Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

 
Изобретения в сельском хозяйстве Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах Посадка, посев, удобрение Уборка урожая, жатва Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство Новые виды растений или способы их выращивания Производство молочных продуктов Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство Поимка, отлов или отпугивание животных Консервирование туш животных, или растений или их частей Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения Машины или оборудование для приготовления или обработки теста Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия

Способ выращивания зеленных культур в интенсивной светокультуре

 
Международная патентная классификация:       A01G

Патент на изобретение №:      2420058

Автор:      Мишанов Алексей Петрович (RU), Маркова Анна Ефимовна (RU), Судаченко Василий Никитович (RU), Колянова Татьяна Валентиновна (RU)

Патентообладатель:      Государственное научное учреждение "Северо-Западный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук" (ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии) (RU)

Дата публикации:      10 Июня, 2011

Начало действия патента:      17 Ноября, 2009

Адрес для переписки:      196625, Санкт-Петербург, пос. Тярлево, Фильтровское ш., 3, (ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии)


Изображения





Изобретение относится к области сельского хозяйства. В способе выращивают растения на торфогрунте в питательном растворе с постоянной его рециркуляцией и поддержанием концентрации питательных элементов в рабочем растворе в зависимости от времени года и его кислотности. Питательный раствор готовят на основе смеси католита с анолитом в соотношении 1:0,5. Проводят деактивацию питательного раствора в процессе выращивания растений, добавляют смесь свежеприготовленных католита с анолитом и поддерживают окислительно-восстановительный потенциал питательного раствора от +100 до -40 мВ. При этом первые 10-12 дней растения выдерживают на рассадном столе и поливают смесью активированной воды католит с анолитом 1: 0,5 с рН 9,1. Способ позволяет снизить удельные показатели энергоемкости производства зеленных культур. 7 табл., 1 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к растениеводству защищенного грунта.

Известно выращивание салата «Афицион» на линии проточной гидропоники на питательном растворе, приготовленном из комплексных и простых удобрений на простой воде с электропроводностью питательного раствора 1,6-2,2 мСм/см и продолжительным периодом выращивания 38-39 дней. Лесин С.А. "Салат на линии проточной гидропоники", РГАУ - МСХА, ж. Картофель и овощи, 5, 2007, с.22.

Недостаток данной технологии выращивания - высокая энергоемкость производства салата.

Известно выращивание салата в защищенном грунте на грунтах с использованием простых минеральных удобрений. Главное условие при подборе состава удобрений - сбалансированность по элементному составу питательного раствора. Повысить биологическую ценность питательного раствора, продлить его срок действия, снизить токсичность можно внесением цеолита в грунт. Глушков Н.М., Плющиков В.Г., Синютин А.Г. ЦИНАО, ж.Картофель и овощи, 7, 2002, с.26.

Недостатком данного способа выращивания зеленных культур, в т.ч. и салата на грунтах, является трудоемкость процесса и стоит большого труда сохранить биологическую ценность продукции в течение нескольких дней.

Наиболее близкий к заявленному способ выращивания растений в условиях гидропоники, заключающийся в воздействии на семена или растения в зоне, прилегающей к корням или к нижней части семян, а именно в зоне питательного раствора, ультразвуком, интенсивность которого в среднем составляет от 102 до 103 Вт/м 2. Для увеличения эффективности ультразвука семена или растения стимулируют постоянным и/или переменным магнитным полем. Дополнительное воздействие на клеточные структуры семян и растений в виде низкоинтенсивного ионизирующего электромагнитного излучения (СВЧ-излучение) или лазерного (RU 2048058, A01G 9/26, 1995 г.).

Недостатком известного изобретения является высокая энергоемкость процесса стимулирования питательного раствора ультразвуком (до 10 3 Вт/м2).

Задача изобретения - выращивание зеленных культур в интенсивной светокультуре на питательном растворе, приготовленном с использованием технологии электрохимической активации (ЭХА) для снижения удельных показателей энергоемкости производства зеленных культур.

Поставленная задача решается тем, что способ выращивания зеленных культур в интенсивной светокультуре, содержащий выращивание растений на торфогрунте в питательном растворе с постоянной его рециркуляцией и поддержанием концентрации питательных элементов в рабочем растворе в зависимости от времени года и его кислотности; питательный раствор готовят на основе смеси католита и анолита в соотношении 1:0,5, производят деактивацию питательного раствора в процессе выращивания растений, добавляя смесь свежеприготовленных католита с анолитом и поддерживая окислительно-восстановительный потенциал питательного раствора от +100 до -40 мВ, при этом первые 10-12 дней растения выдерживают на рассадном столе и поливают смесью активированной воды католита с анолитом 1:0,5, pH 9,1.

Новые существенные признаки:

1. Питательный раствор готовят на основе смеси католита с анолитом в соотношении 1:0,5;

2. Производят деактивацию питательного раствора в процессе выращивания растений, добавляя смесь свежеприготовленных католита с анолитом и поддерживая окислительно-восстановительный потенциал питательного раствора от +100 до -40 мВ.

3 Первые 10-12 дней растения выдерживают на рассадном столе и поливают смесью католита с анолитом 1:0,5, pH 9,1.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые запрашивается испрашиваемый объем правовой охраны.

Технический результат заключается в том, что выращивание салата на питательном растворе, приготовленном на основе смеси католита с анолитом в соотношении 1:0,5 (ОВП от +100 до -40 мВ), позволяет повысить урожайность по сравнению с контролем (на водопроводной воде) на 24,1%, повысить качество салата за счет повышения сухого вещества на 21,3-54,4% и снизить содержание нитратного азота в продукции на 13,4%.

Многократное использование питательного раствора, обладающего повышенной биологической активностью на основе феномена электрохимической активации (ЭХА), существенно влияет на удельные расходные показатели энергетических ресурсов.

Повышенные биологические свойства питательного раствора, приготовленного на основе католита с анолитом 1: 0,5, характеризуются увеличением активности электронов, обусловленных уменьшением показателя ОВП от +100 до -40 мВ.

Экономия основных элементов минерального питания (азота, фосфора, калия, кальция) на формирование урожая 1 кг салата составила 19,5-20,5% и на создание 1 кг сухого вещества - 19,4-20,6% (рециркуляция) и 35,4-36,1% (водная культура), было получено опытным путем при использовании заявленного способа (см. табл.1, 2, 3, 4).

Экономия воды на 1 кг сырой биомассы составила 0,70-2,25 л/м2 в зависимости от метода выращивания культуры (водная и проточная гидропоника), табл.7.

На чертеже схематично изображено устройство по приготовлению питательного раствора на основе ЭХА и подачи в лотки в системе его рециркуляции.

Устройство состоит из электромагнитного клапана 1, емкости для воды 2, датчика уровня жидкости 3, модуля управления 4. Насосом подачи 5 вода подается в электрохимический активатор 6. Напряжение на активатор 6 подается через выпрямительный блок 7. Через вентиль 8 активированная вода (католит) поступает в емкость 9 до заданного уровня, поддерживаемого датчиком уровня 10. Анолит через вентиль 11 поступает в емкость 12. Контроль уровня активированной воды в емкости 12 поддерживается через сливное отверстие 13. Насосами перекачивания 14 и 15 смесь активированных вод поступает в смесительную емкость 16. Датчик уровня жидкости 17 в емкости 16 контролирует работу насоса 18, клапанов 19 и 20, подает сигнал на измерительную ячейку 21, содержащую датчики pH и ЕС питательного раствора. Команда от датчика 17 подается на закрытие клапана 20 и открытие насосов-дозаторов 22, 23, 24 для дозированной подачи маточных растворов и кислоты из емкостей 25, 26 и 27 через насос 18 и измерительную ячейку 21 и откорректированный питательный раствор через клапан 20 поступает на лотки 28 к растениям и рециркулирует по замкнутому кругу с возвратом в смесительную емкость 16 и работа всех узлов устройства повторяется вновь.

В экспериментах, проведенных в 2008-2009 годах, в качестве исследуемой культуры использовали салат сорта "Афицион" голландской фирмы "Рейк Зваан", как наиболее приспособленного к условиям удлиняющегося светового дня.

Выращивали салат посевом в специальные пластмассовые контейнеры (горшочки), разработанные для используемых в салатных линиях лотков 28. Горшочки заполняли верховым торфом, увлажняли, всходы появлялись на 3-й день, и растения оставались на рассадном столе 10-12 дней. Увлажняли горшочки с растениями активированной водой.

Освещенность 10 кЛк (круглосуточно) в сооружении создавали лампами Дна3-400, подвешенными по высоте на расстоянии 1,8 м от поверхности лотка.

Температурно-влажностный режим поддерживали с использованием приточно-вытяжной вентиляции. В осенне-зимний период температуру поддерживали на уровне 18±2°С круглосуточно.

Управление системой освещенности и работой вентилятора осуществлялось в автоматическом режиме (не показано).

В возрасте 10-12 дней от полных всходов горшочки с растениями выставляли на лотки 28, по которым рециркулировал питательный раствор, приготовленный с использованием технологии электрохимической активации.

Пластиковые лотки 28 размещали на расстоянии 18 см друг от друга.

Нами также были проведены исследования по изучению влияния активированных питательных растворов на урожайность и качество в строго контролируемых условиях методом водной культуры, где каждое растение салата выращивали в отдельном стеклянном сосуде в соответствии с методикой водной культуры.

Для электроактивации воды использовали устройство на базе элемента ПЭМ-3 (проточный электрохимический модульный), выпускаемое серийно в ОАО НПО «Экран».

Принцип работы технологического оборудования по подготовке и подаче питательного раствора в лотки к растениям, представленного схематично на чертеже, следующий: подогретая до температуры +23°С водопроводная вода через электромагнитный клапан 1 поступает в емкость 2 до заданного уровня, контролируемого датчиком уровня 3, управляемым модулем управления 4. После достижения заданного уровня воды в емкости 2 поступает сигнал с модуля управления 4 на закрытие клапана 1 и включение насоса подачи воды 5 в электрохимический активатор 6, на который подается напряжение 80 В с выпрямительного блока 7, управляемого модулем управления 4. Активированная вода (католит) поступает через вентиль 8 в емкость 9 до достижения заданного уровня жидкости, контролируемого датчиком уровня 10, управляющим насосом 5 и электрохимическим активатором 6 через модуль управления 4. Активированная вода (анолит) поступает через вентиль 11 в емкость 12. Датчик уровня 10 настроен так, чтобы при отключении насоса 5 соотношение объемов католита с анолитом в емкостях 9 и 12 составило 1:0,5. Необходимый объем анолита поддерживается за счет сливного отверстия 13 в емкости 12. Излишки анолита идут на технологические нужды. После достижения заданного соотношения католита к анолиту 1:0,5 с модуля управления 4 поступает сигнал на последовательное включение насоса перекачивания 14 католита и насоса перекачивания 15 анолита в смесительную емкость 16. Продолжительность работы насосов перекачивания 14 и 15 контролируется в автоматическом режиме с модуля управления 4. Операции подготовки активированных вод (католита и анолита) повторяются циклически и перекачиваются в смесительную емкость 16 для достижения заданного уровня жидкости, контролируемого датчиком уровня 17, который подает команду на включение насоса 18, открытие клапана 19 и закрытие клапана 20.

Смесь католита с анолитом в смесительной емкости 16 начинает циркулировать по замкнутому контуру через измерительную ячейку 21: смесительная емкость 16 насос 18 измерительная ячейка 21 клапан 19 смесительная емкость 16 с одновременным включением насосов-дозаторов 22, 23, 24 для подачи маточных растворов А из емкости 25, Б из емкости 26 и кислоты из емкости 27 в смесительную емкость 16.

После достижения заданных величин pH и ЕС питательного раствора, определяемых с помощью датчиков измерительной ячейки 21, закрывается клапан 19 с одновременным открытием клапана 20 через модуль управления 4 и питательный раствор подается на лотки 28 с растениями с последующим возвратом в смесительную емкость 16.

Дальнейшее поддержание заданных величин pH и ЕС питательного раствора осуществляется с помощью измерительной ячейки 21 и работой соответствующих насосов-дозаторов 14, 15 без закрытия клапана 20.

Следующая порция активированной воды попадет в смесительную емкость 16 только после получения модулем управления 4 сигнала от датчика уровня питательного раствора 17, означающего снижение уровня в смесительной емкости 16 на определенную величину. Затем цикл повторяется.

Результаты проведенных экспериментов представлены в таблицах 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Таблица 1 Затраты основных элементов питания на выращивание салата "Афицион", водная культура, ЕС 1,6 мСм/см Варианты Урожай сырой биомассы, г/растен. Потреблено элементов питания, г.д.в. /растение Затраты элементов питания, г.д.в. /м2 N(N-NO3+N-NH 4)P2 O5K 2OCaO N(N-NO3+N-NH 4)P2 O5K 2OCaO Питательный раствор на ВВ (контроль)* 86,040,266 0,135 0,5770,286 7,17 3,6415,50 7,71Питательный раствор на смеси (КВ+АВ)** 106,770,263 0,133 0,5680,285 7,09 3,5815,30 7,69 - ВВ (водопроводная вода)** - КВ+АВ (католит+анолит)

Таблица 2 Экономия основных элементов питания на создание единицы продукции салата "Афицион", водная культура, ЕС 1,6 мСм/см Варианты Урожай сырой биомассы, г/растен. Затраты элементов питания на 1 кг сырой биомассы, г.д.в /кг Экономия элементов питания, % N(N-NO3+N-NH4) P2O5 K2OCaO N(N-NO3+N-NH 4)P2 O5K 2OCaO Питательный раствор на ВВ (контроль) 2,323,09 1,566,68 3,32- -- -Питательный раствор на смеси (КВ+АВ) 2,882,46 1,245,31 2,6720,4 20,520,5 19,5

Таблица 3 Затраты основных элементов питания на выход 1 кг сухого вещества салата «Афицион», водная культура, ЕС 1,6 мСм/см Варианты Урожай сухого вещества, кг/м2 Затраты элементов питания на создание 1 кг сухого вещества, г.д.в. Экономия элементов питания, % N(N-NO3+N-NH4) P2O5 K2OCaO N(N-NO3+N-NH 4)P2 O5K 2OCaO Питательный раствор на ВВ (контроль) 0,12557,44 29,12 124,061,76 - -- -Питательный раствор на смеси (КВ+АВ) 0,19336,78 18,60 79,2739,84 35,96 36,1236,07 35,49

Таблица 4 Затраты основных элементов питания на выход 1 кг сухого вещества салата «Афицион», рециркуляция, ЕС 1,3 мСм/см Варианты Урожай сухого вещества, кг/м2 Затраты элементов питания на 1 кг сухого вещества, г.д.в. Экономия элементов питания, % N(N-NO3+N-NH4) P2O5 K2OCaO N(N-NO3+N-NH 4)P2 O5K 2OCaO Питательный раствор на ВВ (контроль) 0,15047,86 25,66 108,0049,13 - -- -Питательный раствор на смеси (КВ+АВ) 0,18237,96 20,43 85,7139,56 20,68 20,3820,63 19,47

Таблица 5 Изменение величины ОВП питательного раствора в зависимости от степени его активированности, рециркуляция, ЕС 1,3 мСм/см Варианты Показатели ОВП, мВ 16.0519.05 21.05 23.0524.05 25.05 Среднее за оборот Питательный раствор на ВВ (контроль) до корректировки 160,0268,4 241,0 270,0250,0 237,0 237,7после корректировки240,0 220,0 250,0256,0 270,0 220,0242,6 Питательный раствор на смеси (КВ+АВ) до корректировки 222,0238,1 238,0 270,0235,0 230,0 238,8после корректировки60,1 -67,0 23,02,0 20,020,0 +47 -67

Таблица 7 Коэффициент водопотребления у салата «Афицион» в зависимости от качества питательного раствора Варианты Методы выращивания Подано питательного раствора, л/растение Потреблено питательного раствора Урожай сырой биомассы, кг/м2 Коэффициент водопотребления, л/кг Экономия воды, л/м2 л/растениел/м 2 Питательный раствор на ВВ (контроль) Рециркуляция2,75 1,87 50,54,07 12,40- Питательный раствор на смеси (КВ+АВ) - -2,77 1,94 52,34,47 11,700,7 Питательный раствор на ВВ (контроль) Водная культура 1,741,36 36,82,32 15,86- Питательный раствор на смеси (КВ+АВ) - -1,83 1,45 39,22,88 13,612,25

Формула изобретения

Способ выращивания зеленных культур в интенсивной светокультуре, содержащий выращивание растений на торфогрунте в питательном растворе с постоянной его рециркуляцией и поддержанием концентрации питательных элементов в рабочем растворе в зависимости от времени года и его кислотности, отличающийся тем, что питательный раствор готовят на основе смеси католита с анолитом в соотношении 1:0,5, производят деактивацию питательного раствора в процессе выращивания растений, добавляя смесь свежеприготовленных католита с анолитом и поддерживая окислительно-восстановительный потенциал питательного раствора от +100 до -40 мВ, при этом первые 10-12 дней растения выдерживают на рассадном столе и поливают смесью активированной воды католит с анолитом 1:0,5, рН 9,1.





Популярные патенты:

2465761 Способ повышения плодородия песчаных почв

... ...


2196403 Почвообрабатывающий модуль

... дополнительно устанавливаемых за выравнивателем катков с балластным грузом, различных борон и других приспособлений. Это один из главных экономических показателей в агрегатировании почвообрабатывающих комплексов. К тому же предложенная конструкция придала агрегату повышенную маневренность из-за значительного сокращения габаритности по длине, дала возможность работать на повышенных скоростях, добиться качества рыхления (вспашки) почвы с соблюдением агрономических требований, независимо от состава и содержания обрабатываемого поля, упразднить ненужные затраты на производство в сельхозмашиностроении дополнительных приспособлений. Для регионов рискованного земледелия, в частности ...


2142331 Устройство для гомогенизации и гомогенизирующая головка

... отводящий трубопровод может содержать трехпозиционный кран. Гомогенизирующая головка также является объектом изобретения. Известные гомогенизирующие головки (диспергаторы, устройства для гомогенизации молока) или конструктивно сложны (см., например, описание к авторскому свидетельству СССР N 1706486, МПК 5 A 01 J 11/16, публ. 1992 г., Бюл. N 14), или не обеспечивают высокое качество продукта (см., например, описание к патенту РФ N 2094108, МПК 6 B 01 F 3/00, публ. 1997 г., Бюл. N 30), или же не отличаются высокой надежностью и ремонтопригодностью (см., например, описание к авторскому свидетельству СССР N265606, Кл. A 01 J, B 06 B, публ. 1970 г., Бюл. N 10). В качестве ...


2404581 Способ изготовления муляжей анатомических препаратов полых и трубчатых органов

... отвердения - (230°С/50% отн.влажн.) (ч) - 3,0 мм/24 ч; 6,5 мм/48 ч; 10,0 мм/72 ч;твердость А по Шору - 20; модуль (МПа) при растяжении 100% - 0,62 МПа; прочность на растяжение при разрыве (МПа) - 2,03 МПа; относительное удлинение при разрыве (%) - 450%; допустимая температура нанесения (°С) - от +5 до +40; допустимая температура эксплуатации (°С) - от 50 до +180;гарантийный срок хранения (мес.) - хранить при температуре от 5°С до +50°С, 24 месяца. Предлагаемый нами силиконовый наполнитель имеет следующие положительные физико-химические характеристики, необходимые именно для изготовления коррозионных препаратов.1. Однокомпонентность вещества, что, ...


2229213 Способ регулирования роста зерновых культур

... или меньше 30 мл/га для обработки вегетирующих растений - эффективность защиты растений от болезней и ростстимулирующий эффект снижаются, а при использовании препарата Лариксин в дозе больше 250 мл/т для обработки семян или 75 мл/га для обработки вегетирующих растений дальнейшего ростстимулирующего эффекта и снижения поражаемости болезнями зерновых культур не наблюдалось, в связи с чем экономически нецелесообразно. В заявляемом способе препарат Лариксин используют не только как ростстимулирующее, но и как фунгицидное средство, для чего экспериментально подобраны его оптимальные нормы расхода.Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.Пример 1.Деляночные ...


Еще из этого раздела:

2056100 Доильный стакан

2476277 Способ защиты почв от остатков пестицидов

2281637 Способ производства зеленого корма при возделывании в орошаемом земледелии и устройство для его осуществления

2438300 Молочная холодильная установка

2494588 Лемех плуга

2197817 Поплавок для рыболовных удочек и снастей

2490849 Способ переработки безподстилочного помета птиц клеточного содержания и навоза свиней в топливные брикеты

2459398 Способ рекультивации почв, загрязненных минерализованными водами

2083070 Способ предпосевной обработки семян и устройство для его осуществления

2192721 Орудие для обработки засоленных почв