СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ И ПЛАВАЮЩЕЕ ПОДДЕРЖИВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
METHOD OF GROWING PLANTS AND FLOATING SUPPORTING DEVICE

Настоящее изобретение относится к способу выращивания растения, включающему стадии, на которых создают поддерживающее устройство для растения и обеспечивают его снабжение водой.
Патентный документ ЕР 0804873 представляет способ, в котором подачу воды обеспечивают в контейнере, имеющем верхний край, в котором растение помещают в крышку, которую размещают на таком верхнем краю, и предусмотрено расстояние между нижней стороной контейнера с растением и поверхностью воды.
Патентный документ US 4622775 описывает плавающее поддерживающее устройство, снабженное несколькими отверстиями, в которые помещают растения в контейнерах. Уровень воды является более высоким, чем дно контейнеров. Патентный документ US 5435098 также описывает ряд плавающих поддерживающих устройств, каждое из которых имеет отверстия для одного или более растений.
Растение может развиваться и необязательно может быть снабжено небольшим количеством субстрата. Во время снятия урожая образуется очень малое количество отходов субстрата, если вообще имеет место, тогда как, в дополнение, могут быть оптимизированы условия во время развития растения.
Задача настоящего изобретения состоит в оптимизации известного способа снижением стоимости, сокращением чувствительности к нарушениям и предотвращением развития заболеваний, гниения и тому подобного, насколько это возможно.
Этой задачи достигают способом, описанным выше, с признаками согласно п.1 патентной формулы.
Согласно настоящему изобретению во время второй стадии роста растения, которая обычно наступает через несколько дней после первой стадии роста, влага главным образом вытягивается из запаса воды благодаря тому, что корни достигли запаса воды. В результате этого более нет необходимости в подаче дополнительной влаги в промежуточное пространство между верхней стороной запаса воды и нижней стороной поддерживающего устройства. В дополнение, нет необходимости в подведении влаги к лиственной стороне растения, иначе говоря, к верхней стороне растения. Более конкретно, во время второй стадии роста к растению не подводят никакой влаги в виде паров или опрыскиванием или тому подобным корней в промежуточном пространстве. Однако во время первой стадии возможно подведение влаги к растению, и более конкретно, к корневой системе, через промежуточное пространство. Согласно настоящему изобретению предпочтительно это проводят исключительно в виде паров, чтобы предотвратить долговременное формирование капелек на корневой системе, насколько это возможно. Во время первой стадии растение можно опрыскивать сверху.
Согласно настоящему изобретению выращивание производят наплаву. Это значит, что поддерживающее устройство вместе с помещенным на него/в него растением опирается только на воду. В результате плавающей компоновки можно точно и простым путем регулировать расстояние между нижней стороной корня и поверхностью воды так, чтобы процесс роста корней можно было точно контролировать, другими словами, от первой стадии роста, где существует критически важное расстояние между кончиком корня и поверхностью воды, до последующей стадии роста, где корни погружаются в воду. Однако согласно специальному варианту осуществления изобретения площадь контакта между указанным поддерживающим устройством и водой ограничена. Поддерживающее устройство (в виде панели) согласно настоящему изобретению имеет верхнюю сторону, или сторону растения, и нижнюю сторону, или обращенную к воде сторону. Согласно изобретению только часть нижней стороны находится в контакте с водой таким образом, что в ходе применения с поддерживающим устройством не контактирует гораздо большая часть водной поверхности, чем это необходимо для роста корневой системы. Будет понятно, что во время начальных стадий развития растения корней еще может быть не видно, как в случае, например, с черенком, луковицей или клубнем. Очевидно, что это входит в пределы области настоящего изобретения.
Неожиданно было обнаружено, что при выборе относительно большой свободной площади поверхности воды, иначе говоря, площади поверхности, которая не контактирует с поддерживающим устройством, значительно улучшается качество воды, в результате чего растение развивается оптимальным путем. Применением запаса воды можно упростить транспортирование имеющего форму панели поддерживающего устройства, но, как очевидно, также можно (отчасти) извлекать имеющие форму панели поддерживающие устройства из воды, чтобы переносить их. Применением запаса воды можно очень точно регулировать температуру, в условиях которой находятся корни, и подобным образом можно дозировать количества удобрения и других веществ очень точным и оптимальным образом, корректируя состав воды.
Согласно дополнительному преимущественному варианту осуществления изобретения растение подвешивают в воздухе, размещая его на расстоянии от запаса воды, и корни в промежуточном пространстве находятся в условиях влажности на уровне менее 99%, другими словами, не имеет места опрыскивание или тому подобное.
Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения промежуточное пространство не вентилируют. Более конкретно, во время первой стадии роста в промежуточном пространстве не производят никакой вентиляции. Согласно дополнительному специальному варианту осуществления изобретения предпринимают конкретные меры для поддерживания атмосферы с высокой влажностью вокруг реального корня. Это может быть достигнуто созданием ограждения, которое герметизирует промежуточное пространство вокруг поддерживающего устройства, другими словами, в месте расположения проема для растения. Такое предпочтительно кольцеобразное ограждение заключает в себе корневую систему соответствующего растения или соответствующих растений.
Высота промежуточного пространства между верхним урезом воды и дном поддерживающего устройства предпочтительно по меньшей мере соответствует длине реального корня, определенного выше. На практике в конце первой стадии роста эта длина составляет между 1 и 5 см, то есть в первой стадии роста расстояние между свободным нижним концом корня и поверхностью воды составляет от 1 до 5 см.
Поддерживающее устройство предпочтительно размещают в бассейне, который имеет размеры по меньшей мере 2×10 м. По сравнению с желобами, это обеспечивает возможность более точного регулирования температуры воды. Бассейн имеет глубину, например, в несколько десятков сантиметров, и благодаря его объему можно свести к минимуму колебания температуры. Если бассейн размещают на грунте, температуру можно дополнительно стабилизировать в результате испускания/поглощения теплоты грунтом. Число поддерживающих устройств в бассейне предпочтительно предусматривают таким, чтобы бассейн был по существу целиком заполнен поддерживающими устройствами. Поддерживающее устройство предпочтительно имеет несколько отверстий для размещения растений, например 10-500 отверстий.
Настоящее изобретение также относится к имеющему форму панели поддерживающему устройству, или плоту, для выращивания наплаву растений или их предшественников, включающему одно или более сквозных проемов для размещения растений, в которых, внутри периферии указанной панели, по меньшей мере 20%, и более конкретно, по меньшей мере 50% площади поверхности нижней стороны указанной панели не находятся в контакте с водой, когда она плавает на воде. Согласно настоящему изобретению большая часть площади поверхности, которая, в проекции, расположена ниже панели или плота, не контактирует с водой. Поскольку большая часть водной поверхности, на которой плавает плот, является свободной, она может поглощать воздух. Это может быть достигнуто разнообразными путями, необязательно в сочетании. Согласно первому варианту исполнения панель, или плот, состоит из материала, имеющего особенно высокую плавучесть. Согласно специальному варианту осуществления настоящего изобретения площадь поверхности имеющего форму панели поддерживающего устройства, которая не контактирует с водой на обращенной к воде стороне, по меньшей мере на 50% больше, чем (общая) площадь поверхности отверстий на верхней стороне, то есть на стороне поддерживающего устройства, где находятся растения. Эта увеличенная площадь поверхности может быть достигнута увеличением размеров поперечного сечения отверстий по направлению в сторону воды. Согласно еще одному дополнительному варианту осуществления изобретения часть плавучести панели или плота обеспечивают с помощью камер, которые необязательно являются газонепроницаемыми. Таким образом, площадь контакта с водой может быть сделана меньшей, и может быть сокращено количество материала, используемого для панели или плота. Эти камеры, или углубления, следует отличать от отверстий, которые содержат растения, и которые обычно проходят сквозь панель или плот. Последние местоположения, или отверстия, специально предназначены для размещения одного или более растений и не способствуют плавучести, но через них может подводиться воздух, который воспринимается водой. Согласно дополнительному варианту места размещения, или отверстия, для растений, в особенности на нижней стороне имеющего форму панели поддерживающего устройства, другими словами, той части, которая обращена к воде, можно сделать большими, чем на верхней стороне. Это представляет собой еще один способ увеличения свободной площади поверхности воды, то есть, иначе говоря, водной поверхности, которая не контактирует с поддерживающим устройством, и это делает возможным улучшение качества воды. В дополнение, этот вариант предоставляет возможность обеспечить взаимодействие между водной поверхностью и окружающей средой благодаря просачиванию газа через отверстия, которые содержат растения. С другой стороны, в отличие от вышеописанного варианта исполнения с газонепроницаемыми камерами, такие детали панели, которые расширены на нижней стороне отверстия, не вносят своего вклада в плавучесть ввиду того факта, что газ улетучивается наружу.
Общая площадь поверхности углублений, или камер, и любых проемов для растений составляет по меньшей мере 20%, и более конкретно по меньшей мере 50% от площади поверхности, которая может быть ограничена периметром панели. Это имеет результатом создание большой свободной площади поверхности воды, которая взаимодействует с воздухом.
Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения верхнюю часть панели или плота компонуют таким образом, чтобы вода стекала прочь и чтобы после этого не оставалось никакой воды.
Сельскохозяйственная культура может быть размещена в отверстиях плота или панели любым возможным путем. Первая возможность состоит в размещении растения в соответствующем отверстии без контейнера и без субстрата. Дополнительная возможность заключается во введении субстрата, который удерживает растение в отверстии, в каковом случае корни могут находиться в субстрате или протягиваться наружу из последнего. Субстрат, с контейнером или без него, может быть размещен в отверстии плота или панели. Дополнительная возможность состоит в помещении растения в контейнер, который необязательно может быть снабжен субстратом, и размещении такого контейнера в плоте.
Во всех случаях является преимущественным, если плот или панель и контейнер компонуют так, чтобы развивающееся растение, которое распространяется в стороны и свисает вниз, не могло опираться на поверхность панели, смежную с отверстием, поскольку это могло бы привести к загниванию, повреждению и прочим нежелательным последствиям. Для этой цели либо отверстие, либо контейнер компонуют таким образом, чтобы присутствовало периферическое ограждение, которое отгораживает растение от поверхности панели или плота, непосредственно смежной с отверстием.
Предпочтительно площадь поперечного сечения отверстия на той стороне, которая представляет собой нижнюю сторону в рабочем положении поддерживающего устройства, является по меньшей мере в четыре раза большей, чем на верхней стороне поддерживающего устройства.
Термин «корневая система» понимают как означающий часть растения, которая может производить корневые клетки. Она включает корневую шейку и действительные корни, которые расположены ниже последней. Корневая шейка представляет собой переходную часть между центральным стеблем и действительными корнями. В общем, она представляет собой продолжение центрального стебля растения.
Когда растение в достаточной степени развилось, можно перенести растение во время стадии роста. Это значит, что для размещения растений используют два (или более) типов поддерживающих устройств, имеющих форму панели. Тогда можно выращивать растение в горшке и использовать тот же горшок, когда между растениями создают увеличенное пространство, то есть, когда их размещают в еще одном поддерживающем устройстве, имеющем форму панели. Соответствующие поддерживающие устройства могут быть приспособлены для различных условий произрастания. Помимо всего прочего, это имеет отношение к различному (среднему) весу, размеру растений и, если это уместно, к желательному расстоянию до нижней стороны горшка или клубка корней от запаса воды. Также можно применять только некоторые из отверстий в ранее использованной панели на последней стадии роста, то есть, другими словами, удалять некоторые из растений, чтобы создать больше пространства для других растений.
Когда этим путем создают большее пространство между растениями, число растений на единицу площади будет значительно сокращено, например, по меньшей мере на 50%.
Поэтому настоящее изобретение относится к сборному узлу, включающему два поддерживающих устройства, имеющих форму панели, обладающих плавучестью, как описано выше, в которых число отверстий на единицу площади первого поддерживающего устройства по меньшей мере вдвое больше, чем таковое во втором поддерживающем устройстве. Изобретение также относится к способу выращивания большого числа растений, как описано выше, в котором растения размещают на первом расстоянии друг от друга в первом поддерживающем устройстве во время выращивания, и затем переносят во второе поддерживающее устройство со вторым расстоянием друг от друга, которое по меньшей мере вдвое больше, чем первое расстояние. Изобретение также относится к системе, включающей бассейн, заполненный водой, поддерживающее устройство, размещенное в указанном бассейне и плавающее на указанной воде, причем поддерживающее устройство включает ряд сквозных проемов, в которые размещают растение с корнями, причем указанное растение располагают в указанных отверстиях таким образом, чтобы нижний конец указанных корней находился на расстоянии от поверхности воды вблизи указанного проема.
Настоящее изобретение в особенности используют для выращивания салата-латука, но оно может быть также применено для других растений.
Чтобы сделать возможной вышеописанную процедуру создания большего пространства между растениями, растение предпочтительно размещают в контейнере для растения, который может быть вставлен в соответствующее отверстие в поддерживающем устройстве или панели. Отверстие в поддерживающем устройстве или панели является большим, чем отверстие, предусмотренное в контейнере с растением, и можно без труда удалить растение с корнями через отверстие в поддерживающем устройстве.
В дополнение, можно помещать растение в контейнер для растения, например, в виде пробки или тому подобного, и компоновать контейнер для растения таким образом, чтобы такую пробку можно было без труда извлечь из него, то есть, другими словами, с любыми корнями, которые могут присутствовать или могут отсутствовать.
В дополнение, можно формировать такой контейнер для растения из двух частей, с одной частью, которая может быть изготовлена в особенности легко, будучи размещенной в месте перехода от растения к корням. Эта часть действует как опора для растения.
Изобретение будет описано ниже более подробно со ссылкой на примерный вариант выполнения, иллюстрированный на чертежах, где:
Фиг.1 схематически показывает вид в перспективе помещения для выращивания, оснащенного несколькими плотами или панелями согласно изобретению;
Фиг.2 показывает верхнюю сторону панели в перспективе;
Фиг.3 показывает нижнюю сторону панели, показанной в Фиг.2;
Фиг.4 схематически показывает фрагмент панели в поперечном сечении с развивающимся растением в первой стадии роста;
Фиг.5 показывает фрагмент из Фиг.4 во второй стадии роста растения; и
Фиг.6 показывает поперечное сечение дополнительного варианта исполнения контейнера для растения с поддерживающим устройством.
На Фиг.1 показано помещение 1 для выращивания, в котором размещены плоты или панели 3 согласно настоящему изобретению в бассейне 2, заполненном водой. Помещение для выращивания показано здесь в виде теплицы, но должно быть понятно, что может быть использовано помещение для выращивания любого типа, необязательно оснащенное естественным или искусственным освещением. Точно так же возможно размещение бассейна 2 с плотами 3 на открытом воздухе. Бассейн 2 заполняют водой, на которой плавают плоты 3. Уровень воды обозначен на Фиг.4 номером 8. С помощью такой конструкции можно оптимизировать климатические условия для растения, и также можно упростить логистику в помещении для выращивания. Один или более плотов или панелей можно перемещать в бассейне, и, например, передвигать к месту обработки или в еще один бассейн, в зависимости от развития выращиваемой культуры и/или от того, были ли уже срезаны в виде урожая определенные ее части.
На Фиг.2 показан фрагмент плота или панели 3. Она состоит из корпусного материала, который, в данном примерном варианте исполнения, предпочтительно представляет собой вспененный материал, сделанный из твердого пластика, например, такого как полистирольный материал. Однако можно также изготавливать его из другого материала или комбинации различных деталей. Как можно видеть на Фиг.2, верхняя поверхность, которая обозначена кодовым номером позиции 5, имеет компоновку, которая изогнута таким образом, что вода, которая присутствует на ней, стекает с нее в бассейн. Таким образом, на верхней поверхности 5 плота или панели не остается никакой воды. В плоте или панели предусмотрены сквозные отверстия или проемы 6. На фиг.2 и 4, 5 показано, что они снабжены вертикальным краем 14, который выступает вверх относительно непосредственного окружения на верхней поверхности 5 панели. На фиг.3 показано подробно нижняя сторона панели, и можно видеть, что она снабжена несколькими камерами 7, которые являются газонепроницаемыми в сторону верхней части и открытыми в сторону дна.
На фиг.4 и 5 можно видеть, что панель или плот 3 плавает на воде 8, с одной стороны, благодаря плавучести корпуса 4 и, с другой стороны, благодаря объему газа, захваченного в камерах 7. Вследствие последнего обстоятельства к плавучести материала корпуса 4 предъявляют меньшие или вообще никакие требования (см. Фиг.2 и 3). Длина проемов 6 является такой, что на нижней стороне они простираются вплоть до воды, и предпочтительно погружены в нее. Таким образом, для растения, которое обозначено номером 9 на фиг.4 и 5, создают несколько выступающих объемов. В данном примере это растение размещают в контейнере 13, и его корневая система состоит из корневой шейки 11 и вырастающих из нее собственно корней 12. Они находятся внутри трубчатого пространства 10 проема 6. Внутри этого пространства, которое ограничено трубой 15, существует микроклимат, который оказывает положительное влияние на развитие корневой системы. Во время первой стадии роста, иллюстрированной на Фиг.4, корневая система находится на отдалении от поверхности 8 воды. Неожиданно было обнаружено, что благодаря этому микроклимату растение развивается по направлению вниз. Как предполагается, в результате относительно низкого содержания влаги в пространстве между уровнем 8 воды и нижней стороной поддерживающего устройства, иначе говоря, в промежуточном пространстве 10, по сравнению с известными системами, корни стремятся достигнуть уровня 8 воды настолько быстро, насколько возможно. Правопритязания патентной формулы не зависят от обоснованности этой теории. Как бы то ни было, оказалось, что корни развиваются в особенности быстро по направлению вниз, начиная от корневой шейки 11. Это развитие представлено на Фиг.5 и показывает результаты, которые достигнуты всего лишь через несколько дней. Длина действительных корней, которые находятся в воздухе, то есть в промежуточном пространстве, показана обозначением ”l”, и является меньшей, чем высота промежуточного пространства, иначе говоря, без контакта с водой. Эта длина варьирует в зависимости от пути, по которому происходит рост. В данном примере используют субстрат, и длина определяется как часть, которая находится ниже субстрата. Если субстрат не применяют, длина представляет собой такую часть, которая простирается непосредственно под самой корневой шейкой. Эта часть может вырасти в течение немногих дней.
Было найдено, что пространство, в котором развивается корневая система, имеет оптимальные климатические условия, которые в особенности богаты кислородом.
Настоящее изобретение представляет комбинацию предпочтительно аэропонного и гидропонного выращивания. Другими словами, во время первой стадии роста наибольшая часть воды, необходимой для развивающегося растения, поставляется из окружающей среды, то есть из воздуха или субстрата. Только во время второй стадии роста наибольшая часть потребности в воде удовлетворяется запасом воды.
Запас воды предпочтительно поддерживают в движении, чтобы предотвратить развитие нежелательных заболеваний и тому подобного. В дополнение, непрерывно могут подводиться удобрения, в зависимости от развития растения. В пространстве, которое расположено ниже корневой шейки и выше уровня воды, могут формироваться (воздушные) корни 16.
На Фиг.6 схематически показан фрагмент альтернативного варианта выполнения поддерживающего устройства, обозначенного кодовым номером позиции 33. Оно является прямоугольным и имеет, например, размеры 20×150 см. В нем предусмотрено большое число отверстий или проемов 36, которые предпочтительно скомпонованы так, чтобы слегка сужаться в виде конуса по направлению к поверхности 32 воды.
Контейнер для растения везде обозначен кодовым номером позиции 43, с реальным растением 39, размещенным в комке субстрата 37, из которого выступают корни 42. Отверстие в контейнере 43 для растения, содержащем комок субстрата 37, является гораздо меньшим, чем размер проема 36. В результате можно извлекать растение вместе с контейнером 43 для растения из отверстия 36, даже если корни 42 распространяются в боковых направлениях. Этим путем растение может быть перенесено в еще один плот или поддерживающее устройство 33 во время стадии его роста, чтобы создать пространство между растениями.
Вместо показанного здесь контейнера для растения, или в сочетании с ним, растение 39 может быть присоединено к единичной дискообразной пластиковой детали, которая может быть передвинута с растением и предназначена для однократного использования.
Будет ясно, что там, где в вышеприведенном описании использован термин «растение», это также понимается как включающее семена, черенки и тому подобные. Это значит, что вышеописанное растение может быть выращено из семени.
Применением способа согласно изобретению также можно выращивать растения многообразных сортов. В качестве примера упомянуты салат-латук и хризантемы.
По прочтении вышеизложенного квалифицированные специалисты в этой области технологии сразу же будут в состоянии придумать варианты, которые являются очевидными и попадающими в пределы области прилагаемой патентной формулы. В частности, следует сослаться на вышеописанный вариант, в котором, исходя из Фиг.2 и всех последующих, труба 15 может быть перфорированной или может совсем отсутствовать. Возможно также придание трубе 15 значительно большей площади поперечного сечения в сторону нижней части, то есть по направлению к запасу воды. Это сужение может быть коническим, ступенчатым или с любой другой представимой конструкцией. Панель согласно настоящему изобретению предпочтительно компонуют для размещения большого количества растений, например, такого как по меньшей мере 500 растений на поддерживающее устройство, имеющее форму панели.