УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙ Российский патент 1995 года по МПК A01G31/02 A01G9/14 A01G9/22 A01G9/24 

Изобретение относится к устройствам для облучения растений в процессе их выращивания, оно может быть использовано в сельском хозяйстве.

Известно устройство для облучения растений, выращиваемых в лотках, установленных на основании теплицы и треугольных рамах вегетационных блоков, содержащее первую секцию источников оптического излучения для размещения под лотками между соседними вегетационными блоками и вторую секцию источников оптического излучения для установки в полости между треугольными рамами каждого вегетационного блока и основанием теплицы.

Недостатком такого устройства является неоптимальный спектральный состав облучения растений даже при оптимальном спектре излучения источника, так как растения, расположенные в различных частях устройства из-за фильтрации вышерасположенными растениями, облучаются светом иного и, следовательно, неоптимального спектрального состава, чем излучаемый источниками света, что не позволяет повысить урожайность выращиваемых растений.

Задачей изобретения является создание устройства, обеспечивающего оптимальный спектральный состав облучения растений в процессе их выращивания.

Решение задачи достигается тем, что в устройстве для облучения растений, выращиваемых в лотках, установленных на основании теплицы и треугольных рамах вегетационных блоков, содержащем первую секцию источников оптического излучения для размещения под лотками между соседними вегетационными блоками и вторую секцию источников оптического излучения для установки в полости между треугольными рамами каждого вегетационного блока и основанием теплицы, согласно изобретению, источники оптического излучения второй секции выполнены с уменьшением отношения потока энергии в спектральном диапазоне 600-700 нм к общему потоку энергии во всем спектре излучения каждого из упомянутых источников оптического излучения в пределах от 60-80 до 30-40% при увеличении высоты размещения данных источников оптического излучения относительно основания теплицы.

В предпочтительном варианте выполнения устройства источники оптического излучения второй секции расположены в вертикальной плоскости симметрии каждого вегетационного блока.

В устройстве предпочтительно мощность каждого источника оптического излучения второй секции выбирают в соответствии с линейной зависимостью
Р = ah + b, где Р - мощность источника оптического излучения, Вт;
h - расстояние от вершины вегетационного блока до места установки источника оптического излучения, м;
а - постоянная величина, Вт/м;
b - постоянная величина, Вт.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для облучения растений размещено в теплице, содержащей остекленную кровлю 1 с форточками 2. Устройство облучает растения 3, выращиваемые в растениях в виде лотков 4 с почвой, выполненных из металла или пластмассы и установленных на кронштейнах 5, жестко закрепленных на треугольных рамах 6, вегетационных блоков 7. На основании 8 теплицы внутри треугольных рам 6 размещены лотки 9 с растениями 10.

Устройство для облучения содержит первую секцию источников оптического излучения - лампы облучения 11, размещенные над лотками 4 между соседними вегетационными блоками 7. Над лампами 11 расположены отражатели 12, в данном случае, цилиндрической формы. Отражатели 12 установлены таким образом, что лучи 13, испускаемые источником света 11, имеют определенную направленность и ограничиваются световыми плоскостями, проходящими через их края.

Вторая секция источников оптического излучения включает источники света 14,15,16 и 17, размещенные в полости между треугольными рамами 6 каждого вегетационного блока 7 и основанием 8 теплицы, в вертикальной плоскости 18 симметрии каждого блока.

Источники света 14-17 выполнены с уменьшением отношения потока энергии в спектральном диапазоне 600-700 нм к общему потоку энергии во всем спектре излучения каждого источника света 13-16 в пределах от 60-80 до 30-40% при увеличении высоты размещения данных источников оптического излучения относительно основания теплицы.

В качестве источника света могут быть использованы лампы типа ДМ3-3000, ДМ3-4000 и другие. Внутренние поверхности отражателей 12 выполнены со светоотражающим покрытием, например из алюминированной полиэтилентерефталатной пленки.

Устройство для облучения растений работает следующим образом.

В лотки 4 и 9 высаживают рассаду растений 3 и 10, например, томатов. Периодически, через заданный промежуток времени, включают источники излучения 14-17 и 11. Источники света 14-17, расположенные внутри треугольных рам 6 в плоскостях 18 их симметрии, имеют такой спектральной состав излучения, доля которого в диапазоне 600-700 нм по отношению к общему потоку излучения каждого источника света изменяется в пределах от 30-40 до 60-80% при изменении положения источников света от верхней части вегетационного блока до его основания.

Пример конкретных значений спектрального состава излучения для данного устройства представлен в таблице. Установлено, что именно указанное процентное отношение полосы излучения 600-700 нм позволяет повысить урожайность растений в устройстве данной конструкции.

Лучи света, испускаемые указанными источниками света, например 13, пересекают ценоз на разных ярусах под различными углами, при этом чем дальше от источника света находится растение, тем больше будет ширина ценоза, а так как полоса излучения 600-700 нм сильнее всего фильтруется ценозом, то для создания оптимального спектрального состава облучения растений, находящихся в устройстве, необходимо увеличивать долю излучения с полосой 600-700 нм по мере удаления источников света от вершины вегетационного блока. Конкретное значение доли указанной полосы излучения подбирают в зависимости от вида растений.

Указанное размещение источников света 14-17 в совокупности с источниками света 11 позволяет обеспечить равномерное освещение как внешних, так и внутренних частей ценоза за счет устранения фильтрации световых потоков, что способствует одновременному созреванию продукции и улучшению ее качества.

В данном конкретном примере выполнения устройства мощности источников света 14-17, расположенных внутри вегетационных блоков 7 в плоскости 18 их симметрии, увеличиваются по мере удаления от вершин блоков в соответствии с зависимостью
Р = ah + b, где Р - мощность источника света;
h - расстояние от вершины вегетационного блока до места установки источника света;
а и b - константы, при этом b- мощность источника, находящегося у вершины вегетационного блока, а - прирост мощности источника света при изменении расстояния на 1 м. Константы а и b подбирают экспериментально в зависимости от вида растений. Пример конкретных значений мощностей источников света приведен в таблице.

Это позволяет предотвратить необоснованный расход электроэнергии при обеспечении необходимой и достаточной мощности световых потоков для облучения растений, а также дает возможность стабилизировать температурный режим внутри устройства. Избыточное тепло выводится из устройства посредством открывания форточек 2, размещенных в кровле 1 теплицы. Периодичность этой операции зависит от времени года.

Использование изобретения может увеличить урожайность продукции на 15-20% при одновременном ее созревании и улучшении качества.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в устройстве для облучения растений в условиях защищенного грунта. Сущность изобретения: устройство содержит вегетационные блоки 7, включающие каркасы рам 6 с установленными на них посредством кронштейнов 5 и на основании теплицы внутри рам лотками 9 для выращивания растений 3, 10. Первая секция источников излучения 11 размещена над лотками между блоками 7, и источники этой секции снабжены отражателями 12. Вторая секция источников излучения 14, 15, 16, 17 расположена внутри блоков 7, причем эти источники излучения выполнены с уменьшением отношения потока энергии в спектральном диапозоне 600 - 700 нм к общему потоку энергии во всем спектре излучения каждого источника в пределах от 60 - 80 до 30 - 40 % при увеличении высоты размещения данных источников оптического излучения относительно основания теплицы. Таким образом повышается урожайность растений на 15 - 20 %, достигается одновременность их созревания и улучшается качество сельскохозяйственной продукции. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙ, выращиваемых в лотках, установленных на основании теплицы и треугольных рамах вегетационных блоков, содержащее первую секцию источников оптического излучения для размещения над лотками между соседними вегетационными блоками и вторую секцию источников оптического излучения для установки в полости между треугольными рамами каждого вегетационного блока и основанием теплицы, отличающееся тем, что источники оптического излучения второй секции выполнены с уменьшением отношения потока энергии в спектральном диапазоне 600 - 700 нм к общему потоку энергии во всем спектре излучения каждого из источников оптического излучения от 60 - 80% до 30 - 40% при увеличении высоты размещения данных источников оптического излучения относительно основания теплицы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что источники оптического излучения второй секции расположены в вертикальной плоскости симметрии каждого вегетационного блока. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мощность P каждого источника оптического излучения второй секции выбирают в соответствии с линейной зависимостью
P = ah + b,
где h - расстояние от вершины вегетационного блока до места установки источника оптического излучения, м;
a - постоянная величина, Вт/м;
b - постоянная величина, Вт.