RU135229U1

RU135229U1 - PLANT FOR AEROPONIC GROWING OF PLANTS

Info

Publication number: RU135229U1
Application number: RU2013135220/13U
Authority: RU
Inventors: Иван Викторович Шальнов
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2013-12-10

Abstract

Установка для аэропонного выращивания растений, содержащая вегетационную емкость с опорой для растений и узел полива, соединенный с вегетационной емкостью и содержащий резервуар с питательным раствором и генератор питательного тумана, отличающаяся тем, что вегетационная емкость выполнена в виде двух одинаковых, одним концом сопряженных между собой труб с посадочной поверхностью и люками, выполненными в их боковой поверхности с возможностью открывания и извлечения из труб созревших клубне- корнеплодов, при этом трубы расположены на одном уровне под углом 10-15° к горизонтальной плоскости симметрично относительно вертикальной оси установки, а в месте их сопряжения со стороны посадочной поверхности выполнен патрубок, посредством которого вегетационная емкость соединена с резервуаром узла полива, снабженного емкостью для подпитки его питательным раствором и поддержания уровня питательного раствора в резервуаре посредством, например, поплавкового клапана, запорный элемент которого установлен в нижнем отверстии емкости, причем для создания питательного тумана использован ультразвуковой генератор тумана, помещенный в питательный раствор, кроме того, на другом конце каждой трубы в ее торце установлен вытяжной влагостойкий вентилятор.An installation for aeroponic growing of plants, containing a growing tank with a support for plants and an irrigation unit, connected to the growing tank and containing a tank with a nutrient solution and a generator of nutrient fog, characterized in that the growing tank is made in the form of two identical, one end of mated pipes with a landing surface and hatches made in their lateral surface with the possibility of opening and removing ripe tubers-root crops from the pipes, while the pipes are located at the same level at an angle of 10-15 ° to the horizontal plane symmetrically relative to the vertical axis of the installation, and in the place of their conjugation on the side of the landing surface, a branch pipe is made, through which the growing tank is connected to the reservoir of the irrigation unit, equipped with a reservoir for feeding it with a nutrient solution and maintaining the level of the nutrient solution in the reservoir by means of, for example, a float valve, the shut-off element of which is installed n in the lower opening of the container, and an ultrasonic fog generator placed in the nutrient solution was used to create a nutrient fog, in addition, an exhaust moisture-resistant fan is installed at the other end of each pipe at its end.

Description

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, а именно, к оборудованию для бессубстрактного выращивания растений методом аэропоники, и может быть использована для круглогодичного выращивания сельскохозяйственных растений и размножения безвирусного посадочного материала в контролируемых условиях.The utility model relates to the field of agriculture, namely, equipment for the absence of seedless cultivation of plants by aeroponics, and can be used for year-round cultivation of agricultural plants and propagation of virus-free planting material under controlled conditions.

Аэропоника - процесс выращивания растений в воздушной среде без использования почвы, при котором питательные вещества к корням растений доставляются в виде аэрозоля. Это одни из самых технологичных систем из всех существующих. Корни растения свободно свисают в емкость. Питательный раствор подается на корни микрокаплями или туманом, тем самым обволакивая их воздушно-питательной средой. Такой подход обеспечивает максимальный приток кислорода к корням. Поскольку отсутствует субстрат, во избежание пересыхания распыление раствора проводят, обычно, круглосуточно или периодически. Культуры, выращенные на аэропонике, отличаются особенно большой скоростью роста и созревания.Aeroponics - the process of growing plants in air without the use of soil, in which nutrients are delivered to the roots of plants in the form of an aerosol. These are one of the most technologically advanced systems of all. The roots of the plant hang freely in the container. The nutrient solution is supplied to the roots with microdrops or fog, thereby enveloping them with an air-nutrient medium. This approach provides maximum oxygen flow to the roots. Since there is no substrate, to avoid drying out, the solution is sprayed, usually around the clock or periodically. Crops grown on aeroponics have a particularly high growth and maturation rate.

Известно большое количество изобретений, посвященных созданию установок для выращивания растений на аэропонике (А.с. СССР №296528, Кл. A01G 31/02, 1969; А.с. СССР №483091, Кл. A01G 31/02, 1973; А.с. СССР №424537, Кл. A01G 31/02, 1971; А.с. СССР №308715, Кл. A01G 31/02, 1969; А.с. СССР №1628981, Кл. A01G 31/02, 1987; А.с. СССР №1033080, Кл. A01G 31/02, 1982; А.с. СССР №1586621, Кл. A01G 31/02, 1987, А.с. СССР №1702974, Кл. A01G 31/02, 1988), включающих вегетационную емкость с опорой для растений и узел полива. Узел полива, как и вегетационная емкость, имеют самые различные конструкции. В большинстве известных технических решений он выполнен в виде распылительного сопла, герметичная емкость под которым подключена к источнику сжатого воздуха, и трубопровода подачи питательного раствора, который распыляется воздухом через сопло. Совершенствование узла полива направлено на экономичное использование аэрозоля и снижение удельной энергоемкости процесса питания растений.A large number of inventions are known on the creation of plants for growing plants on aeroponics (A.S. USSR No. 296528, Cl. A01G 31/02, 1969; A.S. USSR No. 483091, Cl. A01G 31/02, 1973; A. S. USSR No. 424537, CL A01G 31/02, 1971; A.S. USSR No. 308715, Cl. A01G 31/02, 1969; A.S. USSR No. 1628981, Cl. A01G 31/02, 1987; A USSR SS No. 1033080, CL A01G 31/02, 1982; AS USSR No. 1586621, CL A01G 31/02, 1987, AS USSR No. 1702974, CL A01G 31/02, 1988) including a vegetation tank with a support for plants and an irrigation unit. The irrigation unit, as well as the vegetation tank, have a variety of designs. In most known technical solutions, it is made in the form of a spray nozzle, a sealed container under which is connected to a source of compressed air, and a nutrient solution supply pipe that is sprayed with air through the nozzle. Improving the irrigation unit is aimed at the economical use of aerosol and reducing the specific energy consumption of the plant nutrition process.

Наиболее близким по конструкции и техническому результату к заявленному является устройство В.Н. Чернышова для аэропонного выращивания растений (А.с. СССР №1702974, Кл. A01G 31/02, 1988; прототип), включающее вегетационную камеру с крышкой, в которой имеются посадочные отверстия. К вегетационной камере снизу подсоединены генератор питательного тумана и емкость для питательного раствора. Подсоединенный к камере генератор питательного тумана нагнетает питательный туман в камеру, увлажняя корневую систему растений.The closest in design and technical result to the claimed is the device V.N. Chernyshov for aeroponic cultivation of plants (AS USSR No. 1702974, Cl. A01G 31/02, 1988; prototype), including a vegetation chamber with a lid, in which there are planting holes. A nutrient fog generator and a container for the nutrient solution are connected to the bottom of the growing chamber from below. A nutrient mist generator connected to the chamber pumps the nutrient mist into the chamber, moistening the root system of the plants.

Известное устройство направлено на улучшение минерального питания растений. Однако известны способы и средства для выращивания растений в условиях гидропоники, включающие поддержание параметров микроклимата в заданных режимах и подачу питательной среды к семенам или растениям, а также физическое воздействие на последние, в качестве которого используют ультразвук, создаваемый в питательной среде, смачивающей семена или корни растений, результатом чего является высокая их урожайность (Пат. РФ №2048058, Кл. A01G 7/04, А01G 31/02, А01G 9/26; 1993). Ультразвук повышает проницаемость клеточных мембран и стимулирует синтез новых ферментов в клетке. При ультразвуковом воздействии имеет место звукокапиллярный эффект, заключающийся в том, что аномально возрастает скорость и глубина проникновения жидкости в капиллярные каналы, что позволяет нтенсифицировать проникновение питательной среды в корневую систему растения или в объем семян.The known device is aimed at improving the mineral nutrition of plants. However, methods and means for growing plants under hydroponic conditions are known, including maintaining the microclimate parameters in predetermined modes and supplying a nutrient medium to seeds or plants, as well as physical impact on the latter, which is used as ultrasound created in a nutrient medium that moistens the seeds or roots plants, the result of which is their high productivity (Pat. RF No. 2048058, Cl. A01G 7/04, A01G 31/02, A01G 9/26; 1993). Ultrasound increases the permeability of cell membranes and stimulates the synthesis of new enzymes in the cell. With ultrasonic exposure, a sound-capillary effect takes place, consisting in the fact that the speed and depth of penetration of liquid into the capillary channels increase abnormally, which makes it possible to intensify the penetration of the nutrient medium into the root system of the plant or into the volume of seeds.

Задача, решаемая данной полезной моделью, заключается в улучшении минерального питания растений.The problem solved by this utility model is to improve the mineral nutrition of plants.

Технический результат от решения поставленной задачи заключается в повышении урожайности растений, выращенных на аэропонике, а также в возможности круглогодичного выращивания сельскохозяйственных растений и размножения безвирусного посадочного материала в контролируемых условиях, имеющих высокий выход и невысокую себестоимость.The technical result from the solution of the problem is to increase the yield of plants grown on aeroponics, as well as the possibility of year-round cultivation of agricultural plants and the propagation of virus-free planting material under controlled conditions with a high yield and low cost.

Поставленная полезной моделью задача решена тем, что в установке для аэропонного выращивания растений, содержащей вегетационную емкость с опорой для растений и узел полива, соединенный с вегетационной емкостью и содержащий резервуар с питательным раствором и генератор питательного тумана, вегетационная емкость выполнена в виде двух одинаковых одним концом сопряженных между собой труб с посадочной поверхностью и люками, выполненными в их боковой поверхности с возможностью открывания и извлечения из труб созревших клубне - корнеплодов, при этом трубы расположены на одном уровне под углом 10-15° к горизонтальной плоскости симметрично относительно вертикальной оси установки, а в месте их сопряжения со стороны посадочной поверхности выполнен патрубок, посредством которого вегетационная емкость соединена с резервуаром узла полива, снабженного емкостью для подпитки его питательным раствором и поддержания уровня питательного раствора в резервуаре посредством, например, поплавкового клапана, запорный элемент которого установлен в нижнем отверстии емкости, причем, для создания питательного тумана использован ультразвуковой генератор тумана, помещенный в питательный раствор, кроме того, на другом конце каждой трубы в ее торце установлен вытяжной влагостойкий вентилятор. Для создания питательного тумана может быть использован промышленно изготовленный ультразвуковой генератор тумана.The problem posed by the utility model is solved in that in a plant for growing plants by aeroponics containing a vegetation tank with a plant support and an irrigation unit connected to a vegetation tank and containing a reservoir with a nutrient solution and a nutrient fog generator, the vegetation tank is made in the form of two identical ends interconnected pipes with a landing surface and hatches made in their lateral surface with the possibility of opening and removing ripened tubers - root crops from pipes moreover, the pipes are located at the same level at an angle of 10-15 ° to the horizontal plane symmetrically relative to the vertical axis of the installation, and at the place of their mating on the side of the seating surface, a pipe is made by means of which the vegetation tank is connected to the reservoir of the irrigation unit equipped with a tank for feeding it nutrient solution and maintain the level of nutrient solution in the tank by, for example, a float valve, a shut-off element of which is installed in the lower opening of the container, and, for anija nutrient mist used ultrasonic mist generator placed in nutrient solution, in addition, at the other end of each tube in its mounted end moistureproof exhaust fan. An industrial ultrasonic mist generator can be used to create nutrient mist.

Заявленная конструкция вегетационной камеры позволяет надежно доставлять минеральное питание растениям в виде питательного тумана, создаваемого ультразвуковым генератором тумана, обеспечивая интенсивное проникновение питательной среды в корневую систему растения, благодаря чему улучшается минерального питания растений и повышается их урожайность. Высокий выход продукции обеспечит невысокую ее себестоимость.The claimed design of the vegetation chamber allows reliable delivery of mineral nutrition to plants in the form of nutrient fog created by an ultrasonic fog generator, providing intensive penetration of the nutrient medium into the root system of the plant, thereby improving the mineral nutrition of plants and increasing their yield. High yield will ensure its low cost.

Полезная модель иллюстрируется чертежом.The utility model is illustrated in the drawing.

На фиг. изображена установка для аэропонного выращивания растений.In FIG. depicted installation for aeroponic growing plants.

Заявленная установка для аэропонного выращивания растений содержит вегетационную емкость и соединенный с вегетационной емкостью узел полива.The claimed installation for aeroponic cultivation of plants contains a vegetation tank and a watering unit connected to the vegetation tank.

Вегетационная емкость выполнена в виде двух одинаковых труб 1 с посадочной поверхностью 2, на которой выполнены опоры 3 для растений. Трубы 1 расположены на одном уровне под углом 10-15° к горизонтальной плоскости симметрично относительно вертикальной оси установки. Одним концом они сопряжены между собой с помощью тройника 4: двумя противоположно расположенными одинаковыми отверстиями с диаметром, равным диаметру труб 1, он соединен с трубами 1, а со стороны посадочной поверхности 2 - с патрубком 5, посредством которого вегетационная емкость соединена с резервуаром 6 с питательным раствором 7 узла полива. На боковой поверхности труб 1 с возможностью открывания и извлечения из труб 1 созревших клубне - корнеплодов выполнены люки 8. На другом конце каждой трубы 1 в ее торце установлен влагостойкий вытяжной вентилятор 9.The vegetation tank is made in the form of two identical pipes 1 with a landing surface 2, on which supports 3 for plants are made. Pipes 1 are located at the same level at an angle of 10-15 ° to the horizontal plane symmetrically with respect to the vertical axis of the installation. At one end, they are interconnected using a tee 4: two equally opposed holes with a diameter equal to the diameter of the pipes 1, it is connected to the pipes 1, and from the side of the planting surface 2, to the pipe 5, through which the vegetation tank is connected to the tank 6 with nutrient solution 7 nodes irrigation. On the lateral surface of the pipes 1 with the possibility of opening and removing from the pipes 1 the ripened root tubers, hatches are made 8. At the other end of each pipe 1, a moisture-proof exhaust fan 9 is installed at its end.

Узел полива выполнен в виде резервуара 6 с питательным раствором 7 и емкости 10 для подпитки и поддержания уровня питательного раствора 7 в резервуаре 6. Верхний уровень питательного раствора 7 всегда должен быть ниже входного отверстия 11 патрубка 5. Нижний допустимый уровень питательного раствора 7 задается условием полного погружения в питательный раствор 7 ультразвукового генератора тумана 12, который служит для создания питательного тумана. Это достигается путем применения поплавкового клапана, запорный орган 13 которого установлен в нижнем отверстии 14 емкости 10 и связан посредством рычага 15 с поплавком 16. При достижении верхнего допустимого уровня питательного раствора 7 в резервуаре 6 поплавок 16 «сигнализирует» о прекращении подачи раствора 7 в резервуар 6, запорный орган 13 клапана перекрывает отверстие 14 емкости 10, и подача питательного раствора прекращается. По мере использования питательного раствора 7 уровень его в резервуаре 6 падает, и как только он достигает нижнего допустимого уровня, поплавок 16 «сигнализирует» о необходимости подачи раствора 7 в резервуар 6. Посредством рычага 15 поплавкового клапана запорный орган 13 открывает отверстие 14 емкости 10, и питательный раствор вновь поступает в резервуар 6 до тех пор, пока уровень питательного раствора не достигнет допустимого верхнего уровня в резервуаре 6.The irrigation unit is made in the form of a reservoir 6 with a nutrient solution 7 and a container 10 for feeding and maintaining the level of the nutrient solution 7 in the reservoir 6. The upper level of the nutrient solution 7 must always be lower than the inlet 11 of the nozzle 5. The lower permissible level of the nutrient solution 7 is set by the condition of complete immersion in the nutrient solution 7 of the ultrasonic fog generator 12, which serves to create a nutrient fog. This is achieved by the use of a float valve, a shut-off element 13 of which is installed in the lower hole 14 of the tank 10 and is connected by a lever 15 to the float 16. Upon reaching the upper acceptable level of the nutrient solution 7 in the tank 6, the float 16 "signals" about the termination of the supply of solution 7 to the tank 6, the valve shutoff member 13 closes the opening 14 of the container 10, and the supply of the nutrient solution is stopped. As the nutrient solution 7 is used, its level in the tank 6 drops, and as soon as it reaches the lower acceptable level, the float 16 “signals” the need to supply the solution 7 to the tank 6. By means of the lever 15 of the float valve, the shut-off element 13 opens the opening 14 of the tank 10, and the nutrient solution again enters the tank 6 until then, until the level of the nutrient solution reaches an acceptable upper level in the tank 6.

С целью создания питательного тумана может быть использован изготовленный промышленным способом ультразвуковой генератор тумана М-030, выпускаемый ООО ”Производство медицинских и бытовых приборов. Энергия”, Татарстан, Набережные Челны, ул. Старосармановская, 29, или разработанный фирмой Fogstar, Германия. Производительность его зависит от объема установки и составляет 600 мл/ч и более, мощность - от 60 Вт.In order to create a nutrient mist, an ultrasonic fog generator M-030 manufactured by the industrial method manufactured by LLC Production of Medical and Home Appliances can be used. Energy ”, Tatarstan, Naberezhnye Chelny, ul. Starosarmanovskaya, 29, or developed by Fogstar, Germany. Its performance depends on the volume of the installation and is 600 ml / h or more, power - from 60 watts.

В вегетационных трубах 1 на их посадочной поверхности 2 в опорах 3 размещены саженцы растений 17 со свободно свисающими корнями 18, причем внутри трубы 1 находится только корневая система 18, остальная часть растения (габитус) находится в помещении с контролируемыми параметрами: влажностью 70-80%, температурой 22-25°C, освещенностью 4000-5000 Лк и длиной дня 12 часов. Чтобы активировать автотрофные процессы у растений, выращиваемых в условиях in vitro, важно регулировать уровень CO₂ в помещении.In the growing pipes 1, on their planting surface 2, in the supports 3, plant seedlings 17 with freely hanging roots 18 are placed, and inside the pipe 1 there is only the root system 18, the rest of the plant (habitus) is in a room with controlled parameters: humidity 70-80% , with a temperature of 22-25 ° C, illumination of 4000-5000 Lux and a day length of 12 hours. To activate autotrophic processes in plants grown in vitro, it is important to regulate the level of CO ₂ in the room.

Установка для аэропонного выращивания растений работает следующим образом.Installation for aeroponic growing plants works as follows.

Мелкодисперсную смесь из капелек питательного раствора и воздуха создают с помощью ультразвука. Самая простая реализация такого метода аэропоники - использование готового «генератора тумана». После генерации взвеси питательного раствора 7 ультразвуковым генератором тумана 12 питательный раствор в виде капелек тумана через отверстие 11 в патрубке 5, далее по патрубку 5 и тройник 4 попадает в вегетационные трубы 1, благодаря тяге, создаваемой в каждой трубе 1 влагостойким вытяжным вентилятором 9, и установке труб 1 на одном уровне под углом 10-15° к горизонтальной поверхности, активно обеспечивая минеральным питанием растения. Угол наклона в 10-15° достаточен, чтобы обеспечить надежную доставку минерального питания растениям в виде питательного тумана, создаваемого ультразвуковым генератором, обеспечивая интенсивное проникновение питательной среды в корневую систему растения. При выращивании на аэропонике корни растений растут очень тонкими и покрываются «пушком» из впитывающих волосков, диаметр которых зависит от размера капель аэрозоля. При этом значительно улучшается не только насыщение корней кислородом, но и их впитывающая поверхность. Также увеличивается и доступность самих питательных элементов. Культуры, выращенные на аэропонике, отличаются особенно большой скоростью роста и созревания. Для проникновения в вегетационные трубы 1 с целью сбора урожая клубней и корнеплодов служат люки 8.A fine mixture of droplets of nutrient solution and air is created using ultrasound. The simplest implementation of such an aeroponics method is the use of a ready-made “fog generator”. After the suspension of the nutrient solution 7 is generated by the ultrasonic fog generator 12, the nutrient solution in the form of mist droplets through the hole 11 in the nozzle 5, then through the nozzle 5 and the tee 4 enters the growing pipes 1, due to the draft created in each pipe 1 by a moisture-proof exhaust fan 9, and installing pipes 1 at the same level at an angle of 10-15 ° to the horizontal surface, actively providing the plant with mineral nutrition. An angle of inclination of 10-15 ° is sufficient to ensure reliable delivery of mineral nutrition to plants in the form of nutrient fog created by an ultrasonic generator, providing intensive penetration of the nutrient medium into the root system of the plant. When grown on aeroponics, plant roots grow very thin and are covered with a “fluff” of absorbent hairs, the diameter of which depends on the size of the aerosol droplets. This significantly improves not only the saturation of the roots with oxygen, but also their absorbent surface. The availability of nutrients themselves is also increasing. Crops grown on aeroponics have a particularly high growth and maturation rate. To penetrate into the vegetation pipes 1 in order to harvest tubers and root crops, hatches 8 are used.

Заявленная установка для аэропонного выращивания растений промышленно применима. Изготовлен опытный образец установки, которая позволит круглогодично выращивать сельскохозяйственные растения и размножение безвирусного посадочного материала в контролируемых условиях. Высокий выход продукции обеспечит невысокую ее себестоимость.The claimed installation for aeroponic cultivation of plants is industrially applicable. A prototype of the installation was made, which will allow year-round cultivation of agricultural plants and the propagation of virus-free planting material under controlled conditions. High yield will ensure its low cost.

Claims

Installation for aeroponic growing of plants, comprising a vegetation tank with a support for plants and an irrigation unit connected to a vegetation tank and containing a reservoir with a nutrient solution and a nutrient fog generator, characterized in that the vegetation tank is made in the form of two identical pipes connected to each other by one end with a landing surface and hatches made in their lateral surface with the possibility of opening and removing ripened root crops from the pipes, while the pipes are located on one at an angle of 10-15 ° to the horizontal plane symmetrically relative to the vertical axis of the installation, and at the place of their mating on the side of the landing surface, a pipe is made through which the vegetation tank is connected to the reservoir of the irrigation unit, equipped with a tank for feeding it with nutrient solution and maintaining the level of nutrient solution in the tank by, for example, a float valve, a shut-off element of which is installed in the lower opening of the tank, and to create a nutrient mist using An ultrasonic fog generator is placed in a nutrient solution, in addition, a moisture-proof exhaust fan is installed at the other end of each pipe at its end.