СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ В ЗАКРЫТОМ ПРОСТРАНСТВЕ Российский патент 2013 года по МПК A01G9/20 A01G7/00 A01G1/00 A01G31/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к области выращивания растений в закрытом грунте, и может быть использовано при выращивании растений в парниках и теплицах как методом гидропоники, так и в грунте.

Известен (Повышение урожайности концентрированным светом. /Под ред. А.А. Шахова/, М.: «Колос», 1972, стр. 231-235) способ светоимпульсной обработки вегетирующих растений, включающий воздействие импульсным световым потоком, формируемым концентраторами солнечного света. Импульсный концентрированный солнечный свет получают путем фокусирования потока солнечного излучения зеркальными концентраторами. Импульсный режим обработки достигается вращением концентратора вокруг горизонтальной оси. Время облучения определяется видом биологического объекта, концентрированностью света, длительностью импульсов света и интервалов между ними, энергией импульсов.

Недостатками способа являются зависимость от погодных условий, громоздкость установки и сложность использования в полевых условиях, низкая производительность, возможность перегрева растений. Известный способ не пригоден для использования при выращивании растений в закрытом грунте.

Известен (RU, патент 2071232) способ светоимпульсной обработки растений. Данный способ в применении к обработке растений в период цветения и завязи плодов включает в себя последовательное воздействие на растение импульсным световым потоком путем сканирования сконцентрированным посредством линзы или отражателя солнечным излучением растения. При этом задают общую дозу облучения в пределах комфортно необходимой энергетики для данного вида растений в данный период онтогенеза. Определяют разность величин между заданной плотностью потока облучения и естественного солнечного излучения и при положительной величине данной разности осуществляют воздействие на растения потоком сконцентрированного солнечного излучения до ее компенсации. Данный способ обработки позволяет оптимизировать бактериальную активность и интенсифицировать процесс фотосинтеза.

Недостатком способа является его зависимость от погодных условий, а также сложность реализации. Известный способ не пригоден для использования при выращивании растений в закрытом грунте.

Известен (RU, патент 2171028) способ светоимпульсного освещения растений, в котором используются лазерные облучатели с длиной волны 500-530 нм. Применение способа позволяет ускорить процесс роста черенков роз.

Недостаток известного способа заключается в том, что он имеет ограниченное применение, в частности, исключительно для выращивания определенного вида роз. Кроме того, для осуществления известного способа требуется специальная, сложная дорогостоящая аппаратура. Для настройки лазерного осветителя требуется высококвалифицированный специалист и большие затраты времени. Срок службы лазеров невелик и составляет, в среднем, 1500-2000 часов. Регулировать с его помощью ширину импульсов или спектральный состав излучения невозможно.

Известен (RU, патент 2262834) способ последовательного воздействия на растения импульсным световым потоком, в котором импульсы светового потока формируют в виде электрических разрядов с помощью искровых разрядников. Используемое при реализации способа устройство содержит поверхность с растениями, источник питания, преобразователь напряжения, блок управления, корпус С источниками света и формирователь импульсов света.

Недостатком известного решения следует признать необходимость использования специального разрядника. Для получения импульсов света к разряднику требуется прикладывать высокие импульсы напряжения, что небезопасно. При работе разрядников создается мощное электромагнитное излучение, которое неблагоприятно сказывается на людях, приводит к сбоям работы электротехнических устройств и может сказаться на работе радиотехнической аппаратуры. Действие разрядника сопровождается грохотом, что вызывает нарекания персонала. Кроме того, регулировать с его помощью ширину импульсов или спектральный состав излучения невозможно. И, наконец, срок службы таких световых приборов невелик и ограничен определенным числом вспышек.

Известен (RU, патент 2326525) способ светоимпульсного освещения растений. При реализации способа последовательно производят светоимпульсное воздействие на растения, причем светоимпульсное воздействие производят сканированием светового потока от установленных в ряд светодиодов с различным спектром излучения путем последовательного освещения участков поверхности с растениями, при этом сканирование производят отражением световых потоков светодиодов вращающимися плоскими рефлекторами, располагаемыми на общем валу, ось которого устанавливают параллельно поверхности с растениями.

Недостатком известного способа следует признать его сложность, обусловленную использованием блока (матрицы) светодиодов. Кроме того, светодиоды достаточно не долговечны и не обеспечивают получения оптического излучения, спектр которого соответствует спектру солнечного излучения.

Известное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога.

Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого способа, состоит в разработке простого и эффективного способа выращивания растений в закрытом пространстве.

Технический результат, получаемый при реализации способа, состоит в упрощении и удешевлении при одновременном повышении эффективности светоимпульсной обработки растений.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ выращивания растений в закрытом пространстве. Согласно разработанного способа производят высадку растений и проведение агротехнических мероприятий с периодическим освещением растений, причем освещение производят сфокусированным с использованием оптической системы оптическим излучением, включающей источник оптической энергии и отражатель, расположенные вне закрытого пространства с возможностью передачи, по меньшей мере, одного пучка оптической энергии в закрытое помещение на установленный в закрытом помещении, по меньшей мере, один вращающийся отражатель, установленный с возможностью передачи оптической энергии на растения. При реализации способа может быть использовано более одного отражателя, расположенного вне закрытого пространства, причем каждый подобному отражателю соответствует аналогичная система передачи, по меньшей мере, одного пучка оптической энергии в закрытое помещение на установленный в закрытом помещении, по меньшей мере, один вращающийся отражатель, установленный с возможностью передачи оптической энергии на растения. Отражатель, расположенный вне закрытого пространства, может быть выполнен с возможностью генерирования более одного пучка оптической энергии, каждый из которых направлен внутрь закрытого пространства. Отражатель, расположенный вне закрытого пространства, может быть выполнен с возможностью фокусирования исходного оптического излучения. В частности, он может быть выполнен в виде тела вращения (полусферы или параболоида вращения), причем отражение оптического излучения происходит от внутренней поверхности. В предпочтительном варианте реализации указанный отражатель может быть установлен с возможностью вращения с целью максимального улавливания падающей на него оптической энергии и передачи ее внутрь закрытого пространства. Перемещение отражателя может быть осуществлено в ручном режиме или автоматически.

В качестве источника оптического излучения могут быть использованы солнечный свет или электрическая лампа накаливания. Также может быть использована газоразрядная лампа.

В зависимости от вида растения, фазы его развития, а также решаемой импульсным освещением задачи длительность импульса освещения может составлять от 0,5 до 1,0 сек при интервале между импульсами от 9,0 до 15 сек. Длительность импульса и интервала между импульсами задают скоростью вращения отражателя, установленного в закрытом помещении.

При использовании закрытого помещения значительных размеров внутри его одновременно используют несколько вращающихся отражателей. В этом случае возможно наложение на одно растений светоимпульсной обработки от различных вращающихся отражателей.

В некоторых вариантах реализации способа растения размещают ярусами.

В некоторых вариантах реализации разработанного способа систему освещения растений в процессе работы перемещают по высоте.

Используемое закрытое пространство может представлять собой теплицу, террасу, веранду, застекленный балкон, сарай или парник.

Для повышения эффективности способа в некоторых вариантах реализации отражатель, расположенный вне закрытого пространства, устанавливают с возможностью вращения.

В некоторых вариантах реализации способа для более равномерного распределения световой энергии над растениями дополнительно монтируют светоотражающие элементы. Предпочтительно указанные дополнительно установленные светоотражающие элементы размещают с возможностью распределения оптической энергии по максимальной площади.

Световой поток от источника оптического помещения поступает в закрытое помещение через отверстие в стене или крыше помещения, которое в зависимости от наружных условий, может быть закрыто или не закрыто стеклом.

Конкретное выполнение системы подачи световой энергии, а также распределение ее внутри закрытого помещения зависит от места расположения помещения (в том числе, и от географической широты), а также от конструкции помещения.

Конкретные режимы светоимпульсного облучения растений зависят от многих факторов, в том числе, вида растения (древовидное или травянистое), фазы развития растения, исходного ареала распространения растения, назначения растения (плодовое, овощное, декоративное), вида листьев, светолюбивое или тенелюбивое растение и т.д.

По разработанному способу можно выращивать ягодные растения (смородина, крыжовник, жимолость съедобная, виноград, актинидия), картофель, землянику ремонтантную, а также декоративные растения (можжевельник, туя, магнолия, плющи, гортензии и т.д.).

Применение способа позволяет относительно решения - прототипа упростить метод светоимпульсного излучения при его значительном удешевлении из-за использования более дешевых и доступных комплектующих, применяемых при реализации способа, а также повысить эффективность светоимпульсной обработки растений за счет использования естественного спектра используемого оптического излучения.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к выращиванию растений в закрытом грунте. Способ включает высадку растений и их выращивание с периодическим освещением растений. При этом освещение проводят оптическим излучением, сфокусированным с использованием оптической системы, включающей источник оптической энергии и отражатель, расположенные вне закрытого пространства с возможностью передачи, по меньшей мере, одного пучка оптической энергии в закрытое помещение на установленный в закрытом помещении, по меньшей мере, один вращающийся отражатель, установленный с возможностью передачи оптической энергии на растения. Причем используют время освещения одного растения в течение 0,5-1,0 сек при интервале между освещением 9-15 сек. Способ позволяет повысить эффективность светоимпульсной обработки растений и упростить выращивание растений в закрытом пространстве. 9 з.п. ф-лы.

1. Способ выращивания растений в закрытом пространстве, включающий высадку растений и их выращивание с периодическим освещением растений, отличающийся тем, что освещение производят сфокусированным с использованием оптической системы оптическим излучением, включающей источник оптической энергии и отражатель, расположенные вне закрытого пространства с возможностью передачи, по меньшей мере, одного пучка оптической энергии в закрытое помещение на установленный в закрытом помещении, по меньшей мере, один вращающийся отражатель, установленный с возможностью передачи оптической энергии на растения, причем используют время освещения одного растения в течение 0,5-1,0 с при интервале между освещением 9-15 с.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника оптической энергии используют солнечный свет.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве источника оптической энергии используют электрическую лампу накаливания.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что растения размещают ярусами.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что систему освещения растений в процессе работы перемещают по высоте.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют закрытое пространство в виде теплицы.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют закрытое пространство в виде парника.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что отражатель, расположенный вне закрытого пространства, устанавливают с возможностью вращения.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для более равномерного распределения световой энергии над растениями дополнительно монтируют светоотражающие элементы.

10. Способ по п.10, отличающийся тем, что указанные дополнительно установленные светоотражающие элементы размещают с возможностью распределения оптической энергии по максимальной площади.