Способ выращивания растений методом проточной гидропоники и устройство для его осуществления

1. Способ выращивания растений методом проточной гидропоники, при котором используют многоярусное устройство для выращивания растений, состоящее из вертикально установленных стоек, закрепленных на них горизонтально расположенных в несколько ярусов емкостей, заполненных питательным раствором, и крыши, при этом предварительно проращивают семена растений, после чего образовавшуюся рассаду с корнями вставляют в сквозные отверстия панелей, на которых число отверстий соответствует числу выращиваемых растений, после чего панели с рассадой загружают в каждую емкость многоярусного устройства для выращивания растений, причем загрузку панелей осуществляют в каждую емкость с одного торца устройства, соответствующего началу периода выращивания, а выгрузку с другого торца, при этом загрузку каждой последующей панели в каждой емкости осуществляют путем помещения ее на место предыдущей панели, продвигая при этом вновь загружаемой панелью предыдущую панель к противоположному торцу устройства, соответствующему окончанию периода выращивания, при этом длину емкости устанавливают исходя из длительности периода вегетации растений, а по достижении панелями торца устройства, соответствующего окончанию периода выращивания, панели с выращенными кустами растений выгружают из устройства и производят уборку урожая, при этом в течение всего цикла вегетации растения освещают источниками искусственного освещения, и осуществляют непрерывную циркуляцию питательного раствора в устройстве, включающую подачу раствора в емкости, слив, фильтрацию и обогащение.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что загрузку и, соответственно, разгрузку каждого уровня устройства, осуществляют ежедневно.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу питательного раствора в емкости каждого уровня устройства осуществляют в замкнутом циклическом режиме путем нагнетания питательного раствора из накопительного бака с помощью циркуляционного насоса в каждую емкость через систему соединительных труб, после перемещения питательного раствора по всей длине емкостей до противоположного торца устройства осуществляют слив питательного раствора из каждой емкости путем свободного падения сверху по вертикально расположенным трубам и сбор питательного раствора обратно в накопительный бак для последующего повторного использования после фильтрации и обогащения минеральными удобрениями.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что освещение растений осуществляют различными источниками искусственного освещения, соответствующими этапам роста растений.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источников искусственного освещения используют светодиодные осветительные приборы, прикрепленные к крыше и ко дну каждой емкости с ее нижней стороны, перпендикулярно направлению длины емкости и имеющие следующие сочетания световых спектров: красного и белого, красного и синего, а также дневного света.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что растения, размещенные в емкости верхнего уровня, освещают источниками освещения, прикрепленными к крыше.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют источники освещения, спектр излучения которых максимально соответствует спектру, поглощаемому растениями.
8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют заданный порядок включения и выключения освещения растений, имитирующий в одних сутках несколько световых дней.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обеспечивают автономность работы и управления каждым устройством в отдельности, подбирая условия выращивания на каждом устройстве в зависимости от вида и сорта растений.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют панели, выполненные из полимерных материалов.
11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют питательный раствор, представляющий собой минеральные удобрения, растворенные в очищенной воде.
12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что состав питательного раствора, содержащего необходимый набор микро- и макроэлементов, подбирают в зависимости от выращиваемой культуры растений.
3
4
3
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют питательного раствор, представляющий собой смесь следующих веществ в пропорциях, необходимых для каждого отдельного сорта растений: Калий гидроксид KОН, Кислота ортофосфорная НРО, Нитрат кальция СаNO, водорастворимое комплексное минеральное удобрение с хелатными микроэлементами.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрацию питательного раствора и объем его использования контролируют с помощью системы управления, исходя из показаний уровня кислотности и электропроводимости питательного раствора.
15. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для приготовления питательного раствора используют воду, прошедшую многоступенчатую очистку, включающую адсорбцию, ультрафильтрацию и ультрафиолетовую бактерицидную обработку.
16. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют температурный контроль подаваемой первичной воды в диапазоне от 5 до 30°С, и температурный контроль воды, подаваемой для приготовления питательного раствора, в диапазоне 20±2°С.
17. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют воду, свободную от солей кальция и магния, с уровнем кислотности рН 7.
2
18. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют контроль равномерности климатических условий в зоне выращивания: температура 21±5°С, влажность 60-85%, содержание СО 2000 ppm.
19. Устройство для выращивания растений методом проточной гидропоники, состоящее из вертикально установленных на опорах стоек, закрепленных на них горизонтально расположенных в несколько ярусов емкостей, заполненных питательным раствором, и крыши, причем каждая заполненная емкость предназначена для размещения и перемещения вдоль нее панелей, в отверстиях которых размещены растения, а корни растений погружены в питательный раствор, причем один торец устройства предназначен для загрузки панелей с рассадой, а противоположный торец устройства, отстоящий от первого на расстоянии, составляющем длину емкости, предназначен для снятия панелей с выращенными растениями, при этом длина емкости обеспечивает перемещение панелей с рассадой от одного торца к другому в течение необходимого количества дней, соответствующего периоду вегетации растений, ширина емкости соответствует беспрепятственному размещению и поочередному перемещению друг за другом панелей с растениями, а глубина емкости обеспечивает заполнение ее питательным раствором на необходимую высоту для нормального роста выращиваемых растений, при этом ко дну каждой емкости и крыше прикреплены источники искусственного освещения для освещения растений, находящихся на нижерасположенной емкости, а для обеспечения циркуляции питательного раствора устройство снабжено циркуляционным насосом, системой соединительных труб подачи и слива, накопительным баком для питательного раствора, баками с концентрированным раствором удобрений и перистальтическим насосом.
20. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что накопительный бак для питательного раствора содержит фильтры для улавливания остатков растений и конструктивно накопительный бак связан с баками, содержащими концентрированный раствор минеральных удобрений, при этом с помощью перистальтического насоса осуществляют смешивание концентрированного раствора удобрений с питательным раствором для его насыщения до необходимого значения и повторной подачи в емкости устройства.
21. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что система труб подачи раствора имеет возможность ручной регулировки объема подачи раствора в каждую емкость, а циркуляционный насос обеспечивает подачу раствора в емкости и поддержание постоянной циркуляции раствора в объеме устройства.
22. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что выполнено с возможностью осуществления замкнутого цикла циркуляции питательного раствора с минимальным количеством дренажных сливов в канализацию.
23. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что емкости содержат донную и боковые панели, выполнены из металла с антикоррозионным покрытием и покрыты гидроизоляционной пленкой.
24. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что состоит из не менее чем 3-х уровней предпочтительно от 3 до 14, длиной не менее 3,5 метров, предпочтительно от 15 до 18, высотой не менее 2-х метров, предпочтительно от 2 до 6 м.
25. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что каждая емкость имеет следующие размеры: длина не менее 3,5 м, предпочтительно 5-18 м, ширина 1220 мм, глубина 75 мм, при этом предусмотрено постоянное поддержание уровня питательного раствора в каждой емкости на глубину 30-50 мм.
26. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что панели выполнены из полимерного материала.
27. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что источники искусственного освещения являются фотосинтетическими источниками света и представляют собой полупроводниковые светодиодные источники света, спектр излучения которых максимально соответствует спектру, поглощаемому растениями.
28. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что источники света имеют следующие сочетания световых спектров: красного и белого, красного и синего, а также дневного света, причем продолжительность освещения и выбор светового спектра обуславливаются условиями, необходимыми для выращивания одного определенного вида растений.
29. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что источниками света являются прямотрубные светодиодные лампы.
30. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что на нем зафиксированы разные виды источников освещения для разных этапов роста растений.
31. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что содержит приборы контроля значений электропроводимости, кислотности и температуры раствора.
32. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что содержит прибор контроля мгновенного и накопительного расхода питательного раствора внутри замкнутого контура устройства.
33. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что содержит систему включения и выключения освещения растений с возможностью управления в автоматическом и ручном режимах.
34. Устройство по п. 19, отличающееся тем, что содержит систему для полного сброса отработанного и не подлежащего для последующего использования питательного раствора из емкости каждого уровня через систему вертикально расположенных труб путем открытия клапанов в заданный период времени.