EA007015B1 - Способ и устройство для выращивания растений - Google Patents

Способ и устройство для выращивания растений Download PDF

Info

Publication number
EA007015B1
EA007015B1 EA200501133A EA200501133A EA007015B1 EA 007015 B1 EA007015 B1 EA 007015B1 EA 200501133 A EA200501133 A EA 200501133A EA 200501133 A EA200501133 A EA 200501133A EA 007015 B1 EA007015 B1 EA 007015B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
pipe
water
substrate
growing
air
Prior art date
Application number
EA200501133A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200501133A1 (ru
Inventor
Антон Блакмер
Гертус Де Соваж
Original Assignee
Роквул Интернэшнл А/С
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Роквул Интернэшнл А/С filed Critical Роквул Интернэшнл А/С
Publication of EA200501133A1 publication Critical patent/EA200501133A1/ru
Publication of EA007015B1 publication Critical patent/EA007015B1/ru

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A01G31/02Special apparatus therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G22/00Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G31/00Soilless cultivation, e.g. hydroponics
    • A01G2031/006Soilless cultivation, e.g. hydroponics with means for recycling the nutritive solution

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Hydroponics (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Cultivation Receptacles Or Flower-Pots, Or Pots For Seedlings (AREA)

Abstract

Способ выращивания растений (2) в субстрате для выращивания, предусматривающий подачу воды в субстрат для выращивания по первой трубе (4), непосредственно соединенной одним концом (3) с субстратом для выращивания; и подачу воды по первой трубе во вторую трубу, соединенную с другим концом первой трубы, причем вторая труба по меньшей мере частично заполнена воздухом, а воду выпускают из первой трубы в воздушное пространство во второй трубе, а субстрат для выращивания образован из вспененного органического полимера. Изобретение также касается устройства для осуществления данного способа.

Description

Изобретение относится к способам выращивания растений, в которых регулируют расход воды для орошения, подаваемой в среду, окружающую корни растения. В частности, изобретение относится к способам, в которых растения выращивают в субстрате для выращивания, в частности в субстрате из органической полимерной пены. Оно также относится к устройству для осуществления этого способа.
Хорошо известны способы выращивания растений в естественном или искусственном субстрате для выращивания, в частности в субстрате из минеральной ваты, например шлаковате или стекловате. Известны также и другие субстраты для выращивания, например, пеноматериал из фенолкарбамидоформальдегида (продаваемый под торговой маркой «Оазис™»). Воду и, если необходимо, другие добавки подают в субстрат для выращивания обычно путем принудительного пропускания воды, по выбору содержащей удобрения и другие добавки, через субстрат для выращивания. Важно, чтобы растения получали адекватные количества воды, кислорода и других веществ, например удобрений, доставляемых вместе с водой.
Вода является одной из сред, посредством которых доставляют кислород в субстрат для выращивания. В частности, если воду подают, используя капельную систему, расположенную над субстратом для выращивания, то капли, падающие на субстрат, содержат большое количество кислорода. Этот кислород доставляют в субстрат для выращивания, и он поглощается корнями растения. Таким образом, если в субстрате для выращивания снижается содержание кислорода, то эти условия можно улучшить путем подачи большего количества воды.
Аналогичные соображения применимы к другим добавкам, растворяемым в воде, например к удобрениям. Больший расход потока воды при подаче ее в субстрат для выращивания приводит к увеличению количества вносимых добавок, которые несет с собой вода.
Целесообразно обеспечивать адекватный поток воды и по другим причинам. Увеличенный поток воды ведет к усилению турбулентности вокруг корней, что вызывает ускорение подачи полезных компонентов, например воды и удобрений, к корням растений. Потоком воды также удаляются нежелательные побочные продукты, выделяемые растениями в субстрат для выращивания.
Однако простое увеличение расхода воды, подаваемой в субстрат для выращивания, может вызвать проблемы. В частности, максимальный расход потока обычно определяют по максимальному расходу воды, протекающей через субстрат для выращивания под действием силы тяжести. Если расход воды превышает эту величину, то избыток воды приводит к заливу растений.
Было бы желательным активно регулировать расход воды, протекающей через субстрат для выращивания. В наших ранее опубликованных патентах ЕР-А-300536 и ЕР-А-409348 описаны активные системы для подачи потока воды, в которых используется субстрат из минеральной ваты.
В патенте ЕР-А-300536 предложена система, в которой поток воды, протекающий через субстрат для выращивания из минеральной ваты, регулируют с помощью капиллярной системы. Трубы для подачи воды вводят в субстрат для выращивания и присоединяют их к водяному насосу. Насос настраивают на заданную производительность и откачивают воду из субстрата для выращивания. Система труб, по существу, полностью заполняется водой, и расход потока определяют, по существу, по производительности водяного насоса. В этой публикации рассмотрено «давление всасывания», но оно упомянуто в контесте усилия, прикладываемого растением для удаления воды из субстрата для выращивания. Высокое «давление всасывания» в этом смысле коррелируется с низким содержанием воды в субстрате для выращивания, и целью этой публикации является поддержание соответствующего содержания воды в субстрате для выращивания и, следовательно, соответствующего «давления всасывания».
Патент ЕР-А-409438 относится к той же системе с водяным насосом. Дополнительно в нее предлагается ввести соединительные элементы между трубопроводной системой и субстратом для выращивания. Эти соединительные элементы предназначены для предотвращения прорастания корней растений в трубопроводную систему. Указывается, что преимущество соединительных элементов состоит в том, что они остаются более влажными, чем окружающий субстрат для выращивания, и это способствует предотвращению захода воздуха в трубопроводную систему со стороны плиты субстрата для выращивания.
Обе эти системы ограничены использованием конкретно минеральной ваты в качестве субстрата для выращивания, и действительно система согласно патенту ЕР-А-300536 создана с учетом конкретной пористости и плотности минеральной ваты. В патенте ЕР-А-409348 упоминаются обожженная глина и спеченные пористые металлы, используемые в качестве альтернативных субстратов для выращивания, но отмечено, что лучшие результаты были получены при использовании минеральной ваты.
Обе описанные выше системы требуют, чтобы поверхность, на которой выращивают растения, например, площадка оранжереи, была почти точно горизонтальной. В противном случае давление в системе и расход потока воды изменяются в соответствии с высотой, на которой расположена плита субстрата для выращивания из минеральной ваты. Другая потенциальная проблема заключается в том, что трубопроводная система по существу заполнена водой. Таким образом, имеется непрерывный поток воды от одного растения к любому другому в системе. Это приводит к возможной передаче вирусов растений и других инфекций по всей посадке.
В международной заявке ШО 94/03046 описана другая система для выращивания в минеральной вате. Упомянута, в общем, другая, «неактивная среда для выращивания», но не описан конкретный суб
- 1 007015 страт, отличающийся от минеральной ваты. В этой системе содержание воды в минеральной вате поддерживают постоянным путем подачи воды в субстрат из минеральной ваты по питающим трубам и удаления ее по дренажным трубам. Используют общую трубопроводную систему для подачи воды и ее дренажа. В этой системе, как и в рассмотренных выше системах, согласно патентам ЕР-А-300536 и ЕР-А409348, существует постоянное соединение между водой в субстрате для выращивания и водой в дренажной системе.
В нашей ранее поданной международной заявке № РСТ/ЕР 02/07741 мы описали усовершенствованный способ выращивания растений, предусматривающий обеспечение растений; подачу воды таким образом, чтобы корни растения контактировали с водным пространством, в частности, таким образом, чтобы корни растения находились в субстрате для выращивания, содержащем воду; и отсасывания воды через всасывающее устройство, обеспеченное в контакте с водным пространством в субстрате для выращивания и в первой трубе; всасывание воды через первую трубу и вторую трубу, причем вторая труба по меньшей мере частично заполнена воздухом, а первая и вторая трубы соединены так, что первая труба открывается в воздушное пространство во второй трубе. Всасывающее устройство представляет собой устройство для отсасывания воды и не пропускания воздуха, например, выполненное в виде всасывающей пробки, вставленной в субстрат для выращивания растений. Всасывающее устройство изготавливают из материала, который не пропускает воздух, когда под воздействием давления в трубопроводной системе наблюдается тенденция к всасыванию воздуха через нее, так что она полностью заполнена водой, и только вода, но не воздух, проходит через первую трубу.
Описан ряд естественных и искусственных субстратов для выращивания, включая почву, торф, перлит и минеральную вату, причем последняя является предпочтительным субстратом для выращивания растений. Всасывающее устройство изготавливают из пористого материала, и примеры его включают камень, керамику, минеральную вату, пористое стекло и органическую полимерную пену или полимерные волокна.
В системах, приведенных в качестве примеров, субстрат для выращивания изготовлен из шлаковаты, а всасывающее устройство представляет собой всасывающую пробку, вставленную в плиту субстрата для выращивания. Первая труба соединена с всасывающей пробкой.
Однако теперь нами установлено, что если субстрат для выращивания выбран из конкретного класса материалов, не упомянутых в нашей ранее поданной заявке, как материалы, пригодные для изготовления из них субстратов для выращивания, то субстрат для выращивания может образовать воздушную пробку, когда под действием давления в трубопроводной системе наблюдается тенденция к всасыванию воздуха в первую трубу. В результате, как было неожиданно обнаружено, можно создать систему, в которой только вода входит в первую трубу, без всасывания воздуха, при этом нет необходимости во всасывающем устройстве, отдельном от субстрата для выращивания. Таким образом, первая труба может быть непосредственно соединена с субстратом для выращивания.
Согласно изобретению предлагается способ выращивания растений, предусматривающий обеспечение растений в субстрате для выращивания, подачу воды в субстрат для выращивания и всасывание воды в первую трубу, непосредственно контактирующую с субстратом для выращивания; всасывание воды через первую трубу и во вторую трубу, причем вторая труба по меньшей мере частично заполнена воздухом, а первая и вторая трубы соединены так, что первая труба открывается в воздушное пространство во второй трубе, и причем субстрат для выращивания образован из органической полимерной пены. В предпочтительных вариантах выполнения давление в трубах регулируют воздушным насосом.
Таким образом, согласно изобретению единственный, составляющий единое целое, субстрат для выращивания может использоваться в усовершенствованной системе, в которой давление воздуха управляет удалением жидкости из субстрата для выращивания, используя единственный, составляющий одно целое субстрат для выращивания, к которому непосредственно присоединена первая труба.
Изобретение, таким образом, предлагает субстрат для выращивания растений, способный отсасывать жидкость и не пропускать воздух, непосредственно соединенный с трубопроводной системой, который использует полость, заполненную частично жидкостью и частично воздухом, для регулируемого высвобождения жидкости из субстрата для выращивания. Субстрат для выращивания способен образовать воздушную пробку, когда под действием давления в трубопроводной системе возникает тенденция к всасыванию воздуха через нее. Если давление, под действием которого происходит всасывание воды в систему, повышается, то поток воды усиливается, обычно вплоть до всасывающей силы, составляющей по меньшей мере 30 см водяного столба.
Давление может повыситься вплоть до такой всасывающей силы, при которой из субстрата для выращивания высвобождается и входит в первую трубу воздух, а не вода, так как сила, которая стремится всасывать воду в систему, больше силы, удерживающей воду в субстрате для выращивания растений.
Согласно изобретению силу, всасывающую воду в трубопроводную систему, регулируют давлением воздуха. Это контрастирует с системами, описанными в патентах ЕР-А-300536 и ЕР-А-409348, в которых движение воды из субстрата для выращивания в трубопроводную систему регулируется потоком воды и, таким образом, на него оказывает влияние относительное расположение по высоте плит субстрата для выращивания, так что поскольку система должна быть эффективной, все плиты должны быть рас
- 2 007015 положены на одном и том же уровне. Согласно изобретению необязательно обеспечивать ровную поверхность и, следовательно, система может быть легко и непосредственно применена в любой теплице без предварительного выравнивания площадки.
Кроме того, первая труба открывается в воздушное пространство во второй трубе. В предпочтительном варианте используют по меньшей мере две, а предпочтительно множество труб, каждую из которых соединяют с различной частью субстрата для выращивания, в котором находятся корни растений. Обычно обеспечивают множество плит субстрата для выращивания, каждая из которых содержит одно растение или несколько. В этом случае каждую первую трубу непосредственно соединяют с одной плитой, а в некоторых случаях одна первая труба может быть связана с каждым растением. Таким образом, хотя возможно, что вирусы и другие инфекционные агенты от одного растения могут быть захвачены из субстрата для выращивания и могут попасть в первую трубу и затем могут быть доставлены во вторую трубу, не существует водного сообщения между второй трубой и другими первыми трубами, связанными с другими растениями. Таким образом, риск переноса вирусов или других инфекционных веществ существенно уменьшается.
С помощью изобретения можно регулировать поток воды, проходящий через субстрат для выращивания, окружающий корни растения, просто путем изменения давления в трубопроводной системе, например, с помощью воздушного насоса, и можно получать соответствующие преимущества, указанные выше, например, регулировать подачу кислорода, расход других добавок, содержание воды, рН, электропроводность (ЭП), расход питательных веществ, например азота и микроэлементов, и удаление нежелательных побочных продуктов.
Можно быстро и легко изменять давление воздуха в трубопроводной системе и таким образом легко изменять расход и содержание воды.
Если первая труба соединена с низом субстрата для выращивания, то воду отсасывают с нижней стороны субстрата для выращивания растений, при этом уменьшается тенденция насыщения водой нижней части субстрата.
Изобретением также создано устройство, которое можно использовать для выращивания. Это устройство содержит субстрат для выращивания, приспособленный для содержания растений и воды, причем субстрат для выращивания изготавлен из органической полимерной пены и соединен непосредственно с первой трубой, с одним ее концом. Первая труба другим своим концом соединена со второй трубой, причем устройство содержит средства дренирования воды из второй трубы. Устройство также предпочтительно содержит воздушный насос для регулирования давления воздуха в трубопроводной системе, причем устройство имеет такие размеры, что при использовании вторая труба по меньшей мере частично заполнена воздухом.
На чертежах фиг. 1 - схематичный вид устройства по изобретению;
фиг. 2 - сечение части устройства по изобретению;
фиг. 3 - другое сечение части устройства по изобретению;
фиг. 4 - еще один схематичный вид устройства по изобретению.
Выращиваемые растения обычно являются коммерчески реализуемыми сельскохозяйственными культурами такого типа, которые выращивают в теплицах. Сельскохозяйственной культурой может быть, например, салат-латук, томаты, огурцы или сладкий перец.
Согласно изобретению растения выращивают с использованием субстрата для выращивания. Это означает, что корни растения расположены в субстрате для выращивания.
Согласно изобретению субстрат для выращивания изготавливают из органической полимерной пены. Под термином «пена» здесь понимают материалы, которые в микромасштабе являются трехмерными ячеистыми структурами. Нами обнаружено, что материалы этого типа могут достаточно сильно удерживать воду в условиях, когда под действием давления в трубопроводной системе наблюдается тенденция к всасыванию воздуха из субстрата для выращивания в первую трубу, т.е. в первую трубу поступает только вода. Примерами полезных полимерных материалов могут служить пеноматериалы из фенолкарбамидоформальдегида; карбамидоформальдегида; полиуретана, а также фурфурилового спирта и фурана. Один конкретный пеноматериал из фенолкарбамидоформальдегида продают под торговой маркой «Оазис™», и он особенно предпочтителен для использования согласно изобретению. Этот материал имеет трехмерную ячеистую структуру, но и другие материалы с такой же общей структурой, но изготовленные из другого полимера, также могут использоваться. Другие типы полимеров, которые могут использоваться, включают полученные на основе карбамидоформальдегида и полиуретана, а также фурфурилового спирта.
Из пеноматериала можно получать единую массу или можно, например, получать пену в форме хлопьев, например, хлопьев полиуретановой пены.
Особенно удобна органическая полимерная пена в форме волокнистой сети. Предпочтительно использовать сеть, у которой ячейки имеют, по существу, квадратную или прямоугольную форму, где расстояние между точками пересечения нитей сети составляет около 20-100 мкм, особенно около 40-60 мкм.
Предпочтительно нити, из которых образована сеть, имеют толщину 2-20 мкм, но еще предпочтительнее нити, имеющие толщину ближе к верхней границе этого интервала, например, 4-20 мкм. Толщи
- 3 007015 на нитей предпочтительно составляет 1/10-1/5 расстояния между точками пересечения в сети, а предпочтительно 1/8-1/5.
Пеноматериал из органического полимера должен быть достаточно гидрофильным, чтобы обеспечивать желаемое капиллярное действие. Определенным типам пеноматериалов присуща достаточно существенная гидрофильность, чтобы обеспечивать желаемое капиллярное действие, тогда как в состав других типов пеноматериалов предпочтительно включают также смачивающий агент.
Нами обнаружено, что предпочтителен субстрат для выращивания, имеющий плотность, не превышающую 35 кг/м3, но предпочтительнее плотность не превышает 30 кг/м3 и еще предпочтительнее плотность не превышает 28 кг/м3. Особенно пригоден субстрат для выращивания, имеющий плотность около 25 кг/м3. Плотность обычно составляет по меньшей мере 5 кг/м3, предпочтительно по меньшей мере 10 кг/м3 и еще предпочтительнее по меньшей мере 15 кг/м3. Наиболее предпочтительная плотность может колебаться в зависимости от типа полимерного пеноматериала. Для фенолкарбамидоформальдегидного пеноматериала предпочтительная плотность составляет 15-35 кг/м3 и еще предпочтительнее 20-30 кг/м3. Карбамидоформальдегидный пеноматериал предпочтительно имеет плотность 5-25 кг/м3 и еще предпочтительнее 10-20 кг/м3. Полиуретановый пеноматериал и вспененный фуран предпочтительно имеют плотность 15-35 кг/м3. Хлопья полиуретановой пены предпочтительно имеют плотность 50-90 кг/м3 и еще предпочтительнее 60-80 кг/м3.
Полимерный пеноматериал обычно имеет ячеистую структуру с открытыми ячейками.
Субстрат для выращивания обычно удерживает воду лучше, чем воздух. Предпочтительно он удерживает воду против силы, составляющей по меньшей мере 5 см водяного столба, предпочтительнее по меньшей мере 20 см водяного столба и наиболее предпочтительно по меньшей мере 30 см водяного столба. Некоторые субстраты для выращивания могут удерживать воду против силы, составляющей до 200 см водяного столба.
Если давление во второй трубе ниже атмосферного (предпочтительно), то обычно субстрат для выращивания удерживает воду более сильно, чем воздух при величине высоты водяного столба, определяемой: высотой второй трубы над точкой, в которой первая труба соединена с субстратом для выращивания, вычтенной из разницы между атмосферным давлением и пониженным давлением во второй трубе (часто называемым разрежением). На практике субстрат для выращивания удерживает воду против силы, по существу, равной разрежению во второй трубе.
Чтобы определить, подходит ли тот или иной полимерный пеноматериал для использования его в качестве материала для субстрата для выращивания, требуется просто проверить его способность удерживать воду против давления, соответствующего указанным выше величинам.
Субстрат для выращивания может быть охарактеризован как материал, по существу способный не пропускать воздух. Это означает, что он не должен позволять прохождение значительного количества воздуха через воду, контактирующую с корнями растения, и поступления его в первую и вторую трубы.
Субстрат для выращивания может содержать и другие добавки, известные в данной области, для изменения и улучшения свойств, например, глину или лигнит.
В этом способе воду подают в субстрат для выращивания. Это можно выполнять любым обычным способом, например, капельной подачей. Этот способ особенно предпочтителен, потому что вода обогащена кислородом, когда она достигает субстрата для выращивания. Вода может содержать удобрения, биологически активные добавки, например фунгициды и другие добавки.
Согласно изобретению субстрат для выращивания способен впитывать воду против давления. Таким образом, хотя изобретение может включать систему для создания вакуума или насос, всасывающее устройство таково, что это не существенно, и вода может быть впитана без этого. В частности, вода может удерживаться за счет капиллярной силы.
Согласно изобретению давление воздуха в первой и второй трубах обычно являются заданными, и они предпочтительно ниже атмосферного давления. Поступление воздуха во вторую трубу оказывает влияние и вызывает изменение этого давления в некоторой мере. Это также оказывает воздействие, заключающееся в том, что различные части субстрата для выращивания в единой системе подвергаются различным давлениям воздуха, что авторы пытаются исключить, используя настоящее изобретение. Однако в системах, в которых давление значительно ниже атмосферного, например около 0,5 бар (5000 см водяного столба), низкое поступление воздуха в первую трубу не создает проблем. Таким образом, субстрат для выращивания является средством, не пропускающим воздух в такой степени, что это предотвращает поступление значительного количества воздуха во вторую трубу, что оказывает существенное воздействие на давление воздуха во второй трубе.
Субстрат для выращивания соединен с одним концом первой трубы, которая обычно является узкой. Ее внутренний диаметр предпочтительно составляет 1-10 мм, еще предпочтительнее 2-6 мм, в частности около 4 мм.
Первую трубу соединяют непосредственно с субстратом для выращивания. Это означает, что вода проходит из субстрата для выращивания в первую трубу без прохождения через какой-либо другой материал. Соединение может быть закреплено любым фиксирующим средством, но обычно достаточным бывает простое введение конца первой трубы в субстрат для выращивания. Таким образом, в противопо
- 4 007015 ложность ранее поданной заявке РСТ/ЕР 02/07741 (заявитель), первая труба не должна контактировать с отсасывающим устройством, которое находится в контакте с субстратом для выращивания.
Другой конец первой трубы соединен со второй трубой. Согласно изобретению существенно, что вторая труба, по меньшей мере, частично заполнена воздухом. Это позволяет контролировать давление в системе с помощью воздушного насоса. Существенно также то, что выпуск содержимого из первой трубы производят в воздушное пространство второй трубы так, что в предпочтительной системе, где несколько первых труб соединено с одной второй трубой, не существует непрерывного водного сообщения между растениями. Первая труба может быть соединена с верхней частью второй трубы, но можно также использовать любую точку присоединения. Обычно предпочтительно, первая труба является горизонтальной в точке, в которой она соединена со второй трубой. Обычно также, первая труба, по существу, заполнена водой во время потока воды при использовании.
Относительные объемы воздуха и воды в системе труб изменяются в соответствии с требуемым потоком воды и размерами труб. Однако предпочтительно, чтобы не более 80% внутреннего объема системы труб было занято водой, а более предпочтительно не более 60%, в частности не более 40%. Наиболее предпочтительно, чтобы менее 20% внутреннего объема системы труб было занято водой, в частности менее 10%.
Давление в системе труб обычно составляет от 20000 Па ниже атмосферного давления до 20000 Па выше атмосферного давления, а предпочтительно от 10000 Па ниже атмосферного давления до 10000 Па выше атмосферного давления. Предпочтительно оно ниже атмосферного давления, например, на 5-5000 Па.
Можно создать систему, в которой давление воздуха в трубах выше атмосферного давления, где точка выхода из первой трубы во вторую трубу находится на меньшей высоте, чем точка, в которой первая труба соединена с субстратом для выращивания. Это означает, что сила тяжести заставляет воду течь от всасывающей пробки во вторую трубу. При давлении выше атмосферного происходит уменьшение этой тенденции, но обеспечиваются условия того, что общая сила заставляет воду стремиться ко второй трубе, благодаря чему может использоваться любое сочетание подъема и давления воздуха.
Если давление в трубопроводной системе ниже атмосферного, то точка выхода из первой трубы во вторую трубу может быть выше точки, в которой первая труба соединена с субстратом для выращивания.
Для оптимального действия предпочтительной системы, содержащей две или более первых труб, эти первые трубы, выходящие в одну вторую трубу, расположены так, чтобы разница в их расположении по высоте между точкой, в которой каждая первая труба соединена с субстратом для выращивания, и точкой, в которой производится выпуск во вторую трубу, должна быть одинаковой для каждой первой трубы. Необязательно все точки соединений находятся на том же уровне, что и каждая другая, или все точки, в которых происходит выпуск, находятся на том же уровне, что и каждая другая точка. Однако относительное расположение по высоте двух концов первой трубы должно быть, по существу, одинаковым для всех первых труб.
Понятно, что специалист в данной области способен выбрать относительные высоты концов первой трубы и давление воздуха в трубопроводной системе так, чтобы получить желаемую силу всасывания воды из субстрата для выращивания и подачи ее во вторую трубу.
Предпочтительно, чтобы высота расположения точки, в которой происходит выпуск из первой трубы во вторую трубу, была не меньше высоты любой другой точки первой трубы. Это означает, что предпочтительно, чтобы ни одна часть первой трубы не располагалась выше точки, в которой происходит выпуск из первой трубы во вторую трубу.
Предпочтительно система содержит множество плит субстрата для выращивания, каждая из которых снабжена первой трубой, причем все эти первые трубы ведут к одной второй трубе. Еще предпочтительнее, если обеспечено несколько таких систем, так чтобы по меньшей мере две и обычно несколько вторых труб питали единственную третью трубу. Вода при этом течет в третью трубу, в которой размещен сифон для слива воды из системы. Сифон предпочтительно располагают в самой низкой точке третьей трубы.
Вторая труба может быть расположена под любым углом, при условии, что этот угол позволяет воде вытекать из системы, или предпочтительно в третью трубу. Обычно она расположена под углом от 0 до 45° к горизонтали.
Воду, сливаемую по сифонной трубе из системы, обычно используют повторно, обычно после обеззараживания.
Система может быть запущена в действие любым подходящим средством, создающим начальный поток воды в первую трубу, например воздушным насосом или другим всасывающим средством или даже только с использованием силы тяжести. В хорошо герметизированных системах никаких дополнительных средств для понижения или повышения давления воздуха не требуется, но на практике часто удобно включить такие средства регулирования давления в системе в течение продолжительного периода времени.
Для регулирования давления в системе предпочтительно используют воздушный насос, который можно подсоединить к любой точке трубопроводной системы, причем обычно его соединяют со второй
- 5 007015 или с третьей трубой. Часто удобно соединять его с третьей трубой, если она имеется. Воздушный насос регулируют так, чтобы поддерживать давление воздуха в системе в желаемом диапазоне.
Согласно изобретению воду всасывают из субстрата для выращивания и направляют в систему труб путем регулирования сил таким образом, чтобы вода стремилась идти от субстрата для выращивания во вторую трубу. Очевидно также, что можно создать такую систему, в которой давление в системе труб является достаточно высоким, чтобы заставить воздух поступать в субстрат для выращивания. Это может обеспечить повышение содержания кислорода в воде вокруг корней другим путем.
Систему по изобретению можно использовать в любом способе выращивания растений. Эта система особенно пригодна для регулирования расхода потока воды в системе для управления подачей кислорода, описанной в находящейся на рассмотрении международной заявке на патент РСТ/ЕР 02/07881 (заявитель).
Система по изобретению далее поясняется со ссылкой на чертежи.
На фиг. 1 показан ряд плит 1 субстрата для выращивания из полимерного пеноматериала. В каждой плите 1 имеется растение 2 для его выращивания (см. фиг. 2). Каждая плита непосредственно соединена с первой трубой 4 в точке 3 соединения. Все первые трубы 4 соединены с одной второй трубой 5, названной здесь боковой трубой. В предпочтительной системе имеется ряд боковых труб 5, в каждую из которых вода поступает из нескольких первых труб. На фиг. 1 показаны две боковые трубы 5. По всем боковым трубам 5 подают воду в третью трубу 6. Третья труба здесь названа главной трубой. К главной трубе 6 подсоединен воздушный насос 7. В самой нижней точке главной трубы 6 имеется сифон 8 для слива воды.
Первые трубы 4 обычно имеют внутренний диаметр 1-10 мм, предпочтительно около 4 мм. Вторые (боковые) трубы 7 обычно имеют внутренний диаметр 20-80 мм, предпочтительно 40-80 мм.
Систему запускают в действие следующим образом. Сифон 8 заполняют водой. Плиты 1 заполняют водой. Затем запускают воздушный насос 7, чтобы понизить давление воздуха в системе труб. Давление воздуха снижают, например, до около 1000 Па ниже атмосферного давления. Затем вода из плит 1 всасывается в первые трубы 4 из-за пониженного давления в трубах, и вода капает в боковые трубы 5 в их верху.
На фиг. 2 показано сечение боковой трубы 5, в которой имеется воздушное пространство и находится вода, текущая по дну трубы. Таким образом, вода, удаленная из каждой плиты, изолирована от всех других плит. Потоки воды текут по дну боковой трубы 5 и попадают в главную трубу 6. Воду из системы удаляют с помощью сифона 8, посредством которого обеспечивается выпуск воды наружу, несмотря на давление воздуха и без влияния на давление воздуха.
В показанной системе точки, в которых из первых труб 4 вода поступает в боковые трубы 5, находятся выше, чем соединительные точки 3. Таким образом, для всасывания воды по первой трубе 4 необходимо, чтобы давление воздуха было ниже атмосферного давления на достаточно большую величину, чтобы поднять воду на требуемую высоту. Относительная высота одинакова у всех первых труб. Таким образом, давление в трубопроводной системе может быть даже атмосферным, но общая сила, действующая на воду, стремится всасывать ее из субстрата для выращивания в боковую трубу 5.
Слитую через сифон воду обычно обеззараживают и рециркулируют.

Claims (24)

1. Способ выращивания растений в субстрате для выращивания, предусматривающий подачу воды к субстрату для выращивания, всасывание воды в первую трубу, непосредственно соединенную одним концом с субстратом для выращивания, и через первую трубу во вторую трубу, соединенную с другим концом первой трубы, отличающийся тем, что вторая труба, по меньшей мере, частично заполнена воздухом, а воду выпускают из первой трубы в воздушное пространство во второй трубе, причем субстрат для выращивания образован из органической полимерной пены.
2. Способ по п.1, в котором давление в трубах регулируют воздушным насосом.
3. Способ по п.1 или 2, в котором органическую полимерную пену выбирают из вспененного фенолкарбамидоформальдегида, вспененного карбамидоформальдегида, вспененного полиуретана, вспененного фурана и вспененного фурфурилового спирта, причем предпочтительным является вспененный фенолкарбамидоформальдегид.
4. Способ по любому предшествующему пункту, в котором внутренний диаметр первой трубы составляет 6-50%, предпочтительно 7-30% внутреннего диаметра второй трубы.
5. Способ по любому предшествующему пункту, в котором трубы имеют такой размер и расход потока воды регулируют так, чтобы вода занимала не более 20%, а предпочтительно не более 10% внутреннего объема трубопроводной системы.
6. Способ по любому предшествующему пункту, в котором субстрат для выращивания имеет форму одной или более плит, каждая из которых непосредственно соединена с первой трубой, причем по меньшей мере две первые трубы соединены с одной второй трубой.
- 6 007015
7. Способ по п.2, в котором обеспечены по меньшей мере две вторые трубы, которые соединены с одной третьей трубой, к которой присоединен воздушный насос.
8. Способ по любому предшествующему пункту, в котором воду удаляют из трубопроводной системы посредством сифона.
9. Способ по любому предшествующему пункту, в котором обеспечивают давление воздуха в трубопроводной системе ниже атмосферного давления, предпочтительно на 0-20000 Па ниже атмосферного давления.
10. Способ по любому предшествующему пункту, в котором вторая труба является, по существу, прямой и расположена под углом от 0 до 45° к горизонту и во всех точках находится выше ростового субстрата.
11. Способ по любому из пп.1-9, в котором вторая труба является, по существу, прямой и расположена под углом от 0 до 45° к горизонту и во всех точках расположена ниже ростового субстрата.
12. Способ по любому предшествующему пункту, в котором субстрат для выращивания удерживает воду против действия силы, составляющей по меньшей мере 5 см водяного столба, а предпочтительно по меньшей мере 20 см водяного столба.
13. Способ по любому предшествующему пункту, в котором субстрат для выращивания имеет плотность 5-35 кг/м3.
14. Способ по любому предшествующему пункту, в котором субстрат для выращивания находится в виде сетки из полимерных нитей.
15. Способ по п.14, в котором точки пересечения сетки отстоят на 20-100 мкм.
16. Способ по п.15, в котором нити сетки имеют толщину, составляющую 1/10-1/5, предпочтительно 1/8-1/5 расстояния между точками пересечения сетки.
17. Устройство, в котором могут выращиваться растения, содержащее субстрат для выращивания из органической полимерной пены, приспособленный для содержания растений, причем субстрат для выращивания непосредственно соединен с первой трубой для всасывания воды от субстрата для выращивания, вторую трубу, соединенную с концом первой трубы, не соединенным с субстратом для выращивания, и средства дренажа воды из второй трубы; причем устройство имеет такие размеры, что вторая труба, по меньшей мере, частично заполнена воздухом при использовании.
18. Устройство по п.17, дополнительно содержащее воздушный насос для регулирования давления воздуха внутри первой и второй труб.
19. Устройство по п.17 или 18, дополнительно содержащее средства подачи воды в субстрат для выращивания, предпочтительно капельную систему.
20. Устройство по любому из пп.17-19, в котором внутренний диаметр первой трубы составляет 650%, предпочтительно 7-30% внутреннего диаметра второй трубы.
21. Устройство по любому из пп.17-20, дополнительно содержащее третью трубу, соединенную со второй трубой.
22. Устройство по п.21, в котором средства дренажа воды из второй трубы содержат сифон, расположенный в самой низкой точке третьей трубы.
23. Устройство по любому из пп.17-22, в котором субстрат для выращивания растений образован из вспененного фенолкарбамидоформальдегида, вспененного карбамидоформальдегида, вспененного полиуретана, вспененного фурана и вспененного фурфурилового спирта, причем предпочтительным является вспененный фенолкарбамидоформальдегид.
24. Субстрат для выращивания, который содержит растения, и который способен всасывать жидкость и не пропускать воздух, и который непосредственно соединен с трубопроводной системой, частично заполненной жидкостью и частично воздухом; причем трубопроводная система приспособлена для контролируемого выпуска жидкости из субстрата для выращивания.
EA200501133A 2003-01-13 2004-01-08 Способ и устройство для выращивания растений EA007015B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB0300701.0A GB0300701D0 (en) 2003-01-13 2003-01-13 Method and apparatus for growing plants
PCT/EP2004/000063 WO2004062349A1 (en) 2003-01-13 2004-01-08 Method and apparatus for growing plants

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200501133A1 EA200501133A1 (ru) 2005-12-29
EA007015B1 true EA007015B1 (ru) 2006-06-30

Family

ID=9951039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200501133A EA007015B1 (ru) 2003-01-13 2004-01-08 Способ и устройство для выращивания растений

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20060150496A1 (ru)
EP (1) EP1585383A1 (ru)
JP (1) JP2006515183A (ru)
KR (1) KR20050094431A (ru)
CA (1) CA2513128A1 (ru)
EA (1) EA007015B1 (ru)
GB (1) GB0300701D0 (ru)
NZ (1) NZ541090A (ru)
UA (1) UA80597C2 (ru)
WO (1) WO2004062349A1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507215C2 (ru) * 2009-10-07 2014-02-20 Хантсмэн Интернэшнл Ллс Способ получения гибкого пенополиуретана
RU2645766C2 (ru) * 2013-06-24 2018-02-28 Хантсмэн Интернэшнл Ллс Пенополиуретан, используемый для улучшения почвы
RU2682383C2 (ru) * 2016-05-26 2019-03-19 Общество с ограниченной ответственностью "БИОТОН" Способ выращивания огурца на сублиме в малообъемной гидропонике с использованием капельного орошения
RU2768041C1 (ru) * 2021-07-16 2022-03-23 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха" Способ выращивания растений

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9974249B2 (en) * 2006-02-10 2018-05-22 W. Gene Ramsey Hybrid composite hydroponic substrate system
US7739833B2 (en) * 2006-02-10 2010-06-22 Ramsey W Gene Foamed vitroeous materials for agricultural applications
US20080034653A1 (en) * 2006-02-10 2008-02-14 Ramsey W G Hybrid composite hydroponic substrate system
US8966816B2 (en) * 2011-07-26 2015-03-03 Ecolife Conservation Aquaponics system
US9125349B2 (en) 2013-12-20 2015-09-08 Joseph K. Leavitt Self-watering, mobile, container gardening system

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3877172A (en) * 1973-02-26 1975-04-15 Semperit Ag Foamed plastic profile member for hydroponic cultivation and growth of plants
US4324069A (en) * 1980-05-27 1982-04-13 Flagg Rodger H Plant growing system utilizing pneumatic pressure
US4630394A (en) * 1984-09-17 1986-12-23 Sherard Michael W Subirrigation gravel culture growing bed
GB2199475B (en) * 1986-11-27 1990-08-01 Fisons Plc Plant cultivation container
JPH0448689Y2 (ru) * 1987-03-31 1992-11-17
NL8701589A (nl) * 1987-07-06 1989-02-01 Rockwool Lapinus Bv Werkwijze en inrichting voor de minerale-wol-teelt van planten met zuigspanningsregeling.
NL8901881A (nl) * 1989-07-20 1991-02-18 Rockwool Grodan Bv Drainagekoppelelement.
NO177622C (no) * 1992-07-29 1995-10-25 Halvard Baugeroed En fremgangsmåte og anordning for dyrking av planter i mineralull eller andre inaktive dyrkningsmedier
US5611172A (en) * 1992-10-06 1997-03-18 Agripak, Inc. Apparatus for the treatment of live plants
JPH1075671A (ja) * 1996-09-06 1998-03-24 Kimmon Mfg Co Ltd 栽培装置及び栽培装置の養液循環方法
NL1006295C2 (nl) * 1997-06-12 1998-12-15 Maarten De Vroom Inrichting en werkwijze voor het op een substraat telen van een gewas.
CA2228071A1 (en) * 1998-01-26 1999-07-26 Claude Lapointe Container for hydroponic culture and method for making same
GB0117183D0 (en) * 2001-07-13 2001-09-05 Rockwool Int Method and apparatus for growing plants

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2507215C2 (ru) * 2009-10-07 2014-02-20 Хантсмэн Интернэшнл Ллс Способ получения гибкого пенополиуретана
RU2645766C2 (ru) * 2013-06-24 2018-02-28 Хантсмэн Интернэшнл Ллс Пенополиуретан, используемый для улучшения почвы
RU2682383C2 (ru) * 2016-05-26 2019-03-19 Общество с ограниченной ответственностью "БИОТОН" Способ выращивания огурца на сублиме в малообъемной гидропонике с использованием капельного орошения
RU2768041C1 (ru) * 2021-07-16 2022-03-23 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр картофеля имени А.Г. Лорха" Способ выращивания растений

Also Published As

Publication number Publication date
WO2004062349A1 (en) 2004-07-29
NZ541090A (en) 2007-05-31
CA2513128A1 (en) 2004-07-29
UA80597C2 (en) 2007-10-10
EA200501133A1 (ru) 2005-12-29
US20060150496A1 (en) 2006-07-13
GB0300701D0 (en) 2003-02-12
KR20050094431A (ko) 2005-09-27
EP1585383A1 (en) 2005-10-19
JP2006515183A (ja) 2006-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2654247C2 (ru) Способ выращивания растений
EP1699285B1 (en) Root and water management system for potted plants
US20140075841A1 (en) Hydroponic growing system
JP3200590U (ja) 壁面用植栽基盤
EA007015B1 (ru) Способ и устройство для выращивания растений
AU2002354541B2 (en) Method and apparatus for growing plants
EA009329B1 (ru) Способ и устройство для выращивания растений
AU2002354541A1 (en) Method and apparatus for growing plants
EP0539997B1 (en) Negative pressure-difference water supply system
KR0162538B1 (ko) 토양관개용 파이프 및 이것을 이용한 토양관개방법 및 토양으로의 기체공급방법
KR100458278B1 (ko) 부직포를 이용한 식물재배용 포트
KR200179704Y1 (ko) 식물재배기의 자동수분공급장치
JPH05176642A (ja) 植物栽培法
CN1320365A (zh) 虹吸地下培根灌溉设备
Bunt et al. Irrigation systems
WO2023039366A1 (en) Hydroponic cultivation system
JP2023026781A (ja) 植物の栽培装置
JPH06141709A (ja) 乾燥土壌における植物栽培法
JP2005160358A (ja) 点滴潅水用チューブ

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): BY RU