ВЕГЕТАЦИОННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ АДАПТАЦИИ И ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ IN VITRO Российский патент 2024 года по МПК A01G31/02 

Изобретение относится к области сельского и лесного хозяйства, биотехнологии и может быть использована для адаптации и размножения селекционных образцов культур in vitro.

Известна аэро-гидропонная установка для выращивания растений in vitro (RU 2 693 721 C1) , содержащая каркас сборно-разборной конструкции, имеющий верхнюю и нижнюю рамы, аэро-гидропонный бокс, расположенный в средней части каркаса, независимые друг от друга аэрозольную, аэропонную и гидропонную питательные системы, размещенные внутри аэро-гидропонного бокса, рассадопосадочную панель, расположенную в верхней части аэро-гидропонного бокса и состоящую из последовательно соединенных пластиковой решетки, черной светонепроницаемой пленки и фольгированного пенофола, сеть для фиксации растений, расположенную над рассадопосадочной панелью, осветительную установку, прикрепленную на верхней раме каркаса, систему фильтрации и ультрафиолетовой очистки и водяной насос, прикрепленные на нижней раме каркаса, ролики, прикрепленные к каркасу для придания мобильности, при этом аэрозольная питательная система является активной и основной формой питания и включает в себя воздушные трубки и водяные трубки, расположенные перпендикулярно с возможностью обеспечения смешения воздушного потока и потока жидкости соответственно, с образованием аэрозольной взвеси, и сепараторы, расположенные напротив воздушных трубок непосредственно за областью смешения воздушного потока и потока жидкости, выполненные с возможностью обеспечения внекорневой обработки растений в процессе вегетации, при этом аэропонная питательная система является активной и дополнительной формой питания и включает в себя трубки основной аэропонной системы, к которым через водяной насос подсоединена система фильтрации и ультрафиолетовой очистки с форсунками основной аэропонной системы, трубопровод вспомогательной аэропонной системы, закрепленный на верхней раме каркаса с форсунками вспомогательной аэропонной системы, выполненные с возможностью обеспечения внекорневой обработки растений в процессе вегетации, и распределительный кран, расположенный в аэро-гидропонном боксе и выполненный с возможностью направления питательного раствора через форсунки вспомогательной аэропонной системы, при этом гидропонная питательная система является пассивной формой питания и включает в себя гидрорезервуар с питательным раствором, встроенный в аэро-гидропонный бокс и расположенный с возможностью обеспечения постоянного контакта нижней части корней растений с питательным раствором, и лифт-платформу, смонтированную внутри аэро-гидропонного бокса, выполненную с возможностью перемещения в вертикальной плоскости и имеющую отверстия и углубления в виде ячеек для удержания питательного раствора.

Недостатком аналога являются ограниченные возможности формирования антистрессовой водовоздушной среды для жизнеобеспечения растений in vitro.

Известна климатическая камера (RU 2 739 604 C1) для выращивания растений, включающая источники излучения, системы микроклимата, полива растений, управления режимом облучения, определения параметров и регулирования состава газовой среды растений, воздуховоды и устройство кондиционирования воздуха, отличающаяся тем, что камера выполнена двухсекционной, воздуховоды системы микроклимата расположены за задней стенкой внутри климатической камеры для выращивания растений, при этом в секциях камер параметры температуры, влажности, газового состава воздуха одинаковы, а режимы полива растений и параметры облучения в секциях индивидуальны, источники облучения растений расположены в потолочной части каждой секции климатической камеры и теплоизолированы от внутренней среды, система полива растений оснащена раздельными емкостями с питательным раствором для каждой секции камеры и аэратором питательного раствора.

Недостатком аналога являются ограниченные возможности создания локальной антисептической среды для жизнеобеспечения растений in vitro в камере.

Известна вегетационная установка (RU 2 303 346 C1), содержащая источники облучения, ванны с культурой, систему управления, отличающаяся тем, что установка имеет два отсека с подвижной вертикальной перегородкой, облучатели установлены подвижно за счет двух шестерен, одна из которых подвижна в горизонтальной плоскости и закреплена на валу привода, а другая неподвижна в горизонтальной плоскости и сопряжена с регулировочной ручкой автотрансформатора, притом она снабжена воздуховодом с калориферами, при этом в отсеках установлены датчики температуры, а трубопровод над ваннами выполнен перфорированным.

Это техническое решение наиболее близко к заявленному и принято за прототип.

Недостатком прототипа является сложность конструкции, невозможность обеспечения локального питания растений в отсеках установки.

Целью заявленного решения является создание установки для адаптации и выращивания растений in vitro с формированием локально распределенной биоактивной антистрессовой среды.

Это достигается тем, что вегетационная установка для адаптации и выращивания растений in vitro, включающая каркасно-базовую камеру, системы микроклимата, полива растений, источники освещения с регулируемым спектром излучения, снабжена ярусно установленными изолированными гидробоксами со светопроницаемыми ограждениями, каждый из которых оснащен регулируемыми системами создания водовоздушной диспергированной антисептической среды и аэрозольной подачи росторегулирующего питания растениям, секционным вегетационным поддоном с рассадными кассетами и ячеистой крышкой с фитильным ложем, двухпозиционной измерительной шкалой, блоком управления процессом адаптации и выращивания растений in vitro.

Изобретение предназначено для эффективной адаптации и выращивания растений in vitro при поддержании заданного уровня гидротермических и антисептических условий среды гидробокса, кислотности и электропроводности питательного раствора.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена схема вегетационной установки для адаптации и выращивания растений in vitro; на фиг. 2 - схема гидробокса для адаптации и выращивания растений in vitro; на фиг. 3 - ячеистая крышка с фитильным ложем.

Вегетационная установка для адаптации и выращивания растений in vitro включает: каркасно-базовую камеру 1, гидробокс 2, светодиодный модуль 3, блок генерации холодного тумана 4, приточный вентилятор 5, электромагнитные клапаны 6, растения in vitro7, рассадные кассеты 8, крышку с фитильным ложем 9, ирригационный поддон 10, узел водоподготовки 11, отводящий трубопровод 12, узел регулятора кислотности питательного раствора 13, резервуар для питательного раствора 14, систему очистки питательного раствора 15, аэратор 16, насос 17, блок датчиков контроля параметров питательного раствора 18, распределительный трубопровод 19, воздушный клапан 20, блок датчиков контроля микроклимата гидробокса 21, воздуховод 22, блок управления установкой 23, панель индикации 24, датчик влажности воздуха 25, Осушитель 26, вегетационный поддон 27, двухпозиционную шкалу 28, фитиль 29, питательный раствор 30, вкладыш 31.

Вегетационная установка для адаптации и выращивания растений in vitro выполнена в виде каркасно-базовой камеры 1 с вертикальной компоновкой с тепло- и звукоизоляционным ограждением с ярусно установленными гидробоксами 2. Гидробокс выполнен в виде светопроницаемого прямоугольного параллелепипеда с раздвижными фронтальными стенками. Донная часть гидробокса является ирригационным поддоном 10 со сливным клапаном (не указан). В верхней части гидробокса установлено светодиодное модульное освещение 3. На боковых стенках гидробокса установлены приточный вентилятор 5 и воздушный клапан жалюзийного типа 20, блок датчиков контроля микроклимата 21. Внутри гидробокса установлены секционный вегетационный поддон 27 с рассадными кассетами 8 и крышкой с фитильным ложем 9, перемещаемая двухпозиционная измерительная шкала 28. Для возможности дистанционного видеонаблюдения гидробокс оборудован видеокамерами (на схеме не показано).

На каркасе камеры для каждого гидробокса установлены блок генерации холодного тумана 4, отводящий воздуховод 22 с осушителем воздуха 26 и датчиком влажности воздуха 25, распределительный трубопровод 19 для подачи питательно раствора с обратным электромагнитным клапаном 6, отводящий трубопровод 12, блок регулятора кислотности питательного раствора 13, резервуар для питательного раствора 14 с блоком датчиков контроля параметров 18 и системой очистки питательного раствора 15 , насосом 17, аэратором 16. Трубопроводы и емкости выполнены из некорродирующих материалов. Вода подается в вегетационную установку, через узел водоподготовки 11, который включает фильтры тонкой очистки, смягчения воды и уф-обработку, снабжен электромагнитными клапанами 6, пускорегулирующей аппаратурой и программным реле времени (например, ОВЕН или WirenBoard).

Блок генерации холодного тумана 4 включает гидрорезервуар с рабочим раствором, пьезоэлектрический керамический генератор тумана (дискретность аэрозольных капель рабочего раствора менее 10 мкм), блок датчиков контроля параметров раствора, клапан перелива. Плотность потока тумана регулируется интенсивностью испарения рабочего раствора и контролируется программным реле (например, ОВЕН или WirenBoard).

В каждом гидробоксе для контроля и поддержания микроклимата установлен блок датчиков 21 (например, WB-MSW) определяющих температуру, влажность воздуха, освещенность с передачей информации на систему управления 23 (например, ОВЕН или WirenBoard) и на панель индикации 24. Ручное управление производится с планшета и в автоматическом режиме от системы управления.

Система очистки 15 питательного раствора 30, включает грязеуловитель, фильтр тонкой очистки, уф-излучатель.

Секционный вегетационный перфорированный поддон 27 с пазами для размещения рассадных кассет (например, РКЛ-81), крышками с фитильным ложем 9. Крышка выполнена из непрозрачного материала с ячейками для размещения вкладышей 31 из пористого материала, в решетчатое ложе устанавливается сменный фитиль 29 из текстильного материала.

Узел регулятора кислотности питательного раствора 13 включает перистальтический насос, резервуар с ортофосфорной кислотой, шланги, снабжен пускорегулирующей аппаратурой и программным реле времени (например, ОВЕН или WirenBoard).

Вегетационная установка работает следующим образом.

В системе управления программируют и задают режим выращивания растений in vitro, выставляют параметры светового освещения, питательного раствора (кислотность, электропроводность, температура) контролируемые блоком датчиков 18. Производят водоподготовку и приготовления питательных растворов 30. Растения in vitro 7 с отмытой корневой системой переносят в гидробокс 2 и для физиологической фиксации высаживают в грунт рассадных кассет 8 или во вкладыши 31 устанавливая на фитиль 29 из текстильного материала в ячейках крышки 9. Приточный вентилятор 5 подает аэрозольный поток холодного тумана (водный, питательный и антисептический режим) из блока генерации холодного тумана 4 в гидробокс 2. Диспергированный туман образует в гидробоксе водовоздушную среду с введенными росторегулирующими и антисептическими препаратами. Поток тумана проходит через гидробокс контактируя с растениями и удаляется через воздушный клапан 20 жалюзийного типа, регулируется датчиком влажности воздуха 25 в воздуховоде 22 и поступает в осушитель 26 (например, Danvex DD-26F). Турбулентность потока тумана в гидробоксе исключает стагнацию среды и размножение патогенной флоры. Формирование и интенсивность распыления тумана обеспечивает микроклимат в гидробоксе 2.

Проводят проточный или методом подтопления полив растений питательным раствором. Подача раствора производится насосом 17 и регулируется электромагнитным клапаном 6. По распределительному трубопроводу 19 раствор подается в ирригационный поддон 10, уровень подтопления регулируется сливным клапаном (не указан на схеме). Гравитационно по отводящему трубопроводу 12 питательный раствор 30 проходит через систему очистки 15 и возвращается в резервуар 14. Кислотность питательного раствора контролируется узлом регулятора кислотности 13. Освещение растений осуществляется системой мультиспектральных светодиодных модулей 3 с радиаторным алюминиевым профилем, с диммированием светового дня и возможностью раздельного управления облучением. Контроль за ростом и развитием растений проводят с помощью двухпозиционной измерительной шкалы 28, перемещающейся по направляющим в двух направлениях по фронту гидробокса.

Установка работает в автономном режиме. По мере снижения концентрации минеральных веществ в питательном растворе в резервуаре 14, контролируемой блоком датчиков 18, при достижении порогового уровня электропроводности раствор заменяют.

Таким образом предложенное техническое решение позволяет адаптировать и выращивать растения in vitro в локально распределенной биоактивной антистрессовой среде.

Изобретение относится к области сельского и лесного хозяйства, биотехнологии и может быть использовано для адаптации и размножения селекционных образцов культур in vitro. Вегетационная установка для адаптации и выращивания растений in vitro включает каркасно-базовую камеру, системы микроклимата, полива растений, источники освещения с регулируемым спектром излучения. Установка снабжена ярусно установленными изолированными гидробоксами со светопроницаемыми ограждениями. Каждый гидробокс оснащен регулируемыми системами создания водовоздушной диспергированной антисептической среды и аэрозольной подачи росторегулирующего питания растениям, секционным вегетационным поддоном с рассадными кассетами и ячеистой крышкой с фитильным ложем, двухпозиционной измерительной шкалой. Имеется также блок управления процессом адаптации и выращивания растений in vitro. Изобретение позволяет адаптировать и выращивать растения in vitro в локально распределенной биоактивной антистрессовой среде. 3 ил.

Вегетационная установка для адаптации и выращивания растений in vitro, включающая каркасно-базовую камеру, системы микроклимата, полива растений, источники освещения с регулируемым спектром излучения, отличающаяся тем, что установка снабжена ярусно установленными изолированными гидробоксами со светопроницаемыми ограждениями, каждый из которых оснащен регулируемыми системами создания водовоздушной диспергированной антисептической среды, аэрозольной подачи росторегулирующего питания растениям, секционным вегетационным поддоном с рассадными кассетами и ячеистой крышкой с фитильным ложем, двухпозиционной измерительной шкалой, блоком управления процессом адаптации и выращивания растений in vitro.