[Santrauka]Šiuo metu namų sodinimo įrenginiai dažniausiai yra integruotos konstrukcijos, todėl juos sunku perkelti, pakrauti ir iškrauti. Remiantis miesto gyventojų gyvenamosios erdvės ypatybėmis ir šeimos augalų auginimo projektavimo tikslu, šiame straipsnyje siūlomas naujo tipo surenkamo šeimos sodinimo įrenginio projektas. Įrenginį sudaro keturios dalys: atraminė sistema, auginimo sistema, vandens ir trąšų sistema bei apšvietimo papildymo sistema (dažniausiai LED auginimo lempos). Jis užima mažai vietos, puikiai išnaudoja erdvę, yra naujos konstrukcijos, lengvai išardomas ir surenkamas, nebrangus ir praktiškas. Jis gali patenkinti miesto gyventojų poreikius, susijusius su salierų, greito derliaus daržovių, maistingųjų kopūstų ir begonijų fimbristipula auginimu. Po nedidelio masto modifikavimo jis taip pat gali būti naudojamas augalų moksliniams eksperimentams.

Bendras auginimo įrangos projektavimas

Projektavimo principai

Surenkamas auginimo įrenginys daugiausia skirtas miesto gyventojams. Komanda nuodugniai ištyrė miesto gyventojų gyvenamosios erdvės ypatybes. Plotas yra mažas, o erdvės panaudojimo lygis didelis; konstrukcija yra nauja ir graži; ją patogu išardyti ir surinkti, paprasta ir lengva išmokti; ji yra maža kaina ir labai praktiška. Šie keturi principai apima visą projektavimo procesą ir siekia galutinio tikslo – derėti su namų aplinka, gražią ir tinkamą konstrukciją bei ekonomišką ir praktišką naudojimo vertę.

Naudotinos medžiagos

Atraminis rėmas perkamas iš rinkoje esančių daugiasluoksnių lentynų gaminių, 1,5 m ilgio, 0,6 m pločio ir 2,0 m aukščio. Medžiaga yra plienas, purškiamas ir atsparus rūdijimui, o keturi atraminio rėmo kampai yra privirinti su stabdžiais valdomais universaliais ratukais; briaunota plokštė parenkama atraminio rėmo sluoksnio plokštės sutvirtinimui, kuri pagaminta iš 2 mm storio plieninės plokštės, padengtos purškiamu plastiku, apsaugančia nuo rūdžių, po dvi dalis kiekviename sluoksnyje. Auginimo lovis pagamintas iš atviro dangtelio PVC hidroponinio kvadratinio vamzdžio, 10 cm × 10 cm. Medžiaga yra kieta PVC plokštė, kurios storis 2,4 mm. Auginimo skylių skersmuo yra 5 cm, o tarpas tarp jų – 10 cm. Maistinių medžiagų tirpalo arba vandens bakas pagamintas iš plastikinės dėžės, kurios sienelių storis yra 7 mm, ilgis – 120 cm, plotis – 50 cm, o aukštis – 28 cm.

Auginimo įrenginio konstrukcijos projektavimas

Pagal bendrą projektavimo planą, surenkamas šeimos auginimo įrenginys susideda iš keturių dalių: atraminės sistemos, auginimo sistemos, vandens ir trąšų sistemos bei apšvietimo papildymo sistemos (daugiausia LED auginimo lempų). Sistemos pasiskirstymas parodytas 1 paveiksle.

1 paveiksle parodytas pasiskirstymas sistemoje.

Palaikymo sistemos projektavimas

Surenkamo šeimos auginimo įrenginio atraminė sistema sudaryta iš vertikalaus stulpo, sijos ir sluoksniuotos plokštės. Stulpas ir sija įstatomi per drugelio formos skylę, todėl juos patogu išardyti ir surinkti. Sija turi sustiprintą briaunuotą sluoksniuotą plokštę. Keturi auginimo rėmo kampai yra suvirinti su universaliais ratukais su stabdžiais, kad padidėtų auginimo įrenginio judėjimo lankstumas.

Auginimo sistemos projektavimas

Auginimo bakas yra 10 cm × 10 cm dydžio hidroponinis kvadratinis vamzdis su atviru dangčiu, kurį lengva valyti ir kuris gali būti naudojamas maistinių medžiagų tirpalų, substrato arba dirvožemio auginimui. Auginant maistinių medžiagų tirpaluose, sodinimo krepšelis įdedamas į sodinimo duobę, o daigai pritvirtinami atitinkamos specifikacijos kempine. Auginant substratą arba dirvožemį, į abiejuose auginimo lovelio galuose esančias jungiamąsias angas įkišama kempinė arba marlė, kad substratas arba dirvožemis neužkimštų drenažo sistemos. Abu auginimo bako galai prie cirkuliacinės sistemos prijungiami gumine žarna, kurios vidinis skersmuo yra 30 mm, taip efektyviai išvengiama struktūrinio kietėjimo defektų, kuriuos sukelia PVC klijų sukibimas, kuris nepadeda judėti.

Vandens ir trąšų cirkuliacijos sistemos projektavimas

Auginant maistinių medžiagų tirpalą, naudokite reguliuojamą siurblį maistinių medžiagų tirpalui įpilti į viršutinį auginimo baką ir valdykite maistinių medžiagų tirpalo tekėjimo kryptį per vidinį PVC vamzdžio kamštį. Siekiant išvengti netolygaus maistinių medžiagų tirpalo tekėjimo, maistinių medžiagų tirpalas to paties sluoksnio auginimo bake teka vienakrypčiu „S formos“ tekėjimo metodu. Siekiant padidinti deguonies kiekį maistinių medžiagų tirpale, kai išteka apatinis maistinių medžiagų tirpalo sluoksnis, tarp vandens išleidimo angos ir vandens bako skysčio lygio projektuojamas tam tikras tarpas. Auginant substratą arba dirvožemį, vandens bakas pastatomas ant viršutinio sluoksnio, o laistymas ir tręšimas atliekami lašelinio drėkinimo sistema. Pagrindinis vamzdis yra juodas PE vamzdis, kurio skersmuo yra 32 mm, o sienelės storis – 2,0 mm, o atšaka – juodas PE vamzdis, kurio skersmuo yra 16 mm, o sienelės storis – 1,2 mm. Kiekviename atšakos vamzdyje sumontuokite vožtuvą individualiam valdymui. Lašinimo rodyklė naudoja slėgio kompensuojamą tiesios rodyklės lašintuvą, 2 kiekvienoje skylėje, įkišamą į daigo šaknį auginimo duobėje. Perteklinis vanduo surenkamas per drenažo sistemą, filtruojamas ir pakartotinai panaudojamas.

Šviesos papildų sistema

Kai auginimo įrenginys naudojamas balkono auginimui, natūralią šviesą iš balkono galima naudoti be papildomo apšvietimo arba su nedideliu papildomo apšvietimo kiekiu. Auginant svetainėje, būtina atlikti papildomo apšvietimo projektą. Šviestuvas yra 1,2 m ilgio LED auginimo lempa, kurios apšvietimo laiką reguliuoja automatinis laikmatis. Apšvietimo laikas nustatytas 14 val., o be papildomo apšvietimo – 10 val. Kiekviename sluoksnyje yra 4 LED lemputės, kurios įrengiamos sluoksnio apačioje. Keturi to paties sluoksnio vamzdeliai sujungti nuosekliai, o sluoksniai sujungti lygiagrečiai. Atsižvelgiant į skirtingus skirtingų augalų apšvietimo poreikius, galima pasirinkti skirtingo spektro LED lemputes.

Įrenginio surinkimas

Surenkamas namų auginimo įrenginys yra paprastos konstrukcijos (2 pav.), o surinkimo procesas paprastas. Pirmame etape, nustačius kiekvieno sluoksnio aukštį pagal auginamų augalų aukštį, į vertikalaus stulpo „droselio“ formos angą įstatykite siją, kad sukonstruotų įrenginio karkasą; antrame etape pritvirtinkite LED auginimo šviesos vamzdelį prie armatūros briaunos sluoksnio gale ir įdėkite sluoksnį į auginimo rėmo skersinės sijos vidinį lovelį; trečiame etape auginimo lovelis ir vandens bei trąšų cirkuliacijos sistema sujungiami gumine žarna; ketvirtame etape sumontuokite LED vamzdelį, nustatykite automatinį laikmatį ir įdėkite vandens baką; penktame etape derinkite sistemą, įpilkite vandens į vandens baką. Sureguliavę siurblio galvutę ir srautą, patikrinkite vandens ir trąšų cirkuliacijos sistemą bei auginimo bako jungtį, ar nėra vandens nuotėkio, įjunkite maitinimą ir patikrinkite LED lempučių jungtį bei automatinio laikmačio veikimo būklę.

2 pav., bendras surenkamojo kultivavimo įrenginio projektas

Paraiška ir vertinimas

Auginimo paraiška

2019 m. įrenginys bus naudojamas nedidelio masto daržovių, tokių kaip salotos, kininiai kopūstai ir salierai, auginimui patalpose (3 pav.). 2020 m., apibendrinusi ankstesnę auginimo patirtį, projekto komanda sukūrė maistinių ir vaistinių daržovių auginimo organiniame substrate technologiją ir Begonia fimbristipula hance auginimo maistinių tirpalų tirpale technologiją, kuri praturtino įrenginio taikymo namuose pavyzdžius. Per pastaruosius dvejus auginimo ir taikymo metus salotų ir greito derliaus daržovių derlių galima nuimti praėjus 25 dienoms po auginimo 20–25 ℃ patalpų temperatūroje; salierams reikia augti 35–40 dienų; Begonia fimbristipula Hance ir kininiai kopūstai yra daugiamečiai augalai, kurių derlių galima nuimti kelis kartus; Begonia fimbristipula gali nuimti viršutinius 10 cm stiebus ir lapus maždaug per 35 dienas, o jaunus stiebus ir lapus kopūstams auginti galima nuimti maždaug per 45 dienas. Nuėmus derlių, salotų ir kininių kopūstų derlius yra 100–150 g iš augalo; Baltųjų ir raudonųjų salierų derlius iš vieno augalo yra 100–120 g; Begonia fimbristipula Hance derlius per pirmąjį derlių yra mažas, 20–30 g iš vieno augalo, o šoninėms šakoms nuolat dygstant, galima nuimti antrą derlių, maždaug kas 15 dienų, ir gauti 60–80 g iš vieno augalo; maistingosios menkių skylės derlius yra 50–80 g, nuimamas kas 25 dienas, ir jį galima nuimti nuolat.

3 pav. Gamyklinio surinkimo įrenginio pritaikymas gamyboje

Taikymo efektas

Po daugiau nei metų gamybos ir naudojimo įrenginys gali pilnai išnaudoti trimatę patalpos erdvę nedidelio masto įvairių kultūrų auginimui. Jo pakrovimo ir iškrovimo operacijos yra paprastos ir lengvai išmokstamos, nereikalaujant profesinio mokymo. Reguliuojant vandens siurblio pakėlimą ir srautą, galima išvengti per didelio srauto ir maistinių medžiagų tirpalo perpildymo auginimo bake. Atviro dangčio auginimo bako konstrukcija yra ne tik lengvai valoma po naudojimo, bet ir lengvai pakeičiama, kai priedai yra pažeisti. Auginimo bakas yra sujungtas su vandens ir trąšų cirkuliacijos sistemos gumine žarna, kuri įgyvendina modulinę auginimo bako ir vandens bei trąšų cirkuliacijos sistemos konstrukciją ir išvengia integruotos konstrukcijos trūkumų tradiciniame hidroponiniame įrenginyje. Be to, įrenginys gali būti naudojamas moksliniams tyrimams kontroliuojamomis temperatūros ir drėgmės sąlygomis, be to, jis gali būti naudojamas namų ūkio kultūrų auginimui. Tai ne tik taupo bandymų vietą, bet ir atitinka gamybos aplinkos reikalavimus, ypač šaknų augimo aplinkos nuoseklumą. Po paprasto patobulinimo, auginimo įrenginys taip pat gali atitikti skirtingų rizosferos aplinkos apdorojimo metodų reikalavimus ir buvo plačiai naudojamas augalų moksliniuose eksperimentuose.

Straipsnio šaltinis: „Wechat“ paskyraŽemės ūkio inžinerijos technologijos (šiltnamių sodininkystė) 

Nuoroda informacija: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan ir kt.Surenkamų buitinių žemės dirbimo įrenginių projektavimas ir taikymas [J]. Žemės ūkio inžinerijos technologijos, 2021, 41 (16): 12-15.