Устройство для бессубстратного выращивания растений и производства семян овощных клубнеобразующих культур

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, а именно к оборудованию для бессубстратного выращивания растений овощных культур методом аэропоники, и может быть использована для круглогодичного выращивания растений и размножения безвирусного семенного материала категории «семена оригинальные» (мини-клубни) картофеля, топинамбура, стахиса и других клубнеобразующих сельскохозяйственных культур в контролируемых условиях.
Известна универсальная аэропонная установка «Урожай» [1], состоящая из каркаса-опоры, 5-ти отдельных посадочных лотков, для выращивания растений, блока освещения растений, системы подачи питающего раствора, включающей емкости для питающего раствора, насоса, полипропиленовых трубопроводов, соединяющих насос с форсунками высокого давления, установленные в боковых стенках посадочных лотков напротив каждого растения.
Вентиляция посадочных лотков и аэрации корней растений осуществляется за счет естественного проникновения воздуха через посадочные отверстия.
Недостатком данной установки является недостаточный уровень вентиляции и аэрации корней внутри посадочных лотков, так как не предусмотрена возможность и устройство для обеспечения принудительной вентиляции и аэрации. Это приводит к застою воздуха, ухудшению корневого дыхания и, как следствие, снижению интенсивности развития корневых систем и продуктивности растений, кроме того повышается вероятность загнивания корневых систем растений и полного или частичного их отмирания, что снижает эффективность производства в целом.
Наиболее близким к заявленной полезной модели, по совокупности существенных признаков, является «Биотехнологическая установка для производства семенного материала картофеля» [2].
Устройство состоит из каркаса-опоры, посадочного лотка для выращивания растений, причем в верхней части последнего, выполнены посадочные отверстия, блока освещения растений, системы подачи питающего раствора, включающей емкости для питающего раствора, насоса, полипропиленовых трубопроводов, соединяющих насос с форсунками.
При этом посадочный лоток представляет собой замкнутый резервуар, высотой не менее 70 см, а в верхней части посадочного лотка выполнены посадочные отверстия в рядах, при этом между рядами посадочных отверстий установлены форсунки низкого давления кругового распыления.
Вентиляция посадочных лотков и аэрация корней растений осуществляется за счет естественного проникновения воздуха через посадочные отверстия.
Недостатком данной установки, как и предыдущей, является недостаточный уровень вентиляции и аэрации корней внутри посадочных лотков, так как не предусмотрена возможность и устройство для обеспечения принудительной вентиляции и аэрации. Это приводит к застою воздуха, ухудшению корневого дыхания и, как следствие, снижению интенсивности развития корневых систем и продуктивности растений, кроме того повышается вероятность загнивания корневых систем растений и полного или частичного их отмирания, что снижает эффективность производства в целом.
Задача, решаемая заявленной полезной моделью, заключается в улучшении условий развития корневой системы растений, и состоит в обеспечении активной периодической вентиляции посадочных лотков и аэрации корней и, как следствие, улучшении корневого дыхания растений и снижении вероятности загнивания корней.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении эффективности бессубстратного выращивания растений и производства семенного материала картофеля, за счет повышения урожайности растений.
Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемое устройство, как и известное, состоит из каркаса-опоры, посадочного лотка для выращивания растений, представляющего собой замкнутый резервуар высотой не менее 70 см, в верхней части которого выполнены посадочные отверстия в рядах, расположенные в шахматном порядке, а между рядами посадочных отверстий установлены форсунки низкого давления кругового распыления, блока освещения растений, системы подачи питающего раствора, включающей емкости для питающего раствора, насоса, полипропиленовых трубопроводов, соединяющих насос с форсунками.
При этом заявленное устройство отличается от аналога тем, что на боковую часть посадочного лотка установлен блок принудительной приточно-вытяжной вентиляции посадочного лотка и аэрации корней, представляющий собой корпус, изготовленный из химически устойчивого пластика и содержащий два воздуховода - вытяжной и приточный, в каждом из которых установлен возвратный запорный клапан, вентилятор с электроприводом и фильтр тонкой очистки, являющийся бактерицидным, при этом воздуховоды установлены в отверстия, выполненные в боковой части посадочного лотка.
Полезная модель иллюстрируется чертежами: На фиг. 1 изображено устройство (в сборе) для бессубстратного выращивания растений и производства семян овощных клубнеобразующих культур с блоком принудительной приточно-вытяжной вентиляции и аэрации корней. На фиг. 2 изображено устройство блока принудительной приточно-вытяжной вентиляции посадочного лотка и аэрации корней.
Предлагаемое устройство для бессубстратного выращивания растений и производства семян овощных клубнеобразующих культур состоит из облегченного каркаса-опоры 1, выполненного из перфорированного металла, посадочного лотка 2 для выращивания растений, в верхней части которого, выполнены несколько рядов посадочных отверстий 3, блока освещения растений 4, системы подачи питающего раствора, включающей емкости для питающего раствора 5, насоса 6, полипропиленовых трубопроводов 7, соединяющих насос с форсунками низкого давления 8 кругового распыления и блока принудительной приточно-вытяжной вентиляции и аэрации корней 9.
Блок принудительной приточно-вытяжной вентиляции и аэрации корней (фиг. 2) представляет собой корпус 10, изготовленный из химически устойчивого пластика, и содержит два воздуховода - вытяжной 11 и приточный 12, в каждом из которых установлен возвратный запорный клапан 13, вентилятор с электроприводом 14 и фильтр тонкой очистки 15. При этом фильтры тонкой очистки воздуха 15, установленные в обоих воздуховодах, являются бактерицидными.
Устройство работает следующим образом.
Оператор фиксирует растения с помощью эластичных вставок в посадочных отверстиях 3 посадочного лотка 2. Включают автоматическую систему подачи питающего раствора, блок освещения растений 4 и блок принудительной приточно-вытяжной вентиляции и аэрации корней 9 (фиг. 1).
Обеспечение питания растений осуществляется посредством подачи питающего раствора, содержащего минеральные элементы, в зону корневой системы растений, за счет мелкодисперсного распыления питающего раствора форсунками низкого давления 8, установленными в верхней части посадочного лотка 2 между рядами посадочных отверстий 3.
Установка способна поддерживать уровень влажности до 100%, в зависимости от культивационных требований и потребностей выращиваемых растений.
Блок принудительной приточно-вытяжной вентиляции и аэрации корней 9 управляется внешним реле управления с таймером, задающим время включения и отключения управляемого блока.
В момент включения реле управления напряжение подается сразу на оба электродвигателя приводов вентиляторов 14, установленных в приточном 12 и вытяжном 11 воздуховодах. Вентиляторы 14 создают разнонаправленные, относительно посадочного лотка, воздушные потоки, каждый из которых проходит через отдельный бактерицидный фильтр тонкой очистки 15, установленный в соответствующем воздуховоде 11 либо 12. В фильтрах 15 происходит тонкая очистка приточного и вытяжного воздуха как от механических частиц пыли и загрязнения, так и от бактерий и вирусов. Запорные клапаны 13 предназначены для закрытия и открытия воздуховодов, являются механическими с подпружиненными лепестками. Под действием потоков воздуха, создаваемого вентиляторами, происходит открытие клапанов. Таким образом, производится принудительная вентиляция внутреннего объема посадочного латка 2 и аэрация корней растений.
В момент отключения реле управления напряжение снимается одновременно с обоих электродвигателей приводов вентиляторов 14. Воздушные потоки останавливаются, а запорные клапаны 13 закрываются под действием пружин - сообщение воздуха внутри объема посадочного лотка с внешним воздухом, а, следовательно, и аэрация корней, прекращается.
Источники информации
1. Универсальная аэропонная установка «Урожай» [Электронный ресурс] Режим доступа - http://www.aeroponica.su/odnoyapucnie/odnoyapucnie.
2. Патент на полезную модель 179163 Российской Федерации, МПК A01G 31/02. Биотехнологическая установка для производства семенного материала картофеля / Милехин А.В., Рубцов СЛ., Бакунов А.Л., Шевченко С.Н, Васильев С.И., Котов Д.Н., Машков С.В.; заявитель и патентообладатель Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени Н.М. Тулайкова» - №2017146466, заявл. 27.12.2017; опубл. 3.05.2018, Бюл. №13.