Субстрат для выращивания растений

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству , а именно к субстратам для выращивания растений в автономных условиях, и может .найти применение в замкнутых биологических системах жизнеобеспечения человека . Целью изобретения является увеличение продолжительности использования субстрата и повышение урожая растений, Субстрат содержит, мае. %: парниковый перегной 7-20; соленасыщенный природный цеолит 69,9-86,1; монтморилонит 3-5; смесь органических отходов 3,9-5,1. Субстрат позволяет увеличить продолжительность выращивания на нем растений за счет увеличения количества органического вещества в процессе его использования, обеспечения разложения и трансформации органических выделений, воспроизведения основных свойств: структуры поглощающего комплекса. Урожайность растений пшеницы повышается на 15-20%. Субстрат можно использовать в автономных условиях для выращивания овощных культур. 3 табл, сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ социдлистич Вских

РЕСПУБЛИК (51)5 А 01 G 31/00

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4680541/13 (22) 14.03.89 (46) 07.10.91. Бюл, М 37 (71) Институт медико-биологических проблем (72) Ю.И.Шайдоров, B.В,Попов, P.O.Ãåîäàкян и И.В.Крючкова (53) 631.589.2 (088.8) (56) Шепелев Е.Я. и др, Переработка растительных отходов на твердом субстрате для

БСЖО, — Космическая и авиакосмическая медицина, 1983, М 6, с. 71 — 74. (54) СУБСТРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к субстратам для выращивания растений в автономных условиях, и может найти применение в замкнутых биоИзобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к субстратам для выращивания растений в автономных условиях и может найти применение в замкнутых биологических системах жизнеобеспечения человека.

Целью изобретения является увеличение продолжительности использования субстрата и повышение урожая растений.

Пример. Предварительно смешивают парниковый перегной (7 — 20 мас, $), соленасыщенный природный цеолит (69,9-86,1.. мас. $),ìîíòìoðèëîíèò(3-5мас. %). Затем в сосуды высотой 20 см и диаметром окружности 20 см вносят смесь органических отходов, предварительно приготовленную

„„. Ж„„1681782 А1 логических системах жизнеобеспечения человека, Целью изобретения является увеличение продолжительности использования субстрата и повышение урожая растений.

Субстрат содержит, мас. : парниковый перегной 7 — 20; соленасыщенный природный цеолит 69,9 — 86,1; монтморилонит 3 — 5; смесь органических отходов 3,9 — 5,1. Субстрат позволяет увеличить продолжительность выращивания на нем растений эа счет увеличения количества органического вещества в процессе его использования, обеспечения разложения и трансформации органических выделений, воспроизведения основных свойств: структуры поглощающего комплекса. Урожайность растений пшеницы повышается на 15 — 20 . Субстрат можно использовать в автономных условиях для выращивания овощных культур. 3 табл, следующим образом; фекалий и помет перепелов гомогенизируют с водой в количестве

30 г/л и ферментируют(скорость вращения перемешивающего устройства 250 об/мин, продолжительность ферментирования 72 ч при 20 — 22. С, постоянная аэрация), затем смешивают с высушенными растительными остатками, измельченными до 0,5 — 3 мм.

Смесь органических отходов взята в соотношении отходов, образующихся в биологической системе жизнеобеспечения человека

1 0,9:8.

Практически полная гибель кишечной палочки, рыхлая консистенция и дезодорация наступает через трое суток ферментации

1681782

Состав, мас. ф,, конечного продукта— органических отходов па ле ферментации дан ниже, Об . Нз К Са Mg Р

2,6 0,7 4,8 1,1 09 0,4

Изменение соотношения органических отходов (см. табл. 1) ведет к понижению урожайности вследствие тога, что не обеспечивается трансформация месячной и трехмесячной дозы отходов.

Как следует из табл, 1, изменение предлагаемого соотношен1ия приводит к понижению урожайности салата на 75 — 89, редиса на 64,5, пшеницы на 42,2-45.3%.

Испытания проводятся на KQJIbTQpe

ПШЕНИЦЫ, Температура выращивания растений пшеницы 20 — 22 С, освещенность 4045 Вт/м ФАР, фотопериод 16 ч в сугки, влажность воздуха 60--65>, периодическое подтопление до 60-90 ф or капиллярной влагоемкости, постоянное аэрирование. В качестве контроля используют известный субстрат.

Готовят субстраты с различным содержанием компонентов.

В субстрат, содержащий перегной (7 мас. j, соленасыщенный природный цеолит(86,1 мас, 7), монтморилонит(3 мас., ) и смесь органических отходов (3,9 мас. ) из ферментированных фекалий, ферментированного помета птиц и растительных остатков, взятых в соаткошении 1:0,9;8 соответственно, высаживают сухие семена расT8HM5I пшеницы. В этот период прирост биомассы растений пшеницы либо одинаков с контролем, либо меньше, чем в контроле на

5 — 6 . Задержка роста растений в этат период связана с образованием продуктов неполного разложения, 1веществ фенольной природы, ингибирующих рост растений.

В субстрат, содержащий перегной (20 мас. ), соленасыщенный природный цеолит(69,9 мас.. ), монтморилонит(5 мас.. $) и смесь органических отходов (5,1 мас, j из ферментированных фекалий„ферментированного помета птиц и растительных остатков, взятых в соотношении 1:0,9;8 соответственно, также высаживают сухие семена растений пшеницы. В этот периед прирост биомассы растений превышает рост контрольных растений на 15 †2 и скорость разложения отходов соизмерима со скоростью их Образования в биологической системе жизнеобеспечения человека.

В субстрате, содержащем перегной (13,5 мас. ®, Соленасыщенный природный цеолит(78мас, $),мантмориланит(4мас. Я.) и смесь органических отхаqoa (4,5 мас,, % из ферментированных фекалий; ферменти ()Ованного ПОмета птиц и pecTMTerlbHblx oc татков, взятых в соотношении 1 0,9:8 соответственно, также высаживают сухие семена растений пшеницы в кантролируемых условиях среды, Прирост биомассы в этот период превышает рост контрольных растений на 10 — 20 и скорость разложения отходов соизмерима со скоростью их образования в биологической системе жизнеобеспечения челОвека.

Влияние количества компонентов субстрата на продуктивность растений пшеницы представлена в табл, 2, При содеp>кании перегноя менее

7 мас., цеолита менее 69,9 мас. монтмориланита менее 3 мас. % и смеси органических отходов менее 3,9 мас.. продуктивность пшеницы резко падает, а при содержании перегноя более 20 мас., цеалита более 86,1 мас., монтморилонита более 5 мас, % и смеси органических отходов более 5,1 мас. продуктивность растений пшеницы также снижается. Эта связано с тем, чта при уменьшении содержания перегноя менее 7 мас. % влагоемкость субстрата и запас доступной для растений влаги снижаемся настолько, что падает продуктивность. При повышении содержания перегноя более 20 мас. происходит переувлажнение и ухудшение водовоздушных свойств субстрата. Эп) вызывает недостаток кислорода В корнеобитаемой зоне, что также приводит к снижению продуктивности.

Цеалит содержит основной запас солей и обеспечивает структуру субстрата, Увеличение его более 86,1 мас. возможно за счет снижения доли перегноя, однако эта приводит к сниженинз запаса доступной влаги, уменьшение же не менее 69,9% приводит к ухудшенин) водавоздушных

СВОЙСТВ, Монтморилонит играет роль буфера, демпф8ра, особенно в период после Внес8ния предварительно минерализованных, ферментираванных QTxopoB. При co lep>KeHIl менее 3 мас, % он не полностью депанирует минеральную часть отходов и нарушается (увеличивается) скорость перемещения их в растительные ткани,. Нарушается равновесие в одном из звеньев круговорота — a субстрате. При увеличении содержания мОнтмариланита более 5 f43c. — избыток депо, который замедляет скорость перемещения минеральных Веществ в субстрате.

Продолжительность использования субстрата значителько увеличивается в

1681782

Таблица 1

Внесение отхоо б

Соотношение в смеси органических отходов (фекалий: помет; растительный остаток) Содержание, кг/м

Периодичность внесения

Культура

Доза кг/м

0,93 + 0,16

0,32 + 0,08

045 008

1,16 +. 0,20

1,28 0,22

0,08 - 0,001

0,10 4 0,003

0,16:" 0,01

0,16+ 0,01

0,67 + 0,05

0,70+ 0,05

1:0,9:8

1:0,9:8

1 0,9;8

1:0,9:8

1:0,9:8

1,5:1,2:9

0,9:0,8:7

1,5:1,2:9

0,9:0,8:7

1,5:1,2:9

0,9:0,8:7

Салат

Салат

Редис

Пшеница

Пшеница

Салат

Салат

Редис

Редис

Пшеница

Пшеница

90 . 90

0,9

0,9

0,9

2,7

2,7

0,9

0,9

0,9

0,9

2,7

2,7

Таблица 2 сравнении с известным субстратом (см. табл, 3).

Как видно из табл. 3, в предложенном субстрате содержание органических веществ к пяти годам функционирования не снижается, а повышается на 17, в то время как в известном субстрате понижается на

97;. Это позволяет увеличить продолжительность использования субстрата для выращивания растений с высокой продуктивностью.

Предлагаемый субстрат обладает по сравнению с известным следующими преимуществами: обеспечивает разложение и трансформацию органических отходов, обеспечивает сорбцию, переработку и

; утилизацию корневых выделений, обеспечиваетсамовоспроизведениеосновных свойств — структуры поглощающего комплекса злементов минерального питания и биологически активных веществ, повышает урожайность растений пшеницы на 15 — 20 и продолжительность (до 5 лет) использования субстрата в автономных условиях. Кроме того, обеспечивается использование субстрата для выращивания овощных культур, в частности салата, редиса и в биологической системе жизнеобеспечения человека, в которой повышается степень замкнутости системы по массаоб5 мену.

Формула изобретения

Субстрат для выращивания растений, включающий парниковый перегной, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения

10 продолжительности использования субстрата и повышения урожая растений, он дополнительно содержит соленасыщенный природный цеолит, монтморилонит и смесь органических отходов из ферментированt5 ных фекалий, помета птиц и растительных остатков, взятых в соотношении 1:0,9:8 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас, 7;;

Парниковый

20 перегной 7 — 20

Соленасыщенный природный цеолит 69,9 — 86,1

Монтморилонит 3 — 5

Смесь органических отходов из фермен25 тированных фекалий, помета птиц и растительных остатков, взятых в соотношении

1:0,9:8 соответственно 3,9 — 5,1.

Продуктивность растений

1681782

Таблица 3

Субстрат

Известный

Предложенный

Составитель С. Куваева

Редактор M,Ñòðåëüíèêîåà Техред M.Moðãåíòàë

Корректор А.Осауленко

Производсгвенно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 3353 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5