[सारांश] वर्तमान में, घरेलू पौधरोपण उपकरणों का डिज़ाइन आमतौर पर एकीकृत होता है, जिससे आवागमन और लोडिंग-अनलोडिंग में काफी असुविधा होती है। शहरी निवासियों के रहने की जगह की विशेषताओं और पारिवारिक पौधरोपण के उद्देश्य को ध्यान में रखते हुए, यह लेख एक नए प्रकार के पूर्वनिर्मित पारिवारिक पौधरोपण उपकरण का प्रस्ताव करता है। यह उपकरण चार भागों से मिलकर बना है: एक सपोर्ट सिस्टम, एक संवर्धन प्रणाली, एक जल और उर्वरक प्रणाली, और एक प्रकाश पूरक प्रणाली (मुख्यतः एलईडी ग्रो लाइट्स)। यह कम जगह घेरता है, स्थान का बेहतर उपयोग करता है, इसकी संरचना नवीन है, इसे आसानी से खोला और जोड़ा जा सकता है, इसकी लागत कम है और यह व्यावहारिक रूप से बहुत उपयोगी है। यह शहरी निवासियों की अजवाइन, तेजी से बढ़ने वाली सब्जियां, पौष्टिक पत्तागोभी और बेगोनिया फिम्ब्रिस्टिपुला जैसी सब्जियों की जरूरतों को पूरा कर सकता है। छोटे पैमाने पर संशोधन के बाद, इसका उपयोग पौधरोपण वैज्ञानिक प्रयोगों और अनुसंधान के लिए भी किया जा सकता है।

खेती के उपकरणों का समग्र डिजाइन

डिज़ाइन सिद्धांत

यह पूर्वनिर्मित कृषि उपकरण मुख्य रूप से शहरी निवासियों को ध्यान में रखकर बनाया गया है। टीम ने शहरी निवासियों के रहने की जगह की विशेषताओं का गहन अध्ययन किया। क्षेत्रफल छोटा है और स्थान का उपयोग उच्च स्तर पर होता है; संरचना नवीन और सुंदर है; इसे खोलना और जोड़ना सुविधाजनक है, सीखने में सरल और आसान है; लागत कम है और व्यावहारिकता प्रबल है। इन चार सिद्धांतों को संपूर्ण डिजाइन प्रक्रिया में शामिल किया गया है, और इसका अंतिम लक्ष्य घर के वातावरण के साथ सामंजस्य स्थापित करना, सुंदर और शालीन संरचना बनाना और किफायती एवं व्यावहारिक उपयोग मूल्य प्राप्त करना है।

उपयोग की जाने वाली सामग्री

सपोर्ट फ्रेम बाज़ार में उपलब्ध मल्टी-लेयर शेल्फ प्रोडक्ट से खरीदा गया है, जिसकी लंबाई 1.5 मीटर, चौड़ाई 0.6 मीटर और ऊंचाई 2.0 मीटर है। यह स्टील से बना है, जिस पर जंगरोधी स्प्रे किया गया है, और सपोर्ट फ्रेम के चारों कोनों को ब्रेक वाले यूनिवर्सल व्हील्स से वेल्ड किया गया है। सपोर्ट फ्रेम की ऊपरी परत को मजबूत करने के लिए रिब्ड प्लेट का चयन किया गया है, जो 2 मिमी मोटी स्टील प्लेट से बनी है और इस पर जंगरोधी स्प्रे प्लास्टिक ट्रीटमेंट किया गया है, प्रत्येक परत में दो प्लेटें हैं। कल्टीवेशन ट्रफ 10 सेमी × 10 सेमी आकार के ओपन-कैप पीवीसी हाइड्रोपोनिक वर्गाकार ट्यूब से बना है। यह 2.4 मिमी मोटाई के हार्ड पीवीसी बोर्ड से बना है। कल्टीवेशन होल का व्यास 5 सेमी है और इनके बीच की दूरी 10 सेमी है। पोषक घोल टैंक या पानी का टैंक 7 मिमी मोटाई की दीवार वाले प्लास्टिक बॉक्स से बना है, जिसकी लंबाई 120 सेमी, चौड़ाई 50 सेमी और ऊंचाई 28 सेमी है।

खेती उपकरण संरचना डिजाइन

समग्र डिज़ाइन योजना के अनुसार, पूर्वनिर्मित पारिवारिक कृषि उपकरण में चार भाग होते हैं: एक सहायक प्रणाली, एक कृषि प्रणाली, एक जल और उर्वरक प्रणाली, और एक प्रकाश पूरक प्रणाली (मुख्यतः एलईडी ग्रो लाइट्स)। सिस्टम में इनका वितरण चित्र 1 में दर्शाया गया है।

चित्र 1 में, सिस्टम में वितरण दिखाया गया है।

समर्थन प्रणाली डिजाइन

पूर्वनिर्मित पारिवारिक कृषि उपकरण का आधार एक सीधे खंभे, एक बीम और एक परतदार प्लेट से बना है। खंभे और बीम को बटरफ्लाई होल बकल के माध्यम से डाला जाता है, जिससे इन्हें खोलना और जोड़ना सुविधाजनक होता है। बीम में प्रबलित रिब परतदार प्लेट लगी होती है। कृषि फ्रेम के चारों कोनों पर ब्रेक सहित यूनिवर्सल पहिए वेल्ड किए गए हैं, जिससे कृषि उपकरण की गति में लचीलापन बढ़ जाता है।

खेती प्रणाली डिजाइन

यह कल्टीवेशन टैंक 10 सेमी × 10 सेमी आकार की एक हाइड्रोपोनिक वर्गाकार ट्यूब है, जिसका ढक्कन खुला है। इसे साफ करना आसान है और इसका उपयोग पोषक घोल, सबस्ट्रेट या मिट्टी में खेती के लिए किया जा सकता है। पोषक घोल में खेती करते समय, रोपण टोकरी को रोपण छेद में रखा जाता है और पौधों को उपयुक्त विशिष्टताओं वाले स्पंज से स्थिर किया जाता है। सबस्ट्रेट या मिट्टी में खेती करते समय, सबस्ट्रेट या मिट्टी द्वारा जल निकासी प्रणाली को अवरुद्ध होने से बचाने के लिए कल्टीवेशन टैंक के दोनों सिरों पर बने कनेक्टिंग छेदों में स्पंज या जाली भर दी जाती है। कल्टीवेशन टैंक के दोनों सिरे 30 मिमी आंतरिक व्यास वाले रबर होज़ द्वारा परिसंचरण प्रणाली से जुड़े होते हैं, जिससे पीवीसी गोंद के कारण होने वाले संरचनात्मक कठोरता के दोषों से प्रभावी ढंग से बचा जा सकता है, जो गति के लिए अनुकूल नहीं होता है।

जल एवं उर्वरक परिसंचरण प्रणाली का डिज़ाइन

पोषक घोल से खेती करते समय, ऊपरी स्तर के खेती टैंक में पोषक घोल डालने के लिए समायोज्य पंप का उपयोग करें और पीवीसी पाइप के आंतरिक प्लग के माध्यम से पोषक घोल की प्रवाह दिशा को नियंत्रित करें। पोषक घोल के असमान प्रवाह से बचने के लिए, एक ही परत वाले खेती टैंक में पोषक घोल को एक दिशा में "एस-आकार" प्रवाह विधि से प्रवाहित किया जाता है। पोषक घोल में ऑक्सीजन की मात्रा बढ़ाने के लिए, जब पोषक घोल की सबसे निचली परत से घोल निकलता है, तो पानी के निकास और पानी के टैंक के जल स्तर के बीच एक निश्चित अंतराल रखा जाता है। सबस्ट्रेट या मिट्टी की खेती में, पानी का टैंक ऊपरी परत पर रखा जाता है और ड्रिप सिंचाई प्रणाली के माध्यम से सिंचाई और उर्वरक दिए जाते हैं। मुख्य पाइप 32 मिमी व्यास और 2.0 मिमी मोटाई वाला काला पीई पाइप है, और शाखा पाइप 16 मिमी व्यास और 1.2 मिमी मोटाई वाला काला पीई पाइप है। प्रत्येक शाखा पाइप में व्यक्तिगत नियंत्रण के लिए एक वाल्व लगाया जाता है। ड्रॉप एरो प्रणाली में एक प्रेशर-कंपनसेटेड स्ट्रेट एरो ड्रिपर का उपयोग किया जाता है, प्रत्येक छेद में 2 ड्रिपर होते हैं, जिन्हें रोपण गड्ढे में पौधे की जड़ में डाला जाता है। अतिरिक्त पानी को ड्रेनेज सिस्टम के माध्यम से एकत्र किया जाता है, फ़िल्टर किया जाता है और पुनः उपयोग किया जाता है।

लाइट सप्लीमेंट सिस्टम

जब इस उपकरण का उपयोग बालकनी में पौधों की खेती के लिए किया जाता है, तो बालकनी की प्राकृतिक रोशनी का उपयोग बिना किसी अतिरिक्त प्रकाश व्यवस्था के या बहुत कम मात्रा में अतिरिक्त प्रकाश व्यवस्था के साथ किया जा सकता है। बैठक कक्ष में खेती करते समय, अतिरिक्त प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता होती है। प्रकाश उपकरण 1.2 मीटर लंबा एलईडी ग्रो लाइट है, और प्रकाश का समय स्वचालित टाइमर द्वारा नियंत्रित होता है। प्रकाश का समय 14 घंटे निर्धारित है, और बिना अतिरिक्त प्रकाश के 10 घंटे का समय निर्धारित है। प्रत्येक परत में 4 एलईडी लाइटें हैं, जो परत के निचले भाग में लगाई गई हैं। एक ही परत पर चारों ट्यूबों को श्रृंखला में जोड़ा गया है, और परतों को समानांतर में जोड़ा गया है। विभिन्न पौधों की अलग-अलग प्रकाश आवश्यकताओं के अनुसार, विभिन्न स्पेक्ट्रम वाली एलईडी लाइटों का चयन किया जा सकता है।

उपकरण संयोजन

यह पूर्वनिर्मित घरेलू कृषि उपकरण संरचना में सरल है (चित्र 2) और इसे असेंबल करना भी आसान है। पहले चरण में, उगाई जाने वाली फसलों की ऊंचाई के अनुसार प्रत्येक परत की ऊंचाई निर्धारित करने के बाद, उपकरण का ढांचा बनाने के लिए बीम को सीधे खंभे के बटरफ्लाई होल में डालें; दूसरे चरण में, परत के पीछे लगे सुदृढ़ीकरण रिब पर एलईडी ग्रो लाइट ट्यूब लगाएं और परत को कृषि फ्रेम के क्रॉसबीम के भीतरी खांचे में रखें; तीसरे चरण में, कृषि खांचे और जल एवं उर्वरक परिसंचरण प्रणाली को रबर की नली से जोड़ें; चौथे चरण में, एलईडी ट्यूब लगाएं, स्वचालित टाइमर सेट करें और पानी की टंकी रखें; पांचवें चरण में, सिस्टम की जांच करें, पानी की टंकी में पानी डालें, पंप के हेड और प्रवाह को समायोजित करें, जल एवं उर्वरक परिसंचरण प्रणाली और कृषि टंकी के कनेक्शन में पानी के रिसाव की जांच करें, पावर ऑन करें और एलईडी लाइट कनेक्शन और स्वचालित टाइमर की कार्य स्थिति की जांच करें।

चित्र 2, पूर्वनिर्मित खेती उपकरण का समग्र डिजाइन

आवेदन और मूल्यांकन

खेती आवेदन

2019 में, इस उपकरण का उपयोग लेट्यूस, चीनी गोभी और अजवाइन जैसी सब्जियों की छोटे पैमाने पर इनडोर खेती के लिए किया जाएगा (चित्र 3)। 2020 में, पिछले खेती के अनुभव का सारांश प्रस्तुत करते हुए, परियोजना टीम ने खाद्य और औषधीय समरूप सब्जी की जैविक सब्सट्रेट खेती और बेगोनिया फिम्ब्रिस्टिपुला हैंस की पोषक घोल खेती तकनीक विकसित की, जिससे उपकरण के घरेलू उपयोग के उदाहरण समृद्ध हुए। पिछले दो वर्षों की खेती और उपयोग में, लेट्यूस और तेजी से बढ़ने वाली सब्जियों को 20-25 डिग्री सेल्सियस के इनडोर तापमान पर 25 दिनों के भीतर काटा जा सकता है; अजवाइन को 35-40 दिनों तक बढ़ने की आवश्यकता होती है; बेगोनिया फिम्ब्रिस्टिपुला हैंस और चीनी गोभी बारहमासी पौधे हैं जिन्हें कई बार काटा जा सकता है; बेगोनिया फिम्ब्रिस्टिपुला के शीर्ष 10 सेमी तने और पत्तियों को लगभग 35 दिनों में काटा जा सकता है, और गोभी के युवा तनों और पत्तियों को लगभग 45 दिनों में काटा जा सकता है। कटाई के समय, लेट्यूस और चाइनीज गोभी की उपज प्रति पौधा 100-150 ग्राम होती है; सफेद अजवाइन और लाल अजवाइन की उपज प्रति पौधा 100-120 ग्राम होती है; बेगोनिया फिम्ब्रिस्टिपुला हैंस की पहली कटाई में उपज कम होती है, प्रति पौधा 20-30 ग्राम, लेकिन पार्श्व शाखाओं के लगातार अंकुरण के साथ, इसे लगभग 15 दिनों के अंतराल पर दूसरी बार काटा जा सकता है, जिससे प्रति पौधा 60-80 ग्राम की उपज प्राप्त होती है; पौष्टिक मेन्यू होल की उपज 50-80 ग्राम होती है, इसे हर 25 दिनों में एक बार काटा जाता है, और इसे लगातार काटा जा सकता है।

चित्र 3, पूर्वनिर्मित खेती उपकरण का उत्पादन अनुप्रयोग

अनुप्रयोग प्रभाव

एक वर्ष से अधिक के उत्पादन और उपयोग के बाद, यह उपकरण विभिन्न फसलों के छोटे पैमाने पर उत्पादन के लिए कमरे के त्रि-आयामी स्थान का पूर्ण उपयोग कर सकता है। इसके लोडिंग और अनलोडिंग संचालन सरल और सीखने में आसान हैं, और इसके लिए किसी पेशेवर प्रशिक्षण की आवश्यकता नहीं है। जल पंप के लिफ्ट और प्रवाह को समायोजित करके, संवर्धन टैंक में पोषक घोल के अत्यधिक प्रवाह और अतिप्रवाह की समस्या से बचा जा सकता है। संवर्धन टैंक का खुला ढक्कन डिज़ाइन न केवल उपयोग के बाद सफाई में आसान है, बल्कि क्षतिग्रस्त होने पर सहायक उपकरणों को बदलना भी आसान है। संवर्धन टैंक जल और उर्वरक परिसंचरण प्रणाली के रबर नली से जुड़ा होता है, जिससे संवर्धन टैंक और जल एवं उर्वरक परिसंचरण प्रणाली का मॉड्यूलर डिज़ाइन संभव हो पाता है, और पारंपरिक हाइड्रोपोनिक उपकरणों में एकीकृत डिज़ाइन की कमियों से बचा जा सकता है। इसके अलावा, घरेलू फसल उत्पादन के अलावा, इस उपकरण का उपयोग नियंत्रित तापमान और आर्द्रता की स्थितियों में वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए भी किया जा सकता है। यह न केवल परीक्षण स्थान बचाता है, बल्कि उत्पादन वातावरण की आवश्यकताओं, विशेष रूप से जड़ विकास वातावरण की स्थिरता को भी पूरा करता है। कुछ सरल सुधारों के बाद, यह कृषि उपकरण प्रकंद क्षेत्र के वातावरण की विभिन्न उपचार विधियों की आवश्यकताओं को भी पूरा कर सकता है, और इसका व्यापक रूप से पादप वैज्ञानिक प्रयोगों में उपयोग किया गया है।

लेख का स्रोत: वीचैट खाताकृषि अभियांत्रिकी प्रौद्योगिकी (ग्रीनहाउस बागवानी) 

संदर्भ जानकारी: वांग फी, वांग चांगी, शी जिंगक्सुआन, और अन्य।पूर्वनिर्मित घरेलू खेती उपकरण का डिजाइन और अनुप्रयोग[जे].कृषि इंजीनियरिंग प्रौद्योगिकी,2021,41(16):12-15.