Способ получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений


 


Владельцы патента RU 2405805:

Низиенко Юрий Константинович (RU)
Белиловский Виктор Абрамович (RU)

Изобретение относится к области сельского хозяйства и касается способа получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений. Осуществляют растворение в воде в сатураторе с образованием химических связей СО3 из сжатого воздуха. Подают полученный объем питательного раствора из сатуратора на полив через поливочно-подкормочную оросительную систему. Отбор очищенного углекислого газа осуществляют из атмосферного воздуха посредством его нагнетания в сатуратор с использованием воздушного компрессора. Объем сатуратора предварительно заполняют водой с возможностью образования воздушной полости. Нагнетание воздуха в сатуратор осуществляют до момента создания в воздушной полости давления выше атмосферного. Затем обеспечивают выпуск воздуха в атмосферу при прокачке через полость сжатого воздуха, подаваемого компрессором. Посредством этого поддерживают ранее созданное давление воздуха в воздушной полости до получения питательного раствора с необходимой концентрацией растворенного углекислого газа. Подачу воздуха в сатуратор осуществляют через нижнюю часть сатуратора под давлением, обеспечивающим его нагнетание в воздушную полость сатуратора через объем водяного столба. Изобретение обеспечивает упрощение технологии полива-подкормки растений и увеличивает урожайность выращиваемой продукции. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл.

 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к организации тепличных комбинатов по выращиванию овощных и цветочных культур, преимущественно в защищенном грунте, однако может быть использовано и для культивирования растений на открытом грунте.

На сегодняшний день в овощеводческих и цветоводческих хозяйствах остро стоит вопрос осуществления подкормки чистым углекислым газом растений, например, в защищенном грунте. Низкое содержание СО2, поглощаемое растениями в процессе фотосинтеза, на современном этапе развития тепличных хозяйств является одним из основных факторов, ограничивающих урожайность. Например, в весенне-летний период потребление СO2 растениями огурца в процессе фотосинтеза может приближаться к 50 кг в час на 1 га (т.е. до 700 кг/га за световой день). Образующийся дефицит потребления СO2 лишь частично покрывается за счет притока атмосферного воздуха через фрамуги теплицы и неплотности ограждающих конструкций, а также за счет ночного дыхания растений. Все это вызывает необходимость применения дополнительной подкормки растений чистым углекислым газом экономичными способами и средствами.

В грунтовых теплицах дополнительным источником углекислого газа является грунт, заправленный навозом, торфом, соломой или опилками. Эффект обогащения воздуха внутри теплицы чистым углекислым газом зависит от количества и вида этих органических веществ, подвергающихся микробиологическому разложению. Например, при внесении опилок, смоченных минеральными удобрениями, уровень углекислого газа в начальный период может достигать высоких значений ночью и днем при закрытых фрамугах. Однако в целом этот эффект недостаточно велик и удовлетворяет лишь часть необходимой потребности растений. Основным недостатком биологических источников углекислого газа является кратковременность повышения концентрации углекислого газа до необходимого уровня, а также невозможность регулирования процесса подкормки как по концентрации, так и во временном периоде. Нередко в грунтовых теплицах в солнечные дни при недостаточном воздухообмене концентрация СO2 (в результате интенсификации поглощения растениями углекислого газа в процессе фотосинтеза) может снизиться до 0,01%, в результате чего фотосинтез практически прекращается. Таким образом, недостаток СО2 становится одним из основных факторов, ограничивающих ассимиляцию углеводов и соответственно рост и развитие растений. Полностью покрыть дефицит СО2 возможно только посредством использования дополнительных технических средств и методов, т.е. за счет технологически реализуемых источников углекислого газа.

Из уровня техники известен способ (способ А) подкормки растений путем повышения концентрации поглощаемого ими за счет фотосинтеза углекислого газа искусственным методом. Согласно данному способу жидкий углекислый газ превращают в газификаторе (испарителе) в подогретый углекислый газ (СО2), который под давлением поступает в магистральный трубопровод. Далее газ из магистрального трубопровода через специальное устройство подается в теплицу по распределительным газопроводам. К растениям газ поступает через перфорированные полимерные рукава, которые отходят от распределительного газопровода. Рукав имеет двойной боковой шов, за который он может быть подвешен на любом уровне.

Если углекислотная станция спроектирована без блока сжижения и накопительной цистерны, то ночью и пасмурным днем чистый углекислый газ необходимо будет сбрасывать в атмосферу либо придется регулярно отключать станцию, что снижает ее ресурс.

Из уровня техники также известен способ (способ Б) получения питательного раствора для полива/подкормки культурных растений в закрытом грунте, включающий растворение в воде с образованием химических связей (гидратацию) под давлением в сатураторе очищенного от примесей углекислого газа с последующей подачей полученного объема питательного раствора из сатуратора в герметичный накопительный резервуар поливоподкормочной оросительной системы.

Использование поливной воды (питательного раствора), насыщенной чистым углекислым газом, распределяемой по системе полива и/или подкормки - малораспространенная технология, перспективная для применения в пленочных теплицах, в особенности при выращивании зеленых и выгоночных культур. Данная технология может быть использована при выращивании гидропонной (малообъемной) культуры, при капельном поливе на открытых грунтах, при поливе дождеванием. Насыщение воды СО2 (в концентрации 0,3-1,1 л/л) производится под давлением посредством специальных аппаратов - сатураторов (сатурационных котлов).

Подкормка производится при обоих способах практически чистым СО2 100% концентрации. При использовании углекислого газа (двуокиси углерода) соответствующего качества (степени очистки) полностью исключается угнетение растений и отравление обслуживающего персонала фитотоксичными газами.

Само по себе насыщение воды углекислым газом (способ Б) не оказывает существенного влияния на рост растений, поскольку он слабо проникает в листья при транспортировке воды посредством корневой системы. Например, доля корневого поглощения СO2 культуры огурца составляет не более 4% от общего поглощения растением в целом. Собственно подкормка осуществляется практически за счет углекислого газа, выделившегося из питательного раствора (т.е. воды, насыщенной СО2).

При обоих способах подачи СO2 растения можно подкармливать весь период выращивания - от появления всходов до прекращения вегетации. Системы подачи чистого углекислого газа через перфорированные полимерные рукава и систему распределения воды, насыщенной чистым углекислым газом, работающие от стационарного источника СО2, технологически позволяют устойчиво поддерживать оптимальный уровень СО2 и при открытых фрамугах теплиц в жаркую погоду, если это оправданно высокими ценами на тепличную продукцию.

При способе А можно с высокой точностью и экономично дозировать углекислый газ весь световой день: т.е. не допуская скачкообразного изменения его концентрации в зависимости от изменения факторов окружающей среды (освещенности, температуры и влажности окружающей среды /воздуха/), а также оперативно реагировать на изменение суточной динамики фотосинтеза.

При способе Б также возможно дозировать CO2 весь световой день: обогащение им воздуха в прикорневой зоне растений происходит плавно, потери на вентиляционный эффект, присущий теплицам, существенно ограничены. К сожалению, содержание СО2 в воздухе достаточно сложно регулировать, также затруднительно за короткий период увеличить его содержание в воздухе теплицы.

При способе А, изменяя высоту подвеса перфорированных полимерных рукавов, можно подавать углекислый газ на любой высоте в непосредственной близости от растений - в прикорневую зону, в зону активных листьев или к точкам роста.

При способе Б через систему полива (подкормки)вода, насыщенная СО2, обычно подается в прикорневую зону.

При обоих способах подачи углекислого газа он равномерно распределяется по всему объему теплицы в течение определенного периода времени.

Подкормка чистым углекислым газом (способ А) практически не влияет на температурно-влажностный режим в теплице.

Подкормка с использованием воды, насыщенной чистым углекислым газом (способ Б), значительно влияет на температурно-влажностный режим в теплице, поскольку подкормка практически совмещена с поливом растений (см. Пухальская Н.В «Физиология углекислотных подкормок в тепличном овощеводстве». - М.: Агроконсалт, 2000 г.; «Углекислотная подкормка растений защищенного грунта», Рекомендации. - М.: Росагропромиздат, 1988 г.; Цыдендамбаев А.Д. «Тепличный практикум», Микроклимат, М., 2001 г.; Пименова Т.Ф. «Производство и применение сухого льда, жидкого и газообразного диоксида углерода». - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982 г.).

К основным недостаткам обоих из вышеописанных способов можно отнести следующее.

При внедрении обоих способов подкормки чистым СО2 требуются значительные капитальные затраты на приобретение углекислотной станции со средствами высокой очистки углекислого газа перед его подачей в тепличное хозяйство и/или стационарного резервуара большой емкости для покупной жидкой углекислоты высокой очистки.

При внедрении подкормки по способу А необходим газификатор с устройством подачи углекислого газа, централизованная система разводки газа по теплицам, набор специальных перфорированных полимерных рукавов. Процесс подкормки должен регулироваться высокопроизводительными климат-компьютерными устройствами, получающими данные с системы тепличных датчиков СО2 и датчиков расхода восстановленного углекислого газа.

В способе Б используется готовая (стандартная) система полива/подкормки растений в тепличном хозяйстве с врезкой в нее нескольких сатураторов. Минимальный набор оборудования также включает в себя датчики СО2, датчики давления и климат-компьютер.

При обоих способах подкормки средний расход чистого СО2 при солнечной погоде составляет около 250 кг/га тепличного хозяйства при закрытых фрамугах. При открытых фрамугах этот показатель может составить от 500 до 1000 кг/га за световой день при ветреной погоде. Обобщенные данные приведены за весенне-летний период для III световой зоны с продолжительностью светового дня порядка 10-14 часов.

Подача углекислого газа в воде (в питательном растворе) в прикорневую зону растений позволяет значительно сократить этот расход, поскольку непроизводительные потери при вентиляции теплицы при этом способе подкормки значительно меньше.

Для всех известных способов подкормки растений чистым углекислым газом требуется СО2, соответствующий высшему сорту согласно ГОСТу 8050-85 «Двуокись углерода газообразная и жидкая» (объемная доля СО2 - не менее 99,8%.

Несмотря на удобство и относительную техническую простоту систем, работающих на привозном сжиженном углекислом газе, их применение в тепличных хозяйствах весьма проблематично. Объясняется это тем, что для подкормки растений необходимо использовать жидкую углекислоту высшего сорта согласно ГОСТу 8050-85, имеющую чистоту 99,8% и не содержащую лабораторно определяемые примеси иных веществ за исключением воды. Данный высокоочищенный продукт, единственно подходящий для подкормки тепличных растений, имеет достаточно высокую отпускную цену - не менее 30 руб./кг. Использование более дешевой углекислоты гарантирует наличие в ней таких примесей, как: сивушные масла, сероводород и аммиак, этаноламины, которые весьма отрицательно сказываются на работоспособности обслуживающего персонала и продуктивности растений.

Самостоятельно проверять (и в последующем очищать) в условиях тепличного комбината фактическое качество закупаемого продукта практически нереально. Объясняется это тем, что очистка на месте значительного количества низкосортной углекислоты (2-5 т/сутки) до необходимой кондиции представляет собой отдельную дорогостоящую техническую задачу. Таким образом, при использовании привозной углекислоты придется обращать особое внимание на организационные вопросы: выбор сертифицированного производителя CO2, выбор надежного перевозчика, контроль качества CO2 и дополнительную очистку при необходимости. Перебои же с поставкой кондиционного продукта отрицательно скажутся на урожайности растений и рентабельности тепличного комбината.

Кроме того, обе вышеупомянутые технологии крайне неэффективно используют углекислый газ для подкормки растений. Большая часть его выбрасывается в атмосферу.

Согласно Киотскому Договору 1997 года страны, подписавшие этот договор, должны сократить выбросы парниковых газов, по крайней мере, на 5% по сравнению с уровнем 1990 года и наладить систему учета и контроля выбросов.

С середины 1990 годов в Европе все выбросы в атмосферу углекислого газа стали облагать обременительным «налогом на изменение климата». Поэтому в последние годы так вырос интерес к технологиям эффективного использования СО2 в хозяйственной жизни.

В основу заявленного технического решения была положена задача снижения себестоимости выращиваемой продукции при увеличении ее урожайности.

Технический результат - конструкторско-технологическое упрощение процесса осуществления полива-подкормки посредством использования углекислого газа из атмосферного воздуха, запасы которого не ограничены, и при этом не происходит загрязнения атмосферы выбросами парниковых газов, а, наоборот, происходит снижение содержания СО2 в окружающем воздухе.

Поставленный технический результат достигается посредством того, что в способе получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений, включающем растворение в воде с образованием химических связей углекислого газа в сатураторе, согласно изобретению отбор углекислого газа осуществляют из атмосферного воздуха посредством его нагнетания в сатуратор, объем которого предварительно заполняют водой с возможностью образования воздушной полости, при этом нагнетание воздуха в сатуратор осуществляют до создания в воздушной полости давления выше атмосферного, после этого обеспечивают посредством предохранительного клапана выпуск воздуха с обедненным после частичного растворения в воде содержанием СО2 из упомянутой полости в атмосферу при одновременной прокачке сжатого воздуха, подаваемого компрессором, посредством чего поддерживают ранее созданное давление воздуха в воздушной полости до получения питательного раствора с необходимой концентрацией растворенного углекислого газа.

Оптимально в воздушной полости сатуратора поддерживать давление воздуха преимущественно в пределах 5-10 атмосфер.

Целесообразно подачу воздуха в сатуратор осуществлять через нижнюю часть сатуратора под давлением, обеспечивающим его нагнетание в воздушную полость сатуратора через объем водяного столба.

Для получения питательного раствора разумно использовать очищенную от примесей воду, преимущественно, дистиллированную или полученную с помощью мембранной фильтрации с обратным осмосом.

Как правило, объем сатуратора предварительно заполняют водой, охлажденной до температуры ниже окружающей среды.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками и связями между ними, идентичными всем существенным признакам заявленного технического решения, а выбранный из выявленных аналогов прототип (способ Б) как наиболее близкий по совокупности признаков аналог позволил выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна» по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного технического решения требованию условию патентоспособности «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение усматриваемого заявителем технического результата.

В частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования известного объекта-прототипа:

- дополнение известного объекта каким-либо известным признаком, присоединяемым к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;

- замена какого-либо признака известного объекта другим известным признаком для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

- исключение какого-либо признака известного объекта с одновременным исключением обусловленной наличием этого признака функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;

- увеличение количества однотипных признаков в известном объекте для усиления технического результата, обусловленного наличием в объекте именно таких признаков;

- выполнение известного объекта или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;

- создание объекта, включающего известные признаки, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами признаков этого объекта и связей между ними.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию условия патентоспособности «изобретательский уровень» по действующему законодательству.

Изобретение поясняется графическими материалами, в которых представлен один из возможных конструктивных вариантов функционального комплекса для реализации способа.

Далее заявленное техническое решение описывается более подробно в сочетании с предпочтительными вариантами его осуществления с отнесением соответственно к сопутствующим графическим материалам на чертеже, где нижеуказанными позициями обозначены следующие функциональные элементы узла и агрегаты:

1 - сатуратор;

2 - установка насосная (средство подачи воды в сатуратор);

3 - компрессор (воздушный низкого давления /5-10 атм/ для нагнетания в сатуратор под давлением двуокиси углерода в сжатом воздухе);

4 - клапан управляемый (системы подачи воды);

5 - клапан управляемый (системы подачи готового питательного раствора на полив);

6 - полость (воздушная);

7 - граница (раздела вода - воздух);

8 - клапан (предохранительный воздушный).

Способ рассматривается применительно к представленному в графических материалах варианту исполнения функционального комплекса для его реализации, который описан ниже.

Функциональный комплекс для получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений включает связанные магистральными трубопроводами: сатуратор 1; насосную установку 2, функционально являющуюся средством подачи воды через управляемый клапан 4 в сатуратор 1; средство нагнетания в сатуратор под давлением газообразного носителя двуокиси углерода, например, в виде компрессора 3 воздушного низкого давления (преимущественно 5-10 атм), а также магистраль (гидросистему) подачи полученного питательного раствора на полив, включающую клапан 5 управляемый.

В качестве газообразного носителя двуокиси углерода использован атмосферный воздух. Сатуратор 1 дополнительно оснащен системой сброса обедненного углекислым газом воздуха из полости 6 воздушной сатуратора 1 в атмосферу, включающей воздушный предохранительный клапан 8. При этом упомянутая система сброса организована с возможностью поддержания давления воздуха в воздушной полости 6 сатуратора 1, необходимого для осуществления режима растворения в воде углекислого газа с образованием химических связей. Граница раздела вода - воздух в сатураторе обозначена позицией 7.

Средство подачи воды в сатуратор 1 может быть оснащено холодильной камерой, а также очистительной системой подаваемой воды от примесей (в графических материалах условно не показаны).

Средство нагнетания в сатуратор 1 газообразного носителя двуокиси углерода, включающее воздушный компрессор 3, магистрально связано с нижней частью сатуратора 1 с обеспечением возможности подачи атмосферного воздуха через водяной столб.

С физической точки зрения заявленный способ заключается в следующем.

В способе получения питательного раствора для полива/подкормки культурных растений осуществляют растворение в сатураторе 1 в воде с образованием химических связей СО2 из сжатого воздуха с последующей подачей полученного объема питательного раствора из сатуратора 1 на полив (в частности, через поливочно-подкормочную оросительную систему). Отбор очищенного углекислого газа осуществляют из атмосферного воздуха посредством его нагнетания в сатуратор 1 с использованием, например, воздушного компрессора 3. Объем сатуратора 1 предварительно (перед подачей воздуха) частично заполняют водой с возможностью образования воздушной полости 6. При этом нагнетание воздуха в сатуратор 1 осуществляют до создания в воздушной полости 6 давления выше атмосферного. После этого обеспечивают посредством предохранительного клапана 8 выпуск воздуха с обедненным после частичного растворения в воде содержанием СО2 из упомянутой полости 6 в атмосферу при одновременной прокачке сжатого воздуха, подаваемого компрессором 3. Посредством этого поддерживают ранее созданное давление воздуха в воздушной полости 6 до получения питательного раствора с необходимой концентрацией растворенного углекислого газа.

Оптимально в воздушной полости 6 сатуратора 1 поддерживать давление воздуха, преимущественно, в пределах 5-10 атмосфер.

Целесообразно подачу воздуха в сатуратор 1 осуществлять через нижнюю часть сатуратора 1 под давлением, обеспечивающим его нагнетание в воздушную полость 6 сатуратора 1 через объем водяного столба.

Для получения питательного раствора разумно использовать очищенную от примесей воду, преимущественно дистиллированную или полученную с помощью мембранной фильтрации с обратным осмосом.

Как правило, объем сатуратора предварительно заполняют водой, охлажденной до температуры ниже окружающей среды.

С позиции экологии и охраны труда обслуживающего персонала использование заявленного способа совершенно безопасно как для окружающей среды, так и для человека, поскольку используется полученный из воздуха углекислый газ, не содержащий вредных для растений и людей примесей.

Дополнительной хозяйственно-ценной функцией заявленного способа и оборудования (функционального комплекса) для его реализации можно считать снижение рН питательного раствора (поливной воды) при насыщении его СО2, поскольку данный эффект улучшает растворимость удобрений, повышает усвояемость кальция и магния растениями. Кроме того, предотвращается отложение известкового налета в шлангах и капельницах поливной системы.

При программировании микроклимата посредством микрокомпьютера (на открытие-закрытие фрамуг) следует учесть, что при систематических подкормках допустима более высокая температура в теплице, поскольку при повышенном содержании СО2 в воздухе температурный оптимум фотосинтеза у высших растений смещается вверх (на 1-4°С в зависимости от культуры, сорта растения и уровня освещенности).

В качестве подтверждения возможности и эффективности отбора углекислого газа из атмосферного воздуха приводится следующая информация.

Растворимость газов в жидкостях зависит от природы самого газа, температуры, давления и способности газов взаимодействовать с растворителем. Также растворимость газов в воде зависит от степени очистки воды от примесей.

В таблице 1 приведены показатели растворимости некоторых газов (в том числе углекислого) в воде при температуре 18°С и давлении этого газа в 1 атмосферу.

В таблице 2 приведены зависимости растворимости некоторых газов при давлении в 1 атмосферу от температуры (растворимость указана в см3/л).

Зависимость растворимости газов от давления сформулировал Генри в своем законе: растворимость прямо пропорциональна давлению газа и коэффициенту пропорциональности, зависящему от природы газа.

Газы в воду попадают в основном из воздуха. Состав сухого атмосферного воздуха приведен в таблице 3.

Парциальные давления газов в воздухе пропорциональны их объемному содержанию, а растворяться в воде они будут в соответствии с законом Генри.

Если атмосферное давление принять за единицу, то парциальные давления будут долями единицы. Соответственно растворенные в воде объемы газов будут равны произведению растворимости на долю газа в атмосферном давлении. С учетом разной растворимости объемная доля газов в общем объеме растворителя (воды) будет иной, чем в воздухе. Учитывая то, что в моле разных газов содержится одинаковое количество молекул, вес моля будет равен молекулярной массе, а объем составляет 22,4 литра (при нормальных условиях). Таким образом, можно определить массы растворенных в одном литре воды газов из воздуха.

В таблице 4 приведены массы растворенных в одном литре воды газов из воздуха.

Как видно из вышеприведенных таблиц, процентное содержание углекислого газа в воде более чем на порядок превышает процентное содержание углекислого газа в воздухе. Абсолютное же значение содержания углекислого газа в единице объема воды примерно такое же, как и в единице объема воздуха, или, если вода предварительно была очищена и охлаждена, в 1.5-2 раза выше, чем в воздухе. Если углекислый газ был растворен в воде при давлении воздуха, например 10 атмосфер, то эффект при поливе растений таким раствором примерно эквивалентен повышению концентрации СО2 в окружающем воздухе в 10 раз. Отсюда становится очевидной высокая эффективность питания растений СO2 из водного раствора.

Дальнейшее развитие технологий подкормки углекислым газом требует применения более совершенных систем мониторинга растений, позволяющих, кроме прочего, постоянно контролировать реальную суточную динамику фотосинтеза. Понадобятся дополнительные исследования для того, чтобы для каждого сорта овощных и цветочных культур определить свою оптимальную концентрацию углекислого газа в комплексе с оптимизацией температурно-влажностного режима и режима минерального питания в зависимости от изменения освещенности и фазы развития растения.

Дефицит СО2 является более серьезной проблемой, чем дефицит элементов минерального питания растений. В среднем растение синтезирует из воды и углекислого газа 94% массы сухого вещества, остальные 6% синтезируются из минеральных удобрений. Наряду с режимом минерального питания, с регулированием температуры и влажности подкормки СО2 играют очень важную роль в управлении вегетативным и генеративным балансом растения. Повышение активности фотосинтеза увеличивает пул ассимилятов и стимулирует развитие растений в генеративном направлении. При этом до корневой системы доходит значительно больше питательных веществ, следовательно, усиливается рост молодых корней, активизируется поглощение элементов минерального питания, повышается устойчивость растений к неблагоприятным факторам окружающей среды, в том числе к повышенной температуре воздуха.

Европейские овощеводы рассматривают подкормку углекислым газом в течение всего периода выращивания растений (т.е. от появления всходов до прекращения вегетации) как обязательный элемент современной интенсивной технологии выращивания культур томата, огурца, сладкого перца. Дозируя углекислый газ, можно эффективно добиваться сокращения продолжительности вегетативной фазы развития растений, что обеспечивает получение раннего, наиболее дорого урожая овощных и цветочных культур. При достаточной обеспеченности элементами минерального питания подкормки чистым углекислым газом всегда повышают урожайность этих культур на 15-40% за счет увеличения количества и массы плодов, в частности овощных культур, а также ускоряют период их созревания на 5-8 дней. Прирост биомассы зеленых культур на подкормке СО2 также существенно увеличивается. Например, урожайность салата повышается на 40%, созревание ускоряется на 10-15 дней. Подкормка цветочных культур в теплицах также высокоэффективна, поскольку значительно повышается качество и выход продукции по некоторым данным на 20-30%.

В осеннем обороте подкормки углекислым газом в перспективе являются основным резервом повышения урожайности овощных культур, в первую очередь - томата. Ведение светокультуры вообще немыслимо без регулярных подкормок углекислым газом.

Оптимально заявленный экологически чистый способ получения питательного раствора и вышеописанную установку для его осуществления использовать в совокупности с экологически чистыми источниками электрической энергии, в частности с ветряными генераторами, которым необходимо в ночное время осуществлять сброс вырабатываемой энергии вследствие ограничения ее потребления. Таким образом, в частности, в системе очистки воды для полива, используемой в заявленном способе и функциональном комплексе для его осуществления, целесообразно использовать этот (практически не используемый в настоящее время) указанный избыток энергии, вырабатываемой ветряными генераторами.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении может быть реализован в технологии организации процесса полива и/или подкормки культурных растений, культивируемых, например, в тепличном хозяйстве;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте нижеизложенной формулы, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленный объект соответствуют требованию условия «промышленная применимость» по действующему законодательству.

Таблица 1
Растворимость газов в воде при Т=18°С и давлении в 1 атмосферу
ГАЗ Растворимость в 1 объеме воды
Азот 0,01698
Кислород 0,03220
Двуокись углерода 0,928
Таблица 2
Зависимости растворимости газов в воде при давлении в 1 атмосферу от температуры (растворимость указана в см3/л)
ГАЗ 0°С 10°С 20°С 30°с 40°С
Углекислый газ (СO2) 1730,0 1310,0 1050,0 850,0 710,0
Кислород (СO2) 48,9 38,0 31,0 26,1 23,1
Азот(N2) 22,3 18,3 15,1 12,8 11,0
Таблица 3
Состав сухого атмосферного воздуха
ГАЗ Содержание в % (по объему) Содержание в % (по весу)
Азот 78,09 75,7
Кислород 20,95 23,1
Аргон 0,93 1,29
Углекислый газ 0,03 0,05
Таблица 4
Массы растворенных в одном литре воды газов из воздуха
ГАЗ Объемные % в воздухе Объем газа, растворенного в воде (мл/л) Объемные % газа в воде
Азот 78,09 11,79 63,39
Кислород 20,95 6,49 34,91
Углекислый газ 0,03 0,32 1,69

1. Способ получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений, включающий растворение в воде с образованием химических связей углекислого газа в сатураторе, отличающийся тем, что отбор углекислого газа осуществляют из атмосферного воздуха посредством его нагнетания в сатуратор, объем которого предварительно заполняют водой с возможностью образования воздушной полости, при этом нагнетание воздуха в сатуратор осуществляют до создания в воздушной полости давления выше атмосферного, после этого обеспечивают посредством предохранительного клапана выпуск воздуха с обедненным после частичного растворения в воде содержанием СО2 из упомянутой полости в атмосферу при одновременной прокачке сжатого воздуха, подаваемого компрессором, посредством чего поддерживают ранее созданное давление воздуха в воздушной полости до получения питательного раствора с необходимой концентрацией растворенного углекислого газа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в воздушной полости сатуратора поддерживают давление воздуха преимущественно в пределах 5-10 атмосфер,

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что подачу воздуха в сатуратор осуществляют через нижнюю часть сатуратора под давлением, обеспечивающим его нагнетание в воздушную полость сатуратора через объем водяного столба.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения питательного раствора используют очищенную от примесей воду, преимущественно дистиллированную или полученную с помощью мембранной фильтрации с обратным осмосом.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что объем сатуратора предварительно заполняют водой, охлажденной до температуры ниже окружающей среды.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способам обезвреживания шламового осадка нефтехимического предприятия. .
Изобретение относится к области создания материалов для укрепления грунтов. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам цементации слабых грунтов при подготовке и реконструкции оснований фундаментов зданий и сооружений.
Изобретение относится к способу стабилизации пылеобразующих поверхностей полимерами, находящимися в форме редиспергирующихся в воде порошкообразных полимеров, которые необязательно представляют собой модифицированные для обеспечения реэмульгирования порошкообразные полимеры или модифицированные для обеспечения реэмульгирования водные дисперсии полимеров.
Изобретение относится к мелиорации почв и может быть использовано при рекультивации земель, загрязненных тяжелыми металлами, пестицидами и т.д. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для снижения кислотности почвы, улучшения ее структуры и повышения плодородия. .
Изобретение относится к полимерным материалам, обладающим специальными свойствами, которые используются в электронных устройствах. .

Изобретение относится к вяжущей композиции, к способу приготовления такой вяжущей композиции, к материалу из твердых частиц и способу обработки материала из твердых частиц.

Изобретение относится к вяжущей композиции, к способу приготовления такой вяжущей композиции, к материалу из твердых частиц и способу обработки материала из твердых частиц.

Изобретение относится к вяжущей композиции, к способу приготовления такой вяжущей композиции, к материалу из твердых частиц и способу обработки материала из твердых частиц.
Изобретение относится к сельскому хозяйству и касается состава для восстановления биопродуктивности глинистых почв

Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению, а именно к методам повышения водостойкости почвенной структуры путем внесения в почвы различных веществ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению, а именно к методам повышения водостойкости почвенной структуры путем внесения в почвы различных веществ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению, а именно к методам повышения водостойкости почвенной структуры путем внесения в почвы различных веществ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению, а именно к методам повышения водостойкости почвенной структуры путем внесения в почвы различных веществ

Изобретение относится к области сельского хозяйства и почвоведения

Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению, а именно к методам повышения водостойкости почвенной структуры путем внесения в почвы различных веществ
Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению, а также к методам повышения водопрочности почвенной структуры путем внесения в почвы различных веществ
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к мелиорации почв, в частности к составам и способам для борьбы с водной эрозией почв
Наверх