[Abstrak] Saat ini, perangkat penanaman rumah biasanya mengadopsi desain terintegrasi, yang membawa banyak ketidaknyamanan untuk pergerakan dan bongkar muat.Berdasarkan karakteristik ruang hidup penduduk perkotaan dan tujuan desain produksi tanaman keluarga, artikel ini mengusulkan jenis baru desain perangkat tanam keluarga prefabrikasi.Perangkat ini terdiri dari empat bagian: sistem pendukung, sistem penanaman, sistem air dan pupuk, dan sistem suplemen cahaya (kebanyakan, lampu tumbuh LED).Ini memiliki tapak kecil, pemanfaatan ruang yang tinggi, struktur baru, pembongkaran dan perakitan yang nyaman, biaya rendah, dan kepraktisan yang kuat.Dapat memenuhi kebutuhan warga kota tentang selada untuk seledri, sayur cepat saji, kol bergizi dan begonia fimbristipula.Setelah modifikasi skala kecil, itu juga dapat digunakan untuk penelitian percobaan ilmiah tanaman

Desain Keseluruhan Peralatan Budidaya

Prinsip desain

Perangkat budidaya prefabrikasi terutama berorientasi pada penduduk perkotaan.Tim menyelidiki sepenuhnya karakteristik ruang hidup penduduk perkotaan.Areanya kecil dan tingkat pemanfaatan ruangnya tinggi;strukturnya baru dan indah;mudah untuk membongkar dan merakit, sederhana dan mudah dipelajari;itu memiliki biaya rendah dan kepraktisan yang kuat.Keempat prinsip ini dijalankan melalui seluruh proses desain, dan berusaha untuk mencapai tujuan akhir yaitu menyelaraskan dengan lingkungan rumah, struktur yang indah dan layak, serta nilai guna yang ekonomis dan praktis.

Bahan yang akan digunakan

Rangka penyangga dibeli dari produk rak multi-lapisan pasar, panjang 1,5 m, lebar 0,6 m, dan tinggi 2,0 m.Bahannya baja, disemprot dan tahan karat, dan keempat sudut rangka penyangga dilas dengan roda universal rem;pelat berusuk dipilih untuk memperkuat pelat lapisan rangka penyangga yang terbuat dari pelat baja setebal 2 mm dengan perawatan anti karat plastik semprot, dua potong per lapisan.Bak budidaya terbuat dari tabung persegi hidroponik PVC tutup terbuka, 10 cm × 10 cm.Bahannya papan PVC keras, dengan ketebalan 2,4 mm.Diameter lubang tanam 5 cm, dan jarak lubang tanam 10 cm.Tangki larutan nutrisi atau tangki air terbuat dari kotak plastik dengan ketebalan dinding 7 mm, dengan panjang 120 cm, lebar 50 cm, dan tinggi 28 cm.

Desain Struktur Perangkat Budidaya

Menurut rencana desain keseluruhan, perangkat budidaya keluarga prefabrikasi terdiri dari empat bagian: sistem pendukung, sistem budidaya, sistem air dan pupuk, dan sistem suplemen cahaya (kebanyakan, lampu tumbuh LED).Distribusi dalam sistem ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1, distribusi dalam sistem ditunjukkan pada.

Desain sistem pendukung

Sistem penyangga alat budidaya keluarga prefabrikasi terdiri dari tiang tegak, balok dan pelat lapisan.Tiang dan balok dimasukkan melalui gesper lubang kupu-kupu, yang nyaman untuk dibongkar dan dipasang.Balok dilengkapi dengan pelat lapisan tulang rusuk yang diperkuat.Keempat sudut kerangka budidaya dilas dengan roda universal dengan rem untuk meningkatkan fleksibilitas pergerakan perangkat budidaya.

Desain sistem budidaya

Tangki budidaya adalah tabung persegi hidroponik berukuran 10 cm×10 cm dengan desain penutup terbuka, mudah dibersihkan, dan dapat digunakan untuk budidaya larutan nutrisi, budidaya substrat atau budidaya tanah.Dalam budidaya larutan nutrisi, keranjang tanam ditempatkan di lubang tanam, dan bibit diperbaiki dengan spon sesuai spesifikasi.Ketika substrat atau tanah dibudidayakan, spons atau kain kasa dimasukkan ke dalam lubang penghubung di kedua ujung bak budidaya untuk mencegah substrat atau tanah menghalangi sistem drainase.Kedua ujung tangki penanaman dihubungkan ke sistem sirkulasi dengan selang karet dengan diameter dalam 30 mm, yang secara efektif menghindari cacat pemadatan struktural yang disebabkan oleh ikatan lem PVC, yang tidak kondusif untuk pergerakan.

Perancangan Sistem Sirkulasi Air dan Pupuk

Dalam budidaya larutan nutrisi, gunakan pompa yang dapat disesuaikan untuk menambahkan larutan nutrisi ke tangki budidaya tingkat atas, dan kendalikan arah aliran larutan nutrisi melalui sumbat bagian dalam pipa PVC.Untuk menghindari aliran larutan nutrisi yang tidak merata, larutan nutrisi dalam tangki budidaya lapisan yang sama mengadopsi metode aliran “berbentuk S” searah.Untuk meningkatkan kandungan oksigen dari larutan nutrisi, ketika lapisan terendah dari larutan nutrisi mengalir keluar, dibuat celah tertentu antara saluran keluar air dan tingkat cairan tangki air.Pada budidaya substrat atau tanah, tangki air ditempatkan pada lapisan atas, dan penyiraman serta pemupukan dilakukan melalui sistem irigasi tetes.Pipa utama adalah pipa PE hitam dengan diameter 32 mm dan ketebalan dinding 2,0 mm, dan pipa cabang adalah pipa PE hitam dengan diameter 16 mm dan ketebalan dinding 1,2 mm.Setiap pipa cabang Pasang katup untuk kontrol individu.Panah jatuh menggunakan penetes panah lurus dengan kompensasi tekanan, 2 per lubang, dimasukkan ke akar bibit di lubang budidaya.Kelebihan air dikumpulkan melalui sistem drainase, disaring dan digunakan kembali.

Sistem Suplemen Cahaya

Ketika perangkat budidaya digunakan untuk produksi balkon, cahaya alami dari balkon dapat digunakan tanpa cahaya tambahan atau sedikit cahaya tambahan.Saat berkultivasi di ruang tamu, perlu dilakukan desain pencahayaan tambahan.Perlengkapan pencahayaan adalah lampu tumbuh LED sepanjang 1,2 m, dan waktu cahaya dikendalikan oleh pengatur waktu otomatis.Waktu cahaya diatur ke 14 jam, dan waktu cahaya non-supplementary adalah 10 jam.Ada 4 lampu LED di setiap lapisan, yang dipasang di bagian bawah lapisan.Keempat tabung pada lapisan yang sama dihubungkan secara seri, dan lapisan-lapisan tersebut dihubungkan secara paralel.Sesuai dengan kebutuhan pencahayaan yang berbeda dari tanaman yang berbeda, lampu LED dengan spektrum yang berbeda dapat dipilih.

Perakitan Perangkat

Perangkat budidaya rumah prefabrikasi sederhana dalam struktur (Gambar 2) dan proses perakitannya sederhana.Pada langkah pertama, setelah menentukan ketinggian setiap lapisan sesuai dengan ketinggian tanaman yang dibudidayakan, masukkan balok ke dalam lubang kupu-kupu tiang tegak untuk membangun kerangka perangkat;pada langkah kedua, pasang tabung lampu tumbuh LED pada tulang rusuk penguat di bagian belakang lapisan, dan letakkan lapisan tersebut di palung bagian dalam palang bingkai penanaman;langkah ketiga, bak budidaya dan sistem sirkulasi air dan pupuk dihubungkan dengan selang karet;langkah keempat, pasang tabung LED, atur pengatur waktu otomatis, dan tempatkan tangki air;debugging sistem langkah kelima, tambahkan air ke tangki air Setelah menyesuaikan kepala dan aliran pompa, periksa sistem sirkulasi air dan pupuk dan sambungan tangki budidaya untuk kebocoran air, hidupkan dan periksa sambungan lampu LED dan berfungsi kondisi pengatur waktu otomatis.

Gambar 2, desain keseluruhan perangkat budidaya prefabrikasi

Aplikasi dan Evaluasi

Aplikasi Budidaya

Pada tahun 2019, alat ini akan digunakan untuk budidaya sayuran dalam ruangan skala kecil seperti selada, sawi putih, dan seledri (Gambar 3).Pada tahun 2020, berdasarkan ringkasan pengalaman budidaya sebelumnya, tim proyek mengembangkan budidaya substrat organik dari sayuran homolog makanan dan obat-obatan dan teknologi budidaya larutan nutrisi dari fimbristipula Begonia, yang memperkaya contoh aplikasi rumah dari perangkat tersebut.Dalam dua tahun terakhir penanaman dan aplikasi, selada dan sayuran cepat saji dapat dipanen 25 hari setelah penanaman pada suhu dalam ruangan 20-25 ℃;seledri perlu tumbuh selama 35-40 hari;Begonia fimbristipula Hance dan sawi putih merupakan tanaman tahunan yang dapat dipanen berkali-kali;Begonia fimbristipula dapat memanen batang dan daun 10 cm teratas dalam waktu sekitar 35 hari, dan batang dan daun muda dapat dipanen dalam waktu sekitar 45 hari untuk menanam kubis.Saat dipanen, hasil selada dan sawi putih adalah 100~150 g per tanaman;hasil seledri putih dan seledri merah per tanaman adalah 100~120 g;hasil Begonia fimbristipula Hance pada panen pertama rendah, 20-30 g per tanaman, dan dengan perkecambahan cabang samping yang terus menerus dapat dipanen untuk kedua kalinya, dengan selang waktu sekitar 15 hari dan hasil 60- 80 g per tanaman;hasil lubang menu bergizi 50-80 g, dipanen 25 hari sekali, dan dapat dipanen terus menerus.

Gambar 3, Aplikasi produksi perangkat budidaya prefabrikasi

Efek Aplikasi

Setelah lebih dari satu tahun produksi dan aplikasi, perangkat ini dapat memanfaatkan sepenuhnya ruang tiga dimensi ruangan untuk produksi skala kecil dari berbagai jenis tanaman.Operasi bongkar muatnya sederhana dan mudah dipelajari, dan tidak diperlukan pelatihan profesional.Dengan menyesuaikan daya angkat dan aliran pompa air, masalah kelebihan aliran dan luapan larutan nutrisi dalam tangki budidaya dapat dihindari.Desain tutup tangki budidaya yang terbuka tidak hanya mudah dibersihkan setelah digunakan, tetapi juga mudah diganti saat aksesori rusak.Tangki budidaya terhubung dengan selang karet sistem sirkulasi air dan pupuk, yang mewujudkan desain modular tangki budidaya dan sistem sirkulasi air dan pupuk, dan menghindari kerugian dari desain terintegrasi pada perangkat hidroponik tradisional.Selain itu, perangkat ini dapat digunakan untuk penelitian ilmiah di bawah kondisi suhu dan kelembapan yang dapat dikontrol selain untuk produksi tanaman rumah tangga.Ini tidak hanya menghemat ruang pengujian, tetapi juga memenuhi persyaratan lingkungan produksi, terutama konsistensi lingkungan pertumbuhan akar.Setelah perbaikan sederhana, perangkat budidaya juga dapat memenuhi persyaratan metode perawatan lingkungan rizosfer yang berbeda, dan telah banyak digunakan dalam percobaan ilmiah tanaman.

Sumber artikel: Akun Wechat dariTeknologi Rekayasa Pertanian (hortikultura rumah kaca) 

Informasi referensi: Wang Fei, Wang Changyi, Shi Jingxuan, dkk.Desain dan aplikasi alat budidaya rumah tangga prefabrikasi[J].Teknologi Rekayasa Pertanian,2021,41(16):12-15.