СИСТЕМА НАКЛОННЫХ ГРЯДОК ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ
SYSTEM OF INCLINED BEDS FOR GROWING PLANTS

Область техники, к которой относится изобретение.
Изобретение относится к области растениеводства и может быть использовано при выращивании плодоовощных культур и других растений. Уровень техники.
Из уровня техники известно техническое решение, являющееся наиболее близким к заявляемому техническому решению, описанное в книге «Самая полезная настольная книга садовода и огородника» / П. Ф. Траннуа - «Эксмо», 2016 (см. https://iknigi.net/avtor-pavel-trannua/123615-samaya-poleznaya-nastolnaya-kniga-sadovoda-i-ogorodnika-pavel-trannua/read/page-4.html), в которой представлено описание грядок с треугольным сечением (отличающихся от традиционных видов грядок с прямоугольным сечением), у которых небольшой наклон 15% в сторону солнца, что позволяет таким грядкам получать дополнительное солнечное тепло за счет уменьшения отражения и обеспечивает хороший прогрев земли, высота грядок 15-20 см, ширина 70-100 см, междурядья предельно узкие, имеют горизонтальную поверхность. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: грядки не с прямоугольным сечением, имеющие небольшой наклон 15% в сторону солнца, высота грядок от 15-20 см, между грядками находятся междурядья (проходы). Техническая проблема, которая не могла быть решена при использовании наиболее близкого аналога изобретения, заключается в недостатке количества солнечной энергии, необходимого для прогрева почвы и роста растений, т.к. предлагаемые в наиболее близком аналоге грядки (система грядок) имеют одинаковую высоту и небольшой наклон в сторону солнца, такая система грядок не может полноценно имитировать естественный склон. При практически одинаковой высоте наклонных грядок невозможно достичь максимального большего использования солнечной энергии. Кроме того, междурядья в вышеописанном аналоге предлагается делать предельно узкими, а грядки формировать с целью уменьшения объема работ по удалению сорняков в междурядьях, что значительно снижает удобство в обслуживании грядок и растений, растущих на них. Грядки имеют треугольную форму в сечении, не имеют бортов, форму грядок легко нарушить, находясь в междугрядьях при выполнении работ по прополке растений.
Техническим результатом, обеспечиваемым изобретением, является повышение уровня инсоляции грядок, расширение эксплуатационных возможностей системы наклонных грядок, повышение удобства при их формировании и обслуживании, что достигается выполнением системы наклонных грядок для выращивания растений, содержащей грядки, имеющие угол наклона до 40 градусов на юг, между грядками находятся горизонтальные проходы, грядки выполнены увеличивающимися с юга на север по высоте; грядки и проходы имеют общие, разделяющие их вертикальные стенки, укрепленные бортами, имеющими высоту, рассчитываемую с помощью математической формулы с учетом исходных выбранных значений ширины и угла наклона грядок, а также их южной высоты, при этом стенки проходов, расположенных между соседними грядками, имеют одинаковую высоту. Повышение уровня инсоляции грядок обеспечивается:
- выполнением грядок, увеличивающимися с юга на север по высоте, создавая полноценную имитацию естественного склона, а стенок проходов, расположенных между любыми соседними грядками, равными по высоте, в результате чего, более южная грядка не затеняет более северную грядку, грядки и растения получают в равной степени солнечный свет, и, в целом, больше солнечной энергии,
- возможностью выбора угла наклона грядок в зависимости от географической широты местности, в которой формируются грядки, т.к. количество энергии, падающей на единицу площади в единицу времени, зависит от многих факторов, в т.ч. от географической широты местности и от угла наклона поверхности, на которую попадает излучение, по отношению к солнцу. Отклонение угла падения солнечных лучей на принимающую поверхность земли от 90° приводит к снижению количества попадающей на единицу площади энергии. Выбирая угол наклона грядок в зависимости от географической широты местности, т.е. в зависимости от угла падения солнечных лучей в данной местности, можно тем самым увеличить уровень поглощения почвой солнечных лучей, чем выше географическая широта, тем больше значение угла наклона грядок.
Расширение эксплуатационных возможностей системы наклонных грядок обеспечивается:
- наличием укрепляющих (фиксирующих) стенки грядок бортов, высоту которых можно рассчитать с помощью математической формулы с учетом исходных выбранных значений ширины и угла наклона грядок, а также их южной высоты, что позволяет определить высоту бортов, как отдельных грядок, так и всей системы грядок в целом, угол наклона грядок при этом выбирается в зависимости от географической широты местности по принципу, чем выше географическая широта, тем больше рекомендуется делать уклон, то есть, чем севернее местность, тем важнее уклон почвы. Таким образом, предлагаемая система наклонных грядок, имитирующая естественный склон, может быть сформирована в любой местности при выборе соответствующего угла наклона грядок с целью максимально эффективного получения инсоляции.
Повышение удобства при формировании и обслуживании наклонных грядок обеспечивается:
- наличием бортов, которыми укрепляют разделяющие грядки и проходы общие вертикальные стенки, и которые фиксируют форму боковых стенок грядок при их формировании, а также препятствуют возможному нарушению формы грядок при их обслуживании,
- возможностью выбирать любую ширину проходов, удобную для обслуживания грядок. Краткое описание чертежей.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид системы наклонных грядок (расположенной в вегетарии на горизонтальной поверхности, ориентированном на юг) сбоку в разрезе, на фиг. 2 представлен вид фрагмента системы наклонных грядок (расположенной в типичной для приусадебного и дачного хозяйства теплице) сбоку в разрезе. Теплица ориентирована по длине с востока на запад, так, чтобы, прежде всего ее южная сторона, была открыта солнцу. Позициями на фигурах обозначены:
1, 2, 3, 4, 5 - наклонные грядки,
6, 7, 8, 9, 10 - горизонтальные проходы,
11 - южные стенки грядок, укрепленные бортами, являющиеся одновременно северными стенками проходов (кроме южной стенки первой грядки),
12 - северные стенки грядок, укрепленные бортами, являющиеся одновременно южными стенками проходов,
13 - вегетарий,
14 - теплица.
Осуществление изобретения.
i
i
i
i
i
i
i
i
i
i
(i-1)
Система наклонных грядок для выращивания растений содержит увеличивающиеся с юга на север по высоте грядки 1, 2, 3, 4, 5, каждая из которых имеет угол наклона на юг, выбираемый в зависимости от географической широты местности при достижении верхнего предела значения угла 40 градусов, при превышении которого обслуживание наклонных грядок затруднено. Между грядками находятся горизонтальные проходы 6, 7, 8, 9, 10. Грядки и проходы имеют общие, разделяющие их вертикальные стенки 11, 12, при этом, южные стенки грядок 11 одновременно являются северными стенками проходов, кроме южной стенки первой грядки, а северные стенки грядок 12 одновременно являются южными стенками проходов. Каждая грядка, шириной B (где i - номер грядки) имеет южную стенку высотой h и северную стенку высотой НСтенки грядок укрепляются (фиксируются) бортами, выполненными из жесткого материала, высота которых рассчитывается с помощью математической формулы H=h+tgα*B, где i - номер грядки, H - высота северной стенки грядки, h- высота южной стенки грядки, B - ширина грядки, α - выбранный угол наклона грядок к солнцу. Высота северной стенки любой грядки равна высоте южной стенки следующей за ней грядки (на юг), что определяется математической зависимостью h=Н - высота северной стенки грядки при условии, что i не равно единице. Т.е. высота стенок каждого прохода, расположенного между соседними грядками равна. Предлагаемая система наклонных грядок для выращивания растений может быть использована, как при выращивании растений на открытом грунте, так и в теплицах разных видов 13 (вегетарий), 14 (теплица) и может содержать заданное количество грядок. Максимальная высота самой северной грядки ограничивается оптимальным значением, при котором сохраняются удобные условия ее обслуживания, и которая зависит от величины выбранных значений: угла наклона грядок, высоты южной стороны самой южной грядки, ширины грядок.
Система наклонных грядок для выращивания растений может быть сформирована следующим образом.
При отсутствии на местности соответствующего требованиям южного склона и во избежание формирования дорогостоящего искусственного насыпного склона, требующего большого объема земляных работ, используют предлагаемую систему наклонных грядок на горизонтальной площадке с увеличивающейся с юга на север высотой грядок, чтобы имитировать требуемый южный склон, обеспечивая получение в равной степени солнечного света для всех грядок. Проходы между грядками остаются горизонтальными и удобными для эксплуатации. Система наклонных грядок может содержать разное количество грядок, при этом существует возможность расчета параметров, как отдельных грядок, так и всей системы в целом, содержащей грядки в количестве двух и более. Угол наклона грядок на юг выбирают в зависимости от географической широты местности, чем выше географическая широта, тем больше рекомендуется делать уклон, чем севернее местность, тем важнее уклон почвы, при выборе угла наклона также необходимо учитывать зависимость количества поглощаемой солнечной энергии от положения солнца в течение суток в разные месяцы года, но в то же время, при увеличении угла наклона выше 40 градусов могут возникнуть затруднения при обслуживании системы наклонных грядок, появляются проблемы при определенных видах полива. Учитывая все факторы, наиболее оптимальные значения угла наклона грядок находятся в пределах от 5 до 20 градусов, что утверждается различными специалистами в области растениеводства, исследовавшими вопрос выбора оптимального угла наклона грядок и доказавшие это утверждение своими экспериментами (см. https://vsaduidoma.com/2017/08/17/naklonnaya-teplaya-gryadka-svoimi-rukam shema-i-konstrukciya/; https://gubernia.media/number_36/20.php и др.). Порядок формирования системы наклонных грядок для выращивания растений одинаковый, как при выращивании растений на открытом грунте, так и при выращивании растений в теплицах разных видов 13, 14.
i
1
i
1
1
2
2
2
2
1
5
i
i
i
i
i
(i-1)
В качестве примера в описании изобретения и на фиг. 1 представлен порядок формирования системы наклонных грядок 1, 2, 3, 4, 5 с проходами 6, 7, 8, 9, 10 в вегетарии на горизонтальной поверхности. 13. Грядки и проходы имеют общие, разделяющие их вертикальные стенки 11, 12. Южные стенки грядок 11 являются также северными стенками проходов, кроме южной стенки первой грядки, а северные стенки грядок 12 являются также южными стенками проходов. В данном примере угол наклона грядок а выбран равным 12 градусов, высота южной стенки грядки 1 h=0,15 м, ширина всех грядок В одинакова и составляет 0,50 м (выбираемое значение), как и выбираемая ширина указанных проходов. По углу наклона α, высоте южной стенки грядки (h) и значению ширины первой грядки В определяют высоту северной стенки этой грядки Н=h+tg12*В). Для второй грядки Н=h+tgl2*B и т.д. При этом, чтобы более южная грядка 1 не затеняла более северную грядку 2, выполняется условие h=Н, то есть высота стенок горизонтальных проходов между грядкой 1 и грядкой 2 равна. Максимальная высота северной стенки последней грядки Н в этом примере составит 0,68 м, что вполне приемлемо для высоты современных «высоких» грядок. Разделяющие грядки и проходы вертикальные южные стенки 11 и северные стенки 12 укрепляют (фиксируют), в т.ч. для сохранения формы грядок, бортами, высоту которых рассчитывают после выбора ширины грядок, проходов между ними, угла наклона грядок к солнцу с помощью математической формулы H=h+tgα×В, где i - номер грядки, B - ширина i-грядки, α - угол наклона к солнцу. При этом h=Н, при условии, что i не равна единице. Форма и размеры бортов соответствует форме и размеру стенок 11, 12. В качестве материалов для изготовления бортов грядок применяют различные жесткие материалы, например, металл, дерево, популярный сейчас древесно-полимерный композит (ДПК) и др. На фиг. 1 штриховой линией показаны границы искусственного склона вегетария, который пришлось бы насыпать, в отсутствие естественного земельного склона на юг, для достижения того же угла наклона к солнцу, равного 12 градусов, как в примере с наклонными грядками. Ширина вегетария в приведенном примере равна 5 м, при необходимости вегетарий можно расширить, достроив с его восточной или западной стороны аналогичным по устройству вегетарием. Для достижения максимального использования солнечной энергии на более южные грядки сажают малорослые растения, чтобы они не затеняли от солнца растения на более северных грядках, а на северных грядках размещают более высокие растения, чем севернее, тем выше растения.
На фиг. 2 представлен поперечный разрез теплицы 14, имеющей ширину 2,5 м, с системой наклонных грядок 1, 2, 3 с горизонтальными проходами 6, 7.
Теплица ориентирована по длине с востока на запад, так, чтобы, ее южная сторона, была открыта солнцу. Порядок расчета параметров системы наклонных грядок в теплице 14 аналогичен расчету параметров системы наклонных грядок в вегетарии 13.
Считается, что при больших углах наклона грядок могут появиться проблемы при определенных видах полива, которые уменьшаются при нормальной рыхлости почвы. Следует отметить, что при большом угле наклона грядок предпочтение может отдаваться капельному поливу с капельницами, воткнутыми в почву в районе стебля растений.