Субстрат для выращивания растений в защищенном грунте
Владельцы патента RU 2343696:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Орловский государственный аграрный университет" (ФГОУ ВПО Орел ГАУ) (RU)
Субстрат для выращивания растений содержит цеолит, отсевы солевого алюминиевого шлака фракции 1-3 мм и биогумус при соотношении компонентов 1:1:1. Субстрат создает оптимальные питательные и водно-воздушные условия для роста и развития растений, обладает длительным сроком использования и обеспечивает повышение продуктивности растений и получение экологически безопасной продукции. 3 табл.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к субстратам для выращивания растений в защищенном грунте.
Известны субстраты для защищенного грунта на основе торфа [Глунцов Н.М. Применение удобрений в тепличном хозяйстве. М.: Московский рабочий, 1987, - 143 с.].
Недостатком таких субстратов является их быстрое уплотнение, вследствие чего снижается общая порозность и нарушается газовый режим корневой системы растений, что приводит к резкому снижению продуктивности культур. Кроме того, растения на органогенных субстратах часто поражаются болезнетворной микрофлорой.
Известны субстраты, изготовленные из чистого цеолита клиноптилолита [RU патент 2156566, МКИ A01G 31/00, опубл. бюлл. 27 от 27.09.2000 г.].
Однако эти грунты недостаточно действуют на рост, развитие и продуктивность сельскохозяйственных культур и требуют точного подбора и дополнительного введения каждого микроэлемента по отдельности в виде подкормки.
Известен состав для выращивания растений, содержащий почву и отсевы солевого алюминиевого шлака фракции 1-3 мм [RU патент 2298915, МПК A01G 9/00]. Но данный состав требует высоких технологических и экономических затрат на использование в составе плодородного гумусового слоя почвы и необходимость его ежегодного обновления.
Наиболее близким к предложенному субстрату является субстрат [RU патент 2183058, A01G 31/00], состоящий из анальцимсодержащей породы, измельченной до оптимального соотношения фракции водопрочных частиц и обработанной раствором биофильных элементов.
Задачей изобретения является оптимизация питательных и водно-воздушных условий субстрата, что приводит к длительности его использования и повышению продуктивности культур.
Поставленная задача достигается благодаря тому, что в известный субстрат для выращивания растений, содержащий цеолит, согласно изобретению дополнительно вводят отсевы солевого алюминиевого шлака фракции 1-3 мм и биогумус при соотношении компонентов 1:1:1.
Цеолиты, применяемые в субстрате, представлены цеолитсодержащими трепелами Хотынецкого месторождения. Хотынецкий цеолит (клиноптилолит) отличается от прототипа высокой кремнистостью Si/Al=6,9, невысокой концентрацией водорастворимых солей, содержит незначительное количество азота и фосфора и большое - обменных форм магния, калия и кальция.
Отсевы солевого алюминиевого шлака относятся к IV классу малоопасных веществ по ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества в промышленности. Классификация и общие требования».
Отсевы солевого алюминиевого шлака Мценского металлургического завода АООТ «Цветные металлы и сплавы» характеризуются следующими показателями. Физико-химические свойства отсевов солевого алюминиеюго шлака:
1. Агрегатное состояние - сыпучий материал, фракции 3 мм.
2. Цвет - светло-серый.
3. Запах - специфический.
4. Водородный показатель водной вытяжки - рН 8.
5. Основные фазы - хлорид калия (KCl), хлорид натрия (NaCl), оксид алюминия (Al2O3), оксид кремния (SiO2).
| Таблица 1 | |||||
| Химический состав отсевов солевого алюминиевого шлака. | |||||
| Элементы, соединения | Содержание, % | Элементы, соединения | Содержание, % | Элементы, соединения | Содержание, % |
| Al | 2,82 | Са | 0,2 | Си | 0,66 |
| Al2О3 | 16,26 | Na | 2,42 | Со | н/о |
| Si | 4,90 | К | 3,74 | Cd | 0,004 |
| Mg | 1,74 | Cl | 2,00 | Sn | 0,018 |
| Fe | 1,70 | Ti | 0,085 | SO4 | 0,28 |
| Zn | 0,64 | Mn | 0,15 | Ni | н/о |
Биогумус: содержание сухой органической массы - 50%, рН 7,0. Средняя концентрация основных элементов питания: азот - 2,1%, фосфор - 2,6%, калий - 2,7%. Удобрение содержит ряд микроэлементов: железо - 1,5 мг/кг, сера - 34 мг/кг, бор - 16 мг/кг, марганец - 97 мг/кг, цинк - 19 мг/кг, медь - 0,52 мг/кг, кобальт - 0,16 мг/кг. Естественная влажность - 40%.
Для осуществления способа были проведены опыты в лабораторных условиях в четырехкратной повторности на примере растений огурца, салата.
Схема применения шлаковых отходов в лабораторных условиях.
1. Опыт - торфяной субстрат (контроль).
2. Опыт - цеолит.
3. Опыт - цеолит + шлак фракция 1-3 мм + биогумус при соотношении компонентов 1:1:1
Эффективность использования добавок шлака и биогумуса для улучшения водно-физических свойств, питательного режима субстрата оценивали по показателям плотности, водоудерживающей способности, физико-химических свойств и биометрическим показателям растений.
Контроль - стандартный торфяной субстрат.
Пример. Горшочки для выращивания рассады заполняли субстратом из цеолита, отсевов солевого алюминиевого шлака фракции 1-3 мм и биогумуса при соотношении компонентов 1:1:1
Состав готовили тщательным перемешиванием компонентов. В отличие от прототипа дополнительных обработок субстрата не требуется.
Результаты исследований убедительно доказывают положительное действие предлагаемого соотношения компонентов субстрата на водно-физические свойства и питательный режим субстрата для выращивания рассады овощных культур, других растений (табл.2, 3).
| Таблица 2 | ||||||
| Показатели питательного режима субстратов | ||||||
| варианты опыта | рН | NO3 - | РО4 3- | Cu | Zn | Mn |
| мг/100 г | мг/кг | |||||
| торфяной субстрат (контроль) | 6,5 | 1,04 | 0,485 | 7,99 | 23,31 | 64,00 |
| цеолит | 8,0 | - | 0,037 | 27,20 | 74,57 | 38,20 |
| цеолит + шлак фракции 1-3 + биогумус: (1:1:1) | 8,1 | 4,37 | 0,567 | 80,0 | 27,96 | 58,00 |
Использование предлагаемого соотношения компонентов обеспечивает благоприятный питательный режим (табл.2) как в сравнении со стандартным торфяным субстратом, так и в сравнении с цеолитовым грунтом. Установлено закономерное снижение актуальной кислотности субстрата при добавлении шлака с 6,5 единиц рН в торфяном субстрате до 8,1 ед. в предлагаемом субстрате. При этом отмечается увеличение водорастворимых, доступных для растений форм питательных элементов: нитратного азота с 1,04 мг/100 г в контроле до 4,37 мг/100 г, фосфат ионов с 0,485 до 0,567 мг/100 г. Значительно возрастает количество подвижных форм микроэлементов меди, цинка, марганца, необходимых для роста и развития овощных культур и обеспечения экологической устойчивости растений.
Отмечается снижение плотности состава с 0,97 г/см3 в контроле (торфяной субстрат) до 0,83 г/см3 в предложенном субстрате, увеличение общей порозности на 12,5% и количества водопрочных агрегатов размером 1-5 мм на 17,8%.
Улучшение водно-физических свойств и питательного режима субстрата обусловливает интенсивное развитие вегетативной массы растений огурца и салата.
Предлагаемый субстрат повышает выход товарной продукции огурца на 39% по сравнению с урожайностью на стандартном торфяном субстрате и на 25% в сравнении с цеолитовым грунтом.
Положительный результат достигается благодаря тому, что добавление отсевов солевого алюминиевого шлака фракции 1-3 мм в сочетании с биогумусом, поставляющих в субстрат целый комплекс макро- и микропитательных элементов, доступных для растений, обеспечивает создание оптимальных питательных и водно-воздушных условий для роста и развития растений, определяет фитоустойчивость растений к повреждаемости возбудителями болезней и вредителями. В отличие от прототипа дополнительных обработок субстрата не требуется.
Таким образом, субстрат для выращивания растений в защищенном грунте, состоящий из цеолита, отсевов солевого алюминиевого шлака фракции 1-3 мм в сочетании с биогумусом, характеризуется благоприятным водно-воздушным, питательным режимом, длительным сроком использования субстрата и обеспечивает повышение продуктивности растений и получение экологически безопасной продукции.
Субстрат для выращивания растений в защищенном грунте, содержащий цеолит, отличающийся тем, что он дополнительно содержит отсевы солевого алюминиевого шлака фракции 1-3 мм и биогумус при соотношении компонентов 1:1:1.
