Способ гидропонного выращивания растений салата
METHOD OF HYDROPONIC LETTUCE CULTIVATION

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способу выращивания растений в питательном растворе.
Известен способ выращивания гидропонным способом, когда растения размещают в вегетационном лотке. Подают питательный раствор. Осуществляют последующий слив питательного раствора. Выдерживают корневую систему растений в воздушной среде в течение определенного времени. Повторяют цикл. Устройство для гидропонного бессубстратного выращивания растений содержит вегетационный лоток и емкости с растениями. Емкости размещены между двумя каналами вегетационного лотка. Внутри лотка уложено покрытие из влагоудерживающего материала. В каждый из каналов помещена часть разделенной на две части корневой системы каждого растения (патент 2635396, A01G 31/00 (2006.01)).
Недостаток данного способа в том, что в данном способе выращивания гидропонным способом отсутствует блок управления, а также возможность контроля параметров питательного раствора.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ, который предусматривает выращивание растений в теплицах на субстратах с подачей питательного раствора под корни растений, подкормкой их углекислым газом и подсветкой лампами. При этом растения герметично покрывают прозрачной пленкой по конструкциям, регулируемым по высоте по мере роста растений. Углекислый газ подают под пленку автоматически с помощью программатора, при этом питательный раствор подают в субстрат по сигналу датчика влажности (патент 2281647 A01G 31/00, 2006 г.).
Недостатками данного способа является отсутствие возможности контролирования параметров питательного раствора одновременно.
Техническим результатом является получение синергетического эффекта за счет одновременного использования разного вида физического воздействия.
3
Технический результат достигается тем, что в способе гидропонного выращивания растений салата включающим выращивание салата в теплицах с подачей питательного раствора под корни, согласно изобретению питательный раствор одновременно электроактивируют, барботируют и контролируют его температуру, при этом питательный раствор барботируют озоном с концентрацией 1-2 мг/м, регулируют его рН в пределах от 2,8 до 6,1 и поддерживают температуру питательного раствора от 18 до 20°С.
Совокупность признаков, содержащихся в независимом пункте формулы изобретения, не известна из уровня техники, что свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию патентоспособности «новизна».
По данным научно-технической и патентной литературы не обнаружена совокупность признаков, позволяющая решать задачу, которая ранее не могла быть решена известными техническими решениями. В уровне техники отсутствуют решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками предлагаемого технического решения, что свидетельствует о соответствии технического решения критерию патентоспособности «изобретательский уровень».
Соответствие заявляемого решения критерию патентоспособности «промышленная применимость» обусловлено тем, что предлагаемое техническое решение работоспособно и возможно его использование для гидропонного выращивания растений.
Использование электроактиватора обусловлено тем, что он позволяет регулировать уровень водородного показателя, относительно исходного качества питательного раствора и получить рабочий раствор с необходимыми параметрами. Барботация питательного раствора озоном с помощью озонатора обогащает питательный раствор кислородом, что способствует дыханию корней растений, жизнедеятельности микроорганизмов и прорастанию семян. Регулирование температуры питательного раствора с помощью элементов Пельтье позволяет получить более сочные растения без горечи.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид гидропонной установки и на фиг. 2 представлена блок схема взаимосвязи блока управления с элементами гидропонной установки.
Способ гидропонного выращивания растений салата реализуется с помощью гидропонной установки, имеющей блок управления 1, датчик уровня питательного раствора 2, озонатор 3 с воздухопроводом, установку теплоснабжения, сообщенную с культивационным сосудом 4, насос 5 с отводящим 6 и подводящим 7 трубопроводами, емкости 8 и 9 для подготовки питательного раствора и для контроля состояния питательного раствора соответственно, бак 10 для резервного питательного раствора. Установка теплоснабжения выполнена в виде пары элементов Пельтье для нагрева 11 и охлаждения 12 снабженные радиаторами 13. Установка также имеет электроактиватор 14, аварийный насос 15, дополнительный насос 16. Элементы Пельтье 11, 12 установлены под емкостью 8 для подготовки питательного раствора, которая имеет клапаны 17 для сообщения с электроактиватором 14 и культивационным сосудом 4 установленным под углом 4-9° к горизонту в вертикальной плоскости. Бак 10 для резервного питательного раствора имеет аварийный насос 15 для сообщения с емкостью 9 для контроля состояния питательного раствора, в которой установлены дополнительный насос 16 сообщенный с культивационным сосудом 4, датчик температуры 18, датчик рН 19, датчик уровня питательного раствора 2, трубопровод 7, соединенный с озонатором 3. Блок управления 1 электрически соединен с элементами Пельтье 11, 12, клапаном 17 подачи воды в емкость 8 для подготовки питательного раствора из культивационного сосуда 4, клапаном 17 подачи питательного раствора в электроактиватор 14, датчиками уровня питательного раствора 2, температуры 18 и рН 19, дополнительным насосом 16, аварийным насосом 15, насосом 5 и озонатором 3.
Гидропонная установка работает следующим образом: из резервного бака 10 поступает питательный раствор в емкость 9 для контроля питательного раствора посредством аварийного насоса 15, где измеряется рН питательного раствора датчиком 19 и его температура датчиком 18. В питательный раствор в емкости 9 для контроля состояния питательного раствора подается озон озонатором 3 через подводящий трубопровод 7. Дополнительным насосом 16 питательный раствор подается в наклоненный под углом 4-9° к горизонту в вертикальной плоскости культивационный сосуд 4 из которого он самотеком посредством отводящего трубопровода 6 попадает, в зависимости от показаний датчика рН 19 и датчика температуры 18 с помощью клапанов 17 в электроактиватор 14 или в емкость 8 для подготовки питательного раствора. В емкости 8 для подготовки питательного раствора происходит охлаждение или подогрев питательного раствора соответствующими элементами Пельтье 11, 12, в зависимости от показаний датчика температуры 18. Один из элементов Пельтье установлен горячей стороной 11 к левой стороне корпуса емкости 8 для подготовки питательного раствора, а другой холодной стороной 12 к правой стороне. Радиаторы 13 отводят тепло или холод при работе элементов Пельтье. После этого питательного раствор подается в емкость 9 для контроля состояния питательного раствора насосом 5. Контроль уровня питательного раствора в емкости 9 для контроля состояния питательного раствора и культивационном сосуде 4 осуществляются датчиками уровня 2 питательного раствора. В случае если уровень питательного раствора становится меньше положенного, то из резервного бака 10 с помощью аварийного насоса 15 подается необходимое количество питательного раствора. Все процессы контролируются блоком управления 1, электрически соединенным с датчиками уровня рН 19, датчиком температуры 18, озонатором 3, клапанами 17, датчиками уровня питательного раствора 2, дополнительным насосом 16, аварийным насосом 15, насосом 5, элементами Пельтье 11, 12.
3
В рабочем режиме осуществляется циркуляция питательного раствора с помощью аварийного насоса 15, который подает его из бака 10 для резервного питательного раствора, в которой установлены датчики температуры и рН, в культивационный сосуд с растениями из которой самотеком питательный раствор попадает в емкость для подготовки питательного раствора с элементами Пельтье, откуда возвращается обратно в емкость для контроля состояния питательного раствора. В емкости для контроля состояния питательного раствора происходит контроль температуры в пределах от 18 до 20°С, уровня рН в пределах от 2,8 до 6,1, а также идет барботирование раствора озоном с концентрацией 1-2 мг/м.
В случаи превышения концентрации озона, могут быть повреждены корни растений, а низкие концентрации приведут к недостаточному обогащению гидропонного раствора кислородом и некачественной его дезинфекции. Регулирование температуры осуществляется с помощью элементов Пельтье. Регулирование рН питательного раствора осуществляется с помощью электроактиватора питательного раствора. При необходимости регулирования рН, питательный раствор с помощью клапанов из культивационного сосуда попадает в электроактиватор, а затем далее опять в емкость для подготовки питательного раствора. Контролирование рН позволяет создать благоприятные условия для произрастания растений за счет того, что при указанном диапазоне растениям доступно максимальное количество питательных веществ. Контролирование температуры также позволяет создать благотворные условия для произростания.
Пример конкретного осуществления способа гидропонного выращивания растений салата.
Исследования проводились при выращивании рассады салата сорта Новогородний. Для выращивания салата было использовано 5 гидропонных установок с одинаковым количеством рассады - 50 сеянцев, одна из них контрольная - использовался стандартный питательный раствор, остальные - опытные. Опыты проводились в четырехкратной повторности. Время выращивания салата составило 30 суток, в том числе рассады - 7 суток. Рассада выращивалась при соблюдении требуемых параметров микроклимата: температура воздуха 20±0,5°С, относительная влажность 70%. Биомасса листьев салата фиксировались в день снятия с основной вегетационной поверхности.. Взвешивание полученной биомассы проводилось на весах типа ВЛКТ-500 г-м.
В таблице 1 представлена зависимость выхода биомассы растений салата от способа выращивания по отношению к контролю, принятым за 100%.
Из таблицы видно, что максимальный эффект получается при одновременном применении электроактивации, контролировании температуры и барботировании озоном. Выход биомассы составляет на 7-10% больше, чем при раздельном использовании этих методов выращивания салата.
Заявляемый способ экологически чист, эффективен, не требует большой трудоемкости, а также внесения химических веществ для регулирования рН питательного раствора.