Пристрій для безперервної контрольованої подачі споживної суміші в кореневу систему рослини

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к устройствам для непрерывной дозированной подачи удобрений и питательных смесей в корневую систему растений. Основным элементом, контролирующим дозирование веществ в осмотических устройствах является мембрана. Влага через мембрану поступает во внутрь устройства, где происходит растворение дозируемых веществ и под действием возникающего гидростатического давления через заранее организованное отверстие, раствор вещества истекает из устройства в среду функционирования. Так как структура мембраны при DС = const может позволить пройти во внутрь строго определенному количеству воды (в виде жидкости или паров), то и количество раствора истекающего из устройства буде т постоянным. Чем более длительное время мембрана будет сохранять способность быть полупроницаемой (раствор из устройств через мембрану наружу не выводится, в отличие от диффузионных мембран и устройств) без потери производительности, тем дольше будет работать устройство с сохранением первоначальных кинетических характеристик. При этом скорость дозирования раствора будет постоянна, а это, в свою очередь, определяется постоянным контактом мембраны с дозирующим веществом (ΔС = const). Известно устройство для упаковки удобрений, содержащее корпус или закрытую емкость по меньшей мере одна из стенок которой образована полимерной гидрофобной мембраной с гидрофильными включениями, в которые помещают удобрение, мембрана может быть изготовлена порошкообразного полиэтилена или сополимера этилена с винилацетатом, привитого акриловой кислотой с последующим горячим формованием порошка [1]. Недостатком данного устройства является недостаточно высокая надежность его работы т.к., для получения удовлетворительной скорости выделения веществ в гр унт необходимо определенное соотношение гидрофильных включений к весу гидрофобного материала. Кроме того для осуществления равномерного обмена между наружной и внутренними частями упаковки необходимо чтобы гидрофильные добавки распределялись равномерно по всей ширине. Это ужесточает требования к свойствам мембраны и усложняет процесс ее получения. Положительный результат, достигаемый в предложенном устройстве состоит в повышении эффективности внесения удобрений в грунт с высокой надежностью в течение всего периода вегетации растения, за счет строго контролируемого дозирования веществ. Указанный результат получен использованием наглухо запаянной емкости из полиэтиленовой мембраны на пористом носителе в сочетании с питательным, находящимся внутри емкости, при этом мембрана изготовлена из полиэтилена высокого давления продольного ориентирования массой 13-22 г/м 2, а подложка выполнена из бумаги массой 40-60 г/м 2, мембрана и подложка скреплены колодированием. Для контролируемой подачи воды, во внутрь устройства загружают отдельные соли или смеси солей, которые имеют осмотическое давление в интервале от 80 до 350 атм, то есть величины достаточные для поступления воды в устройство, преодоления кластерообразований и обеспечения контролируемого выделения раствора в среду функционирования. В качестве отдельных солей используют, например KNO3, NaCI, NaNo3, (NН4)3РО4, ΝΗ4Η2ΡΟ4 , (NH4)2HPO 4, КСІ, Са(NО3) 2, К 2РНО4, MgSO4 , KH2PO4 и и х смеси. Кроме того, для загрузки используют кристаллины с соотношением активных компонентов N:P2O5:K2 O:MgO = 10:5:20:6; 10:5:20:2,5; 10:5:20:0; 20:16:10:0; 18:18:21:0; 18:8:21,5:2. Смеси солей и кристаллины при этом могут содержать до 0,12% по весу микроэлементов (Мn, Сu, Zn, В, Fe в виде солей). Таким образом, только сочетание полиэтиленовой мембраны на пористом носителе с загрузкой соответствующими солями обеспечивает контролируемое дозирование активных веществ. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что полиэтиленовая мембрана на пористом носителе в сочетании с солями, имеющими осмотическое давление в интервале 80-350 атм обеспечивают контролируемое дозирование активных веществ со скоростью 1,5-2,0 мг/см 2. Продольное ориентирование позволяет обойтись без отверстий, поскольку подача идет по ориентации полимера. Используемый в настоящем изобретении полиэтилен высокого давления продольного ориентирования массой 13-22 г/м 2 обладает преимущественным размером пор 4-5 Å. Используемая в качестве подложки бумага массой 40-60 г/м 2 также обладает дефектами пор находящимися в интервале размеров 4-5 Å. При соединении этих составляющих колодированием образуется пористая система, обеспечивающая возможность оптимального дозирования питательного вещества с требуемыми скоростями. На чертеже показано поперечное сечение устройства с мембраной из полиэтилена на бумаге и снаряженного KNO3. Устройство состоит из емкости, выполненной из полиэтиленовой мембраны 1 и пористой подложки 2 из бумаги, причем слой полиэтилена выполнен толщиной 15 г/м 2, а бумажный - 50 г/м 2. Внутрь емкости помещено дозируемое вещество 3 - KNO3 . Устройство работает следующим образом. После помещения устройства в среду функционирования (вода, почва, влажный субстрат) через мембрану влага из среды функционирования поступает к дозируемому веществу 3, растворяет его и за счет гидростатического давления, возникающего внутри емкости через мембрану насыщенный раствор активного вещества 3 поступает в среду функционирования со скоростью 1,5 мг/см 2 час. Таким образом, сочетание полиэтиленовой мембраны на пористом носителе в сочетании с дозируемым веществом, имеющим осмотическое давление 80-350 атм обеспечивают необходимый коэффициент диффузии, контролируемое поступление воды к веществу и, соответственно длительное непрерывное дозирование вещества в среду функционирования. Применение полиэтиленовой мембраны на пористом. носителе в значительной степени расширит диапазон применения осмотических устройств, так как полиэтилен весьма инертен, химически стоек, легко формируется, сваривается и перерабатывается. Кроме того, полиэтилен является наиболее распространенным полимером. Использование таких сэндвичевых систем значительно снизит себестоимость изделий и упростит те хнологию их изготовления. Широкий спектр скоростей дозирования, который можно еще расширить за счет увеличения площади мембраны позволит использовать осмотические дозаторы как в воде, так и различных в почвах и субстрата х. Пористый носитель в свою очередь играет роль не только фильтра и диффузионного сопротивления потоку воды к мембране или к активному веществу, но и предохраняет мембрану от повреждения.