Небольшая автоматическая установка системы Рёшлера
Небольшая автоматическая установка системы Рёшлера
Такая установка для выращивания растений без почвы на сегодняшний день во всех отношениях аналогична современным производственным крупным установкам, но только ее масштабы значительно уменьшены. Сначала внимательно познакомимся со схемой производственной установки, изображенной на рис 36, с тем, чтобы извлечь все нужное для себя.
Рис. 36. Схема устройства гидропонной установки системы Рёшлера:
1 – резервуар с субстратом; 2 – отделительная стенка; 3 – спуск раствора; 4 – сливной кран; 5 – запирающий стакан; 6 – аварийный сброс; 7 – отводная трубка; 8 – дренажная трубка; 9 – противовес; 10 – блок; 11 – подающая труба; 12 – терморегулятор (температура воздуха в помещении); 13 – терморегулятор (температура раствора); 15 – часовой включающий механизм; 16 – насосный агрегат; 17 – фильтры; 18 – электроды; 19 – кабель для подогрева раствора; 20 – бассейн с раствором; 21 – поплавок; 22 водопроводная вода; 23 – сеть аварийного сигнала; 24 – аварийный сигнал; 25 – перепускная труба: а – уплотняющее кольцо; б – направляющие; в – отверстие в дне стакана.
С самого начала оговоримся: система Рёшлера рассчитана на полную автоматизацию всех процессов по уходу за растениями. Здесь все это решено довольно удачно, потому что в подобной установке любителю собственно остается лишь посадить растения, следить за тем, чтобы они не страдали от болезней и вредных насекомых, убрать урожай и, наконец, очистить установку от послеуборочных остатков. Попробуем же достигнуть таких же результатов на миниатюрной установке.
Что же можно прочитать на схеме? Мы видим водопроницаемый резервуар (корыто или поддон) (1), наполненный гравием и оборудованный дренажным устройством (8) для ускорения движения питательного раствора. Поперечная торцовая перегородка (2) отделяет массу субстрата для того, чтобы сток раствора происходил беспрепятственно. В особом бассейне (20) хранится питательный раствор, который через фильтры (17) засасывается насосной установкой с электрическим приводом (16) и подается через питающий трубопровод (11) либо непосредственно в резервуар с субстратом, либо перегоняется через возвратную трубу (25) назад в бассейн. (Последнее целесообразно в тех случаях, когда для компенсации использованного раствора к нему добавляется концентрат, потому что путем перекачки всей жидкости достигается более быстрое и тщательное перемешивание). Работа насосной установки регулируется часовым включающим (15), и обслуживающему персоналу не нужно заботиться о включении и выключении насоса.
Сливное отверстие (3) в резервуаре с субстратом также перекрывается автоматически, так как запирающий стакан (5), снабженный снизу уплотнителем а, заполняется тонкой струей раствора из проходящего над ним ответвления (7) питающего трубопровода. При наполнении раствором стакан становится тяжелее и перевешивает противовес (9), соединенный с ним через ролик (10). Стакан опускается и закрывает сток. Для правильной центровки стакана в сточном отверстии он снабжен снизу направляющими б.
Производительность насоса в производственных условиях рассчитывается на полное заполнение резервуара с субстратом за 20 минут. Через этот промежуток времени автомат (15) снова выключает насос. Сбросная (аварийная) труба (6) предупреждает переполнение резервуара раствором, отводя избыток его к фильтрам в сливной трубе.
Питательный раствор должен оставаться в резервуаре примерно 20 минут для полного насыщения гравия и только после этого снова освобождать резервуар. Как же достигается автоматизация в этом случае? Оказывается очень просто: в дне запирающего стакана (5) просверлено маленькое отверстие в (рис.36, увеличенная деталь схемы в правом верхнем углу), через которое из стакана медленно и непрерывно вытекает раствор. Отверстие должно быть именно такого диаметра, чтобы прим6ерно через 20 минут вес пустеющего стакана стал меньше веса уравновешивающего его груза (противовеса) (9), и тогда стакан поднимается кверху, открывая выход для раствора.
В резервуаре с субстратом есть еще одно сливное отверстие (4), служащее для полного освобождения установки. Для этого дно резервуара делается с 1%-ным уклоном в сторону сливного отверстия.
Воду, теряющуюся из бассейна с раствором и из всей системы, со временем пополняют за счет свежей воды из водопровода (22). При этом нет необходимости следить за пополнением уровня жидкости в бассейне (20). Для контролирования уровня раствора в бассейне имеется сигнальное устройство (21). При критическом уровне поплавок (21) замыкает цепь (23) аварийного сигнала (24), предупреждающего обслуживающий персонал.
Что еще можно увидеть на схеме? В бассейн (20) опущены два электрода (18) контрольного прибора (14), постоянно показывающего, все ли в порядке в отношении концентрации питательного раствора ( о концентрации подробнее говорится в разделе о питательном растворе). Кроме того, там же имеется спираль или кабель (19) для электроподогрева раствора до желательной температуры. Этот процесс регулируется самостоятельно дистанционным терморегулятором (13). Второй терморегулятор (12) контролирует работу обогревательной системы и, следовательно, температуру помещения.
Давайте же посмотрим, как исходя из описанного образца, мы могли бы соорудить миниатюрную установку, по возможности в точности воспроизводящую ту, что показана на схеме.
Начнем с резервуара для субстрата. Он должен иметь глубину не менее 25 см, а длину и ширину мы можем выбрать произвольно. Конечно, этот резервуар, так же как и бассейн для хранения раствора, мы покроем изолирующим слоем. Весьма рекомендуется монтировать резервуар на какой-либо подставке с четырьмя ножками, как у стола. Тогда под резервуаром можно разместить бассейн для раствора, имеющий равные с резервуаром габариты. Кроме того, поднятие гряды субстрата облегчает все операции по уходу за растениями.
Система расположения труб ясно показана на схеме, и ее детали можно не описывать. Вместо металлических труб можно воспользоваться резиновыми шлангами. Автоматическое перекрытие стока из резервуара также ничего сложного из себя не представляет. Нужно лишь проследить, чтобы стакан даже в опущенном состоянии был примерно на 1 см выше отверстия сбросной (аварийной) трубы, иначе отверстие для стока не будет открываться. Диаметр отверстия в дне стакана указать невозможно, поскольку он должен быть найден экспериментальным путем. Сначала просверливают совсем узенькое отверстие и расширяют его до тех пор, пока стакан (при наполненном резервуаре) не поднимется вверх после примерно 20-минутного вытекания из него раствора. (На стакан влияет не только противовес, но еще в большей степени выталкивающее действие воды на все больше и больше пустеющий сосуд.)
Аварийное устройство с сигналом для регулирования уровня жидкости в бассейне с раствором по причинам безопасности может работать только от источника слабого тока. От него вообще можно отказаться, потому что не так уж трудно пополнять незназничетельную убыль воды из бассейна и незачем подводить к нему жесткую систему труб. Она может понадобиться лишь в редких случаях.
От насоса с электрическим приводом отказываться, конечно, не следует, да это и не требуется, поскольку у нас в распоряжении имеются полноценные насосы для аквариумов. (Один искусный любитель сумел приспособить даже старый автомобильный шестеренчатый насос.) Если производительность насоса окажется слишком высокой, всегда можно приоткрыть кран возвратной трубы настолько, чтобы насос мог заполнить резервуар за 20 минут.
Вместо обогревательного кабеля в большинстве случаев достаточен обычный электрический кипятильник, который в сочетании с терморегулятором будет поддерживать температуру питательного раствора на уровне 18-20о. растения, особенно если их выращивают в течение всего года, реагируют на такой подогрев превосходным ростом. В торговой сети имеется масса хороших термостатов, и все их здесь описать невозможно. Поэтому следует строго придерживаться прилагаемой к каждому из них инструкции, а в случае необходимости обратиться к специалисту-электрику. Это, впрочем, следует делать во всех случаях, если вы незнакомы с электротехникой. Вовремя полученные от специалиста совет или помощь страхуют также от несчастного случая.
Об устройстве и принципе действия прибора для измерения концентрации питательного раствора будет говориться ниже в разделах, относящихся к растворам. Остается, таким образом, говорить лишь о часовом включающем механизме, и это наиболее больной вопрос. Все, о чем мы до сих говорили, можно найти в собственном хозяйстве, изготовить самому или купить по невысокой цене. Расходы на насос, кипятильник и термостат также лежат еще в пределах доступного, однако реле времени – это уже дорогостоящий прибор. Поэтому может быть следует отказаться от этой последней ступени автоматизации и попробовать за счет других мероприятий придать нашей установке законченный вид. Тогда нам легче будет примириться с необходимостью ручного включения и выключения насоса.
Рис. 37. Гидропонная установка в миниатюрной тепличке: 1 – субстрат; 2 – терморегулятор; 3 – кабель обогрева; 4 – петли; 5 – откидная фрамуга для облегчения работы и для вентилирования; 6 – светящиеся трубки; 7 – включение освещения.
Сначала совершим прогулку и очень внимательно осмотрим какую-нибудь, доступную для нас, садовую теплицу. После этого мы будем в состоянии соорудить над нашим резервуаром модель теплицы (рис.37), безупречную с точки зрения специальных требований. Для этого требуется несколько досок, рейки, немного оконного стекла – и тепличка готова. Любой стекольщик поможет нам советом и делом. Обе верхние поверхности кровли двускатной теплички укрепляют на петлях, чтобы их можно было высоко поднять. Это очень облегчит уход за растениями и другие работы в тепличке.
При достаточной внимательности при посещении теплицы мы, конечно, заметим систему труб водяного обогрева, обычно монтируемых вдоль длинных стен теплицы. Сделаем у себя то же самое. В нашей модели мы укрепим подобным же образом кабель электрообогрева, который будет совершенно автоматически включаться и выключаться установленным на нужную температуру терморегулятором. (В данном случае эта температура зависит от культуры или культур, которые намечено выращивать в тепличке.) После этого мы будем иметь даже преимущество в системе обогрева по сравнению с большинством крупных теплиц, не располагающих еще столь современными устройствами.
Монтаж описанного обогревательного устройства позволит выращивать так называемые тепличные растения, которые трудно сохранить в комнатах с обычной системой обогрева. Уже по этой причине новая система заслуживает внимания. Конечно, тепличку следует делать возможно более герметичной, чтобы избежать слишком больших потерь тепла.
Перейдем, наконец, к завершающему этапу нашей работы – оборудованию для искусственного освещения растений. Оно обеспечивает нашим питомцам искусственный солнечный свет в пасмурные дни и в зимние месяцы, и они отблагодарят нас за это. Одновременно такое освещение позволит нам проводить бесчисленные опыты, например выгонку растений в сверхранние сроки, наблюдение за поведением растений короткого и длинного дня при различной периодичности освещения и т.д
Рис. 38. Свет, воздух, тепло, вода и питание обеспечат пышный рост растений.
Для искусственного освещения растений нам необходим источник света с составам спектра, возможно более близким к солнечному. Газоразрядные трубки дневного света довольно хорошо отвечают этому требованию и экономичны в отношении расхода электроэнергии. Таким образом, мы устанавливаем под коньком нашей теплицы подобные светящиеся трубки и на этом наша работа заканчивается.
Не может быть никакого сомнения в том, что в сооружение миниатюрной установки для гидрокультуры вложено много труда и заботы и, возможно, что над ней даже не раз пришлось попотеть. Следовательно, она должна доставить много радости. В этой связи уместно повторить здесь уже цитированную формулу: свет-воздух-тепло-вода-питание! Будем всегда помнить о том, что мы удовлетворили все потребности наших растений. Благодаря прилежанию мы можем теперь обеспечить растения в нужном количестве не только светом, воздухом, теплом и водой, но и питательными веществами, с тем чтобы они могли беспрепятственно развиваться (рис.38). Выбор культуры, которой мы засадим тепличку, зависит от нас, и на него может повлиять только лишь размер теплички. Салат и редиска будут столь же хорошо расти в ней, как, например, кактусы, но только в том случае, если мы сначала тщательно изучим их специфические требования, которые мы должны удовлетворить.