perekasvatusseade neljast osast: tugisüsteemist, kultiveerimissüsteemist, vee- ja väetisesüsteemist ning valgustussüsteemist (peamiselt LED-kasvuvalgustid). Süsteemi jaotus on näidatud joonisel 1.

Joonisel 1 on näidatud süsteemi jaotus.

Tugisüsteemi disain

Eelmonteeritud perekondliku harimisseadme tugisüsteem koosneb püstisest postist, talast ja kihilisest plaadist. Post ja tala sisestatakse liblikakujulise ava kaudu, mida on mugav lahti võtta ja kokku panna. Tala on varustatud tugevdatud ribidega kihilise plaadiga. Harimisraami neli nurka on keevitatud universaalsete piduritega ratastega, et suurendada harimisseadme liikumise paindlikkust.

Kasvatussüsteemi disain

Kasvupaak on 10 cm × 10 cm suurune ruudukujuline hüdropooniline toru avatud kaanega, mida on lihtne puhastada ja mida saab kasutada toitainelahuse, substraadi või mullaharimiseks. Toitelahuse kasvatamisel asetatakse istutuskorv istutusauku ja seemikud kinnitatakse vastava spetsifikatsiooniga käsnaga. Substraadi või mulla harimisel topitakse kasvurenni mõlemas otsas olevatesse ühendusavadesse käsn või marli, et vältida substraadi või mulla ummistumist drenaažisüsteemis. Kasvupaagi kaks otsa on tsirkulatsioonisüsteemiga ühendatud 30 mm siseläbimõõduga kummivooliku abil, mis aitab tõhusalt vältida PVC-liimiga liimimisel tekkivaid struktuurilisi tahkestumise defekte, mis ei soodusta liikumist.

Vee- ja väetise ringlussüsteemi disain

Toitelahuse kultiveerimisel kasutage reguleeritavat pumpa, et lisada toitelahus ülemisse kultiveerimispaaki ja kontrollida toitelahuse voolusuunda PVC-toru sisemise korgi kaudu. Toitelahuse ebaühtlase voolu vältimiseks kasutab sama kihi kultiveerimispaagis olev toitelahus ühesuunalist "S-kujulist" voolumeetodit. Toitelahuse hapnikusisalduse suurendamiseks projekteeritakse toitelahuse alumise kihi väljavoolul vee väljavoolu ja veepaagi vedelikutaseme vahele teatud vahe. Substraadi või mulla kultiveerimisel asetatakse veepaak ülemisele kihile ning kastmine ja väetamine toimub tilkniisutussüsteemi kaudu. Peamine toru on must PE-toru läbimõõduga 32 mm ja seina paksusega 2,0 mm ning harutoru on must PE-toru läbimõõduga 16 mm ja seina paksusega 1,2 mm. Iga harutoru jaoks on paigaldatud ventiil individuaalseks juhtimiseks. Tilknool kasutab rõhukompenseeritud sirget nooletilka, 2 tk augu kohta, mis sisestatakse kultiveerimisavas oleva seemiku juure. Liigne vesi kogutakse drenaažisüsteemi kaudu, filtreeritakse ja taaskasutatakse.

Valguslisandite süsteem

Kui kasvuseadet kasutatakse rõdul kasvatamiseks, saab rõdu loomulikku valgust kasutada ilma lisavalgustuseta või väikese lisavalguse hulgaga. Elutuppa kasvatades on vaja teostada lisavalgustuse projekteerimine. Valgustiks on 1,2 m pikkune LED-kasvulamp ja valgusaega juhitakse automaatse taimeriga. Valgusaeg on seatud 14 tunnile ja lisavalgustuseta aeg on 10 tundi. Igas kihis on 4 LED-lampi, mis on paigaldatud kihi alumisele osale. Samal kihil olevad neli toru on ühendatud järjestikku ja kihid on ühendatud paralleelselt. Vastavalt erinevate taimede erinevatele valgusvajadustele saab valida erineva spektriga LED-valguse.

Seadme kokkupanek

Eelmonteeritud kodukasvatusseade on lihtsa konstruktsiooniga (joonis 2) ja kokkupanekuprotsess on lihtne. Esimeses etapis, pärast iga kihi kõrguse määramist vastavalt kasvatatavate põllukultuuride kõrgusele, sisestage tala püstise posti liblikaavasse, et ehitada seadme karkass; teises etapis kinnitage LED-kasvuvalguse toru kihi tagaküljel olevale tugevdusribale ja asetage kiht kultiveerimisraami risttala sisemisse süvendisse; kolmandas etapis ühendage kultiveerimisküna ja vee- ja väetise tsirkulatsioonisüsteem kummivoolikuga; neljandas etapis paigaldage LED-toru, seadistage automaatne taimer ja asetage veepaak; viies samm - süsteemi veaotsing, lisage veepaaki vett. Pärast pumba pea ja vooluhulga reguleerimist kontrollige vee- ja väetise tsirkulatsioonisüsteemi ning kultiveerimispaagi ühendust veelekke suhtes, lülitage seade sisse ja kontrollige LED-tulede ühendust ning automaatse taimeri töökorda.

Joonis 2, monteeritava kultiveerimisseadme üldine konstruktsioon

Taotlemine ja hindamine

Kasvatusrakendus

2019. aastal hakatakse seadet kasutama köögiviljade, näiteks salati, hiina kapsa ja selleri, väikesemahuliseks siseruumides kasvatamiseks (joonis 3). 2020. aastal töötas projektimeeskond eelnevate kasvatuskogemuste kokkuvõtte põhjal välja toidu- ja ravimiköögivilja orgaanilise substraadi kasvatamise ning Begonia fimbristipula hance'i toitainelahuse kasvatamise tehnoloogia, mis rikastas seadme koduse kasutamise näiteid. Viimase kahe kasvatamis- ja rakendusaasta jooksul saab salatit ja kiirköögivilja koristada 25 päeva pärast kasvatamist sisetemperatuuril 20–25 ℃; seller peab kasvama 35–40 päeva; Begonia fimbristipula hance ja hiina kapsas on mitmeaastased taimed, mida saab koristada mitu korda; Begonia fimbristipula saab koristada ülemised 10 cm varred ja lehed umbes 35 päevaga ning noored varred ja lehed saab koristada umbes 45 päevaga kapsa kasvatamiseks. Koristamisel on salati ja hiina kapsa saagikus 100–150 g taime kohta; Valge ja punase selleri saagikus taime kohta on 100–120 g; Begonia fimbristipula Hance'i saagikus esimesel saagil on madal, 20–30 g taime kohta, ja külgokste pideva idanemisega saab seda teist korda koristada umbes 15-päevase intervalliga ja saagikusega 60–80 g taime kohta; toitva menüüaugu saagikus on 50–80 g, koristatakse üks kord 25 päeva jooksul ja seda saab koristada pidevalt.

Joonis 3. Eelmonteeritud kultivaatori tootmisrakendus

Rakenduse mõju

Pärast enam kui aastast tootmist ja kasutamist suudab seade ruumi kolmemõõtmelist ruumi täielikult ära kasutada mitmesuguste põllukultuuride väikesemahuliseks tootmiseks. Selle laadimis- ja mahalaadimistoimingud on lihtsad ja kergesti õpitavad ning ei vaja erialast koolitust. Veepumba tõstejõu ja voolu reguleerimise abil saab vältida liigset voolu ja toitainelahuse ülevoolu kultiveerimispaagis. Kultiveerimispaagi avatud kaanekujundust on pärast kasutamist mitte ainult lihtne puhastada, vaid ka lihtne asendada, kui lisatarvikud on kahjustatud. Kultiveerimispaak on ühendatud vee- ja väetise tsirkulatsioonisüsteemi kummivoolikuga, mis realiseerib kultiveerimispaagi ja vee- ja väetise tsirkulatsioonisüsteemi modulaarset disaini ning väldib traditsioonilise hüdropoonikaseadme integreeritud disaini puudusi. Lisaks saab seadet kasutada teaduslikuks uurimistööks kontrollitavate temperatuuri- ja niiskustingimuste korral lisaks kodumajapidamises põllukultuuride tootmisele. See mitte ainult ei säästa katseruumi, vaid vastab ka tootmiskeskkonna nõuetele, eriti juurte kasvukeskkonna järjepidevuse osas. Pärast lihtsat täiustamist saab kultiveerimisseade vastata ka risosfääri keskkonna erinevate töötlemismeetodite nõuetele ning seda on laialdaselt kasutatud taimeteaduslikes katsetes.

Artikli allikas: WeChati kontoPõllumajandustehnika (kasvuhooneaiandus) 

Viiteteave: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan jt.Eelvalmistatud kodumajapidamises kasutatava harimisseadme disain ja kasutamine [J]. Põllumajandustehnika tehnoloogia, 2021,41(16):12-15.