СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЯ КАРТОФЕЛЯ В НЕСКОЛЬКО РАЗ Российский патент 2011 года по МПК A01F25/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к сохранению селекционных семян картофеля и, как следствие, значительному увеличению урожая картофеля от них.

В качестве аналога можно привести хранение селекционных семян в хранилище с активным вентилированием охлажденным воздухом заложенной на длительное хранение сельскохозяйственной продукции (в данном случае селекционных семян картофеля).

Работник хранилища, исходя из характеристики окружающей среды, обеспечивает наиболее приемлемый температурно-влажностной режим воздушного потока, поступающего в хранилище, обеспечивающий наилучшие условия хранения селекционных семян. Однако осенью и весной бывают достаточно теплые дни, затягивающиеся на длительные периоды, в течение которых условия хранения ухудшаются, и это влияет на качество хранимых селекционных семян, тем более, если активизируются амбарные и микробиологические вредители, особенно фитофтора, и др.

В последние годы большое внимание уделяется герметичным камерам, заполняемым регулируемыми газовыми средами (РГС), чаще 3-х компонентными (N₂+CO₂+O₂), где CO₂ - газ, получаемый при сжигании природного газа или в результате «дыхания» хранимого биологического объекта в камере (SU 673236 А1, 18.07.1979).

В этом случае следует чаще регулировать значения ингредиентов с целью определения их значений, близких к оптимальным, для сокращения потерь хранимой продукции. Однако оптимизировать 3-х компонентную газовую среду, да еще в условиях динамического состояния ингредиентов в хранящемся биологическом объекте, т.к. протекает биохимическая реакция углеводов биообъекта с кислородом РГС, невозможно.

Технический результат, достигаемый при реализации данного изобретения, состоит в ежегодном получении увеличенных в несколько раз урожаев картофеля от надежно сохраненных без потерь селекционных семян.

Сущность изобретения состоит также в решении проблемы значительного увеличения урожайности всех сельскохозяйственных культур.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения высоких урожаев картофеля включает подготовку хранилища путем мойки, химобработки для уничтожения амбарных вредителей и их личинок и отладки системы активного вентилирования, закладку селекционного материала в хранилище, установку системой вентиляции требуемых температуры t°C и влажности ψ с регулярным поддержанием в течение срока хранения: осень-зима-весна- до посадки этих показателей по термометру и психрометру и последующую посадку семенного картофеля на подготовленное поле при помощи картофелесажалки; выращенный и вырытый картофелекопалкой урожай картофеля закладывают в контейнеры, определяют вес урожая, устанавливают контейнеры в хранилище и определяют потери путем сравнения весовых характеристик: начальной и в ходе хранения; в качестве хранилища выбрана герметичная камера, оборудованная азотоснабжением в виде воздухоразделительной установки для подачи сжиженного азота N₂ и кислорода O₂, причем селекционные семена закладывают в камеру с заполнением проходов и в первые сутки хранения устанавливают в камере оптимальную регулируемую газовую среду (N₂+O_2opt), данные о которой фиксируют в блоке памяти автоматической системы управления, благодаря чему в процессе осенне-зимне-весеннего до посадки хранения осуществляется непрерывный контроль за значениями ингредиентов регулируемой газовой среды и ее параметрами t°C и ψ, при этом осуществляют непрерывный контроль за герметичностью камеры и поддержание равенства

Р_РГС=Р_ат,

где Р_РГС - давление регулируемой газовой среды;

Р_ат - давление атмосферное,

т.е. Р_РГС непрерывно следует за меняющимся Рат; процесс хранения осуществляют в практически полностью герметичной камере до наступления поры посадки, а перед выборкой семян картофеля камеру продувают воздухом до содержания O₂ 21% с последующей ее разгерметизацией, после которой выбирают требуемое количество картофеля для осуществления биохимических, технологических и органолептических проверок и определяют потери данной партии картофеля.

Аналогичные операции, изложенные выше, осуществляют ежегодно, что обеспечит поддержание стабильного роста урожаев из года в год и получение элитных селекционных семян в большом количестве.

На фиг.1 представлена функциональная зависимость интенсивности дыхания с/х биологического объекта от изменения концентрации кислорода (кривая функции дыхания).

Каждый биологический объект наделен только ему присущими физиолого-биохимическими характеристиками и кривой функции дыхания. Наиболее важная точка на кривой имеет координаты (O_2opt, CO_2min), соответствующие наименьшей интенсивности дыхания (физиолого-биохимической активности) конкретного биологического объекта при всех прочих равных условиях.

На кривой показаны:

- оптимальное значение концентрации кислорода O_2opt(B), при котором интенсивность дыхания биологического объекта предельно мала и O_2opt соответствует образованию наименьшей концентрации диоксида углерода CO_2min в камере 1;

- если провести прямую параллельно оси абсцисс до пересечения с ординатой, соответствующей интенсивности дыхания биологического объекта 0,3% CO_{2max доп}, то это значение дыхания будет соответствовать двум точкам на оси абсцисс: O_{2max доп (С)} и O_{2min доп (А)}. Эти три точки на кривой дыхания определяют предельно наименьшую допустимую интенсивность дыхания биологического объекта при наименьшей O_{2min доп} и наибольшей O_{2max доп} предельных допустимых значениях кислорода, т.к. ординаты их равны.

На фиг.2 представлена функциональная схема герметичной камеры (элеватора), оборудованной устройствами, которые автоматически задают значения ингредиентов О_2орт и СО₂<0,3% от объема РГС по предельным значениям интенсивности дыхания биологического объекта, а также значения параметров РГС: ψ, t°С; кроме того, контролируют и поддерживают равенство давлений в камере (элеваторе) Р_ргс=Р_ат, где

1 - герметичная камера (элеватор),

2 - АСУ РГС - автоматическая система управления РГС,

3 - воздухо-разделительная установка (источник N₂) - ВРУ,

4 - труба, соединяющая ресивер 36 с камерой 1 (элеватором),

5 - электромагнитный клапан,

6 - трубопровод заборный с патрубками,

7 - вентилятор заборный,

8 - фильтр,

9 - электромагнитный клапан откачной,

10 - трубопровод откачной с патрубками для сброса избыточного давления Р_ргс и CO₂,

11 - электромагнитный клапан для сброса избыточного давления Р_ргс и CO₂,

12 - вентилятор откачной,

13 - датчик атмосферного давления - Р_ат,

14 - датчик давления РГС внутри камеры 1 (элеватора) - Р_ргс,

15 - ворота, герметично закрывающие камеру 1 после загрузки ее биологическим объектом; элеватор герметично закрывается люками,

16 - электрощит,

17 - трубопровод рециркуляционный соединен вверху с трубопроводом 6, внизу с трубопроводом 10,

18 - вентилятор приводит в движение РГС по часовой стрелке так, чтобы РГС подавалась в камеру 1 (элеватор) снизу вверх,

19 - абсорбер для отбора паров влаги из РГС и снижения ее в хранимом биологическом объекте до 14%,

20 - герметично закрывающаяся дверка после установки абсорбера,

21 - холодильник,

22 - газоанализатор текущего значения CO₂ в РГС,

23 - газоанализатор текущего значения О_2орт в РГС,

24 - измеритель температуры в камере и в биологическом объекте (в известных критических зонах),

25 - измеритель влажности РГС и биологического объекта,

26 - разъем для электрического соединения АСУ РГС с необходимыми устройствами, измерителями и исполнительными механизмами в камере 1 (элеваторе),

27 - усилитель и реле для включения клапанов 5 и 11 при достижении СО₂≤0,3% от объема РГС,

28 - схемы сравнения в АСУ РГС: Р_ат-Р_ргс; O_2opt-O₂; СO_2кам≤CO₂ 0,3%,

30 - нагреватель РГС в рециркуляторе,

31 - опорное напряжение, пропорциональное CO₂ 0,3%,

32 - опорное напряжение, пропорциональное значению O_2opt,

33 - опорное значение t°C,

34 - опорное значение напряжения, пропорциональное ψ,

35 - реле для включения клапанов 5 и 11,

36 - ресивер для N₂,

37 - дюар для жидкого кислорода O₂,

38 - компрессор для продувки камеры 1 воздухом,

39 - клапан с редуктором и нагревателем O₂,

40 - клапан для включения воздушного компрессора 38.

Данный способ разработан для значительного, в несколько раз, увеличения урожая картофеля от его селекционных семян. Для этого в камеру 1 (фиг.2) необходимо заложить в контейнерах семенной селекционный картофель в количестве, достаточном для получения требуемого урожая.

После загрузки камеры селекционными семенами ее герметично закрывают воротами 15 и в первые сутки закладки оператор определяет ингредиенты оптимальной РГС. Для этого необходимо включить ВРУ нажатием 5 и 11, расположенных на пульте АСУ РГС 2, и открыть клапаны 5 и 11. Поступающий в камеру 1 азот от ВРУ через ресивер 36 с трубой 4 продует камеру 1 и вытеснит из нее кислород воздуха до значения O₂ 8%, клапаны 5 и 11 закрыть; завести таймер на t, равное 5 часам, и включить его. При t 0 часов блок памяти АСУ РГС запишет значение CO₂ и значение O₂, при котором измерено значение CO₂, затем камеру 1 открыть при помощи ворот 15, продуть азотом и воздухом и откачать остатки CO₂ и камеру герметично закрыть воротами 15. В камере 1 устанавливают концентрацию кислорода O₂ 6%, для этого необходимо включить ВРУ нажатием 5 и 11 на пульте АСУ РГС, поступающий в камеру азот вытеснит избыток N₂ и O₂ и установит в камере 1 O₂ 6%, выключить 5 и 11; завести таймер на 5 часов, включить таймер и при t 0 часов блок памяти АСУ РГС запишет CO₂ и O₂, при котором измерена величина CO₂; вновь открыть ворота 15 и продуть камеру 1 азотом и воздухом до CO₂ 0% (по газоанализатору 22), при CO₂ 0% ворота 15 герметично закрыть, продуть камеру 1 азотом, для чего включить 5 и 11 на пульте АСУ РГС. Установить концентрацию кислорода в камере 1 O₂ 4%, выключить 5 и 11, завести таймер на 5 часов и включить его. При t 0 часов блок памяти АСУ РГС запишет CO₂ и O₂, при котором измерено значение CO₂, аналогично осуществить измерение CO₂ при O₂ 2% за t 5 часов и записать в блок памяти АСУ РГС; АСУ РГС в блок памяти запишет все измеренные значения CO₂ и O₂, при которых эти значения CO₂ измерены. АСУ РГС сравнит все измеренные значения CO₂ и выберет из них наименьшую по амплитуде величину CO₂ - ей соответствует оптимальное значение кислорода в РГС - O_2opt; РГС в данном изобретении - «двухкомпонентная регулируемая оптимальная газовая среда с повышенным содержанием азота» и обозначена «N₂+O_2opt».

В данном изобретении использованы два конструктивно одинаковых манометра: один - 14 в камере 1, второй - 13 связан с атмосферным давлением (под крышей, в укрытии от осадков и ветров). Оба манометра непрерывно измеряют давление: 13 - P_AT, а 14 - Р_РГС камеры, и сравнивают их при помощи интегральной схемы «компаратор», на который подаются напряжения с 13 и 14, пропорциональные измеряемым величинам давлений, а с выхода компаратора снимается сигнал рассогласования ΔР=Р_АТ-Р_РГС или UΔP=UP_AT-UP_РГС. Этим сигналом Р_РГС мгновенно изменяется до значения Р_АТ, т.е. Р_РГС=Р_АТ - всегда в течение всего срока хранения, данное равенство давлений выполняется непрерывно в течение всего срока хранения.

На этом основании камера 1 практически является абсолютно герметичной. Это значит, что ингредиенты РГС в камере в течение всего срока хранения селекционных семян полностью защищены от различных незакономерных флюктуаций Р_АТ и по розе ветров, и по амплитуде.

Непрерывный контроль за ингредиентами и параметрами РГС при помощи аналогичных следящих систем с высоким быстродействием обеспечивает их постоянство (28 в АСУ РГС).

Рекомендуется раз в каждый квартал перепроверять O_2opt; на эту перепроверку расходуются одни сутки, что отрицательно не скажется на качестве хранения селекционных семян.

К истечению срока хранения необходимо подготовить поле, лунки для посадки семян, провести все изначальные агротехнические работы и далее уход агротехнический в зависимости от вида и сорта сельскохозяйственной культуры.

После уборки урожая необходимо заложить в освободившиеся герметичные камеры семена на хранение их в качестве селекционных семян для урожая следующего года и обеспечить их хранение, как описано выше - в оптимальной РГС (N₂+O_2opt) в герметичных камерах 1.

Это необходимо осуществлять ежегодно с целью получения высоких урожаев картофеля, состоящих из селекционных семян.

Технико-экономическая или иная эффективность заключается в следующем.

Практически в несколько раз можно увеличить урожайность всех сельскохозяйственных культур, от посадки или посева сохраненных в герметичных камерах, заполненных оптимальной РГС (N₂+O_2opt) для данной с/х культуры.

В камере непрерывно (от закладки до окончания хранения) автоматически поддерживается давление Р_РГС, равное Р_АТ, по этой причине камера является практически абсолютно герметичной.

Продолжительность репродукционных свойств данных семян может составить несколько десятков лет.

В процессе хранения селекционных семян в оптимальной РГС (N₂+O_2opt) амбарные и микробиологические вредители подавляются через 19-20 суток на всех стадиях своего развития.

Может значительно увеличиться объем селекционных семян, т.к. урожаи всех с/х культур состоят из селекционных семян.

Увеличится в разы производство кормовых культур от селекционных семян данных культур, сохраненных в герметичной камере в оптимальной РГС (N₂+O_2opt), что обеспечит значительное увеличение мясо-молочного производства.

Данные хранилища могут дать большой экономический эффект при длительном хранении: витаминно-травяной муки, заменителей цельного молока для молодняка животных, масел растительного и животного происхождения и полнорационных кормов для различных с/х животных.

Полученный урожай селекционного картофеля может составить 200 ц/га, что в сравнении с урожаями картофеля в средней полосе Российской Федерации превышает в «n» раз, где n 3, 4, 5 раз.

Повышенный урожай селекционного картофеля получен от селекционных семян, следовательно, картофель в урожае является селекционным картофелем, сохранившим прародительские качества и характеристики семян, на основании этого можно выделить из 200 ц/га половину урожая в качестве товарного картофеля, а остальную часть в качестве селекционных семян заложить в герметичные камеры, установить в них оптимальные РГС и обеспечить хранение селекционных семян под урожай будущего года в значительно большем количестве.

Способ получения высоких урожаев картофеля включает закладку селекционного материала в хранилище, установку требуемых температуры и влажности с регулярным поддержанием в течение срока хранения этих показателей и последующую посадку семенного картофеля. Выращенный урожай картофеля закладывают в контейнеры, определяют вес урожая и определяют потери путем сравнения весовых характеристик: начальной и в ходе хранения. В качестве хранилища выбрана герметичная камера. В первые сутки хранения устанавливают в камере оптимальную регулируемую газовую среду (N₂+O_2opt). В процессе хранения непрерывно осуществляется контроль за значениями ингредиентов регулируемой газовой среды и за герметичностью камеры. Процесс хранения осуществляют в практически полностью герметичной камере до наступления поры посадки. Перед выборкой семян картофеля камеру продувают воздухом до содержания О₂ 21% с последующей ее разгерметизацией, после которой выбирают требуемое количество картофеля для осуществления биохимических, технологических и органолептических проверок и определяют потери данной партии картофеля. Технический результат заключается в повышении урожая картофеля за счет более рационального хранения его клубней. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ получения высоких урожаев картофеля, включающий подготовку хранилища путем мойки, химобработки и отладки системы активного вентилирования, закладку селекционного материала в хранилище, установку системой вентиляции требуемых температуры t°C и влажности ψ с регулярным поддержанием в течение срока хранения: осень-зима-весна-до посадки этих показателей по термометру и психрометру и последующую посадку семенного картофеля на подготовленное поле при помощи картофелесажалки с проведением агротехнических работ; выращенный и вырытый картофелекопалкой урожай картофеля закладывают в контейнеры, определяют вес урожая, устанавливают контейнеры в хранилище с проверкой требуемых биохимических, технологических и органолептических характеристик и определяют потери путем сравнения весовых характеристик: начальной и в ходе хранения; в качестве хранилища выбрана герметичная камера, оборудованная азотоснабжением в виде воздухоразделительной установки для подачи сжиженного азота N₂ и кислорода O₂, причем селекционные семена закладывают в камеру с заполнением проходов и в первые сутки хранения устанавливают в камере оптимальную регулируемую газовую среду (N₂+O_2opt), данные о которой фиксируют в блоке памяти автоматической системы управления, благодаря чему в процессе осенне-зимне-весеннего-до посадки хранения осуществляется непрерывный контроль за значениями ингредиентов регулируемой газовой среды и ее параметрами t°C и ψ, при этом осуществляют непрерывный контроль за герметичностью камеры и поддержание равенства
Р_РГС=Р_ат,
где Р_РГС - давление регулируемой газовой среды;
Р_ат - давление атмосферное,
т.е. Р_РГС непрерывно следует за меняющимся Р_ат; процесс хранения осуществляют в практически полностью герметичной камере до наступления поры посадки, а перед выборкой семян картофеля камеру продувают воздухом до содержания О₂ 21% с последующей ее разгерметизацией, после которой выбирают требуемое количество картофеля для осуществления биохимических, технологических и органолептических проверок и определяют потери данной партии картофеля.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что аналогичные операции, изложенные в п.1, осуществляют ежегодно, что обеспечит поддержание стабильного роста урожаев из года в год и получение элитных селекционных семян в большом количестве.