Устройство для выращивания растений

 

Использование: в сельском хозяйстве. Сущность изобретения: устройство для выращивания растений содержит установленный на каркасе поддон прямоугольной формы из теплоизоляционного материала В поддоне горизонтально расположены плоская камера с отверстиями и нагревательный элемент в виде металлических проволок По периметру камеры установлены патрубки Такое выполнение обеспечивает рациональное использование воды, растворов минеральных удобрений и газов и нагрев субарата 2зпф-лы, 4 ил

(19) RU (11) (51) Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам

" .,риф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ("..,". -; ",, К ПАТЕНТУ

М

Ю (Jl (Л (21) 5017778/15 (22) 24.12.91

{46) 30.10.93 Бюп. hh 39-40 (26) Давыдов 4C„ Давыдов С.В, Давыдов П.В. (23) Давыдов Александр Сергеевич (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ (67) Использование: в сельском хозяйстве. Сущность изобретения: устройство для выращиватмя растений содержит установленный на каркасе поддон прямоугольной формы из теллоизоляционного материала. В поддоне горизонтально раслоложены плоская камера с отверстиями и нагревательный элемент в виде металлических лроволок По периметру камеры установлены латрубки. Такое выполнение обеспечивает рациональное ислользовайие воды, растворов минеральных удобрений и газов и нагрев субстрата. 2 зл.ф-лы, 4 ил.

2001554 ч

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к выращиванию овощей на приусадебных и садовых участках.

Известны устройства для выращивания растений, в том числе овощей и цветов, вегетативные сосуды (стаканчики, горшочки), пленочные укрытия, теплицы с солнечным и техническим обогревом, парники и т, и. (названия этих устройств не упорядочены, поэтому зачастую одним и тем же термином называют устройства, существенно отличающиеся друг от друга). Рассада может выращиваться просто в ящиках, наполненных питательной смесью (1, 2j. В качестве покрытия каркасов устройств используют полиэтиленовую, поливинилхлоридную и полиамидную пленки. Применяют стеклянные теплицы. Для улучшения температурного режима используют регулируемый нагрев воздуха. Основанием устройств служат ящики, корыта, поддоны и почва. Технические основания заполняются питательным грунтом, который в процессе выращивания растений может подогреваться электричеством, горячей водой и горячим воздухом. В устройствах также применяется нагрев воздуха, находящегося под укрытием.

Растения, выращиваемые в устройствах, нуждаются в поливе, подкормке минеральными и органическими удобрениями и газами. Для этой цели применяют поливочные машины, насосы, снабженные шлангами, лейки или ведра, а для газов — баллоны, Минеральные удобрения растворяют в воде, а затем этим раствором . оливают грунтовую смесь. Органические удобрения вносят при подкормке, растворяя в воде, например, куриный помет, выдерживают этот раствор некоторое время для возбуждения в нем гниения. растворы органических удобрений вносить сразу для устранения потерь углекислого газа.

Полив водой растений подачей ее на поверхность питательного грунта кажется естественным, поскольку в природе растения получают ее как накопленную в почве, так и поступающую с дождями. Однако полив водой в теплице создает временно повышенную влажность воздуха, что е некоторых случаях может быть нежелательным, например при выращивании томатов (при поливе томатов и огурцов рекомендуется избегать попадания воды (растворов) на листья, Основным строительным материалом растений является диоксид углерода COz. получаемый из воздуха. Растения расходуют и другие газы, например кислород. В

ФРГ установлено, что культурные растения могут потреблять пропан. Растения усваивают газы листьями, стеблем и корнями. получая его в последнем случае иэ питательного грунта. Повышенное содержание диоксида углерода в воздухе до определенного предела по сравнению с естественным увеличивает урожайность. Подкормка растений диоксидом углерода через листья производится вводом его в атмосферу устройства в газообразном состоянии из баллонов, сжиганием органических веществ и другими приемами. Недостаток способа подкормки растений диоксидом углерода заключается в том, что, применяя его только для подкормки растения через листья, в теплицах вследствие их больших объемов с трудом удается получить необходимую концентрацию.

Подкормка растений диоксидом углерода и другими газами через корни произво20 дится обычно путем систематического рыхления почвы, Недостаток этого способа — большая трудоемкость. При загущенных посадках, а это неизбежно наступает у взрослых растений овощей, рыхление по25 чвы становится невозможным.

Известны способы полива и подкормки питательйыми растворами и газами подачей их в глубину грунтовой смеси. Так, например, при выращивании рассады подачу вов 0 духа вглубь почвы производят через жгут

Соломы, закопанный вертикально рядом с растением (3), При выращивании растений в гидропонике с периодическим погружением корней в воду корни получают воздух во время пауз (4). Полив водой, подача питательных растворов непосредственно к корням могут производится,ся через опрокинутый желоб с отверстираи, заложенный в питательный грунт теплицы (4), и прямой

40 желоб с натянутой на н . @сеткой (5).

Недостаток приспобфбления (4) состоит в том, что оно непригод фдля подачи газов.

Отверстия в желобе быстро закупориваются влажной землей, поэтому поступление га45 эов в питательный грунт замедляется.

Приспособление в виде прямого желоба-лотка вмонтировано устройство, состоящее йз ящика с питательным грунтом Я.

Недостаток этого устройства состоит в том, б0 что приспособление слишком громоздко.

Отверстия в сетке, не являющиеся препятствием для снабжения грунтовой смеси водой и растворами минеральных и органических удобрений, благодаря явлению капиллярности недостаточны для поступления иэ желоба газов в питательный грунт.

Необходимо .для подачи в питательный грунт газов, например воздуха, состоящего из азота и кислорода, небольшого количества диоксида углерода и других газов, иметь

2001554 развитую пограничную поверхность. Произ- непроницаемой оболочке. Практика выра водившаяся опытная подкормка овощей ди- щивания овощей Hd садовом участке покаоксидом углерода задачей его в зала. что нужны теплицы рациональной питательный грунт шприцеванием показа- конструкции не только на одно-деа рас ела,чтодиоксидуглерода.находясьдажепод 5 ния, н и на группу растений, ВО "Россия" небольшим давлением, стремится через по оеощеводству рекомендовало создать трещины и каналы в питательном грунте теплицу на группу примерно из 30 растений. выйти в атмосферу. При наличии развитой Цель изобретения — создание устройстпограничной поверхности газы будут про- ва, которое владельцы приусадебных участникать в питательный грунт постепенно и, 10 ков, овощеводы и садоводы л1огли бы вступая в контакт с корнями, обеспечат под- сделать своими силами, обеспечивая рацикормку растения. ональную подачу в него и рациональное исПриспособление для подачи питатель- пользование воды, растворов л1инеральных ного раствора и газов должно быть частью удобрений и газов, нагрев субстрата. замкнутого объема, т. е. теплицы. парника, 15 Указанная цель достигается новым конукрытия, обеспечивающего длительное структивным решением, состоящим в roM, удержание газов в своей атмосфере, изоли- что устройство для выращивания растений рованной от наружной атмосферы. Если преимущественно е один ряд вдоль его пропримириться с некоторыми потерями газа, дольной оси, содержащее поддон, наприто можно подавать его в питательный грунт 20 мер, прямоугольной формы из без укрытия его защитной пленкой, Подачей теплоизоляционного материала для изолядиоксида углерода в два-три приема в от- ции питательного грунта, приспособление, крытый грунт можно добиться повышения расположенное е глубине питательного урожайности овощей в таком же размере, грунта, для подачи воды и газов, растворов что и при ежедневном применении его в 25 минеральных удобрений и газов, и электритеплицах. ческий нагревательный элемент, располоИзвестны способ выращивания расте- женный в питательном грунте, для ний в теплице и устройство для его осуще- поддержания оптимальной температуры ствления (6), Устройство содержит питательного грунта, отличает тем, что подтеплоиэоляционный короб. заложенный в 30 дон выполнен из пенопластовых плит, започву, воздухопроводную полость, раэме- ключенных е каркас. Приспособление для щенную на самом низу короба. перфориро- подачи воды и газов, растворов минеральванную перегородку над воэдухопроводной ных удобрений и растеоров газов располополостью, слой соломы над перегородкой, в жено в горизонтальной плоскости, который заложена трубка для подпочвенно- 35 параллельной горизонтальной оси поддона, го полива, над слоем соломы — питательный и выполнено в виде снабженной отверстиясубстрат, а затем — пленочное укрытие. Гаэ ми плоской камеры шириной от 1/6 до 1/5 в воздухопроеодную полость подается от ширины поддона. снабженг имеющими от специального газового теплогенератора че- верстия и расположенными по бокам камерез трубопровод с отверстиями. Изобрете- 40 ры патрубками и заключено совместно с ние сложно по конструкции и патрубками в пористый чехол, Электричепредназначено для промышлейного произ- ский нагревательный элемент в виде прововодстеа. Владельцы приусадебных участ- локи сопротивления расположен ниже ков, овощеводы и садоводы не имеют патрубков на расстоянии от вертикальной возможности сооружать растильни с воэду- 45 плоскости, проходящей через продольную хопроводной полостью для подачи по ней ось поддона, от О, до 0,3 его ширины. теплого воздуха от специального газового В качестве варианта камера устройства теплогенератора, делить растильню на ряд разделена на несколько самостоятельных камер тарельчатой формы. равномерно расПрототипом изобретения взята весен- 50 положенных е горизонтальной плоскости, няя теплица, снабженная поддоном из теп- параллельной продольной оси поддона. лоизолирующего материала и пленочным Электрический нагревательный элеукрытием, плотно прилегающим к поддону мент е еерианте е форме колец расположен (7). ниже патрубков камер на расстоянии радиНедостатком этого устройства является 55 уса от их вертикальных осей. равного от С,1 то, что вода и питательный раствор подают- до 0,3 полной ширины питательного грунта ся на поверхность питательного грунта, а не е поддоне. в глубину его. Теплоизоляционный материал поддона, примененный в этой теплице, Авторы претендуют на новые техниченуждается е специальной защитной влаго- ские решения устройства, а именно на:

2001554

55 ч конструкцию поддона иэ пенопластовых плит, заключенных в каркас, обеспечивающую наименьшее количество строительного материала; форму приспособления для подачи воды, растворов в ней и газов в виде плоской камеры с отверстиями, с патрубками с отверстиями, направленными преимущественно поперек поддона, обеспечивающую небольшое замещение питательного грунта конструктивными узлами устройства и в то же время обеспечивающую равномерную подачу жидкостей и газов в питательный грунт; применение пористого материала для прикрытия камеры и патрубков, устраняющего закупорку отверстий камеры и патрубков питательным грунтом, улучшающего распределение воды, растворов и газов по объему питательного грунта; положение электрического нагревательного элемента под патрубками и с двух сторон камеры, обеспечивающее равномерный подогрев питательного грунта по объему поддона, равномерный подогрев воды с растворенными минеральными удобрениями, опускающейся из камеры и патрубков вниз, подогрев газированной воды для лучшего выделения из нее газа; камеру, выполненную в виде отдельных частей, представляющих собой самостоятельные камеры плоской тарельчатой формы для уменьшения затрат материала и устранения громоздкости камеры.

На фиг. 1 и 2 изображено устройство для выращивания растений с одной камерой для подачи воды, растворов и газов в питательный грунт, на фи(, 3 — разрез А — А на фиг.

1; на фиг. 4 — устройство с двумя камерами, вид сверху, с удаленным слоем питательного грунта над камерами, Устройство для выращивания растений содержит решетчатый каркас 1, состоящий из стоек 2 и перекладин 3, удерживающий на почве теплоизолирующий поддон 4 иэ пенопластовых плит. Поддон накрыт пленочным укрытием 5, наложенным на проволочный каркас, не показанный на фигурах.

Между поддоном 4 и пленочным укрытием 5 находится для уплотнения стыка эластичная прокладка 6. В глубине грунтовой смеси 7 находится камера 8 с патрубками 9, снабженная чехлом 10 из рыхлого материала для подачи воды, растворов удобрений и газов, снабженная трубкой 11 и вентилем 12. Рядом с камерой 8 уложен нагревательный электрический элемент 13, а под куполом прозрачного покрытия подвешены люминесцентные лампы 14.

Ф

Решетчатый каркас 1 поддона 4, состо ящий из стоек 2 и перекладин 3, может быть выполнен из дерева или из сортового llpoката стали или алюминия. Верхний край его, сформированный иэ перекладин 3, должен быть ровным и гладким для лучшего прилегания эластичной прокладки 6. Поддон выполняется из пенопластовых плит, широко применяемых для теплоизоляции зданий в гражданском и промышленном строительстве.

Пенопластовые иэделия имеют объемную массу от 50 до 110 кг/м, теплопроводность 0,043-0,047 Вт/м С, максимальную температуру применения до 150 С, Поддон, изготовленный из пенопластовых плит, не потребует влагопроницаемой оболочки, но снаружи должен быть окрашен в темный цвет, лучше черной краской. Пленочное покрытие 5 будет более надежным и экономичным, если его сделать из полиэтиленовой стабилизированной армированной пленки

ППЭСА. Край пленочного укрытия 3 прижимается к эластичной прокладке 6 с целью устранения зазоров и уменьшения утечки газов, подаваемых в устройство, с помощью реек и струбцинок (не показаны).

Камера 8 с патрубками 9 выполняется из пластмассы или металлов, например алюминия, нержавеющей стали, и снабжается отверстиями небольшого диаметра. Внешне она должна быть похожа на рассекатель пламени газовых плит. Отверстия небольшого диаметра имеют патрубки 9. Камера 8 и патрубки 9 окружены чехлом 10 иэ рыхлого материала, например шлаковой ваты, существенно увеличивающей контактную поверхность, через которую газы проникают в питательный грунт, Вода и растворы удобрений, подаваемые в камеру 8, через трубку

11 и вентиль 12, поступают через воронку, После подачи в камеру газа или его водного раствора вентиль 12 закрывают. Вода и растворы должны пройти обработку намагничиванием в устройствах СО-2 и СО-З, Гйзы могут подаваться посредством насосов, баллонов для сжатых газов, вентиляторов, а также растворенными в воде, В том случае, когда газ, растворенный в воде, например диоксид углерода, подается в грунтовую смесь, одновременно производится и полив растений, Электрический нагревательный элемент 13, расположенный вблизи камеры 8, повышая температуру поступающей в нее воды с растворенным в ней диоксидом углерода, ускоряет его выделение, поскольку растворимость его понижается с увеличением температуры. Большое значение имеет снабжение рэстения газами через корневую

2001554

55 систему в организованном порядке. Рыхление почвы, предназначенное для этих целей, полив дождевой водой, полив колодезной водой, постоявшей в бочках несколько дней, и т. и. требуют большого внимания и значительной затраты труда. Газы необходимо подавать в почву в принудительном порядке. Небольшое количество проведенных экспериментов по подаче в почву газов диоксида углерода в чистом виде и растворенного в воде, кислорода, содержащегося в гидропарите, и других газов — показало, что этим приемом можно существенно повлиять на развитие растений в желательном направлении и, в первую очередь, на повышение урожая и качества. В производственных условиях производится подкормка растений — аммиаком, растворенным в воде (аммиачная вода). Электрический нагревательный элемент мощностью в несколько сот ватт может быть изготовлен в оригинальном исполнении. Для нагрева может быть также применен нагревательный провод марок ПОСХП, ПОСХВ и ПОСХИВ с допустимой удельной мощностью

10 — 16 Вт/м, Люминесцентные лампы 14 можно применять промышленного типа ЛЛ мощностью до 40 и 80 Вт, Пример исполнения устройства.

Устройство сооружено в виде парника длиной 3 м, шириной 1 м, высотой 0,7 м и иэ подручных материалов. Снаружи парник имеет четыре сплошных стенки из досок.

Поддон выполнен из пенопластовой тары от различных предметов, в частности из упаковки швейных машин. Пенопластовые куски по возможности плотно уложены и по стенкам, и на два парника. Три нагревательных электрических элемента сделаны из проволок сопротивления — выпрямленных спиралей к плитке, изготовленной на заводе

"Москабель", Техническая характеристика спирали: напряжение 220 В, мощность 600

Вт, длина проволоки 8 м, Проволока сложена в 8 раэ, и на нее надето 75 фарфоровых роликов.

Расчет прибора

Исходная проволока: J=P:U-600:220=

=2,73 А;

R= p J = 600:2,732= 96 Ом. Переделанная спираль в нагревательный прибор: сопротивление одной ветви r=-96;8 = 12 Ом; сопротивления 8 параллельных ветвей

R>=r:8=12:8=1,5 Ома; напряжение понижающего трансформатора по паспорту 380/24

В, фактически 220/13,9 В, номинальная мощность S=250 ВА, сила тока J=13,9;1,5-9,27 А, мощность элемента Рэ=13, 9, 9.

27-129 Вт, мощность трех элементов

Рт129. 3-387 Rт.

Неоднократное измерение темйер туры грунтовой смеси и воздуха под низкоопу щенной пленкой показало. что хорош и нагр.в обеспечивается эа короткое время.

Так, например, при наружчой температуре воздуха и воздуха под пленкь . равной 14 С пои температуре грунтовой смес.i. равной

16 С, соответствующие температуры через

3 часа были равны 16,33 и 30 С.

Каркас пленочного укрытия устройства сделан иэ 8 рам из алюминиевых трубок (8), В устройстве были посажены огурцы в один ряд в пластмассовых стаканчиках иэпод сметаны с корневыми и дренажными отверстиями на боковых стенках. Получен ранний и хороший урожай от 25 растений, Каркас из брусков второго устройства таких же размеров сделан решетчатым с пенопластовой теплоизоляцией из коробок для электрических аппаратов.

В результате применения предлагаемого устроиства, которое может быть выполнено в виде парника теплицы, укрытия и других аналогичных сооружений, станет возможным выращивать в ранние сроки теплолюбивые культуры, рассаду в больших количествах, чем в весенний теплице — прототипе и с хорошим урожаем. Летом, когда нагрев бывает не нужен, но зато потребуется частый поли в и подкормки их, его с большим удобством можно будет производить через приспособление для полива, не опасаясь попадания растворов на листья, Станет возможной удобная подкормка растения диоксидом углерода, воздухом и другими газами через корни, а диоксидом углерода — и через листья, поскольку диоксид углерода значительно тяжелее воздуха и будет медленно выдуваться из густой листвы посаженных растений, (56) 1. Ченыкаева Е, А., Спиридонова А. И.

Советы огородникам, М,: Агропромиздат, 1985, 227 с.

2 Яковлева М„Чекунова З„Бущик T..

Беляева В. Выращивание овощей под пленкой, M., Московский рабочий, 1972, 64 с, 3. Беляк Р, И. В конверте опыт.//Приусадебное хозяйство, 1987, йг 6. с. 30-31.

4. Курячая M. Гидропоника в Мытищах

// Наука и жизнь, 1987, N. 10, с. 93-96.

5. Журбицкий 3. И. Теория и практика вегетационного метода. М.: Наука, 1968, с. 41.

6. Авторское свидетельство СССР

N 978776, кл. А 01 G 9/24, 1980.

7. Авторское свидетельство СССР

N.. 1417833, кл. А 01 G 9/24, 1986.

8. Авторское свидетельство СССР

Г;Е 15;9887, кл. А 01 G 13/02.1988

2001554

12 формула изобретения

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ, содержащее поддон прямоугольной формы из теплоизоляционного материала. воздуховод, приспособление для подпочвенного полива и обработки удобрениями, нагревательный элемент, отличающееся тем, что " " о снабжено каркасом для установки поддона, при этом приспособление для подпочвенного полива и обработки удобрениями выполнено в виде охваченной пористым чехлом и горизонтально расположенной в поддоне камеры с отверстиями и шириной. равной

1,5 - 1,6 ширины поддона, и установленными по ее периметру патрубками, нагревательный элемент выполнен в виде

5 металлических проволок. каждая из которых расположена ниже патрубков и на расстоянии от продольной оси поддона, равном 0,1 - 0,3 его ширины, поддон выполнен из пенопластовых плит.

10 2, Устроиство по п.1, отличающееся тем, что камера выполнена в виде отдельных одинаковых секций тарельчатой формы, 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что металлическая проволока наполнена в форме кольца с радиусом, равным

0,1 - 0,3 ширины поддона, 2001554

Составитель А.Давыдов

Редактор Т.Павловская Техред М.Моргентал Корректор С.Юско

Заказ 3136

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035,Москва,Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101