Наноглина для выращивания растений на пустынных и неплодородных почвах и способ ее получения
NANOCLAY FOR GROWING PLANTS ON DESERT AND INFERTILE SOILS AND METHOD FOR ITS PRODUCTION

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к выращиванию растений на непригодных для этого почвах, и может найти применение для создания зеленых зон на пустынных и неплодородных землях, например, в песчаной пустыне.
Известен биоразлагаемый композиционный нетканый материал на основе полилактида (Патент RU на изобретение № 2734883, МПК C08L 7/00, D04H 13/00, опубл. 23.10.2020, бюл. №30). Композиционный волокнистый нетканый материал, содержит полилактид и натуральный каучук при следующем соотношении компонентов, масс.%: полилактид 85-95, натуральный каучук 5-15.
Известное решение невозможно использовать на пустынных почвах ввиду его способности к биоразложению и к механическому разрушению под действием развивающейся корневой системы.
3
Известен субстрат для выращивания растений на основе вспученного перлита, (Патент RU на изобретение № 2562838, МПК A01G 31/00, опубл. 10.09.2015, бюл. №25). Субстрат для выращивания растений включает не менее 10% вспученного перлита с насыпной плотностью 30-200 кг/м и размерами гранул вспученного перлита 0,01-7 мм, помещенный в упаковку из эластичного материала, наружная сторона которой является светлой, а внутренняя - темной. При этом количество вспученного перлита в упаковке составляет не менее 10% от ее объема.
Известен способ изготовления брикетов ля выращивания растений на основе торфа (Патент RU на изобретение № 2656382, МПК A01G 24/00, A01G 24/28, A01G 24/44, опубл. 05.06.2018, бюл. №16). Способ включает приготовление торфяной массы из верхового торфа, сушку и прессование. При этом сушку проводят до влажности 22-28 мас.%. Перед прессованием через распылитель подают смачиватель и смешивают торфяную массу. Прессование в брикеты и плиты осуществляют при давлении 150-180 атм. Сушку осуществляют в сушильном барабане с температурой теплоносителя: при входе - 250-350°С, а при выходе - 55-70°С. После процесса сушки торфа в качестве раскислителя добавляют дозаторами доломитовую муку или мел, или смесь доломитовой муки и мела.
Известен способ выращивания растений на пустынных и неплодородных почвах (Патент RU на изобретение № 2707520, МПК A01G 9/00, A01G 31/02, опубл. 27.11.2019, бюл. №33). Способ включает использование питательного субстрата с семенами растений, который размещают в контейнере из биоразлагаемого материала, содержащего боковые стенки с перфорацией, дно и крышку. При этом на наружных поверхностях боковых стенок и дне контейнера размещают съемное пленочное покрытие. Дно контейнера выполняют с перфорацией и на нем размещают слой водоупорного материала. Крышку выполняют в виде панелей, поворотно установленных по периметру боковых стенок контейнера и снабженных съемными элементами для фиксации указанных панелей в вертикальном положении. Для выращивания растений в качестве водоупорного материала используют полипропиленовое волокно в виде водонепроницаемого материала геотекстиля ниже роста корневой системы взрослого растения. Сверху укладывают перфорированную полиэтиленовую трубу спиралевидной формы. Каждая концентрическая окружность трубы контролирует отдельную зону, в пределах зоны конец спирали соединяют с помощью вертикального стояка в виде вертикальной полиэтиленовой трубы, которую подсоединяют к источнику подачи воды, а другой свободный конец перфорированной трубы заглушают пробкой. Поверхность водяной перфорированной трубы спиралевидной формы сверху покрывают вторым водопроницаемым материалом геотекстиля, концы их слоев по периметру в плане уложенной водяной трубы спиралевидной формы поэтапно фиксируют между собой швом, образуя замкнутую полость. Сверху укладывают равномерным слоем гранулы твердого осадка навоза из свиностоков или птичьего помета, или сапропель, или торф, после их получения с сохранением всех питательных компонентов природного происхождения для внесения в почву и содержащих азот, калий, фосфор. Далее поверхность одного из продуктов, выполненных из питательного вещества, сверху покрывают равномерным слоем полимера в виде гранул сорбента с последующим его набуханием и впитыванием воды, после на поверхность которого укладывают плодородную почву с возможностью газообмена из почвы и высевают семена. При этом фиксированный объем поданной воды обеспечивают с помощью счетчика, выполненного в виде блока измерения расхода воды.
Однако на пустынных и неплодородных почвах известные решения не способствуют удержанию воды, макро- и микроэлементов, отсутствие которых истощает растения и приводит к их гибели.
Изобретение направлено на создание наноглины для выращивания растений на пустынных и неплодородных почвах, способной удерживать воду, макро- и микроэлементы.
Это достигается тем, что наноглина для выращивания растений на пустынных и неплодородных почвах включает следующее соотношение компонентов, мас.%: дуолит - 20, волластонит - 30, гуминовое вещество - 40, вода дистиллированная - остальное.
Способ получения наноглины для выращивания растений на пустынных и неплодородных почвах включает измельчение в шаровой дробилке дуолита, искусственного волластонита и гуминового вещества с последующим перемешиванием в механической мешалке в течение 30-40 минут и погружением их с добавлением дистиллированной воды в автоклав при температуре 120-130°С и давлении 1-1,5 атм, погружение полученной смеси в металлические формы и затворение ее раствором жидкого стекла в расчете 10% от общий массы сырья.
Характеристика используемых материалов
1. Дуолит, полученный на основе вермикулита (Патент RU на изобретение № 2751944, опубл. 21.07.2021, бюл. №21).
3
2. Волластонит - природный силикат кальция с молекулярной формулой CaSiO, либо синтетический волластонит.
3. Гуминовое вещество - природное органическое соединение, составляющее от 50 до 90% органического вещества торфа, углей, сапропелей и неживой материи почвенных и водных экосистем.
4. Вода дистиллированная (ГОСТ Р 58144-2018. Вода дистиллированная. Технические условия)
Наноглину для выращивания растений на пустынных и неплодородных почвах получают следующим образом.
В шаровой дробилке измельчают 20% дуолита, 30% искусственного волластонита, 40% гуминового вещества. Всю эту смесь перемешивают с помощью механической мешалки в течение 30-40 минут. Затем полученную смесь погружают в автоклав и обрабатывают при температуре 120-130°С и давлении 1-1,5 атм с добавлением дистиллированной воды.
После обработки в автоклаве смесь погружают в металлические формы и затворяют раствором жидкого стекла в расчете 10% от общей массы наноглины. По истечению 10-12 часов готовые плиты вынимают из формы и оборачивают в полиэтиленовую пленку для удобства во время транспортировки.
Оптимальная высота плит из наноглины составляет 5-10 см. Оптимальный размер плит: ширина - 1 м, длина - 1,5-2 м (можно до 3,5 м).
Плиты из наноглины укладывают на песчаные почвы, в пустынные места, например, Каракумы, Кызылкум или на территории ОАЭ, Кувейта, Саудовской Аравии. Предварительно снимают слой песка на 10-15 см. Затем укладывают наноглину и засыпают ее песком. Растения сажают в наноглину, в составе которой имеются все нужные макро- и микроэлементы, таким образом, чтобы нижняя часть корневой системы укладывалась в плиты из наноглины. При этом наноглина удерживает воду, используемую во время полива, не позволяя ей просачиваться сквозь песок.
Следует отметить, что на плитах из наноглины можно выращивать растительность, так и в регионах с плодородной землей. «Наноглина» способствует задержанию воды и полезных макро- и микроэлементов, которые используют в агрохимии, а также максимально сохраняет введенные в почву удобрения.