GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU

©103. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО РАСТЕНИЕВОДСТВА.

О. В. Ильин НИ НПЛ "Олимп", Москва, Россия

Разработка основ круглогодового местного производства экологически чистых растениеводческих продуктов питания в ассортименте является основной предпосылкой гарантированного выживания и развития коренных народов Севера, жителей экологически загрязненных или удаленных территорий, полностью изолированных поселений человека под землей или высоко в горах, под водой, на других космических объектах.

В этих вопросах единственной альтернативой является интенсивная светокультура растений или, по существу, промышленный метод растениеводства.

Как и всякое производство, промышленное растениеводство начинается с разработки оборудования, позволяющего начать работу в автономном режиме или в производственных линиях на больших площадях. В их конструкциях должна быть заложена простота изготовления, не требующая высокой квалификации исполнителей, отсутствие дефицитных или дорогих материалов, деталей и приборов, созданы необходимые удобства для их эффективного обслуживания, а главное - обеспечивающие возможность оптимальных условий для роста и развития растительных агроценозов.

Основной частью такого оборудования нам представлялась система всеобъемлющего облучения растений, позволяющая реализовать весь комплекс требований, как отдельного растения, так и их агроценоза, к условиям актиноритмических режимов.

При воздействии на растения естественного солнечного света никогда нельзя говорить о стабильности его составляющих, т.к. уже в течение одного дня солнечный спектр изменяется как по интенсивности излучения, так и по спектру, а при непостоянстве погодных условий такая нестабильность наблюдается и по всем дням, одновременно довольно резко изменяя и температурные условия обоих фаз актиноритма.

Известно, что появление в спектре солнечного света дополнительных полос в фраунгоферовых линиях меняет интенсивность фотосинтеза растений. Особенно сильное влияние на функционирование фотосинтетического аппарата растений и, соответственно, уровень их продуктивности, оказывают излучения в фраунгоферовых линиях металлов. Поэтому светотехники интенсивно изучают влияние добавок тех или других металлов и их солей в различные составляющие осветительных устройств, конструируя "огуречные", "томатные" и прочие лампы.

К сожалению, на практике довольно часто оказывается так, что при выращивании томатов "томатные" лампы не дают ожидаемого эффекта, "огуречные" оказываются эффективнее, или наоборот. Дело же здесь в том, что при разных уровнях облученности требования растений к составляющим спектра весьма различаются, иногда до противоположных. Лампы же разрабатываются по строго определенным критериям, попав на практике в условия других требований растений, они не будут столь эффективны. К тому же очень важно определить границу практической облученности растений, где продуктивность растения не просто повышается, а где это повышение еще будет экономически целесообразно.

Из экспериментов на тех же томатах совершенно ясно, что расходы электроэнергии на поддержание облученности на уровнях 120 вт/м2 ФАР и 240 вт/м2 ФАР будут более чем в 2 раза большими, а прирост продуктивности при этом составит не более 20 - 25%, сроки производства продукции сократятся всего на 2 - 3 дня, и в целом это экономически мало эффективно. Поэтому для эффективного промышленного производства нами отрабатываются такие конструкции светильников и рекомендуются такие режимы облучения ими растений, которые оптимально учитывают биологические особенности культивируемых растений и позволяют получение экономически выгодной продукции.

При рекомендуемом нами практическом применении в условиях облучения таким светильником растения воспринимают свет оптимально обеими типами своих фотоактивных систем - как системой фотосинтеза, так и системой фоторегуляции, что исключительно важно для управления продукционным процессом растений, их скороспелостью и урожайностью.

Известно, что системы фоторегуляции растений очень хорошо реагируют именно на отраженный и объемный свет. Имеются сообщения, указывающие даже на своеобразное действие отраженного от Луны, особо поляризованного, света малой интенсивности (в полнолуние). Американские фермеры еще в 20-х годах прошлого столетия оценили действие поляризованного лунного (отраженного солнечного!) света на рост кустистости злаковых растений, увеличение количества и полновесность зерен в колосе.

При подборе компонентов отражающей поверхности наших светильников, мы также стремились достичь этого эффекта, причем был изменен сам спектр отражения от ламп типа ДНаТ, как известно, в прямом спектре имеющий избыток желтых лучей. Решение этого вопроса позволило иметь под светильником равномерный, частично поляризованный световой поток с измененным в лучшую для растений сторону спектром от ламп ДнаТ. А именно эти лампы в свое время были нами выбраны из широкого ассортимента светотехнической продукции из-за своих исключительных характеристик - светоотдача, срок эффективной службы и т.д.

Светильник нашей конструкции в модуле гидропонной осветительной установки для выращивания растений ГОУВРИ надежен и безопасен в эксплуатации. Благодаря указанному отражающему покрытию, нагрев его корпуса незначителен и не превышает 40-450С, при том, что колба лампы ДнаТ-400 нагревается более, чем на 4000С. Это гарантирует его безопасную эксплуатацию - при необходимости поднять или опустить светильник, выключать лампу и ждать его охлаждения не требуется.

Объемность освещения, т. е. поступление света к растению со всех сторон, когда свет становится как бы бестеневым, в условиях напряженного фитоценоза становится недостаточным. Растения в фитоценозе требуют одинаковых условий и в центре, и по краям фитоценоза, т. е. равномерного освещения по полю. Этого мы достигли благодаря применению жатопрофильных зеркально-металлизированных лавсановых пленок в качестве экранов по всему периметру фитоценоза на установке. Такое экранирование значительно снижает потери световой энергии ламп на рассеивание по помещению, направляя падающий свет только в зону роста растений, внутрь фитоценоза, и существенно повышает равномерность облучения растений.

Экраны могут перемещаться по направляющим вверх и вниз, не мешая уходу за растениями. Кроме того, угол их наклона может быть изменен с целью еще более лучшего выравнивания светового потока по мере роста растений.

В целом конструкция облучателя растений для модуля ГОУВРИ показала свои превосходные технические качества, высокую эксплуатационную надежность. Эти показатели у нее выше аналогичных по сравнению с облучателями, разрабатываемыми в Орловском Гипрониисельпроме, Ленинградском Агрофизическом НИИ, Красноярском институте биофизики РАН, Московских ВНИСИ и Институте медико-биологических проблем, Минском Институте экспериментальной ботаники и других.

Управление основными технологическими процессами - освещением и питанием растений - автоматизировано. Электронный таймер УТ-23 Московской фирмы "Овен" в заданное время включает и выключает магнитный пускатель светильника. Одновременно включается вентилятор на верхней части светильника, способствующий отводу горячего воздуха от лампы и, соответственно, обогреву помещения. Отток горячего воздуха создает циркуляцию воздушного потока и теплообмен вокруг растений в фитоценозе на установке ГОУВРИ, способствует поступлению к листьям новых естественных порций углекислого газа, тем самым снимая необходимость специального обогащения воздуха в культивационном помещении баллонным СО2.

Второй такой же таймер на определенное время и через заданный интервал включает магнитный пускатель насоса, подающего питательный раствор в бак - растильню для полива и питания растений.

Термодатчики автоматически включают подогрев питательного раствора и регулируют температуру в помещении. Такая простая и надежная автоматизация позволяет резко снизить трудозатраты, перевести весь агрофитокомплекс на обслуживание в одну 8 часовую смену, вместо круглосуточного ухода.

Отсутствие почвенно-поглощающего комплекса в гидропонной системе питания промышленного растениеводства заставляет растение иначе реагировать на те элементы питания, которые ему дает человек. Растение забирает и накапливает впрок одни из них в минеральной форме, а другие - в виде органически связанных соединений. Здесь важно, изучив механизм поступления, накопления и переработки различных солей растением, дать ему нужные элементы в таких формах и соединениях, чтобы растение легко их усвоило и образовало в своих тканях именно то, что нужно человеку. Поэтому питательный раствор приготовляется из уже готовых концентратов определенных солей по разрабатываемой для каждой группы растений технологической рецептуре.

Баки для раствора изготовляются из тонкой нержавеющей стали и устанавливаются вместе с насосом под баком - растильней. В этом случае обеспечивается самостоятельный обратный слив раствора из растильни после смачивания им субстрата.

В качестве субстрата, после сравнительных испытаний множества вариантов, был выбран дробленый керамзит. Это наиболее долговечный, практичный, технологичный и легко регенерируемый материал, недорогой и недефицитный, позволяющий создать оптимальный водно - воздушный баланс в зоне корней растений. В аварийном случае он способен длительно удерживать влагу, предохраняя растения от гибели до вмешательства оператора. Керамзит достаточно крепко удерживает растения в устойчивом состоянии, в то же время позволяет, при самом минимальном повреждении корней, вынимать или сажать любое растение в фитоценозе. Приживаемость растений при этом полная и быстрая.

При условии изготовления бака - растильни из нержавеющей стали трудозатраты на использование керамзита в качестве субстрата минимальны.

Размер бака - растильни определен несколькими условиями. Это светотехнические параметры светильника, физиологические параметры человека, обслуживающего установку. Они определяют высоту расположения растильни, ее ширину, возможность подойти к ней вплотную для длительной работы, что снижает утомляемость при длительной посадке мелких растений и при уходе.

Использование для промышленного растениеводства в агрофитокомплексах закрытых теплоизолированных помещений, применение несменяемых субстратов, полное отсутствие применения всяких пестицидов, как и выбросов вредных веществ, утилизация тепла источников света делают промышленное растениеводство безотходным, энергосберегающим и экологически чистым производством, позволяющим непрерывное выращивание любой растительной продукции, необходимой человеку. Предельно высокая и экономически выгодная продуктивность растений в промышленном растениеводстве открывают новую эру в развитии сельскохозяйственного производства, не требующую массовых транспортировок продукции в удаленные регионы, ее длительного хранения

В качестве оборудования для промышленного растениеводства разработан и испытан модуль гидропонной осветительной установки для выращивания растений в условиях интенсивной светокультуры ГОУВРИ, показавший в производстве высокую надежность и эффективность.

GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU GOUVRI.RU