ЛОТОК ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ И АЭРОГИДРОПОННАЯ УСТАНОВКА С ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

Группа полезных моделей относится к области сельского хозяйства, а именно к оборудованию для бессубстратного выращивания растений, и может быть использована для выращивания безвирусных корне- и клубнеплодов, в частности безвирусных мини-клубней картофеля, методом аэрогидропоники.
Аэрогидропоника - один из методов гидропонического выращивания растений, представляющий по сути их бессубстратное выращивание. Снабжение растений водой и питательными веществами осуществляется путем периодического опрыскивания корней питательным раствором, при этом в паузах между подачей раствора происходит аэрация корней.
Известны многочисленные конструкции лотков для выращивания растений, в том числе для выращивания корне- и клубнеплодов.
Известна гидропонная установка, содержащая закрепленные на ригелях лотки для выращивания растений с крышками, в которых выполнены отверстия для горшков для выращивания растений /Патент РФ №2041619, A01G 31/02, 1995 г./.
Недостатками использованных в установке лотков являются трудоемкость их обслуживания, неравномерность распределения питательного раствора между растениями, а также то, что между первыми и последними растениями в горшках будет наблюдаться существенная разница в развитии.
Известны лотки для выращивания растений, использованные в гидропонной установке и имеющие в поперечном сечении прямоугольную форму. Лотки снабжены затеняющим светонепроницаемым покрытием, в котором выполнены отверстия для растений, над которыми установлены держатели растений, включающие П-образную крышку с отверстием и эластичную вставку с разрезом для стебля растения, установленную в отверстиях крышки и покрытия /Авторское свидетельство СССР №1720593, A01G 31/02, 1992 г /.
Недостатками использования этих лотков также являются сложность и трудоемкость их обслуживания, плохая аэрация корневой системы и неравномерность поглощения питательных веществ через корни растений, что приводит к снижению продуктивности растений.
Известны лотки для выращивания клубней растений в гидропонной установке, снабженные крышками, в которых имеются ячейки, в которых установлены контейнеры с решетчатым дном для растений. Лотки выполнены трапециевидными в сечении с расширенным книзу основанием /патент РФ №2121267, A01G 31/06, 1998 г./.
Недостатками этих лотков являются сложность и трудоемкость их обслуживания, а также недостаточная затененность выращиваемых растений, что приводит к снижению их продуктивности из-за уменьшения количества клубней, зарастанию питательного раствора водорослями, а кроме того, частое вытаскивание горшков с растениями может вызывать повреждения корневой системы и ботвы, что также приводит к снижению продуктивности растений.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному лотку для выращивания растений по методу гидропоники и аэропоники является лоток модульного типа, состоящий из пластикового корпуса с двумя торцевыми стенками, расширяющимися кверху, и двумя боковыми стенками, и снабженный трубой с распределительными отверстиями для питательного раствора, расположенной в желобке днища корпуса, и поддерживающим устройством (посадочной панелью) с коническими отверстиями, закрывающим лоток сверху. Предпочтительно, что внутри лотка со стороны поддерживающего устройства расположен слой черного или коричневого материала, который предотвращает или, по меньшей мере, задерживает развитие водорослей и/или других посторонних обрастаний внутри лотка. /Патент США №6837002, A01G 31/02, 2005 г./.
Недостатками этого лотка являются сложность и трудоемкость его обслуживания, а также то, что труба с распределительными отверстиями для питательного раствора расположена на днище корпуса, что не позволяет равномерно орошать питательным раствором корневую систему выращиваемых растений, в частности, из-за того, что распределительные отверстия для питающего раствора могут забиваться остатками корней и другими частями растений, что снижает продуктивность выращиваемых растений.
Задача предложенного технического решения заключается в создании лотка для выращивания растений в условиях аэрогидропоники простого и надежного в эксплуатации и обслуживании.
Технический результат заключается в повышении продуктивности растений.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что лоток для выращивания растений содержит светонепроницаемый корпус с двумя неподвижными торцевыми стенками, расширяющимися кверху, и одной или двумя откидными боковыми стенками, соединенными в верхней части с корпусом посредством подвижного соединения, расположенные в верхней части корпуса, по меньшей мере, один напорный трубопровод с форсунками для подачи питательного раствора, а в нижней части корпуса поддон с фильтром и патрубком отвода отработанного питательного раствора, закрывающую корпус посадочную панель с отверстиями для размещения посадочного материала и, по меньшей мере, одну светонепроницаемую крышку-экран со съемной боковой частью, имеющую трапециевидное поперечное сечение с большим основанием внизу, расположенную на посадочной панели над отверстиями для размещения посадочного материала и снабженную в верхней части отверстиями для стеблей растений, соосными с отверстиями для размещения посадочного материала в посадочной панели.
Предпочтительно, что лоток для выращивания растений содержит два напорных трубопровода с форсунками для подачи питательного раствора.
А так же то, что отверстия для стеблей растений по диаметру равны или менее отверстий для размещения посадочного материала.
В частном случае в лотке для выращивания растений поддон корпуса снабжен снаружи в нижней части держателями для светильников.
Лоток выполнен модульного типа.
На Фиг.1 схематически изображен фронтальный вид лотка для выращивания растений.
Лоток для выращивания растений содержит светонепроницаемый корпус 1 с двумя неподвижными торцевыми стенками 2, расширяющимися кверху, и двумя откидными боковыми стенками 3 с рукоятками 4, соединенными в верхней части с корпусом 1 посредством подвижного соединения 5, расположенные в верхней части корпуса 1, напорный трубопровод 6 с форсунками для подачи питательного раствора (на чертеже не показаны), а в нижней части корпуса 1 прямоугольный поддон 7 с фильтром 8 и патрубком отвода отработанного питательного раствора 9, закрывающую корпус посадочную панель 10 с отверстиями для размещения посадочного материала 11, в которых размещают держатели посадочного материала (на чертеже не показаны) и две светонепроницаемые крышки-экраны 12, имеющие трапециевидное поперечное сечение с большим основанием внизу, со съемной боковой частью 13, снабженные в верхней части отверстиями для стеблей растений 14, соосными с отверстиями для размещения посадочного материала 11 в посадочной панели 10, и расположенные на посадочной панели 10 над отверстиями для размещения посадочного материала 11. Корпус 1 лотка снабжен дополнительным трубопроводом для подачи питательного раствора 15 с форсунками (на чертеже не показаны), а при необходимости держателями для светильников 16, расположенными снаружи в нижней части поддона 7. Откидные боковые стенки 3 фиксируются в нижней части корпуса щеколдой 17.
Лоток для выращивания растений работает следующим образом.
Посадочный материал, например клубни картофеля, высаживают в держатели, которые устанавливают в отверстиях для размещения посадочного материала 11 посадочной панели 10. Питательный раствор по напорным трубопроводам 6 и 15 через форсунки для подачи питательного раствора впрыскивают с определенной периодичностью. По трубопроводам 6 и 15 могут впрыскивать питательные растворы разного состава. В паузах между подачей питательных растворов происходит аэрация корневой системы. Растения начинают расти под воздействием света (естественного и/или искусственного). Однако доступ света к питательному раствору исключают для предотвращения появления в питательном растворе одноклеточных водорослей. Для этого корпус 1 и крышки-экраны 12 выполняют светонепроницаемыми, при этом крышки-экраны 12 позволяют затенить нижнюю часть стеблей растений. Для увеличения степени затененности отверстия для стеблей растений 14 по диаметру равны или менее отверстий для размещения посадочного материала 11. В условиях темноты и влажности на стеблях сначала образуются столоны, а затем клубни, которые могут образоваться как в светонепроницаемом корпусе 1 лотка, так и под светонепроницаемыми крышками-экранами 12. Отработавший питательный раствор проходит через фильтр 8, который задерживает в лотке осыпавшиеся мини-клубни картофеля, остатки корней и другие крупные частицы растений, собирается в поддоне 7 и через патрубок отвода отработавшего питательного раствора 9 выводится из лотка. При достижении клубнями кондиционного размера производят их частичный сбор, для чего открывают щеколду 17, за рукоятки 4 открывают откидные боковые стенки 3, соединенные с корпусом 1 посредством подвижного соединения 5, и снимают съемную боковую часть 13 светонепроницаемых крышек-экранов 12. Перед сбором кондиционных мини-клубней подачу питательного раствора останавливают вручную. После сбора кондиционных клубней боковые стенки 3 закрывают на щеколду 17, съемные части 13 ставят на место, а некондиционные клубни доращивают путем чередования орошения корневой системы питательными растворами и аэрации.
Таким образом, использование предложенного лотка для выращивания, в частности, безвирусных мини-клубней картофеля методом аэрогидропоники, позволяет упростить и снизить трудоемкость выращивания растений, а также повысить продуктивность растений и увеличить выход хозяйственно-ценной части выращиваемой культуры.
Известна гидропонная установка для выращивания клубней растений без почвы. Стойки каркаса установки выполнены наклонными. Лотки установлены ярусами и выполнены с трапециевидным сечением с расширенным книзу основанием. Установка содержит систему хранения, подачи и слива питательного раствора, систему освещения естественным и/или искусственным светом /патент РФ №2121267, А01G 31/06, 1998 г./.
Недостатками этой установки являются сложность и трудоемкость ее обслуживания, а также недостаточная затененность выращиваемых растений, что приводит к снижению их продуктивности из-за уменьшения количества клубней, зарастанию питательного раствора водорослями, а кроме того, частое вытаскивание горшков с растениями может вызывать повреждения корневой системы и ботвы, что также приводит к снижению продуктивности растений и производительности установки.
Известна также гидропонная установка, содержащая многоярусный стеллаж, выполненный в виде стоек, соединенных между собой поперечными связями. На связях размещены растильни, которые снабжены пластинчатыми ножами. В нижней части стеллажа расположена емкость для питательного раствора, в верхней - вентилятор, распределительная емкость и светильники. На каждом ярусе установлена рамка с оросительными трубками. Стеллаж разделен перегородками на верхний и нижний отсеки. На стойках закреплены крышки: в верхнем отсеке из прозрачного материала, в нижнем - из непрозрачного /патент РФ №2019959, A01G 31/02, 1994 г./.
Недостатками этой установки являются сложность ее эксплуатации, а также недостаточная затененность посадочного материала в процессе выращивания, что существенно сужает функциональные возможности установки и снижает ее производительность, например, при выращивания мини-клубней картофеля.
Задачей предложенного технического решения является создание универсальной установки для выращивания растений в условиях аэрогидропоники простой и надежной в эксплуатации.
Технический результат от использования предложенной установки заключается в повышении ее производительности за счет увеличения продуктивности растений, а также расширении функциональных возможностей установки при одновременном упрощении ее эксплуатации.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что аэрогидропонная установка для выращивания растений содержит несущую конструкцию, выполненную из стоек, снабженных отражателями света и соединенных между собой поперечными перекладинами-стяжками, на которых, по меньшей мере, в один ряд и, по меньшей мере, в один ярус установлены лотки для выращивания растений, систему подачи и слива питательного раствора, содержащую, по меньшей мере, один контур подачи питательного раствора в лоток, и системы освещения и вентиляции, при этом лоток для выращивания растений содержит светонепроницаемый корпус с двумя неподвижными торцевыми стенками, расширяющимися кверху, и одной или двумя откидными боковыми стенками, соединенными в верхней части с корпусом посредством подвижного соединения, расположенные в верхней части корпуса, по меньшей мере, один напорный трубопровод с форсунками для подачи питательного раствора в лоток, соединенный с одним контуром подачи питательного раствора, а в нижней части корпуса поддон с фильтром и патрубком отвода отработанного питательного раствора, соединенным с системой подачи и слива питательного раствора, закрывающую корпус посадочную панель с отверстиями для размещения посадочного материала и, по меньшей мере, одну светонепроницаемую крышку-экран со съемной боковой частью, имеющую трапециевидное поперечное сечение с большим основанием внизу, расположенную на посадочной крышке над отверстиями для размещения посадочного материала и снабженную в верхней части отверстиями для стеблей растений и соосными с отверстиями для размещения посадочного материала в посадочной панели.
Технический результат также достигается за счет того, что установка предпочтительно содержит два независимых контура подачи питательного раствора в лоток, а лоток для выращивания растений содержит два напорных трубопровода с форсунками для подачи питательного раствора в лоток, каждый из которых соединен с одним независимым контуром подачи питательного раствора в лоток.
Предпочтительно также, что установка снабжена системой подачи углекислого газа, а система подачи и слива питательного раствора снабжена контуром листовой подкормки и увлажнения.
Технический результат достигается также за счет того, что система освещения содержит источники освещения, установленные в держателях для светильников, расположенных снаружи на поддоне корпуса лотка, при этом, предпочтительно, что используют источники освещения на основе светодиодов.
На Фиг.2 схематически изображен фронтальный вид аэрогидропонной установки с использованием лотка для выращивания растений.
Аэрогидропонная установка содержит несущую конструкцию, выполненную из вертикальных стоек 18, снабженных отражателями света 19 и соединенных между собой поперечными перекладинами-стяжками 20, на которых, по меньшей мере, в один ряд и, по меньшей мере, в один ярус установлены лотки для выращивания растений, систему подачи и слива питательного раствора 21, содержащую, по меньшей мере, один контур подачи питательного раствора в лоток, и системы освещения и вентиляции (на чертеже не показаны), при этом лоток для выращивания растений содержит светонепроницаемый корпус 1 с двумя неподвижными торцевыми стенками 2, расширяющимися кверху, и двумя откидными боковыми стенками 3, соединенными в верхней части с корпусом 1 посредством подвижного соединения 5, расположенные в верхней части корпуса, по меньшей мере, один напорный трубопровод 6 с форсунками для подачи питательного раствора в лоток (на чертеже не показаны), соединенный с одним контуром подачи питательного раствора, а в нижней части корпуса 1 поддон 7 с фильтром 8 и патрубком отвода отработанного питательного раствора 9, соединенным с системой подачи и слива питательного раствора 21, закрывающую корпус посадочную панель 10 с отверстиями для размещения посадочного материала 11 и, по меньшей мере, одну светонепроницаемую крышку-экран 12 со съемной боковой частью 13, имеющую трапециевидное поперечное сечение, с большим основанием внизу, расположенную на посадочной крышке 10 над отверстиями для размещения посадочного материала 11 и снабженную в верхней части отверстиями для стеблей растений 14, соосными с отверстиями для размещения посадочного материала 11 в посадочной панели 10. Установка содержит также второй независимый контур подачи питательного раствора в лоток, а лоток для выращивания растений содержит второй напорный трубопровод 15 с форсунками для подачи питательного раствора в лоток (на чертеже не показаны), соединенный со вторым независимым контуром подачи питательного раствора в лоток, и систему подачи углекислого газа 22, а система подачи и слива питательного раствора снабжена контуром листовой подкормки и увлажнения 23. Система освещения содержит источники освещения (на чертеже не показаны), установленные в держателях для светильников 16, расположенных снаружи на поддоне 7 корпуса 1 лотка. При этом, в качестве источников освещения могут быть использованы светодиоды.
Лотки модульного типа для выращивания растений размещают на несущей конструкции, выполненной из вертикальных стоек 18, снабженных отражателями света 19 и соединенных между собой перекладинами-стяжками 20. Снимают съемную боковую часть 13 светонепроницаемой крышки-экрана 12. Посадочный материал, например клубни картофеля, высаживают в держатели, которые устанавливают в отверстиях для размещения посадочного материала 11 посадочной панели 10. Боковую часть 13 крышки-экрана закрывают. Аэрогидропонная установка работает следующим образом. Питательный раствор (или растворы) подают насосом в систему подачи и слива питательного раствора 21, а затем по одному или двум контурам подачи питательного раствора в лотки, по напорным трубопроводам 6 и 15 через форсунки для подачи питательного раствора впрыскивают с определенной периодичностью. По трубопроводам 6 и 15 могут впрыскивать питательные растворы разного состава. В паузах между подачей питательных растворов происходит аэрация корневой системы. В установку подают углекислый газ. Растения начинают расти под воздействием света (естественного и/или искусственного, получаемого предпочтительно от светодиодов различной длины волны) в присутствии углекислого газа. Однако доступ света к питательному раствору исключают для предотвращения появления в питательном растворе одноклеточных водорослей. Для этого корпус 1 и крышки-экраны 12 выполняют светонепроницаемыми, при этом крышки-экраны 12 позволяют затенить нижнюю часть стеблей растений. Для увеличения степени затененности отверстия для стеблей растений 14 по диаметру равны или менее отверстий для размещения посадочного материала 11. Для усиления роста растений система подачи и слива питательного раствора снабжена контуром листовой подкормки и увлажнения, через который питательный раствор разбрызгивается на растения сверху. В условиях темноты и влажности на стеблях сначала образуются столоны, а затем клубни, которые могут образоваться как в светонепроницаемом корпусе 1 лотка, так и под светонепроницаемыми крышками-экранами 12. Отработавший питательный раствор проходит через фильтр 8, что препятствует попаданию в систему подачи и слива питательного раствора 21 осыпавшихся мини-клубней, остатков корней и других крупных частиц растений, собирается в поддоне 7 и через патрубок отвода отработанного питательного раствора 9 выводится из лотка в систему подачи и слива питательного раствора 21. При достижении клубнями кондиционного размера производят их частичный сбор, для чего открывают щеколду 17, за рукоятки 4 открывают откидные боковые стенки 3, соединенные с корпусом 1 посредством подвижного соединения 5, и снимают съемную боковую часть 13 светонепроницаемых крышек-экранов 12. Перед сбором кондиционных мини-клубней подачу питательного раствора останавливают вручную. После сбора кондиционных клубней боковые стенки 3 закрывают на щеколду 17, съемные части 13 ставят на место, а некондиционные клубни доращивают путем чередования орошения корневой системы питательными растворами и аэрации.
Работа установки автоматизирована, что позволяет устанавливать оптимальный режим выращивания самых разнообразных растений.
Использование в установке системы листовой подкормки и увлажнения, системы подачи углекислого газа, а также использование для освещения светильников на основе светодиодов и расположение их на нижней наружной части поддона вышерасположенного лотка, который одновременно выполняет функцию светоотражателя, также оказывают влияние на продуктивность растений.
Таким образом, использование в предложенной установке предложенного лотка для выращивания растений позволяет повысить продуктивность растений и увеличить выход хозяйственно-ценной части выращиваемой культуры, а также расширяет функциональные возможности установки, делая ее универсальной для выращивания самых различных растений, при одновременном упрощении ее эксплуатации.