RU2693721C1 - Aero-hydroponic plant for growing plants in vitro - Google Patents
Aero-hydroponic plant for growing plants in vitro Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693721C1 RU2693721C1 RU2018105619A RU2018105619A RU2693721C1 RU 2693721 C1 RU2693721 C1 RU 2693721C1 RU 2018105619 A RU2018105619 A RU 2018105619A RU 2018105619 A RU2018105619 A RU 2018105619A RU 2693721 C1 RU2693721 C1 RU 2693721C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aero
- hydroponic
- frame
- plants
- aeroponic
- Prior art date
Links
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 title description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 92
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 claims abstract description 55
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 6
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 claims description 9
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 3
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 40
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 23
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 21
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 12
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 10
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 abstract description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 5
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 abstract description 4
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 abstract description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 20
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 13
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000011160 research Methods 0.000 description 5
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000035800 maturation Effects 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N Calcium hypochlorite Chemical compound [Ca+2].Cl[O-].Cl[O-] ZKQDCIXGCQPQNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282994 Cervidae Species 0.000 description 1
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 208000002720 Malnutrition Diseases 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 240000000528 Ricinus communis Species 0.000 description 1
- 235000004443 Ricinus communis Nutrition 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000020774 essential nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 238000009313 farming Methods 0.000 description 1
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 1
- 244000037666 field crops Species 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000010413 gardening Methods 0.000 description 1
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000018343 nutrient deficiency Nutrition 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001863 plant nutrition Effects 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011321 prophylaxis Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 230000021749 root development Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000002054 transplantation Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 1
- 230000003612 virological effect Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 230000003442 weekly effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
- A01G31/02—Special apparatus therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
- A01G31/02—Special apparatus therefor
- A01G31/06—Hydroponic culture on racks or in stacked containers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
- Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Hydroponics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства и биотехнологии, в частности, к устройствам для выращивания растений аэрогидропонным способом in vitro. Может найти применение при размножении селеционных образцов ценных культур, а также семенного материала из пробирочных растений в оригинальном семеноводстве клубнеплодных культур, в частности, картофеля.The invention relates to the field of agriculture and biotechnology, in particular, to devices for growing plants aerohydroponic method in vitro. It can be used in reproduction of selective samples of valuable crops, as well as seed material from test-tube plants in the original seed production of tubers, in particular, potatoes.
Из уровня техники известна гидропонная установка для выращивания растений, (патент РФ на изобретение №2229792, МПК A01G 31/02, опубликован 10.06.2004), имеющая лотки-растильни в виде конусообразной емкости, заполненной наполнителем. Внутри емкости размещена труба с мелкими отверстиями для выхода воздуха, газовой смеси и питательной среды. Над трубой размещены экран для равномерного распределения питательной среды и формообразователь с ячейками для размещения в них корневой и/или надземной части растений. Над емкостью размещен колпак над ростовой зоной для регулирования вентиляции и газового питания растений. Недостатком известной установки является невозможность наблюдения процесса формирования корневой системы, в результате чего нельзя применить методы дифференцированного сбора поспевающих семян у клубнеплодных культур.From the prior art known hydroponic plant for growing plants (RF patent for the invention №2229792, IPC A01G 31/02, published 10.06.2004), having trays rastitel in the form of a cone-shaped container filled with filler. Inside the tank is a pipe with small holes for air outlet, gas mixture and nutrient medium. A screen is placed above the pipe to evenly distribute the nutrient medium and the former with cells to accommodate the root and / or aboveground parts of the plants. A cap is placed above the tank above the growth zone to regulate the ventilation and gas supply of plants. A disadvantage of the known installation is the impossibility of observing the process of the formation of the root system, as a result of which it is impossible to apply the methods of differentiated harvesting of ripened seeds from tuber crops.
Известно устройство для гидропонного выращивания сельскохозяйственных культур (патент РФ на изобретение №2289913, МПК A01G 31/02, опубликован 27.12.2006), состоящее из емкости с перфорированными стенками, заполненной субстратом. Внутри емкости проходит канал для подачи жидкости, представляющий собой поливную трубку с водовыпусками. Емкость с перфорированными стенками представляет собой объемное тело в виде одной секции или многосекционной конструкции, состоящей из нескольких секций, соединенных между собой. Перфорированная стенка секции емкости выполнена в виде поверхности куба, параллелепипеда или тела вращения. Недостатком известного устройства является сложность конструкции, а также невозможность наблюдения процесса формирования корневой системы - мониторинга развития корневой системы.A device for hydroponic cultivation of crops (patent of the Russian Federation for invention No. 2289913, IPC A01G 31/02, published 12/27/2006), consisting of a tank with perforated walls, filled with a substrate is known. Inside the tank passes a channel for the supply of fluid, which is an irrigation tube with water outlets. A container with perforated walls is a three-dimensional body in the form of a single section or a multisectional structure consisting of several sections interconnected. The perforated wall of the container section is made in the form of a cube surface, a parallelepiped or a body of revolution. A disadvantage of the known device is the complexity of the design, as well as the impossibility of observing the process of forming the root system - monitoring the development of the root system.
Наиболее близким техническим решением является одноярусная аэропонная установка «Урожай», разработанная группой аэропонных технологий выращивания растений Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной биотехнологии Россельхозакадемии (www.aerogidroponica.ru). Установка содержит каркас в виде сборно-разборной конструкции, собранной из трубчатых вертикальных и продольных элементов. В средней части каркаса находится резервуар для сбора жидкости, через днище которого осуществляется отвод жидкости и подача питающего раствора к соплам, распрыскивающим питательный раствор под давлением посредством насоса. Участки вертикальных элементов выше резервуара используются для крепления освещения, используемого в процесс выращивания. Подача питательного раствора к корням растений осуществляется методом разбрызгивания питательного раствора. Разбрызгивание, отвод из резервуара и его циркуляция обеспечиваются посредством водяного насоса. Устройство основано только на аэропонном способе выращивания при отсутствии постоянной питающей гидропонной системы питания. Недостатком изделия является малый размер рабочей камеры, недостаточный для развития корневой системы клубнеплодных растений.The closest technical solution is the “Harvest” single-tier aeroponic plant, developed by the group of aeroponic plant growing technologies of the All-Russian Research Institute of Agricultural Biotechnology of the Russian Academy of Agricultural Sciences (www.aerogidroponica.ru). The installation comprises a frame in the form of a collapsible structure assembled from tubular vertical and longitudinal elements. In the middle part of the frame there is a fluid collection tank, through the bottom of which a fluid is drawn and the feed solution is fed to the nozzles spraying the nutrient solution under pressure by means of a pump. The sections of the vertical elements above the tank are used to fix the lighting used in the growing process. Feed the nutrient solution to the roots of plants by spraying the nutrient solution. Spraying, venting from the tank and its circulation are provided by means of a water pump. The device is based only on aeroponic growing method in the absence of a constant hydroponic feeding system. The disadvantage of the product is the small size of the working chamber, insufficient for the development of the root system of tuber plants.
В предлагаемом изобретении система питания принципиально отличается от существующих способов подготовки питательной смеси и основана на активно-пассивном комбинированном методе подачи питательной смеси сразу тремя независимыми друг от друга питательными системами.In the present invention, the power supply system is fundamentally different from the existing methods of preparing the nutrient mixture and is based on the active-passive combined method of feeding the nutrient mixture at once in three independent nutrient systems.
Техническим результатом изобретения является:The technical result of the invention is:
- упрощение конструкции и технологического процесса - выращивания растений на установке,- simplification of the design and technological process - growing plants on the plant,
- удешевление технологического процесса вследствие значительного снижения издержек на производство (в частности, за счет сокращения затрат на электроэнергию, применения недорогих материалов и оборудования и значительного снижения всех видов трудоемких работ), что приводит к существенному снижению себестоимости конечной продукции,- cheaper process due to a significant reduction in production costs (in particular, by reducing energy costs, the use of low-cost materials and equipment and a significant reduction in all types of labor-intensive work), which leads to a significant reduction in the cost of the final product,
- повышение качественных и количественных характеристик выращиваемой продукции,- improving the qualitative and quantitative characteristics of the grown products,
- возможность мониторинга развития корневой системы - визуальный контроль, что позволяет применить методы дифференцированного сбора поспевающих семян у клубнеплодных культур,- the ability to monitor the development of the root system - visual inspection, which allows the use of methods of differentiated harvesting of ripening seeds from tuber crops,
- возможность применения приемов инициации клубнеобразования благодаря внедрению в технологический процесс дифференцированных схем питания и поэтапной уборки урожая,- the possibility of applying the methods of initiating tuberization due to the introduction into the process of differentiated nutritional schemes and phased harvesting,
- предотвращение загрязнения окружающей среды ввиду отсутствия химических обработок почвы, а также несравнимо меньшего использования химических препаратов в процессе вегетации.- prevention of environmental pollution due to the absence of chemical treatments of the soil, as well as incomparably smaller use of chemicals during the growing season.
Сущность изобретения заключается в том, что аэро-гидропонная установка для выращивания растений содержит каркас сборно-разборной конструкции, имеющий верхнюю и нижнюю рамы, аэрогидропонный бокс, расположенный в средней части каркаса, независимые друг от друга аэрозольную, аэропонную и гидропонную питательные системы, размещенные внутри аэрогидропонного бокса, рассадопосадочную панель, расположенную в верхней части аэрогидропонного бокса и состоящую из последовательно соединенных пластиковой решетки, черной светонепроницаемой пленки и фольгированного пенофола, сеть для фиксации растений, расположенную над рассадопосадочной панелью, осветительную установку, прикрепленную на верхней раме каркаса, систему фильтрации и ультрафиолетовой очистки и водяной насос, прикрепленные на нижней раме каркаса, ролики, прикрепленные к каркасу для придания мобильности. Аэрозольная питательная система является активной и основной формой питания и включает в себя воздушные трубки и водяные трубки, расположенные перпендикулярно с возможностью обеспечения смешения воздушного потока и потока жидкости соответственно, с образованием аэрозольной взвеси, и сепараторы, расположенные напротив воздушных трубок непосредственно за областью смешения воздушного потока и потока жидкости, выполненные с возможностью обеспечения внекорневой обработки растений в процессе вегетации. Аэропонная питательная система является активной и дополнительной формой питания и включает в себя трубки основной аэропонной системы, к которым через водяной насос подсоединена система фильтрации и ультрафиолетовой очистки, с форсунками основной аэропонной системы, трубопровод вспомогательной аэропонной системы, закрепленный на верхней раме каркаса, с форсунками вспомогательной аэропонной системы, выполненные с возможностью обеспечения внекорневой обработки растений в процессе вегетации, и распределительный кран, расположенный в аэрогидропонном боксе и выполненный с возможностью направления питательного раствора через форсунки вспомогательной аэропонной системы. Гидропонная питательная система является пассивной формой питания и включает в себя гидрорезервуар с питательным раствором, встроенный в аэрогидропонный бокс и расположенный с возможностью обеспечения постоянного контакта нижней части корней растений с питательным раствором, и лифт-платформу, смонтированную внутри аэрогидропонного бокса, выполненную с возможностью перемещения в вертикальной плоскости и имеющую отверстия и углубления в виде ячеек для удержания питательного раствора.The essence of the invention lies in the fact that the aero-hydroponic plant for growing plants contains a frame collapsible design, having an upper and lower frame, aero-hydroponic box, located in the middle part of the frame, independent from each other aerosol, aeroponic and hydroponic nutrient systems, located inside aerohydroponic box, a transplanting panel, located in the upper part of the aerohydroponic box and consisting of a series-connected plastic grid, a black light-proof film ki and foil penofola, a network for fixing plants, located above the seedling panel, a lighting unit attached to the upper frame of the frame, a filtration system and ultraviolet cleaning and a water pump attached to the lower frame of the frame, rollers attached to the frame to give mobility. The aerosol feeding system is the active and main form of feeding and includes air tubes and water tubes located perpendicularly with the ability to mix airflow and fluid flow, respectively, to form an aerosol suspension, and separators located opposite air tubes directly behind the airflow mixing region and fluid flow, made with the possibility of providing foliar treatment of plants during the growing season. The aeroponic feeding system is an active and additional form of feeding and includes tubes of the main aeroponic system, to which a filtration and ultraviolet cleaning system is connected through a water pump, with nozzles of the main aeroponic system, an auxiliary aeroponic system piping fixed to the upper frame of the frame, with auxiliary nozzles aerospace system, configured to provide foliar treatment of plants during the growing season, and a distribution valve located aerogidroponnom box and adapted to direct a nutrient solution through the nozzles of the auxiliary aeroponic system. Hydroponic nutrient system is a passive form of nutrition and includes a nutrient solution hydraulic reservoir, built into the aerohydroponic box and positioned to ensure constant contact of the lower part of the plant roots with the nutrient solution, and an elevator platform mounted inside the aerohydroponic box, configured to move into vertical plane and having holes and recesses in the form of cells to hold the nutrient solution.
Изобретение иллюстрируется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.
На фиг. 1 показаны внешние части аэро-гидропонной установки для выращивания растений in vitro, где 1 - каркас, 2 - сеть для фиксации растений, 3 - рама верхняя, 4 - осветительная установка, 5 - трубопровод вспомогательной аэропонной системы, 6 - форсунки вспомогательной аэропонной системы, 7 - рассадопосадочная панель, 8 - система фильтрации и ультрафиолетовой (УФ) очистки, 9 - водяной насос, 10 - аэрогидропонный бокс, 11 - ролики.FIG. 1 shows the outer parts of the aero-hydroponic plant for growing plants in vitro, where 1 is the skeleton, 2 is the network for plant fixation, 3 is the upper frame, 4 is the lighting installation, 5 is the auxiliary aeroponic system pipeline, 6 is the auxiliary aeroponic system nozzles, 7 - transplanting panel, 8 - filtration and ultraviolet (UV) cleaning system, 9 - water pump, 10 - aerohydroponic box, 11 - rollers.
На фиг. 2 показаны внутренние части аэро-гидропонной установки для выращивания растений in vitro, где: 12 - гирорезервуар с питательной жидкостью (гидропонная система питания), 13 - труба перепускная, 14 - трубки аэрозольной системы питания, 15 - трубки основной аэропонной системы, 16 - форсунки основной аэропонной системы, 17 - лифт-платформа (гидролифт), 18 - распределительный кран.FIG. 2 shows the internal parts of an aero-hydroponic plant for growing plants in vitro, where: 12 is a reservoir with a nutrient fluid (hydroponic power system), 13 is an overflow pipe, 14 is an aerosol feed system tube, 15 is a main aeropole system tube, 16 is a nozzle the main aeroponic system, 17 - lift platform (hydrolift), 18 - distribution crane.
На фиг. 3 показаны конструктивные элементы аэрозольной системы питания, где: 19 - водяная трубка, 20 - воздушная трубка, 21 - сепаратор.FIG. 3 shows the structural elements of the aerosol feeding system, where: 19 is a water tube, 20 is an air tube, 21 is a separator.
На фиг. 4 показаны конструктивные элементы пассивной системы питания (лифт-платформа), где: 22 - передвижной механизм, 23 - стержень, 24 - тросик, 25 - колесики, 26 - ячейки лифт-платформы, 27 - рукоятка.FIG. 4 shows the structural elements of the passive power system (elevator platform), where: 22 is a mobile mechanism, 23 is a rod, 24 is a cable, 25 are castors, 26 are cells of an elevator platform, 27 is a handle.
На фиг. 5 показаны конструктивные элементы рассадопосадочной крышки, где: 28 - пластиковая решетка, 29 - черная светонепроницаемая пленка, 30 - фольгированный пенофол толщиной 10 мм.FIG. 5 shows the structural elements of the seedling lid, where: 28 is a plastic lattice, 29 is a black opaque film, 30 is
На фиг. 6 показана фиксация растений картофеля на аэрогидропонной установке, сорт Жуковский ранний (ВНИИКХ).FIG. 6 shows the fixation of potato plants on aero-hydroponic plant, variety Zhukovsky early (VNIIKH).
На фиг.7 показано развитие корневой системы и усиленное столонообразование на растениях картофеля, сорт Жуковский ранний (ВНИИКХ).Figure 7 shows the development of the root system and enhanced stolonoobrazovanie on potato plants, variety Zhukovsky early (VNIIKH).
На фиг. 8 и фиг. 9 показано культивирование растений аэрогидропонным способом на аэрогидропонной установке (ВНИИКХ).FIG. 8 and FIG. 9 shows the cultivation of plants by the aero-hydroponic method on the aero-hydroponic plant (VNIIKH).
На фиг. 10 и фиг. 11 показано развитие миниклубней картофеля, сорт Жуковский ранний.FIG. 10 and FIG. 11 shows the development of mini-tubers of potato, a variety Zhukovsky early.
На фиг. 12 показана структура урожая миниклубней, собираемых на аэрогидропонной установке, сорт Жуковский ранний (ВНИИКХ).FIG. 12 shows the structure of the mini-harvest harvested at the aero-hydroponic plant, variety Zhukovsky early (VNIIKH).
На фиг. 13 показан аэрогидропонный блок, собранный из нескольких аэрогидропонный модульных устройств.FIG. Figure 13 shows an aero-hydroponic unit assembled from several aero-hydroponic modular devices.
Принцип питания растений в аэрогидропонном модуле основан на активно-пассивной форме подачи питательной смеси к корням растений и заключается в комбинации трех питательных систем, работающих независимо друг от друга.The principle of plant nutrition in the aero-hydroponic module is based on the active-passive form of feeding the nutrient mixture to the plant roots and consists in the combination of three nutrient systems operating independently of each other.
К активной питающей системе относятся детали аэрозольной и аэропонной систем, которые включаются периодически согласно выставленным режимам времени. Обе системы функционируют независимо друг от друга. Аэрозольная система является основной формой питания, в то время как аэропонная система выполняет роль дополнительного или же подстраховывающего питания в случае аварии аэрозольной системы.The active supply system includes parts of the aerosol and aeropoly systems, which are switched on periodically according to the set time modes. Both systems operate independently of each other. The aerosol system is the main form of nutrition, while the aeroponic system serves as an additional or reinstatement supply in the event of an accident of the aerosol system.
Пассивное питание осуществляется гидропонной системой, обеспечивающей питание корней растений практически постоянно, без задействования каких-либо узлов, деталей и электрооборудования. Узлы и детали гидропонной системы представлены встроенным резервуаром аэрогидропонного бокса и лифт-платформой, смонтированной внутри бокса, которая обеспечивает молодые растущие растения постоянным питанием до их полного развития. Все питательные системы размещены внутри камеры аэрогидропонного бокса и в комплексе представляют собой автономный полуавтоматический биокультивационный модуль для культивирования растений в течение всего вегетационного периода с возможностью ведения визуального контроля и мониторинга корневой системы и проведения дифференцированного сбора семян клубнеплодных растений, достигающих определенного размера по мере их роста и развития.Passive power is provided by a hydroponic system that provides power to the roots of plants almost constantly, without using any components, parts and electrical equipment. Components and parts of the hydroponic system are represented by the built-in reservoir of the aerohydroponic box and the elevator platform mounted inside the box, which provides young growing plants with constant nutrition until their full development. All nutrient systems are located inside the aero-hydroponic box chamber and in the complex are an autonomous semi-automatic bio-cultivation module for cultivating plants during the whole vegetation period with the ability to conduct visual monitoring and monitoring of the root system and carry out a differentiated collection of tuber plant seeds that reach a certain size as they grow and development.
Аэро-гидропонная установка для выращивания растений (клубнеплодных культур) содержит каркас 1 сборно-разборной конструкции, в средней части которого расположен аэрогидропонный бокс 10. Внутри аэрогидропонного бокса 10 размещены узлы и детали активно-пассивной питающей системы, состоящей из аэрозольной, аэропонной и гидропонной систем питания, которые выполнены с возможностью питания растений питательной жидкостью. Питательная жидкость находится в гидрорезервуаре 12, размещенном непосредственно внутри аэрогидропонного бокса 10 и являющимся компонентом пассивного питания. Гидрорезервуар 12 расположен таким образом, чтобы обеспечивать постоянный контакт нижней части корней растений с периодически рециркулируемым питательным раствором.An aero-hydroponic plant for growing plants (tuber crops) contains a
В верхней части аэрогидропонного бокса 10 расположена рассадопосадочная панель 7, состоящая из пластиковой решетки 28, поверх которой настелена черная светонепроницаемая пленка 29, которая, в свою очередь, накрыта фольгированным пенофолом 30 фольгой кверху. Над рассадопосадочной панелью 7 расположена сеть для фиксации растений 2. Под рассадопосадочной панелью 7 расположены трубки основной аэропонной системы 15, форсунки основной аэропонной системы 16, труба перепускная 13 и трубки аэрозольной системы питания 14. Элементами аэрозольной системы питания являются воздушные трубки 20, водяные трубки 19 и сепараторы 21. Воздушные трубки 20 и водяные трубки 19 расположены перпендикулярно друг другу с возможностью обеспечения смешения воздушного потока, поступающего из воздушного сопла каждой воздушной трубки 20, и потока жидкости, поступающей из каждой водяной трубки 19, с образованием аэрозольной взвеси. Сепараторы 21 расположены напротив воздушных сопел воздушных трубок 20 непосредственно за областью смешения воздушного потока и потока жидкости.In the upper part of the
Пассивная питающая система, расположенная в аэрогидропонном боксе 10, состоит из лифт-платформы 17, выполненной с возможностью перемещения в вертикальной плоскости. Лифт-платформа 17 выполнена с отверстиями и углублениями в виде ячеек 26. Передвижной механизм 22 лифт-платформы 17 состоит из горизонтального стержня 23, закрепленного вдоль центральной оси под рассадопосадочной крышкой 7. К стержню 23 крепятся тросики 24, продетые через колесики 25. Тросики 24 прицеплены к лифт-платформе 17 и удерживают ее в горизонтальной плоскости. Рукоятка 27 выполнена с возможностью обеспечения крутящего момента стержню 23.The passive feeding system, located in the aero-
В верхней части каркаса 1 расположена верхняя рама 3, в нижней части - нижняя рама. На верхней раме 3 прикреплены детали освещения - осветительная установка 4, а также узлы аэрогидропонной системы - трубопровод вспомогательной аэропонной системы 5 с форсунками 6 вспомогательной аэропонной системы. Узлы аэрогидропонной системы выполнены с возможностью обеспечения внекорневой обработки растений в процессе вегетации. К нижней раме каркаса 1 прикреплены узлы и детали систем обеззараживания и очистки питательного раствора - система фильтрации и УФ-очистки 8, а также водяной насос 9. Система фильтрации и УФ-очистки 8 через водяной насос 9 присоединена к трубам аэропонной системы 15, на которых расположены форсунки 16. Распределительный кран 18, расположенный в аэрогидропонном боксе 10, и выполнен с возможностью направления питательного раствора через форсунки 6.In the upper part of the
Каркас 1 снабжен роликами 11 для придания мобильности установке.The
Аэро-гидропонная установка для выращивания растений работает следующим образом.Aero-hydroponic plant for growing plants is as follows.
Перед началом работы в гидрорезервуар 12 вливается питательный раствор в необходимом объеме. Микрорастения высаживаются на рассадопосадочную панель 7. Основное аэрозольное питание корней растений осуществляется следующим образом. К воздушным трубкам 20 по воздушному шлангу подается сжатый воздух. Воздушный поток, проходя под давлением через воздушное сопло воздушной трубки 20, выходит из нее с большой скоростью, создавая разрежение над водяной трубкой 19, вследствие чего жидкость поднимается по водяным трубкам и смешиваясь с поступающим с большой скоростью воздухом дробится на мелкие капли. Далее жидкость в мелкодисперсном состоянии уносится потоком воздуха и, ударяясь о сепаратор 21, разбивается на еще более мелкие части, превращаясь в аэрозольную взвесь, насыщенную питательными веществами и кислородом воздуха. Взвесь в таком физическом состоянии становится оптимально доступной для питания с уникальными качественными характеристиками. Включение и выключение системы регулируется таймером.Before working in the
Аэропонная система питания включается через более длительные промежутки времени и также служит для опрыскивания корней и для заполнения ячеек 26 лифт-платформы 17 питательной жидкостью. После включения водяного насоса 9 жидкость, проходя через систему фильтрации и УФ-очистки 8, подается в трубы аэропонной системы 15 и через форсунки 16 распрыскивается на корни растений. В случае обработки листовой поверхности открывается распределительный кран 18 и питательный раствор распрыскивается на листовую поверхность через форсунки 6. Гидрорезервуар 12 является компонентом пассивного питания и обеспечивает постоянный контакт нижней части корней растений с периодически рециркулируемым питательным раствором.The aeroponic power system is turned on at longer intervals and also serves to spray the roots and fill the
Камера аэрогидропонного бокса 10 оборудована специальным гидролифтом, представляющим из себя передвижную лифт-платформу 17 с отверстиями и углублениями в виде ячеек 26 для удержания жидкости. В ячейках 26 всегда содержится питательная жидкость, поступающая во время работы аэропонной системы. Передвижной механизм 22 гидролифта 17 состоит из горизонтального стержня 23, закрепленного вдоль центральной оси под рассадопосадочной панелью 7. К стержню 23 крепятся тросики 24, продетые через колесики 25. Тросики 24 цепляются к лифт-платформе 17 и удерживают ее в горизонтальной плоскости. При прокручивании рукоятки 27 крутящий момент передается на стержень 23, вследствие чего тросики 24 распускаются, и лифт-платформа 17 плавно опускается. Лифт-платформа 17 опускается вниз с таким расчетом, чтобы нижняя часть растущих корней всегда располагалась в ячейках 26 лифт-платформы 17. Через 3 недели, когда корни становятся достаточно длинными и начинают достигать жидкости в гидрорезервуаре, лифт-платформа 17 опускается до крайнего нижнего положения и уже до конца вегетации служит заграждающим барьером, предупреждающим попадание клубней в жидкость на дне гидрорезервуара 12. Основная задача лифт-платформы 17 заключается в исключении возможной гибели при аварийном и долговременном отключении энергосистем на этапе начального роста молодых растений, до тех пор, пока в процесс развития не включится пассивная система питания. Гидролифт, благодаря жидкости в ячейках, осуществляет дополнительную пассивную подпитку молодых растений и защищает молодые корни от пересыхания. Вторая задача гидролифта - это предотвращение попадания отросших миниклубней в жидкость, предупреждая тем самым их возможное задыхание в растворе.The chamber of the
Растения высаживаются на рассадопосадочную панель 7, которая состоит из пластиковой решетки 28 с ячейками 30x30 мм. Поверх сетки настелена черная светонепроницаемая пленка 29 для ограничения доступа света в корневую камеру. Пленка накрывается фольгированным пенофолом 30 толщиной 10 мм фольгой кверху с целью увеличения отражающих свойств посадочной поверхности и улучшения освещенности нижних ярусов растений. Пенофол в силу упругих, но мягких качеств вспененного пенополипропилена, является надежным средством для фиксации нежных молодых растений и не препятствует их росту в процессе развития. Тем самым отпадает необходимость изготовления специальных фиксирующих устройств и приспособлений, предупреждающие проваливание растений внутрь камеры. Такая посадочная панель позволяет высаживать растения с любой схемой посадки и ограничивается только площадью самой панели.Plants are planted on a
Предлагаемое устройство способствует повышению качественных и количественных характеристик получаемого материала, расширяет возможности проведения визуального контроля и мониторинга корневой системы, позволяет применять приемы инициации клубнеобразования благодаря возможности внедрения в технологический процесс дифференцированных схем питания и уборки урожая, что в конечном счете ведет к значительному снижению издержек на производство отражающихся на существенном снижении себестоимости конечной продукции.The proposed device enhances the qualitative and quantitative characteristics of the material obtained, expands the possibilities for visual inspection and monitoring of the root system, allows the use of tuberization initiation techniques due to the possibility of introducing differentiated feeding and harvesting schemes into the process, which ultimately leads to a significant reduction in production costs reflected in a significant reduction in the cost of the final product.
Для испытания способа в производственных целях была разработана аэро-гидропонная установка, на которой изучали рост и развитие растений картофеля по сорту Жуковский ранний. Испытания проводили на опытной площадке ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт картофельного хозяйства имени А.Г. Лорха» (ВНИИКХ) в естественных условиях окружающей среды при естественном освещении и в лабораторном помещении при искусственном освещении с регулируемыми условиями окружающей среды.To test the method for production purposes, an aero-hydroponic plant was developed, which studied the growth and development of potato plants in the Zhukovsky Early variety. Tests were carried out at the experimental site of the All-Russian Research Institute of Potato Farming named after A.G. Lorkha ”(VNIIKH) in natural environmental conditions with natural light and in a laboratory room with artificial light with adjustable environmental conditions.
Процесс выращивания оригинальных семян на устройстве начинается с высадки пробирочных микрорастений непосредственно сразу на биотехнологический модуль, не требуя какого-либо предварительного подращивания и адаптации микрорастений к новым условиям.The process of growing original seeds on a device begins with the landing of test-tube microplants directly directly onto the biotechnological module, without requiring any prior re-growing and adaptation of microplants to new conditions.
Перед высадкой в модуль растения тщательно отмываются от остатков агаризованной среды и выдерживаются на установке в течение трех дней на чистой водопроводной воде с уровнем кислотно-щелочного баланса (рН), доведенным до 6,0-6,5. После 3 дней адаптации к новым условиям, растения переводят на постоянное питание на питательных смесях с определенным составом питательных веществ.Before planting in the module, the plants are thoroughly washed from the remnants of the agar medium and kept on the plant for three days on clean tap water with an acid-base balance (pH) adjusted to 6.0-6.5. After 3 days of adaptation to new conditions, the plants are transferred to a permanent diet on nutrient mixtures with a specific composition of nutrients.
Соотношение количества питательных элементов первой питательной среды способствует скорейшему формированию хорошо развитой корневой системы и получению максимального количества столонов. Начальная фаза развития играет ключевую роль в последующем процессе выращивания миниклубней и напрямую влияет на количественные показатели полученного урожая.The ratio of the number of nutrients of the first nutrient medium contributes to the early formation of a well-developed root system and obtaining the maximum number of stolons. The initial phase of development plays a key role in the subsequent process of growing minitubers and directly affects the quantitative indicators of the yield obtained.
Особое внимание на этом этапе уделяется соотношению питательных веществ в питательной среде, их концентрации, рН, электропроводности (ЕС), а также режиму питания.At this stage, special attention is paid to the ratio of nutrients in the nutrient medium, their concentration, pH, electrical conductivity (EC), as well as nutrition.
Для реализации предлагаемого аэрогидропонного способа выращивания на изобретенных биотехнологических модулях разработаны специальные питательные растворы (ВНИИКХ), применяемые по дифференцированной схеме на разных этапах развития. На первом этапе развития функции питательного раствора направлены на максимальное развитие корневой и листостебельной частей растений и инициации образования большого количества столонов, позволяющих увеличить потенциальную урожайность и количество миниклубней картофеля. При выращивании в искусственных условиях период освещения на первом этапе составляет 16 часов при температуре 21-23°С днем и 18-20°С ночью. К началу второй фазы корневая система набирает достаточно хорошее развитие, достигает контакта с жидкостью в гидрорезервуаре и, помимо питания через активную (аэропонную) систему, подключается процесс полноценного питания растений через пассивную (гидропонную) систему. При подрастании растений до 15-20 см проводят специальные мероприятия по углублению растений внутрь камеры. Для этого нижние листья обрываются и растения просовывают вглубь на величину 1-2 междоузлий. Эта операция является принципиально важным пунктом изобретения и технологически схожа с операцией окучивания в полевой культуре, проводимой в целях увеличения корневой системы и получения большего количества столонов. Важность этой операции для аэрогидропонных установок состоит в том, чтобы в будущем предотвратить растения от возможного повреждения от самоудушения, так как в процессе развития на границе корневой и надкорневой частей растения велика вероятность образования клубней, которые, увеличиваясь в размере, могут привести к сдавливанию стеблей в районе ячейки. Процесс углубления повторяют до 2 раз в зависимости от скорости роста и сортовых особенностей.For the implementation of the proposed aerohydroponic method of growing on the invented biotechnological modules, special nutrient solutions (VNIIKH) have been developed, which are applied according to a differentiated scheme at different stages of development. At the first stage of development, the functions of the nutrient solution are aimed at maximizing the development of the root and leafy parts of the plants and initiating the formation of a large number of stolons, which make it possible to increase the potential yield and the number of mini-deeper potatoes. When grown under artificial conditions, the period of illumination at the first stage is 16 hours at a temperature of 21-23 ° C during the day and 18-20 ° C at night. By the beginning of the second phase, the root system is developing fairly well, it reaches contact with the fluid in the reservoir and, in addition to feeding through the active (aeroponic) system, the process of nutrition of the plants is activated through the passive (hydroponic) system. When plants grow up to 15-20 cm, special measures are taken to deepen the plants inside the chamber. To do this, the lower leaves break off and the plants are inserted into the depth of 1-2 internodes. This operation is a fundamentally important point of the invention and technologically similar to the operation of hilling in field crops, carried out in order to increase the root system and obtain more stolons. The importance of this operation for aerohydroponic installations is to prevent the plants from possible damage from self-depressing in the future, because in the development process at the border of the root and root parts of the plant, the probability of tuber formation is high, which, increasing in size, can lead to squeezing cell area. The process of deepening is repeated up to 2 times, depending on the growth rate and varietal characteristics.
Для удержания разрастающихся растений в прямостоячем состоянии, через каждые 15 см подрастания стеблей к стойкам устройства крепят сетку, которую сплетают из шпагата таким образом, чтобы каждое растение проходило сквозь свою ячейку (фиг. 6).In order to keep the growing plants in an upright state, every 15 cm of the stems grows to the racks of the device, they fix a net, which is woven of twine in such a way that each plant passes through its own cell (Fig. 6).
По достижении полного развития кустов получается до 4-5 поддерживающих ярусов, кусты находятся в прямостоячем состоянии и не разваливаются. В течение периода развития проводятся наблюдения и визуальный контроль растений на наличие каких-либо признаков возможного угнетения растений. В фазу бутонизации-цветения проводят обязательный анализ на скрытую (латентную) зараженность вирусными болезнями по листовым пробам методом иммуноферментного анализа (ИФА).Upon reaching the full development of bushes, up to 4-5 supporting tiers are obtained, the bushes are upright and do not fall apart. During the development period, the plants are monitored and visually inspected for any signs of possible inhibition of the plants. In the phase of budding-flowering, a mandatory analysis of latent (latent) infection with viral diseases is carried out on leaf samples by the method of enzyme immunoassay (ELISA).
К началу фазы бутонизации-цветения, на 45-55 день (в зависимости от сортовых особенностей), развиваются достаточно мощные растения, корневая система образует большое количество столонов и наблюдаются первые признаки клубнеобразования (фиг. 7).By the beginning of the budding-flowering phase, at 45-55 days (depending on varietal characteristics), sufficiently powerful plants develop, the root system forms a large number of stolons and the first signs of tuberization are observed (Fig. 7).
После первой фазы развития наступает очередь мероприятий второго этапа, направленных исключительно на инициацию процессов клубнеобразования. Питательная среда обедняется в азотном отношении, меняется состав и соотношение питательных элементов друг к другу и режим подачи питания. В искусственных условиях выращивания, наряду с обеднением раствора, прилагают усилия к понижению температуры окружающей среды по возможности до 14-16°С в ночное время в течение 10-12 дней и режим освещения переводят на 14 часов. Все мероприятия направлены на создание «шоковых» ситуации с целью активизации продуктивных качеств растений для получения большего количества потомства. Создавая искусственные условия дефицита питания, активизируются процессы воспроизводства будущих поколений, инициируется процесс клубнеобразования и создаются условия для перехода растения в следующую фазу развития - плодоношение.After the first phase of development, it is the turn of activities of the second stage, aimed exclusively at initiating the processes of tuberization. Nutrient medium is depleted in nitrogen, changing the composition and ratio of nutrients to each other and the mode of power supply. In artificial cultivation conditions, along with the depletion of the solution, efforts are made to lower the ambient temperature to 14-16 ° C at night for 10-12 days, if possible, and the lighting regime is transferred to 14 hours. All activities are aimed at creating a "shock" situation in order to enhance the productive qualities of plants to produce more offspring. Creating artificial conditions of nutritional deficiency, the processes of reproduction of future generations are activated, the process of tuberization is initiated and conditions are created for the plant to move into the next phase of development - fruiting.
По завершении фазы перехода к плодоношению питательный раствор полностью сменяется на третий питательный раствор с составом питательных веществ, отвечающих наиболее полному питанию для плодоношения или клубнеобразования. Третий питательный раствор характерен увеличенным содержанием основных питательных веществ, способствующих активному формированию клубней, скорейшему их созреванию и увеличению длительности вегетации с целью увеличения продуктивности растений.Upon completion of the phase of transition to fruiting nutrient solution is completely replaced by the third nutrient solution with the composition of nutrients that meet the most complete nutrition for fruiting or tuberization. The third nutrient solution is characterized by an increased content of essential nutrients that contribute to the active formation of tubers, their early maturation and an increase in the duration of the growing season in order to increase the productivity of plants.
На третьем питательном растворе растения культивируются до конца вегетации продолжительностью до 12 недель в зависимости от сортовых особенностей, позволяя за это время провести до 10-12 сборов урожая. В искусственных условиях выращивания режим освещения переводят на 12 часов.In the third nutrient solution, the plants are cultivated until the end of the growing season with a duration of up to 12 weeks, depending on the varietal characteristics, allowing for up to 10-12 harvest during this time. In artificial growing conditions, the lighting regime is transferred to 12 hours.
При наступлении фазы плодоношения наступает время проведения очень важных мероприятий по сбору урожая, направленных на увеличение количества получаемых миниклубней. Сбор проходит в несколько этапов по мере развития миниклубней. Уборку проводят дифференцированно в несколько этапов, через каждую неделю, в течение трех месяцев. Еженедельная схема уборки наиболее оптимальна, так как частичное удаление более крупных клубней инициирует скорое дозревание более мелких оставшихся и провоцирует новое клубнеобразование. Это одно из очень важных мероприятий, дающих преимущество перед традиционным способом выращивания семян картофеля в горшечной культуре, для получения большего количества миниклубней с одного растения. На фиг. 10 и фиг. 11 показано развитие миниклубней картофеля, сорт Жуковский ранний.At the onset of the fruiting phase, it is time to conduct very important harvesting activities aimed at increasing the number of minitubes obtained. The collection takes place in several stages as the miniclub is developed. Cleaning is carried out differentially in several stages, every week, for three months. The weekly harvesting scheme is the most optimal, since partial removal of larger tubers triggers the early maturation of smaller ones and provokes new tuberization. This is one of the very important activities that give an advantage over the traditional method of growing potato seeds in a pot culture, in order to get more mini-tubers from a single plant. FIG. 10 and FIG. 11 shows the development of mini-tubers of potato, a variety Zhukovsky early.
Продолжительность вегетации растений составляет до 150 дней, в течение которого установка позволяет получить более 50 шт. миниклубней с одного растения. Собранные миниклубни в целях профилактики промывают слабым раствором марганцовки или 0,1% раствором гипохлорита натрия или кальция с последующим полосканием водой. Далее проводятся мероприятия по сушке и озеленению, после чего клубни подготавливают к длительному хранению, при температуре 3-4 градуса.The duration of the growing season of plants is up to 150 days, during which the installation allows you to get more than 50 pieces. miniclub from one plant. For the purposes of prophylaxis, the collected miniclubnies are washed with a weak solution of potassium permanganate or a 0.1% solution of sodium or calcium hypochlorite, followed by rinsing with water. Further, measures are carried out for drying and gardening, after which the tubers are prepared for long-term storage, at a temperature of 3-4 degrees.
На основании проведенных исследований на опытном образце изделия были получены результаты, подтверждающие высокую производительность в заявленном способе.On the basis of the studies conducted on a prototype of the product, results were obtained confirming the high performance in the claimed method.
Установлено, что при выращивании предлагаемым способом в естественных условиях окружающей среды можно в несколько раз сократить затраты на электроэнергию и практически исключить все виды трудоемких работ, сопутствующих в горшечной культуре, увеличив при этом в несколько раз количественные показатели урожая с сопоставимыми качественными характеристиками.It is established that when growing by the proposed method under natural environmental conditions, it is possible to reduce several times the cost of electricity and virtually eliminate all types of labor-intensive work associated with pot culture, while increasing the yield quantitative indicators with comparable quality characteristics.
Ниже приведены примеры конкретного осуществления работы устройства.Below are examples of specific implementation of the device.
Исследования проводились на культуре картофеля по сорту Жуковский ранний, (фиг. 8, 9). Модуль располагался на открытой площадке, пробирочные микрорастения высаживались сразу на модуль. Вегетация длилась в течение 105 дней с 15 июня по 31 сентября.The studies were conducted on potato culture of the Zhukovsky Early variety, (Fig. 8, 9). The module was located in an open area, test-tube microplants were planted directly on the module. Vegetation lasted for 105 days from June 15 to September 31.
Из 60 высаженных на модуль микрорастений было получено около 3,5 тыс.стандартных миниклубней разной фракции размером от 23 мм и выше. Структура урожая миниклубней показана на фиг.12. Результаты выращивания миниклубней на аэрогидропонной установке в ВНИИКХ, сорт Жуковский ранний, приведены в таблице 1.Of the 60 microplants planted on the module, about 3.5 thousand standard minitubers of different fractions ranging in size from 23 mm and above were obtained. The structure of the crop minitubers shown in Fig.12. The results of growing mini-tubers on an aero-hydroponic plant at the All-Union Scientific Research Institute of Agrochemical Research, variety Zhukovsky early, are shown in Table 1.
При общем выходе в расчете с 1 м2 полезной площади 1520 шт. миниклубней, среднее количество полученных с одного растения стандартных миниклубней составило 57 шт.With a total output per 1 m 2, the usable area is 1520 pcs. mini-tubers, the average number of standard mini-tubers obtained from one plant was 57 pcs.
Выход миниклубней оптимального размера от 20 до 30 мм в диаметре составлял более 75%. Клубни более крупной фракции (>30 мм) составили около 7%. Фракция клубней от 15 до 20 мм составляла около 9%. Фракция мелких клубней (от 10 до 15 мм) не превышала 7%. В процессе уборки, а особенно при завершении вегетации, при сборе попадалось большое количество миниклубней размером менее 10 мм, но эти миниклубни в расчет не брали и их количество не учитывалось. Количественный выход различных по величине фракций миниклубней сортов Жуковский ранний в аэрогидропонной культуре (вегетация с 15.06 по 31.09, длительность 105 дней) приведен в таблице 2.The minitub exit of the optimal size from 20 to 30 mm in diameter was more than 75%. Tubers of a larger fraction (> 30 mm) were about 7%. Tuber fraction from 15 to 20 mm was about 9%. The fraction of small tubers (from 10 to 15 mm) did not exceed 7%. In the process of harvesting, and especially at the end of the growing season, a large number of mini-tubers smaller than 10 mm in size came across during picking, but these mini-tubers were not taken into account and their number was not taken into account. The quantitative yield of varieties of minicouver varieties of the largest size, Zhukovsky Early in aerohydroponic culture (vegetation from 15.06 to 31.09, duration 105 days) is given in Table 2.
При среднем количестве полученных миниклубней в расчете на 1 растение 57 штук, более 82% составили клубни оптимальной фракции для высадки в открытый грунт и 18% клубни более мелкой фракции, которые можно высаживать в условиях защищенного грунта.With an average amount of mini-tubers obtained per plant of 57, more than 82% were the tubers of the optimal fraction for planting in open ground and 18% of the tubers of the finer fraction, which can be planted in green conditions.
За 105 дней эксплуатации установки для производства 3467 шт. миниклубней расход электроэнергии составил 10,7 КВт. Эффективность использования аэрогидропонного метода в естественных условиях освещения, сорт Жуковский ранний, приведена в таблице 3.For 105 days of operation of the plant for the production of 3467 pcs. mini-power consumption was 10.7 kW. The effectiveness of the use of aerohydroponic method in natural lighting conditions, the variety Zhukovsky early, is given in table 3.
В денежном эквиваленте (по ценам 2016 года), материальные затраты на производство миниклубней в количестве 3467 шт. составили около 5856 руб., из них около 56 рублей за электричество, примерно 1000 рублей на минеральное питание и химические препараты, 4800 рублей на приобретение посадочного материала. Энергозатраты на получение 1 миниклубня составили 3,08 ватт. Проведенное сравнение результатов выращивания миниклубней в искусственных условиях с комбинированным освещением с применением натриевых ламп ДНАТ-400 и светодиодных светильников показало, что в себестоимости одного миниклубня при искусственном освещении затраты на электроэнергию составляли от 6 до 9 рублей, в зависимости от типа применяемого осветительного оборудования.In monetary terms (at prices of 2016), material costs for the production of mini-deer in the amount of 3467 pcs. amounted to about 5,856 rubles, of which about 56 rubles for electricity, about 1,000 rubles for mineral nutrition and chemicals, 4,800 rubles for the purchase of planting material. Energy consumption for 1 miniklubnya amounted to 3.08 watts. A comparison of the results of miniclub cultivation in artificial conditions with combined lighting using sodium DNAT-400 lamps and LED lamps showed that in the cost of one mini-pool with artificial lighting, electricity costs ranged from 6 to 9 rubles, depending on the type of lighting equipment used.
Проведенные исследования позволяют утверждать, что предлагаемое изобретение позволяет значительно увеличить выход миниклубней в расчете на одно растение за счет применения аэрогидропонного способа выращивания на установках с активно-пассивной системой питания, позволяющих применить дифференцированные схемы питания и поэтапной уборки урожая.Studies have shown that the invention allows to significantly increase the output of minitubers per plant due to the use of aerohydroponic method of cultivation in plants with active-passive power system, allowing the use of differentiated power schemes and step-by-step harvesting.
Способ позволяет предотвратить загрязнение окружающей среды ввиду отсутствия химических обработок почвы, а также несравнимо меньшего использования химических препаратов в процессе вегетации. Получаемая продукция конкурентоспособна по качеству получаемых миниклубней и выигрывает в ценовом отношении.The method allows to prevent environmental pollution due to the lack of chemical treatments of the soil, as well as incomparably smaller use of chemicals in the vegetation process. The resulting products are competitive in quality miniclub and wins in terms of price.
Изобретение в силу простоты конструкции и применения недорогих материалов и оборудования, а также минимальных энергозатрат, способствует значительному снижению издержек на производство и существенному снижению себестоимости продукции, не теряя в качестве и потребительских характеристиках семян.The invention due to the simplicity of the design and use of inexpensive materials and equipment, as well as minimal energy consumption, contributes to a significant reduction in production costs and a significant reduction in the cost of production without losing quality and consumer characteristics of seeds.
Основные конструктивные параметры и эксплуатационные показатели аэрогидропонного устройства для выращивания миниклубней картофеля в ВНИИКХ приведены в таблице 4.The main design parameters and performance indicators of the aerohydroponic device for cultivating minifloods of potatoes in the All-Union Scientific Research Institute of Hydrophysics are given in table 4
Аэро-гидропонное устройство сконструировано с таким расчетом, чтобы он мог функционировать как в единственном экземпляре, так и в группе из нескольких модулей, соединенных в один комплексный блок.The aero-hydroponic device is designed so that it can function both in a single copy and in a group of several modules connected in one complex unit.
Аэро-гидропонная система и сама конструкция изобретения собраны из быстросъемных соединений, что позволяет подсоединить модули друг с другом в любом количестве (фиг. 13), образуя комплексный блок. Комплексный блок может функционировать от одного более мощного энергоблока, позволяя снизить расходы при использовании одного энергооборудования по сравнению с использованием энергооборудования на каждом аэрогидропонном устройстве.The aero-hydroponic system and the construction of the invention itself are assembled from quick-detachable connections, which allows connecting modules with each other in any quantity (Fig. 13), forming a complex unit. A complex unit can operate from one more powerful unit, allowing you to reduce costs when using one power equipment compared to using power equipment on each aerohydroponic device.
При производстве семенного материала до 30-50 тыс. шт. для собственных нужд хозяйства, целесообразно использовать комплексный вариант эксплуатации аэрогидропонных блоков в защищенных тепличных условиях.In the production of seed to 30-50 thousand. Pieces. for own needs of the farm, it is advisable to use a comprehensive version of the operation of aerohydroponic blocks in protected greenhouse conditions.
Таким образом, изобретением обеспечивается упрощение конструкции и технологического процесса, удешевление технологического процесса вследствие значительного снижения издержек на производство, что приводит к существенному снижению себестоимости конечной продукции, повышение качественных и количественных характеристик выращиваемой продукции, возможность мониторинга развития корневой системы, возможность применения приемов инициации клубнеобразования благодаря внедрению в технологический процесс дифференцированных схем питания и поэтапной уборки урожая, предотвращение загрязнения окружающей среды ввиду отсутствия химических обработок почвы, а также несравнимо меньшего использования химических препаратов в процессе вегетации.Thus, the invention provides a simplified design and process, cheaper process due to a significant reduction in production costs, which leads to a significant reduction in the cost of the final product, improving the qualitative and quantitative characteristics of the grown products, the ability to monitor root development, due to introduction of differentiated power supply into the technological process me and phased harvesting, the prevention of environmental pollution due to the absence of chemical treatments of the soil, as well as incomparably smaller use of chemicals during the growing season.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105619A RU2693721C1 (en) | 2018-02-14 | 2018-02-14 | Aero-hydroponic plant for growing plants in vitro |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105619A RU2693721C1 (en) | 2018-02-14 | 2018-02-14 | Aero-hydroponic plant for growing plants in vitro |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2693721C1 true RU2693721C1 (en) | 2019-07-04 |
Family
ID=67252038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018105619A RU2693721C1 (en) | 2018-02-14 | 2018-02-14 | Aero-hydroponic plant for growing plants in vitro |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2693721C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2765634C2 (en) * | 2020-03-03 | 2022-02-01 | Общество С Ограниченной Ответственностью Крестьянско-Фермерское Хозяйство "Прогресс" | Method for accelerated selection of potatoes |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1731103A1 (en) * | 1989-05-31 | 1992-05-07 | Stashevskij Ivan | Device for hydroponic plant growing |
| RU2009638C1 (en) * | 1991-08-14 | 1994-03-30 | Баулин Николай Васильевич | Hydroponic plant |
| US6088958A (en) * | 1996-09-30 | 2000-07-18 | Japan Tobacco, Inc. | Process for producing potato tubers |
| RU2229792C2 (en) * | 2001-12-29 | 2004-06-10 | Антуфьев Игорь Александрович | Soil-free apparatus and plant growing method |
| US20160198651A1 (en) * | 2013-09-05 | 2016-07-14 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Hydroponic cultivation apparatus and hydroponic cultivation method |
| RU167134U1 (en) * | 2016-03-15 | 2016-12-20 | Андрей Михайлович Черников | PLANT FOR HYDROPONIC GROWING OF PLANTS |
-
2018
- 2018-02-14 RU RU2018105619A patent/RU2693721C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1731103A1 (en) * | 1989-05-31 | 1992-05-07 | Stashevskij Ivan | Device for hydroponic plant growing |
| RU2009638C1 (en) * | 1991-08-14 | 1994-03-30 | Баулин Николай Васильевич | Hydroponic plant |
| US6088958A (en) * | 1996-09-30 | 2000-07-18 | Japan Tobacco, Inc. | Process for producing potato tubers |
| RU2229792C2 (en) * | 2001-12-29 | 2004-06-10 | Антуфьев Игорь Александрович | Soil-free apparatus and plant growing method |
| US20160198651A1 (en) * | 2013-09-05 | 2016-07-14 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Hydroponic cultivation apparatus and hydroponic cultivation method |
| RU167134U1 (en) * | 2016-03-15 | 2016-12-20 | Андрей Михайлович Черников | PLANT FOR HYDROPONIC GROWING OF PLANTS |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2765634C2 (en) * | 2020-03-03 | 2022-02-01 | Общество С Ограниченной Ответственностью Крестьянско-Фермерское Хозяйство "Прогресс" | Method for accelerated selection of potatoes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102318547B (en) | Overhead cultivation method of Dendrobium huoshanense test-tube seedlings | |
| US11109540B2 (en) | Mixed media vertical farming | |
| JP2007117089A (en) | Mass production method of seed potato seedling | |
| JP2008523811A (en) | Hydroponics method and components used therefor | |
| CN104429861A (en) | Nutrient solution and method for household aeroponic-culture potato production | |
| Waiba et al. | Soil-less vegetable cultivation: A review | |
| CN101248748A (en) | Crops pipelining manufacturing method and pipelining thereof | |
| CN104186155A (en) | Intensified integrated solar greenhouse environmental-friendly efficient cultivation method for autumn cucumbers grown in winter and spring | |
| Balogun et al. | Seed yam production in an aeroponics system: a novel technology | |
| CN105766574A (en) | Method for utilizing test tube potatoes for efficiently producing detoxication breeder's seeds | |
| CN203027859U (en) | Automated plant water planting system | |
| CN104823650B (en) | Water-breeding planting method of water celeries with green and yellow buds | |
| RU2693721C1 (en) | Aero-hydroponic plant for growing plants in vitro | |
| CN106258884A (en) | The method carrying out expanding propagation with Dendrobium denneanum Kerr. crow seed | |
| JPH07255298A (en) | Method for supplying nutrient solution for continuously tomato producing device | |
| RU88246U1 (en) | PLANT TRAY AND AEROHYDROPONIC PLANT WITH ITS USE | |
| CN212184590U (en) | Soilless culture device for vegetable and flower planting | |
| CN107637504A (en) | A kind of tidal type cultivation apparatus without soil, system and soilless culture method | |
| JP2001346459A (en) | Method for cultivating plant and device for cultivating plant | |
| RU2535739C1 (en) | Method of growing green fodder mass on substrate | |
| CN208300577U (en) | The implementation facility of low-coat scale plant aerosol new method for cultivating | |
| CN104938240A (en) | Standardized vegetable planting device and method adopting stereoscopic pipeline micro-irrigation | |
| RU2151493C1 (en) | Hydroponic growing plant | |
| JP2016082955A (en) | Spray hydroponics method using separation technology | |
| KR20190099972A (en) | A Production System that Enables Outdoor Growing, Hydroponics, Cultivars, and Fish Products |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200215 |