СУБСТРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ

Заявляемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к выращиванию растений в защищенном грунте по малообъемной технологии с использованием минерального субстрата.
Среди субстратов для выращивания растений, известен, например, по а.с. СССР №1435211 на изобретение (МПК 4 A01G 31/00, 1988 [1]), субстрат, содержащий верхний и нижний слои, верхний выполнен из материала с наименьшей влагоемкостью 11-12 мас.%, а нижний - из материала с наименьшей влагоемкостью 18-19 мас.%, причем толщина верхнего слоя в междурядьях составляет 1/10-1/3 общей толщины субстрата, а толщина в рядах для растений составляет 1/6-2/3 общей толщины субстрата при ширине 1/6-2/3 общей толщины.
Недостатком указанного субстрата является конструкция его слоев, обуславливающая сложность приготовления субстрата. Кроме того, указанная нижняя граница влагоемкости слоев субстрата является недостаточно малой для применения субстрата в малообъемной технологии выращивания растений.
В настоящее время малообъемная технология выращивания растений широко используется. Сущность ее заключается в том, что растения выращиваются в малом объеме (5-15 л) субстрата, естественного или искусственного (В.В.Климов Оборудование теплиц для подсобных и личных хозяйств. М., Энергоатомиздат, 1992 г. [2]). Желание планировать урожай однозначно направляет выбор земледельца в сторону искусственного субстрата. При этом весь необходимый для питания растений комплекс элементов подается в виде раствора, а искусственный субстрат является химически и биологически инертным по отношению к выращиваемому растению и питательному раствору. Общеизвестно, что такой субстрат должен обладать хорошей влагоемкостью, то есть способностью накапливать и длительное время сохранять в себе влагу, и одновременно быть хорошо аэрируемым, то есть в нем должен содержаться воздух. Указанные два параметра, как правило, являются взаимозависимыми, причем при увеличении влагоемкости снижается способность к аэрации и наооборот.
Наибольшее распространение в настоящее время получил субстрат [2], выполненный из минеральной ваты, имеющей однородные свойства по всему объему. Такое выполнение субстрата имеет ряд недостатков. Известен большой
ассортимент выпускаемой промышленностью минеральной ваты, но он далеко не весь применим в малообъемной технологии выращивания растений. На это накладывает ограничение необходимость обеспечения однородных свойств субстрата (влагоемкость, воздухопроницаемость, теплопроводность) по всему объему. Поэтому технология изготовления минеральной ваты для использования в малообъемной технологии является технически сложной, что приводит, в частности, к большим энергозатратам на ее осуществление. Это, в свою очередь, увеличивает стоимость указанной минеральной ваты. Кроме того, использование минеральной ваты подразумевает жесткое соблюдение правил техники безопасности: общеизвестно, что микроскопическая пыль минеральной ваты является очень вредной для верхних дыхательных путей. Недостаток использования вышеупомянутого субстрата также проявляется в необходимости подачи питательного раствора таким образом, чтобы поддерживать влажность субстрата в заданном неустойчивом состоянии, когда верхняя часть субстрата до определенной глубины должна быть менее влажной, чем нижняя. Эта необходимость вызвана обеспечением оптимального водно-воздушного режима корней выращиваемого растения, при котором для оптимального поглощения влаги и питательных элементов нижней частью корней верхняя их часть должна обеспечиваться большим количеством воздуха [1].
Улучшение водно-воздушного режима достигается при использовании субстрата, известного по а.с. СССР №1161021 на изобретение (МПК 4 A01G 31/00, 1983 [3]), выполненного на основе минерального волокна диаметром 0,5÷20 мкм, состоящего из двух слоев. Верхний слой с плотностью 60÷90 кг/куб.м, нижний слой с плотностью 100÷130 кг/куб.м. Соотношение слоев по толщине 0,5÷1:1. Однако указанному субстрату присущи остальные недостатки, указанные для предыдущего аналога.
Известно также применение в составе субстратов керамзита. Например, в составе композиции для искусственного субстрата, известной по патенту РФ №2004142 на изобретение (МПК 5 A01G 31/00, 1993 [4]), включающей керамзит 62÷74 мас.%, клиноптилолит 16-24 мас.% и искусственный целлюлозосодержащий материал 10÷14 мас.%. Указанный субстрат, как и другие керамзитосодержащие субстраты, содержат керамзит лишь как дренирующую добавку. Многокомпонентный разнородный состав таких смесей является их недостатком, увеличивающим транспортные расходы по доставке компонентов субстрата к месту его изготовления.
Указанная выше композиция для искусственного субстрата [4] является по совокупности существенных признаков наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению. Поэтому она принята в качестве прототипа заявляемого изобретения.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является снижение количества разнородных компонентов субстрата при одновременном сохранении урожайности без значительного изменения технологии выращивания растений на субстрате.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является снижение количества разнородных компонентов субстрата при одновременном повышении урожайности и незначительной корректировке общеизвестной технологии выращивания растений в малом объеме инертного субстрата.
Сущность изобретения состоит в том, что субстрат для выращивания растений содержит два слоя керамзита. Нижний слой выполнен из крупных частиц керамзита размером 5÷10 мм, верхний слой - из мелких частиц керамзита размером 0,1÷5 мм. Соотношение слоев по толщине 0,8÷1,2:1.
Желательно размещать верхний и нижний слои керамзита общим объемом 5÷15 куб. дм в гибком мешочке размерами (400÷500)×(350÷430)×1 мм, имеющем дренажные отверстия. Предпочтительно выполнять мешочек размерами 450×390×1 мм, из полиэтилена, и размещать в нем 10 куб. дм керамзита. Целесообразно выполнять дренажные отверстия в нижней боковой части мешочка.
Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами.
На фигуре 1 показан поперечный разрез субстрата с указанием положения растения, на фиг.2 - вид сверху субстрата, размещенного в мешочке, на фиг.3 -вид мешочка сбоку, на фиг.4 - разрез Б-Б фиг.2.
Субстрат для выращивания растений выполнен из нейтрализованного керамзита. Субстрат содержит два слоя (фиг.1). Нижний слой 1 выполнен из крупных частиц керамзита размером 5÷10 мм, верхний слой 2 - из мелких частиц керамзита размером 0.1÷5 мм. Соотношение толщины слоев 0,8÷1,2:1.
Для целей применения в малообъемной технологии субстрат размещен в гибком мешочке 3 (фиг.2, 3, 4) со средними размерами 450×390×1 мм, преимущественно, выполненном из полиэтилена. Указанные размеры мешочка 3 являются средними и, в то же время, оптимальными для малообъемной
технологии, позволяющими разместить в одном мешочке около 10 куб. дм субстрата. Применение мешочка 3 такого объема является достаточным для развития корневой системы и сбалансированного развития надземной части растений. Возможно применение мешочков 3 других размеров, позволяющих вместить в каждый из них от 5 до 15 куб. дм субстрата [2]. Для этого мешочек 3 может быть выполнен следующих размеров: от 400×350 мм до 500×430 мм. При этом известно, что сокращение размеров мешочка 3 относительно оптимального ведет к повышенному расходу материала, из которого изготавливается мешочек 3, в расчете на единицу массы субстрата, а увеличение размеров мешочка 3 - к перерасходу субстрата при его использовании для выращивания растений. При указанных выше размерах мешочка 3 (450×390×1 мм) каждый слой 1, 2 содержит от 4-х до 6-ти куб. дм нейтрализованного керамзита. В нижней части мешочка выполняют дренажные отверстия 4 (фиг. 3).
Субстрат для выращивания растений изготавливают следующим образом.
В мешочек 3 без дренажных отверстий насыпают нижний слой 1 керамзита, а затем верхний слой 2 керамзита. При этом в качестве измерительных средств используют, например, ведра, а в качестве материала - керамзит марки 400 по ГОСТ 9759-86 соответствующих фракций. Для нейтрализации керамзита его замачивают в мешочке 3 подкисленным раствором азотной и ортофосфорной кислот. После нейтрализации выполняют в нижней боковой части мешочка 3 дренажные отверстия 4, через которые спускают нейтрализующий раствор.
Заявляемый субстрат разработан в ЗАО «Агрокомбинат «Тепличный». Опытные испытания субстрата на территории ЗАО «Агрокомбинат «Тепличный» показали увеличение урожайности по сравнению с субстратом на основе минеральной ваты [2]: для огурцов - на 8%, для томатов - на 10%. При этом отличие технологии выращивания растений на заявляемом субстрате по сравнению с технологией выращивания растений на субстрате из минеральной ваты заключается в том, что необходимо поддерживать более высокий суточный дренаж.
Диапазон значений размеров частиц керамзита для каждого из слоев заявляемого субстрата обусловлен несферичностью этих частиц. Указанный диапазон определяется общепринятой технологией изготовления керамзита, предусматривающей производство керамзита стандартных фракций: 0,1÷5 мм, 5÷10 мм, 10÷20 мм, 20÷40 мм (ГОСТ 9757-90 Гравий, щебень и песок искусственные пористые. Технические требования [5]). Диапазон соотношений
толщины слоев заявляемого субстрата обусловлен практической погрешностью (±10%) приготовления субстрата в тепличном хозяйстве. Такая точность изготовления слоев субстрата соблюдалась и во время приготовления опытных партий субстрата при его испытаниях на территории ЗАО «Агрокомбинат «Тепличный».
В заявляемом изобретении заявляемый технический результат: снижение количества разнородных компонентов субстрата достигается за счет того, что субстрат для выращивания растений содержит два слоя керамзита, нижний слой выполнен из крупных частиц керамзита размером 5÷10 мм, верхний слой - из мелких частиц керамзита размером 0,1÷5 мм. Технический результат: повышении урожайности при одновременной незначительной корректировке общеизвестной технологии выращивания растений в малом объеме инертного субстрата достигается за счет того, что субстрат для выращивания растений содержит два слоя керамзита, нижний слой выполнен из крупных частиц керамзита размером 5÷10 мм, верхний слой - из мелких частиц керамзита размером 0,1÷5 мм, при соотношении слоев по толщине 0,8÷1,2:1. Выполнение субстрата содержащим указанные два слоя создает необходимые условия для роста и жизнедеятельности корней растений. Крупные частицы керамзита являются более пористыми, водоудерживающими и теплопроводными. Размещение таких частиц в нижнем слое обеспечивает снабжение нижней части корней достаточным количеством растворенных питательных веществ. Верхний слой заявляемого субстрата, выполненный из мелких частиц керамзита, выполняет двойную функцию. С одной стороны, этот слой является теплоизолирующим по отношению к нижнему слою, а также слоем, снижающим испарение влаги из нижнего слоя. С другой стороны, в верхней части верхнего слоя за счет меньшей влагоемкости содержится достаточно воздуха для обеспечения верхней части корней растений.
Заявляемый субстрат для выращивания растений реализован с использованием промышленно выпускаемых материалов, может быть изготовлен в любом тепличном хозяйстве и найдет широкое применение в сельском хозяйстве.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. Авторское свидетельство СССР №1435211 на изобретение, МПК 4 A01G 31/00, 1988.
2. В.В.Климов «Оборудование теплиц для подсобных и личных хозяйств». М., Энергоатомиздат, 1992 г.
3. Авторское свидетельство СССР №1161021 на изобретение, МПК 4 A01G 31/00, 1983.
4. Патент РФ №2004142 на изобретение, МПК 5 A01G 31/00, 1993.
5. ГОСТ 9757-90 Гравий, щебень и песок искусственные пористые. Технические требования.