Устройство электростимуляции растений в теплицах на гидропонном грунте
DEVICE FOR ELECTROSTIMULATION OF PLANTS IN GREENHOUSES ON HYDROPONIC SOIL

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности для выращивания овощных культур в защищенном грунте, на основе углерода.
Известен способ выращивания огурца на «сублиме» в малообъемной гидропонике с использованием капельного орошения по патенту RU на изобретение № 2682383, МПК A 01 G 22/05, A01G 24/48, A01G 24/44, A01G 24/30, A01N 41/00, A01G 31/00, 2019 г., выращивание огурца осуществляют в защищенном грунте на субстрате из «сублима» в малообъемной гидропонике с использованием капельного орошения. Субстрат дважды за вегетацию обрабатывают препаратом триэтиламмониевой соли тозилметакриловой кислоты с концентрацией 0,01 на 10 л воды для повышения адаптивности рассады и в начале цветения.
Недостатком этого способа является то, что у грунта субстрата в виде «сублима» - синтетического материала, изготовленного из полиуретановой пены с сильнопористой структурой, очень высокая цена, его утилизация сложна и трудоемка. Под воздействием внешних факторов, например ультрафиолета, грунт разрушается с выделением составных химических компонентов.
Под воздействием солнечного света (ультрафиолета) существует опасность разложения материала на составляющие с дальнейшим негативным воздействием на окружающее пространство.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству, является выбранный в качестве прототипа «Способ стимулирования роста растений в теплицах» по патенту RU на изобретение № 2182759 МПК A01G 7/04, 2000 г., который осуществляется устройством, состоящим из источника тока высокого напряжения, создающего электростатическое поле над растениями, излучателей в виде струн, размещенных в одной горизонтальной плоскости над растениями, и грунт. Струны изготовлены из неизолированного металлического электропроводника. Источник тока высокого напряжения закрепляют на изолированной подвеске и снабжают сигнализатором включения. Положительным воздушным электродом является горизонтально расположенные струны над растениями, что приводит к протеканию электростатического напряжения в одном направлении.
Недостатком известного устройства является недостаточное стимулирование роста растений в теплицах и, как следствие, снижение урожайности.
Технической задачей предполагаемого изобретения является стимулирование роста растений в теплицах и повышение урожайности, его качество и более короткие сроки вегетации растений.
Технический результат достигается тем, что устройство электростимуляции растений в теплицах на гидропонном грунте, включающее источник тока высокого напряжения, создающего электростатическое поле над растениями, излучатели в виде струн,  размещенных в одной горизонтальной плоскости над растениями, и грунт, согласно изобретению, снабжено электродом, помещенным в грунт, излучатель снабжен вертикальными иголками, грунт выполнен в виде углеродосодержащего материала, а источник питания переменного тока снабжен тайминг  контроллером, при этом напряжение источника тока  – 1500 – 6000 В.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства электростимуляции растений в теплицах на гидропонном грунте; на фиг.  2 показан график смены полярности электростатического импульса (a – положительный импульс,  b – пауза,   c – отрицательный импульс).
В природных условиях между почвенным составом и атмосферой при грозовых облачных образованиях (в момент разряда молнии)  происходит смена электростатической полярности. Фиксация, производилась специальным измерительным прибором для определения полярности электростатического заряда, между атмосферой и заземлением в момент разряда молнии. Атмосфера заряжена положительным зарядом, а грунт имеет отрицательный потенциал. Далее возникает коротко временная пауза, а в следующую  единицу времени потенциал меняет свои свойства на противоположные значения. Атмосфера заряжается отрицательным потенциалом, а грунт, в свою очередь, носит заряд положительного значения. Имитация этого природного явления способствует росту и развитию зеленой массы растения, ускоряя механизм протекания вегетационных процессов на клеточном уровне, и влияет на скорость роста растений. Временной интервал изменения полярности обычно составляет от 2-3 до 43 сек, а пауза составляет от 1-3 до 30 сек. Интервалы времени при атмосферных явлениях могут варьироваться в более широких диапазонах.
Устройство электростимуляции растений в теплицах на гидропонном грунте содержит источник 1 переменного тока высокого напряжения с тайминг контроллером излучатель 2 в виде струны с вертикальными иголками 3, электрод 4, размещенный в углеродосодержащем грунте 5 и растения 6. Излучатель 2  размещен в одной горизонтальной плоскости над растениями 6.
Тайминг контроллер (на фиг. не показан) позволяет задавать временной интервал и изменять полярность воздействия переменного электростатического поля на растения подбирается экспериментально и может быть увеличен или уменьшен в зависимости от видов растений и сорта. Напряжение источника 1 переменного тока   составляет  1500… 6000 В.
Излучатель 2 в виде струны с вертикальными иголками 3 размещен над растениями.
Углеродосодержащий грунт обладает электропроводящими свойствами, например, мелкозернистый материал углеродного типа способен при переходных процессах между частичек углерода высвобождать кислородную и водородную газообразную химически разделенных микропузырьков газов - водород и кислород, которые способствуют аэрации и взаимодействию с корневой системой на клеточном уровне.
Типы углеродосодержащих материалов, которые можно использовать в качестве грунта в теплицах.
Углеродный материал по типу мелкозернистого угля, размеры частиц, достигающие 2-4 мм. Он является органическим природным соединением, не разлагается, устойчив к распаду, не выделяет продукты распада.
Углеродный мягкий войлок, углеродные эластичные волокна в виде тончайших нитей 5-8 микрон, способные с легкостью принимать и отдавать минеральные вещества и микро-,  макроэлементы растениям.
Устройство электростимуляции растений в теплицах на гидропонном грунте работает следующим образом.
В верхней части тепличного  комплекса над растениями размещают высоковольтный излучатель, на который подается напряжение в 1500 – 6000 В (в зависимости от влажности).
В углеродосодержащем грунте размещают электрод, например, из углерода или из металлического электропроводника. Затем включают источник 1 переменного тока высокого напряжения с тайминг контроллером. Например, на 7-9 секунд подается высокое напряжение на излучатель 2,  иглы 3 которое излучает электростатическое поле. Далее пауза на 5-7 секунд с отключением подачи электрического  сигнала на излучатель 2. Срабатывает контроллер, входящий в состав источника питания 1, меняя полярность, и высокое напряжение на 7-9 секунд подается на электрод 4. Далее снова пауза на 5–7 секунд и один цикл замыкается, и начинается другой. Работа устройства продолжается в течение 2-3 часов, затем пауза на 1,5-2 часа и цикл  возобновляется.
Коротко временное воздействие электростатического поля на воздушную среду и углеродосодержащий грунт благотворно влияют на рост и развитие растений. Углеродосодержащий грунт обогащается питательными веществами методом капельного полива из растворного узла по заданному времени, полностью обеспечивая потребности растений в питательных элементах.
В результате использования предлагаемого изобретения увеличивается скорость роста и набора зеленой массы растений, повышается урожайность. Возможно повторное применение углеродного субстрата в виде грунта методом рециклинга. Простая и экологически чистая утилизация гидропонного углеродного материала.  Высокая устойчивость к разрушению углеродного волокна. Отсутствие инфекционного заражения гидропонного углеродосодержащего грунта.
Использование изобретения позволит осуществлять стимулирование роста растений в теплицах и повысить урожайность, его качество и более короткие сроки вегетации растений.