культивационное сооружение для выращивания растений

Формула изобретения

1. КУЛЬТИВАЦИОННОЕ СООРУЖЕНИЕ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ, содержащее корпус, ограничивающий культивационное помещение, приспособление для управления и контроля за ростом растения, отличающееся тем, что оно снабжено светотеплонепроницаемой перегородкой, разделяющей культивационное помещение на две изолированные одна от другой и доступные для наблюдения зоны для корневой и стеблевой частей растения, при этом каждая из зон имеет самостоятельные системы управления и контроля за жизнеобеспечением корневой и стеблевой частей растения.

2. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что корпус, ограничивающий зону для стеблевой части растения, выполнен светопроницаемым.

3. Сооружение по п.1, отличающееся тем, что корпус, ограничивающий зону корневой части растения, выполнен светотеплоизолированным.

4. Сооружение по пп.1 и 2, отличающееся тем, что зона для стеблевой части растения снабжена светопрозрачной перегородкой, ограничивающей пристеблевую часть растения.

5. Сооружение по пп.1 4, отличающееся тем, что корни растений располагаются в светопрозрачных сосудах, подвижно прикрепленных к потолку нижней зоны, к которым подведена система питания растения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к биотехнологии, сельскому хозяйству и физиологии растений, а именно к лабораториям с искусственным климатом фитотронам, и к сооружениям для промышленного получения продуктов растениеводства теплицам.

Известны культивационные сооружения (теплицы, фитотроны), содержащие корпус, ограничивающий культивационное помещение, где растения высажены либо в грунт, либо в отдельные сосуды с питательной средой. При этом во всем объеме культивационного помещения с помощью различных приспособлений создается единый взаимозависимый микроклимат для корневой и стеблевой частей растения. В принципиальном плане фитотрон отличается от теплицы более сложной автоматикой регулирования теплового, светового и других режимов. Корпус теплицы светопроницаемый в отличие от корпуса фитотрона, который светотеплонепроницаемый, и поэтому в фитотронах больше возможности для создания искусственного климата, чем в теплицах. "Теплонепроницаемость" в обоих случаях относительна и зависит от изолирующего материала. (Большая Советская энциклопедия, М. 1976, т. 25, с. 440, "Теплица"; "Станция искусственного климата (фитотрон)", в кн. "История и современное состояние физиологии растений в Академии наук". М. 1967; Большая Советская энциклопедия, М. 1977, т. 27, с. 477, "Фитотрон").

Недостатком этих культивационных сооружений является отсутствие свободного доступа к корневой системе растения (визуальное наблюдение за развитием корневой системы, возможность периодического сбора корне- и клубнеплодов с растений их образующих и т.д.), отсутствие системы, позволяющей контролировать, регулировать и оптимизировать технологические, физиологические и эксплуатационные параметры в максимально широком диапазоне отдельно для корневой и стеблевой частей растения.

Как теплица, так и фитотрон одинаково близки к предлагаемому изобретению. Для удобства изложения и формулировки "формулы изобретения" в качестве прототипа возьмем культивационное сооружение для выращивания растений фитотрон, содержащее светотеплоизолированный корпус, ограничивающий размещенное внутри него культивационное помещение, и приспособления для управления и контроля за ростом растения (Большая Советская энциклопедия. М. 1977, т 27, с. 477, "Фитотрон").

Данное изобретение направлено на решение задачи: увеличения продуктивности и качества растительной продукции за счет более полного использования физиологического потенциала растения.

Для решения этой задачи культивационное сооружение для выращивания растений, содержащее корпус, ограничивающий культивационное помещение, снабжено светотеплонепроницаемой перегородкой, разделяющей культивационное помещение на две изолированные друг от друга и доступные для наблюдения зоны для корневой и стеблевой частей растения, при этом каждая из зон имеет самостоятельные приспособления для управления и контроля за ростом стеблевой и корневой части растения.

Корпус, ограничивающий зону корневой части растения, выполнен светотеплонепроницаемым. При этом сами корни растения располагаются в сосудах, например, в легких светопрозрачных желобах, куда подводится система питания растения. В отличие от нижней корневой зоны, корпус, ограничивающий зону для стеблевой части, может быть выполнен светопроницаемым или светотеплопроницаемым. При этом зона для выращивания стеблевой части растения может быть дополнительно снабжена пластичной пленкой, ограничивающей пристеблевую часть растения.

Снабжение культивационного помещения светотеплонепроницаемой перегородкой обеспечивает разделение его на две изолированные друг от друга и доступные для наблюдения зоны для корневой и стеблевой частей растения, при этом каждая из зон может иметь самостоятельные системы управления и контроля за ростом стеблевой и корневой части растения. Это позволит создавать, поддерживать, контролировать и регулировать микроклимат в зоне с корневой частью растения независимо от условий в зоне со стеблевой частью растения. При этом возможно визуально наблюдать за развитием корневой системы растения, влиять на ее развитие, исследовать влияние различных веществ на развитие корневой системы растения, оптимизировать физиологические и технологические процессы, особенно при выращивании растений, основной продукцией которых являются клубне- и корнеплоды и т.д. Наиболее оптимальная высота нижней коневой зоны 170-240 см. В зависимости от поставленных задач и вида растения высота данной зоны может колебаться в ту или иную сторону.

На фиг. 1 изображено культивационное помещение, общий вид, разрез; на фиг. 2 то же, при выполнении корпуса для стеблевой части растения светопроницаемым; на фиг.3 то же, при выполнении корпуса для корневой части растения светотеплонепроницаемым; на фиг.4 то же, с пластичной светопроницаемой пленкой, ограничивающей пристеблевую часть растения.

Культивационное сооружение состоит из корпуса 1, светотеплонепроницаемой перегородки 2, разделяющей культивационное помещение, ограниченное корпусом 1, на изолированные друг от друга зоны для стеблевой и корневой частей растения 3, 4. Корпус 1, ограничивающий зону для корневой и стеблевой частей растения, выполнен светотеплоизолированным (фиг.1). Корпус 1, ограничивающий зону для стеблевой части растения, может быть выполнен светопроницаемым (фиг.2). Для этого можно использовать любой материал применяемый при сооружении теплиц, например, стекло, панели типа ЛЕКСАН ТЕРМОКЛИП фирмы Дженерал Электрик Плэстикс, США, и т.д.

Создание, поддержание и регулирование микроклимата в зонах 3 и 4 осуществляются с помощью систем управления и контроля 5, 6 или 7, 8, которые могут быть размещены как внутри корпуса сооружения в каждой из зон, например, как на фиг.1, так и за его пределами фиг.2.

Корни растений, свисающих с потолка корневой зоны, размещены в сосудах, например, в светопрозрачных желобах 9, к которому подведена система питания 10. Светопрозрачный желоб 9 прикрепляется к потолку подвижно, например, на петлях, что позволяет при необходимости откинуть его, ослабляя фиксатор 11, и проводить определенные операции, например, очередной сбор клубне- или корнеплодов. Питание растений осуществляется в сосудах 9 за счет гидропонной, аэропонной или другой системы в зависимости от вида растения и поставленных задач. Применение светопрозрачного материала в качестве сосуда для корней позволяет не только визуально контролировать и изучать процесс корнеобразования и работу системы питания 10, но и при необходимости влиять на развитие корневой системы, например, облучая его определенным световым спектром.

С целью расширения зоны промышленного растениеводства, особенно в районах с экстремальными климатическими условиями, культивационное сооружение может быть выполнено только в виде корневой зоны (фиг.3). Особенно это касается районов пустыни и полупустыни с достаточным количеством света, но ограниченными водными ресурсами, высокой температурой и т.д. Данное сооружение позволяет не только избежать многих неблагоприятных факторов внешней среды, но и сделать экономически выгодным развитие растениеводства. Светотермоизолирующая перегородка 2 устанавливается на слегка наклоненные направляющие, что позволяет аккумулировать в резервные баки 12 выпадающую влагу. Известно, что объем выпадаемой над многими пустынными зонами влаги в принципе достаточнен для обеспечения растения водой. Наличие гладкой перегородки 2 позволяет без труда аккумулировать эту влагу и по мере необходимости подпитывать экономичную систему аэро- или гидропоники 10. В данном случае КУЛЬТИВАЦИОННОЕ СООРУЖЕНИЕ представляет собой систему длинных туннелей (с высотой около 2 м, шириной по 5-7 м и длиной от 100 м и более), что обеспечивает естественный воздухообмен и поддержание нужного микроклимата. Применение данного сооружения во многих районах, считающихся неблагоприятными для промышлен- ного растениеводства, позволит получать урожай, например, картофеля значительно выше, чем в традиционно выращиваемых районах (за счет загущенной посадки, многоразового съема урожая и т.д.).

При выращивании низкорослых растений, например клубники, в целях экономии при создании определенного микроклимата и газовой среды (увеличенное содержание углекислого газа) используют светопрозрачную пленку 13, установленную непосредственно над пристеблевой частью растения (фиг.4). Создавая определенный микроклимат в малом объеме пристеблевой зоны 14, достигается не только экономический эффект, так как исключает поддержание такого же микроклимата в большой части буферной зоны 3, но и позволяет значительно увеличить урожайность за счет увеличения фотосинтетической активности растения. Вместо пленки в позиции 13 можно использовать панели типа ЛЕКСАН ТЕРМОКЛИП.

Светопрозрачная пленка или панель, ограничивающая пристеблевую зону 14, может быть установлена и при выполнении корпуса стеблевой зоны светопрозрачным.

Культивационное сооружение работает следующим образом.

Растения высаживают в отверстия светотеплонепроницаемой перегородки 2 и укрепляют в ней. Размеры отверстий и тип укрепления зависит от вида выращиваемых растений. Корни растения свисающие с потолка корневой зоны 4, располагаются в сосуде, например, в светопрозрачном желобе 9, который позволяет визуально наблюдать за развитием корневой системы и плодоношением в случае выращивания растений образующих корне- и клубнеплоды. Питание растений осуществляют через систему аэро- или гидропоники 10, подведенного к желобу 9. Желоб 9 укрепляется к потолку корневой зоны подвижно, например, на съемных петлях, что позволяет при необходимости не только непосредственно воздействовать на корневую систему, но и периодически собирать корне- и клубнеплоды при выращивании растений, их образующих. Создание, поддержание, регулирование и контроль за жизнеобеспечением растений и сооружения в целом обеспечиваются системами управления и контроля 5, 6 или 7, 8.