Устройство для культивирования изолированных меристем и пробирочных растений

Изобретение относится к области биотехнологии и может быть использовано для размещения и выращивания меристем и пробирочных растений в условиях биотехнологических лабораторий. Устройство культивирования изолированных меристем и пробирочных растений состоит из основания, отражающей панели, блока люминесцентных ламп, дросселей и стартеров пускорегулирующего аппарата, автоматического выключателя. В устройстве под отражающей панелью расположены люминесцентные лампы. Люминесцентные лампы запитаны от различных фаз трехфазного напряжения для уменьшения пульсаций светового потока. Люминесцентные лампы могут быть запитаны от высокочастотного источника напряжения для уменьшения пульсаций светового потока. Техническим результатом является уменьшение пульсаций светового потока люминесцентных ламп, что позволит увеличить выход готовой продукции и уменьшить затраты на электроэнергию.

Полезная модель относится к области биотехнологии и может быть использовано для размещения и выращивания меристем и пробирочных растений в условиях биотехнологических лабораторий.

Известно устройство освещения растений, культивируемых in vitro («Оздоровление и ускоренное размножение семенного картофеля» методические рекомендации, разработанные Украинским научно-исследовательским институтом картофельного хозяйства, 1985), состоящее из стеллажей в которых блок люминесцентных ламп расположен вертикально своей освещенной плоскостью, по обе стороны которой на полках размещаются растения в штативах. Устройство изготовлено из уголкового железа или железной полосы, а полки из тонких деревянных досок. Блок ламп и стеллажи-полки вместе со столом подставкой выполнены как единое целое. Лампы монтируются по одноламповой схеме включения на напряжение 220 В к трехфазному источнику питания. Дроссели и стартеры пускорегулирующих аппаратов установлены внизу осветительного блока.

Известно устройство для культивирования изолированных меристем и пробирочных растений (ОСТ 10004-93 «Картофель семенной, оздоровленный исходный материал, выращивание в условиях in vitro» (типовой технологический процесс), состоящее из стеллажей, оборудованных 2-3 полками шириной 60-70 см, каркас стеллажей изготавливают из уголкового железа, а полки из тонких деревянных досок. На 1 м² находятся 500-700 штук растений. Над каждой полкой смонтированы люминесцентные лампы (ЛДЦ-40, ЛБ-40, ЛД-40 и другие) или лампы ДРЛФ, укрепленные по бокам стеллажей и с тыльной стороны полок. Лампы монтируются на расстоянии 50 см от

культурных сосудов, по одноламповой схеме включения на напряжение 220 В трехфазного источника питания. Дроссели пускорегулирующих аппаратов монтируются по бокам стеллажей.

Недостатком известных устройства является существование значительных пульсации светового потока люминесцентных ламп, что уменьшает скорость процесса фотосинтеза в растениях.

Задачей полезной модели является увеличение выхода биомассы растений.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для культивирования изолированных меристем и пробирочных растений, состоящим из основания, отражающей панели, блока люминесцентных ламп, пускорегулирующего аппарата, автоматического выключателя люминесцентные лампы соединяются по трехламповой схеме включения последовательно к фазам трехфазного источника питания, либо к высокочастотному источнику напряжения.

На фиг.1 представлена схема устройства для культивирования изолированных меристем и пробирочных растений

На фиг.2 представлена схема электрическая принципиальная.

Устройство состоит из: основания модуля 1, на котором размещаются облучаемые растения, отражающей панели 2, под отражающей панелью расположены двенадцать люминесцентных ламп 3, блоков дросселей и стартеров ламп 4, выключателя автоматического 5, стартера 6, сборки, состоящей из люминесцентных ламп и стартеров 7.

Устройство для культивирования изолированных меристем и пробирочных растений работает следующим образом.

Люминесцентные лампы по трехламповой схеме включения подключаются через автоматический выключатель последовательно к фазам питающей трехфазной сети. Люминесцентные лампы запускаются в работу пускорегулирующими аппаратами. На основании располагаются растения,

которые освещаются люминесцентными лампами для осуществления в них процесса фотосинтеза.

Для высших растений характерны максимальные (Ф_{mах р}) и минимальные (Ф _{min р}) пороговые значения воспринимаемого растениями светового потока (рис.1). За пределами этих значений световых потоков растения не способны к осуществлению процесса фотосинтеза. Для запуска процесса фотосинтеза в растениях необходим минимальный (Ф _{min р}) пороговый уровень светового потока. При достижении максимального значения воспринимаемого растением светового потока (Ф_{mах р}) наступает «световое насыщение» и дальнейшего увеличения роста процесса фотосинтеза не происходит. Для определения зависимости скорости роста растения от величины светового потока при его пульсации необходимо знать зависимость скорости роста от мгновенного значения светового потока. Учитывая существование пороговых значений Ф_{min p} , Ф_{mах р} в первом приближении эту зависимость можно представить графиком, рис.1.

Рис.1. График изменения скорости осуществления реакции фотосинтеза при изменении значения светового потока.

_нас - уровень прекращения роста процесса фотосинтеза.

Световой поток люминесцентной лампы (рис.2) вследствие безинерционности дугового разряда изменяется с частотой 100 Гц при частоте переменного тока 50 Гц. Благодаря тому, что применяемые люминофоры обладают способностью

после прекращения их облучения ультрафиолетовыми лучами еще некоторое время излучать видимый свет (инерция свечения), световой поток лампы не падает до нуля, а принимает некоторое значение.

Рис.2. Графики изменения мгновенных значений: 1 - переменного тока, 2 - светового потока люминесцентной лампы.

Экспериментальное исследование люминесцентных ламп с электромагнитным ПРА на частоте 50 Гц показало, что световой поток вследствие инерции свечения мал, и им можно пренебречь. При малой инерционности люминофора световой поток лампы пропорционален модулю синусоидального тока лампы и изменяется по закону

i(t)=I_m sin t,

Ф_л(t)=Ф_m abs(sin t),

где I_m - амплитуда тока лампы, Ф_m - амплитуда светового потока лампы.

При питании люминесцентных ламп трехламповой осветительной установки от различных фаз 3-х фазного переменного напряжения уменьшаются пульсации светового потока (рис.3).

Ф _3л(t)=Ф_m abs [sin t+sin (t-2/3)+sin (t+2/3)] - мгновенное значение светового потока трехламповой схемы осветительной установки.

Рис.3. Графики изменения мгновенных значений световых потоков люминесцентных ламп в трехламповой схеме:

Ф - форма суммарного значения светового потока.

Осветительная установка с одноламповой схемой вследствие значительных пульсаций светового потока обеспечивает меньшее среднее значение скорости роста растений. Трехламповые схемы осветительных установок обеспечивают получение максимальных значений скорости роста растений.

Предложенное устройство для культивирования изолированных меристем и пробирочных растений позволяет увеличить выход готовой продукции и уменьшить затраты на электроэнергию за счет уменьшения пульсации светового потока.

Устройство для культивирования изолированных меристем и пробирочных растений состоит из основания, отражающей панели, блока люминесцентных ламп, пускорегулирующего аппарата, автоматического выключателя, отличающееся тем, что люминесцентные лампы соединяются по трехламповой схеме включения последовательно к фазам трехфазного источника питания, либо к высокочастотному источнику напряжения.