Устройство для выращивания растений arabidopsis thaliana l. методом гидропоники

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к гидропонике. Устройство включает резервуар, закрытый крышкой с модифицированными пробирками типа Falcon. Уровень поверхности крышки контейнера находится ниже верхнего края контейнера. Края крышки опираются на края резервуар. Крышка резервуара оборудована дополнительными опорными кольцами для установки модифицированных пробирок типа Falcon, которые дополнительно снабжены отверстием на боковой поверхности, расположенным ниже уровня раствора. В крышке резервуара имеются отверстия для воздуховодных трубок для перемешивания и аэрации раствора. При этом посев семян растений проводится на поверхность твердой питательной среды, содержащей агарозу. Устройство обеспечивает глубокое погружение выращиваемых растений в питательный раствор и интенсивную циркуляцию раствора вокруг корня растения. 1 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для выращивания растений на жидкой питательной среде в контролируемых условиях окружающей среды и может быть использовано для выращивания и научных исследований растений, имеющих мелкие семена, например, Arabidopsis thaliana L.

Известно устройство для выращивания растений с мелкими семенами (патент CN 202310795 U, A01G 31/02, дата публикации 11.07.2012), состоящее из контейнера, заполненного питательным раствором, и полупогруженной в контейнер верхней части, имеющей перфорации по всей поверхности, на которую насыпается песок с соответствующим диаметром частиц. Песок смачивается раствором. Семена растений высаживают на поверхность песка, через толщу которого корни растений проникают в питательный раствор.

Недостатком данного устройства является неравномерная смачиваемость семян питательным раствором и, как следствие, разное время прорастания семян. Высаживание растений на общей поверхности субстрата затрудняет работу с отдельными растениями. Кроме того, частицы песка или другого твердого субстрата, используемого для опоры растений, могут быть прочно связаны с поверхностью корней, что создает дополнительное затруднение при извлечении растений из резервуара для изучения индивидуальных растений. Выращивание растений в общем контейнере с питательным раствором, не разделенным на отдельные отсеки для индивидуальных растений, создает вероятность спутывания корней соседних растений, что создает опасность повреждения корней при извлечении растений из контейнера.

Известно устройство, предложенное для выращивания растений Arabidopsis thaliana L. (Gibeaut et al. Maximal biomass of Arabidopsis thaliana using a simple, low-maintenance hydroponic method and favourable environmental conditions // Plant Physiol. (1997) 115: 317-319), состоящее из контейнера и крышки из светонепроницаемого инертного материала. В крышке устройства имеются отверстия, в которые помещаются трубчатые держатели, в качестве которых используются фрагменты пробирок типа Eppendorf объемом 1,5 мл с вставленными в них отрезками минеральной ваты (например, типа Rockwool). Посев семян производится на поверхность минеральной ваты, по мере роста корни растений проникают в питательный раствор через твердый субстрат.

Недостатком данной системы является трудность извлечения корней растений из минеральной ваты для исследования корневой системы. Кроме того, корни растений не отделены в объеме контейнера друг от друга, что может привести к спутыванию корней и повреждению при извлечении отдельных растений из общего контейнера.

Известно устройство, предназначенное для выращивания растений Arabidopsis thaliana L. (патент WO 2003043410 A1, A01G 31/02, дата публикации 30.05.2003), содержащее светонепроницаемый контейнер для питательного раствора, закрываемый крышкой с отверстиями, в которые помещают адаптеры, заполненные агаризованной питательной средой и имеющие перфорированное дно. Посадка семян производится на поверхность агаризованной среды.

Недостатком данного устройства является нахождение корневых систем растений в общем объеме контейнера с питательным раствором, не разделенным на отсеки для отдельных растений, что приводит к переплетению корней в процессе выращивания, к повреждению растений, затрудняет извлечение растений из контейнера и последующее изучение корней растений.

Наиболее близким аналогом данного изобретения является устройство (Conn et al. Protocol: optimising hydroponic growth systems for nutritional and physiological analysis of Arabidopsis thaliana and other plants // Plant Methods (2013), 9:4), состоящее из контейнера и крышки из светонепроницаемого инертного материала. В крышке имеются отверстия, в которые вставляют пробирки типа Falcon объемом 50 мл с навинчивающимися крышками. Конусообразное дно пробирок удаляется. В крышках проделаны отверстия диаметром 10 миллиметров, в которые вставлены крышки от пробирок типа Eppendorf с проделанными в них отверстиями и заполненные 0,7-процентным агаром. Семена растений высаживаются на агар через отверстие в крышке пробирки типа Eppendorf и переносятся в крышки пробирок типа Falcon. Рост корней осуществляется в отдельном объеме, ограниченном стенками пробирки типа Falcon. Это препятствует переплетению корней растений. Циркуляция питательного раствора происходит в нижней части системы. Перемешивание раствора производится путем пропускания пузырьков воздуха через толщу раствора с помощью воздушного компрессора и распылителя. Система позволяет работать с индивидуальными растениями без каких-либо повреждений.

Недостатком данной системы является расположение крышки пробирки типа Falcon на значительном расстоянии над поверхностью питательного раствора, что приводит к подсыханию основания корня растения и нарушению нормального роста растения в целом. Кроме того, затруднена циркуляция питательного раствора в объеме, ограниченном стенками пробирки типа Falcon, что может привести к нарушению режима минерального питания и создать условия недостатка кислорода для растения.

Цель изобретения - создание наиболее благоприятных условий выращивания растений Arabidopsis thaliana и других растений с мелкими семенами с использованием метода гидропоники путем более глубокого погружения растений в питательный раствор, обеспечения интенсивной циркуляции раствора вокруг корня растений и дальнейшего научного изучения корневой системы растений.

Поставленная цель достигается путем уменьшения расстояния между поверхностью, на которой располагается растение, и поверхностью питательного раствора. Для этого используется устройство для выращивания мелкосемянных растений, например Arabidopsis thaliana L. методом гидропоники, включающее резервуар, закрытый крышкой с пробирками типа Falcon модифицированными путем удаления конусообразной части дна пробирок и проделанным дополнительным отверстием в боковой стенке пробирки, отличающееся тем, что уровень поверхности крышки резервуара находится ниже верхнего края резервуара, края крышки опираются на края резервуара, крышка резервуара оборудована дополнительными опорными кольцами для установки модифицированных пробирок типа Falcon, модифицированные пробирки типа Falcon дополнительно снабжены отверстием на боковой поверхности, расположенным ниже уровня раствора, в крышке резервуара имеются отверстия для воздуховодных трубок для перемешивания и аэрации раствора, при этом посев семян растений производится на поверхность твердой питательной среды, содержащей агарозу.

На фиг. 1 изображена система для выращивания и научных исследований растений Arabidopsis thaliana L. и мелкосемянных растений методом гидропоники: а - вид сверху; б - вид сбоку.

Устройство включает крышку резервуара 1 с отверстиями 6, опорные кольца 2 для установки крышек 3 модифицированных пробирок типа Falcon 4, имеющих отверстия 5. В крышках 3 имеются отверстия 8 диаметром 9-11 миллиметров и отверстия 9 диаметром 1-1,5 миллиметра. В отверстия 8 устанавливаются крышки 11 с отверстием и заполненные твердой питательной средой, содержащей агарозу. Крышка резервуара 1 имеет отверстия 10 для установки аэрирующего устройства. Крышка резервуара 1 устанавливается на резервуар 7, заполняемый питательным раствором, при этом уровень поверхности крышки резервуара 1 находится ниже верхнего края резервуара 7.

Устройство работает следующим образом. Резервуар 7 заполняют питательным раствором, в качестве которого могут быть использованы среды разного состава (например, среда Хогланда-Арнона или его модификации) (Hoagland D.R., Arnon D.I. The Water-Culture Method for Growing Plants without Soil. California Agricultural Experiment Station Circular (1950) 347, 1-32). Уровень раствора доводят вплотную к нижней поверхности крышки резервуара 1.

Крышку резервуара 1 помещают на резервуар 7. Края крышки резервуара 1 опираются на края резервуара 7. Пробирки 4 типа Falcon с отрезанной конической частью дна, дополнительным отверстием 5 и плотно прикрученной крышкой 3 помещают в отверстия 6 крышки резервуара 1 до устойчивого соприкосновения крышки 3 с опорным кольцом 2. Крышку 11, заполненную твердой питательной средой, содержащей 0,4-0,6 процента агарозы, помещают в отверстие 8 крышки 3. Семена мелкосемянных растений, например Arabidopsis thaliana L., помещают в отверстие в крышке 11 на твердую питательную среду, содержащую агарозу.

Перемешивание и аэрация раствора производятся путем использования воздушных компрессоров, пропуская воздуховодные трубки через отверстие 10 в крышке резервуара 1. Циркуляция насыщенного воздухом питательного раствора в прикорневой зоне осуществляется за счет наличия отверстия 5 в пробирке 4. Выход воздуха осуществляется через отверстия 9 в крышке 3.

Таким образом, в процессе выращивания, благодаря введению в конструкцию крышки дополнительного опорного кольца, растения располагаются ближе к питательному раствору, что предотвращает высыхание основания корня. Кроме того, наличие в пробирке типа Falcon дополнительного отверстия позволяет раствору циркулировать в прикорневой зоне, что позволяет растениям равномерно поглощать элементы минерального питания из питательного раствора и предотвращает возникновение условий недостатка кислорода около корня. Предлагаемая конструкция устройства обеспечивает более благоприятные условия культивирования растений Arabidopsis thaliana L. и других мелкосемянных растений, что позволяет получать более развитые и выравненные по размеру и массе растения, что удовлетворяет целям выращивания растений и научных исследований.

Устройство для выращивания растений Arabidopsis thaliana L. методом гидропоники, включающее резервуар, закрытый крышкой с модифицированными пробирками типа Falcon, отличающееся тем, что уровень поверхности крышки контейнера находится ниже верхнего края контейнера, края крышки опираются на края резервуара, крышка резервуара оборудована дополнительными опорными кольцами для установки модифицированных пробирок типа Falcon, модифицированные пробирки типа Falcon дополнительно снабжены отверстием на боковой поверхности, расположенным ниже уровня раствора, в крышке резервуара имеются отверстия для воздуховодных трубок для перемешивания и аэрации раствора, при этом посев семян растений проводится на поверхность твердой питательной среды, содержащей агарозу.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Устройство включает вертикальную опору, соединенную с консолью, вокруг которой по спирали расположена лента, которая закреплена на консоли посредством крестовин.

Изобретение относится к технологии выращивания растительной продукции в промышленных теплицах. Тепличный процесс для выращивания растений с применением питательных растворов характеризуется тем, что для предотвращения засорения форсунок или трубочек полива осадками солей маточные насыщенные растворы получают с применением ультразвуковых колебаний, которые затем разделяют микрофильтрацией на загрязненный и чистый потоки.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Держатель растений для культивационных колонн выполнен в виде опорной и покрывной перфорированных пластин.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Устройство (10) для вертикального или наклонного размещения сельскохозяйственных культур вне растительного грунта (16) имеет по крайней мере один модуль (12), определяющий внутренний объем (14), предназначенный для хранения питательного вещества и растений и ограниченный передней стенкой (30) и задней стенкой (35), жестко соединенной с передней стенкой (30).

Изобретение относится к области растениеводства. Устройство включает ряд установок, оборудованных лазерными аппаратами, а также холодильник, энергоблок, камеры подготовки питательного раствора и газовой смеси, автоматизированную систему управления (АСУ).

Изобретение относится к способу и устройствам для выращивания наплаву растений. Способ выращивания наплаву растений заключается в том, что в первой стадии роста корни растения поддерживают на расстоянии от запаса воды, который находится под растением.

Группа изобретений относится к космической биологии и может быть использована для культивирования растений в условиях космического полета. Способ включает подачу поливной питьевой воды в корневой модуль с иононасыщенным ионитным волокнистым почвозаменителем и обеспечение автокоррекции величины pH получаемого субстратного раствора, а также насыщение его нутриентами, содержащими элементы N, P, K, S, Ca, Mg и Fe.

Предложенное изобретение относится к сельскому хозяйству. Агрокомплекс состоит из теплицы, птицефермы и термитника.

Изобретение предназначено для выращивания растений в питательной среде без почвы. Шлюзовая аэропонная колонна содержит вертикальную трубу с отверстиями в стенках, форсунки для орошения, отводящие и подводящие магистрали питательного раствора.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам выращивания и скармливания птицам зеленого гидропонного корма. .

Изобретение относится к области гидропонного культивирования растений. Способ выращивания огородных культур на гидропонике включает посадку семечек в пропитанный питательным раствором рассадный горшочек с минеральной ватой. После прорастания переносят рассадный горшочек с рассадой на мат. Периодически пропитывают горшочек питательным раствором. Стебель растения закрепляют на гибком вертикальном шпагате. При достижении растением длины более 2-х метров шпагат вместе с закрепленным на нем растением опускают и укладывают вдоль мата. Перед укладкой обрывают с растения отжившие свой срок листья. Устройство для выращивания содержит корытообразный желоб с установленным на нем матом и рассадными горшочками с минеральной ватой, систему подвесов. Желоб выполнен с двусторонними отбортовками и установлен днищем вверх. Наружная поверхность днища выполнена в виде чередующихся выступов. Рассадные горшочки с минеральной ватой оснащены шпагатами. Шпагаты намотаны на катушки. Катушкодержатели крепятся на продольных шпалерах под несущей балкой крыши теплицы. Корытообразный желоб выполняется цельным на всю длину теплицы или стыкуется внахлест друг с другом. Желоб с одной стороны оснащен глухой торцовой заглушкой, а с другой стороны - заглушкой с отверстием для подсоединения к дренажной системе. Обеспечивается увеличение урожайности с квадратного метра полезной площади. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к средствам выращивания растений вне грунта в замкнутом пространстве с искусственно созданной средой. Комплекс содержит несколько аэропонных и/или гидропонных блоков, аккумуляторы тепловой энергии в виде теплоизолированного резервуара с водой, присоединенного к ветроэнергетической установке. Каждый аэропонный и/или гидропонный блок выполнен из светопроницаемого материала, в качестве которого использован поликарбонат с применением добавки LSE. Эти блоки снабжены отдельными растворными узлами с соединенными между собой теплоизолированными резервуарами для отстоя и приготовления питательного раствора, емкостью для удобрений и имеют отдельные, соединенные с блоком управления, пульты управления с датчиками и исполнительными механизмами. Каждый аэропонный блок снабжен распылителями раствора, присоединенными к магистрали подачи сжатого воздуха от ветроэнергетической установки. Каждый резервуар для приготовления питательного раствора присоединен теплоизолированным трубопроводом к теплоизолированному резервуару. Обеспечивается возможность одновременного выращивания разных растений. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к способам ускоренного выращивания рассады в личных подсобных хозяйствах. Способ заключается в том, что в герметичной емкости, оборудованной системой подачи и дозировки газов, освещения фитолампами, а также контроля температуры и состояния рассады, создают повышенное давление газов в герметичной емкости, благодаря которому происходит ускоренный фотосинтез из-за высокой концентрации углекислого газа в водном растворе, питающем корни рассады. В качестве газов используют воздух и углекислый газ. Причем естественное снижение давления в емкости в результате развития растений компенсируют подачей в емкость углекислого газа. Устройство состоит из герметичной емкости, в которой имеется люк, через него в емкость помещают рассаду. Люк закрывается съемной панелью, на которой смонтированы системы подачи и контроля давления газов. Внутри емкости на стенках и ребрах имеется светоотражающее покрытие из полос фольги синего и красного цвета. Изобретения обеспечивают ускорение развития растений путем создания повышенного давления газов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству, в частности к области цветоводства. Система полива вертикальных садов включает несущую конструкцию и модули для размещения растений, расположенные друг под другом. Корпус модулей содержит днище с выполненным в нем отверстием для слива излишков влаги. На дно модуля уложен гигроскопичный материал. Полив осуществляется путем поступления воды в самый верхний в секции ряд модулей сверху, далее распределяется по гигроскопичному материалу и через сливное отверстие спускается в нижерасположенный ряд модулей. Данный цикл повторяется, пока вода не достигнет резервуара с водой, находящегося у основания конструкции. Гигроскопичный материал расположен под углом 91-179° от вертикали, перпендикулярно или под углом к центральной оси корневого кома растения. Сливное отверстие расположено так, чтобы после прекращения подачи воды ее свободные излишки уходили из прикорневой зоны. Во втором варианте выполнения системы полива гигроскопичный материал одной из своих сторон опущен в накопительную полость. Повышается качество полива. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к гидропонике. Аэропонная установка для производства мини-клубней включает культивационное помещение с установленными симметрично по обе стороны от оборудованной трапом несущей конструкции светонепроницаемыми панелями с отверстиями для растений. Панели опираются одним концом на боковую стену культивационного помещения, а другим - на стойки несущей конструкции, разделяя культивационный объем на два независимых объема. Установка также содержит систему подачи и слива питательного раствора. При этом орошение корневой системы растений происходит за счет мелкодисперсного распыления питательного раствора в корневой зоне растений, ограниченной U-образными туннелями, выполненными в виде воздухопроницаемой мембраны, концы которой закреплены на нижней поверхности светонепроницаемых панелей с возможностью их опускания и поднимания. Устройство позволяет повысить урожайность. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к гидропонному выращиванию растений. Гидропонная установка содержит блок управления, культивационный сосуд с датчиком уровня воды, озонатор и установку теплоснабжения. Воздухопровод озонатора установлен в скважине. Установка теплоснабжения включает скважину для отбора воды, тепловой насос с отводящим и подводящим трубопроводами и нагреватель воды в виде концентратора солнечного излучения. Нагреватель установлен на подводящем трубопроводе между тепловым насосом и скважиной. Блок управления соединен с подводящим трубопроводом теплового насоса. Обеспечивается повышение эффективности выращивания растений. Снижается расход поливной воды. 1 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Устройство содержит понтонное средство с полыми поплавками и установленный на нем контейнер с размещенным внутри питательным субстратом с семенами растений, дно которого выполнено с возможностью пропускания влаги, причем наружная поверхность дна размещена выше водной поверхности. При этом полые поплавки понтонного средства выполнены цельными и связаны между собой с образованием замкнутого контура. Форма контейнера соответствует форме указанного контура. Каждая из боковых стенок контейнера закреплена в верхней части соответствующего поплавка. Дно контейнера выполнено в виде решетки, установленной на поплавках таким образом, что высота между наружной поверхностью дна и водной поверхностью составляет не менее высоты поплавков, а внутри контейнера на дне и боковых стенках последовательно размещены паропроницаемое и сетчатое покрытия. Устройство позволяет создать условия для увлажнения питательного субстрата с семенами растений конденсатом паров, испаряющихся с поверхности водоема, от фазы набухания и прорастания семян до фазы формирования корневой системы в питательном субстрате контейнера. 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Группа изобретений относится к области выращивания растений на гидропонных системах. Система включает в себя: по меньшей мере один беспроводной детектор; и центральное средство обработки данных детектора; причем один или каждый детектор выполнен с возможностью измерения по меньшей мере одного из температуры, содержания воды и содержания питательных веществ в гидропонном субстрате для выращивания растения. Причем один или каждый детектор дополнительно выполнен с возможностью передачи идентификатора детектора и измеренного свойства или свойств по коммуникационному соединению к центральному средству обработки данных детектора. Центральное средство обработки данных детектора выполнено с возможностью: хранения в памяти предопределенных ирригационных данных, определяющих соотношение между: множеством значений для одного или более из температуры, значения pH, содержания воды и/или содержания питательных веществ субстрата; и множеством желаемых ирригационных выходных значений; обработки измеренных свойств, полученных от каждого детектора, для определения вычисленных свойств субстрата; и обеспечения вывода, указывающего на желаемый ирригационный ввод для субстрата, основанный на полученных от детектора или детекторов расчетных свойствах и предопределенных ирригационных данных. Способ включает в себя стадии обеспечения системы по любому из пп. 1-11; и управления ирригационным вводом в субстрат на основе выхода, указывающего на желаемый ирригационный ввод для субстрата, обеспечиваемого центральным средством обработки данных детектора системы. Портативное коммуникационное устройство детектора для использования в системе по п. 1 выполнено с возможностью обрабатывать измеренные свойства, полученные от детектора системы, для определения вычисленных свойств субстрата; и выводить на экран пользователю вычисленные свойства. Детектор для системы по любому из пп. 1-11 выполнен с возможностью измерять свойства, указывающие на температуру, содержание воды и содержание питательных веществ субстрата; и передавать измеренное свойство или свойства по коммуникационному соединению центральному средству обработки данных детектора для преобразования в значение температуры, содержания воды и содержания питательных веществ в субстрате. Центральное средство обработки данных детектора для системы по любому из пп. 1-11 выполнено с возможностью получения измеренного свойства или свойств от детектора или детекторов по коммуникационному соединению; хранения предопределенных ирригационных данных, определяющих соотношение между: множеством значений для температуры, содержания воды, значения pH и/или содержания питательных веществ в субстрате; и множеством желаемых ирригационных выходных значений; обработки измеренных свойств, полученных от каждого детектора, для определения вычисленных свойств субстрата; и обеспечения вывода, указывающего на желаемый ирригационный ввод для субстрата, основанный на полученных от детектора или детекторов измеренных свойствах и предопределенных ирригационных данных. Изобретения позволяют исключить потери и избыточную подачу воды и/или питательных веществ и осуществлять контроль и управление условиями выращивания растений. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 12 ил.
Изобретение относится к области биотехнологии и сельского хозяйства, в частности к растениеводству. В способе клональное размножение оздоровленных растений осуществляют путем черенкования. При этом коллекционный материал каждого сорта образован моноклональными мини-клубнями, выращенными в закрытом помещении на аэропонной установке из одного размноженного оздоровленного растения в условиях, характерных для климатической зоны, где районирован сорт. Затем коллекционный материал каждого сорта картофеля хранят и поддерживают в виде генетически однородных моноклональных мини-клубней, продуктивность которых соответствует генетическому потенциалу сорта, путем периодического обновления коллекционного материала данного сорта новым поколением моноклональных мини-клубней, выращенных в закрытом помещении на аэропонной установке из клубней, взятых из коллекции данного сорта. Культивирование черенков при размножении родоначального оздоровленного растения осуществляют в автотрофных условиях на гидропонике. Способ позволяет ускорить и механизировать этап производства оригинального картофеля, а также сократить трудозатраты. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к биотехнологии. Способ включает высадку микрорастений на пластиковые поддоны, покрытые лутрасилом с предварительно выполненными в нем посадочными отверстиями, путем погружения корневой системы растений в водный антисептический раствор с последующим обеспечением проточной циркуляции воды в поддоне и верхнего мелкодисперсного увлажнения растений. В качестве водного антисептического раствора используют 0,01% раствор перманганата калия. Способ позволяет сократить ресурсоемкость процесса адаптации растений. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к гидропонике. Устройство включает резервуар, закрытый крышкой с модифицированными пробирками типа Falcon. Уровень поверхности крышки контейнера находится ниже верхнего края контейнера. Края крышки опираются на края резервуар. Крышка резервуара оборудована дополнительными опорными кольцами для установки модифицированных пробирок типа Falcon, которые дополнительно снабжены отверстием на боковой поверхности, расположенным ниже уровня раствора. В крышке резервуара имеются отверстия для воздуховодных трубок для перемешивания и аэрации раствора. При этом посев семян растений проводится на поверхность твердой питательной среды, содержащей агарозу. Устройство обеспечивает глубокое погружение выращиваемых растений в питательный раствор и интенсивную циркуляцию раствора вокруг корня растения. 1 ил.

Наверх