Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ФОТОСИНТЕЗА РАСТЕНИЙ В КУЛЬТИВАЦИОННОМ СООРУЖЕНИИ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ФОТОСИНТЕЗА РАСТЕНИЙ В КУЛЬТИВАЦИОННОМ СООРУЖЕНИИ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ФОТОСИНТЕЗА РАСТЕНИЙ В КУЛЬТИВАЦИОННОМ СООРУЖЕНИИ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в тепличном овощеводстве в условиях искусственной среды и может быть использовано для оптимизации условий выращивания различных растений. Сущность изобретения: способ основан на оценке скорости снижения концентрации СО в сооружении при отключении его подачи, причем эта скорость зависит от интенсивности фотосинтеза и величины утечек через неконтролируемые выходы сооружения. Способ реализуется в установке для определения интенсивности фотосинтеза, снабженной установленным снаружи культивационного сооружения дополнительным измерителем концентрации углекислого газа, измерителем временных интервалов и задатчиком максимального и минимального значений концентрации. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2030855
Класс(ы) патента: A01G7/00
Номер заявки: 5024657/15
Дата подачи заявки: 19.11.1991
Дата публикации: 20.03.1995
Заявитель(и): Липов Ю.Н.; Яценко В.И.; Свириденко Ю.Ф.; Сысоев Е.С.; Галкин М.А.
Автор(ы): Липов Ю.Н.; Яценко В.И.; Свириденко Ю.Ф.; Сысоев Е.С.; Галкин М.А.
Патентообладатель(и): Липов Юрий Нойевич
Описание изобретения: Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к тепличному овощеводству в условиях искусственной среды, и может быть использовано для оптимизации условий выращивания различных растений.
Известен способ, реализованный в устройстве регулирования факторов внешней среды для оптимизации фотосинтеза (авторское свидетельство СССР 535921, кл. А 01 G 7/00, 1977).
Способ включает измерение количества двуокиси углерода СО2, поступающего во входящем потоке газовой смеси с известными параметрами по его концентрации в культивационное сооружение и выходящее из него, после чего производят сравнение этих величин.
Наиболее близки по технической сущности к изобретению - способ определения интенсивности фотосинтеза растений в культивационном сооружении и установка для его осуществления (1).
Способ включает определение количества СО2, поглощаемого растением по разности концентраций углекислоты во входном и выходном потоках ассимиляционной камеры.
Устройство для определения оптимальной температуры воздуха по изменению концентрации СО2 при выращивании растений в культивационных сооружениях включает установленный внутри культивационного сооружения измеритель концентрации углекислого газа, выход которого соединен с входом электронного вычислителя, и устройство подачи углекислого газа в сооружение.
Недостатками указанных способа и устройства является то, что измерение количества СО2 в выходящем потоке воздуха возможно только в специальной камере с устройством выхода воздуха, где и осуществляется измерение. Реальные производственные культивационные сооружения имеют много неконтролируемых входных и выходных потоков воздуха (двери, окна, форточки, стыки стен и т. д.), поэтому измерить количество выходящего из сооружения СО2, контролируя выходные потоки воздуха, невозможно.
Цель изобретения - повышение точности определения поглощения растениями СО2 в сельскохозяйственных культивационных сооружениях.
Поставленная цель достигается тем, что по способу определения интенсивности фотосинтеза растений в культивационном сооружении, включающем подачу в сооружение двуокиси углерода и измерение его количества по концентрации в вегетационном объеме культивационного сооружения, подачу двуокиси углерода производят периодически в дневную фазу роста растений, причем каждый период подачи начинают после снижения концентрации двуокиси углерода до минимально заданного значения и прекращают подачу по достижении концентрацией двуокиси углерода заданного максимального значения, при этом одновременно производят измерение интервала времени, определяющего снижение концентрации двуокиси углерода от максимально заданного до минимально заданного значений и дополнительно измеряют концентрацию двуокиси углерода вне культивационного сооружения, а в ночную фазу роста растений определяют показатель герметичности сооружения по формуле
λ = -
(1)
где χ - текущее значение концентрации СО2 в ночную фазу,
t - текущее значение времени, после чего определяют интенсивность фотосинтеза по скорости поглощения двуокиси углерода по формуле
KF= 0,00578 λPo· (2)
где КF - скорость поглощения двуокиси углерода растениями в процессе фотосинтеза, кг/ч;
λ - показатель герметичности культивационного сооружения;
Ро - атмосферное давление, Па;
Vо - свободный объем культивационного сооружения, м3;
χm1, Xm2 - нижний и верхний заданные пределы молярной концентрации СО2, ppм;
τ - интервал времени, в течение которого происходит снижение концентрации СО2 от χm2 до χm1, ч;
Т - температура внутри культивационного сооружения в дневной фазе, К (в градусах Кельвина);
χα - молярная концентрация СО2 вне культивационного сооружения, ppм.
Устройство для определения интенсивности фотосинтеза растений в культивационном сооружении, содержащее установленный внутри сооружения измеритель концентрации углекислого газа, выход которого соединен с входом электронного вычислителя и устройство подачи углекислого газа в сооружение, снабжено установленным снаружи культивационного сооружения дополнительным измерителем концентрации углекислого газа, измерителем временных интервалов и задатчиком максимального и минимального значений концентрации, вход которого соединен с выходом измерителя концентрации, а первый и второй выходы соединены соответственно с входами устройства подачи углекислого газа и через измеритель временных интервалов с вычислителем, соединенным с выходом дополнительного измерителя концентрации.
Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию "Новизна".
При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемые объекты от прототипа, выявлены не были и потому они обеспечивают заявляемым техническим решениям соответствие критерию "Существенные отличия".
На фиг. 1 показана установка для определения интенсивности фотосинтеза растений в культивационном сооружении; на фиг. 2 дан график изменения концентрации СО2 в ходе периодической подачи СО2 в культивационное сооружение в дневное и убыль СО2 в ночное время.
Устройство содержит установленный внутри культивационного сооружения измеритель 1 концентрации СО2, выход которого подключен к задатчику 2 минимальных и максимальных значений, который подключен к устройству 3 подачи СО2 и к измерителю 4 временных интервалов.
Выходы измерителей концентрации и временных интервалов подключены к входу вычислителя 5, к которому, кроме того, подключен дополнительный измеритель 6 концентрации СО2, установленный снаружи культивационного сооружения. Выход вычислителя 5 соединен с алфавитно-цифровым устройством 7 отображения информации.
Способ определения интенсивности включает измерение концентрации СО2 в культивационном сооружении и анализ с помощью вычислителя в соответствии с приведенным выше выражением для показателя интенсивности К. Этот способ основан на оценке скорости снижения концентрации СО2 в сооружении при отключении его подачи, причем эта скорость зависит от интенсивности фотосинтеза и величины утечек через неконтролируемые выходы сооружения. Величина этих утечек определяется измерением динамики снижения концентрации СО2 в ночную фазу, когда фотосинтеза нет.
Сравнение скорости спада в дневное и ночное время дают усредненную величину интенсивности фотосинтеза за дневной период роста и по ее оценке ведут оптимизацию всего процесса выращивания растений.
Устройство для определения интенсивности фотосинтеза растений работает следующим образом.
Измеритель 1 концентрации генерирует электрический сигнал, соответствующий концентрации СО2 внутри сооружения и поступает в задатчик 2, где установлены два значения концентрации СО2 - минимальное и максимальное. При снижении концентрации СО2 вследствие фотосинтеза и утечек (двери, форточки, стыки остекления и пр.) до минимально заданного, на вход устройства 3 подачи СО2 поступает сигнал включения подачи СО2, вследствие чего концентрация СО2 в сооружении растет.
По достижении максимально заданного значения задатчик 2 выключает устройство 3 подачи СО2. Измеритель 4 временных интервалов производит измерение временных интервалов между выключением подачи СО2 и включением. Результат измерения в виде электрического сигнала подается в вычислитель 5, сюда же поступает сигнал от дополнительного измерителя 6 концентрации, после чего вычислитель 5 осуществляет вычисления в соответствии с программой и постоянными величинами, заложенными в его память. Результаты расчета в соответствии с зависимостями от λ и КF отображаются на устройстве 7 отображения и могут быть использованы в дальнейшем для оптимизации режимов выращивания (см. выражения (1) и (2)).
Способ определения интенсивности фотосинтеза растений реализуется в работе установки для определения интенсивности фотосинтеза. Такое выполнение технических решений для определения интенсивности фотосинтеза позволяет вести контроль в реальных культивационных сооружениях, где невозможно контролировать концентрацию СО2 во всех возможных точках выхода воздуха.
Формула изобретения: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ФОТОСИНТЕЗА РАСТЕНИЙ В КУЛЬТИВАЦИОННОМ СООРУЖЕНИИ И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.
1. Способ определения интенсивности фотосинтеза растений в культивационном сооружении, включающий подачу в сооружение двуокиси углерода и измерение его количества по концентрации в вегетационном объеме культивационного сооружения, отличающийся тем, что задают величину максимального и минимального значений концентрации двуокиси углерода в культивационном сооружении, подачу двуокиси углерода производят периодически в дневную фазу роста растений, причем каждый период подачи начинают после снижения концентрации двуокиси углерода до минимально заданного значения и прекращают подачу по достижении концентрации двуокиси углерода заданного максимального значения, при этом одновременно производят измерение интервала времени, определяющего снижение концентрации двуокиси углерода от максимально заданного до минимально заданного значений, и дополнительно измеряют концентрацию двуокиси углерода вне культивационного сооружения, а в ночную фазу роста растений определяют показатель герметичности сооружения по формуле

где x - текущее значение концентрации CO2 в ночную фазу, в моменты регистрации t1 и t2,
после чего определяют интенсивность фотосинтеза по скорости поглощения двуокиси углерода по формуле

где KF - скорость поглощения двуокиси углерода растениями в процессе фотосинтеза, кг/ч;
λ - эффективный показатель герметичности культивационного сооружения;
P0 - атмосферное давление, Па;
V0 - свободный объем культивационного сооружения, м3;
- нижний и верхний заданные пределы молярной концентрации CO2, ррм;
τ - интервал времени, в течение которого происходит снижение концентрации CO2 от ч;
T - температура в дневной фазе, К;
xα - молярная концентрация CO2 в воздухе, ррм.
2. Установка для определения интенсивности фотосинтеза растений в культивационном сооружении, содержащая измеритель концентрации углекислого газа для установки внутри сооружения, выход которого соединен с входом электронного вычислителя, и устройство подачи углекислого газа в сооружение, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным измерителем концентрации углекислого газа для установки снаружи культивационного сооружения, измерителем временных интервалов и задатчиком максимального и минимального значений концентрации, вход которого соединен с выходом измерителя концентрации, а первый и второй выходы соединены соответственно с входами устройства подачи углекислого газа и через измеритель временных интервалов - с вычислителем, соединенным с выходом дополнительного измерителя концентрации.