СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ И РЕНТАБЕЛЬНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ ОГУРЦА В УСЛОВИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА НА СЕВЕРЕ Российский патент 2013 года по МПК A01G7/04 

Описание патента на изобретение RU2490868C2

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к производству овощей в защищенном грунте, в теплицах с автоматической системой управления факторами среды (свет, температура, влажность воздуха, содержание СО2 в воздухе, минеральное питание).

Излучение солнца является основным ресурсом, определяющим выбор культивационных сооружений, набор культур и сроки их выращивания в конкретной местности. По количеству падающей суммарной фотосинтетически активной радиации (ФАР) территорию Российской Федерации делят на 7 световых зон. В первой световой зоне (северные широты) приход фотосинтетической активной радиации (ФАР) в декабре - феврале составляет 8-16 Вт/м2 (35-70 мкмоль/м2с ФАР), что на порядок ниже по сравнению с седьмой световой зоной. В связи с этим получение свежих овощей на Севере невозможно без создания агропромышленного производства на базе защищенного грунта с использованием технологии светокультуры. В современных тепличных хозяйствах используют системы с автоматической регуляцией базовых параметров среды (концентрации СО2, минерального и водного питания). Вопросы оптимизации светового режима на производстве решаются зачастую индивидуально в зависимости от имеющихся типов источников освещения, стоимости энергоресурсов, схемы выращивания, геометрии и объема сооружений. Выбор оптимального сочетания факторов среды для обеспечения высокой рентабельности производства в защищенном грунте является нетривиальной задачей. Требуется не только учесть физиологические особенности культур, но и стоимость ресурсов.

Известен способ выращивания растений огурца (патент РФ №2131179, МПК F01G 7/00, F01G 9/00, опубл. 10.06.1999 г.), выбранный за прототип, включающий изменение удельной мощности и времени облучения растений источниками искусственного света.

Недостатком известного способа является:

- малоэффективное использование ФАР ассимилирующими органами в вертикальном профиле агроценоза огурца;

- техническая сложность использования узкостеллажной гидропонной технологии выращивания и предлагаемых схем освещения;

- невозможность использования многосменной системы постоянного плодоношения.

Перед нами была поставлена задача оптимизировать распределение светового потока в агроценозе, повысить урожайность и рентабельность производства.

Технический результат состоит в том, что предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность использования искусственного досвечивания при культивировании огурца на площадях защищенного грунта, способствует ускорению формирования урожая и повышению продуктивности.

Способ повышения продуктивности и рентабельности культивирования огурца в условиях Крайнего Севера, включающий досвечивание растений, выращиваемых в условиях защищенного грунта, основными источниками искусственного света, расположенными на уровне верхнего яруса листьев, согласно изобретению осуществляют боковое досвечивание дополнительными источниками искусственного света для поддержания физиологической активности листьев среднего и нижнего ярусов, обеспечивающих формирование плодов, дополнительные боковые источники света устанавливают на регулируемых по высоте подвесах внутри ценоза на уровне яруса, в котором происходит интенсивный налив плодов, причем продолжительность досветки боковыми источниками света устанавливают от 3 до 12 часов с учетом плодонагрузки и интенсивности естественного и искусственного освещения, при этом плотность потока падающей фотосинтетической активной радиации, предпочтительно, не более 350 мкмоль/м2с.

Выбор нового технологического режима освещения и использование дополнительных боковых ламп увеличивает приход ФАР к листьям среднего и нижнего ярусов агроценоза в 2-4 раза. Происходит оптимизация фотосинтеза растений за счет более эффективного распределения ФАР в агроценозе при боковой досветке. Высота расположения боковых ламп освещения внутри формирующегося агроценоза и продолжительность досветки определяются на основании анализа функциональных параметров листьев и накопления ассимилятов (растворимые углеводы и крахмал). Учитываются ярус листьев и плодонагрузка. Это позволяет повысить урожайность растений на 30-35% с сохранением высокого качества, сократить время от посадки до первого сбора урожая на 5-6 дней при рентабельности производства 35-38%, производить смену отслужившего оборота на следующий без периода, при котором отсутствует сбор плодов огурца.

На рис.1 представлена схема выращивания растений огурца в теплице с применением дополнительного бокового освещения: 1, 2, 3 - листья верхнего, среднего, нижнего яруса соответственно, 4 - основные лампы верхнего освещения, 5 -дополнительные лампы бокового освещения, А - внешняя и Б - внутренняя сторона ряда растений. Справа приведена фотография работающих дополнительных ламп.

На рис.2 показана световая зависимость СО2-газообмена листьев огурца при температуре 27°С для растений выращеных при стандартном верхнем режиме освещения. Уровень фотосинтеза при насыщающей ФАР 350 мкмоль/м2с (1), касательная, проведенная из начала координат (2).

На рис.3 показана плотность потока падающей фотосинтетически активной радиации на листья разного яруса растений огурца: стандартный режим выращивания только при верхнем освещении (А), опытный режим выращивания - сторона ряда, освещаемая боковой лампой (Б) и сторона без боковой лампы (В). Цифры на диаграммах - скорость фотосинтеза листьев, мкмоль СО22с.

На рис.4 показана урожайность светокультуры огурца при стандартном режиме выращивания (1) и с применением дополнительного бокового освещения (2).

В таблице (рис.5) приведены данные по содержанию макро и микроэлементов в плодах огурца с. Церес, выращиваемого при стандартном режиме освещения (1) и с применением дополнительного бокового освещения (2).

Опыты проводили на производственных площадях закрытого грунта ОАО «Пригородный». Растения огурца (Cucumis sativus L., гибрид F1 Церес) выращивали в блочных теплицах «Агрисовгаз» (Россия) на минеральном субстрате («Агрос», Россия). Голландский гибрид огурцов Церес включен в Госреестр по Российской Федерации для культивирования в зимних теплицах. Предназначен для использования в салатах, средняя урожайность плодов 25 кг/ м2.

Верхнее освещение создавали с помощью натриевых ламп высокого давления ДНа3-бООВт/REFLUX (фотопериод 19/5 ч). Источники дополнительного света - лампы ДНа3-250 Вт/REFLUX устанавливали на регулируемых по высоте подвесах в междурядьях, вдоль одной стороны, чтобы не препятствовать передвижению платформы для сбора плодов на противоположной стороне (рис.1). Дополнительные лампы подключали при появлении первых зеленцов. В течение оборота высоту подвеса ламп регулировали с учетом состояния растений и яруса, в котором происходил интенсивный налив плодов. Продолжительность досветки боковыми лампами увеличивали от 3 часов (в начале фазы плодоношения) до 12 часов (в период массового сбора плодов). Чтобы оптимизировать продолжительность досветки боковыми лампами в течение оборота учитывали уровень накопления крахмала в листьях.

Освещенность в ценозе определяли с помощью набора датчиков на базе логгера LI-1400 (США). В течение оборота проводили наблюдения за ростом и развитием растений. СО2 - газообмен и транспирацию листьев огурца определяли газометрической системой LCPro+(ADC, Англия). Урожайность оценивали по периодическому сбору плодов и суммировали за весь оборот. Контрольные растения выращивали по стандартной схеме с использованием только верхнего освещения без установки дополнительных ламп в междурядьях.

Формирование плодов сельскохозяйственных культур прямо связано с ассимиляционными возможностями растений. Как видно из рис.2 зависимость скорость видимого фотосинтеза листьев огурца среднего яруса хорошо описывается прямоугольной параболой. Поглощение СО2 возрастает линейно с увеличением ФАР до 50 мкмоль/м2с. Насыщение фотосинтеза светом начинается при ФАР 300-350 мкмоль/м2с (рис.2). Далее с увеличением плотности потока квантов света скорость ассимиляции СО2 возрастает незначительно и световая кривая фотосинтеза выходит на плато. Проведя касательную от начала координат к световой кривой получим, что при интенсивности радиации приспособления около 100-120 мкмоль/м2с, когда КПД листа является максимальным, нетто-ассмиляция СО2 составляет около 50% от максимальной (рис.2).

В сформированном при стандартном способе освещения ценозе листья нижнего яруса получали в 3 раза меньше света, чем листья верхнего яруса (рис.3 А). В опытном ценозе на стороне ряда, где отсутствовали лампы, градиент падения освещенности листьев от верхних к нижним был таким же (рис.3 В). Дополнительная лампа, установленная в междурядье, существенно повышала световое довольствие листьев среднего и нижнего ярусов (рис.3 Б). Листья среднего яруса с максимальной плодонагрузкой, получающие дополнительный свет, ассимилировали в 2 раза интенсивней (рис.3).

Боковое освещение, стимулирующее ассимилирующую активность листьев, приводило к ускорению налива плодов огурца и повышению продуктивности растений (рис.4). Макро и микроэлементный состав плодов огурца не изменялся (таблица).

Таким образом, выбор нового технологического режима освещения и использование дополнительных боковых ламп позволяет повысить урожайность растений на 30-35% с сохранением высокого качества, сократить время от посадки до первого сбора урожая на 5-6 дней при рентабельности производства 35-38%.

Похожие патенты RU2490868C2

название год авторы номер документа
Комбинированная облучательная система для многоярусной фитоустановки 2019
  • Прикупец Леонид Борисович
  • Боос Георгий Валентинович
  • Терехов Владислав Геннадьевич
  • Селянский Александр Иосифович
RU2724513C1
Устройство для межрядкового досвечивания тепличных растений 2016
  • Богатырев Николай Иванович
  • Гиш Руслан Айдамирович
  • Моргун Сергей Михайлович
  • Семернин Дмитрий Юрьевич
  • Потапенко Юлия Владимировна
  • Чумак Максим Сергеевич
RU2629755C1
Способ выращивания овощных культур 1978
  • Дроздов Станислав Николаевич
  • Волкова Римма Ивановна
  • Будыкина Нелли Петровна
  • Курец Владимир Константинович
  • Баранова Ираида Ивановна
  • Попов Эдуард Григорьевич
SU865211A1
СПОСОБ ПОДКОРМКИ ЗЕЛЕННЫХ КУЛЬТУР ЧИСТЫМ УГЛЕКИСЛЫМ ГАЗОМ 2009
  • Мишанов Алексей Петрович
  • Жебраков Андрей Викторович
  • Маркова Анна Ефимовна
  • Судаченко Василий Никитович
  • Колянова Татьяна Валентиновна
RU2402898C1
ГИБРИДНАЯ ОБЛУЧАТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СВЕТОКУЛЬТУРЫ ОГУРЦА В ТЕПЛИЦАХ 2018
  • Прикупец Леонид Борисович
  • Терехов Владислав Геннадьевич
  • Боос Георгий Валентинович
RU2723953C2
СПОСОБ ОБОГАЩЕНИЯ СЕЛЕНОМ ОВОЩЕЙ И ЗЛАКОВ 2010
  • Головацкая Ирина Феоктистовна
  • Карначук Раиса Александровна
  • Кулагина Юлия Михайловна
  • Павлова Дарья Геннадьевна
  • Лаптев Николай Иннокентьевич
RU2451442C1
Способ выращивания томатов 1989
  • Тихомиров Александр Апполинарьевич
  • Золотухин Игорь Григорьевич
  • Прикупец Леонид Борисович
  • Лисовский Генрих Михайлович
  • Сидько Федор Яковлевич
  • Сарычев Генрих Сергеевич
SU1754021A1
СВЕТОДИОДНЫЙ ФИТООБЛУЧАТЕЛЬ 2010
  • Попова Светлана Александровна
  • Супрун Мария Александровна
RU2454066C2
Способ выращивания огурца 1989
  • Тихомиров Александр Аполлинарьевич
  • Золотухин Игорь Григорьевич
  • Лисовский Генрих Михайлович
  • Сидько Федор Яковлевич
  • Прикупец Леонид Борисович
SU1620062A1
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ В ТЕПЛИЦЕ НА СТЕЛЛАЖАХ ГИДРОПОННЫХ УСТАНОВОК 1992
  • Шарупич В.П.
RU2028760C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 490 868 C2

Реферат патента 2013 года СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ И РЕНТАБЕЛЬНОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ ОГУРЦА В УСЛОВИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА НА СЕВЕРЕ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к производству овощей в защищенном грунте, в теплицах с автоматической системой управления факторами среды. Способ культивирования огурца в условиях Крайнего Севера включает досвечивание растений, выращиваемых в условиях защищенного грунта, основными источниками искусственного света, расположенными на уровне верхнего яруса листьев. Осуществляют боковое досвечивание дополнительными источниками искусственного света для поддержания физиологической активности листьев среднего и нижнего ярусов, обеспечивающих формирование плодов. Дополнительные боковые источники света устанавливают на регулируемых по высоте подвесах внутри ценоза на уровне яруса, в котором происходит интенсивный налив плодов. Продолжительность досветки боковыми источниками света составляет от 3 до 12 часов с учетом плодонагрузки и интенсивности естественного и искусственного освещения. Плотность потока падающей фотосинтетической активной радиации не более 350 мкмоль/м2с. Технический результат состоит в повышении эффективности использования искусственного досвечивания, способствует ускорению формирования урожая и повышению продуктивности. 5 ил.

Формула изобретения RU 2 490 868 C2

Способ культивирования огурца в условиях Крайнего Севера, включающий досвечивание растений, выращиваемых в условиях защищенного грунта, основными источниками искусственного света, расположенными на уровне верхнего яруса листьев, отличающийся тем, что осуществляют боковое досвечивание дополнительными источниками искусственного света для поддержания физиологической активности листьев среднего и нижнего ярусов, обеспечивающих формирование плодов, дополнительные боковые источники света устанавливают на регулируемых по высоте подвесах внутри ценоза на уровне яруса, в котором происходит интенсивный налив плодов, причем продолжительность досветки боковыми источниками света устанавливают от 3 до 12 ч с учетом плодонагрузки и интенсивности естественного и искусственного освещения, при этом плотность потока падающей фотосинтетической активной радиации предпочтительно не более 350 мкмоль/м2с.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2490868C2

СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ ДЛИННОСТЕБЕЛЬНЫХ РАСТЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИСКУССТВЕННОГО ОСВЕЩЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1992
  • Лискер И.С.
  • Карпов В.Н.
  • Лискер Г.М.
RU2045162C1
Способ приготовления удобрительных средств 1925
  • Г. Бренек
  • Ф. Роте
SU12575A1
Способ выращивания овощных культур в условиях защищенного грунта 1991
  • Протасова Нина Николаевна
  • Прикупец Леонид Борисович
  • Сторожев Петр Иванович
  • Гусаров Виталий Павлович
  • Добровольский Михаил Всеволодович
  • Мудрак Евгений Иванович
  • Свентицкий Иван Иосифович
  • Казенас Витаутас Юозович
  • Захаров Семен Федорович
SU1824110A1
JP 11196670 A, 27.07.1999.

RU 2 490 868 C2

Авторы

Григорай Евгений Евгеньевич

Буткин Алексей Васильевич

Далькэ Игорь Владимирович

Даты

2013-08-27Публикация

2011-07-29Подача