Способ обработки гидропонного питательного раствора

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложен способ обработки гидропонного питательного раствора, включающий обработку гидропонного питательного раствора физическим воздействием, в качестве которого используют акустическое и вращающиеся электромагнитные поля. При этом для создания акустического и вращающихся электромагнитных полей используют магнитопроводы в виде системы ферритовых колец с электрическими обмотками, на которые подают трехфазное переменное напряжение в резонансном ультразвуковом диапазоне частот 32÷35 кГц. Изобретение обеспечивает стабилизацию значения рН питательного раствора и поддержание его чистоты в течение шестидесяти дней. 4 ил., 2 табл.

 

Способ относится к сельскому хозяйству, растениеводству, а именно к обработке питательного раствора для гидропонного выращивания растений.

Существует способ выращивания зеленых гидропонных кормов, включающий обработку посевного материала активированной водой, полученной путем электролиза, отличающийся тем, что с целью длительной, не менее 7 суток, сохранности свойств окислительно-восстановительного потенциала водного раствора католита с рН из диапазона 8÷9 и Eh=350÷400 мВ при активном барботаже воздухом в катодный раствор вводят стабилизатор - желатин в концентрации не менее 0,01 мас. %, что повышает энергию проращивания семян и роста вегетативной массы в сочетании с непрерывной аэроионной активацией воздухом, предотвращает нежелательные окислительные и микробиологические реакции и повышает урожайность зеленных гидропонных кормов на 8÷12% (аналог РФ №2105449, кл. А01С 1/00, 1998 г.).

Недостатком способа является усложнение процесса за счет введения желатина в катодный раствор, а также барботирования.

Наиболее близким является способ восстановления гидропонных субстратов, в котором осуществляют промывку субстратов и ультразвуковую обработку, отличающийся тем, что в качестве субстрата используют цеолит, который промывают водой, готовят водную суспензию промытого субстрата, барботируют ее воздухом, проводят ультразвуковую обработку, удаляют воду, субстрат промывают и подвергают обработке в магнитном поле с индукцией 100÷200 мТл (РФ №2280978, кл. A01G 31/00, 2006 г. - прототип).

Существенным недостатком известного способа является сложность процесса с технологической точки зрения промывкой субстратов водой и барботированием воздуха.

Техническим результатом является стабилизация значения рН питательного раствора и поддержание его чистоты без замены раствора в течение шестидесяти дней.

Технический результат достигается тем, что в способе обработки гидропонного питательного раствора, включающем обработку гидропонного питательного раствора физическим воздействием, согласно изобретению в качестве последнего используют акустическое и вращающиеся электромагнитные поля, при этом для создания акустического и вращающихся электромагнитных полей используют магнитопровод из системы ферритовых колец с электрическими обмотками, на которые подают трехфазное переменное напряжение в резонансном звуковом диапазоне с частотой 32÷35 кГц.

Усвоение растениями основных веществ: фосфора, азота, калия, магния, зависит от уровня рН. Существенной проблемой гидропоники является изменение значения рН питательного раствора. Эту проблему решают путем замены раствора каждые две недели. В свою очередь, коррекция значения рН с помощью акусто-магнитного воздействия позволяет не производить замену раствора в течение шестидесяти дней. Если производить подмешивание в раствор веществ, которых не хватает для нормального роста растений, то появляется возможность не менять раствор до конца созревания плодов растений. Исследования также доказывают, что при обработке раствора акусто-магнитным воздействием рост водорослей не наблюдался, раствор оставался весь срок эксплуатации чистым и без запахов.

Новизна заявляемого способа обработки гидропонного питательного раствора состоит в комбинированном воздействии акустическим и вращающимся электромагнитным полями излучаемых устройством, представленным в виде магнитопровода из ферритовых колец с электрическими обмотками, на которые подают трехфазное переменное напряжение в резонансном звуковом диапазоне частот 32÷35 кГц.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение технического результата и не выявлены при изучении уровня данной и смежной областей науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию «изобретательский уровень».

Способ обработки гидропонного питательного раствора применим в сельскохозяйственных предприятиях, растениеводческих хозяйствах, а также в специализированных теплицах, что соответствует критерию «промышленная применимость».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства для осуществления способа обработки гидропонного питательного раствора; на фиг. 2 - узел для обработки питательного раствора; на фиг. 3 - схема соединения обмоток электромагнитной системы; на фиг. 4 - представлен график сравнения роста перцев, выращенных в обработанном и необработанном гидропонном питательном растворе.

На графических материалах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания сущности изобретения, а сопутствующие элементы, хорошо известные специалистам в данной области, не представлены.

Способ обработки гидропонного питательного раствора осуществляется с помощью устройства для подготовки гидропонного питательного раствора, которое состоит из смесительной емкости 1 для размещения питательного раствора с входными трубопроводами 2, 3 и выходным трубопроводом 4 с узлом обработки питательного раствора 5 (Фиг. 1), который выполнен в виде двух цилиндрических корпусов 6 с проточками 7, расположенными на трубопроводе 4, металлических гаек 8 с резьбой, фиксирующих цилиндрические корпусы на трубопроводе и крепящихся к трубопроводу винтами 9, прижимных диэлектрических шайб 10 и 11, размещенных внутри корпусов четырех ферритовых колец 12, установленных друг от друга на расстоянии, обеспечивающем исключение перекрытия вращающихся магнитных полей. На каждом из ферритовых колец расположены три обмотки 13 с выводами 14, соединенными по схеме «звезда», обмотки соединены между собой параллельно и подключены к источнику переменного трехфазного напряжения, создающего переменное напряжение в резонансном ультразвуковом диапазоне частот 32÷35 кГц.

Пример конкретного осуществления способа обработки гидропонного питательного раствора.

В смесительную емкость 1 насыпают сухое вещество или смесь веществ, входящих в состав гидропонного питательного раствора и по входным трубопроводам 2, 3 подают воду, размешивают и получившийся раствор по трубопроводу 4 поступает к растениям через узел обработки 5, где подвергается комбинированному воздействию акустического и вращающихся электромагнитных полей, которые создаются при подаче трехфазного переменного напряжения на обмотки ферритовых колец 12, вокруг обмоток 13 создается вращающееся электромагнитное поле с противоположным направлением вращения в каждом из ферритовых колец, концентрирующееся в кольцевом зазоре, где проходит поток питательного раствора. Предложенная конфигурация обмоток позволяет устройству в максимальной мере использовать электромагнитную энергию обмотки, создающей вращающееся электромагнитное поле. Частота электрического тока подбирается так, чтобы возник резонанс колебаний, при котором наблюдаются максимальные радиальные магнитострикционные колебания ферритового кольца, создавая тем самым ультразвуковые волновые колебания в рабочей зоне устройства, и воздействуя на раствор. В результате одновременно с переменным вращающимся электромагнитным полем на поток питательного раствора воздействуют акустические колебания, излучаемые внутренней и внешней поверхностями ферритовых колец, что способствует более глубокому (по сравнению с известными устройствами) изменению свойств раствора, стабилизации оптимального диапазона значений рН питательного раствора.

Для экспериментального исследования была собрана лабораторная установка циркуляционного типа. В ее составе питание аппарата осуществляют от источника псевдотрехфазного напряжения 14 В. Сила потребляемого аппаратом тока составляет 200 мА. Раствор подается через трубку, проходящую через отверстие аппарата. Таким образом, раствор подвергается воздействию акустического и электромагнитного вращающегося полей.

В качестве объекта исследования используется гидропонный раствор, представляющий смесь веществ (NH4)2SO4; (NH4)HPO4; K2SO4; Ca(NO3)2; MgSO4 с заданной концентрацией и кислотностью. Раствор забирается из бака лабораторной установки посредством насоса, проходит через рабочую область аппарата, фильтр и снова сливается в бак, из которого берется проба для измерения значения рН. Значение рН измеряется при t=18°С с помощью электронного рН-метра KL 009 (1) А. Для контроля показаний прибора значение рН проверяется универсальной индикаторной бумагой. Начальное значение рН раствора составляет 6 единиц.

Результаты влияния обработки на значение рН гидропонного раствора приведены в таблице 1.

Как видно из таблицы 1, значение рН гидропонного раствора возрастает от 6 до 6,9 (ΔрН=0,9).

Для подтверждения результатов, полученных на лабораторной установке, была сделана гидропонная система ʺПлавающая платформаʺ, в которой растения закрепляются непосредственно на самой платформе, плавающей на поверхности питательного раствора, расположенного в контейнере емкостью 56 литров, и их корни постоянно погружены в раствор. Снабжение корней кислородом происходит посредством продува через питательный. раствор воздуха (аэрация) и методом рециркуляции (периодической смены) раствора. Раствор посредством насоса забирался с нижней части контейнера гидропонной установки, посредством насоса проходил через аппарат, фильтр биологической очистки и сливался в верхней части бака. Система оказалась эффективной при выращивании таких растений как салат, перец, лук, баклажан.

Технические данные устройства: размеры ферритового кольца, длина рабочего зазора, число витков и диаметр провода обмоток подбираются в зависимости от количества обрабатываемого раствора за единицу времени.

Исследования проводились на двух установках. Раствор для первой установки не подвергался обработке, а для второй обработка раствора проводилась по мере изменения рН раствора до значения 6. Первые сорок два дня после высадки рассады перца использовался разведенный в два раза питательный раствор для первой установки. Затем на второй неделе растениям дают раствор нормальной концентрации, изначально раствор имел рН=6,5; TDS=720 PPM. Во вторую установку изначально заливался раствор нормальной концентрации с рН=5; TDS=645 PPM. Результаты измерений представлены в таблице 2. Для молодых растений интервалы подачи воздуха составляли днем 15 минут с перерывом 60 минут, а ночью - 15 минут с перерывом 180 минут. Освещенность более 6000 лк.

Результаты исследования представлены в таблице 2 «Результаты опытов по выращиванию перца на гидропонной установке» и на графике сравнения роста перцев, выращенных в обработанном и необработанном гидропонном питательном растворе (фиг. 4).

Таким образом, исходя из полученных данных по результатам исследований, можно сделать вывод, что комбинированное воздействие акустическим и вращающимся электромагнитным полями, излучаемыми устройством, представленным в виде магнитопровода из системы ферритовых колец с электрическими обмотками, на которые подают трехфазное переменное напряжение в резонансном звуковом диапазоне частот 32÷35 кГц, эффективно стабилизирует значение рН питательного раствора в нужном диапазоне и позволяет не производить его замену в течение шестидесяти дней и поддерживать его чистоту.

Способ обработки гидропонного питательного раствора, включающий обработку гидропонного питательного раствора физическим воздействием, отличающийся тем, что в качестве физического воздействия используют акустическое и вращающиеся электромагнитные поля, при этом для создания акустического и вращающихся электромагнитных полей используют магнитопроводы в виде системы ферритовых колец с электрическими обмотками, на которые подают трехфазное переменное напряжение в резонансном ультразвуковом диапазоне частот 32÷35 кГц.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области растениеводства. Связный субстратный ростовой продукт для культивирования образован из искусственных стекловидных волокон (MMVF).

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Осуществляют выращивание листовых овощей с использованием гидропонного раствора с нормальным содержанием калия в течение определенного периода времени и последующее выращивание с использованием в качестве замены гидропонного раствора для периода выращивания с пониженным содержанием калия.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ приготовления концентрата питательного раствора для растений на базе комплекса удобрений включает растворение минеральных удобрений в воде, причем после подкисления воды азотной и/или серной кислотами до pH 1-2 в раствор вводят смесь химических удобрений, содержащую макроэлементы в количестве, характерном для их содержания в 1 л питательного раствора, мг-экв: азот 10-15, фосфор 3-4, кальций 6-8, калий 4-5, магний 2-3, сера 2-3, после длительного перемешивания, последующего отстаивания, слива надосадочной жидкости и фильтрации в нее добавляют водный раствор основных микроэлементов.

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству. Предложено устройство для обработки гидропонного питательного раствора, состоящее из емкости для размещения питательного раствора, с входными трубопроводами и выходным трубопроводом, подающим раствор растениям, с узлом обработки питательного раствора, который выполнен в виде двух корпусов из диамагнитного материала с соосным сквозным отверстием, каждый из которых имеет электромагнитную систему, состоящую из магнитопровода, выполненного в виде ферритовых колец, установленных друг от друга на расстоянии, обеспечивающем исключение перекрытия вращающихся магнитных полей.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Субстрат для выращивания растений содержит минеральные волокна диаметром от 0,5 до 10,0 мкм, связующее, полученное термическим отверждением водной композиции, содержащей поливиниловый спирт, модифицированный крахмал и модификатор адгезии силан.

Изобретение относится к области биотехнологии и сельского хозяйства, в частности к гидропонике и растениеводству. Способ включает растворение минеральных солей в дистиллированной воде.

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства. При осуществлении способа гидропонного бессубстратного выращивания растений размещают растения в вегетационном лотке.

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.
Изобретения относятся к области гидропоники и ландшафтоведения, в частности к созданию поверхностей спортивного назначения. Субстрат для использования в качестве подложки для выращивания культур содержит: первую часть, представляющую собой скелет субстрата и составляющую более 70% общего объема субстрата, составленную из частиц Р>100 мкм размером более 100 мкм.

Изобретение относится к агрохимии и может быть использовано при получении ионообменной смеси для рекультивации нарушенных вечномерзлых почв. Описывается способ получения ионообменной смеси для вечномерзлых почв.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложен способ обработки гидропонного питательного раствора, включающий обработку гидропонного питательного раствора физическим воздействием, в качестве которого используют акустическое и вращающиеся электромагнитные поля. При этом для создания акустического и вращающихся электромагнитных полей используют магнитопроводы в виде системы ферритовых колец с электрическими обмотками, на которые подают трехфазное переменное напряжение в резонансном ультразвуковом диапазоне частот 32÷35 кГц. Изобретение обеспечивает стабилизацию значения рН питательного раствора и поддержание его чистоты в течение шестидесяти дней. 4 ил., 2 табл.

Наверх