Вегетационная установка для выращивания растений

Вегетационная установка относится к области сельского хозяйства, в частности, к выращиванию растений в искусственных условиях и может быть использована при проведении экспериментов по светокультуре, а именно - получении экспериментальных данных о продуктивности растений в зависимости от условий облучения. Техническим результатом является обеспечение кондиционирования подаваемого в камеру для выращивания растений воздуха, определение параметров и регулирование состава газовой среды растений, возможность проведения сравнительных параллельных экспериментов с варьированием условий облучения растений при поддержании других параметров микроклимата и режима полива на одном уровне. Для этого система микроклимата включает устройство кондиционирования воздуха, камера для выращивания растений выполнена многосекционной, воздуховоды системы микроклимата и трубопроводы системы полива растений проходят через все секции камеры для выращивания растений таким образом, что параметры температуры, влажности, газового состава воздуха и режим полива растений в них поддерживаются на одном уровне, а параметры облучения могут варьироваться в отдельных секциях камеры.

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности, к выращиванию растений в искусственных условиях и может быть использована при проведении экспериментов по светокультуре, а именно - получении экспериментальных данных о продуктивности растений в зависимости от условий облучения.

Известна вегетационная установка, состоящая из односекционной камеры для выращивания растений, источников излучения, системы нагрева и охлаждения воздуха, системы охлаждения излучателей, системы полива растений, системы управления [Пат.2298911 РФ, МПК АО 109/24. Вегетационная камера / Долгих П.П., Самойлов М.В.- заявл. 29.09.2005].

Недостатком известного технического решения является отсутствие возможности проведения сравнительных параллельных экспериментов с варьированием условий облучения растений при поддержании других параметров микроклимата и режима полива на одном уровне.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является вегетационная установка, состоящая из камеры для выращивания растений с возможностью ее разделения на два отсека, системы микроклимата, источников излучения, устройства регулирования высоты подвеса излучателей, системы полива растений, системы управления [Пат.2303346 РФ, МПК A01G 9/24. Вегетационная установка / Долгих П.П., Самойлов М.В., Завей-Борода В.Р. - заявл. 23.12.2005].

Известное техническое решение не предусматривает кондиционирование подаваемого в камеру для выращивания растений воздуха, определение параметров и регулирование состава газовой среды растений, что так же не позволяет обеспечить возможность проведения сравнительных параллельных экспериментов с варьированием условий облучения растений при поддержании других параметров микроклимата и режима полива на одном уровне.

Задачей заявляемой полезной модели является создание вегетационной установки, позволяющей при выращивании в ней растений обеспечить кондиционирование подаваемого в камеру для выращивания растений воздуха, определение параметров и регулирование состава газовой среды растений, возможность проведения сравнительных параллельных экспериментов с варьированием условий облучения растений при поддержании других параметров микроклимата и режима полива на одном уровне.

Технический результат достигается за счет того, что вегетационная установка содержит камеру для выращивания растений, источники излучения, систему микроклимата, систему полива растений, систему управления, устройство управления режимом облучения, систему определение параметров и регулирование состава газовой среды растений, воздуховоды, причем система микроклимата включает устройство кондиционирования воздуха, для обеспечения возможности проведения сравнительных параллельных экспериментов по светокультуре камера для выращивания растений выполнена многосекционной, воздуховоды системы микроклимата и трубопроводы системы полива растений проходят через все секции камеры для выращивания растений таким образом, что параметры температуры, влажности, газового состава воздуха и режим полива растений в них поддерживаются на одном уровне, а параметры облучения могут варьироваться в отдельных секциях

Новые существенные признаки:

- наличие устройства управления режимом облучения,

- наличие системы определение параметров и регулирование состава газовой среды растений,

- наличие воздуховодов,

- система микроклимата включает устройство кондиционирования воздуха, для обеспечения возможности проведения сравнительных параллельных экспериментов по светокультуре камера для выращивания растений выполнена многосекционной, воздуховоды системы микроклимата и трубопроводы системы полива растений проходят через все секции камеры для выращивания растений таким образом, что параметры температуры, влажности, газового состава воздуха и режим полива растений в них поддерживаются на одном уровне, а параметры облучения могут варьироваться в отдельных секциях.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

На фиг. показана схема вегетационной установки.

При проведении экспериментов по светокультуре является необходимым обеспечение различия режимов облучения растений при соблюдении постоянства параметров микроклимата, прежде всего температуры, влажности, содержания углекислоты в воздухе, а так же режима полива растений.

Отдельная секция камеры для выращивания растений вегетационной установки содержит основание 16, к которому крепится каркас 17, обтянутый светопрозрачным материалом 18. Между секциями расположен светонепроницаемый экран 24. Внутри каждой секции на основании размещены контейнеры 19 с почвенным субстратом, в котором посажены растения 20.

Система микроклимата состоит из подающих 6 и отводящих 7 воздуховодов, подключенных к каждой секции камеры для выращивания растений вегетационной установки, напорного вентилятора 8, блока датчиков параметров микроклимата 9, электромагнитного клапана 11, кондиционера 1, подключенных к системе управления 25; камеры кондиционирования воздуха 2, шиберов 3, 4 и 5, баллона с углекислотой 10.

Система полива включает емкость 14 с питательным раствором или водой, подающий трубопровод 12, отходящий трубопровод 13 проходящий через все секции камеры для выращивания растений вегетационной установки и имеющий перфорации в области выращивания растений таким образом, что бы обеспечить одинаковый режим полива в каждой секции, насос 15, подключенный к системе управления 25.

Система облучения растений включает источники излучения 22 с устройствами управления режимом облучения 21 в верхней части каждой секции камеры для выращивания растений вегетационной установки и блоки датчиков режимов облучения 23 в зоне выращивания растений каждой секции, подключенные к системе управления 25 с возможностью раздельного управления режимом облучения в каждой секции.

Вегетационная установка работает следующим образом.

Растения 20 высаживают в контейнеры 19. Напорный вентилятор 8 нагнетает необходимый поток воздуха через подающие воздуховоды 6 в секции камеры для выращивания растений вегетационной установки. Внутри секций поток нагнетаемого воздуха охлаждает источники излучения 22, поступает в зону выращивания растений 20 и удаляется из секций через отводящие воздуховоды 7. В потоке удаляемого воздуха блок датчиков параметров микроклимата (реализованный известными техническими решениями, например, как совокупность датчиков отдельных параметров микроклимата) измеряет температуру, влажность воздуха, содержание в нем углекислоты и передает полученную информацию на систему управления 25 (реализованную известными техническими решениями, например, на базе микропроцессорной техники). При необходимости система управления подает сигнал на электромагнитный клапан 11, регулирующий подачу углекислоты в поток подаваемого к растениям воздуха. Шиберами 3 и 4 осуществляется изменение пути циркулируемого воздуха. При закрытом шибере 3 и открытом шибере 4 циркуляция воздуха через секции камеры для выращивания растений вегетационной установки происходит без его кондиционирования. Если температура и влажность воздуха в помещении, где расположена вегетационная установка, не удовлетворяют требованиям эксперимента, то шибер 3 переводят в открытое состояние, шибер 4 закрывают, и циркуляция воздуха через секции камеры для выращивания растений вегетационной установки производится через камеру кондиционирования 2 с размещенным в ней кондиционером 1. Шибер 5 обеспечивает дозированное поступление свежего воздуха из окружающей среды в замкнутый контур циркулируемого воздуха. Управление шиберами производится системой управления 25 (на фиг. линии управления шиберами не показаны). Таким образом, при вентиляции секций обеспечивается одинаковые температура, влажность воздуха и содержание в нем углекислоты.

Полив растений осуществляется питательным раствором или водой, подаваемой в емкость 14 через подающий трубопровод 12. Режим полива регулируется системой управления 25, изменяющей подачу насоса 15. Отходящий трубопровод 13 проходит через все секции камеры для выращивания растений вегетационной установки и имеет перфорации в области выращивания растений. Их размер и расположение выбраны таким образом, что бы обеспечить одинаковый режим полива в каждой секции.

Различие параметров облучения в каждой секции камеры для выращивания растений вегетационной установки достигается тем, что система облучения в каждой секции допускает независимое управление. Возможно использование в качестве источников излучения 22 различных типов источников. Устройство управления режимом облучения 21 в каждой секции камеры для выращивания растений вегетационной установки (реализованное известными техническими решениями), через систему управления 25 обеспечивает изменение высоты подвеса источников излучения, интенсивности потока излучения, его пространственного распределения и спектрального состава в соответствии с целями экспериментальных исследований.

Блоки датчиков режимов облучения 23 (реализованные известными техническими решениями), производят измерение спектра излучения и интенсивности потока в зоне выращивания растений в каждой секции камеры для выращивания растений вегетационной установки.

Для ускорения проведения научно-исследовательских работ во всех секциях камеры для выращивания растений вегетационной установки поддерживают одинаковые параметры микроклимата и режим полива растений, но разные режимы облучения (например, спектральный состав, продолжительность и интенсивность облучения).

Опытный образец вегетационной установки, на которой ведутся научно-исследовательские работы, изготовлен в лаборатории энергоэффективных электротехнологий ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии.

Преимущества предлагаемой вегетационная установки:

- обеспечивается кондиционирование воздуха, подаваемого в секции камеры для выращивания растений, что позволяет проводить эксперименты в течение всего календарного года, при любых условиях окружающей среды;

- обеспечивается определение параметров и регулирование состава газовой среды растений;

- имеется возможность проведения сравнительных параллельных экспериментов с варьированием условий облучения растений при поддержании других параметров микроклимата и полива растений на одном уровне.

Предлагаемая вегетационная установка может быть реализована в условиях научной или производственной лаборатории при проведении экспериментов в искусственных контролируемых и регулируемых условиях выращивания растений в области светокультуры.

Вегетационная установка, включающая камеру для выращивания растений, источники излучения, систему микроклимата, систему полива растений, систему управления, отличающаяся тем, что дополнительно содержит устройство управления режимом облучения, систему определения параметров и регулирования состава газовой среды растений, воздуховоды, причем система микроклимата включает устройство кондиционирования воздуха, для обеспечения возможности проведения сравнительных параллельных экспериментов по светокультуре камера для выращивания растений выполнена многосекционной, воздуховоды системы микроклимата и трубопроводы системы полива растений проходят через все секции камеры для выращивания растений таким образом, что параметры температуры, влажности, газового состава воздуха и режим полива растений в них поддерживаются на одном уровне, а параметры облучения могут варьироваться в отдельных секциях.