RU207773U1

RU207773U1 - GRADIENT FITOTRON

Info

Publication number: RU207773U1
Application number: RU2020137207U
Authority: RU
Inventors: Юрий Цатурович Мартиросян; Левон Юрьевич Мартиросян; Давид Юрьевич Мартиросян; Валентин Бабкенович Акопян
Priority date: 2020-11-12
Filing date: 2020-11-12
Publication date: 2021-11-16

Abstract

Полезная модель относится к области растениеводства, конкретно к фитотронам - устройствам для управляемого выращивания растений в искусственных условиях, и предназначена для научных исследований, в частности, для определения оптимальных условий выращивания растений, и может быть также использована для исследования реакции растений, других микро- и макроорганизмов в процессе развития и роста, на тепловое воздействие и на освещённость заданных параметров, а также для исследования реакции вышеперечисленных биологических объектов на различные внешние воздействия на фоне градиентного теплового и/или светового поля. Устройство при этом легко трансформируется в обычный фитотрон - сведением разности температур к нулю и выравниванием светового поля. Заявленное устройство - градиентный фитотрон выполнен в виде камеры закрытого типа, причем при использовании в качестве термоградиентного фитотрона, две противоположные стороны его камеры поддерживаются с постоянной, задаваемой оператором, разностью температур, обеспечивающей градиент температур внутри фитотрона, а также тем, что градиентное освещение осуществляется с помощью узкоспектральных светодиодных облучателей.

The utility model relates to the field of plant growing, specifically to phytotrons - devices for controlled cultivation of plants in artificial conditions, and is intended for scientific research, in particular, to determine the optimal conditions for growing plants, and can also be used to study the reaction of plants, other micro- and macroorganisms in the process of development and growth, on the thermal effect and on the illumination of the given parameters, as well as to study the reaction of the above biological objects to various external influences against the background of a gradient thermal and / or light field. At the same time, the device can be easily transformed into an ordinary phytotron - by reducing the temperature difference to zero and leveling the light field. The claimed device - a gradient phytotron is made in the form of a closed-type chamber, and when used as a thermo-gradient phytotron, two opposite sides of its chamber are maintained with a constant, set by the operator, a temperature difference that provides a temperature gradient inside the phytotron, as well as the fact that gradient illumination is carried out with using narrow-spectrum LED illuminators.

Description

Полезная модель относится к области растениеводства, конкретно к фитотронам - устройствам для управляемого выращивания растений в искусственных условиях и предназначена для научных исследований, в частности, для определения оптимальных условий выращивания растений.The utility model relates to the field of plant growing, specifically to phytotrons - devices for controlled cultivation of plants in artificial conditions and is intended for scientific research, in particular, to determine the optimal conditions for growing plants.

При необходимости, устройство может быть также использовано для исследования реакции растений и других макро- и микроорганизмов в процессе роста и развития - на тепловое воздействие и на освещенность заданных параметров, а также для исследования реакции вышеперечисленных биологических объектов на различные внешние воздействия, на фоне градиентного теплового и/или светового поля. Устройство при этом легко трансформируется в обычный фитотрон сведением разности температур к нулю и выравниванием светового поля одним из известных методов, например, уравнением условий электропитания на всех используемых в фитотроне источниках света, если градиент освещенности обеспечивался подбором параметров электропитания, либо, с помощью узкоспектральных светодиодных облучателей, выравниванием светового потока.If necessary, the device can also be used to study the reaction of plants and other macro- and microorganisms in the process of growth and development - to the thermal effect and to the illumination of the given parameters, as well as to study the reaction of the above biological objects to various external influences, against the background of a gradient thermal and / or light field. In this case, the device can be easily transformed into an ordinary phytotron by reducing the temperature difference to zero and leveling the light field using one of the known methods, for example, by the equation of power supply conditions for all light sources used in the phytotron, if the illumination gradient was provided by the selection of power supply parameters, or, using narrow-spectrum LED feeds , alignment of the luminous flux.

Цель достигается использованием, в качестве основы фитотрона, описанного например, в RU 196013, «Аэропонный фитотрон», причем при использовании заявленного устройства в качестве термоградиентного фитотрона, две противоположные стороны его камеры поддерживаются с постоянной, задаваемой оператором, разностью температур, обеспечивающей градиент температур внутри фитотрона, а при использовании в качестве фото-градиентного фитотрона - подбором электропитания используемых в устройстве источников света или осуществляется с помощью узкоспектральных светодиодных облучателей.The goal is achieved by using, as the basis of the phytotron, described, for example, in RU 196013, "Aeroponic phytotron", and when using the claimed device as a thermo-gradient phytotron, the two opposite sides of its chamber are maintained with a constant temperature difference set by the operator, providing a temperature gradient inside phytotron, and when used as a photo-gradient phytotron - by selecting the power supply of the light sources used in the device or by using narrow-spectrum LED irradiators.

В настоящее время известно множество производимых промышленностью и уникальных конструкций фитотронов - отдельно для гидропонного и отдельно для аэропонного выращивания растений (SU 295528; RU 142236; RU 134744; RU 2038747; US 9241453; RU 2038747; RU 2557572; CN 105284573; US 9807949; RU 2625180; «Фитотрон (ВИМ)» [https://www.agrobase.ru/catalog/machinery/machinery_c4fe857c-fe67-43a3-b1cc-7ee23fdf89e9]; US 2018325055; US 5010686A; Бинас A.B., Маш Р.Д., Никишов А.И. и др. Биологический эксперимент в школе. М.: Просвещение, 1990, 192 с.; Кидыко Ю.И., Белехов И.Н., Александров А.И., Самарин Г.Н., Фитотрон энергосберегающий универсальный. Известия Великолукской ГСХА. 2013, №4, с. 10-13; Кулешова Т.Э., Блашенков М.Н., Кулешов Д.О., Галль Н.Р. Разработка лабораторного фитотрона с возможностью варьирования спектра излучения и длительности суточной экспозиции и его биологическое тестирование. Научное приборостроение, 2016, том 26, No 3, с. 35-43), однако в работах, отражающих современный уровень техники, описания градиентного фитотрона, обеспечивающего в едином устройстве рост и развитие объектов исследования в отличающихся по температуре или освещенности контролируемых условиях, и, одновременно, при других, контролируемых отдельных внешних воздействиях, обнаружить не удалось.Currently, there are many industrial and unique designs of phytotrons - separately for hydroponic and separately for aeroponic growing of plants (SU 295528; RU 142236; RU 134744; RU 2038747; US 9241453; RU 2038747; RU 2557572; CN 105284573; US 9807949; RU 2625180; "Fitotron (VIM)" [https://www.agrobase.ru/catalog/machinery/machinery_c4fe857c-fe67-43a3-b1cc-7ee23fdf89e9]; US 2018325055; US 5010686A; Binas AB, Mash R.D., Nikishov A.I. et al. Biological experiment at school.M .: Education, 1990, 192 p .; Kidiko Yu.I., Belekhov I.N., Aleksandrov A.I., Samarin G.N., Fitotron energy-saving universal Izvestiya Velikolukskaya State Agricultural Academy. 2013, No. 4, pp. 10-13; Kuleshova T.E., Blashenkov M.N., Kuleshov D.O., Gall N.R.Development of a laboratory phytotron with the possibility of varying the radiation spectrum and exposition and its biological testing.Scientific instrument making, 2016, volume 26, No 3, pp. 35-43), however, in works reflecting the modern level It was not possible to find a description of a gradient phytotron, which ensures the growth and development of research objects in a single device under controlled conditions differing in temperature or illumination, and, at the same time, under other controlled individual external influences.

Известны устройства - температурные инкубаторы (Packer G.J.K., Prentice G.A., Clegg L.F.L. Design of a Temperature Gradient Incubator - Packer - 1973, Lijuan Ren, Xingyu Song, Dan He, Jianjun Wang, Meiting Tan, Xiaomin Xia, Gang Li, Yehui Tan, Qinglon…Bacterioplankton Metacommunity Processes across Thermal… Jan 15, 2019), предназначенные только для микробиологических исследований и не пригодные для использования в качестве фитотрона.Known devices - temperature incubators (Packer GJK, Prentice GA, Clegg LFL Design of a Temperature Gradient Incubator - Packer - 1973, Lijuan Ren, Xingyu Song, Dan He, Jianjun Wang, Meiting Tan, Xiaomin Xia, Gang Li, Yehui Tan, Qinglon ... Bacterioplankton Metacommunity Processes across Thermal ... Jan 15, 2019) intended for microbiological research only and not suitable for use as a phytotron.

Заявляемое устройство представляет собой градиентный фитотрон, характеризующийся тем, что выполнен в виде камеры закрытого типа, причем при использовании в качестве термоградиентного фитотрона, две противоположные стороны его камеры поддерживаются с постоянной, задаваемой оператором, разностью температур, обеспечиваемой одним из известных способов, например, змеевиками с циркулирующей горячей и холодной водой, элементами Пельтье либо бытовыми кондиционерами, внутренние блоки которых используются для охлаждения одной из стенок фитотрона, а наружные блоки - для подачи тепла к другой его стенке. В случае использования устройства в качестве фотоградиентного фитотрона, градиентное освещение осуществляется введением светофильтров с переменной оптической плотностью в световые потоки.The claimed device is a gradient phytotron, characterized in that it is made in the form of a closed-type chamber, and when used as a thermo-gradient phytotron, two opposite sides of its chamber are maintained with a constant temperature difference set by the operator, provided by one of the known methods, for example, coils with circulating hot and cold water, Peltier elements or household air conditioners, the internal blocks of which are used to cool one of the walls of the phytotron, and the outdoor blocks are used to supply heat to its other wall. In the case of using the device as a photo-gradient phytotron, gradient illumination is carried out by introducing light filters with variable optical density into the light fluxes.

В качестве примера приведен градиентный фитотрон, характеризующийся тем, что выполнен в виде камеры закрытого типа (1). Две противоположные стороны камеры поддерживаются с постоянной разницей температуры, что достигается с помощью змеевиков с циркулирующей горячей (2) и холодной водой (3), а градиентное освещение осуществляется с помощью узкоспектральных светодиодных облучателей.As an example, a gradient phytotron is shown, characterized in that it is made in the form of a closed-type chamber (1). The two opposite sides of the chamber are kept at a constant temperature difference, which is achieved using coils with circulating hot (2) and cold water (3), and gradient illumination is carried out using narrow-spectrum LED illuminators.

Все функции градиентного фитотрона в достаточной степени автоматизированы, с применением современных средств автоматизации и программного управления, с интегрированными датчиками циркуляции газовой среды внутри камеры, датчиками влажности, температуры и освещенности (программируемый блок управления на Рис. 1 не показан), обеспечивающими реализацию заданных функций.All functions of the gradient phytotron are sufficiently automated, using modern automation and software control, with integrated sensors for the circulation of the gas medium inside the chamber, sensors for humidity, temperature and illumination (the programmable control unit is not shown in Fig. 1), ensuring the implementation of the specified functions.

Градиентный фитотрон функционирует следующим способом:The gradient phytotron functions in the following way:

программируют блок управления (на рис. не указан) и задают режим работы (термоградиент, либо фотоградиент, либо совмещение градиентов) и функции (граничные значения температуры, или освещенности), наилучшим образом отвечающие требованиям исследования;program the control unit (not shown in the figure) and set the operating mode (thermal gradient, or photogradient, or combination of gradients) and functions (boundary values of temperature or illumination) that best meet the research requirements;

дожидаются установления стационарного состояния заданного режима;wait for the establishment of a stationary state of a given mode;

помещают в фитотрон объект исследования;the object of research is placed in the phytotron;

в зависимости от поставленной задачи, наблюдают с заранее заданной частотой за процессами, происходящими в фитотроне, либо через смотровое окно, либо используя камеры дистанционного видеонаблюдения.depending on the task, the processes occurring in the phytotron are monitored with a predetermined frequency, either through the viewing window, or using remote video surveillance cameras.

Все параметры, отражающие процессы функционирования фитотрона, а также изменения в росте и развитии исследуемых объектов автоматически регистрируются с помощью датчиков контроля среды, видеокамер и сохраняются в памяти блока управления или могут передаваться на другие запоминающие устройства.All parameters reflecting the functioning of the phytotron, as well as changes in the growth and development of the objects under study, are automatically recorded using environmental control sensors, video cameras and are stored in the memory of the control unit or can be transferred to other storage devices.

Применение градиентного фитотрона позволяет, например, в условиях одного сравнительного эксперимента определить оптимальную температуру или оптимальную освещенность, а также, поскольку рядов растений может быть достаточно много, провести сравнительные исследования влияния внешних факторов, в ряду растений, находящихся как в сходных, так и отличающихся условиях по температуре и освещенности. Устройство может быть эффективно использовано для определения оптимальных условий роста и развития растений, а также в научных исследованиях.The use of a gradient phytotron allows, for example, under the conditions of one comparative experiment, to determine the optimal temperature or optimal illumination, and also, since there can be a lot of rows of plants, to carry out comparative studies of the influence of external factors in a number of plants that are in both similar and different conditions. by temperature and illumination. The device can be effectively used to determine the optimal conditions for plant growth and development, as well as in scientific research.

Заявленная полезная модель создает необходимое разнообразие, обеспечивающее дополнительные возможности исследователю для получения необходимой информации об особенностях роста и развития растений, других микро- и макроорганизмов в зависимости от условий окружающей среды.The declared utility model creates the necessary diversity, providing additional opportunities for the researcher to obtain the necessary information about the characteristics of the growth and development of plants, other micro- and macroorganisms, depending on environmental conditions.

Claims

Gradient phytotron, characterized by the fact that it is made in the form of a closed-type chamber, and when used as a thermo-gradient phytotron, the two opposite sides of its chamber are maintained with a constant temperature difference set by the operator, providing a temperature gradient inside the phytotron, as well as the fact that the gradient illumination carried out using narrow-spectrum LED illuminators.