ГИДРОПОННАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к сельскохозяйственному производству, а именно средствам для гидропонного выращивания растений.
При гидропонном выращивании без субстрата важной проблемой является сохранение жизнеспособности растений при авариях (отключении электричества и/или поломки оборудования). Эта проблема особенно актуальна при выращивании способом периодического затопления без субстрата, тонкого питательного слоя и аэропоники. При отключении электричества и/или поломки оборудования растения завядают менее чем через 1 час. В настоящее время эта проблема удовлетворительно не решена.
Известна гидропонная установка для выращивания растений [RU 1319806], содержащая основную емкость для питательного раствора, систему подачи (слива) питательного раствора в вегетационный сосуд, дополнительную емкость, с отверстием в верхней части для поступления и с отверстием в нижней части для слива питательного раствора. Недостатком известной гидропонной установки для выращивания растений является ненадежность системы аварийного слива питательного раствора в случае отключения электроэнергии, т.к. в установке не предусмотрена автоматическая блокировка.
Этого недостатка лишена гидропонная установка [RU 2060644], снабженная обратным электромагнитным клапаном между емкостью для питательного раствора и вегетационными сосудами, при этом клапан соединен с командоаппаратом.
Недостатком известного устройства является ненадежность аварийного слива при механической поломке насоса или командоаппарата. При этом особенно быстро негативные последствия проявляются при возникновении аварии перед самым поливом.
Более надежно сохраняют жизнеспособность растений при авариях гидропонные установки [RU 1606035, US 8065833], в которых в период между поливами питательный раствор из вегетационного сосуда сливается не полностью и нижняя часть корней постоянно находится в растворе.
Наиболее близкой по технической сущности к заявленному техническому решению и принятая нами за прототип является гидропонная установка [Описание изобретения к авторскому свидетельству RU 1606035. Устройство для гидропонного выращивания растений, дата публикации 1990.11.15], включающая основную емкость для питательного раствора, расположенную ниже вегетационного сосуда, систему подачи (слива) питательного раствора в вегетационный сосуд, дополнительную емкость, дно которой расположено выше дна вегетационного сосуда, с открытой верхней частью для поступления и с отверстиями в нижней части для слива питательного раствора. При этом слив питательного раствора из вегетационного сосуда осуществляют не полностью, что позволяет нижней части корней поглощать питательный раствор при аварийном отключении электричества или при механической поломке узлов и/или деталей.
Недостатком известной гидропонной установки является то, что суммарная площадь сечения отверстий в дне дополнительной емкости позволяет за время между поливами вытекать питательному раствору в объеме большем, чем объем, необходимый для заливки нижней части корней. Это приводит к ухудшению аэрации нижней части корней в периоды между поливами. Это связано с тем, что при не полном сливе питательного раствора из вегетационного сосуда нижняя часть корней находится в питательном растворе не только при поливе, но и в период между поливами. Это затрудняет аэрацию нижней части корней (т.к. в растворе аэрация затруднена). При этом нижняя часть корней состоит из молодых и наиболее физиологически активных клеток, которым требуется наиболее активный газообмен.
При этом, чем больше питательного раствора остается в вегетационном сосуде между поливами, тем у большей части корней затруднена аэрация, а чем меньше раствора остается в вегетативном сосуде, тем меньше времени растения сохраняют жизнеспособность при авариях.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является повышение эффективности за счет улучшения аэрации нижней части корней в период между поливами в гидропонных установках, надежно сохраняющих жизнеспособность растений при авариях.
Данная задача достигается за счет того, что гидропонная установка содержит основную емкость для питательного раствора, систему подачи (слива) питательного раствора в вегетационный сосуд, дно которого выше основной емкости, но ниже дна дополнительной емкости, которая открыта в верхней части для поступления питательного раствора и имеет, по крайней мере, одно отверстие в нижней части для слива питательного раствора, которое имеет площадь сечения, позволяющую за время между поливами вытекать питательному раствору в объеме меньшем, чем объем, необходимый для заливки нижней части корней, но большем, чем предполагаемый суммарный объем расхода на испарение и поглощение растением.
Для увеличения времени сохранения жизнеспособности растений при авариях объем дополнительной емкости составляет от 1/4 до 3/4 объема вегетационного сосуда.
Для благоприятных условий аэрации всех корней в верхней части вегетационного сосуда в периоды между поливами дополнительная емкость изолирована от корней.
Для возможности выращивания различных культур, отличающихся по скорости поглощения питательного раствора отверстие для слива питательного раствора из дополнительной емкости имеет вентиль, регулирующий скорость вытекания раствора.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение эффективности за счет улучшения аэрации нижней части корней в период между поливами в гидропонных установках, надежно сохраняющих жизнеспособность растений при авариях.
Кроме того, удлиняется период, при котором растения сохраняют жизнеспособность при авариях за счет увеличения объема дополнительной емкости от 1/4 до 3/4 объема вегетационного сосуда.
Техническое решение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан продольный разрез гидропонной установки при поливе, на фиг. 2 продольный разрез гидропонной установки при аварии.
Предлагаемая установка содержит основную емкость 1 (фиг. 1, 2), для питательного раствора 12, над которой размещен вегетационный сосуд 2, выше дна которого расположена дополнительная емкость 3 для питательного раствора. Дно дополнительной емкости 3 имеет, по крайней мере, одно сливное отверстие 13, площадь сечения которого позволяет за время между поливами вытекать питательному раствору в объеме меньшем, чем объем, необходимый для заливки нижней части корней, но большем, чем предполагаемый суммарный объем расхода раствора на испарение и поглощение растением. Сливное отверстие 13 для слива питательного раствора из дополнительной емкости 3 имеет вентиль (на схеме не представлен), регулирующий скорость вытекания раствора. Вегетационный сосуд 2 имеет крышку 4 с отверстием 5 для растения 6, закрепленного с помощью поролона 7. Сливная трубка 8 предохраняет от перелива питательного раствора 12 из вегетационного сосуда 2. Таймер 10 соединен с насосом 11, который соединен с вегетационным сосудом 2 сифоном 9.
Устройство работает следующим образом. Питательный раствор заливают в основную емкость 1, выше которой располагают вегетационный сосуд 2. Растение 6 укрепляют с помощью поролона 7 в отверстии 5 крышки 4 вегетационного сосуда 2. При включении таймером 10 насос 11 заполняет (5 мин) питательным раствором 12 через сифон 9 вегетационный сосуд 2. При достижении верхнего края дополнительной емкости 3 происходит ее заполнение питательным раствором 12. Излишек питательного раствора из вегетационного сосуда 2 через сливную трубку 8 самотеком стекает в основную емкость 1. Через заданное время (5 мин) таймер 10 отключает насос 11 и питательный раствор 12 из вегетационного сосуда самотеком (5 мин) полностью стекает через сифон 9 в основную емкость 1. Это позволяет нижним участкам корней растения 6 производить газообмен в воздухе до начала следующего цикла полива. При этом в дополнительной емкости 3 остается питательный раствор 12, который через сливное отверстие 13 постепенно (3-20 часов) стекает самотеком на дно вегетационного сосуда 2 (фиг. 2). При этом отверстие 13 для слива питательного раствора 12 из дополнительной емкости 3 имеет площадь сечения, позволяющую за время между поливами вытекать питательному раствору в объеме меньшем, чем объем, необходимый для заливки нижней части корней, но большем, чем предполагаемый суммарный объем расхода раствора на испарение и поглощение растением. Через заданное время (30 мин) таймер 10 вновь включает насос 11 и цикл повторяется.
При авариях (отключении электричества или поломки таймера или насоса) питательный раствор 12 из дополнительной емкости 3 через отверстие для слива 13 продолжает самотеком вытекать из дополнительной емкости 3 и заполняет дно вегетационного сосуда 2 так, что нижняя часть корней поглощает питательный раствор в объеме, достаточном для сохранения жизнеспособности растения 6. При этом растение 6 сохраняет жизнеспособность до тех пор, пока не израсходуется весь объем раствора 12 в дополнительной емкости 3. Поэтому чем больше объем дополнительной емкости 3, тем дольше растение 6 сохраняет жизнеспособность при авариях. При изменении режима полива площадь сечения сливного отверстия 13 изменяется с помощью вентиля (на схеме не показан).
Использование предлагаемого устройства при безаварийном режиме работы позволяет улучшить аэрацию нижней части корней в периоды между поливами, а при авариях (отключении электричества или поломки насоса или таймера) надежно сохранять жизнеспособность растений.
Кроме того, предлагаемое устройство позволяет увеличить время выживаемости растений при авариях.