Волокнистый субстрат "гравилен" для выращивания растений
Изобретение относится к искусственным заменителям почвы. Целью изобретения является улучшение водновоздушного режима субстрата и повышение продуктивности растений. Субстрат содержит волокно из пироксенового порфирита, природный цеолит с размером частиц 0,5-3,0 мм, фенолформальдегидное связующее и полиакриламид, взятые в массовом соотношении (86-96):(3-10):(0,5-2,0): (0,5-2,0). Волокнистый субстрат выполнен в виде плиты плотностью 90-130 кг/м3 и толщиной 60-120 мм. Применение комбинации минерального волокна и порошкообразного цеолита уменьшает слеживаемость и обеспечивает необходимую аэрацию материала при длительной эксплуатации. Введение в композицию указанных связующих позволяет обеспечить наилучшее сочетание гидрофобно-гидрофильных свойств субстрата, определяющих эффективность его применения в качестве искусственного заменителя почвы. 5 табл.
Изобретение относится к искусственным заменителям почвы, а именно к волокнистому композиционному материалу, используемому в качестве корнеобитаемой среды для выращивания овощных и декоративных культур гидропонным способом в условиях защищенного грунта. Цель изобретения улучшение водно-воздушного режима субстрата и повышение продуктивности растений. П р и м е р. Для изготовления субстрата использовали волокно из пироксенового порфирита диаметром 3 7 мкм следующего состава, мас. Оксид кремния 40,4-44,6 Оксид алюминия 10,9-13,0 Оксиды железа 7,0-8,5 Оксид кальция 17,0-22,5 Оксид магния 7,0-9,6 Оксид калия 0,44-0,93 Оксид натрия 0,81-2,2 Остальные компоненты (оксиды титана, марганца, фосфорный и серный ангидриды) До 100 В качестве связующего применяли комбинацию фенолформальдегидной смолы ( фенолоспирты марок Б и В ТУ 6-05-1164-81), широко используемой в производстве теплоизоляционных минераловатных плит, и нетоксичного полиакриламида (ТУ 6-01-1049-81). Природный цеолит, предназначенный для использования в сельском хозяйстве ( ТУ 46 УССР 30-83) вводили в волокнистую композицию субстрата в виде муки с размером частиц 0,5-3,0 мм. Изготовление волокнистого субстрата для выращивания растений осуществляли по конвейерной технологии производства теплоизоляционных плит. Технологический процесс включает следующие операции: плавление шихты и раздув минерального волокна четырехвалковой центрифугой в камеру волокноосаждения; распыление 15-20%-ного водного раствора фенолоспирта, 3-10%-нoго раствора полиакриламида с помощью форсунок в камеру волокноосаждения; дозирование цеолитовой муки пневмотранспортером в камеру волокноосаждения; пропитку волокна полимерными связующими и формирование минераловатного ковра на транспортере; уплотнение и термообработку при 200-250oС минераловатного ковра в камере полимеризации с целью отверждения синтетических связующих; резку плит и упаковку в термоусаживающуюся полиэтиленовую пленку. Волокнистый субстрат "Гравилен" для выращивания растений выполнен в виде плиты плотностью 90-130 кг/м3 и толщиной 60-120 мм. Исследование физико-химических показателей, характеризующих агротехнические свойства волокнистого субстрата, проводили на образцах размером 100x100x80 мм. В табл. 1 приведены составы композиций волокнистого субстрата, в табл. 2 их физико-химические характеристики в сравнении с известной композицией. Для композиций 1-5 характерно содержание компонентов в заявляемых пределах. В качестве контрольных приведены составы 6 и 7, относящиеся к композициям, в которых содержание волокна, полимерных связующих - фенолформальдегидной смолы, полиакриламида и порошкообразного наполнителя цеолита, а также размер частиц последнего находятся за пределами их граничных значений. Из данных, приведенных в табл. 2 видно, что волокнистые субстраты из предлагаемых композиций 1-5 в сравнении с известным материалом характеризуются более высокой стойкостью в условиях длительного использования в качестве корнеобитаемой среды, о чем свидетельствует гораздо меньшее изменение основных характеристик (плотности, общей пористости, пористости аэрации, влагоемкости, влаговпитываемости, усадки при полном смачивании) предлагаемого субстрата при многократном увлажнении и сушке. Таким образом, по сравнению с противопоставленным материалом, структура которого разрушается уже после трехкратного увлажнения и сушки, применение предлагаемого волокнистого субстрата позволит повысить стойкость субстрата и улучшить водно-воздушный режим питания корневой системы растений в условиях его многократного использования. При выходе за граничные пределы содержания компонентов субстрата и размера частиц природного цеолита ухудшаются физико-химические показатели, характеризующие агротехнические свойства волокнистого материала. Для композиции 6, в которой содержание минерального волокна из пироксенового порфирита уменьшено до 85,5% а полиакриламида до 0,4% при увеличении содержания фенолформальдегидной смолы и природного цеолита соответственно до 2,1 и 12% (размер частиц цеолита составлял более 3,0 мм) характерно снижение показателей влагоемкости и влаговпитываемости волокнистого материала. B результате субстрат быстро пересыхает и затрудняется подача питательного раствора снизу в корневую систему растения. Структура материала неоднородна вследствие ухудшения распределения грубодисперсных частиц цеолита в композиции. Увеличение содержания волокнистой составляющей и гидрофилизирующего связующего соответственно дo 96,5 и 2,1% при снижении содержания фенолформальдегидного связующего до 0,4% и цеолита с размером частиц менее 0,5 мм до 1% (композиция 7) приводит к нарушению водно-воздушного режима питания за счет чрезмерного водонасыщения и ухудшения аэрирования материала. Вместе с тем, после трехкратного увлажнения и сушки образец материала теряет форму, т.е. срок службы его ограничен. Применение тонкодисперсного цеолита повышает пылевыделение субстрата, что создает технологические затруднения при его транспортировке, складировании и укладке в качестве искусственного заменителя почвы в теплицах. Оценка эффективности использования субстратов из известных и предлагаемых композиций проводилась по данным всхожести семян, продолжительности роста (до созревания плодов или цветения) продуктивности (урожайности) и сортности культур с учетом севооборота и продолжительности культивирования. Вегетационный цикл витаминно-овощных растений (салата, редиса, лука) составляет в среднем 1-1,5 мес. томатов и огурцов 4-5 мес. (от высадки рассады до снятия полного урожая) для гвоздики бессменный период выращивания в течение 2 лет. Поэтому при выращивании витаминно-овощных растений с коротким циклом вегетации испытываемые субстраты подвергали 5- кратному использованию, а овощей, имеющих более длительный период выращивания, 2-кратному использованию с учетом смены культур, а гвоздики бессменной эксплуатации в течение двух лет. Результаты сравнительных испытаний минераловолокнистых субстратов по известной и предлагаемым композициям при выращивании указанных видов растений с учетом севооборота приведены в табл. 3-5. Из данных, приведенных в табл. 3 видно, что применение в качестве корнеобитаемой среды предлагаемого субстрата в сравнении с известным позволяет получить более высокие всхожесть семян и продуктивность витаминноовощных культур несмотря на некоторое снижение этих характеристик в зависимости от кратности использования волокнистого материала. Отмечено также, что вследствие слеживаемости и разрушения структуры минераловолокнистого материала из известной композиции в 3-й ротации наблюдается резкое снижение показателей всхожести семян и продуктивности растений. Вместе с тем усадка плит предлагаемого субстрата (например, композиции 3 и 4) после 3-й ротации не превышает 20% и толщина плит уменьшается с 6 до 5 см, что еще достаточно для выращивания редиса (корнеплодов), салата и лука (зеленой массы). Высокая поглощающая способность субстрата позволяет производить повторное культивирование этих растений без внесения удобрений. В результате снижается возможность засоления субстрата. Минераловолокнистые субстраты в виде плит толщиной соответственно 80 и 120 мм из предлагаемых композиций показали также более высокую эффективность при выращивании овощей (огурцов, томатов) и цветов (гвоздики), характеризующихся длительными сроками вегетации. Из данных, приведенных в табл. 4 и 5, видно, что ускоряется рост (до созревания плодов у овощей и цветения гвоздики), повышаются урожайность и сортность растений, выращенных на предлагаемых субстратах, в сравнении с известными и базовому варианту (щебнем). Отмечено, что при незначительной усадке засоление субстрата из предлагаемой композиции при его эксплуатации в течение 2 лет (например, при выращивании гвоздики) не наблюдалось. Таким образом, показаны существенные преимущества предлагаемого минераловолокнистого субстрата "Гравилен" в сравнении с известным, которые выражаются в ускорении роста, повышении продуктивности и сортности выращиваемых на нем растений за счет улучшения водно-воздушного режима питания корневой системы, возможности смены культур на одной и той же посадочной площади при многократном использовании материала. Техникоэкономическая эффективность предлагаемого субстрата "Гравилен" также обусловлена применением доступного минерального сырья пироксенового порфирита и природного цеолита и относительно дешевых полимерных связующих фенолформальдегидной смолы (фенолоспирта) и полиакриламида, серийно выпускаемых отечественной промышленностью. В сравнении с насыпными грунтами, например щебнем, выбранным в качестве базового варианта, применение предлагаемого минераловолокнистого субстрата "Гравилен" в качестве корнеобитаемой среды, позволяет не только повысить урожайность и ускорить процесс созревания овощей и цветения гвоздики, но и исключить возможность заболевания и повреждения опасными вредителями корневой системы, экономить питательный раствор, энергоресурсы, стройматериалы и обеспечить возможность автоматизации и механизации процесса выращивания, исключить загрязнение окружающей среды удобрениями и ядохимикатами.
Формула изобретения
Волокнистый субстрат для выращивания растений, включающий минеральное волокно диаметром 1-10 мкм, фенолформальдегидное связующее и целевые добавки, отличающийся тем, что, с целью улучшения водно-воздушного режима субстрата и повышения продуктивности растений, он в качестве минерального волокна содержит волокно из пироксенового порфирита, а в качестве целевых добавок полиакриламид и природный цеолит с размером частиц 0,5-3,0 мм при следующем соотношении компонентов, мас. Волокно из пироксенового порфирита 86-96Фенолформальдегидное связующее 0,5-2,0
Полиакриламид О, 5-2, О
Природный цеолит 3,0-10,0
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2000
Извещение опубликовано: 27.12.2000
