X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В последнее время значительно возрос интерес к выращиванию растений, преимущественно овощей, в вегетационных сооружениях, которые оборудуются установками облучения и подачи питательного раствора к растениям.

Радиационный режим теплиц является одним из важнейших факторов микроклимата, определяющим рост и развитие растений. Поэтому при искусственном облучении особое внимание следует уделять его оптимизации, что связано с выбором источника, типа облучательной установки и ее пространственным расположением, выбором конфигурации отражателя светильников, режима работы [1].

Перспективной для защищенного грунта России является технология производства растений методом многоярусной узкостеллажной гидропоники (МУГУ), которая эффективнее использует объем теплицы, обеспечивает плодоношение одновременно 5-ю ярусами [2] .

При использовании МУГУ в разы увеличивается посевочно-рабочая площадь, иными словами происходит процесс «энергосжатия». Такое «энергосжатие» можно объяснить тем, что сеянцы, рассада и растения располагаются в пять плодоносящих ярусов, по каждую сторону установки. В отличие от общепринятого одного плодоносящего яруса распложенного горизонтально по всему объему теплицы. Так же размещение по высоте ярусов МУГУ в объеме теплицы привело к су­щественному снижению общих затрат энергии.

При многоярусной гидропонике процесс искусственного облучения расте­ний осуществляется при рациональной структуре ценоза, обеспечивающей продукционный процесс при постоянной оптимальной объемной плотности световой энергии (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема размещения оборудования в теплице:

1- облучатели верхнего облучения; 2- облучатели нижнего облучения;

3- установка МУГУ

В соответствии с нормами технологического проектирования при светокультуре растений требуемая облученность должна составлять 80 Вт/м2 (ФАР) для культуры огурца и 95 Вт/м2 для культуры томата [3]. При использовании ламп ДРИ400, ДНаТ400, ДРФ1000 удельная электрическая мощность облучательных установок должна составлять 360 и 400 Вт/м2. При применении ламп большей мощности типов ДРИ2000 и ДМ4-3000 удельную мощность увеличивают до 460-540 Вт/м2.

При этом облучатели с лампами ДРИ400, ДШТ400 и ДРФ1000 располагают над рядами растений, но не ближе чем в 0,5 м от растений, Рекомендуемое соотношение между натриевыми (ДНаТ400) и металлогалогенными (ДРИ400) источниками должно быть 3:1. Облучательные установки с лампами ДРИ2000 и ДМ4-3000 подвешивают на высоте 2-2,5 м от нулевой отметки, взаимное их расположение определяется расчетной удельной мощностью и размерами помещения.

Оптимальными с точки зрения применения в сооружениях защищенного грунта, являются различные модификации водяной культуры. Можно применить проточную или аэроводную культуру, возможны и иные конструктивные решения, но с обязательной циркуляцией и аэрацией питательного раствора. Однако при конструировании самой системы и средств автоматического управления необходимо обеспечить достаточно надежное резервирование, особенно по каналу циркуляции и обеспеченности растений питательным раствором. Необходимо всегда помнить, что перерыв в снабжении питательным раствором или водой более 2 ч приводит к отмиранию корневой системы и к гибели растений.

В традиционных гидропонных системах с приемным баком надежность в основном обеспечивается благодаря резервированию насосных агрегатов. Однако, если потребитель не относится по надежности энергоснабжения к первой категории, то в этом случае возможна гибель растений при длительном (свыше 2 ч) отключения электроэнергии. В таких случаях нужно иметь автономный резервный источник электроэнергии или резервный насос от двигателя внутреннего сгорания.

Более надежными являются системы с внутренними, технологическими запасами надежности. Одна из таких систем изображена на рисунке 2 [2].

Рисунок 2 - Технологическая схема циркуляции питательного раствора в установке без приемного бака:

1 — поддоны первой секции; 2 — поддоны второй секции; 3 — промежуточные емкости; 4 -насосы; 5 - датчики уровня

Особенность этой схемы заключается в том, что питательный раствор хранится не в специальном баке, а в емкостях для выращивания растений, разделенных на две части. Питательный раствор не перекачивается из бака в емкости и наоборот, а циркулирует между двумя группами емкостей. При отключении циркуляционного насоса на длительное время питательный раствор остается в корневой зоне растений на стабильном уровне.

Литература

1.Беззубцева М.М. Электротехнологии и электротехнологические установки; учебное пособие. – СПб,СПбГАУ. 2011 – 242 с.

2.Шарупич В.П. Культивационные сооружения с многоярусной узкостеллажной гидропоникой, Palmarium Academic Publishing, 2014 – 664с

3. НТП 10-95 Нормы технологического проектирования теплиц и тепличных комбинатов для выращивания овощей и рассады

4.Беззубцева М.М., Гулин С.В., Пиркин А.Г. Менеджмент и инжиниринг в энергетической сфере агропромышленного комплекса: Учебное пособие.-СПб.: Изд-во СПбГАУ, 2015.-150 с.

5.Гулин С.В., Пиркин А.Г. Оценка влияния нестабильности питающего напряжения на эффективность функционирования облучательных установок в сооружениях защищенного грунта. Известия СПбГАУ,СПб – 2015- №40 – С.259-264.

Код для цитирования: Скопировать