СПОСОБ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ КУЛЬТУР В ТЕПЛИЦАХ Российский патент 2010 года по МПК A01G9/20 A01G7/00 

Описание патента на изобретение RU2397636C1

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано для выращивания цветов, овощей, фруктов и другой сельскохозяйственной продукции при искусственном освещении.

Известен способ выращивания растений огурца при искусственном освещении, в котором в течение первых 18-22 суток после выращивания рассады огурца производят ее облучение с интенсивностью, равной 25-30% от максимальной, затем следующие 14-16 суток характеризуются максимальными значениями интенсивности, и, наконец, последние 28-32 суток интенсивность облучения постепенно снижают до 28-30% от максимальной (RU 2131179 С1, 1999.06.10).

Недостатком данного способа является невозможность регулирования спектра излучения облучающего светового потока.

Известен способ локального бестеневого освещения рассады в закрытом от внешней среды пространстве с регулируемым защитным колпаком, снабженным искусственным источником света, в котором периодически изменяют площадь освещаемой поверхности, интенсивность светового потока источника света, а также спектральный состав освещения рассады, причем в качестве искусственного источника света используются светодиоды (RU 2006119966 А, 2007.12.27).

К недостаткам данного способа следует отнести сложность практической реализации и ограниченный диапазон использования.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения (прототипом) является способ искусственного светоимпульсного освещения растений, в котором освещение растительных культур осуществляется световыми импульсами регулируемой интенсивности, частоты и скважности, причем источники света выполнены на светодиодах с различным спектром излучения (RU 2326525 С2, 2008.06.20).

К недостаткам следует отнести применение дорогостоящего оборудования для реализации данного способа, использование специальных сооружений защищенного грунта и ограниченный диапазон использования.

Технической задачей изобретения является создание способа искусственного освещения растительных культур в теплицах, позволяющего повысить урожайность за счет оптимизации светового режима, увеличить скорость роста растений, снизить расход электроэнергии, а также расширить диапазон применения.

Эта задача достигается тем, что в предлагаемом способе искусственного освещения растительных культур в теплицах, предусматривающем периодическое изменение интенсивности светового потока и спектрального состава источника света, освещение растений в сооружениях защищенного грунта осуществляется на основе принципа удвоения естественного суточного ритма, то есть плавного перехода уровня освещенности от ночного к дневному и наоборот, происходящего два раза в сутки, с учетом изменения лунного и солнечного спектров облучения, причем пики максимальной суточной освещенности совпадают с моментами верхней, дневной, и нижней, ночной, кульминациями солнца, а соотношение продолжительности светлого и темного периодов зависит от степени вегетативной зрелости и вида выращиваемых растительных культур.

Очень важным условием, влияющим на скорость роста растений и величину урожая в теплице, является свет. Энергия света используется растениями для фотосинтеза и регуляции своего развития - прорастания, цветения, плодоношения. При низкой интенсивности света преобладают процессы дыхания растений, энергия для жизнедеятельности черпается за счет распада ранее синтезированных веществ. Повышение интенсивности света пропорционально увеличивает фотосинтез. При дальнейшем росте облучения фотосинтез замедляется, после чего наступает фаза насыщения.

При низкой световой интенсивности растения получаются вытянутые. У редиса, например, образование корнеплодов происходит с пониженной активностью, растения формируют цветоносные стебли. У томатов и огурца цветы опадают, размеры плодов невелики, вкусовые качества низкие.

Интенсивный свет позволяет скоординировать фотосинтез, рост и развитие растений, увеличить урожай, получать крупные плоды высокого качества, значительно снизить сроки вегетации. В то же время для выращивания зелени сильный свет вреден, так как рост листовой поверхности замедляется, качество листьев снижается, они желтеют и становятся жесткими. Следовательно, для обеспечения максимальной продуктивности растительных культур решающим фактором является оптимальный выбор уровня освещенности.

Считается, что солнечный (дневной) свет является лучшим освещением, поскольку филогенетическое развитие растений происходило именно на нем, растения лучше к нему приспособлены. Чем ближе спектральный состав искусственного освещения к естественному спектру, тем выше эффективность фитоценоза. Дневной свет наряду с питательными веществами и водой является одним из важнейших факторов для выращивания растений. Но дневного света может не хватать. Индустрия растениеводства все больше склоняется к использованию искусственного освещения, с помощью которого пролонгируется сезон выращивания растений, улучшается контроль над процессами роста. Качество освещения определяет успех всего производства.

При дозировании света в теплице следует ориентироваться на выращиваемую культуру, правильно регулируя освещенность и создавая оптимальные условия для ее роста. Практика показывает, что для огурца световой день должен составлять 16 часов, для помидоров - 18 часов, а для роз - 19 часов. В некоторых теплицах практикуется круглосуточное освещение. Однако для нормального физиологического развития растений требуется несколько часов полной темноты. Необходимо также учитывать потребность в вариативном освещении различных растений - короткого и длинного дня.

Исходя из вышеизложенного, для организации оптимального искусственного освещения в сооружениях защищенного грунта необходимо обеспечить достаточную интенсивность, необходимый спектр и длительность световой процедуры, соблюдая при этом вариативный алгоритм естественного изменения освещения - переход от ночного к дневному и наоборот.

Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность светорадиационной обработки растений путем удвоения естественного суточного ритма. То есть в течение 24 часов интенсивность освещения от максимального до минимального значения плавно изменяется два раза, имитируя ночь, восход, день, закат, снова ночь и т.д. При этом пики максимальной освещенности совпадают с моментами верхней, дневной, и нижней, ночной, кульминациями солнца: максимальная освещенность (день) приходится на 12 час и 24 часа, а минимальная (ночь) - на 6 час и 18 час. Привязка экстремальных значений освещенности к солнечным кульминациям позволяет избежать нарушений естественных биоритмов растений, причем спектральный состав светового облучения соответствует солнечному и лунному спектрам в соответствующих фазах. Соотношение продолжительности светлого и темного периодов зависит от степени вегетативной зрелости и вида выращиваемых растительных культур.

Удвоение суточного ритма способствует ускорению роста растений, увеличению вегетативной массы, снижению затрат на электроэнергию.

Предлагаемый способ позволяет эффективно использовать как солнечный свет, так и искусственное освещение, обеспечивая необходимый радиационный режим круглый год, он не вызывает световую «усталость» растений.

Предлагаемый способ позволяет повысить урожайность на 6-11%.

Применение данного способа не нарушает экологию окружающей среды, а также не вызывает генетических изменений растительных культур.

Похожие патенты RU2397636C1

название год авторы номер документа
ОСВЕТИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР 2010
  • Айкала Ларс
RU2543979C2
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СВЕТО-ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ В ТЕПЛИЦЕ 2014
  • Попова Светлана Александровна
  • Супрун Мария Александровна
  • Рычкова Нина Михайловна
RU2586923C1
Способ активации проращивания семян сои при светодиодном монохроматическом освещении 2020
  • Зеленков Валерий Николаевич
  • Латушкин Вячеслав Васильевич
  • Синеговская Валентина Тимофеевна
  • Верник Петр Аркадьевич
RU2746277C1
САДОВОДЧЕСКОЕ ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО 2015
  • Онак Габриэль-Юджин
  • Крийн Марселлинус Петрус Каролус Михаель
  • Ван Эчтелт Эстер Мария
  • Николь Селин Катрин Сара
RU2696965C2
Способ освещения теплиц 2023
  • Терехов Владислав Геннадьевич
RU2811128C1
Способ активации проращивания семян рапса при моноспектральном освещении 2020
  • Зеленков Валерий Николаевич
  • Латушкин Вячеслав Васильевич
  • Карпачев Владимир Владимирович
  • Верник Петр Аркадьевич
RU2742611C1
Способ повышения всхожести семян озимой пшеницы 2020
  • Зеленков Валерий Николаевич
  • Латушкин Вячеслав Васильевич
  • Сандухадзе Баграт Исменович
  • Бекузарова Сарра Абрамовна
  • Гаврилов Сергей Викторович
  • Верник Петр Аркадьевич
RU2737174C1
Способ активации проращивания семян злаковых луговых трав при светодиодном монохроматическом освещении 2020
  • Зеленков Валерий Николаевич
  • Латушкин Вячеслав Васильевич
  • Косолапов Владимир Михайлович
  • Костенко Сергей Иванович
  • Верник Петр Аркадьевич
RU2746276C1
СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СВЕТО-ТЕМПЕРАТУРНЫМ РЕЖИМОМ В ТЕПЛИЦЕ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2014
  • Попова Светлана Александровна
  • Супрун Мария Александровна
  • Рычкова Нина Михайловна
RU2592101C2
Способ активации проращивания семян злаковых луговых трав 2020
  • Зеленков Валерий Николаевич
  • Потапов Вадим Владимирович
  • Латушкин Вячеслав Васильевич
  • Косолапов Владимир Михайлович
  • Костенко Сергей Иванович
  • Верник Петр Аркадьевич
RU2745449C1

Реферат патента 2010 года СПОСОБ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ КУЛЬТУР В ТЕПЛИЦАХ

Изобретение относится к области светотехники и может быть использовано для выращивания сельскохозяйственной продукции при искусственном освещении. В способе периодически изменяют интенсивности светового потока и спектрального состава источника света. Освещение растений в сооружениях защищенного грунта осуществляется на основе принципа удвоения естественного суточного ритма за счет плавного перехода уровня освещенности от ночного к дневному и наоборот. Переход происходит два раза в сутки, с учетом изменения лунного и солнечного спектров облучения. Причем пики максимальной суточной освещенности совпадают с моментами верхней, дневной, и нижней, ночной, кульминациями солнца. Соотношение продолжительности светлого и темного периодов зависит от степени вегетативной зрелости и вида выращиваемых растительных культур. Способ позволяет повысить урожайность за счет оптимизации светового режима, увеличить скорость роста растений, снизить расход электроэнергии, а также расширить диапазон применения.

Формула изобретения RU 2 397 636 C1

Способ искусственного освещения растительных культур в теплицах, предусматривающий периодическое изменение интенсивности светового потока и спектрального состава источника света, отличающийся тем, что освещение растений в сооружениях защищенного грунта осуществляется на основе принципа удвоения естественного суточного ритма, то есть плавного перехода уровня освещенности от ночного к дневному и наоборот, происходящего два раза в сутки, с учетом изменения лунного и солнечного спектров облучения, причем пики максимальной суточной освещенности совпадают с моментами верхней, дневной, и нижней, ночной, кульминациями солнца, а соотношение продолжительности светлого и темного периодов зависит от степени вегетативной зрелости и вида выращиваемых растительных культур.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2397636C1

Способ выделения строки из телевизионного растра 1949
  • Кривошеев М.И.
SU82552A1
СВЕТОИМПУЛЬСНЫЙ ОСВЕТИТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ СВЕТОИМПУЛЬСНОГО ОСВЕЩЕНИЯ РАСТЕНИЙ 2006
  • Марков Валерий Николаевич
RU2326525C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ РОСТА РАСТЕНИЙ 2000
  • Стаценко А.П.
  • Гришин Г.Е.
RU2198498C2
Освещение растений, ч.4
Очаг для массовой варки пищи, выпечки хлеба и кипячения воды 1921
  • Богач Б.И.
SU4A1

RU 2 397 636 C1

Авторы

Тышкевич Евгений Валентинович

Даты

2010-08-27Публикация

2008-12-15Подача