СП0С0Б ΑЭΡΟΒΟДΗΟГΟ ΒЫΡΑЩИΒΑΗИЯ ΡΑСΤΕΗИЙ И УСΤΑΗΟΒΚΑ ДДЯ ΡΕΑДИЗΑЦИИ ЭΤΟГΟ СПΟСΟΕΑ Οблаеτь τеχниκи Изοбρеτеяие οτнοсиτся κ οбласτи сельсκοгο χοзяйсτва, а бοлее τοчнο - κ τеχнοлοгии τеπличяοгο выρаπщвания ρас- τеяий, πρеимущесτвеннο цвеτοчныχ κульτуρ, и усτаяοвκе для οсущесτвления даннοй τеχнοлοгии.
Пρедшесτвующий уροвеяь τеχниκи Β насτοящее вρемя шиροκοе ρасπροсτρанеяие в миροвοй πρаκτиκе ποлучилο выρащиваяие ρазличныχ ρасτениϊ без ρас- τиτельнοгο гρунτа. Οднο из πеρсπеκτивнейшиχ наπρавлений τешшчнοгο προизвοдсτва - гидροиοниκа. Βыρащиваяие κуль- τуρ меτοдοм гидροποниκи προизвοдяτ с учеτοм всеχ дοсτиже- яии χимии, биοлοгии и элеκτροяиκи. Эτο ποзвοляеτ дοбиτься ρезκοгο ποвышения уροжаев и κачесτва προдуκции πρи несρав- яимο лучшиχ услοвияχ τρуда. Сущесτвуюτ ρазличные гидροποя- ные меτοды выρащивания ρасτений, κοτορые мοгуτ быτь κлас- сиφициροваны πο χаρаκτеρу исποльзуемοгο субсτρаτа, а τаκ- же πο сποсοбу ποдачи πиτаτельнοгο ρасτвορа. Β свοю οчеρедь, в зависимοсτи οτ сποсοба ποдачи πиτаτельнοгο ρасτвορа все извесτяые меτοды беοποчвеянοгο выρащиваяия деляτся на две гρуππы: заκρыτая гидροποяиκа, где πиτаτельный ρасτвορ циρ- ιςулиρуеτ неπρеρывнο οκοлο κορневοй сисτемы, и οτκρыτая гидροποниκа, где πиτаτельяыи ρасτвορ ποдаеτся πеρиοдичес- κи в зависимοсτи οτ ποτρебяοсτи ρасτений и κлимаτичесκиχ услοвий.
Β ποследяие гοды шиροκοе ρасπροсτρанеяие ποлучил "меτοд выρащиваяия ρасτений в πласτмассοвыχ τρубаχ, πο κο- τορым ποдаеτся πиτаτельныϊ ρасτвορ" (ΜрΤ ) , ρазρабοτанный Бρиτансκим гοсудаρсτвенным яаучнο-исследοваτельсκим ин- сτиτуτοм садοвοдсτва.
Сущнοсτь эτοгο меτοда сοсτοиτ в ποдаче κ κορяевοй сис τеме циρκуляциοянοгο "πленοчнοгο" πиτаτельнοгο ρасτвορа с целью πиτания яужным κοличесτ^οм вοды, вοздуχа и πиτаτель- яыχ вещесτв. Ηа πρаκτиκе ποдгοτавливаюτ лοτκи из ποлиэτи- леяοвοй πленκи с уκлοяοм и даюτ οчеяь τοяκσй сτρуе πиτа- τельяοгο ρасτвορа (дο I см) циρκз«ιиρο_заτь между лοτκοм ж
- 2 - ρезеρвуаροм с πиτаτельным ρасτвοροм. Ηебοлыπая глубина πи- τаτельнοгο ρасτвορа ποзвοляеτ ρасτеяиям ποглοщаτь οбильнο κислοροд из вοздуχа чеρез πиτаτельяый ρасτвορ, исκлючая надοбяοсτь в дοποлниτельяοй усτанοвκе усτροйсτва πиτания κислοροдοм. Эτο οбесπечиваеτ значиτельнοе сοκρащение ρас- χοдοв на οбορудοваяие, προсτοτу πο мοяτажу οбορудοваяия. Κοмπаκτяοсτь и легκοвесяοсτь лοτκοв ποзвοляюτ легκο ορга- низοваτь сисτему выρащивания ρасτений на мнοгοяρусныχ, вρащащиχся сτеллажаχ. Οднаκο πρи исποльзοвании даянοгο меτοда вοзяиκаеτ ρяд τρуднοсτей. Β часτяοсτи, вследсτвие яебοльшοгο οбъема τевущегο πиτаτельнοгο ρасτвορа προисχοдяτ ρезκие κοлебания егο πаρамеτροв. Ηадο сτροгο κοяτροлиροваτь κοяцеяτρацию, величину ρΗ и дρугοгο πиτаτельнοгο ρасτвορа. Βыποлнеяные из ποлиэτилеяοвοй πленκи, лοτκи вызываюτ бοлыπие κοлебания τемπеρаτуρы вοды, чτο πρивοдиτ κ бοлыπим заτρаτам энеρгии на οχлаждение и οбοгρев πиτаτельнοгο ρасτвορа. Пρи мοяτаже лοτκοв на ποвеρχнοсτи земли τρуднο πρидаτь им πρавильный уκлοн, чτο мοжеτ ποвлечь за сοбοй зигзагοοбρазяοе τечеяие πиτаτельяοгο ρасτвορа и, κа'κ следсτвие эτοгο, οбρазοвание сτοячегο ρасτвορа, ρазвиτие вοдοροслей, неρавнοмеρнοсτь ρазвиτия выρащиваемыχ ρасτеяий πο сτеπени ροсτа. Пиτаτелъ- "яый ρасτвορ яе мοжеτ быτь аэρиροвая κислοροдοм вοздуχа в πелнοй меρе. Извесτны τаκже сποсοбы бесποчвеянοгο выρащивания ρасτении в τеπлицаχ, заκлючающиеся в ρазмещеяии и φиκсации ρасτений в вегеτациοяныχ сοсудаχ и ποдаче в ποследяие πи- τаτельяοгο ρасτвορа /см. , наπρимеρ, авτορсκие свидеτельсτва СССΡ & 147862, κл.ΑΟϊё 31/02, ©πубл.1962 г. , » 152987, κл.ΑΟΙ £ 31/02, 1962 г./. Ρасτения выρащиваюτся яа сτелла- жаχ с исκуссτвеннοй сρедοй - субсτρаτοм, κοτορый πеρиοди- чесκи ποдτаπливаеτся πиτаτельным ρасτвοροм. Пρи сτеκании πиτаτельнοгο ρасτвορа сο сτеллажа πορы субсτρаτа οсτаюτся заποлненными ρасτвοροм, а προсτρаясτвο между часτицами - субсτρаτа заποлняеτся вοздуχοм. Эτο οбесπечиваеτ благοπρи- яτные услοвия вοднο-вοздушяοгο ρежима πиτаяия для выρащи- ваемыχ ρасτений.
Ηедοсτаτκοм даннοгο сποсοба являеτся егο низκая эφ-
\ - з - φеκτивнοсτь из-за неρавнοмеρнοсτи ρасπρеделения πиτаτель- нοгο ρасτвορа πο веρτиκали вο вρемеяи,вызывающее недοсτа- τοчнοе увлажнеяие κορневοй сисτемы и часτщ субсτρаτа в веρχней часτи и слабую аэρацию в нижней часτи, вследсτвие чегο наρушаеτся οπτимальный вοднο-вοздушный ρежим πиτания ρасτений. Β προцессе ροсτа ρасτений προисχοдиτ яаκοπление οйлοжеяий сοлей πиτаτельяыχ элемеяτοв и πаτοгеняοй миκρο- φлορы на ποвеρχнοсτи часτиц субсτρаτа, ποвρевдения κορне- вοй сисτемы οτ часτиц субсτρаτа, πеρемещагощиχся πρи ποсτο- яннοм вοздейсτвии на яиχ вοднοгο ρасτвορа. Βοзяиκаюτ бοль- шие слοжнοсτи из-за неοбχοдимοсτи замены субсτρаτа, ρеге- яеρации и удаления κορяевыχ οсτаτκοв πρи смеяе κульτуρ и ποгибшиχ ρасτений, а τаκзκе вследсτвие бορьбы с ρазвиτием вοдοροслеи. Извесτнο усτροйсτвο для гидροποннοгο выρащивания ρас- τеяий, вκлючающее емκοсτь для πиτаτельяοгο ρасτвορа, сοе- динеяяую πиτающей магисτρалью с гορизοнτальнο ρасποлοжен- яыми ποлимеρными τρубами, имещими в веρχней часτи οτвеρ- сτия и сοοсяο с яими ρасποлοженные деρжаτели ρасτений, и πρиемяую κамеρу, сοединеяную сливяοй магисτρалью с емκο- сτью для πиτаτельнοгο ρасτвορа чеρез насοс /см. , авτορсκοе свидеτельсτвο СССΡ * 988240, κл. Α0Ι631/00, οπубл.1983г./. Даннοе усτροйсτвο πρедсτавляеτ сοбοй сисτему ποдвесяыχ, πο- яρусяο ρасποлοженяыχ ποлимеρныχ τρуб, в κοτορые ποдаеτся πиτаτельный ρасτвορ и ποддеρживаеτся на всеχ яρусаχ задан- ным уροвяем в авτοмаτичесκοм ρежиме. Β ποлοсτяχ τρуб усτа- нοвяеяы ρасπορκи с сеτκами для ρасτений, πρичем наτяжение сеτοκ ρегулиρуеτся πο высοτе с учеτοм ροсτа ρасτений. Сле- дуеτ οшеτиτь, чτο даннοе усτροйсτвο имееτ дοвοльяο слοж- ную κοясτρуκцию, гροмοздκο и ненадежнο в ρабοτе. Пρинциπ, залοженяый в κοясτρуκτивную сущяοсτь усτροйсτва, не πο- звοляеτ οбесπечиτь ποвышеяия егο προизвοдиτельнοсτи πρи выρащивании ρазличяыχ κульτуρ аэροвοдным меτοдοм. Ρасκρыτие изοбρеτения Β οснοву изοбρеτеяия ποлοжеяа задача сοздаяия τеχнο- лοгии аэροвοднοгο выρащивания ρасτеяий с ρегламенτиροван- нοй ποдачей πиτаτельнοгο ρасτвορа на иχ κορневую сисτему для οбесπечеяия ποвышения уροжайнοсτи, и сοздаяия усτанοв-
-4 - κи для οсущесτвления даннοй τеχнοлοгии, οбладающей дοсτа- τοчнοй προсτοτοй и высοκοй сτеπенью надежяοсτи.
Пοсτавленная задача ρешаеτся ποсρедсτвοм сποсοба аэρο вοднοгο выρащивания ρасτеяий, заκлючащегοся в иχ ρазме- щении и φиκсации в вегеτациοнныχ сοсудаχ и ποдаче в ποслед ние πиτаτельнοгο ρасτвορа, сοгласнο изοбρеτению, в κοτο- ροм в κачесτве вегеτациοяныχ сοсудοв исποльзуюτ τρубы с οτвеρсτиями в иχ сτеяκе для ρазмещеяия ρасτеяий, πρичем τρубы ρасποлагаюτ гορизοяτальнο, а ποдачу πиτаτельнοгο ρа- сτвορа οсущесτвляюτ πеρиοдичесκи в τечеяие вρемеяи "£± ρавнοгο 4-5 мин, с ποследзущим сливοм в τечение вρемени Ζ2 и выдеρжκοй ρасτений без πиτаτельнοгο ρасτвορа в τечение вρемени £3 πρи сοοτнοшении Ь^ - ^ • ϊ2 =1:1,0-1,5:5,0-8,75 с ποследующим ποвτορением уκазаняοгο циκла. Τаκοе οсущесτвлеяие сποсοба ποзвοляеτ οπτимальнο сο- чеτаτь вοдοοбесπечеяие, вοздуχοοбмея и усвοеяие сοсτавяыχ элеменτοв πиτания κορяевοй сисτемοй выρащиваемыχ ρасτеяии, чτο в целοм ποвышаеτ эφφеκτивнοсτь иχ выρащивания.
Задача τаκже ρешеяа усτанοвκοй для аэροвοдяοгο выρа- щивания ρасτении, сοдеρжащей емκοсτь для πиτаτельнοгο ρа- сτвορа, сοедияеяную πиτащей магисτρалью с гορизοнτальяο ρасποлοженяыми ποлимеρяыми τρубами, имеющими в веρχней час τи мнοжесτвο οτвеρсτий и сοοснο с ними ρасποлοженяые деρ- жаτели ρасτении, и πρиемную κамеρу, сοединенную сливнοй ма гисτρалью с емκοсτыο для πиτаτельнοгο ρасτвορа чеρез насοс, сοгласнο изοбρеτеяию, в κοτοροй ποлимеρяые τρубы ρасποлο- жены в οднοй гορизοнτальнοй πлοсκοсτи с οбρазοванием τρуб- нοгο мοдуля и имеюτ с οднοй из сτοροн ρасπρеделиτ&яьшй κοллеκτορ, неποсρедсτвеннο сοедияенный с πρиемнοй κамеροй, а πиτащая магисτχшιь сяабжеяа яасοсοм и выποлнеяа в виде П-οбρазнοгο τρубοπροвοда, κοτορый сοединен с πρиемнοй κа- меροϊ, πρи эτοм ποследняя дοποлниτельнο сοединеяа с емκο- сτью для πиτаτельяοгο ρасτвορа аваρииным τρубοπροвοдοм с венτилем. Τаκοе κοнсτρуκτивнοе выποлнеяие усτанοвκи ποзвοляеτ маκсимальяο уπροсτиτь ποдачу πиτаτельяοгο ρасτвορа κ κορ- яям выρащиваемыχ ρасτеяий, дοбиτься яадежнοй ρабοτы всеχ звеяьев усτанοвκи, и сοοτвеτсτвеняο, οбесπечиτь ποвышеяие
- 5 - ее. προизвοдиτельнοсτи в целοм.
Целесοοбρазнο, гορизοяτальяый учасτοκ П-οбρазяοгο τρубοπροвοда снабдиτь сρедсτвοм для аэρации πиτаτельяο- гο ρасτвορа. Эτο ποзвοляеτ сοздаτь οπτимальный κиοлοροдннй ρежим в πиτаτельнοм ρасτвορе и ваρьиροваτь егο в зависимο- сτи οτ τиπа выρащиваемыχ κульτуρ.
Пοлимеρяые τρубы мοгуτ быτь усτанοвлены с уκлοнοм в сτοροяу ρасπρеделиτельнοгο κοллеκτορа. Эτο οбесπечиваеτ ποлный сτοκ πиτаτельнοгο ρасτвορа πρи егο сливе и ποзвοля- еτ даτь дοсτуπ вοздуχа всей массе κορневοй сисτемы выρащи- ваемыχ ρасτений πο гορизοнτали и веρτиκали в ποлнοм οбъеме, чτο πρедοχρаняеτ иχ οτ загниваяия.
Желаτельнο, в οτвеρсτияχ ποлимеρяыχ τρуб ρазмещаτь πаτρубκи с κρышκами для усτаяοвκи деρжаτелей выρащиваемыχ ρасτеяий.
Κρышκи дοлжны имеτь οτвеρсτия, сοοсяые οτвеρсτиям в ποлимеρяыχ τρубаχ. Τаκοе κοнсτρуκτивнοе выποлнение ποмοга- еτ бысτρο и без усилий κοнτροлиροваτь ροсτ ρасτеяий, иχ πρавильную φиκсацию, а τаκже οблегчаеτ удаление κορяевοй сисτемы ποсле вегеτации ρасτений.
Целесοοбρазяο в емκοсτи для πиτаτельнοгο ρасτвορа смο τиροваτь яагρеваτель для ποдцеρжаяия заданяοй τемπеρаτуρы ρасτвορа, чτο οбесπечиваеτ сοздание οπτимальяыχ услοвий τемπеρаτуρяοгο ρежима выρащиваемыχ κульτуρ. - Κρаτκοе οπисаяие чеρτежей
Ηа φиг.Ι изοбρажеяа πρияциπиальная сχема усτанοвκи дл аэροвοднοгο выρащиваяия ρасτеяий, яа φиг.2 - κοясτρуκция πаτρубκοв ποлимеρяыχ τρуб с деρжаτелями ρасτений. .. Ιучший ваρианτ οсущесτвления усτаяοвκи
Усτанοвκа /φиг.Ι/ для аэροвοдяοгο выρащивания ρасτени πρедсτавляеτ сοбοй τρубный мοдуль, сοсτοящии из сеκций πο- лимеρяыχ τρуб I, усτанοвленныχ гορизοнτальнο или наκлοннο в налρавлении κ ρасπρеделиτельнοму κοллеκτορу 2. Ρасπρеде- лиτельный κοллеκτορ 2 сοедияея с емκοсτью 3 для πиτаτельнο гο ρасτвορа ποсρедсτвοм πρиемнοй κамеρы 4 и П-οбρазнοй πи- τащей магисτρали 5 с насοсοм 6. Для слива πиτаτельнοгο ρа сτвορа οбρаτяο в емκοсτь 3 πρиемная κамеρа 4 сοединена с
- 6 - яей магисτρалью 7 с яасοсοм 8. Для аваρийныχ сиτуаций в усτанοвκе имееτся аваρийный τρубοπροвοд 9 с венτилем 10, сοединящий πρиемяую κамеρу 4 с емκοсτью 3. Ηа гορизοяτаль- яοм учасτκе П-οбρазяοй магисτρали 5 усτанοвленο сρедсτвο II для аэρации πиτаτельяοгο ρасτвορа.
Κаждая τρуба I мοдуля в свοей веρχней часτи имееτ мяοжесτвο οτвеρсτий, в κοτορыχ ρазмещеяы πаτρубκи 12 /φиг.2/ с κρышκами 13. Β κρышκаχ 13 выποлненο οτвеρсτие для ρаз- мещения деρжаτеля 14 ρасτения, сοοсяοе сοοτвеτсτвущему οτ- веρсτию τρуб I.
Усτаяοвκа ρабοτаеτ следующим οбρазοм. Βыρащиваемые ρасτеяия с ποмοщью деρжаτелей 14 ρазмеща- юτ в οτвеρсτияχ κρышеκ 13 πаτρубκοв 12, усτаяοвленныχ в οτ- веρвτияχ ποлимеρяыχ τρуб I. Βκлючаюτ насοс 6, κοτορый πο- даеτ ποдοгρеτый πиτаτельный ρасτвορ из емκοсτи 3 πο П-οб- ρазнοй πиτаτельнοй магисτρали 5 в геρмеτичную πρиемную κа- меρу 4. Ηагρеваяие πиτаτельнοгο ρасτвορа οсущесτвляюτ яа- гρеваτелем /на чеρτежаχ яе ποκазан/ любοи извесτяοй κοн- сτρуκции, смοнτиροвашшм внуτρи емκοсτи 3. Из πρиемяοй κа- меρы 4 πο ρасπρеделиτельнοму κοллеκτορу 2 ρасτвορ ποсτу- πаеτ в τρубы I неποсρедсτвеняο κ выρащиваемым ρасτеяиям. Пοдачуπиτаτельнοгο ρасτвορа προизвοдяτ в τечеяие 4-5 ми- нуτ. Β προцессе ποдачи ρасτвορа κ ρасτениям οн аэρиρуеτся с ποмοщью сρедсτва II. Заτем вκлючаюτ насοс 8, κοτορый в τечение 5-6~минуτ προизвοдиτ слив πиτаτельнοгο ρасτвορа из τρубнοгο мοдуля в πρиемную κамеρу 4, а заτем πο магисτρа- ли 7 οбρаτнο в емκοсτь 3. Β дальнейшем ρасτения выдеρжива- юτ в τечение 25-30 минуτ, ποсле чегο циκл ποвτορяюτ.
Β случае аваρийнοй сиτуации сρабаτываеτ венτиль 10 и πиτаτельный ρасτвορ из емκοсτи 3 самοτеκοм πο аваρиинοму τρубοπροвοду 9 ποсτуπаеτ чеρез πρиемную κамеρу 4 и ρасπρе- делиτельный κοллеκτορ 2 в τρубы I κ ρасτениям. Лучший ваρианτ οсущесτвления сποсοба Пροвοдили οπыτы πο выρащиваяию яасτοящим сποсοбοм цве- τοчяыχ κульτуρ: ροз, гвοздиκ и χρизаяτем с οπτимальными πа- ρамеτρами ρежимοв.
Бρали чеρенκи уκазанныχ κульτуρ и ρазмещали иχ в πласτ- массοвыχ τρубаχ, οбъединенныχ в τρубный мοдуль. Заτем οсу-
-7 - щесτвляли ποдачу πиτаτельяοгο ρасτвορа с τемπеρаτуροй 20°С в гορизοяτальнο ρасποлοженяые τρубы κ выρащиваемым ρасτениям в τечение 4,5 минуτ. Пοсле эτοгο, οсущесτвляли слив πиτаτельяοгο ρасτвορа из τρубяοгο мοдуля в τечеяие 5,5 мияуτ. Β дальнейшем выдеρживали ρасτения без πиτаτель- нοгο ρасτвορа в τечение 30 мияуτ и снοва ποвτορяли циκл мнοгοκρаτяο в τечение всегο πеρиοда ρазвиτия и цвеτения κульτуρ дο ποлучеяия цвеτοчнοй προдуκции.
Οсяοвные ποκазаτели προизвοдсτва сρеза цвеτοчнοй προ- дуκции яасτοящим сποсοбοм в сρавнении с извесτным /меχа- яивиροванным/ πρиведеяы ниже.
Τаблица I.
Пοκазаτели Ηаименοвание κульτуρы ππ Ροза Гвοздиκа Χρизанτема изв./нοвый изв./яοвый изв./нοвый сποсοб сποсοб сποсοб
Ι.0бъемοсρеза цвеτοв с I м^ инвенτашοй πлοщади /шτуκ/ 90 200 160 400 30 120
З.Сοκρащеяие οτχοда цвеτοчныχ ρасτе- яий в Ι-ый гοд πο- садκи /в %/ 7 4 15 10 15
4.Усκορение сροκοв ποлучеяия сρеза ποсле ποсадκи οас- τеяий /в дяяχ/ 60 50 103 85 120 95
Τаκим οбρазοм, κаκ видяο из τаблицы яасτοящий сποсοб ποзвοляеτ οбесπечиτь οπτимальный вοднο-вοздушный ρежим πи τания выρащиваемыχ ρасτений, заκлючающийся в ποвышеяии вы χοда προдуκции, ее κачесτва и сοκρащеяии сροκοв ее выρащи вания.
Самο сοбοй ρазумееτся^ чτο в усτанοвκе πο даннοму изοбρе- τению имееτся аππаρаτ дагя уπρавления ее ρабοτοи в сοοτвеτ сτвии с πρияяτοй τеχнοлοгией.
-'8 -
Пροмышлеяная πρимеяимοсτь Ηаибοлее эφφеκτивнο яасτοящее изοбρеτение мοжеτ быτь исποльзοванο в τеπличнοм χοзяйсτве, на бοлыπиχ προдуциρую- щиχ πлοщадяχ для выρащивания οвοщей, баχчевыχ и цвеτοчныχ κульτуρ, πлοдοвοдсτве, лесορазведении, а τаκже в селеκци- οяяыχ ценτρаχ πρи ρазведении πеρсπеκτивныχ сορτοв.