Многоярусная светоустановка для выращивания предбазисного оздоровленного семенного картофеля и другой сельскохозяйственной продукции

Изобретение относится к сельскому хозяйству - выращиванию сельскохозяйственной продукции на многоуровневых и многопоточных светоустановках при движении емкостей с растениями. В светоустановке используется сила тяжести для передвижения в световом канале мини-теплиц по наклонным направляющим при отказе от жесткой сцепки между мини-теплицами. Светоустановка состоит из отдельных модулей, каждый из которых включает световой канал, наклонные направляющие и движущиеся по ним мини-теплицы. Для упрощения конструкции, повышения ее надежности и экономии энергии предусмотрено самоскатывание мини-теплиц, которые установлены на колеса разного диаметра, с возможностью обеспечения их горизонтального положения путем установки их на наклонные направляющие. Каждая мини-теплица может использоваться как самостоятельный модуль, оснащена светопрозрачным колпаком, одновременно выполняющим функцию накопителя и рассеивателя воды. Светоустановка может монтироваться в специальных производственных, хозяйственных, подсобных и иных помещениях при условии поддержания стабильной температуры 15-20°С и соблюдения фитосанитарных требований. Это обеспечивает выращивание предбазисного оздоровленного семенного картофеля круглогодично, соответствующей рассады картофеля, овощей и цветов, а также товарной продукции этих культур, саженцев деревьев, грибов, водорослей и других биологических объектов в регулируемых искусственных условиях и с исключением контакта с патогенами. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Производство семенного картофеля - длительный (не менее 7 лет) и очень сложный процесс, начинающийся с получения проверенных здоровых пробирочных растений (in vitro) на основе меристемной культуры тканей.

Первичными стадиями - меристемные растения, микроклубни, мини-клубни, супер-суперэлита - занимаются базовые центры по семеноводству картофеля. Кроме высококвалифицированных кадров для такого производства требуется соответствующая материально-техническая база, в том числе сооружения защищенного грунта площадью 0,1-0,2 га, пахотные земли до 50 га, картофелехранилище емкостью до 500 т и специализированный набор сельскохозяйственной техники.

Полученная супер-суперэлита передается элитно-семеноводческим хозяйствам, которые после 3-х лет размножения продают хозяйствам и населению семенной картофель 1 репродукции (Новые технологии производства оздоровленного исходного материала в элитном семеноводстве картофеля. Рекомендации. - М.: Агропрогресс, 2000 - копия прилагается).

Сократить продолжительность семеноводства картофеля на 2-3 года, уменьшить потребность в сооружениях защищенного грунта, в пахотных землях и хранилищах можно за счет выращивания исходного предбазисного картофеля и его рассады в искусственных условиях на многоярусных светоустановках при организации непрерывного круглогодового производства. Компактное круглогодовое производство можно осуществлять как в базовом центре, так и непосредственно в семеноводческих хозяйствах.

Патентный поиск проведен по классам: A 01 G 9/00-9/26 - разведение цветов, овощей и риса в горшках, ящиках, парниках или теплицах; A 01 G 31/00-31/02 - гидропоника, выращивание растений в питательной среде без почвы, особые устройства для этой цели; А 01 Н 4/00 - разведение растений из тканевых культур.

Наиболее близко к предлагаемому нами изобретению находятся многоуровневые и многоканальные светоустановки, где в горизонтальной плоскости движется транспортерная лента или сцепленные друг с другом (или соединенные общим носителем) емкости с растениями:

SU, авторское свидетельство №1466684 А1, МПК⁴ А 01 G 32/02. Установка для выращивания сельскохозяйственных культур. /А.Я.Анохин (СССР). - Опубл. 23.03.1989, Бюл. №11// Открытия. Изобретения. - 1989. - №11;

SU, авторское свидетельство №1771592 А1, МПК⁴ А 01 G 9/02. Устройство для выращивания биологических объектов. /М.Т.Гирченко, В.И.Жоров и Л.В.Шаповалов (Украинский НИИ механизации и электрификации сельского хоозяйства). - Опубл. 30.10.1992, Бюл. №40// Открытия. Изобретения. - 1993. - №40;

RU, патент №2004143 C1, МПК⁴ А 01 G 31/02. Установка для выращивания растений. /А.С.Балабаев. Опубл. 15.12.1993, Бюл. №45-46// Открытия. Изобретения. - 1993. - №45-46;

RU, патент №2034449 C1, МПК⁶ А 01 G 31/02, 9/18, 9/26. Установка для выращивания гидропонной зелени. /Никишин В.Г., Буданов М.В., Никишин М.Г., Трибрат Д.В., Кореневский В.А. Опубл. 10.05.1995;

RU, патент №2053642 C1, МПК⁶ А 01 G 9/14. Устройство для выращивания грибов. /С.С.Волобуев. Опубл. 10.02.1996.

Аналогом предлагаемого изобретения является установка для выращивания зеленого корма (SU, авторское свидетельство №1732873 А1, МПК⁵ А 01 G 31/02. Установка для выращивания зеленого корма. /А.С. Мелкумов и И.В.Шестопалов. Научно-технический кооператив «Спутник». - Опубл. 15.05.1992, Бюл. №18// Открытия. Изобретения. - 1992. - №18). Установка содержит многоярусный стеллаж. Каждый ярус снабжен направляющими с размещенными на них по меньшей мере в два ряда тележками с поддонами, которые перемещаются реверсивной двухбарабанной лебедкой с тросом.

Указанные выше установки и аналог сложны в техническом исполнении, требуют специального механизма для перемещения конвейерной ленты или ряда поддонов по ярусу, а также с яруса на ярус несколько раз за период вегетации. Движение ленты или поддонов происходит сразу по всем ярусам, а в случае отказа (например, обрыв ленты, разрушение поддона, перегорание электродвигателя) останавливается сразу вся установка. При движении потока растений сразу по всем ярусам трудно соблюдать фитосанитарную безопасность.

Для устранения этих недостатков, упрощения конструкции и создания гибкого производственного процесса нами предлагается многоярусная светоустановка, работающая на принципе самоскатывания мини-теплиц, установленных на колеса разного диаметра на передней и задней оси, по наклонным направляющим светового канала.

Сущность заявленного изобретения состоит в использовании силы тяжести для передвижения в световом канале мини-теплиц по наклонным направляющим.

Технический результат - разработка модульного светового канала с наклонными направляющими, по которым под действием силы тяжести скатываются мини-теплицы, установленные на колеса разного диаметра; упрощение конструкции за счет отказа от жесткой сцепки между мини-теплицами и отсутствия механических устройств для их горизонтального перемещения; дополнительное использование светопрозрачного колпака мини-теплиц для накопления и равномерного распределения поливной воды.

Указанный технический результат достигается следующим образом. Установка состоит из системы параллельных и изолированных друг от друга белыми или зеркальными легкими перегородками световых каналов. По установленным в каналах наклонным направляющим скатываются под действием силы тяжести мини-теплицы, которые выстраиваются в цепочку, не сцепляясь друг с другом.

Отказ от жесткой сцепки (фиксации) мини-теплиц (трос, цепь, конвейерная лента и т.д.) позволяет использовать на установке любые режимы функционирования каждого из световых каналов. В мини-теплицах одного канала может возделываться любая культура, задана любая продолжительность периода вегетации. Канал может работать как по конвейерному циклу с ежедневной выдачей готовой продукции, так и в режиме разовой полной загрузки (например, выращивание цветов к 8 марта). Кроме того, каждая мини-теплица как самостоятельный модуль может использоваться для выращивания культур вне светового канала при естественном или искусственном освещении, для чего на светопрозрачный колпак устанавливается лампа со светоотражателем.

Каждый канал работает автономно. Отказ или неисправность любого из них не вызывает остановки работы светоустановки в целом. Возможно равномерное распределение в течение суток периодов включения-выключения различных каналов для выравнивания нагрузок в электрических сетях.

Под потолком световых каналов устанавливаются люминесцентные или энергосберегающие лампы. Количество и световой спектр используемых ламп определяется в зависимости от видов возделываемых растений. Для дезинфекции каналов от патогенов под потолком устанавливаются ультрафиолетовые бактерицидные лампы.

Количество каналов в горизонтальной и в вертикальной плоскостях может быть четным или нечетным, определяется количеством и ассортиментом производимой продукции, а также габаритами используемого помещения. Длина каналов светоустановки также жестко не лимитируется и определяется габаритами помещения. При возникновении дополнительной потребности в производимой продукции установка может комплектоваться дополнительными каналами в вертикальной или в горизонтальной плоскости.

Описание мини-теплицы

Мини-теплица состоит из поддона для размещения почвы или иного субстрата, сверху закрывается легким съемным светопрозрачным колпаком. Поддон устанавливается на раму, к которой крепятся колеса разного диаметра, большего на передней оси по сравнению с задней, на которых мини-теплица скатывается по установленным под определенным углом наклонным направляющим. Мини-теплица при этом сохраняет горизонтальное положение. Направляющие на выходе из светового канала оборудуются фиксаторами, останавливающими движение первой и второй мини-теплиц для проведения технологических операций по уборке урожая. С целью уменьшения металлоемкости конструкции и ее массы раму мини-теплицы, поддон, колеса целесообразно выполнять из полимерных материалов. Для уменьшения трения на раму устанавливаются подшипники качения. Светопрозрачный колпак соответствует высоте растений, одновременно выполняет роль накопителя и рассеивателя воды, для чего сверху имеет отверстия для вентиляции и полива, а также боковые ограждения, которые обеспечивают разовую подачу на светопрозрачный колпак заданной нормы полива с последующим равномерным распределением воды или питательного раствора через отверстия колпака либо по гибким шлангам с перфорацией в нижней части непосредственно на почву. При поливе дождеванием для равномерного распределения воды на поверхности почвы отверстия рассеивателя имеют переменный диаметр, увеличивающийся от центра к периферии. Прозрачное укрытие уменьшает вероятность распространения болезней и вредителей, удерживает растения в габаритах мини-теплицы, снижает интенсивность испарения воды из почвы и сохраняет выделяющийся из почвы в результате микробиологической деятельности углекислый газ.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен общий вид светоустановки (продольный разрез световых каналов).

На фиг.2 показана мини-теплица (вид сбоку).

На фиг.3 изображен поперечный разрез светового канала с находящейся в нем мини-теплицей.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Заявленная светоустановка включает подъемник с площадкой 1, стойку с опорной плитой 2, направляющие 3, мини-теплицы в сборе 4, лампы дневного света 5, ороситель 6, бактерицидные лампы 7, легкосъемные боковые стенки 8, соединительный узел 9, фиксаторы позиции первой и второй мини-теплиц 10.

Мини-теплица состоит из колес 11, укрепленных на кронштейне 12, рамы 13 с бортом 19 и упором 14, съемного поддона с субстратом 15, светопрозрачного колпака 16, рассеивателя с отверстиями 17 и боковыми ограждениями фиксаторов поддона 18.

Заявленная светоустановка работает следующим образом.

На первых стадиях размножения меристемного картофеля in vitro в поддоны без колпаков устанавливаются штативы с пробирками и загружаются в световой канал. На последующих стадиях размножения пробирочные растения пересаживаются в почвенный субстрат.

Поддон устанавливается на рабочий стол, заполняется дозированным количеством простерилизованной и засеянной штаммами полезных микроорганизмов почвой или искусственным субстратом и водой, обеспечивающим влажность субстрата равной наименьшей влагоемкости. Затем производится посадка пробирочных растений картофеля, полученных после размножения in vitro или клубнями. Мини-теплица закрывается светопрозрачным колпаком и вручную или с помощью подъемного механизма устанавливается на направляющие светового канала.

Технология работы по конвейерному циклу в начальный период (пусковой этап) предусматривает последовательную загрузку всего светового канала рамами без поддонов, за исключением последней, на которой устанавливается заполненная субстратом с растениями мини-теплица. Каждая последующая подготовленная мини-теплица загружается в световой канал с интервалом, определяемым технологическим процессом. Перемещаясь в световом канале, мини-теплица упирается торцом рамы в борт 19 (см. фиг.2) впереди движущейся мини-теплицы, благодаря чему обеспечивается их синхронное перемещение.

Через определенное время в процессе движения мини-теплицы по световому каналу в заранее фиксированных точках производится строго дозированный полив водой или растворами удобрений дождеванием или капельным способом. При этом поливная норма подается на светопрозрачный колпак, выполняющий роль накопителя и рассеивателя воды. С этой целью колпак имеет отверстия для вентиляции и полива, а также боковые ограждения. При поливе дождеванием для равномерного распределения воды на поверхности почвы отверстия рассеивателя целесообразно выполнить разного диаметра, увеличивающегося от центра к периферии. При капельном орошении вода из колпака-накопителя поступает по гибким шлангам с перфорацией в нижней части непосредственно в почву.

После прохождения по световому каналу и завершения периода вегетации культур первая и вторая мини-теплицы останавливаются с помощью фиксаторов 10 (см. фиг.1). Первая мини-теплица вручную или механизированно извлекается на площадку подъемника и далее перемещается в вспомогательное помещение, где устанавливается на рабочий стол, производится уборка готовой продукции, высыпается земля и отправляется на стерилизацию, поддон и колпак моются и дезинфицируются, после чего мини-теплица и земля снова направляются на повторную посадку. На позицию первой мини-теплицы после освобождения фиксаторов перемещается вторая мини-теплица, соскальзыванию ее поддона 15 с рамы 13 препятствует упор 14. Остальные мини-теплицы при этом перемещаются на одну позицию.

Требования к помещению. Светоустановка может монтироваться в специальных производственных, хозяйственных, подсобных и иных помещениях (подвалах, чердаках домов, пещерах, отработанных шахтах, каменоломнях).

Для выращивания в каналах светоустановки семенного картофеля и большинства других культур оптимальная температура составляет 22-25°С. Отклонения от оптимальной температуры угнетают растения, снижают урожай и устойчивость к заболеваниям. При работе установки выделяется тепло и общая температура в помещении должна быть на несколько градусов ниже оптимальной (ориентировочно 15-20°С). Помещение должно быть обеспечено вентиляционным и отопительным оборудованием для поддержания этой температуры. С целью повышения биопродуктивности установки, очистки воздуха от углекислого газа и насыщения его кислородом целесообразно размещение установки около мест скопления людей и других биологических объектов.

Для соблюдения фитосанитарных требований по защите картофеля от болезней и вредителей помещение должно быть оборудовано бактерицидными ультрафиолетовыми лампами, фильтрами на системе вентиляции, дезинфицирующими ковриками в тамбурах, гардеробами. Обслуживающий персонал работает в спецодежде.

Унификация установки. Для повышения сезонной загрузки, расширения области использования и снижения себестоимости продукции установка унифицирована для ускоренного размножения новых и ценных сортов в селекции растений; производства посадочного материала после культуры тканей для садового, паркового и лесного хозяйства; выращивания рассады картофеля, овощей и цветочных культур; производства готовых цветов и комнатных растений; выгонки на умеренном освещении из лука-репки зеленого лука, а из корнеплодов зелени петрушки, сельдерея, ревеня и т.д.; выращивания салатных культур; выращивания в слое земли без освещения салатного цикория витлуф; производства грибов; концентрированного зеленого корма для скота; ведения вермикультуры (разведение дождевых червей и получение биогумуса); культивирования в зимний период водоросли эйхорния, предназначенной для экологического очищения сточных и загрязненных вод; получения обогащенных полезными почвенными микроорганизмами почвогрунтов (например, на базе ЭМ-технологии или других микробиологических препаратов); разведения микроорганизмов и полезных насекомых для биологических мер борьбы с вредителями и болезнями растений. По мере роста энерговооруженности и относительного снижения стоимости электроэнергии список культур, возделывание которых на данной установке целесообразно и рентабельно, будет увеличиваться.

1. Многоярусная светоустановка для выращивания предбазисного оздоровленного семенного картофеля и другой сельскохозяйственной продукции, состоящая из отдельных модулей, каждый из которых включает световой канал и находящиеся в нем мини-теплицы, отличающаяся тем, что световой канал оборудован наклонными направляющими на которые установлены мини-теплицы с колесами разного диаметра, обеспечивающими их горизонтальное положение, при этом каждая мини-теплица оснащена светопрозрачным колпаком, одновременно выполняющим функцию накопителя и рассеивателя воды.

2. Светоустановка по п.1, отличающаяся тем, что для обеспечения равномерного распределения воды или питательного раствора в рассеивателе выполнены отверстия разного диаметра, при этом диаметр увеличивается от центра рассеивателя к его периферии.

3. Светоустановка по п.1, отличающаяся тем, что для исключения смачивания вегетативных частей чувствительных к грибковым заболеваниям и световым ожогам растений вода из колпака-накопителя по гибкому шлангу, перфорированному в нижней горизонтальной части, подается на поверхность увлажняемой почвы мини-теплицы.