ГИДРОПОННАЯ УСТАНОВКА И СПОСОБ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ Российский патент 2004 года по МПК A01G31/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для выращивания любых растений, предпочтительно клубне- и корнеплодообразующих растений без почвы в слое наполнителя.

Известны гидропонные установки для выращивания корнеплодов и клубней растений (SU 1720593 А, 1992 г.; Беккет К. Растения под стеклом. - М.: Мир, 1992, с.98-99; патент РФ №2121267, кл. А 01 G 31/06). Ближе всего к настоящему изобретению является установка по патенту РФ 2121267, в которой используются культивационные лотки с трапециевидным сечением и ярусным расположением.

Однако прототипная установка довольно хлопотная в обслуживании, требует наличия особых сортов растений (чаще всего клонированных), специальных сосудов-мешочков для каждого растения и фактически не позволяет использовать весь ростовой генетический потенциал растения по образованию клубней, корнеплодов и других частей растений.

С целью увеличения практически реализуемых возможностей генома хорошо проверенных и безопасных местных сортов растений предложена гидропонная установка с облегченным доступом питательных растворов и газовых смесей к корневой системе растения, а также с устранением факторов, препятствующих физиологическому увеличению размеров подземной части (клубней, корнеплодов и др.) и/или надземной части (кочанов, стрел, черешков, зеленой массы и др.) при сохранении их потребительских качеств.

Корпус емкостей установки имеет разнообразные приспособления и крепежные выступы и другие конструкции для фиксации на соответствующих подставках и опорах, а также всевозможные защитные или фильтрующие колпаки-крышки или экраны любой формы с определенными спектрами пропускания или отражения световых и других волн и излучений в зависимости от конкретного типа организации производства или научно-исследовательского процесса. Причем, при селекционной работе, для более полного раскрытия генетических возможностей растений в самих колпаках или на индивидуальных держателях располагаются источники любого вида излучения с отражателями и без них, например, импульсные лампы для воздействия на растения в любом режиме, в том числе и автоматическом, а также дополнительные источники волнового и/или корпускулярного излучения со всевозможными отражателями и аксессуарами.

Колпак-фильтр и/или колпак-отражатель выполнены из прозрачного материала со специальными покрытиями его поверхностей и/или из особых пленок, расположенных на соответствующих каркасах над емкостью, и допускают подачу воздуха и газовых смесей для вентиляции растений и для их газового питания в изолированном объеме над емкостью. Колпак может быть крышкой и/или навесным устройством и находиться на определенном расстоянии над емкостью.

На фигуре 1 представлена гидропонная установка для выращивания растений без формообразователей, колпаков и без опорных рам и подставок.

На фигуре 2 представлена та же установка с формообразователями, колпаком и источниками импульсного освещения-подсветки.

Гидропонная установка для выращивания растений (фигура 1) представляет из себя емкость 1 любой формы, предпочтительно конусообразную, заполненную наполнителем 2, способным принимать состояние псевдоожиженности или поддерживать состояние псевдокипящего слоя. В нижней части емкости проходит труба 3, имеющая множество мелких отверстий для выхода газовой смеси, воздуха и питательной среды. Труба обернута пористым материалом для уменьшения размеров воздушных и газовых пузырьков или же выполнена из керамического пористого материала. Над трубой располагается пористый и/или дырчатый экран 4 любой формы для более равномерного распределения газовой смеси в объеме емкости. Растения 5 высаживаются в толщу наполнителя, в ячейки формообразователя 6 (фигура 2). Прозрачный для определенного спектра излучений колпак 7 снабжен крепежными элементами 8 с лампами специфической подсветки, например, импульсными и/или контейнерами с источниками корпускулярного и/или волнового излучения.

Приведенное устройство работает следующим образом.

В емкость 1, заполненную наполнителем 2 и имеющую экран 4 для равномерного распределения подающихся через трубу 3 необходимых ростовых веществ, высаживаются растения 5. Подающаяся смесь питательной среды, воздуха и необходимых газов создает состояние псевдокипящего слоя в наполнителе 2, что облегчает развитие всего растения 5 в целом, в том числе и увеличение клубней, корнеплодов, черешков, стрел, кочанов и т.д. в объеме.

Формообразователи 6 (установленные в данном случае для корнеплодных растений) ограничивают рост подземной части растения в ширину. Через светопроницаемый спектрокомпетентный колпак 7 производится облучение растения светом нужного спектрального состава и/или подсветка источниками дополнительного облучения 8.

Посредством общей и локальной вентиляционных систем (не показанных на фигурах 1 и 2) под колпаком 7, при необходимости его длительного использования, создаются условия для равномерной вентиляции растений и их газового питания, причем вентилирование и газовое питание растений осуществляются как с избыточным давлением, так и с разрежением.

После сбора урожая и удаления растений 5 колпак 7 снимают или отводят от емкости 1, а слой наполнителя 2 стерилизуют перегретым паром, подающимся через трубу 3.

Для ритмичной работы указанного устройства требуется соответствующий растворный узел с соответствующей подготовкой питательных растворов перед подачей их в емкости, соответствующие по мощности и качественным характеристикам насосы для подачи жидкой и газовой среды, наличие подачи сжатого воздуха и (после окончания процесса вегетации и сбора урожая) перегретого пара для стерилизации установки.

Установка может быть представлена как индивидуальная ростильня в упрощенном варианте, установленная на соответствующие опорные подставки, под открытым небом или как комплексный автономный модульный лоток в общей системе теплиц с ярусным, круговым или любым другим расположением, в том числе и в конвейерной системе с любыми способами перемещения при любых видах освещения и подсвечивания.

Данное устройство и предлагаемая технология позволяют выращивать корнеплоды совершенно невероятных размеров при сохранении их потребительских качеств на очень высоком уровне. Причем использоваться могут местные (не клонированные и не трансгенные), хорошо зарекомендовавшие себя сорта без химических или генных “мин замедленного действия”. Более того, имеется реальная возможность изменения потребительских качеств получаемой продукции (например, заданное содержания витаминов или каротина) без применения средств генной инженерии и трансгенных технологий.

Имеется возможность формирования геометрии корнеплода в соответствии с запросами покупателя. Например, при применении проницаемых для воздуха и воды формообразователей (к примеру, ячеистых и/или трубных решеток) можно производить любой корнеплод одинаковых (стандартных) размеров по толщине и длине. Или же, при решетках для надземной части растения, можно регулировать, к примеру, высоту и качественное состояние стебля высоких и тяжелых цветов, колосьев зерновых, салатной капусты и т.д.

Устройство и технология представляют очень серьезный интерес для практиков и теоретиков сельского хозяйства, поскольку способствуют реализации внутренних (скрытых пока для практики и науки) ростовых возможностей растений.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Гидропонная установка имеет лотки-растильни в виде конусообразной емкости, заполненной наполнителем. Внутри емкости размещена труба с мелкими отверстиями для выхода воздуха, газовой смеси и питательной среды. Подачу водо- и газовоздушной смеси осуществляют в слой наполнителя в пульсирующем режиме для создания псевдокипящего слоя в наполнителе. Над трубой размещены экран для равномерного распределения питательной среды и формообразователь с ячейками для размещения в них корневой и/или надземной части растений. Над емкостью размещен колпак над ростовой зоной для регулирования вентиляции и газового питания растений. Это обеспечивает облегченный доступ питательных растворов и газовых смесей к корневой системе, увеличение подземной и/или надземной части растений при сохранении их потребительских свойств. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Гидропонная установка для выращивания растений, включающая лотки-растильни, трубы для подачи питательного раствора, газов и воздуха в толщу грунта, отличающаяся тем, что лотки-растильни выполнены в форме конусообразной емкости, внутри которой установлена труба с мелкими отверстиями для выхода газовой смеси, воздуха и питательной среды, над которой размещены экран для равномерного распределения питательной среды и формообразователь с ячейками для размещения в них корневой системы и/или надземной части растений, выполненный проницаемым для света, газов и влаги, при этом емкость имеет колпак над ростовой зоной для регулирования вентиляции и газового питания растения.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что лотки-растильни установлены на стеллажах, конвейерных машинах, транспортерных лентах теплицы или индивидуально с освещением и/или подсветкой, при этом установка имеет приспособления для дифференцированного волнового и корпускулярного воздействия на растения, в том числе и облучения импульсными источниками света.3. Способ гидропонного выращивания растений, включающий заполнение емкости наполнителем, высаживание растений и подачу водо- и газовоздушных смесей в слой наполнителя при выращивании растений, отличающийся тем, что растения высаживают в ячейки формообразователя, а подачу водо- и газовоздушных смесей в слой наполнителя осуществляют в режиме создания псевдокипящего слоя в наполнителе.