Способ выращивания растений в условиях защищенного грунта, устройство для выращивания растений в условиях защищенного грунта и сборно-разборный многоярусный стеллаж для выращивания растений в условиях защищенного грунта
Группа изобретений относится к области сельского хозяйства и растениеводства. Способ включает расположение лотков с образованием вертикальных ярусов, культивацию растений, создание в теплице требуемого светового режима, последний из которых осуществляют путем перемещения источника освещения между ярусами лотков. Рассаду растений высаживают в вегетационные лотки, создают требуемый климатический режим, при этом источник освещения в период облучения перемещают непрерывным реверсивным движением вверх-вниз между крайними ярусами, а скорость перемещения источника освещения и мощность источника освещения устанавливают в зависимости от степени естественной освещенности и/или температуры воздуха. Устройство содержит систему культивации растений, включающую вертикальную многоярусную стеллажную установку для вегетационных лотков с растениями, системы создания требуемых климатического и светового режимов, последняя из которых включает, по меньшей мере, один источник освещения, выполненный с возможностью перемещения вверх-вниз между ярусами стеллажной установки, содержит средство, обеспечивающее непрерывное реверсивное движение источника освещения между ярусами в период облучения растений. Стеллаж содержит секции из полок, ярусно смонтированных на четырех стойках. Секции объединены в модули, каждый из которых включает по три расположенные последовательно в ряд секции, две крайние и одну центральную, соединенные между собой шарнирным соединением с возможностью поворота крайних секций вокруг вертикальной оси к центру модуля с образованием П-образного профиля. Использование группы изобретений позволяет ускорить развитие растений за счет обеспечения равномерности освещения растений, увеличения плотности фотосинтетического потока фотонов, исключения перегрева и повреждений листового покрова выращиваемых растений и снижения светопотерь. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 4 ил.
Заявляется группа изобретений, связанных между собой настолько, что образуют единый творческий замысел.
Заявляемые изобретения относятся к сельскому хозяйству и могут быть использованы в области растениеводства в сооружениях защищенного грунта.
Известен способ выращивания растений в теплице, включающий высадку рассады растений рядами в вегетационные сосуды, подвязку их к шпалерам, культивацию растений и создание в теплице требуемых климатического и светового режимов. Требуемый световой режим создают с помощью источников оптического излучения, которые размещают на уровне средней части растений в промежутках между соседними рядами растений в каждом вегетационном сосуде. Нижние концы всех шпалер соединяют шарнирно относительно соответствующих вегетационных сосудов, а верхние концы шпалер растений четных и нечетных рядов всех вегетационных сосудов соединяют жестко, соответственно, с четной и нечетной групповыми тягами и перемещают последние в противофазе между собой в вертикальной плоскости, перпендикулярной плоскости установки источников оптического излучения (патент №2062023 на изобретение «Способ выращивания растений в теплице и устройство для его осуществления», МПК A01G 9/26, A01G 9/14, опубл. 20. 06.1996). Недостатком известного способа является низкая производительность, ограниченная площадью поверхности тепличного комплекса, затенение растений при количестве ярусов более 2, большие энергетические и капитальные затраты.
Известен способ выращивания растений в теплице на стеллажах гидропонных установок, включающий высаживание рассады в стеллажные лотки с питательным раствором, культивирование растений, облучение верхней и нижней поверхностей листьев растений в течение периода вегетации потоком оптического излучения в видимом диапазоне спектра, одновременное воздействие на обе листовые поверхности сканирующими по ним потоками лазерного излучения с длиной волны в спектральном диапазоне 380-710 нм и/или диапазоне 230-380 нм (патент №2028760 на изобретение «Способ выращивания растений в теплице на стеллажах гидропонных установок», МПК A01G 9/24, A01G 9/22, A01G 9/14, A01G 31/02, опубл. 20.02.1995). Недостатком известного способа являются высокие энергетические и капитальные затраты.
Известен наиболее близкий к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и выбранный в качестве прототипа способ выращивания растений в условиях защищенного грунта, включающий: высаживание рассады растений в вегетационные лотки, расположение лотков с образованием вертикальных ярусов, культивацию растений, создание в теплице требуемых климатического и светового режимов. Световой режим создают путем перемещения источника освещения между ярусами вегетационных лотков. Закрепленные гирляндами источники освещения включают на определенную продолжительность облучения - фотопериод («день»), по окончании которого перемещают источники освещения вверх или вниз (патент №2084123 на изобретение «Теплица», МПК A01G 9/14, опубл. 20.07.1997 г.).
Недостатками указанного способа являются неравномерность освещения растений и нерациональное использование света. Различная удаленность отдельных растений от источников света в период облучения (фотопериода «день») обуславливает различную интенсивность освещения, величина которой, как известно, обратно пропорциональна квадрату расстояния. Статичное положение источника освещения в период облучения (фотопериода «день») приводит к перегреву и повреждению отдельных участков листового покрова растений вследствие тепловых ожогов. Все это снижает урожайность известного метода. Использование «гирлянд» источников освещения не обеспечивает равномерности освещения всех растений, однако существенно повышает энерго- и капитальные затраты. Невысокой является и эффективность использования электроэнергии из-за большого расстояния между источником освещения и растениями. Уменьшение этого расстояния также приводит к тепловым ожогам растений.
Задачами, на решение которых направлено заявляемое изобретение, является повышение урожайности выращиваемых культур и снижение себестоимости продукции.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемого изобретения, заключается в:
- ускорении развития растений за счет обеспечения равномерности освещения растений, увеличения плотности фотосинтетического потока фотонов (PPFD), исключения перегрева и повреждений листового покрова выращиваемых растений;
- снижении светопотерь.
Указанные технические результаты достигаются тем, что способ выращивания растений в условиях защищенного грунта включает:
- высаживание рассады растений в вегетационные лотки,
- расположение лотков с образованием вертикальных ярусов,
- культивацию растений,
- создание в теплице требуемого климатического и светового режимов,
- создание требуемого светового режимов путем перемещения источника освещения между ярусами вегетационных лотков,
- перемещение источника освещения в период облучения непрерывным реверсивным движением вверх-вниз между крайними ярусами.
Предпочтительно, чтобы вегетационные лотки в каждом из ярусов размещали вокруг вертикальной оси движения источника освещения.
Предпочтительно также, чтобы перемещение источника освещения на крайних участках траектории его движения осуществляли с постепенным замедлением и набором скорости при изменении направления движения.
Предпочтительно, чтобы скорость перемещения источника освещения и мощность источника освещения регулировали в зависимости от степени естественной освещенности и/или температуры воздуха.
Предпочтительно, чтобы способ включал многократный культуро- и/или севооборот культивируемых растений.
Предпочтительно, чтобы выращивание рассады следующего культуро- и/или севооборота осуществляли параллельно с культивацией растений текущего оборота.
Предпочтительно, чтобы посадку рассады следующего культуро- и/или севооборота осуществляли с временным сдвигом относительно высаживания культивируемых растений текущего оборота.
Предпочтительно, чтобы в качестве культивируемой культуры использовали скороспелые сорта растений.
Предпочтительно, чтобы в качестве культивируемой культуры использовали сорта растений с высокой плотностью урожая и дружным созреванием плодов.
Предпочтительно, чтобы выращивание растений осуществляли с максимальным коэффициентом полезного использования объемов и площадей сооружений защищенного грунта.
Предпочтительно, чтобы культивация растений дополнительно включала подкормку растений углекислотой.
Предпочтительно также, чтобы культивация растений дополнительно включала капельное орошение.
Предпочтительно, чтобы выращивание земляники осуществляли с горизонтальной посадкой рассады.
Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показал, что во всех случаях выполнения оно отличается от известного, наиболее близкого технического решения тем, что источник освещения в период облучения перемещают непрерывным реверсивным движением вверх-вниз между крайними ярусами.
В отдельных случаях выполнения заявляемое изобретение отличается от известного указанного выше, наиболее близкого к нему:
- размещением вегетационных лотков в каждом из ярусов вокруг вертикальной оси движения источника освещения;
- перемещением источника освещения на крайних участках траектории его движения с постепенным замедлением и набором скорости при изменении направления движения,
- установлением скорости перемещения источника освещения и мощности источника освещения в зависимости от степени естественной освещенности и/или температуры воздуха,
- многократным культуро- и/или севооборотом культивируемых растений,
- выращиванием рассады следующего культуро- и/или севооборота параллельно с культивацией растений текущего оборота,
- посадкой рассады следующего культуро- и/или севооборота с временным сдвигом относительно высаживания культивируемых растений текущего оборота,
- использованием в качестве культивируемой культуры скороспелых сортов растений,
- использованием в качестве культивируемой культуры сортов растений с высокой плотностью урожая и дружным созреванием плодов,
- выращивание растений с максимальным коэффициентом полезного использования объемов и площадей сооружений защищенного грунта,
- дополнительной подкормкой растений углекислотой,
- дополнительным капельным орошением.
Использование заявленного способа выращивания растений в условиях защищенного грунта, включающего высаживание рассады растений в вегетационные лотки, расположение лотков с образованием вертикальных ярусов, культивацию растений, создание в теплице требуемых климатического и светового режимов, перемещение источника освещения между ярусами вегетационных лотков в период облучения непрерывным реверсивным движением вверх-вниз между крайними ярусами обеспечивает:
a) равномерность освещения растений;
b) увеличение плотности фотосинтетического потока фотонов (PPFD) в несколько раз;
c) исключение перегрева и повреждений листового покрова;
d) увеличение количества растений, выращиваемых на единице площади, и улучшение использования объемов и площадей сооружений защищенного грунта.
Все это приводит к ускорению развития растений и повышению продуктивности сооружений защищенного грунта.
Размещение вегетационных лотков в каждом из ярусов вокруг вертикальной оси движения источника освещения обеспечивает равноудаленность всех растений от источника освещения, создавая наиболее благоприятные световые условия. Указанное расположение вегетационных лотков позволяет создать замкнутое световое пространство, обеспечивая снижение светопотерь.
Регулирование скорости перемещения источника освещения и мощности источника освещения в зависимости от степени естественной освещенности и/или температуры воздуха, а также перемещение источника освещения на крайних участках траектории его движения с постепенным замедлением и набором скорости при изменении направления движения позволяет создать оптимальную интенсивность облучения и усиливает указанный технический результат. Все это повышает урожайность выращивания растений.
Многократный культуро- и/или севооборот культивируемых растений, использование скороспелых сортов растений, а также сортов растений с высокой урожайностью и дружным созреванием плодов, осуществление выращивания растений с максимальным коэффициентом полезного использования объемов и площадей сооружений защищенного грунта повышают урожайность способа.
Выращивание рассады следующего культуро- и/или севооборота параллельно с культивацией растений текущего оборота, посадка рассады следующего культуро- и/или севооборота с временным сдвигом относительно высаживания культивируемых растений позволяет иметь необходимый посадочный материал в нужном количестве и получать несколько урожаев в год.
Подкормка растений углекислотой и капельное орошение дополнительно увеличивают урожайность способа.
Заявленный способ относится к выращиванию растений в сооружениях защищенного грунта - теплицах, зданиях, тоннельных или каркасных и пр. сооружениях и осуществляется следующим образом.
Рассаду овощных и/или ягодных, и/или цветочных и др. культур высаживают в вегетационные лотки - контейнеры, маты, торфоплиты, сосуды и пр., которые располагают таким образом, что они образуют несколько вертикальных ярусов. Культивацию растений осуществляют в условиях требуемых климатического и светового режимов. Для создания оптимального для растений светового режима источник освещения с помощью специального механизма перемещают между ярусами вегетационных лотков. В период облучения движение источника освещения осуществляют непрерывным реверсивным движением вверх-вниз между крайними ярусами, предпочтительно с постепенным замедлением и набором скорости при изменении направления движения на крайних участках траектории его движения. Вегетационные лотки в каждом из ярусов размещают вокруг вертикальной оси движения источника освещения. В зависимости от степени естественной освещенности и/или температуры воздуха регулируют скорость перемещения и мощность источника освещения. Способ предполагает многократный культуро- и/или севооборот культивируемых растений. Рассаду следующего культуро- и/или севооборота выращивают параллельно с культивацией растений текущего оборота, осуществляя ее посадку со сдвигом во времени относительно высаживания культивируемых растений. Так, посев на рассаду для следующего оборота проводят, например, через месяц после высадки растений на постоянное место, а через два месяца происходит замена растений, отдавших урожай, новыми. Предпочтительно использование в качестве культивируемой культуры скороспелых сортов растений с высокой урожайностью и дружным созреванием плодов. Растения выращивают с максимальным коэффициентом полезного использования объемов и площадей сооружений защищенного грунта. В период культивации растения дополнительно используют капельное орошение и подкормку углекислотой и минеральными элементами питания. Выращивание земляники осуществляют с горизонтальной посадкой рассады. Заявляемый способ обеспечивает круглогодичное выращивание. Использование способа предполагает управление выходом продукции по срокам - может быть обеспечен равномерный выход продукции в течение года или волнообразно, с максимальным выходом в 3-4 срока. Использование способа позволяет получать 3-5 урожаев в год.
Известно устройство для выращивания растений в условиях защищенного грунта, представляющее собой теплицу, содержащую внешнее светопроницаемое теплозащитное ограждение, систему культивации, включающую установленные параллельно друг другу вегетационные блоки, состоящие из треугольных рам, на боковых поверхностях которых поярусно закреплены лотки для растений. Система регулирования светового и теплового режимов в зоне обитания растений содержит блоки обогрева теплицы и облучения растений. Блок облучения растений включает источники искусственного облучения, снабженные светоотражателями и расположенные рядами в промежутках вегетационными блоками в пространстве, ограниченном теплозащитным светоотражающим экраном, установленным под кровельным ограждением теплицы и теплокорректирующим светопроницаемыми экранами, размещенными параллельно боковым поверхностям обращенных друг к другу треугольных рам соседних вегетационных блоков над лотками для растений (патент №2083087 на изобретение «Теплица» МПК 6 A01G 31/02, A01G 9/22, A01G 9/24, опубл. 10.07.1997 г.) Известная теплица характеризуется высокими капитальными затратами и неравномерностью освещения растений, что снижает урожайность.
Известно устройство для выращивания растений в лотках, установленных на основании теплицы и треугольных рамах вегетационных блоков, содержащее первую секцию источников оптического излучения для размещения над лотками между соседними вегетационными блоками и вторую секцию источников оптического излучения для установки в полости между треугольными рамами каждого вегетационного блока и основанием теплицы. Источники оптического излучения второй секции выполнены с уменьшением отношения потока энергии в спектральном диапазоне 600-700 нм к общему потоку энергии во всем спектре излучения каждого из источников оптического излучения от 60-80% до 30-40% при увеличении высоты размещения данных источников оптического излучения относительно основания теплицы (патент №2029458 на изобретение «УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЛУЧЕНИЯ РАСТЕНИЙ» МПК 6 A01G 31/02, A01G 9/14, A01G 9/22, A01G 9/24, опубл. 27.02.1995). Известное устройство характеризуется высокими энерго- и капитальными затратами.
Известно наиболее близкое к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и выбранное в качестве прототипа устройство для выращивания растений в условиях защищенного грунта, содержащее систему культивации растений, включающую вертикальную многоярусную стеллажную установку с полками для вегетационных лотков с растениями и системы создания требуемых климатического и светового режимов. Устройство снабжено источниками освещения и средством для подачи углекислого газа. Источники освещения представляют собой расположенные параллельно друг другу гирлянды ламп, выполненные с возможностью перемещения вверх-вниз между ярусами вегетационных лотков. Каждая из гирлянд закреплена на подвеске, установленной на оси вращения. Установки с вегетационными лотками расположены друг над другом с образованием вертикальных сквозных технических каналов и соединены между собой в местах их соприкосновения перекрытиями-полами, а источники освещения и средство для подачи углекислого газа расположены в сквозных технических каналах через ярус в шахматном порядке на оси вращения, размещенной над верхней установкой для контейнеров, причем ось вращения соединена с электроприводом. Закрепленные гирляндами источники освещения включают на определенную продолжительность облучения - фотопериод («день»), по окончании которого перемещают источники освещения вверх или вниз (патент №2084123 на изобретение «Теплица», МПК А01G 9/14, опубл. 20.07.1997 г.).
Недостатком известного устройства является неравномерность освещения растений и нерациональное использование света, что приводит к снижению урожайности и высоким энергозатратам. Различная удаленность отдельных растений от источников света в период облучения (фотопериода «день») обуславливает различную интенсивность их освещения, а статичное положение источника освещения в период облучения (фотопериода «день») приводит к перегреву и повреждению участков листового покрова наиболее близко расположенных растений вследствие тепловых ожогов. Все это снижает урожайность известного метода. Использование «гирлянд» источников освещения не обеспечивает равномерности освещения всех растений, однако существенно повышает энерго- и капитальные затраты.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности работы устройства.
Технические результаты, которые могут быть получены при осуществлении заявляемого изобретения, заключаются в обеспечения равномерности освещения растений, а также в исключении перегрева и повреждений листового покрова выращиваемых растений. В отдельных случаях выполнения достигается дополнительный технический результат - снижение светопотерь.
Указанные технические результаты достигаются тем, что устройство для выращивания растений в условиях защищенного грунта содержит: систему культивации растений, включающую вертикальную многоярусную стеллажную установку с полками для вегетационных лотков с растениями; системы создания требуемых климатического и светового режимов, последняя из которых включает, по меньшей мере, один источник освещения, выполненный с возможностью перемещения вверх-вниз между ярусами стеллажной установки; средство, обеспечивающее в период облучения непрерывное реверсивное движение источника освещения между ярусами.
Предпочтительно, чтобы стеллажная установка была выполнена с возможностью трансформирования, по меньшей мере, в одну многоярусную ячейку, в плане каждого яруса представляющую собой многогранник, грани которого образованы полками с вегетационными лотками, при этом источник освещения был установлен таким образом, что траектория его реверсивного движения проходит внутри многогранника, предпочтительно через его центр.
Предпочтительно также, чтобы количество источников освещения соответствовало количеству ячеек, образуемых при трансформировании стеллажной установки.
Предпочтительно также, чтобы источники освещения в смежных многоярусных ячейках были установлены с возможностью движения в противоположных направлениях.
Сопоставительный анализ заявляемого изобретения с прототипом показал, что во всех случаях выполнения оно отличается от известного, наиболее близкого технического решения тем, что содержит средство, обеспечивающее в период облучения непрерывное реверсивное движение источника освещения между ярусами.
В отдельных случаях выполнения заявляемое изобретение отличается от известного, указанного выше, наиболее близкого к нему:
- выполнением стеллажной установки с возможностью трансформирования, по меньшей мере, в одну многоярусную ячейку, в плане каждого яруса представляющую собой многогранник, грани которого образованы полками с вегетационными лотками, установлением источника освещения таким образом, что траектория его реверсивного движения проходит через центр многогранника;
- выполнением количества источников освещения, соответствующим количеству ячеек, образуемых при трансформировании стеллажной установки;
- установлением источников освещения в смежных многоярусных ячейках с возможностью движения в противоположных направлениях.
Наличие вертикальной многоярусной стеллажной установки с полками для вегетационных лотков с растениями, выполнение источника освещения с возможностью перемещения вверх-вниз между ярусами стеллажной установки и наличие средства, обеспечивающего непрерывное реверсивное движение между ярусами источника освещения в период облучения, обеспечивает равномерность освещения растений и исключает перегрев и повреждение листового покрова. Все это приводит к ускорению развития растений и повышению продуктивности сооружений защищенного грунта.
Выполнение стеллажной установки с возможностью трансформирования, по меньшей мере, в одну многоярусную ячейку, в плане каждого яруса представляющую собой многогранник, грани которого образованы полками с вегетационными лотками, а также выполнение источника освещения установленным таким образом, что траектория его реверсивного движения проходит внутри ячейки через центр многогранника, обеспечивает равноудаленность всех растений от источника освещения, создает наиболее благоприятные световые условия и обеспечивает снижение светопотерь.
Выполнение источников освещения в смежных многоярусных ячейках установленными с возможностью одновременного движения в противоположных направлениях обеспечивает равномерное освещение растений как с «лицевой», так и с «задней» стороны, что усиливает заявленный технический результат.
Предлагаемое устройство для выращивания растений в условиях защищенного грунта иллюстрируется схемными чертежами.
На фиг.1 изображено устройство для выравнивания растений в условиях защищенного грунта, поперечный разрез.
На фиг.2 изображено устройство для выращивания растений в условиях защищенного грунта, вид сверху.
Устройство для выращивания растений в условиях защищенного грунта содержит систему культивации растений, систему создания требуемого климатического режима и систему создания требуемого светового режима.
Система создания требуемого климатического режима (на чертеже не показана) предназначена для обогрева растений и поддержания необходимой температуры и влажности воздуха, а также концентрации углекислоты в воздухе в условиях защищенного грунта. Это может быть, например, система водяного отопления с трубами надпочвенного обогрева. Может быть использована система обогрева растений с использованием солнечной энергии.
Система культивации растений представляет собой вертикальную многоярусную стеллажную установку 1, содержащую стеллажи 2 с полками 3 для вегетационных лотков. Стеллажи 2 установлены парными рядами r1…i, с технологическими проходами p1…i внутри каждой пары. Полки 3 для вегетационных лотков установлены с возможностью трансформирования стеллажей 2, по меньшей мере, в одну многоярусную ячейку, в плане каждого яруса представляющую собой многогранник S, грани которого образованы полками 3. Например, полки 3 соединяют в секции по 3 штуки, при этом крайние полки закрепляют шарнирно, с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, внутрь технологического прохода р1…i.
Система создания требуемого светового режима включает, по меньшей мере, один источник освещения 4 и механизм 5, например, гидравлический привод, обеспечивающий непрерывное реверсивное движение источника освещения вверх-вниз между ярусами стеллажей 2 в период облучения растений (фотопериод «день»). Гидравлический привод приводит во вращение вал 6, на который через блоки 7 на тросах 8 подвешены источники освещения 4. В качестве источников освещения 4 могут быть использованы лампы электродосвечивания.
Предпочтительно, чтобы источник освещения 4 был установлен таким образом, чтобы траектория его перемещения проходила внутри многогранника S, через центр.
Предпочтительно, чтобы количество источников освещения 4 соответствовало количеству многоярусных ячеек S, образуемых при трансформировании стеллажной установки. Предпочтительно, чтобы расположенные в смежных рядах ri, ri+1 источники освещения 4 (i) и 4 (i+1) подвешены на вал 6 через блоки 7 (i), 7 (i+1) на тросы 8 (i) и 8 (i+1) таким образом, что один из тросов, например, 8 (i) наматывается на барабан вал 6 по часовой стрелке, а другой 8 (i+1) - против часовой стрелки. Это обеспечивает одновременное движение ламп в противоположных направлениях, когда лампа 4 (i) движется вниз, лампа 4 (i+1) движется вверх, и наоборот. Управляющее устройство (на чертеже не показано) регулирует скорость движения ламп, обеспечивая при приближении источника освещения 4 к крайним точкам движения (верхней или нижней) постепенное замедление и набор скорости при смене направления движения источника освещения на противоположное. Управляющее устройство обеспечивает регулирование мощности источников облучения в зависимости, например, от естественной освещенности.
В проходах между стеллажами располагают водоводы 9 капельного орошения и электрокабели с распределительными коробками (на чертеже не показаны).
Работа устройства осуществляется следующим образом.
В сооружениях защищенного грунта располагают ряды стеллажей. Так, в теплицах со стандартной шириной пролета 6,4 м можно расположить 8 рядов стеллажей высотой 2,5 м, состоящих из полок 3 длиной 60 см и шириной 20-40 см или 6 рядов стеллажей при длине полок 100 см (в зависимости от параметров теплиц, выращиваемой культуры и субстрата) для вегетационных лотков. Количество ярусов зависит от культуры и составляет, например, при выращивании огурцов 3 яруса, перца, баклажана - 3-4 яруса, томата, герберы - 4-5 ярусов, у горшечных цветов - 6 ярусов, земляники садовой - 6 ярусов. Увеличение ширины пролета теплиц до 8,0 м позволяет увеличить длину полок 3 до 1,0 м, а количество ярусов, например, при выращивании томата - до 8-ми. Путем поворота полок 3 с шарнирным креплением внутрь технологического прохода ri стеллажи трансформируют в многоярусные ячейки, внутри которых осуществляет реверсивное движение источник освещения 4. При высоте стеллажей 2, 5 м амплитуда движения ламп составляет 1, 7 м. Для выполнения работ по уходу за растениями осуществляется остановка и выключение ламп, предпочтительно, в крайних точках их движения, подвижные полки 3 стеллажей 2 приводят в исходное положение, располагая их, как правило, параллельно трубам 9 надпочвенного обогрева. Поскольку источники освещения 4 располагаются в центе шестигранника и со всех сторон окружены растениями, потери фотосинтетической активной радиации (PAR) резко снижаются, а непрерывное движение позволяет избежать ожогов от перегрева и в несколько раз повысить плотность фотосинтетического потока фотонов (PPFD) без увеличения мощности энергопотребления.
Известен стеллаж для выращивания растений в условиях защищенного грунта, включающий треугольные рамы с установленными на них лотками растений (патент №2054246 на изобретение «Теплица», МПК A01G 31/02, A01G 9/24, A01G 9/26, опубл. 20.02.1996 г.). Недостатком стеллажа является труднодоступность верхних ярусов при проведении технологических операций по уходу за растениями и сбору урожая.
Известен стеллаж для выращивания растений в условиях защищенного грунта, содержащий вертикальные прямоугольные каркасы и размещенные ярусами лотки для выращивания растений (патент №2080053 на изобретение «ТЕПЛИЦА», МПК A01G 31/02, A01G 9/24, A01G 9/26, A01G 9/14, опубл. 27.05.1997 г.). Конструкция стеллажа представляет собой громоздкое стационарное сооружение, не приспособленное к трансформации.
Известен сборно-разборный многоярусный стеллаж для выращивания растений, наиболее близкий к заявляемому по совокупности существенных признаков и выбранный в качестве прототипа. Известный стеллаж содержит секции из полок, ярусно смонтированных на четырех стойках. Стойки выполнены разъемными по высоте и соединены перемычками и стяжками, установленными с возможностью перемещения вдоль стоек и закрепления в любом месте. На каждой паре стяжек одного уровня установлены полка или по крайней мере два стержня с возможностью снятия. Верхние концы стоек соединены друг с другом с возможностью закрепления и открепления (патент №18610 на полезную модель «СБОРНО-РАЗБОРНЫЙ МНОГОЯРУСНЫЙ СТЕЛЛАЖ», МПК А01G 31/02, A01G 9/02, опубл. 10.07.2001 г.).
Сборно-разборная конструкция расширяет функциональные возможности стеллажа, однако она не обеспечивает равномерности освещения и снижения светопотерь при искусственном освещении растений, например, путем оптического излучения.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение эффективности работы устройства.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемого изобретения, заключается в создании конструкции, обеспечивающей снижение светопотерь и повышение равномерности освещения при выращивании растений в условиях защищенного грунта, а также повышение коэффициента полезного использования площади и объема сооружений защищенного грунта.
Указанный технический результат достигается тем, что сборно-разборный многоярусный стеллаж для выращивания растений в условиях защищенного грунта содержит секции из полок, ярусно смонтированных на четырех стойках. Секции объединены в модули, каждый из которых включает по три расположенные последовательно в ряд секции - две крайние и одну центральную. Секции соединены между собой шарнирным соединением с возможностью поворота крайних секций вокруг вертикальной оси к центру модуля с образованием П-образного профиля. Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, одна из стоек в каждой из крайних секций была снабжена опорным роликом. Предпочтительно также, чтобы стеллаж содержал, по меньшей мере, два зеркально с проходом расположенных модуля, центральные секции которых в верхней части были соединены между собой диагональными стяжками.
Сопоставительный анализ с прототипом показал, что во всех случаях исполнения заявляемое изобретение отличается от известного, наиболее близкого технического решения тем, что:
- секции объединены в модули, каждый из которых включает по три расположенные последовательно в ряд секции - две крайние и одну центральную, соединенные между собой шарнирным соединением с возможностью поворота крайних секций вокруг вертикальной оси к центру модуля с образованием П-образного профиля.
В отдельных случаях исполнения заявляемое изобретение отличается от известного:
- выполнением, по меньшей мере, одной из стоек в каждой из крайних секций, снабженной опорным роликом;
- наличием двух зеркально с проходом расположенных модулей, центральные секции которых в верхней части соединенных между собой диагональными стяжками.
Выполнение сборно-разборного многоярусного стеллажа для выращивания растений в условиях защищенного грунта, содержащим модули, каждый из которых включает по три установленные последовательно в ряд секции из полок, ярусно смонтированных на четырех стойках, соединение смежных секций между собой шарнирным соединением с возможностью поворота крайних секций вокруг вертикальной оси в сторону центральной секции с образованием П-образного профиля, позволяет осуществить реализацию способа выращивания растений, снижающего потери светового излучения и обеспечивающего равномерность освещения растений, и повысить коэффициент полезного использования площади и объема сооружений защищенного грунта. Оптимальный результат достигается при зеркальном, с проходом расположении модулей, позволяющем трансформировать стеллажи в многоярусные замкнутые ячейки, внутри которых будет осуществлять реверсивное движение источник освещения.
Предлагаемый сборно-разборный многоярусный стеллаж для выращивания растений в условиях защищенного грунта иллюстрируется схемными чертежами, представленными на фиг.3, 4.
На фиг.3 представлен схемный чертеж модуля сборно-разборного многоярусного стеллажа для выращивания растений, общий вид.
На фиг.4 представлена многоярусная замкнутая ячейка, образованная двумя модулями сборно-разборного многоярусного стеллажа, вид сверху.
Сборно-разборный многоярусный стеллаж для выращивания растений в условиях защищенного грунта состоит из секций 10, каждая из которых содержит полки 3, ярусно смонтированные на четырех стойках 11 при помощи известных средств разъемного крепления - болтов, винтов и пр. Полки могут быть установлены при помощи дополнительных приспособлений, например, скоб, попарно скрепляющих стойки (на чертеже не показаны). Количество ярусов с полками и высота между ярусами могут быть изменены в зависимости от выращиваемой культуры. Секции объединены в модули, каждый из которых включает по три расположенные последовательно в ряд секции 10(а), 10(б), 10(в), две из которых 10(а) и 10(в) являются крайними, а одна 10(б) - центральной. Смежные секции соединены между собой шарнирным соединением 12 с возможностью поворота крайних 10(а) и 10(в) секций вокруг вертикальной оси к центру модуля с образованием П-образного профиля. В качестве шарнирного соединения 12 могут быть использованы известные виды соединений, например, дверные (мебельные) петли. По меньшей мере, одна из стоек 11 в каждой из крайних секциях 10(а) и 10(в), например, самая удаленная от места шарнирного крепления 12, снабжена опорным роликом 13. Это облегчает поворот крайних секций. Предпочтительно располагать модули попарно параллельно, зеркально друг другу с проходом. Для большей устойчивости центральные секции параллельных модулей 10(б) в верхней части соединяют между собой диагональными стяжками 14.
Сборно-разборный многоярусный стеллаж работает следующим образом.
Стеллажные модули располагают парными рядами с технологическими проходами внутри каждой пары. В период освещения крайние секции пары модулей 10(а1), 10(а2), 10(в1), 10(в2) поворачивают к центру прохода, при этом образуется шестигранник. В центре шестигранника постоянно движется вверх-вниз лампа электродосвечивания. Использование заявляемой конструкции позволяет снизить потери светового излучения и обеспечить равномерность освещения растений. Для ухода за растениями крайние секции 10(а), 10(б) возвращают в исходное положение. Таким образом, рабочие проходы для ухода за растениями внутри каждой пары стеллажей совмещены с рабочим проходом для движения ламп, что позволяет повысить коэффициент полезного использования площади и объема.
1. Способ выращивания растений в условиях защищенного грунта, включающий расположение лотков с образованием вертикальных ярусов, культивацию растений, создание в теплице требуемого светового режима, последний из которых осуществляют путем перемещения источника освещения между ярусами лотков, отличающийся тем, что рассаду растений высаживают в вегетационные лотки, создают требуемый климатический режим, при этом источник освещения в период облучения перемещают непрерывным реверсивным движением вверх-вниз между крайними ярусами, а скорость перемещения источника освещения и мощность источника освещения устанавливают в зависимости от степени естественной освещенности и/или температуры воздуха.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вегетационные лотки в каждом из ярусов размещают вокруг вертикальной оси движения источника освещения.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перемещение источника освещения на крайних участках траектории его движения осуществляют с постепенным замедлением и набором скорости при изменении направления движения.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает многократный культуро- и/или севооборот культивируемых растений.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что выращивание рассады следующего культуро- и/или севооборота осуществляют параллельно с культивацией растений текущего оборота.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что посадку рассады следующего культуро- и/или севооборота осуществляют с временным сдвигом относительно высаживания культивируемых растений текущего оборота.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве культивируемой культуры используют скороспелые сорта растений.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве культивируемой культуры используют сорта растений с высокой плотностью урожая и дружным созреванием плодов.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что культивацию растений осуществляют с максимальным коэффициентом полезного использования объемов и площадей сооружений защищенного грунта.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что культивация растений дополнительно включает подкормку растений углекислотой.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что культивация растений дополнительно включает капельное орошение.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что культивацию растений осуществляют с максимальным коэффициентом полезного использования объемов и площадей сооружений защищенного грунта.
13. Способ по любому из пп.1-12, отличающийся тем, что в случае выращивания земляники посадку рассады осуществляют горизонтально.
14. Способ по п.2, отличающийся тем, что перемещение источника освещения на крайних участках траектории его движения осуществляют с постепенным замедлением и набором скорости при изменении направления движения.
15. Способ по любому из пп.2 и 3, отличающийся тем, что включает многократный культуро- и/или севооборот культивируемых растений.
16. Способ по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что выращивание рассады следующего культуро- и/или севооборота осуществляют параллельно с культивацией растений текущего оборота.
17. Способ по любому из пп.2-5, отличающийся тем, что посадку рассады следующего культуро- и/или севооборота осуществляют с временным сдвигом относительно высаживания культивируемых растений текущего оборота.
18. Способ по любому из пп.2-6, отличающийся тем, что в качестве культивируемой культуры используют скороспелые сорта растений.
19. Способ по любому из пп.2-7, отличающийся тем, что в качестве культивируемой культуры используют сорта растений с высокой плотностью урожая и дружным созреванием плодов.
20. Способ по любому из пп.2-8, отличающийся тем, что культивацию растений осуществляют с максимальным коэффициентом полезного использования объемов и площадей сооружений защищенного грунта.
21. Способ по любому из пп.2-9, отличающийся тем, что культивация растений дополнительно включает подкормку растений углекислотой.
22. Способ по любому из пп.2-10, отличающийся тем, что культивация растений дополнительно включает капельное орошение.
23. Способ по любому из пп.2-11, отличающийся тем, что культивацию растений осуществляют с максимальным коэффициентом полезного использования объемов и площадей сооружений защищенного грунта.
24. Устройство для выращивания растений в условиях защищенного грунта, содержащее систему культивации растений, включающую вертикальную многоярусную стеллажную установку для вегетационных лотков с растениями, системы создания требуемых климатического и светового режимов, последняя из которых включает, по меньшей мере, один источник освещения, выполненный с возможностью перемещения вверх-вниз между ярусами стеллажной установки, отличающееся тем, что содержит средство, обеспечивающее непрерывное реверсивное движение источника освещения между ярусами в период облучения растений.
25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что стеллажная установка выполнена с возможностью трансформирования, по меньшей мере, в одну многоярусную ячейку, в плане каждого яруса представляющую собой многогранник, грани которого образованы полками с вегетационными лотками, а источник освещения установлен таким образом, что траектория его реверсивного движения проходит через центр многогранника.
26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что количество источников освещения соответствует количеству ячеек, образуемых при трансформировании стеллажной установки.
27. Устройство по любому из пп.25 и 26, отличающееся тем, что источники освещения в смежных многоярусных ячейках установлены с возможностью движения в противоположных направлениях.
28. Сборно-разборный многоярусный стеллаж для выращивания растений в условиях защищенного грунта, содержащий секции из полок, ярусно смонтированных на четырех стойках, отличающийся тем, что секции объединены в модули, каждый из которых включает по три расположенные последовательно в ряд секции, две крайние и одну центральную, соединенные между собой шарнирным соединением с возможностью поворота крайних секций вокруг вертикальной оси к центру модуля с образованием П-образного профиля.
29. Сборно-разборный многоярусный стеллаж по п.28, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна из стоек в каждой из крайних секций снабжена опорным роликом.
30. Сборно-разборный многоярусный стеллаж по любому из пп.28 и 29, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, два зеркально с проходом расположенных модуля, центральные секции которых в верхней части стянуты между собой диагональными стяжками.
