УСТАНОВКА ДЛЯ АЭРОПОННОГО ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, а именно, к оборудованию для бессубстрактного выращивания растений методом аэропоники, и может быть использована для круглогодичного выращивания сельскохозяйственных растений и размножения безвирусного посадочного материала в контролируемых условиях.
Аэропоника - процесс выращивания растений в воздушной среде без использования почвы, при котором питательные вещества к корням растений доставляются в виде аэрозоля. Это одни из самых технологичных систем из всех существующих. Корни растения свободно свисают в емкость. Питательный раствор подается на корни микрокаплями или туманом, тем самым обволакивая их воздушно-питательной средой. Такой подход обеспечивает максимальный приток кислорода к корням. Поскольку отсутствует субстрат, во избежание пересыхания распыление раствора проводят, обычно, круглосуточно или периодически. Культуры, выращенные на аэропонике, отличаются особенно большой скоростью роста и созревания.
Известно большое количество изобретений, посвященных созданию установок для выращивания растений на аэропонике (А.с. СССР №296528, Кл. A01G 31/02, 1969; А.с. СССР №483091, Кл. A01G 31/02, 1973; А.с. СССР №424537, Кл. A01G 31/02, 1971; А.с. СССР №308715, Кл. A01G 31/02, 1969; А.с. СССР №1628981, Кл. A01G 31/02, 1987; А.с. СССР №1033080, Кл. A01G 31/02, 1982; А.с. СССР №1586621, Кл. A01G 31/02, 1987, А.с. СССР №1702974, Кл. A01G 31/02, 1988), включающих вегетационную емкость с опорой для растений и узел полива. Узел полива, как и вегетационная емкость, имеют самые различные конструкции. В большинстве известных технических решений он выполнен в виде распылительного сопла, герметичная емкость под которым подключена к источнику сжатого воздуха, и трубопровода подачи питательного раствора, который распыляется воздухом через сопло. Совершенствование узла полива направлено на экономичное использование аэрозоля и снижение удельной энергоемкости процесса питания растений.
Наиболее близким по конструкции и техническому результату к заявленному является устройство В.Н. Чернышова для аэропонного выращивания растений (А.с. СССР №1702974, Кл. A01G 31/02, 1988; прототип), включающее вегетационную камеру с крышкой, в которой имеются посадочные отверстия. К вегетационной камере снизу подсоединены генератор питательного тумана и емкость для питательного раствора. Подсоединенный к камере генератор питательного тумана нагнетает питательный туман в камеру, увлажняя корневую систему растений.
Известное устройство направлено на улучшение минерального питания растений. Однако известны способы и средства для выращивания растений в условиях гидропоники, включающие поддержание параметров микроклимата в заданных режимах и подачу питательной среды к семенам или растениям, а также физическое воздействие на последние, в качестве которого используют ультразвук, создаваемый в питательной среде, смачивающей семена или корни растений, результатом чего является высокая их урожайность (Пат. РФ №2048058, Кл. A01G 7/04, А01G 31/02, А01G 9/26; 1993). Ультразвук повышает проницаемость клеточных мембран и стимулирует синтез новых ферментов в клетке. При ультразвуковом воздействии имеет место звукокапиллярный эффект, заключающийся в том, что аномально возрастает скорость и глубина проникновения жидкости в капиллярные каналы, что позволяет нтенсифицировать проникновение питательной среды в корневую систему растения или в объем семян.
Задача, решаемая данной полезной моделью, заключается в улучшении минерального питания растений.
Технический результат от решения поставленной задачи заключается в повышении урожайности растений, выращенных на аэропонике, а также в возможности круглогодичного выращивания сельскохозяйственных растений и размножения безвирусного посадочного материала в контролируемых условиях, имеющих высокий выход и невысокую себестоимость.
Поставленная полезной моделью задача решена тем, что в установке для аэропонного выращивания растений, содержащей вегетационную емкость с опорой для растений и узел полива, соединенный с вегетационной емкостью и содержащий резервуар с питательным раствором и генератор питательного тумана, вегетационная емкость выполнена в виде двух одинаковых одним концом сопряженных между собой труб с посадочной поверхностью и люками, выполненными в их боковой поверхности с возможностью открывания и извлечения из труб созревших клубне - корнеплодов, при этом трубы расположены на одном уровне под углом 10-15° к горизонтальной плоскости симметрично относительно вертикальной оси установки, а в месте их сопряжения со стороны посадочной поверхности выполнен патрубок, посредством которого вегетационная емкость соединена с резервуаром узла полива, снабженного емкостью для подпитки его питательным раствором и поддержания уровня питательного раствора в резервуаре посредством, например, поплавкового клапана, запорный элемент которого установлен в нижнем отверстии емкости, причем, для создания питательного тумана использован ультразвуковой генератор тумана, помещенный в питательный раствор, кроме того, на другом конце каждой трубы в ее торце установлен вытяжной влагостойкий вентилятор. Для создания питательного тумана может быть использован промышленно изготовленный ультразвуковой генератор тумана.
Заявленная конструкция вегетационной камеры позволяет надежно доставлять минеральное питание растениям в виде питательного тумана, создаваемого ультразвуковым генератором тумана, обеспечивая интенсивное проникновение питательной среды в корневую систему растения, благодаря чему улучшается минерального питания растений и повышается их урожайность. Высокий выход продукции обеспечит невысокую ее себестоимость.
Полезная модель иллюстрируется чертежом.
На фиг. изображена установка для аэропонного выращивания растений.
Заявленная установка для аэропонного выращивания растений содержит вегетационную емкость и соединенный с вегетационной емкостью узел полива.
Вегетационная емкость выполнена в виде двух одинаковых труб 1 с посадочной поверхностью 2, на которой выполнены опоры 3 для растений. Трубы 1 расположены на одном уровне под углом 10-15° к горизонтальной плоскости симметрично относительно вертикальной оси установки. Одним концом они сопряжены между собой с помощью тройника 4: двумя противоположно расположенными одинаковыми отверстиями с диаметром, равным диаметру труб 1, он соединен с трубами 1, а со стороны посадочной поверхности 2 - с патрубком 5, посредством которого вегетационная емкость соединена с резервуаром 6 с питательным раствором 7 узла полива. На боковой поверхности труб 1 с возможностью открывания и извлечения из труб 1 созревших клубне - корнеплодов выполнены люки 8. На другом конце каждой трубы 1 в ее торце установлен влагостойкий вытяжной вентилятор 9.
Узел полива выполнен в виде резервуара 6 с питательным раствором 7 и емкости 10 для подпитки и поддержания уровня питательного раствора 7 в резервуаре 6. Верхний уровень питательного раствора 7 всегда должен быть ниже входного отверстия 11 патрубка 5. Нижний допустимый уровень питательного раствора 7 задается условием полного погружения в питательный раствор 7 ультразвукового генератора тумана 12, который служит для создания питательного тумана. Это достигается путем применения поплавкового клапана, запорный орган 13 которого установлен в нижнем отверстии 14 емкости 10 и связан посредством рычага 15 с поплавком 16. При достижении верхнего допустимого уровня питательного раствора 7 в резервуаре 6 поплавок 16 «сигнализирует» о прекращении подачи раствора 7 в резервуар 6, запорный орган 13 клапана перекрывает отверстие 14 емкости 10, и подача питательного раствора прекращается. По мере использования питательного раствора 7 уровень его в резервуаре 6 падает, и как только он достигает нижнего допустимого уровня, поплавок 16 «сигнализирует» о необходимости подачи раствора 7 в резервуар 6. Посредством рычага 15 поплавкового клапана запорный орган 13 открывает отверстие 14 емкости 10, и питательный раствор вновь поступает в резервуар 6 до тех пор, пока уровень питательного раствора не достигнет допустимого верхнего уровня в резервуаре 6.
С целью создания питательного тумана может быть использован изготовленный промышленным способом ультразвуковой генератор тумана М-030, выпускаемый ООО ”Производство медицинских и бытовых приборов. Энергия”, Татарстан, Набережные Челны, ул. Старосармановская, 29, или разработанный фирмой Fogstar, Германия. Производительность его зависит от объема установки и составляет 600 мл/ч и более, мощность - от 60 Вт.
2
В вегетационных трубах 1 на их посадочной поверхности 2 в опорах 3 размещены саженцы растений 17 со свободно свисающими корнями 18, причем внутри трубы 1 находится только корневая система 18, остальная часть растения (габитус) находится в помещении с контролируемыми параметрами: влажностью 70-80%, температурой 22-25°C, освещенностью 4000-5000 Лк и длиной дня 12 часов. Чтобы активировать автотрофные процессы у растений, выращиваемых в условиях in vitro, важно регулировать уровень CO в помещении.
Установка для аэропонного выращивания растений работает следующим образом.
Мелкодисперсную смесь из капелек питательного раствора и воздуха создают с помощью ультразвука. Самая простая реализация такого метода аэропоники - использование готового «генератора тумана». После генерации взвеси питательного раствора 7 ультразвуковым генератором тумана 12 питательный раствор в виде капелек тумана через отверстие 11 в патрубке 5, далее по патрубку 5 и тройник 4 попадает в вегетационные трубы 1, благодаря тяге, создаваемой в каждой трубе 1 влагостойким вытяжным вентилятором 9, и установке труб 1 на одном уровне под углом 10-15° к горизонтальной поверхности, активно обеспечивая минеральным питанием растения. Угол наклона в 10-15° достаточен, чтобы обеспечить надежную доставку минерального питания растениям в виде питательного тумана, создаваемого ультразвуковым генератором, обеспечивая интенсивное проникновение питательной среды в корневую систему растения. При выращивании на аэропонике корни растений растут очень тонкими и покрываются «пушком» из впитывающих волосков, диаметр которых зависит от размера капель аэрозоля. При этом значительно улучшается не только насыщение корней кислородом, но и их впитывающая поверхность. Также увеличивается и доступность самих питательных элементов. Культуры, выращенные на аэропонике, отличаются особенно большой скоростью роста и созревания. Для проникновения в вегетационные трубы 1 с целью сбора урожая клубней и корнеплодов служат люки 8.
Заявленная установка для аэропонного выращивания растений промышленно применима. Изготовлен опытный образец установки, которая позволит круглогодично выращивать сельскохозяйственные растения и размножение безвирусного посадочного материала в контролируемых условиях. Высокий выход продукции обеспечит невысокую ее себестоимость.