устройство для выращивания растений

Формула изобретения

1. Устройство для выращивания растений, содержащее систему культивации, включающую вегетационные блоки, выполненные в виде попарно соединенных наклонных ригелей, на которых поярусно установлены лотки с растениями, и систему облучения, включающую источники оптического излучения, отличающееся тем, что каждый источник оптического излучения закреплен на внешней поверхности донной части соответствующего лотка с растениями, кроме лотков нижнего яруса каждого вегетационного блока.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый источник оптического излучения размещен в зоне стыка донной и боковой, наиболее удаленной от соответствующего наклонного ригеля, поверхностей соответствующего лотка.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждый источник оптического излучения закреплен посредством телескопического держателя.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в зоне стыка донной и боковой, наиболее удаленной от соответствующего наклонного ригеля, поверхностей каждого лотка выполнен цилиндрический паз, поверхность которого покрыта светоотражающим слоем.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что на каждом лотке с растениями установлен внешний отражатель, соответствующие участки поверхности которого, обращенной в сторону лотков верхних ярусов данного наклонного ригеля, покрыты материалом с максимальным коэффициентом пропускания падающего оптического потока соответственно в спектральных диапазонах 400-500, 500-600 и 600-700 нм.

6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что радиус кривизны указанного паза выбирают в диапазоне R₂ (0,04 0,06)l₁, а радиус R₃ кривизны внешнего отражателя в диапазоне (0,6 0,7)l₁, где l₁ - расстояние между цилиндрическими пазами лотков соседних ярусов каждого наклонного ригеля.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что каждый источник оптического излучения установлен с возможностью размещения на расстоянии l₂ (1/3 - 2/3)R₁ от центра симметрии ценоза нижерасположенного лотка, где R₁ радиус ценоза соответствующего лотка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сооружениям защищенного грунта, теплицам с искусственным досвечиванием.

Известно устройство для выращивания растений, содержащее систему культивации, включающую вегетационные блоки, выполненные в виде попарно соединенных наклонных ригелей, на которых поярусно установлены лотки с растениями, и систему облучения, включающую источники оптического излучения ("Теплица пл. 1190 м² с многоярусной гидропонной технологией в совхозе "Пригородный" в Сыктывкаре. Орел, Гипронисельпром, 1989).

Недостаток известного устройства состоит в том, что в нем не обеспечивается равномерность облучения ценоза, т.к. с удалением растений от источников облучения освещенность значительно (в квадратической зависимости) падает. Кроме того, свет недостаточно проникает в глубь ценоза и изнутри каркасов, что снижает урожайность выращиваемых культур.

Была поставлена задача создания устройства для выращивания растений, в котором обеспечивается равномерность облучения растений, внутренних частей ценоза.

Заявляемым изобретением решена задача обеспечения равномерности облучения растений, повышения урожайности, снижения расхода электроэнергии.

В устройстве для выращивания растений, содержащем систему культивации, включающую вегетационные блоки, выполненные в виде попарно соединенных наклонных ригелей, на которых поярусно установлены лотки с растениями, и систему облучения, включающую источники оптического излучения. Согласно изобретению каждый источник оптического излучения закреплен на внешней поверхности данной части соответствующего лотка с растениями, кроме лотков нижнего яруса каждого вегетационного блока.

В предпочтительном варианте выполнения каждый источник оптического излучения размещен в зоне стыка донной и боковой, наиболее удаленной от соответствующего наклонного ригеля, поверхностей соответствующего лотка и закреплен посредством телескопического держателя.

В зоне стыка донной и боковой, наиболее удаленной от соответствующего наклонного ригеля, поверхностей каждого лотка выполнен цилиндрический паз, поверхность которого покрыта светоотражающим слоем, причем радиус кривизны указанного паза выбирают в диапазоне R₂ (0,04 0,06)l₁, а радиус кривизны внешнего отражателя в диапазоне R₃ (0,6 - 0,7)l₁, где l₁ расстояние между цилиндрическими пазами лотков соседних ярусов каждого наклонного ригеля.

Предпочтительно на каждом лотке с растениями установлен внешний отражатель, соответствующие участки поверхности которого, обращенной в сторону лотков верхних ярусов данного наклонного ригеля, покрыты материалом с максимальным коэффициентом пропускания падающего оптического потока соответственно в спектральных диапазонах 400-500 нм, 500-600 нм и 600-700 нм.

Каждый источник оптического излучения установлен с возможностью размещения на расстоянии от центра симметрии ценоза нижерасположенного лотка, где R₁ радиус ценоза соответствующего лотка.

На фиг. 1 изображена схема устройства для выращивания растений; на фиг. 2 фрагмент устройства; на фиг. 3 схема облучения растений; на фиг.4 лоток для выращивания растений.

Устройство для выращивания растений смонтировано в теплице 1 и содержит систему культивации, включающую вегетационные блоки, выполненные в виде попарно соединенных наклонных ригелей 2, на которых поярусно установлены лотки 3 для выращивания растений 4. Система облучения включает источники оптического излучения 5, размещенные в зоне стыка донной 6 и боковой 7, наиболее удаленной от соответствующего наклонного ригеля 2, поверхностей соответствующего лотка 3. Каждый источник оптического излучения 5 закреплен посредством телескопического держателя 8 на внешней поверхности донной 6 части соответствующего лотка 3 с растениями 4, кроме лотков нижнего яруса каждого вегетационного блока. В зоне стыка донной 6 и боковой 7 поверхностей каждого лотка 3 выполнен цилиндрический паз 9, поверхность которого покрыта светоотражающим слоем. На закрепленном на каждом лотке 3 держателе 10 установлен внешний отражатель 11. Участки поверхности внешнего отражателя 11, обращенной в сторону лотков 3 верхних ярусов данного наклонного ригеля 2, покрыты материалом светофильтрами с максимальным коэффициентом пропускания падающего оптического потока соответственно в спектральных диапазонах 400 - 500 нм, 500 600 нм и 600 700 нм. Светофильтры нанесены или полосами, или послойно в указанных выше диапазонах. При этом до 20% излучения пропускается на нижние ярусы, т.е. нижележащие лотки 3.

Радиус кривизны паза 9 выбирают в диапазоне R₂ (0,04 - 0,06)l₁, а радиус кривизны внешнего отражателя 10 в диапазоне R₃ (0,6 0,7)l₁ где l₁ расстояние между цилиндрическими пазами 9 соседних ярусов каждого наклонного ригеля 2.

Каждый источник оптического излучения 5 устанавливают с возможностью размещения на расстоянии от центра симметрии ценоза нижерасположенного лотка 3, где R₁ радиус ценоза соответствующего лотка 3.

В системе облучения источники излучения 5 выполнены в виде протяженных источников люминесцентных ламп, установленных на телескопических держателях 8, шарнирно закрепленных в пазу 9 лотка 3. Посредством поворотной муфты 13 лампа 5 в держателе 8 может поворачиваться вокруг оси, параллельно оси лампы 5 с помощью привода 14.

Система подачи питательного раствора в лотки 3 с растениями содержит трубопровод 15 питательного раствора, коллектор 16 раствора, отводящий трубопровод 17 питательного раствора, трубопроводы 18 и 19 подвода и слива раствора непосредственно в лотки 3.

На фиг.2 показаны горшки 20 с растениями, ценоз которых обозначен позицией 21, позицией 22 крышка лотка 3.

Устройство для выращивания растений работает следующим образом.

Растения или рассаду 4 высаживают в горшки 20, установленные в крышках 22 лотков 3. По магистральному трубопроводу 15 и 17 через коллекторы 16, а также по трубам 18, 19 подается и отводится из лотков 3 питательный раствор. Источниками оптического излучения 5 растения 4 облучают.

По мере роста растений 4 и возрастания ценоза 21 лампы переставляют в оптимальное положение, обеспечивающее максимальную и равномерную освещенность растений. Световой поток от лампы 5 проходит через ценоз 21 и поступает на наружный отражатель 11, на котором светофильтрами регулируют спектральный состав, увеличивая, например, "красную" составляющую и поглощая "зеленую" составляющую света. Установку ламп 5 в определяемое ценозом положение осуществляют с помощью телескопического держателя 8 и поворотной муфты 13. Свет, излучаемый лампой 5, отражается также от поверхности цилиндрического паза 9 на лотке 3, и направляется в ценоз 21.

Применение устройства для выращивания растений с источниками излучения, закрепленным на донной части лотков, и оснащение ее отражателями света обеспечивает приближение источников облучения к ценозу, снижает потери световой энергии, освещенность внутренних частей ценоза, улучшает радиационный режим в ценозе и позволяет этим повысить урожайность выращиваемых культур.