СИСТЕМА НАКЛОННЫХ ГРЯДОК ДЛЯ РАСТЕНИЕВОДСТВА
THE SYSTEM OF INCLINED BEDS FOR PLANT GROWING

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 (проходы) предельно узкие, имеют горизонтальную поверхность. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются: грядки не с прямоугольным сечением, имеющие наклон в сторону солнца, высота грядок от 15-20 см, между грядками находятся 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 (особенно в не самое теплое время года), 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 южный 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, увеличение полезной площади, занимаемой грядками для растениеводства, что достигается выполнением системы наклонных грядок для растениеводства, содержащей грядки, имеющие одинаковый угол наклона на юг; между грядками находятся проходы; грядки выполнены увеличивающимися с юга на север по высоте; система грядок имеет конфигурацию, в состав которой входит одна поперечно-наклонная грядка, ориентированная по длине с востока на запад, и прилегающие к ней, одинаковые по геометрическим параметрам продольно-наклонные грядки в количестве двух и более, ориентированные по длине с юга на север; высота стенки поперечно-наклонной грядки и высота стенок продольно-наклонных грядок в месте прилегания равны; продольно-наклонные грядки прилегают к поперечно-наклонной грядке под прямым углом, а стенки грядок укреплены бортами.
Увеличение полезной площади, занимаемой грядками для растениеводства, обеспечивается:
- конфигурацией системы грядок, в состав которой входит одна поперечно-наклонная грядка и несколько прилегающих к ней под прямым углом одинаковых по геометрическим параметрам продольно-наклонных грядок. При таком взаимном расположении грядок в предлагаемой системе грядок, размер общей полезной площади, занимаемой всеми грядками на земельном участке с определенным размером площади, будет больше, чем при расположении нескольких наклонных грядок, расположенных параллельными рядами.
Так, например, на участке длиной 4 м и шириной 2 м можно с учетом минимального размера проходов между грядками 0,5 м оптимально разместить:
- либо грядки, имеющие, конфигурацию, включающую одну поперечно-наклонную грядку шириной 0,5 м и длиной 4 м и три прилегающие к ней под прямым углом продольно-наклонные грядки шириной 1 м и длиной 1,5 м с проходами между ними по 0,5 м, занимающие общую площадь размером 6,5 кв. м.
- либо две расположенные параллельными рядами наклонные грядки шириной 0,5 м и длиной 4 м с двумя проходами по 0,5 м, занимающие общую площадь размером 4 кв. м, или две расположенные параллельными рядами наклонные грядки, одна из которых шириной 0,5 м и длиной 4 м, а другая шириной 1 м и длиной 4 м с одним проходом по 0,5 м, занимающие общую площадь размером 6 кв. м.
Приведенный пример доказывает, что при использовании предлагаемой изобретением конфигурации грядок увеличивается полезная площадь, занимаемая грядками для растениеводства.
Повышение уровня инсоляции грядок обеспечивается:
- выполнением грядок, увеличивающимися с юга на север по высоте, создавая полноценную имитацию естественного склона, грядки и растения получают в равной степени солнечный свет, и, в целом, больше солнечной энергии.
Расширение эксплуатационных возможностей системы наклонных грядок обеспечивается:
- наличием конфигурации, в состав которой входит одна поперечно-наклонная грядка, ориентированная по длине с востока на запад, и несколько прилегающих к ней под прямым углом одинаковых по геометрическим параметрам продольно-наклонных грядок, ориентированных по длине с юга на север, а высота стенки поперечно-наклонной грядки и высота стенок продольно-наклонных грядок в месте прилегания равны, что позволяет формировать систему грядок независимо от взаимного расположения грядок, продольно-наклонные грядки могут прилегать к поперечно-наклонной грядке, как с северной, так и с южной стороны, при сохранении одинакового уровня инсоляции и удобства в обслуживании,
- наличием возможности, при использовании предлагаемой системы грядок в теплицах и вегетариях, иметь в них только один сквозной, продольный проход, независимо от ширины этих сооружений, что облегчает создание в них отдельных зон для растений, требующих различных климатических условий, путем установки поперечных перегородок с только одной дверью в таком сквозном проходе. Таким образом, предлагаемая система наклонных грядок, имитирующая естественный южный склон, может использоваться в любой местности с целью максимально эффективного получения инсоляции. Повышение удобства при формировании и обслуживании наклонных грядок обеспечивается:
- наличием бортов, которыми укреплены стенки грядок, которые фиксируют форму боковых стенок грядок при их формировании, а также препятствуют возможному нарушению формы грядок при их обслуживании,
- возможностью выбирать оптимальную ширину проходов, удобную для обслуживания грядок и тем, что проходы в отличие от наклонных грядок являются горизонтальными,
- возможностью при предлагаемой конфигурации грядок удобно обслуживать любое место на каждой из грядок.
Краткое описание чертежей.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид фрагмента системы наклонных грядок сверху, на фиг. 2 представлен вид системы наклонных грядок в вегетарии сбоку разрезе (поперечно-наклонная грядка расположена с южной стороны), на фиг. 3 представлен вид системы наклонных грядок сбоку в разрезе (поперечно-наклонная грядка расположена с северной стороны) в типичной теплице для приусадебного и дачного хозяйства.
Позициями на фигурах обозначены:
1 - продольно-наклонные грядки,
2 - поперечно-наклонная грядка,
3 - проходы между продольно-наклонными грядками,
4 - южная стенка поперечно-наклонной грядки,
5 - северная стенка поперечно-наклонной грядки,
6 - южные стенки продольно-наклонных грядок,
7 - северные стенки продольно-наклонных грядок,
8 - проход, расположенный вдоль северных стенок продольно-наклонных грядок (при расположении поперечно-наклонной грядки с южной стороны),
9 - проход, расположенный вдоль южных стенок продольно-наклонных грядок (при расположении поперечно-наклонной грядки с северной стороны).
10 - вегетарий,
11 - теплица для приусадебного и дачного хозяйства.
Осуществление изобретения.
Система наклонных грядок для растениеводства имеет конфигурацию, которая содержит увеличивающиеся с юга на север по высоте продольно-наклонные грядки 1, ориентированные по длине с юга на север, и одну поперечно-наклонную грядку 2, ориентированную по длине с востока на запад, при этом, продольно-наклонные грядки вплотную под прямым углом прилегают к поперечно-наклонной грядке. Продольно-наклонные грядки имеют одинаковые геометрические параметры, а, именно, длину, высоту южной стенки, высоту северной стенки. Высота стенки поперечно-наклонной грядки и высота стенок продольно-наклонных грядок в месте прилегания равны.
Каждая из грядок 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 продольно-наклонными грядками находятся проходы, которые в отличие от грядок являются не наклонными, а горизонтальными, что удобно для эксплуатации.
Конфигурация грядок предполагает разные виды взаимного расположения грядок:
а) поперечно-наклонная грядка 2 расположена с южной стороны по отношению к продольно-наклонным грядкам 1, при этом, поперечно-наклонная грядка является наиболее низкой из всех грядок, высота ее южной стенки 4 имеет наименьшее значение. Проход 8 расположен вдоль северных стенок продольно-наклонных грядок 1. В месте прилегания грядок высота северной стенки 5 поперечно-наклонной грядки 2 равна высоте южных стенок 6 (одинаковых по высоте) продольно-наклонных грядок 1.
Северная стенка 5 поперечно-наклонной грядки 2 имеет высоту h, рассчитываемую в соответствии с математической формулой:
1
h=h+tgα×B, где
h - высота северной стенки 5 поперечно-наклонной грядки 2,
1
h - высота южной стенки 4 поперечно-наклонной грядки 2,
α - выбранный угол наклона грядок к солнцу,
В - выбранная ширина поперечно-наклонной грядки.
Северные стенки 7 продольно-наклонных грядок 1 имеют высоту Н, рассчитываемую в соответствии с математической формулой:
Н=h+tgα×А, где
Н - высота северных стенок 7 продольно-наклонных грядок 1,
h - высота северной стенки 5 поперечно-наклонной грядки 2, равная высоте южных стенок 6 продольно-наклонных грядок 1,
α - выбранный угол наклона грядок к солнцу,
А - выбранная длина продольно-наклонных грядок.
b) поперечно-наклонная грядка 2 расположена с северной стороны по отношению к продольно-наклонным грядкам), при этом, продольно-наклонные грядки 1 имеют южные стенки 6, равные по высоте, имеющие наиболее низкое значение по сравнению с высотой южной стенки 4 поперечно-наклонной грядки 2. Проход 9 расположен вдоль южных стенок продольно-наклонных грядок 1. В месте прилегания грядок высота северных стенок 7 (одинаковых по высоте) продольно-наклонных грядок 1 равна высоте южной стенки 4 поперечно-наклонной грядки 2.
Северные стенки 7 продольно-наклонных грядок 1 имеют высоту h, рассчитываемую в соответствии с математической формулой:
1
h=h+tgα×А, где
h - высота северных стенок 7 продольно-наклонных грядок 1,
1
h - высота южных стенок 4 продольно-наклонных грядок 1,
α - выбранный угол наклона грядок к солнцу,
А - выбранная длина продольно-наклонных грядок 1.
Северная стенка 5 поперечно-наклонной грядки 2 имеет высоту Н, рассчитываемую в соответствии с математической формулой:
Н=h+tgα×В, где
Н - высота северной стенки 5 поперечно-наклонной грядки 2,
h - высота северных стенок 7 продольно-наклонных грядок 1, равная высоте южной стенки 4 поперечно-наклонной грядки 2,
α - выбранный угол наклона грядок к солнцу,
В - выбранная ширина поперечно-наклонной грядки.
Необходимость в реализации того или другого вида взаимного расположения грядок зависит от разных факторов. Например, при использовании предлагаемой системы грядок в теплице, ориентированной по длине с востока на запад, ее южная часть может быть затенена от лучей солнца, если, например, теплица заглублена, у нее высокий фундамент и т.д. В этом случае для достижения высоких урожаев или по другим причинам может быть использована система продольно-наклонных и поперечно-наклонных грядок, которая включает в себя одну поперечно-наклонную грядку, расположенную по всей длине теплицы с ее северной стороны и объединяющую ряд продольно-наклонных, расположенных поперек теплицы.
Предлагаемая система наклонных грядок для растениеводства может быть использована, как при выращивании растений на открытом грунте, так и в теплицах разных видов 10 (вегетарий), 11 (теплица для приусадебного и дачного хозяйства).
Стенки грядок укреплены бортами.
Система наклонных грядок для растениеводства может быть сформирована следующим образом.
При отсутствии на местности соответствующего требованиям южного склона и во избежание формирования дорогостоящего искусственного насыпного склона (особенно для вегетария), 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.
При формировании предлагаемой системы наклонных грядок значение высоты северной стенки самой высокой грядки имеет большое значение, т.к. от этого параметра зависит объем земляных работ при формировании грядок и степень удобства при обслуживании грядок.
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, 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. Но в то же время, при увеличении угла наклона выше 40 градусов могут возникнуть затруднения при обслуживании системы наклонных грядок, появляются пррблемы при определенных видах полива, предпочтение может отдаваться капельному поливу с капельницами, воткнутыми в почву в районе стебля растений. 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-rukami-shema-i-konstrukciya/; https://gubernia.media/number_36/20.php и др.). Порядок формирования системы наклонных грядок для растениеводства одинаковый, как при выращивании растений на открытом грунте, так и при выращивании растений в теплицах разных видов 10, 11.
В качестве примера в описании изобретения на фиг. 1, фиг. 2 представлен порядок формирования системы наклонных грядок в теплице вегетария 10 на горизонтальной поверхности, ориентированного на юг, содержащей продольно-наклонные грядки 1 и поперечно-наклонную грядку 2 с проходами между грядками 3 и продольным (сквозным) проходом 8, поперечно-наклонная грядка 2 в предлагаемой системе грядок расположена с южной стороны.
1
1
1
1
В данном случае угол наклона грядок а выбран равным 12 градусов, а высота южной стенки 4 поперечно-наклонной грядки h равной 0,05 м, при этом, ширина В этой грядки 2 выбрана равной 0,5 м, чтобы обеспечивался удобный доступ к любой ее точке из проходов 3. В данном примере длина всех продольно-наклонных грядок А выбрана одинаковой, равной 3 м, а их ширина равной 1 метру, что удобно для работы на этой грядке с растениями из разных межгрядочных проходов 3. Выбранная ширина проходов 3 и 5 составляет 0,5 м. По углу наклона α, южной высоте h поперечно-наклонной грядки 2 и значению ширины этой грядки В определяют высоту северной стороны поперечно-наклонной грядки в соответствии с математической формулой h=h+tgα×В. Высота северной стенки поперечно-наклонной грядки h при выбранных исходных значениях h, α, В составит 0,16 м.
1
Так же по углу наклона α, высоте южных стенок 6 продольно-наклонных грядок 1, равной высоте северной стенки 5 поперечно-наклонной грядки h и значению длины продольно-наклонных грядок А определяют высоту северных стенок 7 продольно-наклонных грядок Н в соответствии с математической формулой Н=h+tgα×А. Высота северных стенок 7 продольно-наклонных грядок Н при выбранных исходных значениях h, α, А составит 0,79 м, что приемлемо для высоты современных «высоких» грядок. При использовании этой системы грядок (поперечно-наклонная грядка 2 расположена с южной стороны) в теплице меньшего размера (ширины), характерной для приусадебных хозяйств, когда длина всех продольно-наклонных грядок А может сократиться, например, до 1,5 м, при таких же значениях угла наклона грядок α (12 градусов), высоты южной стенки 4 поперечно-наклонной грядки h(0,05 м) и ее ширины В(0,5 м), максимальная высота стенок (северных стенок 7) продольно-наклонных грядок Н снижается до 0,48 м.
Предлагаемая система грядок позволяет подобрать желаемый размер высоты северных стенок продольно-наклонных грядок, изменяя предварительно выбранные исходные значения параметров грядок (особенно угла наклона), используемых в математических формулах, применяемых для расчета.
Система наклонных грядок может содержать разное количество продольно-наклонных грядок, при этом существует возможность расчета параметров, как отдельных грядок, так и всей системы в целом, содержащей продольно-наклонные грядки в количестве двух и более.
Длина поперечно-наклонной грядки 2 определяется шириной и количеством продольно-наклонных грядок 1, оба параметра являются выборными величинами, определяются в зависимости от потребностей и возможностей пользователя, использующего предлагаемую систему наклонных грядок.
Форма и размеры бортов соответствует форме и размеру стенок грядок. 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 перекрещивающимися линиями показаны участки полезной площади, занимаемые грядками, дополнительно появляющимися при использовании предлагаемой системы грядок, имеющей конфигурацию, с которую входят продольно-наклонные и одна поперечно-наклонная грядка, в сравнении, с системой, имеющей конфигурацию, в которую входят только грядки, ориентированные по длине в одном направлении, в данном случае продольно-наклонные грядки, ориентированные по длине с юга на север.
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.
Порядок расчета параметров системы наклонных грядок одинаковый как для формирования системы наклонных грядок в открытом грунте, так и в теплице 10 или вегетарии 11.