Спосіб вирощування рослин

Реферат: UA 77743 U UA 77743 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі сільського господарства, зокрема, до способів зрощування рослин, та може бути використана у технологіях для інтенсифікації вирощування сільськогосподарських та інших культурних та диких рослин. Відомий спосіб вирощування овочевих рослин, який передбачає використання краплинного зрощення, в якому вода розподіляється в сторону от зволожувача на 8-15 см. Воду для краплинного зрощення подають через систему трубопроводів, прокладених між рядками овочевих рослин, та гідронасосу для подачі води у трубопровід під тиском [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 способу 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 способі вирощування сільськогосподарських рослин, який включає догляд за посівами шляхом використання краплинного зрощення, в якому для збільшення зони зволоження ґрунту використовують мульчуючий матеріал, наприклад, солому, листя, хвою тощо, поверх якого розміщують зрошувальні трубки краплинної системи, які являються робочим вузлом пристрою для реалізації вказаного способу, та прокладені між рядками сільськогосподарських рослин, і пов'язані з гідронасосом для подачі води у зрошувальні трубки під тиском [див. пат. України № 24989 U з класу A01G 25/02 опублікований 25.07.2007 р. в Бюл. № 11]. Основним недоліком цього відомого способу вирощування сільськогосподарських рослин є, по-перше, забезпечення лише поверхневого зволожування ґрунту, в той час як корені знаходяться на глибині, що призводить до непомірного зростання витрати води на зволожування ґрунту рядом з рослинами, по-друге, при цьому способі не відбувається аерація ґрунту та кореневих систем рослин. Це пов'язано з тим, що 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, що є недоліком відомого пристрою, внаслідок чого надглядається лише незначна інтенсифікація вирощування рослин. Цей недолік усунений в способі вирощування рослин, який включає догляд за рослинами шляхом періодичного внесення в ґрунт на певну глибину води, хімічних розчинів та аерації ґрунту. Це робиться за допомогою агрегату, який складається зі вертикальних рухомих шприців, які примусово занурюють в ґрунту та за допомогою яких транспортують воду, розчини та повітря на потрібну глибину в ґрунту до коренів рослин [див. пат. України № 41359 U по класу A01G 25/00, А01С 23/00 опублікований 25.05.2009 року в Бюл. № 10]. Основним недоліком відомого способу вирощування рослин є періодичність внесення живильного середовища, тобто не постійно, можливість травмування коренів під час заглиблення у ґрунті шприців, що сповільнює темпи росту рослин, що, збільшує трудомісткість та собівартість робіт по інтенсифікації вирощування рослин. Найбільш близьким за своєю суттю та ефекту, що досягається, і який приймається за прототип, є спосіб вирощування рослин на природних та штучних ґрунтах, при якому в ґрунт зверху постійно подають крапельним способом живильне середовище, зокрема, воду до коренів рослин і постійно виводять зайву воду з під коренів рослин, повертаючи її на позицію подавання у ґрунт. Пристрій для реалізації цього способу вирощування рослин 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 по класу A01G 31/02 опублікований 11.03.2008 року]. Основним недоліком відомого способу вирощування рослин висока енергоємність на фоні низької ефективності. Цей недолік ґрунтується постійною примусовою циркуляцією води, яку 1 UA 77743 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 забезпечує насос та помпа. Зрозуміло, що площа земельної ділянки, на якій вирощуються рослини цим способом, обмежуються потужністю сказаних технічних засобів. До того ж, постійне перебування коренів рослин у воді сприяє їх загноїнню через безперервний контакт з водою. Крім того, постійна циркуляція води призводить до вимиванню мінеральних мікроелементів з ґрунту - це відзначають навіть самі автори-розробники запропонованого ними способу вирощування рослин. Також викликає великого сумніву постачання до коренів рослин необхідної кількості кисню, оскільки краплі води не встигають ним насититися (для цього досить мала відстань від першого трубопроводу до ґрунту), а також вода, без додаткових механічних впливів на неї, наприклад, інтенсивного перемішування, погано вбирає кисень з повітря. Вказаний недолік відомого способу вирощування рослин роблять недоцільним його використання на великих земельних ділянках, що, мабуть, і є причиною його неприймання 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 за рахунок зміни принципу постачання кисню та азоту до кореневих систем рослин шляхом принципової зміни складу живильного середовища. Рішення поставленої задачі досягається тим, що в способі вирощування рослин на природних та штучних ґрунтах, при якому в ґрунт постійно подають живильне середовище до коренів рослин, згідно пропозиції, як живильне середовище використовують природне повітря, яке подається знизу під кореневі системи рослин, яке проходить крізь ґрунт на його поверхню. Повітря, як загальне відоме, 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 надано природою та Всевишнім людству якнайкраще підходить для інтенсифікації вирощування рослин без використання штучних азотистих добрив. Отже, використання як живильне середовище природного повітря, зводить до мінімуму витрати всіх видів ресурсів для реалізації запропонованого способу вирощування рослин. 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 у його якості звичайного повітря, дозволяє досягти певного технічного результату, зокрема максимально підвищити ефективність способу вирощування рослин через створення сприяючих умов для розростання коренів. Подальша сутність запропонованого технічного рішення пояснюється спільно з ілюстративним матеріалом, на якому зображено наступне (на прикладі вирощування картоплі): фіг. 1 - пристрій для вирощування рослин запропонованим способом, 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 в відкритим верхом - довгастого ящика або короба, виготовленого з будь-якого 2 UA 77743 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 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 межи ємності для підключення засобу для примусового подання повітря, наприклад, насосу (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 (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 над кореневий 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 спосіб вирощування рослин не містить у своєму складі жодних технологічних процесів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, у сільського господарства, 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 способів живлення кореневих систем рослин повітрям із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення відповідає критерію "новизна" та вважається таким, що може отримати правовий захист. Суттєва відмінність запропонованих способу вирощування рослин полягає у технологічному забезпеченні можливості живлення саме кореневих систем киснем, азотом та вологою завдяки примусового подання повітря у обмежений простір безпосередньо під кореневі системи. Вказані відмінності, у сукупності, забезпечують відмінні умови для інтенсифікації вирощування рослин, а також звести до мінімуму витрати, використовуючи у якості живильного середовища невичерпаний природний ресурс - повітря. Жодна із відомих технологій у даній галузі не може одночасно володіти всіма перерахованими властивостями, 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. 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 витрат на поливання та внесення азоту у ґрунту за рахунок наявності цих компонентів у повітрі. Після опису запропонованого способу 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, що реалізує заявлений спосіб, 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 технологічно й конструктивно забезпечене безпосереднє живлення кореневих систем рослин та використання для цього невичерпаного природного матеріалу - повітря, і саме ці обставини, у сукупності, дозволяють надбати запропонованій технології вирощування рослин перераховані вище та інші переваги. 3 UA 77743 U 5 Використання окремих технологічних процесів та/або конструктивних елементів пристрою, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інші конструкції, подібні 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. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Спосіб вирощування рослин на природних та штучних ґрунтах, при якому в ґрунт постійно подають живильне середовище до коренів рослин, який відрізняється тим, що як живильне середовище використовують природне повітря, яке подається знизу під кореневі системи рослин, яке проходить крізь ґрунт на його поверхню. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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