Модуль взвешивания субстратных матов для малообъемной технологии выращивания овощей wmh 2

Руководство по эксплуатации

СИСТЕМА ВЕСОВОГО МОНИТОРИНГА

ВЛАЖНОСТИ СУБСТРАТНОГО МАТА

программа используется совместно с модулями учета дренажа

и транспирации серии WMH

руководство по эксплуатации

Система весового мониторинга влажности субстратного мата для малообъемной технологии выращивания овощей позволит Вам в реальном времени получать необходимую информацию о процессах, происходящих в субстратном мате, а также оценивать активность растений. Опираясь на полученные данные, Вы сможете выбрать оптимальную стратегию полива, сэкономить значительные средства и получить богатый урожай.

Программа создает архив на жестком диске компьютера в виде электронных таблиц, которые можно просматривать и обрабатывать с помощью программ Open Office Calc или Microsoft Excel. В этом архиве сохраняется история изменения веса мата, данные по поливу, дренажу и весу потребленной растениями влаги. Объем архива данных за месяц для одних весов составляет не более 15 Мб. Также в Вашем распоряжении дополнительный годовой архив данных в памяти контроллера, представленный в виде диаграмм.

в данном описании приняты термины:

ПОЛИВ – фактическая разность в весе мата до включения и после отключения поливного насоса.

ДРЕНАЖ — вес поливного раствора, вытекшего из мата через прорезанные в нем отверстия, после отключения поливного насоса.

ПЕРЕЛИВ — вес поливного раствора, вытекшего из мата через прорезанные в нем отверстия за время, когда поливной насос включен.

ПОТРЕБЛЕНИЕ — вес влаги, испарённой растениями, размещенными на мате.

1. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ

Система весового мониторинга влажности субстратного мата (далее — СВМ) позволяет:

1. Наблюдать суточную динамику потребления растениями питательного раствора.
2. Контролировать ситуацию по влажности субстрата на большом количестве участков в масштабе реального времени с рабочего места оператора.
3. Определять оптимальный момент начала полива и объем полива в зависимости от показателей влажности субстрата.
4. Поддерживать оптимальную влажность субстрата, что способствует развитию сильной корневой системы.
5. Контролировать объем полива и состояние поливного оборудования.
6. Выходить на требуемое соотношение дренаж/полив.
7. Экономить питательный раствор и удобрения для полива за счет оптимизации объема полива, контроля количества дренажа.
8. Сравнивать активность потребления влаги растениями в разных поливных зонах, контролировать перелив при поливе и многое другое!

Функции программы СВМ:

1. Контроль веса субстратного мата в реальном времени.
2. Отслеживание веса мата, при котором возникает дренаж.
3. Вычисление суточного полива, дренажа (с разделением на до и после окончания полива), их соотношения. Обновление данных после окончания очередной сессии полив/дренаж.
4. Вычисление суточного потребления влаги растениями и скорости потребления (онлайн).
5. Вычисление относительной влажности мата в процентах с учётом веса растений (онлайн).
6. Статистика дня (поливы, дренажи, переливы).
7. Два альтернативных вида архивирования истории измерений. Возможность просмотра архивных данных в виде электронных таблиц (Open Office, Excel). Просмотр параметров полива в виде гистограмм, промотка графиков к более ранним промежуткам времени.
8. Автономная работа контроллера в отсутствие напряжения в сети без потери данных не менее 12 ч.

Обозначение при заказе модулей учета серии WMH:

WMHXXXX – X

Длина весовой платформы:

Название оборудования 1 – 1.0 м;

версия программы 2 – 2х1.0 м.

1. РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К РАБОЧЕЙ СТАНЦИИ:

1. ПК Pentium 2.0 GHz 1Гб ОЗУ.
2. Операционная система – Windows XP / 7.
3. 1 Гб свободного места на жестком диске (в дальнейшем может понадобиться дополнительный объем жесткого диска для увеличивающегося архива данных).
4. Свободная двухместная розетка с заземляющим контактом вблизи ПК.

1. ПОДКЛЮЧЕНИЕ МОДУЛЕЙ СЕРИИ WMH.

Вычислительный блок для одного ПК может включать в себя несколько контроллеров (ОВЕН ПЛК100 или ПЛК110), к каждому из которых может быть подключено до 8 весовых модулей. Контроллер(-ры) располагаются в вычислительном блоке, и, как и весовые модули, имеют автономное электропитание. Монтаж соединений быть произведен как единым сетевым кабелем (FTP 4x2x0.52), так и двумя, с разделением на питающий (24В DC) и интерфейсный (RS-485). При этом, согласно топологии сети RS-485, для интерфейсного кабеля допустимо только последовательное соединение весовых модулей (рис. 1а, 1б, 1в), без ветвления кабеля. Тем не менее, ветвление допустимо при прокладке питающего кабеля. В случае если его длина превышает 300 м, в зависимости от условий прокладки, возможны искажения питающего напряжения в результате наводок. Эта проблема может быть решена следующим образом:

1) уменьшением максимальной длины питающего кабеля за счет его ветвления (рис. 2а)

2) применением дополнительного Блока автономногопитания 60 Вт (рис. 2б)

Рис.1а Схема подключения 8 весовых модулей к ВБ с одним контроллером.

Рис.1б Схема подключения 16 весовых модулей к вычислительному блоку с двумя контроллерами.

Примечание.В этом случае при небольшом общем количестве весовых модулей (до 8шт) два контроллера ПЛК100 могут быть заменены на один ПЛК110-30 без применения шлюза.

Рис.1в НЕПРАВИЛЬНАЯ схема подключения 4 весовых модулей к БУС с одним контроллером. Из-за ветвления интерфейсного кабеля сигналы от весовых модулей будут накладываться и не будут распознаны контроллером.

Следует помнить о том, что прокладка сетевых кабелей СВМ не должна проходить в одном коробе с силовыми (220В, 380В). В случае отсутствия отдельного короба для слаботочных кабелей кабели СВМ должны быть удалены от силовых не менее чем на 0.5 м. Розетки весовых модулей подключаются «шлейфом», в соответствии с рис.1а, 1б. Внимательно следите за полярностью и расцветкой жил при подключении розеток. Подача напряжения ±24В на клеммы А и В интерфейса RS-485 может вывести весовой модуль из строя.

Рис. 2а Пример подключения пяти весовых модулей к одному контроллеру с использованием дополнительного питающего кабеля.

Рис. 2б Пример подключения четырех весовых модулей к одному контроллеру с использованием дополнительного блока питания.

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1. ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

Установите модуль WMH в ряду (оптимально — на расстоянии 15-20 метров от прохода). Поместите контрольный мат на весовой платформе. Не допускайте ударов при транспортировке и установке. Убедитесь в том, что все поливные капельницы контрольного мата исправны. Соедините модуль и вычислительный блок кабелем связи FTP 4x2x0.52 AWG24 через разъем по прилагаемой схеме (в случае использования обмеднённого кабеля для надёжности рекомендуется использовать сдвоенный провод). Монтаж соединений должен производиться при отключенном питании ВБ.Подключите разъем RJ-45 к сетевой карте компьютера. Вставьте вилку ВБ в розетку 220В. Включите однополюсный выключатель внутри БУС (он отключает аккумуляторы).

ВНИМАНИЕ! НЕ ПЕРЕГРУЖАЙТЕ ВЕСОВОЙ МОДУЛЬ ВЫШЕ МАКСИМАЛЬНОГО ИЗМЕРЯЕМОГО ВЕСА МАТА! Нагрузка более 125% может вывести весовой модуль из строя.

1. ПОРЯДОК УСТАНОВКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Источник

Обзор субстратов для малообъемного выращивания: плюсы и минусы

Все больше тепличных хозяйств в России предпочитают малообъемную технологию выращивания сельхозкультур. Рынок быстро реагирует на потребности агропрома и предлагает разные виды субстратов, так что выбрать подходящий зачастую бывает непросто

О том, какими свойствами они обладают и как не запутаться в их разнообразии, рассказывает агроном-консультант компании ТЕХНОНИКОЛЬ, кандидат с.-х. наук Александра Старцева.

Преимущества малообъемной технологии

Переход тепличных хозяйств на малообъемную технологию связан с ее очевидными преимуществами: пористость субстратов намного выше, чем в почве (в каменной вате, например, она доходит до 95-97%). Это сокращает энергетические затраты растений на преодоление сопротивления почвы, что обеспечивает дополнительную прибавку урожая. Капиллярные свойства субстрата, а также поддержание необходимого объема дренажа в процессе выращивания дают возможность кислороду беспрепятственно поступать к корням: содержание воздуха в корневой зоне может составлять 35-40%. За счет благоприятной аэрации и более точного регулирования влажности формируется меньшая масса корней, но с лучшими поглотительными свойствами. Малообъемная технология позволят лучше контролировать условия выращивания культур. В результате уменьшается расход воды, удобрений, пестицидов, а также снижаются трудозатраты.

Но используя малообъемную технологию, агроном должен тщательного соблюдать необходимые условия, регулярно контролировать среду обитания корней и быстро реагировать на потребности растений. Каждый вид субстрата имеет свои специфические свойства, преимущества и недостатки, которые нужно учитывать для эффективного управления ростом культур.

Субстраты делятся на две большие группы: неорганические (минеральная вата, стекловата, пемза, перлит, вермикулит, гравий, гранитный щебень, песок, керамзит, цеолиты, гидрогель) и органические (торф, кокос, опилки, древесная кора, рисовая шелуха).

Наиболее распространены торф, кокос и минеральная вата. Некоторые субстраты можно комбинировать, составляя из них смеси для получения необходимых свойств. Например, торф смешивают с перлитом для улучшения дренажных возможностей субстрата.

При выборе субстрата важно обращать внимание на его структуру и прочность, водно-физические, биологические и химические характеристики.

Свойства твердой фазы

Каменная, или минеральная вата – это расплавленные при высокой температуре (1400-17000 С) вулканические породы. По химический составу этот субстрат близок к почве, основным компонентом которой также является кремнезем (диоксид кремния). Кремнезем обладает высокой твердостью и прочностью. Соединения кремния играют роль минерального каркаса почвы, он входит в состав наиболее устойчивых к разрушению минералов. Добавление доломита позволяет получить более тонкое и длинное волокно, что положительно влияет на пористость, структуру и прочность субстрата. Так, например, толщина волокна субстрата SPELAND всего 3-5 мкм.

Торф и кокос – органические компоненты, которые могут со временем разлагаться и давать усадку. Прочность и необходимые водно-физические свойства кокосового субстрата сохраняются благодаря разному соотношению мелкой и крупной фракции. Чем мельче фракции кокоса, тем быстрее он усаживается и теряет механическую стабильность.

В минеральной вате прочность, механическая стабильность и долгосрочность использования обеспечиваются хаотичным расположением волокон: в кубиках оно вертикально-хаотичное для улучшения дренажных свойств, а в матах – горизонтально-хаотичное, за счет чего питательный раствор распределяется равномерно по всему объему субстрата.

Кроме того, благодаря легкости и пористости (95-97% порового пространства) каменная вата легче транспортируется, чем торф и кокос.

Водно-физические свойства складываются из трех составляющих: твердая (обеспечение прочности), жидкая (распределение питательного раствора) и газообразная (обеспечение корней достаточным количеством кислорода).

Распределение воды

Субстраты обладают разными водно-физическими свойствами. На влагоемкость кокоса влияет соотношение крупной и мелкой фракции – чем мельче фракция, тем субстрат более влагоемкий. При этом он быстрее усаживается, а преобладание крупной фракции делает субстрат более пористым и долговечным.

В минеральной вате содержится больше доступной воды, чем в торфе и кокосе. После стекания раствора в субстрате из каменной ваты остается около 80-85% питательного раствора, 10-15% объема занимает воздух и 3-5% составляют сами волокна.

Средние значения доступной влаги для минваты – 60-80%, для торфа и кокоса – 30-40%, содержание связанной воды в каменной вате составляет в среднем 4-7%, тогда как в торфе и кокосе – 30-40%.

В каменной вате легкодоступной для растений воды больше, чем в любом виде субстрата. Это означает, что при таком снижении влаги, когда на других субстратах уже наблюдается увядание растений, на минеральной вате они все еще способны поглощать воду. Но на минвате испарение воды из субстрата происходит более интенсивно, чем в других средах. Это связано с хорошими капиллярными свойствами каменной ваты, поэтому ее полив проводятся чаще. Торф – наиболее влагоемкий субстрат, и поливать его можно реже. Если в хозяйстве есть проблемы с системой полива, то лучше использовать торф. Перерыв в поливах, возможный на торфе, на каменной вате будет губительным.

Большое значение имеет градиент влажности субстрата: влага должна распределяться максимально равномерно по его высоте. Важно, чтобы каменная вата была пропитана сверху донизу, как губка, а внизу не происходило застоя влаги. Этого можно добиться благодаря выбору качественного субстрата, а также правильной стратегии полива. При поливе под действием силы тяжести питательный раствор постепенно опускается вниз. Избыток жидкости проходит через дренажные отверстия. В то время как свежий воздух втягивается в верхние слои мата, обеспечивая корневую систему новой порцией кислорода.

Поэтому при использовании субстратов из каменной ваты многое будет зависеть от стратегии поливов, которая является одним из основных рычагов управления развитием растений. Перед применением минеральной ваты надо убедиться, что поверхность пола теплицы выровнена, чтобы влага внутри матов распределялась равномерно.

Влагоемкие субстраты способствуют вегетативному росту растений и быстрому увеличению корневой системы. Более сухие субстраты обеспечивают генеративное развитие культур. Кокосовый субстрат в начале выращивания направляет растения вегетативно, поэтому он хорошо подходит для летнего оборота.

Аэрация субстрата

Плотность субстрата не должна быть слишком высокой. Чем она больше, тем ниже порозность и тем меньше у корней доступа к кислороду. При этом устойчивость субстрата к деформации будет выше. Плотность каменной ваты SPELAND подобрана в зависимости от требований культур: у матов SPELAND VEGA она составляет 72 кг/м3, кубиков SPELAND MID – 85 кг/м3, SPELAND FLORA – 85 кг/м3.

Чрезмерная плотность субстрата сдерживает образование новых корней, которые в основном и поглощают калий, кальций и магний. В процессе минерализации торф со временем уплотняется, что может привести к дефициту кислорода в корневой зоне. При недостатке кислорода снижается поглощение воды растениями, наблюдается отток калия, магния, фосфора и сульфатов из корня в питательный раствор. Кроме того, в анаэробных условиях накапливается нитрит-ион, который оказывает токсичное действие на корневую систему. Кокос более длительный срок сохраняет свою структуру по сравнению с торфом. А каменная вата дает минимальную усадку за счет равномерного распределения волокон.

Качественные характеристики органических субстратов могут различаться не только в зависимости от производителя, но и даже внутри одной партии. Далее рассмотрим биологические и химические свойства некоторых субстратов.

Биологические свойства

Органические субстраты являются благоприятной средой для развития микроорганизмов. В них изначально могут присутствовать патогены (например Pitium, Fusarium).

Каменная вата – практически стерильный субстрат, так как при изготовлении он подвергается действию высоких температур.

Минвата обладает высокой устойчивостью к патогенам. В то же время ее трудно заселить полезными микроорганизмами – для них там нет питания. Только через определенный период, когда у растений появляется корневая система, биопрепараты становятся оправданными, так как микроорганизмы смогут функционировать за счет корневых выделений и отмерших корней. Применение биопрепаратов необходимо начинать на этапе выращивания рассады, чтобы наполнить субстрат полезными микроорганизмами, которые будут сопротивляться патогенам.

Преимущество использования органических субстратов заключается в более простом способе утилизации. Утилизация минеральной ваты достаточно затратна.

При нагревании кокосового субстрата более 28ОС происходит разложение органического вещества, а снижение кислорода провоцирует активность анаэробных микроорганизмов. Из-за этого в корневую среду выделяются фенольные вещества, которые могут обжечь растения.

Химические свойства

В отличие от торфа минеральная вата инертна и не обладает буферностью, в результате чего ею легко управлять в процессе выращивания растений. Если торф и кокос в связи с высокой емкостью катионного обмена способны прощать ошибки агрохимиков, то каменная вата быстро откликается на изменение питательного раствора. А это требует четкого соблюдения технологии питания растений.

Перед посадкой кокос промывают от солей, используя повышенные дозы кальциевой селитры для насыщения поглощающего комплекса. В зависимости от характеристик торфа его подготовка может включать раскисление, иначе повышенная кислотность субстрата будет блокировать часть кальция и магния.

Минеральная вата не требует промывания, ее сразу насыщают питательным раствором. Субстраты с ограниченной катионной адсорбционной способностью не влияют на состав раствора, которым они наполняются в начале периода посева, и поэтому нет никаких оснований вносить в них удобрения заранее. В таких случаях состав питательного раствора, используемого для насыщения, соответствует тому составу субстратного раствора в корневой среде, который необходим в начале вегетационного периода.

Если поливная вода содержит много балластных веществ (натрий и хлор), то лучше использовать минеральную вату, так как ее легко промыть от токсичных элементов. В то время как емкость катионного обмена в кокосе будет задерживать данные ионы и препятствовать полноценному питанию.

В процессе минерализации органического вещества в торфе может накапливаться аммиачный и нитратный азот, что оказывает токсичное действие на корни растений.

В закрытых системах с рециркуляцией дренажного раствора применение кокоса и торфа недопустимо, так как мелкие частицы засоряют систему фильтрации. В странах с ограниченными водными ресурсами законодательство обязывает хозяйства пользоваться рециркуляцией дренажного раствора. Это позволяет снизить расход воды и удобрений на 25-30%, а по сравнению с выращиванием на торфе без рециркуляции раствора расход воды и удобрений снижается в 1,5-2 раза.

Таким образом, идеальный субстрат для малообъемной технологии выращивания растений должен быть легок в управлении, иметь большую порозность, низкую насыпную плотность, благоприятную аэрацию и высокую влагоудерживающую способность. Корни в таком субстрате свободно распределяются по всему объему, формируется сильная корневая система, обладающая высокой поглотительной способностью.

Так, например, каменная вата SPELAND легко управляема и процессы, происходящие в ней, более предсказуемые, чем в почве и органических субстратах. Это возможно благодаря небольшому объему, постоянству химического состава и природы минеральной части субстрата, а также отсутствию буферности, микроорганизмов и органического вещества. Она устойчива к высоким температурам и действию химических соединений. После пропарки и обеззараживания каменная вата не теряет своих свойств. В ней можно выращивать почти все овощи, кроме корнеплодов.

Каждый субстрат имеет свои преимущества и недостатки, производители овощей выбирают наиболее подходящий к конкретным условиям материал, и каменная вата с каждым годом занимает все большие площади тепличных хозяйств.

(Автор: агроном-консультант компании ТЕХНОНИКОЛЬ, кандидат с.-х. наук Александра Старцева).

Источник