RU2725683C1

RU2725683C1 - Способ корректировки роста растений

Info

Publication number: RU2725683C1
Application number: RU2019130963A
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Старовойтов; Оксана Анатольевна Старовойтова; Олег Сосланбекович Хутинаев; Низам Эмирсултанович Шабанов; Юрий Павлович Бойко; Юрий Анатольевич Масюк; Сергей Валентинович Жевора; Наталия Николаевна Гордиенко; Владимир Валентинович Тульчеев
Priority date: 2019-10-02
Filing date: 2019-10-02
Publication date: 2020-07-03

Abstract

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к гидропонике. Способ включает корректировку и выведение на оптимальный уровень варьирующих параметров окружающей среды при выращивании растений. Корректировку варьирующих параметров осуществляют путем проектирования силуэта растения или его вегетативного органа на электронно квадратно разлинованный и оцифрованный экран, воспринимающий, фиксирующий и передающий изображение на компьютер, где определяют и сравнивают в динамике скорость роста растений. В случае ее замедления с помощью электронно-вычислительного устройства осуществляют выведение варьирующих параметров окружающей среды в коридоры (параметры между верхней и нижней границами) оптимумов с их дальнейшим автоматическим поддержанием. Способ позволяет повысить урожайность растений. 1 ил., 2 пр.

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано при выборе оптимальных параметров роста и развития растений, в том числе при гидропонном выращивании.

Кроме непосредственного измерения скорости роста растений путем сравнительных периодических измерений с помощью градуированной линейки, существуют специализированные приборы - самопишущие ауксанометры и ростомеры. Для определения скорости роста растений применяют также горизонтальные микроскопы, дающие объективные показатели истинного прироста. Сверхчувствительные приборы позволяют фиксировать прирост в миллионную долю миллиметра /1/. Однако эти способы достаточно дорогостоящие и в зоне роста корней при выращивании такие приборы будут выходить из строя, находясь в зоне постоянной высокой влажности.

Известно устройство для управления ростом или свойствами растений, содержащее, по меньшей мере, один светоизлучающий диод, предназначенный для освещения, по меньшей мере, одной части растения, по меньшей мере, один светочувствительный датчик для измерения света, идущего от указанной, по меньшей мере, одной части растения, средства передачи информации /2/. Однако этот способ также относительно дорогой и не позволяет автоматизировать процессы оптимизации роста растений.

Известен способ коррекции энергетического состояния человека, в основе которого использовано кирлиановское свечение (нимб, аура, ореол), обнаруживаемые в поле высокой частоты, с помощью специального прибора кроуноскопа /3/, однако перенесение этого способа для корректировки роста и развития растений требует дополнительных научных исследований и капитальных вложений.

Известен способ фиксирования роста растений на видео путем периодической съемки /4/, однако этот способ не позволяет ни определять скорость роста, ни корректировать рост растений.

Известен способ оценки состояния посевов с помощью фотосъемки /5/ в ближней инфракрасной и красной областях спектра, однако это способ сравнительно дорогой и предназначен для решения задач более широкого масштаба.

Известен способ фиксирования скорости автомобилей на дорогах /6/, однако он связан с высокими скоростями и не может быть применен при определении скорости роста растений.

Целью изобретения является повышение урожайности растений и снижение себестоимости, путем упрощения и удешевления корректировки роста растений.

Цель изобретения достигается тем, что корректировка варьирующих параметров осуществляется путем проектирования силуэта растения или его вегетативного органа на электронно квадратно разлинованный и оцифрованный экран, воспринимающий, фиксирующий и передающий изображение на компьютер, где определяется и сравнивается в динамике скорость роста растений и в случае ее замедления, с помощью электронно-вычислительного устройства, осуществляется выведение варьирующих параметров окружающей среды в коридоры (параметры между верхней и нижней границами) оптимумов с их дальнейшим автоматическим поддержанием.

Таким образом, осуществляется перманентная коррекция и поддержание основных параметров выращивания растений по заданным параметрам: уровень рН почвы или питательного субстрата, количественный и качественный состав почвы или искусственной гелеобразной или жидкой питательной среды, используемой при гидропонном или иных способах искусственного размножении растений; частота подачи и химический состав удобрений или питательных растворов, в сочетании с условиями влажности, температуры и освещения. Оптимальность окружающей среды для выращиваемых растений оценивается по скорости роста надземных или подземных органов растения (корни, столоны, клубнеплоды или корнеплоды).

Корректировка роста растений определяется с помощью устройства (фиг. 1), включающего исследуемое растение или его вегетативный орган 1, источник света 2, проектирующий изображение растения или его вегетативного органа на электронно квадратно разлинованный и оцифрованный экран 3, одновременно воспринимающий, фиксирующий и передающий изображение на компьютер 4, включающий электронно-вычислительное устройство 5, обрабатывающее полученную информацию и выбирающее решение, емкости для компонентов удобрений или питательной среды 6, емкости для удобрений или питательных сред 7, емкости для воды 8, устройство для полива или подачи питательных растворов 9, шланги, подающие воду или компоненты растворов в общую емкость 10, автоматические перекрывающие устройства 11, регулятор установки и поддержания оптимального уровня освещения 12, регулятор установки и поддержания оптимального фотопериода 13, регулятор установки и поддержания оптимальной влажности воздуха 14, регулятор установки и поддержания оптимальной температуры 15, регулятор установки и поддержания оптимальной периодичности подачи питательного раствора 16.

Устройство работает следующим образом:

Пример 1. Корректировка роста растений в условиях открытого грунта. Часть подземных органов растения 1 отмывается и затеняется. Растение или его вегетативный орган с помощью источника света 2 проектируется на экран 3, проектирующий изображение растения или его вегетативного органа на электронно квадратно разлинованный и оцифрованный, одновременно воспринимающий, фиксирующий и передающий изображение на компьютер 4, включающий электронно-вычислительное устройство 5, обрабатывающее полученную информацию и выбирающее решение, в зависимости от скорости роста растения или состояния изучаемого вегетативного органа, которое фиксируется путем сравнения отрезков времени между пересечениями проектируемого растения или его вегетативного органа очередной электронной линии на экране 3. При снижении скорости роста растения или его вегетативного органа 1, автоматически анализируются и корректируются выходящие из коридоров оптимальности параметры, при этом для корректировки рН автоматически открывается перекрывающее устройство 11 один из шлангов 10, вследствие чего слабая кислота или щелочь из емкости 6 (в зависимости от необходимости снижения или повышения уровня рН) до достижения оптимального уровня подается в емкость для удобрений или питательных сред 7, включается устройство для полива или подачи питательных сред 9 до восстановления рН - оптимума, после чего в электронно-вычислительном устройстве 5 автоматически сравниваются скорости роста до и после изменения рН. При достижении максимального эффекта уровень рН питательного раствора автоматически поддерживается на оптимальном уровне; для оптимизации питательных свойств почвы из емкостей 6 в емкость для питательного раствора 7, автоматически последовательно и дозированно добавляют основные питательные элементы, макро и микроэлементы, витамины и гормоны, которые через устройство для полива 9 поступают в почву до достижения положительного эффекта и регулятором установки и поддержания оптимальной периодичности подачи питательного раствора 16. В дальнейшем оптимизированные параметры поддерживаются автоматически до тех пор, пока снова не произойдет замедление роста растения, после чего оптимизация переменных параметров повторяется.

Пример 2. Корректировка роста растений при искусственном выращивании.

Спроектированное изображение изучаемого объекта 1 передается на компьютер 4. Скорость роста органов растения фиксируется по времени пересечения изображения растения очередной электронной линией на электронно квадратно разлинованном экране 3. При снижении скорости роста растения или его вегетативного органа 1 автоматически корректируются выходящие из коридоров оптимальности параметры при этом для корректировки рН автоматически открывается перекрывающее устройство 11, один из шлангов 10, вследствие чего слабая кислота или щелочь из емкости 6 (в зависимости от необходимости снижения или повышения уровня рН) до достижения оптимального уровня подается в емкость для питательного раствора 7, после чего в электронно-вычислительном устройстве 5 автоматически сравниваются скорости роста до и после изменения рН. При достижении максимального эффекта уровень рН питательного раствора автоматически поддерживается на оптимальном уровне; для оптимизации компонентного состава питательного раствора из емкостей для компонентов питательной среды 6 в емкость для питательного раствора 7, автоматически последовательно и дозированно добавляют основные питательные элементы, макро и микроэлементы, витамины и гормоны до достижения положительного эффекта, а внешние факторы регулируются путем, изменения параметров регулятором установки и поддержания оптимального уровня относительной влажности воздуха 14, регулятором установки и поддержания оптимального уровня температуры 15, регулятором установки и поддержания оптимального уровня фотопериода 13 и регулятором установки и поддержания оптимальной периодичности подачи питательного раствора 16 до достижения максимального положительного эффекта по всем исследуемым варьирующим параметрам. В дальнейшем оптимизированные параметры поддерживаются автоматически до тех пор, пока снова не произойдет замедление роста растения, после чего оптимизация переменных параметров повторяется.

Источники информации:

1. https://www.liveinternet.ru/users/2880357/post286707981

2. Патент Российской Федерации №2462025.

3. https://bioentech.ru 12/08.2019.

4. https://www.maximonline.ru/skills/lifehacking/_article/zasnyat-rost-rasteniya-na-video/ 25.09.2018.

5. https://russiandrone.ru/publications/otsenka-sostoyaniya-posevov-s-pomoshshyu-fotosemky/

6. https://insur-portal.ru/shtrafy/kamery-fiksacii-scorosti

Claims

Способ корректировки роста растений, включающий корректировку и выведение на оптимальный уровень варьирующих параметров окружающей среды при выращивании растений, отличающийся тем, что корректировка варьирующих параметров осуществляется путем проектирования силуэта растения или его вегетативного органа на электронно квадратно разлинованный и оцифрованный экран, воспринимающий, фиксирующий и передающий изображение на компьютер, где определяется и сравнивается в динамике скорость роста растений и в случае ее замедления с помощью электронно-вычислительного устройства осуществляется выведение варьирующих параметров окружающей среды в коридоры – параметры между верхней и нижней границами – оптимумов с их дальнейшим автоматическим поддержанием.