CC BY
191
дрения нового варианта подготовки растворов минеральных удобрений составил 9698 руб./га.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ващенко С.Ф. Овощеводство защищенного грунта. -М.: Колос, 1974. - С. 94-102.
2. Технологическое оборудование /Научно-информационный журнал « Гавриш» - М. - 1998. - №3 . С. 18-22.
3. Технология промышленного производства овощей в зимних теплицах: Рекомендации. - М., ВО "Агропромиздат" - 1987. -С. 20.
4. Ващенко С.Ф., Иорданоеа М. Промышленное производство овощей в теплицах. - М. Колос. - София: Земиздат. - 1977. -С.182-195.
Получено 13.05.2003.
УДК 631. 2. 234 A.B. ЖЕБРАКОВ
ПОДКОРМКА РАСТЕНИЙ УГЛЕКИСЛЫМ ГАЗОМ В КУЛЬТИВАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЯХ ЗАЩИЩЕННОГО ГРУНТА
Дан анализ современного состояния подкормки растений углекислым газом. Отмечается возросшее техническое оснащение технологического процесса подкормки растений углекислым газом. Приводятся доводы о необходимости внедрения более совершенных систем контроля и управления для достижения наибольшего эффекта от применения этого агротехнического приема. Предлагается схема лабораторной установки для исследования
118
свойств цифровых систем управления и сбора данных применительно к сооружениям защищенного грунта.
В культивационных сооружениях защищенного грунта имеется определенная независимость урожайности растений от внешних погодных условий. Однако для закрепления этой независимости необходимо искусственное регулирование и поддержание заданных параметров внутри теплиц: освещенности, влажности, температуры, содержания углекислого газа в воздухе и др.
Особое значение имеет подкормка растений углекислым газом. Наилучший эффект достигается при длительной подаче углекислого газа в светлое время суток в течение всего периода вегетации. Высоких прибавок урожая можно добиться при использовании этого приема в период цветения и плодоношения [1].
Существует большое количество способов подкормки растений углекислым газом в теплицах. В настоящее время практически исчезли из употребления биологические способы подкормки, оставшиеся лишь в грунтовых теплицах, как вторичное действие от внесения органических удобрений [2, 3].
Тщательного технико-экономического обоснования требуют способы подкормки с применением угольного ангидрида (сухого льда) или жидкой углекислоты [4]. Применение средств механизации при распределении технической углекислоты позволяет автоматизировать процесс подкормки, а использование распределительной системы позволяет равномерно распределить углекислый газ по объему теплицы. Этими способами достигается хорошее распределение углекислого газа по вертикали т. к. газ, поступая в теплицу на уровне земли, прогревается и поднимается вверх с восходящими потоками воздуха. Неоспоримым достоинством этих способов, является экологическая безопасность, однако, они имеют и существенные недостатки. Во-первых, высокая себестоимость подкормки. Во-вторых, техническая углекислота производится на специализированных предприятиях, которые должны быть расположены рядом и обладать мощностью, достаточной для бесперебойного обеспечения тепличного хозяйства с учетом прочих нагрузок [4, 5, 6].
Более совершенным способом является генерирование углекислого газа при сжигании углеродосодержащих энергоресурсов. Для этих целей применяют природный и сжиженные газы, керосин (без серы) и другие виды жидкого топлива. При сжигании топлива внутри теплиц отмечалась неравномерность тепловых полей, в некоторых случаях получали ожоги верхние листья растений, наблюдалось неблагоприятное тепловое воздействие на элементы конструкций теплиц. Однако этот способ нашел широкое применение в отечественной практике и за границей из-за его простоты и малой себестоимости единицы генерируемой углекислоты [4, 5, 6].
Способ сжигания углеродосодержащих видов топлива вне теплицы является более совершенным, т. к. имеет большие возможности для оптимизации параметров системы подкормки. Подачу углекислого газа осуществляют вентиляторами, установленными по торцам теплицы, или с помощью распределительной системы, состоящей из газо-подводящей системы трубок, равномерно расположенной по всей площади теплицы. В первом случае имеются ограничения по размерам теплиц, т. к. при больших площадях помещения возможна существенная неравномерность концентрации углекислого газа в горизонтальной плоскости. Второй способ лишен этого недостатка и позволяет проводить подкормку даже при работе вентиляционной системы теплицы [4, 5, 6].
Как показывает зарубежный и отечественный опыт, многие современные тепличные хозяйства применяют более перспективный способ подкормки растений - отходящие газы котельных. Литературные данные показывают высокую эффективность данного способа, что в сочетании с минимальной себестоимостью делает этот способ одним из перспективнейших. К недостаткам следует отнести сложную систему контроля за содержанием вредных газов и необходимость применения систем очистки.
На рис. 1 представлена схема классификации способов подкормки углекислотой.
Рис. 1. Способы подкормки углекислотой
На современном этапе развития овощеводства защищенного грунта применение системы автоматического управления технологическим процессом подкормки углекислым газом является необходимым условием обеспечения эффективности подкормки углекислым газом в культивационных сооружениях. Как показал анализ существующих способов подкормки, в некоторых случаях к системе автоматического управления предъявляются дополнительные требования. Так, при подкормке растений углекислотой отходящих газов котельных, кроме поддержания концентрации углекислого газа на необходимом уровне, необходимо следить за содержанием опасных газов 80х и 1ЧОх в подаваемой газовой смеси.
В настоящее время существующие системы управления концентрацией ССЬ по характеру управляющего воздействия можно разделить на программные, следящие и стабилизирующие. Одними из первых начали применяться программные системы. Эти системы, в соответствии с уставками реле времени, включали или выключали источники углекислого газа. Обычно подачу газа проводили непрерывно с утра до вечера, некоторые из этих систем позволяли временно отключать источники С02, если в этот момент проводилось вентилирование теплиц.
Достоинством подобных способов управления является простота и надежность, а недостатком - невозможность согласования или плохая согласуемость с потребностями растений и внешними климатическими факторами [4].
Более совершенными являются системы стабилизации. Обычно они поддерживают предварительно заданную с помощью уставок величину концентрации СОг на определенном уровне, компенсируя потери углекислоты, связанные с поглощением растениями и инфильтрацией в окружающее пространство. Однако эти системы не могут реагировать на потребности растений, и это является их минусом.
Большое развитие получили следящие системы, которые можно разделить по задающему воздействию на управляемые в зависимости от интенсивности светового облучения и от информации, получаемой от живых растений. Системы с задающим воздействием в зависимости от светового облучения по характеру изменения управляющего воздействия подразделяются на двухступенчатые, многоступенчатые и непрерывно изменяющиеся. Системы с двухступенчатым регулированием, которые по многим техническим решениям сходны с
программными системами, являются более универсальными и приспособленными к потребностям растений. Системы с многоступенчатым регулированием обладают большей гибкостью при регулировании. Использование плавного регулирования задающего воздействия позволяет оптимально регулировать концентрацию углекислого газа в зависимости от освещенности, одного из основных факторов, влияющих на продуктивность растений [4, 5,7].
На рис. 2 представлена классификация автоматических систем подкормки углекислым газом в сооружениях защищенного грунта.
В отечественном тепличном овощеводстве регулирование концентрации углекислоты осуществляется с применением релейно-контактных и электронно-аппаратных устройств. Использование подобной элементной базы позволяет создавать локальные системы управления микроклиматом, но создает большие трудности при разработке многомерных систем управления.
Пути дальнейшего совершенствования систем управления параметрами микроклимата, по-видимому, будут связаны с применением новых средств автоматизации, построенных на основе распределенных цифровых систем сбора информации и управления. Основанные на модульном исполнении, эти системы позволят создавать многомерные системы управления, в которых локальные системы управления будут играть роль подсистем. Эти системы могут совершенствоваться как за счет параметров и алгоритмов управления подсистем, так и за счет изменения структуры системы [8].
На базе современных средств автоматизации разработали экспериментальную установку системы подкормки растений углекислым газом в сооружениях защищенного грунта. Система предназначена для отработки алгоритма управления концентрацией углекислоты с учетом интенсивности облучения и фазы развития растений. Схема экспериментальной установки представлена на рис. 3.
Цифровая система сбора данных и управления экспериментальной установки реализована на базе промышленных модулей 1-7000 фирмы ICP DAS, получивших широкое распространение в промышленности и имеющих высокую надежность.
Предлагаемую лабораторную установку планируется использовать для проведения экспериментальных работ по определению режимов подкормки углекислым газом растений картофеля, при выращивании семенного материала из меристемы в фитотроне.
Рис. 2. Классификация автоматических систем подкормки углекислым газом в сооружениях защищенного грунта
роте)
Рис. 3. Схема лабораторной установки: (продолжение на обо-
Рис. 3. Схема лабораторной установки:
1 - баллон с углекислым газом; 2 - газовый редуктор; 3 - электромагнитный клапан управления подачей ССЬ; 4 - распределительная система подкормки ССЬ; 5 - нагревательный элемент; 6 - электродвигатель и вентилятор системы подогрева воздуха; 7 - электродвигатель и вентилятор системы вентиляции; 8 - система вентиляции фотокамерой; 9 - система досвечивания; 10 - магнитные пускатели электромеханических устройств и приводов; 11 - датчик температуры воздуха; 12 - датчик влажности; 13 - датчик концентрации С02 в фитокамере; 14 - датчик освещенности; 15 - датчик температуры грунта; 16 - АЦП (модуль аналого-цифрового преобразователя); 17 - дискретный модуль; 18 - процессорный модуль; 19 - модуль согласования сигналов с персональной ЭВМ; 20 - персональная ЭВМ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. КлапвайкД. Климат теплиц и управление ростом растений,- /Пер. с гол. - М.: Колос, 1976. - 269 с.
2. Ващенко С.Ф. Овощеводство защищенного грунта. -М.: Колос, 1974. -352 с.
3. Ничипорович A.A. Световое и углеродное питание растений (фотосинтез). - М.: АН СССР, 1955. - 288 с.
4. Приемы повышения продуктивности цветочных культур защищенного грунта с помощью двуокиси углерода. Руков. Мамаева Е.Т УНИИ АКХ г. Свердловск.; № г. р. 71070791; Инв. № Б367106. - М.: ВНТИЦ, 1982. -51с.
5. Рекомендации по углекислотной подкормке растений защищенного грунта отходящими газами котельных, работающих на природном газе / институт физиологии растений АН УССР, институт физич. химии АН УССР.- В кн.: Рекомендации МСХ СССР по внедрению достижений науки и передового опыта в производство. Вып. 2. -М.: ВНИИТЭИСХ, 1984.
6. Плотников B.C. Технологии и технические средства очистки отходящих газов котельных для углекислотной подкормки растений и подогрева воды в теплицах. Дис...канд. техн. наук. - Ленинград-Пушкин, 1985. -215 с.
7. Современное состояние автоматизации микроклимата в теплицах за рубежом. -/Сборник переводов - М.: ВИЭСХ, 1973. - 255с.
8. Хорошенкое В.К., Гуляев Г.А., Щербаков Ю.И., Гончаров Н.Т. Унифицированные микропроцессорные системы автоматизированного управления - основа создания высокопроизводительных технологий в растениеводстве. /Научные труды ВИМ. Т. 149. Автоматизация производства продукции растениеводства. Материалы 2-й Международной научно-практической конференции «Земледельческая механика в растениеводстве» (17-18 декабря 2003 г.). - М.: ВИМ, 2003.
Получено 13.05.2003.
УДК 631.1:631.15.46
Ю Л. МОРОЗОВ, канд. экон. наук
ФОРМИРОВАНИЕ ФИНАНСОВЫХ И МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАЗВИТИЯ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ АПК
В статье рассмотрены основные направления накопления и использования финансовых ресурсов для формирования и обеспечения эффективного функционирования материально-технической базы сельских товаропроизводителей в условиях переходного периода.
Стабильное развитие аграрной экономики непосредственно зависит от состояния ее инженерно-технической сферы. Снижение уровня технического обеспечения сельскохозяйственных предприятий приводит к устойчивому снижению производства продукции сельского хозяйства, что наглядно демонстрирует график (рис. 1). Сокращение тракторного парка в хозяйствах региона за годы перестройки на 56% сопровождалось соответствующим сокращением, например, площади под зерновыми культурами на 57,2%, поголовья КРС - на 62,4%. В этой связи активизация инвестиционной деятельности в инженерно-технической системе является ключевой проблемой развития АПК в переходный период, решение которой способно в значительной мере обеспечить непрерывный процесс расширенного воспроизводства в аграрном секторе экономики на основе новейших достижений науки и техники.
