RU2733788C1 - Method for hydroponic growing of plants and device for its implementation - Google Patents
Method for hydroponic growing of plants and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2733788C1 RU2733788C1 RU2020109588A RU2020109588A RU2733788C1 RU 2733788 C1 RU2733788 C1 RU 2733788C1 RU 2020109588 A RU2020109588 A RU 2020109588A RU 2020109588 A RU2020109588 A RU 2020109588A RU 2733788 C1 RU2733788 C1 RU 2733788C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tray
- plants
- siphon
- water
- root system
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G25/00—Watering gardens, fields, sports grounds or the like
- A01G25/02—Watering arrangements located above the soil which make use of perforated pipe-lines or pipe-lines with dispensing fittings, e.g. for drip irrigation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G29/00—Root feeders; Injecting fertilisers into the roots
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
- A01G31/02—Special apparatus therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/24—Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/25—Greenhouse technology, e.g. cooling systems therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
- Y02P60/20—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions in agriculture, e.g. CO2
- Y02P60/21—Dinitrogen oxide [N2O], e.g. using aquaponics, hydroponics or efficiency measures
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Hydroponics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для гидропонного выращивания растений, а также ландшафтного дизайна при строительстве специально оборудованных зданий под оранжереи.The invention relates to agriculture, in particular to devices for hydroponic growing of plants, as well as landscape design in the construction of specially equipped buildings for greenhouses.
Метод выращивания, например цветочных культур на неземляных субстратах называют гидропонным (гидропоника). Он включает два способа: 1) собственно гидропонику - выращивание растений (без субстрата) водная культура и аэропоника; 2) выращивание растений на влагоемких субстратах - различном торфе и смесях вермикулита с маловлагосъемными субстратами (керамзитом, гравием) в отношении 1:3 - 1:5 по объему. Таким образом, метод выращивания заключается в отказе использования почвенной смеси. Вместо нее используется искусственный субстрат и питательный раствор, из которого корни получают все необходимые культуре вещества. Кроме того, следует отметить, что часть времени корни растений находятся в питательной среде, а часть - в кислородной «ванне», когда под строгим контролем к корням подается воздух.The method of growing, for example, flower crops on non-earthy substrates is called hydroponic (hydroponics). It includes two methods: 1) hydroponics proper - growing plants (without substrate), aquatic culture and aeroponics; 2) growing plants on moisture-consuming substrates - various peat and mixtures of vermiculite with low-moisture substrates (expanded clay, gravel) in a ratio of 1: 3 - 1: 5 by volume. Therefore, the cultivation method is to avoid using potting mix. Instead, an artificial substrate and a nutrient solution are used, from which the roots receive all the substances necessary for culture. In addition, it should be noted that part of the time the roots of plants are in the nutrient medium, and partly in the oxygen "bath", when air is supplied to the roots under strict control.
Аэропонный способ основан на принципе: прилив-отлив воды, при этом необходимы субстраты, которые периодически смачивают питательным раствором.The aeroponic method is based on the principle: the ebb and flow of water, while substrates are needed, which are periodically moistened with a nutrient solution.
Известен способ гидропонного бессубстратного выращивания растений, при котором питательный раствор по системе капельного полива через внешние капельницы, компенсированные по давлению, и микротрубку подается непосредственно к емкости (минераловатному кубику) с растением, помещаемой внутрь рукава, выполненного из водо- и светопроницаемого материала, через разрез на его верхней стороне на влагонакопительную прокладку, находящуюся внутри рукава, и прикрепляется к верхней стороне рукава с помощью Г-образного фиксатора. При этом питательный раствор через емкость (минераловатный кубик) с растением попадает внутрь рукава, служащего емкостью для корневой системы растений и питательного раствора и укладываемого поверх несущего блока трапециевидной формы из теплоизоляционного материала, устанавливаемого, в свою очередь, на поверхность грунта (Патент BY 5501, A01G 31/00 от 30.09.2003).There is a known method of hydroponic substrate-free growing of plants, in which the nutrient solution through a drip irrigation system through external pressure-compensated droppers and a microtube is fed directly to a container (mineral wool cube) with a plant placed inside a sleeve made of water and light-permeable material through an incision on its upper side onto a moisture-accumulating pad inside the sleeve and is attached to the upper side of the sleeve using an L-shaped retainer. In this case, the nutrient solution through a container (mineral wool cube) with a plant enters the sleeve, which serves as a container for the root system of plants and a nutrient solution and is laid over a trapezoidal supporting block made of heat-insulating material, installed, in turn, on the surface of the soil (Patent BY 5501, A01G 31/00 from 30.09.2003).
Данный способ позволяет выращивать овощные культуры с длительным периодом вегетации, экономить поливную воду и минеральные удобрения из-за отсутствия необходимости в организации дренажа и циркуляции питательного раствора, но имеет невысокую технологичность и не решает проблем с корневыми гнилями, являющиеся следствием плохого снабжения корневой системы растений кислородом. Кроме того, подачу влаги к корням выполняют без учета свойств применения как органических удобрений и одновременного полива на их разложение и развитие микроорганизмов, т.е. возможность применения целенаправленного использования твердого осадка (в виде гранул), как водного, так и питательного режима корнями растений. Следует учитывать ими сохранение питательных компонентов, в частности гранул из навоза свиностоков, птичьего помета, торфа или получение ценных материалов растительного свойства добываемого сорбента (сапропель) после его обработок из рек, озер и водоемов. Фактически в них достаточно присутствуют в основном в большом количестве: азот, фосфор и калий, а также другие полезные металлы, но в меньшем количестве.This method allows you to grow vegetables with a long growing season, save irrigation water and mineral fertilizers due to the lack of the need to organize drainage and circulation of the nutrient solution, but has low manufacturability and does not solve problems with root rot, which are a consequence of poor supply of the plant root system with oxygen. ... In addition, the supply of moisture to the roots is performed without taking into account the properties of use as organic fertilizers and simultaneous watering for their decomposition and the development of microorganisms, i.e. the possibility of using the targeted use of solid sediment (in the form of granules), both water and nutrient regime by plant roots. They should take into account the preservation of nutrient components, in particular granules from pig manure, poultry droppings, peat, or the production of valuable materials of plant properties of the extracted sorbent (sapropel) after its processing from rivers, lakes and reservoirs. In fact, they are quite present mainly in large quantities: nitrogen, phosphorus and potassium, as well as other useful metals, but in smaller quantities.
Следует привести известную концентрированную смесь для цветов (описание изобретения к авторскому свидетельству SU №736914 от 30.05.1980). Смесь предназначена для выращивания цветов методом гидропоники и имеет следующий состав, весь, %:A well-known concentrated mixture for flowers should be cited (description of the invention to inventor's certificate SU No. 736914 dated 05/30/1980). The mixture is intended for growing flowers using hydroponics and has the following composition, total,%:
Калий азотнокислый - 8…12; аммоний фосфорнокислый однозамещенный - 2…4; аммоний азотнокислый - 3…5; магний сернокислый - 5,5…8; железо сернокислое - 0,2…0,5; марганец сернокислый - 0,03…0,07; цинк сернокислый - 0,01…0,025; медь сернокислая - 0,002…0,02; кобальт сернокислый - 0,001…0,004; аммоний мономбденовокислый - 0,0005…0,0015; борная кислота - 0,5…2,0; калий лимоннокислый - 0,1…1,0; вода до 100.Potassium nitrate - 8 ... 12; ammonium phosphate monosubstituted - 2 ... 4; ammonium nitrate - 3 ... 5; magnesium sulfate - 5.5 ... 8; iron sulfate - 0.2 ... 0.5; manganese sulfate - 0.03 ... 0.07; zinc sulfate - 0.01 ... 0.025; copper sulfate - 0.002 ... 0.02; sulphate cobalt - 0.001 ... 0.004; ammonium monomabdic acid - 0.0005 ... 0.0015; boric acid - 0.5 ... 2.0; potassium citrate - 0.1 ... 1.0; water up to 100.
Однако для выращивания растений на гидропонном вермикулитовом субстрате с уровнем рН 6,5-7,2 соотношение компонентов данной смеси не оптимально и сложно. Это обстоятельство может осложнить развитие корневой системы растений с применением данных питательных смесей, например, корневая система не сможет хорошо развиваться, ее прочность и жизнеспособность будут недостаточны.However, for growing plants on a hydroponic vermiculite substrate with a pH of 6.5-7.2, the ratio of the components of this mixture is not optimal and difficult. This circumstance can complicate the development of the root system of plants using these nutrient mixtures, for example, the root system will not be able to develop well, its strength and vitality will be insufficient.
Известен способ аэроводного выращивания растений, включающий их размещение и фиксацию в вегетационных сосудах и подачу в последние питательного раствора, где подачу питательного раствора осуществляют периодически в течение заданного времени t1 = 4-5 мин, с последующим сливом в течение времени t2 и выдержкой t1:t2:t3 = 1:1,0-1,5:5-8,75 с последующим повторением указанного цикла (SU №1319793, A01G 31/00 от 30.06.1987).There is a known method of aerial cultivation of plants, including their placement and fixation in vegetative vessels and supply of nutrient solution to the latter, where the supply of nutrient solution is carried out periodically for a given time t 1 = 4-5 minutes, followed by draining during time t 2 and holding t 1 : t 2 : t 3 = 1: 1.0-1.5: 5-8.75, followed by repeating the specified cycle (SU No. 1319793, A01G 31/00 from 06/30/1987).
Однако использование предложенного способа в зимний период показывает, что наблюдается невысокая скорость роста растений в этот период, снижается продуктивность растений в сравнение с летним периодом. Кроме того, даже в теплицах, данное устройство сложно в изготовлении, не имеет надежной ее эксплуатации в технологическом режиме с растениями, не обеспечивает достаточного снабжения корневой системы растений кислородом, не приспособлено для использования в подвешенном состоянии, чего требуют современные технологии выращивания тепличных растений, например, в оранжереях закрытого помещения, не отапливаемого в летний период и отапливаемого в зимний период.However, the use of the proposed method in winter shows that there is a low growth rate of plants during this period, the productivity of plants decreases in comparison with the summer period. In addition, even in greenhouses, this device is difficult to manufacture, does not have its reliable operation in technological mode with plants, does not provide a sufficient supply of oxygen to the root system of plants, is not adapted for use in a suspended state, which is required by modern technologies for growing greenhouse plants, for example , in the greenhouses of a closed room, not heated in the summer and heated in the winter.
Следует привести аналог гидропонная установка, выполненная с дополнительным дренажным каналом в виде ниже ограничителя кольцевой канавки, которая сообщена с основным дренажным каналом посредством выполненного на поверхности столбика вертикального паза (Авторское свидетельство SU №1789137, A01G 31/02 от 23.01.1993). Хотя данное оборудование гидропонной установки дополнительными дренажными каналами повышает ее эффективность работы и снижает трудозатраты на ее эксплуатацию, однако устройство сравнительно сложно по своему конструктивному выполнению и, кроме того, материалоемко.An analogue of a hydroponic installation should be given, made with an additional drainage channel in the form of an annular groove below the limiter, which is connected to the main drainage channel through a vertical groove made on the surface of the column (Inventor's certificate SU No. 1789137, A01G 31/02 of 23.01.1993). Although this equipment of a hydroponic plant with additional drainage channels increases its efficiency and reduces labor costs for its operation, the device is relatively complex in its design and, in addition, is material-intensive.
Известно устройство для выращивания растений, содержащее основание с чередующимися наклонными параллельно расположенными питающими и дренажными каналами, корнеобитаемую среду и систему циркуляции питательного раствора, включающую трубопроводы, емкости и насос, при этом основание по профилю каналов покрыто влагопроводящим материалом, а питающие и дренажные каналы заполнены соответственно полностью или частично зернистым материалом, на поверхности которого размещена гидрофильная пористая пленка с коническими противоположно ориентированными порами, причем корнеобитаемая среда размещена на гидрофильной пористой пленке (Авторское свидетельство SU №1124894, A01G 31/02 от 23.11.1984).A device for growing plants is known, containing a base with alternating inclined parallel-located supply and drainage channels, a root-inhabited medium and a nutrient solution circulation system, including pipelines, containers and a pump, while the base along the profile of the channels is covered with a moisture-conducting material, and the supply and drainage channels are filled, respectively fully or partially granular material, on the surface of which a hydrophilic porous film with conical oppositely oriented pores is placed, and the root medium is placed on a hydrophilic porous film (Inventor's certificate SU No. 1124894, A01G 31/02 from 23.11.1984).
Однако оно сравнительно сложно по своему конструктивному выполнению. Кроме того, низкая эксплуатационная надежность из-за большого и не достаточно регулируемого наполнения воды в лотке для питания корневой системы растений и, возникает опасность для корневой системы их загнивания в таком переходном режиме, а значит, не достаточно корни растений, находясь в питательной среде, к корням не подается заданный объем воздуха (кислорода) во времени. Другим недостатком относится то, что подачу влаги к корням выполняется без учета свойств применения как органических удобрений и одновременного полива на их разложение и развитие микроорганизмов, т.е. возможность применения целенаправленного использования твердого осадка (в виде гранул), как водного, так и питательного режима корнями растений. При этом следует учитывать ими сохранение питательных компонентов, в частности гранул из навоза свиностоков, птичьего помета, торфа или получение ценных материалов растительного свойства добавляемого сорбента после его обработок (сапропель) из рек, озер и водоемов. Фактически в них достаточно присутствуют в основном в большом количестве: азот, фосфор и калий, а также другие полезные металлы, но в меньшем количестве. Таким образом, при прочих равных условиях, обеспечивается циклограмма выдержки корней растений, при дополнительном использовании в лотке также связано с конструкцией действующего устройства работы сифона с его элементами. А выполнение механизма запуска, выполненного из полиэтиленовой трубки (патрубков) с зарядным неразряжающим стаканчиком, приваренным или надетым на одном конце из ветвей патрубка (трубки), расположенным снаружи лотка и, с разными длинами самих патрубков друг с другом сифона в целом, позволяет поддерживать автоматически слив из лотка, а затем последний наполнять вновь по методу капельного полива или другого полива.However, it is relatively complex in terms of its design. In addition, low operational reliability due to the large and insufficiently regulated filling of water in the tray for feeding the root system of plants and, there is a danger for the root system of their decay in such a transitional mode, which means that there are not enough plant roots being in a nutrient medium, a given volume of air (oxygen) is not supplied to the roots over time. Another disadvantage is that the supply of moisture to the roots is carried out without taking into account the properties of use as organic fertilizers and simultaneous watering for their decomposition and the development of microorganisms, i.e. the possibility of using the targeted use of solid sediment (in the form of granules), both water and nutrient regime by plant roots. At the same time, they should take into account the preservation of nutrient components, in particular, granules from pig manure, poultry droppings, peat, or the receipt of valuable materials of plant properties of the added sorbent after its processing (sapropel) from rivers, lakes and reservoirs. In fact, they are quite present mainly in large quantities: nitrogen, phosphorus and potassium, as well as other useful metals, but in smaller quantities. Thus, all other things being equal, a cyclogram of plant roots exposure is provided, with additional use in the tray is also associated with the design of the operating device for operating the siphon with its elements. And the implementation of the launch mechanism, made of a polyethylene tube (s) with a charging non-discharging cup, welded or put on at one end of the branch pipe (tube) branches, located outside the tray and, with different lengths of the nipples themselves with each other, the siphon as a whole, allows you to automatically maintain drain from the tray, and then refill the latter using the drip or other irrigation method.
Таким образом, приготовленная смесь гранул различного состава и назначения использует органические удобрения под закрытом полотне слабопроницаемого фильтра, выполненный из геотекстильного материала и закрепленного с помощью тонкими полосками по периметру лотка в виде пластмассовой рамки и образует замкнутую полость.Thus, the prepared mixture of granules of various composition and purpose uses organic fertilizers under a closed sheet of a low-permeability filter made of geotextile material and fixed with thin strips along the perimeter of a tray in the form of a plastic frame and forms a closed cavity.
Следует отметить, что в предложении органических удобрений содержать не только калий, кальций, азот, но и микроэлементы для выращивания растений. Например, в 1 м3 стоков животноводства приходится: железа - 1200 мкг; цинка - 270; меди - 59; никеля - 43; свинца - около 8; хрома - 7; молибдена - 0,8; кобальта - 5; марганца - 248 и калия - 0,1 мкг. Таким образом, наличие таких элементов находится в прямой зависимости от количества внесенных органических удобрений под слой закрытого слабоводопроницаемого геотекстиля, а это сказывается на корневой системе растений, в условиях которых корни формируются, соответственно, учитывается кислородная «ванная» и коням подходит воздух.It should be noted that the offer of organic fertilizers contains not only potassium, calcium, nitrogen, but also microelements for growing plants. For example, 1 m 3 of cattle breeding effluents account for: iron - 1200 μg; zinc - 270; copper - 59; nickel - 43; lead - about 8; chromium - 7; molybdenum - 0.8; cobalt - 5; manganese - 248 and potassium - 0.1 μg. Thus, the presence of such elements directly depends on the amount of organic fertilizers applied under a layer of closed, low-water-permeable geotextile, and this affects the root system of plants, in which the roots are formed, respectively, an oxygen "bath" is taken into account and air is suitable for horses.
Гранулы сорбента еще называют «твердая вода», и только по мере определенного заданного времени водоемкий гранулированный сорбент начинает отдавать воду через покрытие в виде слабоводопроницаемого геотекстильного материала вместе с растворимыми удобрениями, что достаточно для питания корней растений. Таким образом, гранулы сорбента (Патент RU №2574722, C08F 220/56, C08L 3/02, C08L 1/8, C08L 5/08, A61L 15/28, A61L 15/60 от 10.02.2016), способны аккумулировать достаточный объем воды, и тем самым смачивать слабоводопроницаемый геотекстильный материал (фильтр), полимер начинает работать в автоматическом режиме. Гранулы сорбента являются экологически безопасными. Они способны не только впитывать влагу, но и микроэлементы и могут выступать в качестве удобрений. Такие гранулы сорбента способны аккумулировать до 500 литров воды на один килограмм его. Эффективность использования от 5 до 10 лет.Sorbent granules are also called "solid water", and only after a certain predetermined time, the water-intensive granular sorbent begins to release water through the coating in the form of a low-water-permeable geotextile material together with soluble fertilizers, which is enough to feed plant roots. Thus, the sorbent granules (Patent RU No. 2574722, C08F 220/56,
А значит, возможно, сократить на полив объем воды, особенно для использования гидропонного выращивания растений, в частности ландшафтного дизайна при строительстве оранжерей и теплиц.This means that it is possible to reduce the volume of water for irrigation, especially for the use of hydroponic growing of plants, in particular, landscape design in the construction of greenhouses and greenhouses.
В качестве прототипа выбран способ, характеризующийся устройством для его осуществления для гидропонного выращивания растений, заключающийся в размещении растений в вегетационном лотке между двумя каналами этого вегетационного лотка, в каждый из которых помещают часть разделенной на две части корневой системы каждого растения, периодической подаче питательного раствора и последующем сливе питательного раствора и выдержке корневой системы растений в воздушной среде, при этом питательный раствор сначала подают в один канал при выдерживании части корневой системы каждого растения в другом канале в воздушной среде, а затем питательный раствор сначала подают в другой канал при выдерживании части корневой системы каждого растения в первом канале в воздушной среде с последующим повторением указанного цикла, при этом подачу питательного раствора осуществляют по методу капельного или проточного полива, растения размещают в емкостях на площадке с размещением разделенных частей корневой системы по обеим сторонам этой площадки в каналах вегетационного лотка, при этом площадку и отходящие от нее стенки лотка покрывают влагоудерживающим материалом, поверх которого размещают емкости с растениями и разделенные части корневой системы (Патент RU №2635396, A01G 31/00 от 13.11.2017).As a prototype, a method is selected, characterized by a device for its implementation for hydroponic cultivation of plants, which consists in placing plants in a growing tray between two channels of this growing tray, in each of which a part of the root system of each plant divided into two parts is placed, a periodic supply of nutrient solution and subsequent draining of the nutrient solution and exposure of the plant root system in the air, while the nutrient solution is first fed into one canal while keeping part of the root system of each plant in another channel in the air, and then the nutrient solution is first fed into the other channel while keeping part of the root system each plant in the first channel in the air, followed by repeating the specified cycle, while the nutrient solution is supplied by the method of drip or flow irrigation, the plants are placed in containers on the site with the placement of divided parts of the root system n on both sides of this site in the channels of the growing tray, while the site and the walls of the tray extending from it are covered with a moisture-retaining material, on top of which containers with plants and separated parts of the root system are placed (Patent RU No. 2635396, A01G 31/00 dated 11/13/2017).
Недостатком известного способа является низкая эффективность роста растений, когда корневая система не дополучает максимального питательного вещества при накоплении воды и быстром ее сливе с удобрениями при покрытии только влагозадерживающим материалом, поверх которого размещают емкость с растениями и разделенные части корневой системы. Кроме того, гидропонная система не полностью решает проблему без внесения под покрытие слабоводопроницаемого геотекстильного материала органических удобрений животноводства или птичьего помета или сапропеля или торфа, которые в конечном итоге получения известными способами в виде гранулированного удобрения имеют однородный состав, сохраняют все питательные компоненты природного состава и за счет их использования позволяют добиться высокой точности требуемой дозировки при их укладке под полотно слабоводопроницаемого геотекстильного материала. Отсюда необходимо данное удобрение использовать и в качестве способа, обеспечивающего процесс одновременного водного питания и удобрений гранул сорбента, и обогащения корневой системы растений кислородом, а также создание высокотехнологичной конструкции, позволяющей сбрасывать (сливать) отводимую воду, например, в дренажную систему, и резко запускать в работу сифон под большим расходом по времени опорожнении безуклонного вегетационного лотка по длине и высоте его наполнения водой, т.е. корни растений должны быть освобождены быстро от воды для образования «ванны», когда под строгим контролем работы слива воды автоматически сифоном, к корням подается воздух, а также и в сторону слабо водопроницаемого геотекстильного материала (фильтра) под полотном которого размещены органические гранулы удобрения с гранулами сорбента. Химические соединения, которых отмечены выше.The disadvantage of this method is the low efficiency of plant growth, when the root system does not receive the maximum nutrient during the accumulation of water and its rapid drainage with fertilizers when covered only with a moisture-retaining material, on top of which a container with plants and separated parts of the root system are placed. In addition, the hydroponic system does not completely solve the problem without introducing organic fertilizers of animal husbandry or poultry manure or sapropel or peat under the coating of low-water-permeable geotextile material, which, ultimately obtained by known methods in the form of granular fertilizers, have a homogeneous composition, retain all the nutrient components of the natural composition and for due to their use, they make it possible to achieve high accuracy of the required dosage when they are laid under a sheet of low-water permeable geotextile material. Hence, it is necessary to use this fertilizer as a method that ensures the process of simultaneous water nutrition and fertilization of sorbent granules, and enrichment of the plant root system with oxygen, as well as the creation of a high-tech structure that allows discharging (draining) the discharged water, for example, into the drainage system, and abruptly start into operation of the siphon at a high flow rate in terms of the time of emptying the non-sloping growing tray along the length and height of its filling with water, i.e. the roots of plants must be quickly freed from water to form a "bath", when, under strict control of the operation of draining water automatically by a siphon, air is supplied to the roots, as well as towards a weakly permeable geotextile material (filter) under the cloth of which organic granules of fertilizer with granules are placed sorbent. The chemical compounds noted above.
Задачей изобретения является создание нового способа эффективного роста растений и сроков формирования части корневой системы растений в зонах тепличного производства, жизнеспособной корневой системы в «ванне», когда под строгим контролем работы слива воды автоматически сифоном, к корням подается воздух.The objective of the invention is to create a new method for effective plant growth and the timing of the formation of a part of the root system of plants in greenhouse production zones, a viable root system in a "bath", when, under the strict control of the work of draining water automatically by a siphon, air is supplied to the roots.
Технический результат заключается в повышении интенсивности и сроков формирования сильной корневой системы растений при гидропонном выращивании растений за счет в объеме набухания гранул сорбента и отдачи воды с удобрениями через слабоводопроницаемый геотекстильный материал по времени режима водного питания, с кислородным обогащением корневой системы выращиваемого растения и формирования корневой системы.The technical result consists in increasing the intensity and timing of the formation of a strong root system of plants during hydroponic cultivation of plants due to the volume of swelling of sorbent granules and the release of water with fertilizers through a poorly permeable geotextile material according to the time of the water supply regime, with oxygen enrichment of the root system of the grown plant and the formation of the root system ...
Технический результат достигается тем, что в способе гидропонного выращивания растений, заключающийся в размещении растений в вегетационном лотке между двумя каналами этого вегетационного лотка, в каждый из которых помещают часть разделенной на две части корневой системы каждого растения, подаче питательного раствора и выдержке корневой системы растений в воздушной среде, меняя циклы наполнения каждого вегетационного лотка, при этом подачу воды осуществляют по методу капельного или проточного полива, растения размещают в емкостях на площадке с размещением разделенных частей корневой системы по обеим сторонам этой площадки в каналах вегетационного лотка, при этом площадку покрывают влагоудерживающим материалом, поверх которого размещают емкости с растениями и разделенные части корневой системы, согласно изобретения, в качестве влагоудерживающего материала используют жесткое дно и боковые стенки вегетационного лотка, сверху над дном и боковыми стенками закрепляют слабоводопроницаемый фильтр, выполненный из геотекстильного материала по всему периметру формы вегетационного лотка, которым при этом закрывают сверху жесткое дно и боковые стенки вегетационного лотка, плотно фиксируют тонкими полосками в виде пластмассовой рамки с помощью крепежа, образуя замкнутую полость, при этом во внутреннюю полость укладывают равномерным слоем гранулы твердого навоза из свиностоков или птичьего помета или сапропель или торфа после их получения с сохранением всех компонентов природного происхождения для питания корневой системы растений и содержащих азот, калий, фосфор, одновременно полости под слоем замкнутого контура из слабоводопроницаемого геотекстильного материала с питательными компонентами природного происхождения покрывают сверху равномерным слоем в виде гранул сорбента с последующим его набуханием и впитыванием воды, поданной по методу капельного или проточного полива и, производят выдержку корневой системы после слива воды из безуклонного вегетационного лотка с помощью постоянно действующего устройства в виде сифона.The technical result is achieved by the fact that in the method of hydroponic growing of plants, which consists in placing plants in a growing tray between two channels of this growing tray, in each of which a part of the root system of each plant divided into two parts is placed, feeding a nutrient solution and keeping the root system of plants in air, changing the filling cycles of each growing tray, while the water supply is carried out using the method of drip or flow irrigation, the plants are placed in containers on the site with the placement of divided parts of the root system on both sides of this site in the channels of the growing tray, while the site is covered with moisture-retaining material , on top of which containers with plants and separated parts of the root system are placed, according to the invention, a rigid bottom and side walls of the growing tray are used as a moisture-retaining material, a weakly permeable fillet is fixed above the bottom and side walls ltr, made of geotextile material around the entire perimeter of the shape of the growing tray, with which the hard bottom and side walls of the growing tray are closed from above, is tightly fixed with thin strips in the form of a plastic frame using fasteners, forming a closed cavity, while the internal cavity is laid in a uniform layer granules of solid manure from pig runoff or poultry manure or sapropel or peat after they are obtained with the preservation of all components of natural origin for nutrition of the root system of plants and containing nitrogen, potassium, phosphorus, at the same time, cavities under a closed-loop layer of low-water permeable geotextile material with nutrients of natural origin are covered from above with a uniform layer in the form of sorbent granules, followed by its swelling and absorption of water supplied by the method of drip or flow irrigation and, the root system is kept after draining water from the slopeless vegetation tray using constant but a working device in the form of a siphon.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для гидропонного выращивания растений способом по п. 1, содержащее вегетационный лоток, в котором емкости с растениями размещены вдоль тока лотка и который разделен на два канала для размещения в каждом из них одной части корневой системы каждого растения, двухканальный лоток имеет приподнятую крышку, расстояние по вертикали от средней части вегетационного лотка, на которую устанавливается емкость с растением до верха крышки на 1,0-1,5 см меньше высоты емкости, вегетационным лоток выполнен безуклонным для образования равного его наполнения по длине и высоте водой по методу капельного или проточного полива, подача воды в каналы лотка осуществляется путем поочередного включения капельных линий, слив производят с помощью постоянно действующего устройства в виде сифона, который имеет механизм запуска, выполненный из полиэтиленовых отдельных патрубков с зарядным стаканчиком, приваренным или надетым на одном конце из ветвей сифона, расположенной снаружи вегетационного лотка, патрубки, которые соединяют между собой гофрированными патрубками, при этом патрубок сифона, помещенный в лоток, выполняют короче по длине, чем наружный патрубок сифона с зарядным стаканчиком, после сработки сифон и слива из вегетационного лотка, всасывающая часть патрубка сифона со срезом на конце под углом 45° сообщается с атмосферой, и сифон разряжается, отметка гребня сифона выполнена ниже максимально наполняемого уровня воды в лотке и ниже площадки с размещенной на ней емкости, боковая стенка вегетационного лотка с наружной стороны имеет отверстия для закрепления в них дополнительного короткого патрубка из резины, соединяющего гофрированные патрубки между собой.The specified technical result is achieved in that the device for hydroponic growing of plants by the method according to claim 1, comprising a growing tray in which containers with plants are placed along the current of the tray and which is divided into two channels for placing in each of them one part of the root system of each plant, the two-channel tray has a raised lid, the vertical distance from the middle part of the growing tray, on which the container with the plant is installed to the top of the lid, is 1.0-1.5 cm less than the height of the container, the growing tray is made without slope to form its equal filling along the length and height water according to the method of drip or flow irrigation, water is supplied to the channels of the tray by alternately switching on the drip lines, the drain is carried out using a permanently operating device in the form of a siphon, which has a starting mechanism made of polyethylene separate pipes with a charging cup welded on or put on one end of sipho branches on the outside of the growing tray, nozzles that are connected with corrugated nozzles, while the siphon nozzle placed in the tray is shorter in length than the external siphon nozzle with a charging cup, after the siphon has been triggered and drained from the growing tray, the suction part of the nozzle a siphon with a cut at the end at an angle of 45 ° communicates with the atmosphere, and the siphon is discharged, the mark of the siphon ridge is made below the maximum filling water level in the tray and below the platform with a container placed on it, the side wall of the growing tray from the outside has holes for fixing in them an additional short pipe made of rubber connecting the corrugated pipes to each other.
Таким образом, обеспечивается причинно-следственная связь совокупности отличительных признаков заявляемого изобретения и достигаемого технического результата: использование твердых гранул навоза или птичьего помета или сапропеля или торфа и водопоглощающих гранул сорбента через слабоводопроницаемый геотекстильный материл при сливе из лотка с помощью действующего устройств работы сифона с его элементами. Важно отметить то, что это ускоряет разложение твердых гранул удобрения и одновременно накапливается влаг за счет гранул сорбента под слабоводопроницаемым плотно закрепленным материалом геотекстиля, гранулы сорбента начинают, после набухания вытягивать влагу и ее же отдавать затем.Thus, a causal relationship is ensured between the set of distinctive features of the claimed invention and the achieved technical result: the use of solid granules of manure or bird droppings or sapropel or peat and water-absorbing sorbent granules through a weakly permeable geotextile material when draining from a tray using existing devices for operating a siphon with its elements ... It is important to note that this accelerates the decomposition of solid fertilizer granules and at the same time accumulates moisture due to the sorbent granules under the poorly water-permeable tightly fixed geotextile material, the sorbent granules begin to draw out moisture after swelling and then give it back.
Процесс капельной подачи воды продолжается до поддержания определенного напорного заполнения водой вегетационного лотка с корневой системой растений, а также до заполнения полости между жесткими стенками лотка и поступление воды через слабоводопроницаемый верхний слой геотектиля материала в расположенный ровный слой органических удобрений, образование компоста до определенной степени влажности, т.е. увеличения конверсии перерабатываемого микроорганизмами (аэробное компостирование), т.е. получаем элемент питания. В то же время, когда вода под давлением проходит вовнутрь под слабоводопроницаемой слой геотекстиля материала одновременно происходит водопоглощение гранулами сорбента (в то же время отдающие влагу в момент слива - сброса воды из вегетационного лотка за счет работы сифона). Это ускоряет автоматически поступление к коням воздуха, а также они, по крайней мере, в режиме воздухообмена с окружающей средой, позволяет выращивать растения с большим объемом корневой системы и длительным периодом вегетации. Кроме того, питательные элементы не улетучиваются с поверхности геотекстиля материала, а используются корнями растений, а значит, и рост корней повышается с сильной корневой системы растений.The process of drip water supply continues until a certain pressure filling of the vegetation tray with the plant root system is maintained, as well as until the cavity between the rigid walls of the tray is filled and water flows through the poorly permeable top layer of the geotectyl material into the located even layer of organic fertilizers, the formation of compost to a certain degree of moisture, those. increasing the conversion of what is processed by microorganisms (aerobic composting), i.e. we get the battery. At the same time, when water under pressure passes inward under a slightly water-permeable layer of geotextile material, water absorption occurs simultaneously with sorbent granules (at the same time, releasing moisture at the time of drainage - discharge of water from the growing tray due to the operation of the siphon). This speeds up the automatic flow of air to the horses, and they, at least in the mode of air exchange with the environment, allows you to grow plants with a large volume of the root system and a long growing season. In addition, nutrients do not evaporate from the surface of the geotextile material, but are used by plant roots, which means that root growth increases with a strong plant root system.
Подобное исполнение способа для гидропонного выращивания растений, по мнению автора, ранее не было известно и отвечает критерию изобретения «новизна».Such an execution of the method for hydroponic growing of plants, according to the author, was not previously known and meets the criterion of the invention "novelty".
Следует отметить, что такой способ гидропоники обеспечивает возможность беспрепятственного разложения гранул под покрытием слоя слабоводопроницаемом геотекстиля материала с удобрением и создает оптимальные условия для развития микроорганизмов, создания тепла, и условия на фазе развития корневой системы над геотекстилем материала и поступления к корням воздуха, а это, в свою очередь, связано и за счет накопления влаги в гранулах сорбента, влагу которую затем получают корневая система в «ванне», когда под строгим контролем автоматически срабатывает сифон и к корням поступает воздух. Происходит большая экономия воды на поливе, в то же время суммарно позволяет подкармливать и развивать корневую систему растений, разделенную на две части в лотках.It should be noted that this method of hydroponics provides the possibility of unimpeded decomposition of granules under the coating of a layer of low-water permeable geotextile material with fertilizer and creates optimal conditions for the development of microorganisms, the creation of heat, and conditions at the phase of development of the root system above the geotextile of the material and the entry of air to the roots, and this, in turn, it is connected also due to the accumulation of moisture in the sorbent granules, moisture which is then received by the root system in the "bath" when, under strict control, the siphon is automatically triggered and air enters the roots. There is a big saving of water for irrigation, at the same time, in total, it allows you to feed and develop the root system of plants, divided into two parts in trays.
В частном случае можно отметить, что гранулы сорбента впитывают влагу и микроэлементы и выступают в качестве удобрений. Срок действия их составляет от пяти до десяти лет, и они способны поглотить 500 литров воды на 1 кг гранул сорбента. Гранулы сорбента являются экологически безопасными и не размываются водой, а значит, это способствует сохранению влаги в питательном слое органического удобрения, что отсутствует подобная технология в аналогах, происходит разложение органических удобрений с выделением тепла и создания условий разложения на микроэлементы в течение продолжительного времени и дополнительно усиливает оптимальные условия для гидропонного метода выращивания растений (например, цветочных).In a particular case, it can be noted that the sorbent granules absorb moisture and microelements and act as fertilizers. Their validity period ranges from five to ten years, and they are able to absorb 500 liters of water per 1 kg of sorbent granules. Sorbent granules are environmentally friendly and do not wash out with water, which means that it helps to preserve moisture in the nutrient layer of organic fertilizer, which there is no such technology in analogs, organic fertilizers decompose with the release of heat and create conditions for decomposition into microelements for a long time and additionally enhances optimal conditions for the hydroponic method of growing plants (for example, flowers).
Данное техническое решение способа для гидропонного метода выращивания растений, позволяет сделать вывод о соответствии данного технического решения условию патентоспособности «промышленная применимость».This technical solution of the method for the hydroponic method of growing plants allows us to conclude that this technical solution complies with the patentability condition "industrial applicability".
Сущность предложенного поясняется чертежами, где:The essence of the proposed is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 представлен вегетационный лоток, аксонометрия;in fig. 1 shows a growing tray, perspective view;
на фиг. 2 - сифон, комбинированный с зарядным стаканчиком на одном конце.in fig. 2 - siphon combined with a charging cup at one end.
Схема реализации способа гидропонного выращивания растений включает вегетационный лоток 1, разделенный на левый канал 2 лотка и правый канал 3 лотка, дно и боковые стенки каналов 2 и 3 покрывают определенным слоем твердых гранул навоза из свиностоков или птичьего помета или сапропель или торфа после их получения с сохранением всех питательных компонентов природного происхождения для питания корневой системы растений и дополнительно сверху засыпают (закрывают) гранулами 4 сорбента, которое имеют свойства, при подаче влаги для органических удобрений и получения заданной влажности через слабоводопроницаемое полотно 5 геотекстиля, закрытого плотно сверху, способность гранул сорбента аккумулировать определенное количество воды (о чем было отмечено выше), например, на один килограмм его или другого количества заданного, затем в период слива воды сифоном 6, матрица полимера которого, образует связи с ее стенками, приобретая так называемую структуру «льда»» и закрепляясь в сорбенте, гранулы сорбента будут отдавать влагу к корням растений с внесением растворимыми гранулами указанных выше микроудобрений. На верхнем слое полотна 5 геотекстиля корни получают не только питательные вещества, но поступление к ним воздуха.The scheme of implementation of the method of hydroponic growing of plants includes a growing tray 1, divided into a left channel 2 of a tray and a
После укладки по периметру профиля вегетационных каналов 2 и 3 полотна 5 геотекстиля его края фиксируют отогнутыми вверх тонкими полосками в виде пластмассовой рамки крепежом (не показаны). В результате под полотном 5 слабоводопроницаемого геотекстиля создается полость замкнутого накопления воды для органических удобрений и гранул 4 сорбента. Подачу воды в вегетационные каналы 2 или 3 осуществляют, по крайней мере, через одну капельную линию 7 (покрытие сверху каналов 2 и 3 может быть наподобие указанных в прототипе), имеется площадка 8 для размещения емкостей 9 (кубиков, горшочков) с растениями и отверстия или разрезы (не показаны) в светопроницаемой пленке.After laying along the perimeter of the profile of the
Варианты примеров исполнения устройства для гидропонного выращивания растений содержат лоток 1, в котором растения в емкостях (кубиках, горшочках) 9 размещены вдоль этого лотка 1 по его середине. Этот вегетационный лоток выполнен в средней части приподнятым для образования площадки 8 для размещения растений в емкостях 9 (кубиках, горшочках) и двумя каналами 2 и 3 по обеим сторонам от этой площадки. Каждый канал предназначен для размещения части разделенной на две части корневой системы каждого растения. Площадка 8 для размещения растений, как и сами каналы 2 и 3 покрыты закрепленным полотном 5 слабоводопроницаемого геотекстиля. В полости каждого канала установлена, по крайней мере, одна капельная линия 7 для подачи чистой воды (капельница не показана).Embodiments of exemplary embodiments of the device for hydroponic growing of plants contain a tray 1, in which plants in containers (cubes, pots) 9 are placed along this tray 1 in its middle. This growing tray is made in the middle part raised to form a
Следует отметить, что очитка воды для капельницы сложна, поэтому она должна быть осуществлена через фильтр на водозаборе простейшим известным фильтром (например, изготовленным из прочной пластмассы, которые также известны автору) с датчиком счетчика измерения воды и с регулируемым краном (не показано для упрощения чертежа).It should be noted that water purification for a dropper is difficult, therefore it must be carried out through a filter at the water intake with the simplest known filter (for example, made of durable plastic, which is also known to the author) with a water meter sensor and an adjustable tap (not shown to simplify the drawing ).
Кроме того, двухканальный лоток имеет приподнятую крышку 10, ширина которой равна или чуть уже, чем размер емкости (минерализованного кубика) с растением, размещаемой на ней. Внутренняя часть лотка по всему периметру покрывается (засыпается) ровным слоем гранулами твердого осадка навоза из свиностоков или птичьего помета или сапропель или торф после их получения с сохранением всех питательных компонентов природного происхождения, затем сверху укладывают также ровным слоем полимер в виде гранул сорбента, а сверху его над этими питательными компонентами покрывают полотно слабоводопроницаемое геотекстиль. При этом обеспечивают надежную фиксацию емкости (кубики, горшочки)) с растениями в вегетационном лотке сверху.In addition, the dual-channel tray has a raised
Управление поочередного слива воды из каналов 2 и 3 вегетационного лотка 1 включает в себя короче восходящий патрубок 11 со срезом под углом 45°, конец которого расположен в сторону дна канала, чем наружный нисходящий патрубок 12 сифона и снабжают его на конце зарядным стаканчиком 13. Наличие закрепления в боковой наружной стенке канала 2 и 3 несколько ниже максимального уровня перед фиксированной емкостью 9 (кубики, горшочки), обеспечивается вставкой через отверстие в боковой стенке каналов 2 и 3 лотка 1, коротким патрубком с гофрированной части 14 из резины, что ускоряет и упрощает сбору взаимозаменяемых патрубков 11 и 12 сифона 6, а значит, возможно, менять их геометрические параметры (диаметр - уменьшать или увеличивать габариты сифона), обеспечивая скорость слива воды и объем соответственно, из каналов 2 и 3. Расчет проводят по известным в гидравлике формулам. Такое выполнение сифона 6 позволяет его также более прочно устанавливать (закреплять) в борту лотка. Кроме того, устройство предложенного сифона 6 становится универсальным в работе, и не будет зависеть конструктивно от соответствующего профиля лотка (круглое, параболическое, прямоугольное и т.п.). Вес предложенного сифона, изготовленного из полиэтиленовых трубочек (патрубков), составит не более 1 кг, а длину рассчитывают по высоте лотка и его наполнения водой на максимальный уровень в канале лотка для полной сработки (слива) воды при поочередной подаче воды методом капельного полива.The control of the alternate drainage of water from
Расход сифона определяется по формуле: 
Величину назначаемого слива воды сифоном с установкой зарядного стаканчика сифона производят с помощью заранее проведенных исследований и строят затем расходную его характеристику в зависимости от геометрических размеров сифона в целом. Количество установки и время сработки сифона 6 может быть увеличено и определяется заданием с согласованным с подачей воды от капельной линией 7 заполнением канала 2 или 3 вегетационного лотка 1 поочередно.The value of the assigned drainage of the water by the siphon with the installation of the siphon charging cup is carried out using previously conducted studies and then its consumption characteristic is built depending on the geometric dimensions of the siphon as a whole. The number of installation and the response time of the siphon 6 can be increased and is determined by the task with the filling of the
Таким образом, способ гидропонного выращивания растений заключается в размещении растений в вегетационных лотках, периодической подаче чистой воды без питательного раствора с применением гранул твердого осадка навоза из свиностоков или птичьего помета или сапропель или торфа после их получения с сохранением всех питательных компонентов природного происхождения для питания корневой системы растений, и содержащих азот, калий, фосфор и другие полезные металлы с гранулами сорбента, уложенных равномерно под слоем полотна слабоводопроницаемого геотекстиля, пропускающего микроудобрения с водой к корням растений. При этом слив воды осуществляют предложенным автоматически сифоном по заданному времени в указанном цикле поочередного наполнения лотка капельной водой, а значит, возможно на заданное время освободившимся от воды в лотке, обеспечить к корням растениям поступление воздуха и продолжение их обеспечения питательным раствором органического удобрения.Thus, the method of hydroponic cultivation of plants consists in placing plants in growing trays, periodically supplying clean water without a nutrient solution using granules of solid manure from pig waste or poultry manure or sapropel or peat after they are obtained, while preserving all nutrients of natural origin for feeding the root systems of plants, and containing nitrogen, potassium, phosphorus and other useful metals with sorbent granules, laid evenly under a layer of low-water-permeable geotextile fabric that allows micronutrient fertilizers with water to the plant roots. In this case, the water is drained by the automatically proposed siphon at a given time in the specified cycle of alternate filling of the tray with dripping water, which means that it is possible for the plants freed from water in the tray for a given time to provide air to the roots of the plants and continue to provide them with a nutrient solution of organic fertilizer.
При этом уклон лотка по сравнению с прототипом для слива питательного раствора (воды) не требует сложного расчета. Лоток может быть установлен безуклонным, так его работа по сливу воды связана с работой сифона в простоте конструкции и надежности. Такая технология позволяет выдерживать корневую систему каждого растения в воздушной среде и с последующим повторением указанного цикла.Moreover, the slope of the tray in comparison with the prototype for draining the nutrient solution (water) does not require a complex calculation. The tray can be installed without inclination, since its work on draining water is associated with the work of the siphon in simplicity of design and reliability. This technology makes it possible to maintain the root system of each plant in the air and then repeat the specified cycle.
Данный способ обладает высокой технологичностью, универсальностью, сифоны по своей конструкции просты и надежны в автоматической работе и приспособлены для работы вегетационных лотков любой геометрической формы при осуществлении по методу капельного полива или проточного полива при возможном его наполнении из другого источника. Все это в целом, обеспечивает снижение капитальных затрат и экономию поливной воды и удобрений за счет дополнительно подавать питательную среду через слабоводопроницаемый геотекстиль материал. Следует отметить, что в сравнение с прототипом, подача чистой воды не приведет к засорению капельниц, так как показывает практика, что капельницы очень требовательны к составу подачи воды с питательным раствором. А значит, в предложенном решении создаются надежные условия получить и тепло от применения органических удобрений при их разложении в теплой воде и накапливаемой в гранулах сорбента микроудобрения, устраняет проблему корневых гнилей, для применения гидропоники, что в свою очередь позволяет выращивать растения с большим объемом корневой системы и длительном периоде вегетации. Кроме того, можно проводить и корректировку работы всего вегетационного лотка с заполняемой чистой водой по времени, а также благодаря гибкости фильтрационного полотна из геотекстильного материала и прочности его уложенного сверху над гранулами органических удобрений и гранулами сорбента (о чем было отмечено выше), а также слив автоматически не загрязняет окружающую среду в сравнении с прототипом.This method has high adaptability, versatility, siphons by their design are simple and reliable in automatic operation and are adapted for the operation of vegetation trays of any geometric shape when carried out by the method of drip irrigation or flow irrigation with its possible filling from another source. All this as a whole provides a reduction in capital costs and savings in irrigation water and fertilizers due to the additional supply of nutrient medium through a low-water-permeable geotextile material. It should be noted that, in comparison with the prototype, the supply of clean water will not lead to clogging of the droppers, as practice shows that droppers are very demanding on the composition of the water supply with a nutrient solution. So, in the proposed solution, reliable conditions are created to receive heat from the use of organic fertilizers during their decomposition in warm water and microfertilizer accumulated in the sorbent granules, eliminates the problem of root rot, for the use of hydroponics, which in turn allows growing plants with a large volume of the root system and a long growing season. In addition, it is possible to carry out and adjust the operation of the entire growing tray with clean water filled in time, as well as due to the flexibility of the filtration cloth made of geotextile material and the strength of it laid on top of the organic fertilizer granules and sorbent granules (as noted above), as well as drainage does not automatically pollute the environment compared to the prototype.
Устройство для гидропонного выращивания растений работает следующим образом.The device for hydroponic plant cultivation works as follows.
В результате предложенного устройства чистая вода поступает через капельные линии (по трубке) с капельницами 7 попадает в каналы 2 и 3 вегетационного лотка 1 поочередно и проходит через полотно 5 геотекстиля в замкнутую полость, увлажняя сначала гранулы твердого осадка навоза из свиностоков или птичьего помета или сапропель или торф после их получения с сохранением всех питательных компонентов природного происхождения и прикрытого сверху насыпными гранулами 4 сорбента. При смачивании питательных гранул органических удобрений они растворяются в виде микроудобрений органического происхождения, и с задержкой определенным накоплением воды в гранулах 4 сорбента. Следует отметить, что изготовление гранул из навоза или птичьего помета или сапропель или торфа, известны устройства для выпуска, когда например, проводят процесс гидролиза органического вещества, идут процессы брожения и разложения эффективных микроорганизмов и с синтезированием новых органических соединений и т.п. которые нами не рассматриваются, так как не являются предметом изобретения существенным для нашего предложения, но позволяют их применение в оптимальном содержание биологически активных соединений различных химических кислот. В отношении переработки сапропеля - это ценный органический природный материал, его в чистом виде получают как эффективное удобрение, повышающее плодородие почвы и питание корней растений: изготавливают гранулированный сапропель, который вначале добывают из глубины озер, рек и водоемов, частично обезвоживают, сушат, обогревают, просеивают от инородных тел на специальной установке для получения отсортированных гранул до однородного состава, сохраняя все питательные компоненты природного ценного сапропеля для его помещения в полость под полотно 5 слабоводопроницаемого геотекстиля.As a result of the proposed device, clean water enters through drip lines (through a tube) with droppers 7 enters
Полученные гранулы органического происхождения после их специальной обработки известными методами являются эколога - чистыми органическим удобрением, например, применение для изготовления в последующем гранул сапропеля, основывается на использовании земляного ила, который берется на ранее заиленных малых реках и других объектов, способствует восстановлению рек, озер и прудов, восстановлению природы, а вместе с тем его применение способствует как подкормка корневой системы растений в целом, в частности используя все компоненты природного удобрения в полости под закрытым полотном слабоводопроницаемого геотекстильного материала.The obtained granules of organic origin after their special processing by known methods are ecologist - pure organic fertilizer, for example, the use of sapropel granules for the subsequent production, is based on the use of earth sludge, which is taken from previously silted small rivers and other objects, contributes to the restoration of rivers, lakes and ponds, the restoration of nature, and at the same time its use contributes to feeding the root system of plants as a whole, in particular, using all the components of natural fertilizer in a cavity under a closed canvas of poorly permeable geotextile material.
Вегетационный лоток 1 сверху накрывается крышкой 10 с отверстиями под емкости 9 (кубики, горшочки) с растениями. Расстояние по вертикали от средней части вегетационного лотка, на которую устанавливается емкость (кубик, горшочек) с растением, до верха крышки на 1,0-1,5 см меньше высоты емкости (кубика, горшочка), что обеспечивает надежную фиксацию емкости (кубика, горшочка) с растением в вегетационном лотке. Подача чистой воды в канал 2 или 3 вегетационного лотка 1 осуществляется путем поочередного включения капельных линий 7, что смачивает внутреннюю полость с органическими гранулами удобрений и происходит впитывания гранул 4 сорбента одновременно под полотном 5 геотекстиля, когда корневая система растений расположена сверху на слабопроницаемом геотекстиле, увлажняя части корнеобитаемой среды, которая периодически остается Открытой (возможно и затопленной водой), воду которую из вегетационного канала 2 или поочередно сливают с помощью сработки автоматически сифона 6, когда после затопления конца, патрубка 11 (восходящая ветвь) в канале 2 или 3 вода доходит до гребня в виде гофрированной части 14 из резины, переливается в патрубок 12, заполняет зарядный стаканчик 13 и сифон заряжается, так как в полости сифона создается разряжение, и он запускается в работу на сброс (слив) за пределы вегетационного лотка, например, дренажную систему (не показано).Vegetation tray 1 is covered from above with a
После обеспечения заданного слива воды из канала 2 или 3, уровень понижается полностью в канале 2 или 3, что обеспечивает одновременно в освобожденное пространство канала 2 или 3 части корневой системы и, поступление кислорода, расположенном без воды. Подача воды осуществляется в другой канал и к другой части корневой системы растений, где растения также могут использовать поступление растворимых микроудобрений через слабоводопроницаемый геотекстиль за счет корневой системы, смачиваемой водой.After ensuring the specified drainage of water from
Таким образом, корневая система растений имеет возможность получать питательные вещества, как на стадии заполнения вегетационного лотка, так и на стадии слива воды за счет сифона 6, но при этом корни смачиваются за счет накопления воды с микроэлементами в гранулах сорбента с растворимыми удобрениями, которые отдают излишки воды, о чем описано выше, и сама корневая система при этом получает возможность потребления кислорода из воздуха.Thus, the root system of plants has the ability to receive nutrients both at the stage of filling the growing tray and at the stage of draining water due to siphon 6, but at the same time the roots are moistened due to the accumulation of water with microelements in sorbent granules with soluble fertilizers that give excess water, as described above, and the root system itself is thus able to consume oxygen from the air.
Следует отметить, что после сработки сифона 6 и слива воды из вегетационного лотка 1, всасывающая часть патрубка 11 со срезом под углом 45° сообщается с атмосферой и сифон 6 разряжается. Это обеспечивает новый цикл наполнения чистой воды методом капельного полива или другим известным способом. Таким образом, в дальнейшем циклы накопления каналов 2 или 3 вегетационного лотка 1 и быстрого их поочередного опорожнения до заданной (нулевой)) отметки уровня воды в сторону ее слива (отвода) автоматически повторяется, что отсутствует в прототипе.It should be noted that after the siphon 6 is triggered and the water is drained from the growing tray 1, the suction part of the branch pipe 11 with a cut at an angle of 45 ° communicates with the atmosphere and the siphon 6 is discharged. This provides a new cycle of filling clean water using drip irrigation or other known method. Thus, in the future, the cycles of accumulation of
Таким образом. Предлагаемый способ и устройство его осуществления позволяет эффективно использовать гидропонное выращивание растений с большой корневой системой с более низкой себестоимостью, решить важную экологическую проблему использования вышеперечисленных органических удобрений в гранулах с использованием оптимизацией условий метода капельной подачи воды и работы сифона, а также и питательной среды, связанной с применением высокомолекулярного соединения гранул сорбента для роста растений с корневой системой, за счет обеспечения технологического совмещения по времени режима водного питания, с кислородным обогащением корневой системы выращиваемого растения. При наличии набухания гранул сорбента водой, органические растворимые удобрения постоянно с учетом капиллярного действия через полотно слабоводопроницаемого геотекстиля в зону корневой системы растений воздействуют на их рост в течение длительного времени, вовлекая в процессе производства гранулы, не только органические гранулы удобрений - отходы свиностоков или птичьего помета или сапропеля и торфа, тем самым используя все их питательные компоненты в широком виде природного органического удобрения для данного способа, но и реализация питания с кислородным обогащением корневой системы выращиваемого растения.In this way. The proposed method and device for its implementation allows you to effectively use hydroponic cultivation of plants with a large root system with a lower cost, to solve the important environmental problem of using the above organic fertilizers in granules using the optimization of the conditions of the drip water supply method and the operation of the siphon, as well as the nutrient medium associated with the use of a high-molecular compound of sorbent granules for plant growth with the root system, due to the provision of technological coincidence in time of the water supply regime, with oxygen enrichment of the root system of the grown plant. In the presence of swelling of sorbent granules with water, organic soluble fertilizers constantly, taking into account the capillary action through the sheet of low-water-permeable geotextile into the zone of the root system of plants, affect their growth for a long time, involving granules in the production process, not only organic granules of fertilizers - waste of pig waste or poultry manure or sapropel and peat, thereby using all their nutritional components in a wide form of natural organic fertilizer for this method, but also the implementation of nutrition with oxygen enrichment of the root system of the grown plant.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020109588A RU2733788C1 (en) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | Method for hydroponic growing of plants and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020109588A RU2733788C1 (en) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | Method for hydroponic growing of plants and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2733788C1 true RU2733788C1 (en) | 2020-10-06 |
Family
ID=72927176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020109588A RU2733788C1 (en) | 2020-03-04 | 2020-03-04 | Method for hydroponic growing of plants and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2733788C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112321068A (en) * | 2020-10-16 | 2021-02-05 | 昆明学院 | A round table aquatic restoration system |
| CN112335462A (en) * | 2020-11-23 | 2021-02-09 | 王梦莹 | Crop and livestock integrated production system |
| CN113170721A (en) * | 2021-04-01 | 2021-07-27 | 沈阳大学 | A kind of method and system for obtaining plant absorbed transformed compound without damage |
| US20220117177A1 (en) * | 2020-10-20 | 2022-04-21 | Evergreens, LLC | Farming system |
| CN115136898A (en) * | 2022-05-07 | 2022-10-04 | 义乌万能工匠科技有限公司 | Infant's outdoor canopy of raising of teaching |
| CN116806660A (en) * | 2023-08-17 | 2023-09-29 | 河南省鑫玉净环保科技有限公司 | Vegetation coverage culture method and device for land remediation |
| US12225859B2 (en) * | 2021-10-01 | 2025-02-18 | Evergreens, LLC | Farming system |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU306820A1 (en) * | Молдавский научно исследовательский институт садоводств тЬлр ЕНА | DEVICE FOR MAINTAINING UNIFORM SOIL MOUNTING | ||
| SU1318205A1 (en) * | 1985-06-28 | 1987-06-23 | Киргизский сельскохозяйственный институт им.К.И.Скрябина | Watering device |
| RU2566634C2 (en) * | 2011-03-07 | 2015-10-27 | Линдсей Корпорейшн | Irrigation system and method of crossing field by irrigation system |
| RU2600684C1 (en) * | 2015-07-06 | 2016-10-27 | Юрий Анатольевич Мажайский | Method of creating lawn turf with soil heated |
| RU2635396C1 (en) * | 2016-11-07 | 2017-11-13 | Павел Валентинович Шишкин | Method for hydroponic non-substrate plant growing and device for its implementation (versions) |
-
2020
- 2020-03-04 RU RU2020109588A patent/RU2733788C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU306820A1 (en) * | Молдавский научно исследовательский институт садоводств тЬлр ЕНА | DEVICE FOR MAINTAINING UNIFORM SOIL MOUNTING | ||
| SU1318205A1 (en) * | 1985-06-28 | 1987-06-23 | Киргизский сельскохозяйственный институт им.К.И.Скрябина | Watering device |
| RU2566634C2 (en) * | 2011-03-07 | 2015-10-27 | Линдсей Корпорейшн | Irrigation system and method of crossing field by irrigation system |
| RU2600684C1 (en) * | 2015-07-06 | 2016-10-27 | Юрий Анатольевич Мажайский | Method of creating lawn turf with soil heated |
| RU2635396C1 (en) * | 2016-11-07 | 2017-11-13 | Павел Валентинович Шишкин | Method for hydroponic non-substrate plant growing and device for its implementation (versions) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112321068A (en) * | 2020-10-16 | 2021-02-05 | 昆明学院 | A round table aquatic restoration system |
| US20220117177A1 (en) * | 2020-10-20 | 2022-04-21 | Evergreens, LLC | Farming system |
| CN112335462A (en) * | 2020-11-23 | 2021-02-09 | 王梦莹 | Crop and livestock integrated production system |
| CN113170721A (en) * | 2021-04-01 | 2021-07-27 | 沈阳大学 | A kind of method and system for obtaining plant absorbed transformed compound without damage |
| US12225859B2 (en) * | 2021-10-01 | 2025-02-18 | Evergreens, LLC | Farming system |
| CN115136898A (en) * | 2022-05-07 | 2022-10-04 | 义乌万能工匠科技有限公司 | Infant's outdoor canopy of raising of teaching |
| CN116806660A (en) * | 2023-08-17 | 2023-09-29 | 河南省鑫玉净环保科技有限公司 | Vegetation coverage culture method and device for land remediation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2733788C1 (en) | Method for hydroponic growing of plants and device for its implementation | |
| Olympios | Soilless media under protected cultivation rockwool, peat, perlite and other substrates | |
| CN201602038U (en) | Hydrophilous plant water culture device | |
| RU2690656C1 (en) | Method of enriching soil with water using a superabsorbent and using drainage livestock drains on soddy-podzolic sandy soils of central non-chernozem region | |
| JPH0122409B2 (en) | ||
| CN205848168U (en) | The warmhouse booth that micro-nano bubble is irrigated | |
| CN105075838A (en) | Soilless culture device and method thereof | |
| WO2009021272A1 (en) | Irrigation system | |
| JP2002223648A (en) | Pipe type hydroponics unit and method for using the same | |
| CA3151072A1 (en) | Hydroponic cultivation system & lighting system | |
| KR20160101455A (en) | Hydroponic cultivating apparatus | |
| RU2419282C1 (en) | Device to clean air of livestock house | |
| Goswami et al. | Soil-less culture (hydroponics)—A review | |
| CN111492048B (en) | Method for preparing organic nutrient solution by using bioreactor | |
| CN109601271B (en) | Soilless reclamation method for tailing pond | |
| CA2016375C (en) | Portable watering & drainage system & combined heating system | |
| GB2130465A (en) | Process and apparatus for the soilless growing of plants | |
| JP2009072178A (en) | Subirrigation system | |
| JP5187752B2 (en) | Underground irrigation system and double pipe unit used therefor | |
| EP3493664B1 (en) | A plant growing device without a drainage system | |
| Biswas et al. | Hydroponics: A promising modern intervention in agriculture | |
| JPH10117616A (en) | Hydroponic cultivation method and apparatus for phalaenopsis or the like | |
| URRESTARAZU GAVILAN et al. | Soilless Culture and Hydroponics | |
| RU2707520C1 (en) | Plant growing method on desert and non-fertile soils | |
| CN221930643U (en) | A composite governance structure for coastal saline-alkali land |