Волокнистий субстрат “гравілен” для вирощування рослин

Б И ^**3s f t i ЛЛЯ С HVJKf ЬНОЮ ПОЛЬЗОВАНИЯ Ж) Ш союз СОВЕТСКИХ ^£-A/ ^ *чЕ^ ^ 000 і*- Д f СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19) {SQA SU(11, 1389015 A 01 G 31/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) (22) 4128747/30-15 24.07.86 содержит волокно из пироксенового порфирита, природный цеолит с размером частиц 0,5-3,0 мм, фенолформальдегидное связующее и полиакричамид, взятые в массовом соотношении (8696):(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 ьаилучшее сочетание гидрофобно-гидрофильных свойств субстрата, определяющих эффективность его применения в качестве искусственного заменителя почвы. 5 табл. (71) Институт физической химии АЛ УССР (72) Г.В.Сандул, С.Н.Свешников, А.С.Григорьева, Б.Г.Ильин, Н.В.Турутина, П.С.Яремов, А.А.Мельников, В.Е.Сердюк, С.Н.Гопанко», Ю.М.Беликов , Т.М.Черевченко, Л.С.Гиль и Н.В.Заименко (53) 631.544 (088.8) ( 56) Патент Великобритании , W 1336426, кл. А 01 G 31/00, 1973. (54) ВОЛОКНИСТЫЙ СУБСТРАТ "ГРАВИЛЕН" ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ (57) Изобретение относится к искусственным заменителям ггочвы. Целью изобретения является улучшение водновоздушного режима субстрата и повышение продуктивности растений.Субстрат СО со о 14-Ї : і • • і 1 2 13890 15 Изобретение относится к искуссткамере полимеризации с целью отвержвенным заменителям почвы, а именно дения синтетических связующих; резку к волокнистому композиционному матеплит и упаковку в термоусаживающуюся риалу, используемому в качестве корполиэтиленовую пленку". необитаемой среды для выращивания Волокнистый субстрат "Гравилен" овощных и декоративных культур гиддля выращивания растений выполнен в 3 ропонным способом в условиях защивиде плиты плотностью 90-130 кг/м щенного грунта, и толщиной 60-120 мм. ЦеЛЬ ИЗОбреТеНИЯ - улучшение ВОД- J0 Исследование физико-химических но-воздушного режима субстрата и попоказателей, характеризующих агровышение продуктивности растений. технические свойства волокнистого П р и м е р . Для изготовления субсубстрата, проводили на образцах страта использовали волокно из пироразмером 100 • 100 • 80 мм. ксенового порфирита диаметром 3 \§ В табл. 1 приведены составы ком7 мкм следующего состава, мас./ї: позиций волокнистого субстрата, в Оксид кремния 40,4-44,6 табл. 2 - их физико-химические хаОксид алюминия 10,9-13,0 рактеристики в сравнении с известной Оксиды железа 7,0-8,5 композицией. Оксид кальция 17,0-22,5 20 Для композиций 1-5 характерно соОксид магния 7,0-9,6 держание компонентов в заявляемых Оксид калия 0,44-0,93 пределах. В качестве контрольных приОксид натрия 0,81-2,2 ведены составы 6 и 7, относящиеся к Остальные компокомпозициям, в которых содержание ненты (оксиды 25 волокна, полимерных связующих - фетитана, марганца, нолформальдегидной смолы, полиакрилфосфорный и серамида и порошкообразного наполнителя ный ангидриды) До 100 цеолита, а также размер частиц поБ качестве связующего применяли следнего находятся за. пределами их комбинацию фенолформальдегидной смо- 30 граничных значений. лы (фенолоспирты марок Б и В ТУ 6-05t 1164-81), широко используемой в проИз данных, приведенных в табл. 2 изводстве теплоизоляционных минераловидно, что волокнистые субстраты из ватных плит, и нетоксичного полиакпредлагаемых композиций 1-5 в сравнериламида (ТУ 6-01-1049-81). нии с известным материалом характериПриродный цеолит, предназначенный зуются более высокой стойкостью в для использования в сельском хозяйстусловиях длительного использования ве (ТУ 46 УССР 30-83), вводили в вов качестве корнеобитаемой среды, о локнистую композицию субстрата в вичем свидетельствует гораздо меньшее де муки с размером частиц 0,5-3,0 мм. 40 изменение основных характеристик Изготовление волокнистого субстрата (плотности, общей пористости, порисдля выращивания растений осуществлятости аэрации, влагоемкости, влаголи по конвейерной технологии произвпитываемости, усадки при полном водства теплоизоляционных плит. смачивании) предлагаемого субстрата Технологический процесс включает ^g при многократном увлажнении и сушке. следующие операции: плавление шихты Таким образом, по сравнению с протии раздув минерального волокна четывопоставленным материалом, структура рехвалковой центрифугой в камеру вокоторого разрушается уже после трехлокноосаждения; распыление 15-20%-нократного увлажнения и сушки, примего водного раствора фенолосгогрта, 3- с 0 нение предлагаемого волокнистого суб10%-ного раствора полиакриламида с страта позволит повысить стойкость помощью форсунок в камеру волокноосажсубстрата и улучшит^ водно-воздушный дения; дозирование цеолитовой муки режим питания корневой системы растепневмотранспортером в камеру волокний в условиях его многократного исноосаждения; пропитку волокна полипользования. 5 5 мерными связующими и формирование При выходе за граничные пределы соминераловатного ковра на транспортедержания компонентов субстрата и размере; уплотнение и термообработку при ра частиц природного цеолита ухудшаются 200-250 С минераловатного ковра в физико-химические показатели,характе 1389015 ризующие 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 10 частиц цеолита составлял более 3,0 мм) характерно снижение показателей влагоемкости и влаговпитываемости волокнистого материала. В результате субстрат быстро пересыхает 15 и затрудняется подача питательного раствора снизу в корневую систему растения. Структура материала неоднородна вследствие ухудшения распределения грубодисперсных частиц цео20 лита в композиции. Увеличение содержания волокнистой составляющей и гидрофилизирующего связующего соответственно до 96,5 и 2,1% при снижении содержания фенол- 25 формальдегидного 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 водона30 сыщения 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 пьшевыделение субстрата, что создает технологические затруднения при его транспортировке, складировании и укладке в качестве искусственного заме40 нителя почвы в теплицах. испытываемые субстраты подвергапи 5кратному 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 но 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 Оценка эффективности использоваснижается возможность засоления субния субстратов из известных и предластрата. гаемых композиций проводилась по данМинераловолокнистые субстраты в ным всхожести семян, продолжительнос'виде плит толщиной соответственно 45 ти роста (до созревания плодов или 80 и 120 мм из предлагаемых компоцветения), продуктивности (урожайносзиций показали также более высокую ти) и сортности культур с учетом сеэффективность при выращивании овощей вооборота и продолжительности культи(огурцов, томатов) и цветов (гвоздивирования. ки) , характеризующихся длительными 50 сроками вегетации. Из данных, приВегетационный цикл витаминно-овощных растений (салата, редиса, лука) веденных в табл. 4 и 5, видно, что составляет в среднем 1-1,5 м е с , тоускоряется рост (до созревания пломатов и огурцов 4-5 мес. (от высадки дов у овощей и цветения гвоздики), рассады до снятия полного урожая), повышаются урожайность и сортность для гвоздики бессменный период выра- 55 растений, выращенных на предлагаещивания - в течение 2 лет. Поэтому мых субстратах, в сравнении с известпри выращивании витаминно-овощных ными и базовому варианту (щебнем). растений с коротким циклом вегетации Отмечено, что при незначительной 1389015 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 20 минерального сырья - пироксенового порфирита и природного цеолита и относительно дешевых полимерных связующих - фенолформальдегидной смолы (фенолоспирта) и полиакриламида, се25 рийно 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 Состав композиций процесс созревания овощей и цветения ГВОЗДИКИ, НО II ИСКЛЮЧИТЬ ВОЗМОЖНОСТЬ заболевания и повреждения опасными вредителями корневой системы, экономить питательный раствор, эиергоре— сурсы, стройматериалы и обеспечить возможность автоматизации и механизации процесса выращивания, исключить загрязнение окружающей среды удобрениями и ядохимикатами. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Волокнистый субстрат для выращивания растений, включающий минеральное волокно диаметром 1-Ю мкм, фенолформальдегидное связующее и целевые добавки, о т л и ч а ю щ и й с я 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 пироксено86-96 вого порфирита Фенолформальдегидное 0,5-2,0 связующее 0,5-2,0 Полиакриламид 3,0-10,0 Природный цеолит Содержание компонентов в Т а б л и ц а композициях, мае. % предлагаемых Волокно из пироксенового -порфирита диаметром 3-7 мкм Фенолформальдегидное связующее (фенолоспирт марок Б или В) Полиакриламид Природный цеолит с размером частиц до 0,5 мм 0,5-1,0 2 " Г Т~ 86 2,0 2,0 96 13 91 ,5 0,5 0,5 1,25 1,25 1 контрольных 1 т~тт • 6 | 7 91 ,5 91 ,5 85,5 96,5 2,0 0 0 ,5 2 ,0 2,1 0,4 0,4 2,1 — 6 ,0 — 1,0 — 10 1,0-2,0 6 ,0 2,0-3,0 3,0 6 ,0 Свыше 3,0 12 н, 1389015 Т а б л и ц Показатели Композиция изпо патенту Великобрита Композиции предлагаемые 1 • 2 а 2 • Композиции контрольные 3 4 5 6 7 нии № 1336426 Плотность, кг/м 3 о 85 105 135 87 130 98 117 125 110 137 tto 122 130 120 142 98 95 98 97 98 96 94 98 95 95 96 98 94 94 93 93 90 93 96 90 93 7 21 33 25 36 18 40 13 О 18 25 20 30 15 36 ю 11 13 21 7 33 _ 91 75 65 72 62 78 55 85 85 77 70 76 68 79 58 90 83 79. 80 75 83 60 -. 38 35 30 32 22 48 8 62 78 37 34 35 26 55 10 83 42 45 40 32 70 15 _ 30 3,5 9,5 5,6 4 7,8 6,4 18 52 5,1 18 10 8 20 11 13 8*4 V 121 85 Пористость аэра~ ции, об.% О 115 134 1 90 92 Общая пористость, 'об.% . О 130 ЗО 21 15 35 14 Влагоемкость,об,% Вла говпитыв а емость,через мин,об.: О ' 1 Усадка при полном смачивании, % О .. П р и м е ч а й и е. 0 - в исходном состоянии, 1 и 3 - соответственно после однократного и трехкратного увлажнения и сушки волокнистого материала. Прочерк в графе значений физико-химических показателей означает то, что вследствие потери формы (слеживаемость и разрушение структуры материала) определение характеристик волокнистых субстратов не представляется возможным. 1389015 10 Т а б л и ц а Композиция Рота Культура ция Композиция известная 3 Продуктивность Всхожесть , % средняя масса 1-го растения процент 1 6,0 100 Салат 53 2,8 43 Лук 42 6,5 100 Салат _ 1 Салат 100 7,9 122 Редис 95 6,8 113 3 Салат 100 10,0 154 4 Лук 75 11,5 177 5 Салат 87 9,3 143 1 Салат 97 9,5 146 2 Редис 100 9,0 150 3 Салат 92 8,4 129 4 Лук 70 7,5 115 5 Салат 75 6,2 95 1 Салат 100 11,0 169 2 Редис 100 11,6 193 3 Салат 93 12,3 189 4 Лук 100 11,8 182 5 Состав 4 74 2 • Редис 5 Состав 3 100 4 Состав 2 6,5 3 96 2 Композиции предлагаемые Состав 1 Салат Салат 96 10,7 165 1 Салат 98 10,8 166 2 Редис 100 12,0 200 3 Салат 100 10,5 162 4 Лук 65 8,0 123 . _ I I 12 1389015 Продолжение табл.З Композиция Рота- Культура Всхожесть, ция X Продуктивность - г—— 1 — средняя масса 1-го растения ——• процент Салат 82 98 11,5 126 177 2 Редис 100 10,6 177 3 Салат 100 9,2 142 4 Лук 92 7,9 122 5 Салат 85 5,2 80 5 1 Состав 5 П р и м е ч а н и е . Салат 8,2 Витаминно-овощные культуры: салаты "Нансен" и "Каменная головка", редис "Рубин", лук-севок. Толщина плит испытываемых волокнистых субстратов составляет 60 мм. Средняя масса одного растения салата, лука определясь по зеленой массе, редиса - по корнеплодам . Т а б л и ц а Композиция Композиция известная Ротация 1 2 Культура л ПП 11 П * Средняя Огурцы сорта "Эстафета" Томаты сорта "Украинец" Сортность, % ^ созре- урожаи вания, ность дней кг на 1 м 2 площади I II 68 28 76 18,7 60 33 22,2 65 30 49 26,9 59 35 34,2 75 24 71 26,2 83 12 81 Композиции предлагае 31,8 56 Огурцы сорта "Эстафета" 62 88 1 2 Время 4 28,3 82 16 52 39,4 74 24 мые Состав 2 1 2 Томаты сорта "Украинец" 1 2 Огурцы сорта "Эстафета" ІЗ 389015 14 . Композиция Состав 3 Ротация Культура Время созревания t дней Средняя урожайность кг на 1 мг площади табл.4 Сортность» X II 57 1 Огурцы сорта "Эстафета" 2 1 1 Томаты сорта "Украинец" 2 і 8 25,6 71 26 27,3 88 10 50 Томаты сорта "Украинец" 90 68 11 36,3 85 1 2 Состав 5 Продолжение '38,5 76 19 36,8 87 12 29,6 79 15 54 73 • 27,8 82 14 2 Насыпной грунт - щебень (базовый вариант) 80 Огурцы сорта "Эстафета" 55 35,4 68 28 1 Огурцы 65 29,4 62 34 1 Томаты 80 21,3 60 36 П р и м е ч а н и е . Толщина плит испытываемых волокнистых субстратов составляет 80 мм * Время созревания овощей определялось с момента высадки рассады. Выращивание рассады также осуществляли в кубиках минераловатного субстрата размером 100- 100- 80 мм. Т а б л и ц а Композиция Композиция известная Композиции предлагаемые Состав t Продолжитель- Средняя ность роста у ^ил\с±и гвоздики до ность начала цвете- гвоздиния 25% расте- ки на ний, сут срез 3 шт./м 5 Сортность, % "Экстра" I II н/с 108 134 18 35 37 30 98 159 19 37 26 18 Состав 3 102 168 22 40 23 15 Состав 4 96 186 25 41 21 13 38901 5 15 16 Продолжение табл.5 Композиция Продолжительность роста гвоздики до начала цветения 252 растений, сут * * Насыпной грунт - щебень (базовый вариант) * Сортность, X ность "Экгвозди- стра" ки на срез * ит./м* 106 113 П р и м е ч а н и е . Средняя урожай 15 I 38 II 29 я /с 18 Толщина плит испытываемых волокнистых субстратов составляет 120 мм. Посадка проведена в апреле-мае, длительность выращивания - 2 года. Редактор С.Рекова Составитель С.Куваева Техред М.Моргентлл Корректор о. Кравцова Заказ 253/ДСП Тираж 481 Подписное В Ш И Л И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4