УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ВЫРАЩИВАНИЯ ЗЕМЛЯНИКИ И ДРУГИХ РАСТЕНИЙ Российский патент 2004 года по МПК A01G31/06 A01G9/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к оборудованию для аэрогидропоники, и предназначено для выращивания низкорослых растений в автоматическом режиме.

Известны автоматические и полуавтоматические установки для выращивания растений (а.с. СССР 244790 по М. кл. А 01 G 31/06, 1969 г., а.с. СССР 1424775 по М. кл. А 01 G 31/02, 1987 г., а.с. РФ 1720593 по М. кл. А 01 G 31/02, 1992 г., а.с. РФ 1806359 по М. кл. А 01 G 31/02, 1993 г., патент РФ 1523126 по М. кл. А 01 G 31/06, 1998 г., патент РФ 2105468 по М. кл. А 01 G 31/06).

Ближе всего к настоящему изобретению может быть патент РФ 2105468 “Устройство для промышленного выращивания земляники” по М. кл. А 01 G 31/06.

Прототипное устройство содержит каркас, на который крепится вертикально расположенная растильня в виде двустороннего многослойного растительного поля (с несущей сеткой, светопоглощающей и светоотражающей пленками), внутренний слой которого выполнен гигроскопическим. Устройство также имеет систему подачи питательного раствора рециркуляторного типа с биофильтром, двумя резервуарами, поддоном, систему освещения, санпропускник, систему кондиционирования с использованием биофильтров и созданием небольшого избыточного давления в помещении. Выращивание растений производится в почти стерильной обстановке.

Однако при эксплуатации данного типа устройства при постоянном стекании и капании питательного раствора с краев растилен в поддоны в помещении создается очень высокая влажность, несмотря на кондиционирование воздуха, что приводит к появлению в помещении плесеней разного типа, которые не могут быть уничтожены мерами, направленными на достижение стерильности внутри растильни. Далее, товарный вид ягоды, выращенной при высокой и очень высокой относительной влажности с укреплением плода на несущей сетке, не удовлетворяет потребительским требованиям, а качественные характеристики плода остаются невысокими ввиду большого и очень большого количества влаги в ягоде, а также деформаций на теле плода от сетки. Естественный срок хранения таких ягод невелик, и такой уродливый по форме товар невозможно экспортировать. Свободное свисание стеблей с края несущей сетки снижает общий срок жизни растения, его трофические функции и, фактически, не позволяет достигать от применяемых сортов максимально высоких результатов плодоношения и общей продуктивности.

Кроме того, свободное, нефиксированное свисание нижнего края растильни, даже и при стягивании концов сетки друг с другом, создает массу неудобств, главным из которых является повреждение корневой системы растения при случайном расхождении многослойного растительного поля, например, при деформации несущей сетки. Даже при удачном стягивании концов сетки растительного поля корневая система растения может перемещаться от случайных причин, что ведет к ее травматизации и снижает трофические возможности растения, а следовательно, и общую урожайность.

Для улучшения эксплуатационных характеристик устройства, повышения реальной продуктивности растения и улучшения условий труда предложено устройство для промышленного выращивания земляники и других растений.

На фигуре 1 представлено устройство в общем виде без системы подготовки воды и без опорной рамы. На фигуре 2 показан поперечный разрез растильни со всеми функциональными слоями.

Устройство для промышленного выращивания земляники и других растений (фигура 1) представляет из себя двухстороннее вертикально расположенное поле 1, в котором все функциональные слои уплотнены и натянуты верхней 2 и нижней 3 распирающими трубами, соединенными между собой вертикальными раздвижными штангами 4 с винтовыми талрепами 5, служащими для изменения расстояния между распирающими трубами. Верхняя распирающая труба имеет множество отверстий по длине растительного поля (не показаны) для подачи питательного раствора, а также вентили и/или штуцеры 6, служащие, кроме того, и для фиксации растительного поля на опорной раме (не показана). На трубе выполняются и другие штуцеры (не показаны) для подачи воздуха, пара и газовых смесей.

Нижняя распирающая труба также имеет множество отверстий и вентили и/или штуцеры (не показаны) для отсасывания питательного раствора в резервуары регенерации (не показаны).

На нижний край растительного поля навешивается поддон 7 со штуцером 8 для отсасывания питательного раствора, не захваченного нижней распирающей трубой. Закругление растительного поля сверху закрыто плотным колпаком-крышкой 9, препятствующим испарению влаги при случайных травмах растительного поля. В отдельных вариантах колпак-крышка выполняется как часть системы для организации движения газовых смесей в зоне произрастания растений. В этом случае колпак-крышка снабжается соответствующими штуцерами для отсасывания и/или подачи газовых смесей, а также необходимыми отверстиями и/или дополнительными плоскостями с переменным наклоном для лучшей организации движения воздуха в требуемом направлении. То же самое может быть и у поддона.

На фигуре 2 показаны дополнительные детали и функциональные слои растительного поля в поперечном сечении.

Внутренним слоем растительного поля является пористый материал 10, выполненный с возможностью обжимания стебля у начала корневой системы растения. Предпочтительным материалом является рыхлая специальная ткань из тонкой фторопластовой стружки или нитки. За ним следуют светопоглощающий материал 11 и светоотражающая пленка 12. Наружным слоем является прочная несущая сетка 13. Все слои упрочнены и фиксированы распирающими трубами сверху и снизу благодаря крючьям 14 на сетке и регулировки натяжения слоев с помощью винтовых талрепов на вертикальных штангах. Для наложения крючьев свисающие края сетки загибаются примерно на ширину 5-8 см и упрочняются прессованием. Внутреннее пространство 15 растильни заполнено гигроскопическим и/или иным пористым материалом, выполненным с возможностью влияния на распределение питательных растворов и газовых смесей, подающихся вместе с питательными растворами, в зонах расположения корневых систем растений.

На наружную опорную сетку растительного поля крепятся ложементы 16 из светопропускающего материала со множеством отверстий. Ложемент выполняется как индивидуальное для каждого растения поддерживающее приспособление и/или как общая для всей ширины растительного поля конструкция. Растения 17 укрепляются своей корневой системой через прокол слоев во внутреннем обжимающем слое и закрепляются в продольном углублении ложемента для дальнейшего выращивания. Стебли растения не свисают и находятся в поддерживаемом состоянии, а плоды растения свободно свисают с ложемента и не ограничены ничем в образовании правильной формы и пропорции.

Торцевые поверхности растительного поля параллельно штангам закрыты плотными обжимающими крышками (не показаны) для предотвращения испарения жидкости, герметизации и сохранения целостности внутреннего слоя и объема растильни. Точно так же, как и верхний колпак-крышка, боковые крышки в отдельных вариантах выполняются как часть системы для организации требуемого движения газовых смесей в зоне произрастания растений.

В собранном виде растительное поле является модулем, который навешивается на опорные стойки рамы (не показаны) и подсоединяется к магистрали распределения питательного раствора и газовых смесей для промышленной эксплуатации. Модуль выполняется таким образом, чтобы не допустить попадание внутрь растительного поля внешних газов и паров, и эксплуатируется с небольшим избыточным давлением водно-газовых смесей.

Устройство работает следующим образом.

После сборки модульного растительного поля в специальном и изолированном помещении его подвергают стерилизации паром, подбирая условия стерилизации таким образом, чтобы не повредить целостность разнохарактерных слоев. Если же температуру пара регулировать невозможно, то стерилизацию проводят с использованием промышленных антибиотических средств, например перекиси водорода. Затем модуль укрепляют на стойках рамы для промышленной эксплуатации и заново проводят “холодную” стерилизацию с помощью специальных растворов. Потом модуль промывают стерильной водой и подключают к магистрали распределения питательного раствора с помощью штуцеров 6 на трубе 2, а также и других штуцеров (не показаны) для подачи газовых смесей.

На несущую сетку 13 укрепляют ложементы 16 и намечают место прокола слоев растительного поля согласно реальному расположению ложементов. Специальным инструментом (не описан) производят прокол слоев растительного поля до центрального слоя 15 и располагают корневую систему растения в пористом, обжимающем материале 10, расправляя и выравнивая сдвинутые слои светопоглощающего 11 и светоотражающего 12 материалов. Стебель растения 17 укладывают в продольную ложбинку ложемента 16 и закрепляют для предотвращения случайных перемещений.

В штуцеры 6 подают питательный раствор с необходимыми добавками питательных смесей и газов и налаживают равномерность протока растворов через всю площадь растительного поля (без появления стекания раствора через края поддона 7), регулируя объемы притока растворов через трубу 2 и отсасывания их через трубу 3 и штуцер 8 подвешенного к растительному полю поддона 7.

При появлении плодов растения 17 их опускают за края ложемента 16 для придания им состояния свободного свисания.

Для научно-исследовательских и специальных практических целей установка может быть усовершенствована в нескольких направлениях:

- модуль выполняется с наличием вертикальных, наклонных, откидных, приставных, передвижных и других экранов из прозрачного материала для корректировки спектра облучения растений, а также для регулирования газового обмена в наружном газовом объеме возле растительного поля;

- экраны снабжаются источниками необходимого вида излучения (например, источниками импульсного света) для воздействия на растения.

Изобретение относится к гидропонным методам выращивания растений. Установка промышленного выращивания земляники на многослойных вертикально расположенных поверхностях усовершенствована стабилизацией растительного поля двумя распирающими трубами с раздвижными штангами, благодаря наличию крючьев на краях растительного поля. Трубы выполняют роль подающего и отсасывающего приспособлений. Поддон, навешенный на нижний край растительного поля, также выполняет функцию отсасывания излишков питательной жидкости. Крышки растительного поля сверху и на торцевых поверхностях выполняют функцию защиты и герметизации внутреннего объема растительного поля и роль организаторов газовых потоков в зоне произрастания растений. Кроме того, крышки могут быть выполнены с возможностью размещения на них источников освещения, например импульсных ламп. Растительное поле снабжено ложементами для поддержки и фиксации растений, а также внутренним пористым слоем, выполненным с возможностью обжимания стебля у начала корневой системы. Это обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик устройства, повышение продуктивности растений за счет снижения их травмирования и улучшения условий развития. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для промышленного выращивания земляники и других растений, содержащее каркас, на котором закреплена вертикально расположенная растильня в виде двухстороннего многослойного растительного поля с несущей сеткой, светопоглощающей и светоотражающей пленками, внутренний слой которого выполнен гигроскопическим, систему подачи питательного раствора рециркуляторного типа с биофильтром, резервуарами, поддоном, отличающееся тем, что все слои упрочнены и фиксированы распирающими трубами при наличии стягивающих крючьев на концах несущей сетки и раздвижных штанг с талперами, причем растительное поле имеет внутренний слой из пористого материала, выполненного с возможностью обжимания стебля у начала корневой системы растения, а сами растения расположены на ложементах.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что распирающие трубы выполнены с возможностью притока и отсасывания питательного раствора, причем верхнее закругление растительного поля и торцевые пространства закрыты плотным обжимающим колпаком и/или крышками, а на нижний край растительного поля навешен поддон со штуцером для дополнительного отсасывания излишков питательного раствора.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя и торцевые крышки растительного поля выполнены как часть системы для обеспечения необходимого освещения и движения газов в зоне произрастания растений.