Пристрій для вирощування рослин

Реферат: UA 77395 U UA 77395 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі сільського господарства, зокрема до способів зрощування рослин, та може бути використана у обладнанні для інтенсифікації вирощування сільськогосподарських та інших культурних та диких рослин. Відомий пристрій для вирощування овочевих рослин, виконаний у вигляді зволожувача, який включає систему трубопроводів, прокладених між рядками овочевих рослин, та гідронасосу для подачі води у трубопровід під тиском. Цей пристрій забезпечує краплинне зрощення рослин і вода розподіляється в сторону від зволожувача на 8-15 см. Пристрій для реалізації вказаного способу [див. Дахар Али Ахмед. Режим водопотребления томатов при капельном орошении в условиях закрытого грунта: дис. канд. с-х. наук. - М.: ВАСХНИЛ, 1979.110 с]. Основним недоліком відомого пристрою для вирощування рослин є те, що зона зволоження в поперечному від трубопроводу напряму краплинної системи незначна, особливо для легких ґрунтів, що потребує додаткових витрат на збільшення кількості зрошувального обладнання та витрат на збільшення тиску та об'єму води. Цей недолік усунутий в пристрої який виконаний у вигляді зрошувальних трубок, прокладених між рядками сільськогосподарських рослин і пов'язаних з гідронасосом для подачі води у зрошувальні трубки під тиском, причому зрошувальні трубки для збільшення зони зволоження ґрунту покладені на мульчуючий матеріал, наприклад солому, листя, хвою тощо [див. пат. України № 24989 U з класу A01G 25/02 опублікований 25.07.2007 р. в Бюл. № 11]. Основним недоліком цього відомого пристрою для вирощування сільськогосподарських рослин є те, що він, по-перше, забезпечує лише поверхневе зволожування ґрунту, в той час як корені знаходяться на глибині, що призводить до непомірного зростання витрати води на зволожування ґрунту поряд з рослинами, по-друге, він не забезпечує аерації ґрунту та кореневих систем рослин. Це пов'язано з невдосконаленістю пристрою - зрошувальні трубки, розташовуючись на поверхні ґрунту не можуть постачати воду на певну глибину у ґрунті, а також трубки в принципі не можуть здійснювати аерацію ґрунту, оскільки в них немає повітря, внаслідок чого надглядається лише незначна інтенсифікація вирощування рослин. Цей недолік усунений у пристрої для вирощування рослин, який виконаний у вигляді агрегату, що складається з вертикальних рухомих шприців, які примусово занурюють в ґрунт та за допомогою яких транспортують воду, розчини та повітря на потрібну глибину в ґрунт до коренів рослин [див. пат. України № 41359 U з класу A01G 25/00, А01С 23/00 опублікований 25.05.2009 року в Бюл. № 10]. Основним недоліком відомого пристрою можна вважати складність конструкції агрегату, використання спеціального (нерозповсюдженого) обладнання, що, разом, збільшує трудомісткість та собівартість робіт по інтенсифікації вирощування рослин. Найбільш близьким за своєю суттю та ефекту, що досягається, і який приймається за прототип, є пристрій для вирощування рослин на природних та штучних ґрунтах, що включає ящик, в який посаджені рослини, перший трубопровід для подання живильного середовища (води), розміщений на ґрунті біля стеблин рослин, другий трубопровід для відсмоктування води, розміщений на ґрунті також біля стеблин рослин та частково заповнений повітрям, а також до другого трубопроводу приєднані відвідні трубки, кількість яких дорівнюється кількості рослин, вільні кінці яких вставлені в ґрунт безпосередньо у кореневі системи рослин, причому перший трубопровід з'єднаний з насосом подання у нього води, а другий трубопровід з'єднаний з повітряною помпою для зниження тиску повітря у другому трубопроводі. Завдяки розрядженому повітрю у другому трубопроводі, зайва вода всмоктується від коренів рослин у відвідні трубки та потрапляє у другий трубопровід і далі, через сифон, у перший трубопровід. На думку авторів цього технічного рішення, при такій циркуляції води кореневі системи рослин в достатній мірі живляться вологою та киснем, яким збагачується вода при крапельному перенесенні у ґрунт, а також азотистими добривами, розчиненими у воді [див. пат. України № 82156 С2 з класу A01G 31/02 опублікований 11.03.2008 року]. Основним недоліком відомого пристрою для вирощування рослин є його складність, що обумовлено наявністю системи двох трубопроводів для підводу та відведення зайвої води (навіщо її стільки подавати, що вона виявляється зайвою), безліч відвідних трубок, насосу, помпи, сифону, запірної арматури, а також велика трудомісткість обслуговування, обумовлена необхідність вставляння відвідних трубок у ґрунт у кореневу систему кожної рослини (висока ймовірність пошкодження рослин), необхідність їх постійного прочищення (через засмічення ґрунтом під час засмоктування зайвої води). Вказаний недолік відомого пристрою для вирощування рослин робить недоцільним його використання на великих земельних ділянках, що, мабуть, і є причиною його неприймання 1 UA 77395 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 аграріями - витрати перевішують корисність від нього, а тому він не знайшов практичного застосування і ніде не зустрічається. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення інтенсифікації вирощування рослин з одночасним спрощенням конструкції пристрою та зниження трудомісткості його обслуговування за рахунок зміни принципу постачання кисню та азоту до кореневих систем рослин шляхом принципової зміни складу живильного середовища. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для вирощування рослин, що включає ящик, в який посаджені рослини, трубопровід для подання живильного середовища, згідно з пропозицією, трубопровід розміщений у ґрунті під коренями рослин та зв'язаний з приводом примусового подання в нього повітря з довкілля. Повітря, як загально відомо, у своєму складі містить кисень та азот (до 79 %) та завжди зволожено (вологість повітря вказується навіть у метеорологічних прогнозах погоди), тому являє собою якнайкраще природне живильне середовище як для надґрунтових частин рослин (всмоктують та засвоюють вуглекислий газ з повітря), так і для коренів рослин (всмоктують та засвоюють кисень з повітря). Тому для інтенсифікації вирощування рослин залишається лише організувати подання повітря (вважай: кисню, азоту та вологи) до їхніх кореневих систем, що й відбувається у запропонованому способі. При цьому мікроелементи з ґрунту не вимиваються, оскільки це в принципі неможливо, тому що немає циркулюючої рідини, тобто немає підстав для відбування цього негативного явища збіднювання ґрунтів. Повітря, завдяки примусовому поданню під корені рослин, просочується через шар ґрунту, залишаючи в ньому вологу, кисень та азот, виходить на поверхню ґрунту та повертається у довкілля. Цей природний корисний ресурс невичерпний та безкоштовний, тому таке середовище для живлення рослин якнайкраще підходить для інтенсифікації вирощування рослин без використання штучних азотистих добрив. Отже, використання як живильного середовища природного повітря зводить до мінімуму витрати всіх видів ресурсів для реалізації запропонованого способу вирощування рослин. Використання всього одного трубопроводу з насосом для постачання повітря під кореневі системи рослин спрощує до мінімуму складність пристрою для вирощування рослин. Враховуючи, що повітря виходіть з отворів в трубопроводі під тиском, вказані отвори ніколи не засмічуються ґрунтом, а тому й непотрібне ніяке його обслуговування. Використання пластиків для виготовлення трубопроводу, робить його працездатним протягом сторіч за умови механічного випадкового (навмисного) не пошкодження. Зрозуміло, повітря можна додатково насичувати вологою із застосуванням добре відомих для цього пристроїв, наприклад лубрикаторів, заповнених водою. Проходячи через нього, повітря зволожується. Такий додатковий технічний засіб доцільно використовувати у жарку погоду, у засушливих районах землеробства, коли повітря виявляється пересушеним. Отже, уся сукупність суттєвих ознак, стосовно принципової зміни способу подання живильного середовища, зокрема безпосередньо під кореневі системи рослин, а також принципової зміни самого живильного середовища, зокрема використання як такого звичайного повітря, дозволяє досягти певного технічного результату, зокрема максимально підвищити ефективність вирощування рослин через створення сприяючих умов для розростання коренів та максимально спростити конструкцію пристрою для його реалізації. Подальша суть запропонованого технічного рішення пояснюється спільно з ілюстративним матеріалом, на якому зображено наступне (на прикладі вирощування картоплі): фіг. 1 - пристрій для вирощування рослин, переріз; фіг. 2 - те ж саме, вигляд зверху. Використання природного повітря для живлення коренів рослин ґрунтується на підставі таких міркувань. Скільки людина може жити без харчування твердою їжею? Досить довго - 2040 діб. Скільки людина може жити без води? Також досить довго - 7-10 діб. Скільки людина може жити не вдихаючи повітря? Досить мало - лише декілька хвилин. Так що ж є головною "їжею" для людини? Повітря! А з яких головних компонентів складається повітря? - приблизно 20 % кисню та приблизно 79 % азоту. Саме ці природні компоненти є головними для існування людини, тварин, птахів, риб, комах, мікроорганізмів, рослин - всіх біологічних істот на Земній кулі. Тому використання повітря для їх живлення природне та обґрунтоване. Пристрій для реалізації запропонованого способу вирощування рослин виконаний у вигляді ємності 1 з відкритим верхом - довгастого ящика або короба, виготовленого з будь-якого нетоксичного матеріалу - деревини, металу, пластику, полімерної плівки, щільної тканини тощо. На дні ємності розташований трубопровід 2, перфорований отворами 3, для транспортування повітря. Кінці трубопроводу 2 виходять за межі ємності для підключення засобу для примусового подання повітря, наприклад насоса (не показаний через загальновідомість). Трубопровід 2 зверху вкритий шаром мульчі 4, наприклад соломою для розшарування та рівномірного розподілу потоку повітря за всією площею ємності 1 та запобігання потрапляння 2 UA 77395 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 (забивання) ґрунту у отвори 3. Далі ємність 1 заповнюють шаром ґрунту 5 товщиною 10-12 см, на якому розміщують клубні картоплі 6 у шаховому порядку, формуючи нижній рядок посадкового матеріалу. Вказані клубні картоплі 6 засипають другим шаром ґрунту 5 товщиною 5-10 см, на якому розміщують другий шар (верхній рядок) клубнів картоплі 7 також у шаховому порядку, щоб вони не заважали проростанню клубнів картоплі 6 нижнього рядку. Зверху короб 1 прикривають ще одним шаром соломи 8, яка запобігає "забиванню" поверхні ґрунту 5, залишаючи останній розпушеним для проходження повітря у надкореневий шар ґрунту 5. Далі через трубопровід 2 пропускають під невеликим тиском повітря, яке через отвори 3 виходить під кореневі системи рослин, збагачуючи їх киснем, азотом та вологою в достатній кількості для інтенсифікації розвитку рослин. Як показує експеримент, при застосуванні запропонованого способу вирощування рослин, розвиток та плодоношення зростає приблизно у два рази. Заявлене технічне рішення перевірене на практиці. Запропонований пристрій для вирощування рослин не містить у своєму складі жодних конструктивних елементів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема у сільському господарстві, а отже є придатним для промислового застосування, має технічні та інші переваги перед відомими аналогами, що підтверджує можливість досягнення технічного результату об'єктом, що заявляється. У відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено подібних конструкцій пристроїв для живлення кореневих систем рослин повітрям та із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення відповідає критерію "новизна" та вважається таким, що може отримати правовий захист. Суттєва відмінність запропонованого пристрою для вирощування рослин полягає у конструктивному забезпеченні можливості живлення саме кореневих систем киснем, азотом та вологою завдяки примусовому поданню повітря у обмежений простір безпосередньо під кореневі системи. Вказані відмінності, у сукупності, забезпечують відмінні умови для інтенсифікації вирощування рослин та гранично спрощують конструкцію пристрою, а також зводять до мінімуму витрати, використовуючи як живильне середовище невичерпаний природний ресурс - повітря. Жодний із відомих пристроїв у даній галузі не може одночасно мати всі перераховані властивості, оскільки як живильне середовище використовують рідину з різними домішками добрив чи без таких, мають складні конструктивні енергоємні системи. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, можна віднести: - підвищення інтенсифікації вирощування рослин за рахунок створення найкращих умов для кореневих систем рослин; - максимальна корисність використання живильного матеріалу за призначенням за рахунок безпосереднього його постачання до кореневих систем; - максимальне спрощення конструкції пристрою за рахунок максимального зменшення деталей та вузлів; - максимальне зниження трудомісткості обслуговування пристрою з тієї ж причини та зміни складу живильного середовища. Споживчий ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, отримують за рахунок підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Економічний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з прототипом, отримують за рахунок зменшення вартості конструкції пристрою та зменшення витрат на поливання та внесення азоту у ґрунт за рахунок наявності цих компонентів у повітрі. Після опису запропонованого пристрою для вирощування рослин фахівцям у даній галузі знань повинно бути наочним, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі варіанти виконання пристрою, зокрема кількість трубопроводів, вигляд перфорації в ньому, глибина закладення у ґрунт та матеріал для прикриття, інтенсивність подання повітря тощо, можуть змінюватися залежно від виду вирощуваних рослин, ґрунту, клімату у певному агрорайоні та, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму запропонованого технічного рішення. Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є конструктивно забезпечене безпосереднє живлення кореневих систем рослин та використання для цього невичерпаного природного матеріалу - повітря, і саме ці обставини, у сукупності, дозволяють надбати запропонованому пристрою для вирощування рослин перераховані вище та інші переваги, а також гранично спростити конструкцію пристрою. Використання окремих конструктивних елементів пристрою, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інші конструкції, подібні 3 UA 77395 U описаній, вже не вимагатимуть будь-якого творчого підходу від конструкторів та інженерів, і не можуть вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, відповідними до захисту охоронними документами. 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Пристрій для вирощування рослин, який включає ящик, в який посаджені рослини, трубопровід для подання живильного середовища, який відрізняється тим, що трубопровід розміщений у ґрунті під коренями рослин та зв'язаний з приводом примусового подання в нього повітря з довкілля. 2. Пристрій для вирощування рослин за п. 1, який відрізняється тим, що трубопровід на вході наділений лубрикатором, заповненим водою для зволоження повітря. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4