| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2281647
СПОСІБ гідропонна ВИРОЩУВАННЯ C3-РОСЛИН
Ім'я винахідника: Черніков Володимир Антонович (RU); Кошкін Володимир Олександрович
Ім'я патентовласника: ГНЦ РФ ВНДІ рослинництва ім. П.І. Вавілова (RU); Черніков Володимир Антонович (RU); Кошкін Володимир Олександрович
Адреса для листування: 190000, Санкт-Петербург, вул. Б.Морская, 42, ВІР, Заступник директора по науці, Е.І.Гаевской
Дата початку дії патенту: 2001.12.04
Винахід відноситься до галузі сільського господарства, зокрема до способів вирощування рослин в захищеному грунті, наприклад в теплицях, на нейтральному субстраті з Підкореневий харчуванням рослин макро- і мікроелементами і підгодівлею їх вуглекислим газом. Спосіб передбачає вирощування З 3 - рослин в теплицях на субстратах з подачею живильного розчину під коріння рослин, підгодівлею їх вуглекислим газом і підсвічуванням лампами. При цьому рослини герметично покривають прозорою плівкою по конструкціях, регульованим по висоті в міру росту рослин. Вуглекислий газ подають під плівку автоматично за допомогою програматора, при цьому живильний розчин подають в субстрат по сигналу датчика вологості. Даний спосіб забезпечує скорочення витрат подається для підживлення рослин вуглекислого газу, зниження капітальних і експлуатаційних витрат, економію теплової енергії на обігрів теплиць, а й підвищення врожайності вирощуваних рослин.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до галузі сільського господарства, зокрема до способів вирощування рослин в захищеному грунті, наприклад в теплицях, на нейтральному субстраті з Підкореневий харчуванням рослин макро- і мікроелементами і підгодівлею їх вуглекислим газом.
Відомо, що підгодівля рослин в теплицях вуглекислим газом дозволяє значно підвищити врожайність сільськогосподарських культур. Для цього підживлення рослин СО 2 виробляють шляхом подачі в навколишнє рослини атмосферу туману, насиченого вуглекислим газом [1], або в навколишньому середовищі спалюють парафіновий нафталіновий вуглеводень [2], або в теплицю подають вуглекислий газ, що утворюється в ферментативної установці [3].
Такі способи вимагають виготовлення і монтажу спеціальних установок, в яких спалюється паливо або використовується живильне середовище для дріжджовий культури. При цьому для подачі вуглекислого газу в теплиці потрібні трубопроводи. Для отримання цими способами підвищеної концентрації СО 2 в повітрі теплиць необхідно подавати велику кількість газу. До того ж теплиці негерметичні, і має місце витік вуглекислого газу в атмосферу, що погіршує екологію навколишнього середовища.
Відомо і, що при промисловому вирощуванні рослин вуглекислий газ подають у великій кількості в обсяг всієї теплиці. В цьому випадку його отримують шляхом спалювання палива в спеціальних газогенераторних установках (прототип) [4].
Однак для подачі вуглекислого газу в теплиці необхідна прокладка газопроводів. Монтаж і експлуатація таких установок вимагає великих витрат. Крім того, отриманий газ необхідно очищати від супутніх домішок.
Метою винаходу є скорочення витрат загальної кількості вуглекислого газу, що подається в теплицю для підживлення рослин, зниження витрат і підвищення врожайності.
Поставлена мета досягається тим, що в способі гідропонного вирощування З 3-рослини, що включає подачу живильного розчину під коріння рослин, підживлення їх вуглекислим газом і штучне підсвічування, рослини герметично покривають плівкою, склад живильного розчину коригують згідно діючих норм подається під плівку СО 2, а штучне підсвічування створюють джерелами світла, розташованими на мінімально допустимій висоті над плівкою.
Цей спосіб робить рентабельним застосування високоякісного балонного газу, так як подача СО2 під плівку з балона призводить до зменшення витрати загальної кількості вуглекислого газу, що подається в теплицю. При цьому відпадає необхідність в будівництві газогенераторних станцій і прокладання газопроводів. І тоді підгодівля вуглекислим газом стає доступною навіть в невеликих теплицях, виходить мобільного, гнучкою і вибіркової (тобто може застосовуватися в разі потреби).
Кількість подається СО 2 в міру росту рослин збільшують автоматично за допомогою тимчасового програматора за програмою, яку визначають дослідним шляхом для кожного виду рослин за допомогою витратоміра і газоаналізатора CO 2 (за розробленою методикою). А щоб підвищити інтенсивність світла від електричних ламп, їх опускають над плівкою на мінімально допустима відстань, тобто так, щоб плівка не плавився від випромінюваної радіації. Це дозволяє створити більш високу освітленість, достатню для вирощування більшості сільськогосподарських культур, без додаткових джерел світла. У той же час це дозволяє підняти під плівкою температуру (за рахунок радіації і парникового ефекту) до рівня, необхідного для вирощування рослин в умовах, коли в теплиці температура для цього вже є недостатньою. У цьому випадку особливо істотна оптимізація живлення рослин, оскільки тільки при оптимальному харчуванні, відповідному можливостям їх фотосинтетичного апарату засвоювати СО 2 на даному етапі зростання, можна отримати найбільшу прибавку врожайності. Під плівкою з підвищенням температури збільшується і вологість повітря. Однак при цьому волога на листі не конденсується, а конденсується на плівці, і стікає назад в піддон з субстратом, що призводить до економії води. У той же час підвищення вологості повітря сприяє і розкриття продихів листків, що, в свою чергу, посилює засвоєння вуглекислого газу в процесі фотосинтезу і збільшує врожайність.
Заявляється винахід характеризується наступними істотними ознаками, що відрізняють його від прототипу:
- Покривають рослини герметично плівкою;
- Коригують склад живильного розчину згідно діючих норм подається автоматично під плівку вуглекислого газу;
- Створюють штучне підсвічування джерелами світла, розташованими на мінімально допустимій висоті над плівкою.
Оскільки не виявлено ні один аналог, який характеризується ознаками, ідентичними зазначеним вище істотним ознаками винаходу, то останнє можна визнати відповідним вимогу новизни.
Заявляється винахід відповідає винахідницькому рівню, так як розроблений спосіб не слід для фахівця явним чином з відомого рівня техніки.
Виявлена сукупність істотних ознак винаходу забезпечує досягнення технічного результату, що полягає в скороченні непродуктивної витрати СО 2, необхідного для ефективної підживлення рослин, зниженні витрат на експлуатацію та підвищенні врожайності.
Пропонований спосіб призначений для використання в сільському господарстві і дозволяє порівняно дешево отримувати високі врожаї сільськогосподарських культур в умовах слабо опалюваних (і навіть не опалювальних) теплиць в осінньо-зимовий період.
Відомості, що підтверджують можливість здійснення винаходу
Пропонований спосіб (в експериментальному виконанні) випробовувався при вирощуванні рослин салату протягом двох осінньо-зимових сезонів (1999-2001 рр.) В теплиці Пушкінських лабораторій ВІР, температура в якій підтримувалася в холодну пору року лише з метою збереження її системи опалення, скління і стелажного обладнання, і не перевищувала в цю пору року 10 ° С, тобто температури, при якій сільськогосподарські рослини майже не ростуть.
На стелажі 1 теплиці був встановлений строго горизонтально невеликий піддон 2, на який було покладено поліетиленові мішки 3, заповнені інертним субстратом 4 (креслення). Над піддоном 2 були встановлені несучі конструкції 5 (для плівки 12), висоту яких над мішками можна регулювати. З балона 6 з вуглекислим газом високого тиску через понижуючий редуктор 7 і електроклапан 8 до мішків 3 по гумовим трубкам 9 підводився газ. У місцях підведення газу були закріплені електровентилятори 10 для перемішування СО 2 з повітрям. Після зволоження субстрату 4 в прорізи на мішках 3 була висаджена двотижнева розсада салату 11 сорти Балет. Салат був обраний для експерименту як скоростигла культура, хоча спосіб застосовується для вирощування та інших З 3-рослини. Після цього конструкції 5 були опущені над рослинами 11 на мінімальну висоту і покриті прозорою поліетиленовою плівкою 12 (по можливості герметично).
Надалі субстрат 4 зволожуючого допомогою автоматичної подачі під коріння рослин живильного розчину 13 з бака 14 через фільтр 19 шляхом відкриття електроклапана 20 по сигналам від вимірювального і компенсаційного елементів датчика вологості 21 субстрату, підключених через роз'єми 23, і датчика рівня живильного розчину 22 в піддоні 2 . Перемішування живильного розчину 13 в даному випадку виробляли подачею в бак 14 повітря від невеликого компресора 15, що більш технологічно і дозволило ще й аерувати розчин 13 перед подачею його до коріння рослин 11. і був застосований більш зручний і надійний покажчик рівня 16 розчину 13 в баку 14.
Для підсвічування рослин над плівкою були підвішені на мінімально допустимій висоті електричні лампи 17 типу ДРЛ-400 Ф (з розрахунку - одна лампа на 1 м 2 освітлюваної площі). Це дозволило створити під плівкою 12 освітленість близько 10 клк, достатню для нормального росту більшості тепличних культур. Лампи 17 включалися автоматично в денний час на 12 годин (тобто давався короткий 12-годинний фотоперіод з метою виключення стеблевания салату).
У цей час вибору програм в блоці управління 18, програма якого була заздалегідь визначена для даного сорту салату (за допомогою витратоміра і оптико-акустичного газоаналізатора), підтримував під плівкою оптимальну концентрацію вуглекислого газу шляхом періодичного (за програмою) відкриття газового електроклапана 8. При цьому з урахуванням кількості газу, що подається під плівку 12, розраховувався і подавався склад живильного розчину 13, що забезпечує оптимальне живлення рослин 11, яке необхідно для ефективної роботи їх фотосинтетичного апарату. Подача газу 6 під плівку 12 привела до різкого зменшення його витрат. Це дозволило використовувати для підживлення рослин дорожчий, високоякісний балонний газ 6, а й збільшити його концентрацію під плівкою 12 без підвищення вартості газу. При цьому сильно спростилася система газифікації. А при високій концентрації СО 2 (вже при 700 ppm) проявився парниковий ефект, який ще додатково акумулював під плівкою 12 енергію радіації від ламп підсвічування 17, що дозволило використовувати її в якості основного джерела тепла для підтримки під нею температур, достатніх для нормального росту і розвитку рослин в осінньо-зимовий період в слабо опалювальній теплиці.
Експериментальні дані наведені в таблиці, з якої видно, що в усі дати відбору проб істотно великим числом листя і більшою біомасою (в 2-2,5 рази) мали рослини досвідченого варіанту 1 у порівнянні з контрольним варіантом 2. Приріст сирої біомаси окремо взятого рослини салату був інтенсивніше в 2-2,5 рази в дослідному варіанті (9,42-10,63 г / сут) в порівнянні з контрольним (3,95-5,52 г / добу). Продуктивність салату сорту Балет за один місяць сягала 6 кг / м 2, що набагато перевищує відомі показники, одержувані в промислових теплицях [4].
| Таблиця | ||||
| Продуктивність салату сорту Балет, отримана на експериментальній установці гідропонного способу вирощування З 3-рослини | ||||
| Варіант 1 | Варіант 2 | |||
| Дата відбору проб | Число листя на рослині, шт. | Сира біомаса рослини, г | Число листя на рослині, шт. | Сира біомаса рослини, г |
| 13.02 | 13,3 ± 0,52 | 66,39 ± 5,29 | 8,7 ± 0,33 | 26,34 ± 2,98 |
| 20.02 | 18,5 ± 0,62 | 140,83 ± 14,10 | 11,7 ± 0,54 | 61,10 ± 7,61 |
| 27.02 | 24,7 ± 1,15 | 206,73 ± 20,97 | 14,1 ± 0,66 | 81,67 ± 1,34 |
| 5,03 | 26,3 ± 0,94 | 254,75 ± 13,86 | 15,7 ± 0,30 | 136,79 ± 1,58 |
| Примітка. Варіант 1 - підвищена концентрація СО 2 в повітрі (під плівкою); варіант 2 - природна концентрація СО 2 (без покриття рослин плівкою). | ||||
Таким чином, пропонована технологія дозволяє отримувати високі врожаї високоякісної сільськогосподарської продукції в зимову пору року без додаткових витрат електроенергії та мінімальних витрат тепла.
Наведені дані переконливо показують ефективність запропонованого способу вирощування рослин.
Крім того, за допомогою застосування деяких технічних засобів (установки більш ефективних по ккд світильників, світлових відбивачів і Електротепловентілятори, що включаються при зниженні температури під плівкою до критичного значення), в деяких кліматичних зонах таке вирощування сільськогосподарських рослин може бути рентабельним в зимовий час і в неопалюваних теплицях .
ВИКОРИСТОВУВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. Авт. св. 413914, кл. A 01 G 7/02, 1974, БІ5.
2. Патент Японії кл. A 01 G 7/02, 9/24, 1995, ІСМ №8.
3. Патент США 4003160, A 01 G 31/02, 1977.
4. Е.А. Алієв, Н.А. Смирнов. Технологія обробітку овочевих культур і грибів в захищеному грунті. М .: Агропромиздат, 1987, С.64-66.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб гідропонного вирощування З 3-рослини в теплицях на субстратах з подачею живильного розчину під коріння рослин, підгодівлею їх вуглекислим газом і підсвічуванням лампами, що відрізняється тим, що рослини герметично покривають прозорою плівкою по конструкціях, регульованим по висоті в міру росту рослин, і вуглекислий газ подають під плівку автоматично за допомогою програматора, при цьому живильний розчин подають в субстрат по сигналу датчика вологості.
Версія для друку
Дата публікації 11.03.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.