Разработка высокоадаптивной установки для выращивания зеленых культур

Основным назначением биотехнологической установки (БТУ) является поддержание оптимальных условий для роста и развития растений. Интенсификация роста растений осуществляется экологически чистым методом — электромагнитным стимулированием. Также, важно правильно спроектировать системы освещения и вентиляции растений. Выращивать растения можно как в грунте, так без него, по технологиям аэро- или гидропоники.

Ключевые слова: биотехнологическая установка, электротехнология, вентиляция, досвечивание, стимулирование.

Производство овощной зеленной продукции, в зимнее время, осуществляется в условиях теплиц, энергоэффективность (в первую очередь по электроэнергии) которых невысока. Кроме того, применяются средства защиты растений — пестициды, что снижает качество и экологическую чистоту продукции. При этом, спрос на экопродукцию, в последние годы, только растет [1].

При этом цена на продукцию зеленных культур высока (более 1000 р/кг), что ограничивает ее потребление. Выращивание данной продукции в домашних условиях, затруднительно и требует использования специального дорогостоящего оборудования [2].

В связи с этим необходимо повысить энергоэффективность производства, при этом повысив его экологичность (исключить применение химических средств защиты), отказаться от избыточного количества удобрений и стимуляторов роста [3, 8].

Важным и современным условием является обеспечение полной автоматизации процесса производства. Это будет способствовать широкому применению предлагаемого технического средства — биотехнологического модуля, как в промышленном производстве, так и в частных домовладениях [4].

В связи с этим целью исследования являлось разработка биотехнологической установки, позволяющей выращивать зеленные культуры в экологически чистых условиях, при снижении затрат энергии [5].

В настоящее время на рынке существуют аналоги: облучательная камера LED FITOTRON SGC 120, фирмы Weiss Technik (Англия), представленная на рисунке 1 а ; камера роста серии KBWF с освещением и контролем влажности, фирмы Binder (Германия), представленная на рисунке 1 б [6].

Нами предложена биотехнологическая установка, позволяющая интенсифицировать процесс выращивания зеленных овощных культур, без применения химических стимуляторов роста и средств защиты растений [7].

Интенсификация производства осуществляется за счет электрического, магнитного либо комбинированного электромагнитного поля. Для осуществления лабораторных исследований создан лабораторный образец предлагаемой БТУ (рис. 2).

Рис. 1. Аналоги биотехнологических установок: а — облучательная камера LED FITOTRON SGC 120; б — камера роста серии KBWF с освещением и контролем влажности

Рис. 2. Общий вид модели предлагаемой биотехнологической установки: а — с синим спектром освещения; б — с красным спектром освещения

Предлагаемая БТУ содержит системы адаптивного досвечивания и электромагнитного стимулирования растений, автоматического полива и поддержания влажности грунта (по технологии

выращивания в грунте) или подачи питательного раствора, вентиляции и контроля температуры.

Адаптивная система досвечивания позволяет менять спектр свечения в зависимости от выращиваемой культуры, фазы роста растений и времени суток, тем самым подстраиваясь под потребности растений. Такой подход позволяет увеличить продуктивность растений на 20–30 % [3].

Электромагнитное стимулирование растений позволяет не только ускорить рост растений, но и, как показывают эксперименты, выровнять растения по высоте, что важно при производстве в целях реализации.

Выращивание овощной зеленной продукции в замкнутой биосистеме (биотехнологической установке) имеет ряд преимуществ:

– экологическая чистота продукции;

– интенсификация производства;

– возможность применения в домашних условиях.

Выращивание экологически чистой продукции в домашних условиях — перспективно, так как большинство людей так или иначе занимаются комнатным цветоводством.

Литература:

1. Васильев, С. И. Электромагнитная стимуляция растений в условиях защищенного грунта / С. И. Васильев, С. В. Федоров // Вклад молодых ученых в аграрную науку: мат. Международной науч.-практ. конф. — Ки- нель: РИЦ СГСХА, 2016. — С. 341–343.
2. Федоров, С. В. Электромагнитная стимуляция семян перед посевом / С. В. Федоров, С. И. Васильев // Вклад молодых ученых в аграрную науку: мат. Международной науч.-практ. конф. — Кинель: РИЦ СГСХА, 2016. — С. 343–345.
3. Моргунов, Д. Н. Исследование спектральных характеристик электрических источников света / Д. Н. Моргунов, С. И. Васильев // Вестник аграрной науки Дона. — 2017. — № 38. — С. 5–13.
4. Крючин, Н. П. Применение электрического поля для совершенствования процесса дозирования трудносыпучих семян / Н. П. Крючин, С. И. Васильев, А. Н. Крючин // Аграрная наука — сельскому хозяйству: сб. ст. VI Международной науч.-практ. конф. В 3-х кн. — Барнаул: Изд-во АГАУ, 2011. — Кн. 3. — С. 56–59.
5. Васильев, С. И. Новые направления развития методики комплексного измерения твердости и влажности почвы // Достижения науки агропромышленному комплексу: сб. науч. тр. — Самара: РИЦ СГСХА, 2013. — С. 59–62.
6. Васильев, С. И. СВЧ-влагомер / С. И. Васильев, С. С. Нугманов, Т. С. Гриднева // Сельский механизатор. — 2014. — № 10. — С. 28–29.
7. Сыркин, В. А. Обоснование частоты вращения ротора радиальной электрифицированной медогонки с горизонтальной осью вращения / В. А. Сыркин, С. И. Васильев // Известия Самарской ГСХА. — Самара: РИЦ СГСХА, 2016. — С. 51–54.
8. Юдаев, И. В. Возможность применения технологии объемного облучения растений в сооружениях защищенного грунта / И. В. Юдаев, Д. И. Чарова, В. А. Петрухин // Инновации в сельском хозяйстве. — 2016. — № 1 (16).