[Özet]Şu anda evde ekim cihazları genellikle entegre bir tasarım benimsiyor ve bu da hareket, yükleme ve boşaltma konusunda birçok sıkıntıya neden oluyor. Kent sakinlerinin yaşam alanlarının özelliklerine ve aile bitkisi üretiminin tasarım hedefine dayanarak, bu makale yeni bir tür prefabrik aile ekim cihazı tasarımı önermektedir. Cihaz dört parçadan oluşur: bir destek sistemi, bir yetiştirme sistemi, bir su ve gübre sistemi ve bir ışık destek sistemi (çoğunlukla LED yetiştirme ışıkları). Az yer kaplar, yüksek alan kullanımı, yeni yapısı, uygun sökme ve takma, düşük maliyet ve güçlü uygulanabilirliğe sahiptir. Kent sakinlerinin kerevizlik marul, hızlı sebze, besleyici lahana ve begonya fimbristipula konusundaki ihtiyaçlarını karşılayabiliyor. Küçük ölçekli modifikasyondan sonra bitki bilimsel deney araştırmaları için de kullanılabilir.

Yetiştirme Ekipmanlarının Genel Tasarımı

Tasarım İlkeleri

Prefabrik ekim cihazı esas olarak şehir sakinlerine yöneliktir. Ekip, kent sakinlerinin yaşam alanlarının özelliklerini tam olarak araştırdı. Alanın küçük olması ve alan kullanım oranının yüksek olması; yapı yeni ve güzel; Sökülmesi ve montajı uygundur, basit ve öğrenmesi kolaydır; düşük maliyetli ve güçlü uygulanabilirliğe sahiptir. Bu dört prensip tüm tasarım süreci boyunca işliyor ve ev ortamıyla uyum, güzel ve nezih yapı, ekonomik ve pratik kullanım değeri gibi nihai hedefe ulaşmaya çalışıyor.

Kullanılacak malzemeler

Destek çerçevesi 1,5 m uzunluğunda, 0,6 m genişliğinde ve 2,0 m yüksekliğinde piyasanın çok katmanlı raf ürününden satın alınır. Malzeme çeliktir, püskürtmeli ve paslanmaya karşı dayanıklıdır ve destek çerçevesinin dört köşesi frenli evrensel tekerleklerle kaynaklanmıştır; Nervürlü plaka, katman başına iki parça olacak şekilde sprey plastik pas önleme işlemine tabi tutulmuş 2 mm kalınlığındaki çelik plakadan yapılmış destek çerçevesi katman plakasını güçlendirmek için seçilmiştir. Yetiştirme teknesi, 10 cm x 10 cm boyutunda, açık kapaklı PVC hidrofonik kare borudan yapılmıştır. Malzeme 2,4 mm kalınlığında sert PVC levhadır. Yetiştirme deliklerinin çapı 5 cm, ekim deliklerinin aralıkları ise 10 cm'dir. Besin solüsyonu tankı veya su deposu, et kalınlığı 7 mm, uzunluğu 120 cm, genişliği 50 cm, yüksekliği 28 cm olan plastik kutudan yapılmıştır.

Yetiştirme Cihazı Yapı Tasarımı

Genel tasarım planına göre, prefabrik aile yetiştirme cihazı dört bölümden oluşur: bir destek sistemi, bir yetiştirme sistemi, bir su ve gübre sistemi ve bir ışık takviye sistemi (çoğunlukla LED yetiştirme ışıkları). Sistemdeki dağılım Şekil 1'de gösterilmektedir.

Şekil 1'de sistemdeki dağılım gösterilmektedir.

Destek sistemi tasarımı

Prefabrik aile ekim cihazının destek sistemi dik bir direk, bir kiriş ve bir katman plakasından oluşur. Direk ve kiriş, sökülmesi ve montajı kolay olan kelebek delik tokasından geçirilir. Kiriş, güçlendirilmiş bir kaburga tabakası plakası ile donatılmıştır. Yetiştirme çerçevesinin dört köşesi, yetiştirme cihazının hareket esnekliğini arttırmak için frenli üniversal tekerleklerle kaynaklanmıştır.

Yetiştirme sistemi tasarımı

Yetiştirme tankı, temizlenmesi kolay, açık kapak tasarımına sahip 10 cm x 10 cm hidroponik kare bir tüptür ve besin çözeltisi ekimi, substrat ekimi veya toprak ekimi için kullanılabilir. Besin solüsyonu yetiştiriciliğinde ekim çukuruna ekim sepeti yerleştirilir ve fideler uygun özelliklerdeki süngerle sabitlenir. Substrat veya toprak işlendiğinde, substratın veya toprağın drenaj sistemini engellemesini önlemek için ekim oluğunun her iki ucundaki bağlantı deliklerine sünger veya gazlı bez doldurulur. Yetiştirme tankının iki ucu, iç çapı 30 mm olan bir kauçuk hortumla sirkülasyon sistemine bağlanır; bu, harekete elverişli olmayan PVC tutkal bağlamanın neden olduğu yapısal katılaşma kusurlarını etkili bir şekilde önler.

Su ve Gübre Sirkülasyon Sistemi Tasarımı

Besin çözeltisi yetiştirmede, besin çözeltisini üst seviyedeki yetiştirme tankına eklemek için ayarlanabilir bir pompa kullanın ve besin çözeltisinin akış yönünü PVC borunun iç tapası yoluyla kontrol edin. Besin çözeltisinin düzensiz akışını önlemek için, aynı katmanlı yetiştirme tankındaki besin çözeltisi tek yönlü "S-şekilli" akış yöntemini benimser. Besin çözeltisinin oksijen içeriğini arttırmak için, besin çözeltisinin en alt tabakası dışarı aktığında, su çıkışı ile su deposunun sıvı seviyesi arasında belirli bir boşluk tasarlanmıştır. Substrat veya toprak işlemede su deposu üst tabakaya yerleştirilerek damla sulama sistemiyle sulama ve gübreleme yapılır. Ana boru 32 mm çapında ve 2,0 mm et kalınlığına sahip siyah PE borudur, branşman borusu ise 16 mm çapında ve 1,2 mm et kalınlığına sahip siyah PE borudur. Her branşman borusuna ayrı ayrı kontrol için bir vana monte edin. Düşürme oku, yetiştirme deliğindeki fidenin köküne yerleştirilen, delik başına 2 adet olmak üzere, basınç dengelemeli düz oklu bir damlatıcı kullanır. Fazla su drenaj sistemi aracılığıyla toplanır, filtrelenir ve tekrar kullanılır.

Işık Takviyesi Sistemi

Yetiştirme cihazı balkon üretimi için kullanıldığında, balkondan gelen doğal ışık, ek ışık olmadan veya az miktarda ek ışık kullanılarak kullanılabilir. Oturma odasında ekim yaparken tamamlayıcı aydınlatma tasarımının yapılması gerekmektedir. Aydınlatma armatürü 1,2 m uzunluğunda bir LED büyüyen ışıktır ve ışık süresi otomatik bir zamanlayıcı tarafından kontrol edilir. Işık süresi 14 saate, tamamlayıcı olmayan ışık süresi ise 10 saate ayarlanmıştır. Her katmanda, katmanın altına monte edilen 4 LED ışık vardır. Aynı katmandaki dört tüp seri olarak bağlanır ve katmanlar paralel olarak bağlanır. Farklı bitkilerin farklı aydınlatma ihtiyaçlarına göre farklı spektruma sahip LED ışık seçilebilir.

Cihaz Montajı

Prefabrik ev ekim cihazının yapısı basittir (Şekil 2) ve montaj işlemi basittir. İlk adımda, yetiştirilen mahsullerin yüksekliğine göre her katmanın yüksekliğini belirledikten sonra, cihazın iskeletini oluşturmak için kirişi dik direğin kelebek deliğine yerleştirin; ikinci adımda, LED yetiştirme ışık tüpünü katmanın arkasındaki takviye kirişine sabitleyin ve katmanı, yetiştirme çerçevesinin çapraz kirişinin iç oluğuna yerleştirin; üçüncü adımda ekim oluğu ile su ve gübre sirkülasyon sistemi lastik bir hortumla bağlanır; dördüncü adımda, LED tüpünü takın, otomatik zamanlayıcıyı ayarlayın ve su tankını yerleştirin; Beşinci adım sistem hata ayıklaması, su deposuna su ekleyin Pompa basıncını ve akışını ayarladıktan sonra, su ve gübre sirkülasyon sistemini ve yetiştirme tankının bağlantısını su sızıntısı açısından kontrol edin, gücü açın ve LED ışıkların bağlantısını ve çalışmasını kontrol edin. Otomatik zamanlayıcının durumu.

Şekil 2, prefabrik ekim cihazının genel tasarımı

Başvuru ve Değerlendirme

Yetiştirme Uygulaması

Cihaz 2019 yılında marul, Çin lahanası ve kereviz gibi sebzelerin küçük ölçekli kapalı alanda yetiştirilmesinde kullanılacaktır (Şekil 3). 2020 yılında proje ekibi, önceki yetiştirme deneyimlerini özetlemeye dayanarak, gıda ve ilaç homolog sebzesinin organik substrat yetiştiriciliğini ve cihazın ev uygulama örneklerini zenginleştiren Begonia fimbristipula hance'ın besin çözeltisi yetiştirme teknolojisini geliştirdi. Son iki yıllık yetiştirme ve uygulama döneminde, marul ve hazır sebze, 20-25°C'lik bir iç mekan sıcaklığında yetiştirildikten 25 gün sonra hasat edilebilmektedir; kerevizin 35-40 gün büyümesi gerekiyor; Begonia fimbristipula Hance ve Çin lahanası, birden çok kez hasat edilebilen çok yıllık bitkilerdir; Begonia fimbristipula lahana yetiştirmek için üstteki 10 cm'lik sap ve yaprakları yaklaşık 35 günde, genç sap ve yaprakları ise yaklaşık 45 günde hasat edebilir. Hasat edildiğinde marul ve Çin lahanasının verimi bitki başına 100~150 g'dır; bitki başına beyaz kereviz ve kırmızı kereviz verimi 100~120 g'dır; Begonia fimbristipula Hance'ın ilk hasattaki verimi düşük olup bitki başına 20-30 gr olup, yan dalların sürekli çimlenmesiyle yaklaşık 15 gün arayla ikinci kez hasat yapılabilmekte ve verim 60-100 gr olmaktadır. Bitki başına 80 g; Besleyici menünün verimi 50-80 gr olup, 25 günde bir hasat edilir ve sürekli olarak hasat edilebilir.

Şekil 3, Prefabrik ekim cihazının üretim uygulaması

Uygulama Etkisi

Bir yılı aşkın üretim ve uygulama sonrasında cihaz, çeşitli mahsullerin küçük ölçekli üretimi için odanın üç boyutlu alanından tam olarak yararlanabiliyor. Yükleme ve boşaltma işlemleri basit ve öğrenmesi kolaydır ve herhangi bir profesyonel eğitim gerektirmez. Su pompasının kaldırma ve akışını ayarlayarak, yetiştirme tankındaki aşırı akış ve besin çözeltisinin taşması sorunu önlenebilir. Yetiştirme tankının açık kapak tasarımı, kullanımdan sonra temizlenmesinin yanı sıra aksesuarlar hasar gördüğünde değiştirilmesi de kolaydır. Yetiştirme tankı, yetiştirme tankının ve su ve gübre sirkülasyon sisteminin modüler tasarımını gerçekleştiren ve geleneksel hidroponik cihazdaki entegre tasarımın dezavantajlarını ortadan kaldıran su ve gübre sirkülasyon sisteminin kauçuk hortumuna bağlanır. Ayrıca cihaz, evsel bitkisel üretimin yanı sıra, kontrol edilebilir sıcaklık ve nem koşullarında bilimsel araştırmalar için de kullanılabiliyor. Yalnızca test alanından tasarruf etmekle kalmaz, aynı zamanda üretim ortamının gereksinimlerini, özellikle de kök büyüme ortamının tutarlılığını da karşılar. Basit bir iyileştirmenin ardından yetiştirme cihazı, rizosfer ortamının farklı arıtma yöntemlerinin gereksinimlerini de karşılayabilir ve bitki bilimsel deneylerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Makale kaynağı: Wechat hesabıZiraat Mühendisliği Teknolojisi (sera bahçeciliği) 

Referans bilgileri: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, ve diğerleri.Prefabrik ev tipi ekim cihazının tasarımı ve uygulaması[J].Ziraat Mühendisliği Teknolojisi,2021,41(16):12-15.