Способ интенсификации жизнедеятельности рассады томата Российский патент 2023 года по МПК A01G7/00 A01G9/20 

Способ интенсификации жизнедеятельности рассады томата

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в основном для выращивания рассады при разведении овощных культур, цветов в домашних условиях и в земледелии открытого и закрытого грунта.

Назначение изобретения - интенсификация жизнедеятельности рассады томата при недостатке освещенности в зимний период при снижении трудозатрат автоматизацией основных процессов.

Уровень техники

Известно устройство для выращивания растений, характеризующееся тем, что используются светодиодные светильники, состоящие из светодиодов красного - длина волны 660 нм - и синего - длина волны 450 нм - цвета в соотношении 3:1 и углом рассеивания светового потока 120 градусов, с безопасным низкотоковым питанием 12…24 В, 0,38…0,5 А, с целью упрощения конструкции и улучшения вентиляции, оно укреплено на держателях, установленных сверху в два ряда с возможностью переноса одного из светильников на незакрытую сторону, а закрытая задняя стенка и основание покрыты светоотражательным материалом (полезная модель RU 150658 Фитотрон энергосберегающий универсальный, МПК A01G 31/02, 20.02.2015, авторы Самарин Г.Н. и др.).

Недостатком вышеуказанного источника является его предназначенность в основном для использования в качестве облучательной установки светодиодными светильниками с безопасным низкотоковым питанием для растений в грунте и в пробирках в условиях лабораторных исследований при микроклональном размножении. Использование же при выращивании рассады в условиях квартир в зимних условиях сопряжено высокими трудозатратами и низкой эффективностью по результатам из-за неопределенности по режимам досвечивания.

Также известно устройство для досвечивания рассады, снабженное смонтированными станочными светодиодниками с зажимным шарниром и с рядами многоточечного света на алюминиевых плато - верхнем и, при необходимости, двумя боковыми, каждый ряд которого рассчитан на излучение света различных длин волн - дневного света, красного и синего излучений, включающихся в зависимости от текущего состояния рассады, в котором светильник в виде светодиодных излучателей установлен с возможностью изменения высоты в горизонтальной плоскости посредством кронштейна, прикрепленного к основе, на которой установлены коробы с рассадой (патент RU 193513, Устройство для досвечивания рассады, МПК A01G 9/20, 31.10.2019 авторы Шилин В.А. и др.).

Недостатком вышеуказанного источника является необходимость высоких трудозатрат из-за выращивания растений без учета объективной необходимости своевременности полива внекорневым распылением питательным раствором или своевременности подачи питательного раствора непосредственно в грунт, в зону расположения корневой системы, в зависимости от влажности грунта.

Известен способ для электростимуляции жизнедеятельности растений открытого или закрытого грунта томатов, в котором подача электроэнергии осуществляется с помощью горизонтально натянутого проводника, соединенного одним концом с плюсовой клеммой понижающего однофазного трансформатора с выпрямителем, а второй его конец изолирован, а минусовая клемма связана с влажным грунтом, плети томатов защемлены с помощью прищепок за спущенные с проводника гибкие электропроводящие шнуры, создавая замкнутую регулируемую безопасную низкотоковую цепь. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подача электроэнергии осуществляется от батареи, автоматическим ее подпитыванием через диод (патент RU 2650690 Способ электростимуляции жизнедеятельности растений, МПК A01G 7/04 11.08.2017, авторы Самарин Г.Н. и др.).

Заявленный в качестве прототипа способ для электростимуляции жизнедеятельности растений томата предполагает непосредственное воздействие на них электрической энергией с замкнутой низкотоковой цепью и питанием от выпрямителя или батарей. Способ позволяет повысить урожайность растений томатов, а также снизить сроки их созревания (патент RU 2650690 Способ электростимуляции жизнедеятельности растений, МПК A01G 7/04 11.08.2017, авторы Самарин Г.Н. и др.).

Недостатком вышеуказанного прототипа является применимость к высокорослым грунтовым посадкам, а также необходимость высоких трудозатрат из-за постоянного контроля влажности грунта для обеспечения своевременности полива внекорневым распылением питательным раствором или своевременной подачи питательного раствора непосредственно в грунт, в зону расположения корневой системы, в зависимости от влажности грунта. Способ не предусматривает предварительное выращивание рассады томата, отличающейся недостаточной освещенностью в зимний период и, таким образом, требующей определенной освещенности и досвечивания под необходимый период времени с определенной продолжительностью для эффективности процесса.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа интенсификации жизнедеятельности рассады томата при недостатке освещенности в зимний период. Предполагается автоматизированная настройка освещенности и досвечивания под необходимый период времени и с определенной продолжительностью для томатов.

Технический результат способа заключается в возможности автоматизации основных процессов при выращивании рассады.

Этот технический результат достигается тем, что в способе интенсификации жизнедеятельности рассады томата при недостатке освещенности в зимний период используют светодиоды на алюминиевых плато, каждый ряд из которых автоматически включается в зависимости от текущей естественной освещенности растений, с двумя режимами досвечивания и с различной длиной волны излучения: красное излучение с длиной волны 660 нм в период времени с 6:00 до 10:00 и с 18:00 до 22:00 - для ускорения роста, развития и цветения и синее излучение с длиной волны 440 нм в период времени с 10:00 до 18:00 - для активизации развития вегетативной стадии роста растений, развития корневой системы.

Указанные режимы достигаются использованием электрической энергии и необходимого электротехнического оборудования в составе схемы, функционирующего от безопасного электрического тока.

Краткое описание чертежей

Система в комплексном изображении, включающей электротехническое устройство и агротехническое устройство для возделывания рассады (и открытых или закрытых грунтовых посадок) томата с элементами автоматизации технологических процессов, представлена на чертеже (фиг.).

Электротехническое устройство включает отбор электроэнергии от сети 220 В на питание электродвигателя (М) 10 центробежного насоса (Н) 11 и схему низкотоковой цепи от блока питания (БП) 1 с понижающим однофазным трансформатором, которая используется для автоматизации процессов и электростимуляции растений. Возможно использование резервного питания от батареи автоматическим ее подпитыванием через диод. Схема низкотоковой цепи включает аналоговый датчик влажности (Д1) 2, микроконтроллер управления электронными устройствами (МК) 3, электромагнитное реле (КL1) 4, транзистор (VT1) 5, резистор (R1) 6, контакты замыкающие электромагнитное реле (KL1:1) 7, светодиоды (VD1-VD288) 21, нормально разомкнутые контакты (KL2:1, KL3:1) 22, 23, обмотку электромагнитного контактора (КМ1) 8, нормальные разомкнутые силовые контакты электромагнитного контактора (KM1:1.2) 9, приводной электродвигатель (М) 10 с центробежным насосом (H1) 11.

Агротехническое устройство включает резервуар с питательным раствором 12, трубопровод поверхностного увлажнения грунта 13 с сопловыми распылителями, трубопровод внутри грунтового увлажнения 14, регулирующие вентили 15, поддоны с грунтом 16.

Осуществление изобретения

Система полива и досвечивания рассады (и грунтовых посадок) томата работает следующим образом.

Увлажнение грунта (торфо-опилочного субстрата или других компонентов) производится с помощью полива распылением или полива непосредственно в корневую систему рассады или грунтовых посадок томатов, питательный раствор для которых подается по распределительным трубопроводам 13 и 14, осуществляя замкнутую систему, включающей резервуар с питательным раствором, насос, систему трубопроводов (температура раствора соответствует комнатной температуре).

Датчик влажности (Д1) 2 непрерывно подает сигнал в виде уровня напряжения на аналоговый вход микроконтроллера (МК) 3. Напряжение этого сигнала пропорционально влажности, фиксируемой датчиком влажности (Д1) 2. При снижении влажности почвы (ниже определенного уровня) напряжение на выходе датчика достигает величины, при котором микроконтроллер (МК) 3 подает сигнал на базу транзистора, входящего в состав коммутационного элемента. Транзистор (VT1) 5 открывается, в результате чего подает ток на обмотку электромагнитного реле (KL1) 4. Реле срабатывает и своими контактами замыкает цепь питания обмотки контактора (КL1:1) 7, в результате чего контактор (КM1) 8 срабатывает и своими контактами (KM1:1…2) 9 замыкает цепь питания электродвигателя (М) 10. Электродвигатель (М) 10, приводит в движение насос (Н) 11 и происходит увлажнение почвы. Влажность увеличивается, и по достижении необходимого уровня влажности система отключает питание с электродвигателя привода насоса. Подача увлажняющего питательного раствора прекращается.

Норму полива определяет программа, закладываемая в микроконтроллер (МК) 3.

Направление подачи питательного раствора осуществляется вентилями 15 ручным управлением.

Освещение осуществляется с помощью устройства со светодиодными линейными алюминиевыми многорядными светильниками 17 и 18 на алюминиевых плато со светодиодами красными в количестве 144 штук, синими в количестве 144 штук, с двумя режимами досвечивания и с различной длиной волны излучения: красное излучение с длиной волны 660 нм в период времени с 6:00 до 10:00 и с 18:00 до 22:00 (по умолчанию) - для ускорения роста, развития и цветения и синее излучение с длиной волны 440 нм в период времени с 10:00 до 18:00 - для активизации развития вегетативной стадии роста растений, развития корневой системы и каждый ряд из которых автоматически включается в зависимости от текущей естественной освещенности растений.

Спектральный состав света рассчитан на досвечивание растений при изменяющемся их биологическом состоянии. Система досвечивания включается (выключается) благодаря микроконтроллеру (МК) 3, включающего реле времени (РВ). Этот микроконтроллер (МК) 3 подает информацию в виде сигнала коммутационному элементу (К), в состав которого входят транзистор (VT1) 5, реле (KL1) 4 и его замыкающий контакт (KL1:1) 7, в результате чего совершается строгая последовательность (поочередность) включения групп светодиодных ламп (VD1-VD144) 21, в том числе с необходимой выдержкой по продолжительности.

Переход на ту или иную длину волны осуществляется переключением ряда светоисточников независимым их включением.

Подъем (опускание) плат осуществляется механизмом ножничного типа 19, установленного между пластиковыми поддонами 16, по мере роста растений и осуществляется с помощью винтового механизма 20 ручного управления.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ интенсификации жизнедеятельности рассады томата при недостатке освещенности в зимний период характеризуется тем, что включает использование светодиодов на алюминиевых плато, каждый ряд из которых автоматически включается в зависимости от текущей естественной освещенности растений, с двумя режимами досвечивания и с различной длиной волны излучения: красное излучение с длиной волны 660 нм в период времени с 6:00 до 10:00 и с 18:00 до 22:00 - для ускорения роста, развития и цветения и синее излучение с длиной волны 440 нм в период времени с 10:00 до 18:00 - для активизации развития вегетативной стадии роста растений, развития корневой системы. Изобретение позволяет автоматизировать основные процессы при выращивании рассады. 1 ил.

Способ интенсификации жизнедеятельности рассады томата при недостатке освещенности в зимний период, характеризующийся тем, что включает использование светодиодов на алюминиевых плато, каждый ряд из которых автоматически включается в зависимости от текущей естественной освещенности растений, с двумя режимами досвечивания и с различной длиной волны излучения: красное излучение с длиной волны 660 нм в период времени с 6:00 до 10:00 и с 18:00 до 22:00 - для ускорения роста, развития и цветения и синее излучение с длиной волны 440 нм в период времени с 10:00 до 18:00 - для активизации развития вегетативной стадии роста растений, развития корневой системы.