УСТРОЙСТВО ДЛЯ АЭРОЗОЛИРОВАНИЯ УДОБРЕНИЯ И СРЕДСТВ КОРРЕКЦИИ ВЕГЕТАТИВНОГО ПРОЦЕССА РАСТЕНИЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области сельского хозяйства, в частности, для комнатного цветоводства, а именно к устройствам для внесения удобрений и средств коррекции вегетативного процесса (стимуляторы роста, гуматы, биопрепараты) путем их аэрозолирования
В настоящее время удобрение для подкормки растений вносится либо непосредственно в почву или доставляется в зону растений путем полива или раскладки гранул удобрений возле растений. Недостатком такой процедуры является низкая производительность, сложность стандартизации подкормки, а также в случае использования жидких удобрений - необходимость приготовления растворов из концентратов, реализуемых через торговую сеть.
Более перспективным направлением является удобрение и подкормка растений с помощью аэрозолей. Однако в настоящее время все известные устройства для аэрозолирования удобрений рассчитаны на использование больших объемов жидкостей и не могут применяться в комнатных условиях или для внесения в небольшие группы зеленых насаждений.
Так, известен распылитель, состоящий из емкости с жидким удобрением, трубопровода с патрубками для подачи жидкости и сжатого воздуха и сопла (SU 1248671, 1984). Недостатком этого распылителя является низкое качество дисперсий, нестабильное истечение воздушно-жидкостной смеси, большие потери дорогостоящих удобрений.
Известны штанговые распылители, состоящие из подсоединенного к емкости с жидкостью трубопровода с установленными по его длине распылителями жидкости. Данные распылители обеспечивают возможность обработки больших площадей (длина штанги штатных опрыскивателей ~1-6 м). (Джесуя. Распыливание сырых и остаточных нефтепродуктов. Энергетические машины, 1979, т.101, №2, с.44-51 ; Kim K.V., Marshall W.R. Drope-size distributions from pneumatic atomizers. A.I. Ch. Journal, 1971, v.l7, №3, p.575-584.)
Однако из-за низкого качества распыливания (диаметр капель гидравлических распылителей находится в пределах 200-500 мкм) и некомпактности распылителей их применение достаточно ограничено.
Задачей, решаемой автором являлось создание компактного устройства для тонкодисперсного аэрозолирования жидких удобрений для использования в домашнем хозяйстве - в комнате, небольших теплицах, на приусадебном участке.
Сущность предлагаемого решения поставленной задачи заключается в использовании для распыления удобрений и средств подкормки растений аэрозольного баллончика цилиндрической формы, в которой загружена смесь жидкого удобрения с репеллентом.
Ранее использование аэрозольных баллончиков для аэрозолирования жидких удобрений и средств подкормки растений в просмотренной литературе не описано.
В зависимости от природы используемого удобрения предлагается применять один из следующих вариантов баллончика.
Вариант 1: Баллончик представляет собой цилиндрический корпус, в горловине которого установлена распыляющее сопло с регулирующим клапаном, связанное через клапан с внутренней частью баллончика и трубкой для подачи распыляемого агента, и снабженное пусковой головкой. При этом внутри баллончика установлено перемешивающее устройство. В качестве последнего может быть использована лопастная мешалка или винт Архимеда, установленные на трубке с возможностью вращения вокруг центральной оси. Вариант 1 применяется при использовании в качестве удобрений суспензий или иных композиций при хранении образующих несколько фаз: например: твердую, жидкую и газожидкостную фазы.
Вариант 2: Баллончик рекомендуется при использовании в качестве удобрений растворы, содержащие ингредиенты, способные вызвать коррозию при длительном хранении, в частности, за счет частичной деструкции своей структуры или за счет наличия в их составе коррозионно-активных примесей, что характерно для некоторых азот- и/или серосодержащих удобрений.
Особенность конструкция такого баллончика заключается в том, что внутренняя поверхность корпуса выполнена из изолирующего полимерного материала, например, тефлона или полиэтилена. Данное решение может быть реализовано в результате использования нанесенного на металл покрытия или в результате выполнения корпуса из вышеуказанного материала.
Вариант 3: Баллончик рекомендуется при использовании в качестве удобрений систем, чувствительных к внешнему воздействию, например, бактериальных удобрений, представляющих собой суспензию микроорганизмов в жидкой среде, содержащей питательные вещества и защитную среду. Подобные системы, как правило, чувствительны к внешнему воздействию и имеют склонность к деконтаминации. Для аэрозолирования подобных удобрений предлагается применять в таких баллончиках в качестве мешалки «винт Архимеда» и использовать защитное покрытие внутренних стенок корпуса.
Вариант 4: Баллончик применяется для аэрозолирования в качестве удобрений и средств подкормки растений истинных растворов. При этом баллончик состоит из цилиндрического корпуса, в горловине которого установлена распыляющее сопло с регулирующим клапаном, связанное через клапан с внутренней частью баллончика и трубкой для подачи распыляемого агента, и снабженное пусковой головкой. В качестве распылителя, в частности, может использоваться как отдельное устройство, связанное с внутренним объемом через трубку подвода жидкости, так и устройство, вмонтированное в крышку корпуса не имеющее подобной трубки.
Общий вид заявляемых устройств приведен на фиг.1-5. При этом на фиг.1 приведена схема устройства по варианту 1, на фиг.2 приведена схема устройства по варианту 2, на фиг.3 приведена схема устройства по варианту 3, на фиг.4 приведена схема устройства по варианту 4, на фиг.5 приведена схема распыляющего элемента для устройства по варианту 4.
При этом используются следующие обозначения:
1 - корпус устройства; 2 - крышка; 3 - сопло; 4 - клапан с пружиной клапана; 5 - трубка для подвода жидкости: 6 - кнопка пуска; 7 - мешалка; 8 - внутренное покрытие.
Устройство работает следующим образом. В корпус 1 загружается жидкое удобрение и вводится репеллент, например, пропан-бутановая смесь. При этом устанавливается избыточное давление 1,5-3 ати. В ходе использования нажимают на кнопку 6, вследствии чего открывается клапан 4, жидкость или газожидкостная смесь поступает по трубке 5 в сопло 3 и распыляется. При этом под воздействием потока жидкости из внутренней емкости корпуса в трубку 5, мешалка 7 приходит во вращение, способствуя переходу возможного осадка с дна и стенок корпуса в взвешенное состояние и его дальнейшей эвакуации из баллончика. Распыление с использованием устройства по вариантам 1-4 осуществляют держа баллончик крышкой вверх, при использовании устройства по варианту 4а баллончик переворачивают дном вверх.
Использование заявляемого устройства позволяет проводить как точечную подкормку отдельных растений, так и удобрять одновременно отдельные группы растений. При этом, как показали проведенные эксперименты, в несколько раз снижается расход удобрений и повышается эффективность подкормки.
Дополнительными преимуществами использования заявляемых устройств является возможность использования стандартных, приготовленных в заводских условиях препаратов, дополнительная безопасность для пользователей при работе с токсичными веществами.
Преимуществом заявляемых устройств перед известными аналогами являются:
1. Применение заявляемых баллончиков экономически выгодно, т.к. сокращает удельный расход химиката в 5-10 раз.
2. Применение заявляемых баллончиков позволяет получить систему аэрозоля, имеющую минимальный размер капель, который невозможно получить пульверизацией, стандартизовать технологию обработки.
3. Находящийся в баллончике препарат не соприкасается с кислородом воздуха, что позволяет длительное время сохранять его показатели.
4. Использование аэрозольного баллончика не предусматривает никаких подготовительных операций по сравнению с аналогами, что существенно сокращает затраты труда на обработку.
5. Аэрозольный баллон компактен и удобен для хранения в быту.
Эффективность использования устройств иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Для определения биологической эффективности некорневых подкормок из аэрозольных баллонов по варианту 1 с приспособлением, улучшающими перемешивание находящейся внутри жидкости по сравнению с непосредственным поливом по листьям был проведен опыт по обработке растений Чистотела (Chelidonium majus L). Для обработки были использованы аэрозольные баллоны диаметром 65 мм и объемом 0,5 л, в качестве пропеллента использовался азот. Для обычного полива по листьям использовались лейки. В качестве удобрительной смеси использовался 1% раствор промышленно выпускаемого удобрения «Зеленит-1».
Растение чистотел из природной флоры, 2-3 летнего возраста были высажены в питательный субстрат и спустя 3 недели один участок, (2м2) - контрольный и другой участок (2м2) - опытный были обработаны, соответственно, непосредственным поливом по листьям и из аэрозольных баллонов. Наблюдение за растениями показали, что после обработки они быстро укоренились, окрепли, стали расти и развиваться. После первого укоса в контрольном варианте масса надземной части растения составила 680 г/м2, в опыте 900 г/м2. После второго укоса масса надземной части контроля составила 830 г/м2, в опыте - 1500 г/м2.
Таблица 1.
Результаты сопоставительных испытание аэрозольного баллончика и его промышленных аналогов
Вариант
Укос
Масса надземной части растения г/м2
Общая масса за время вегетации
Контроль
Первый укос:
680
1510
Второй укос:
830
Опыт
Первый укос:
900
2400
Второй укос:
1500
Как видно из таблицы 1 способ обработки при помощи аэрозольных баллонов повышает биологическую эффективность в данном случае на 60% по сравнению с обычным поливом.
Пример 2. Для определения биологической эффективности обработки из аэрозольных баллонов не имеющих перемешивающего устройства и с гладкими внутренними стенками по примеру 4 по сравнению с обычным поливом по листьям были проведены опыты с бурачником лекарственным (Borago oficinalis L). В качестве удобрительной смеси (рабочего раствора) использовался раствор удобрения «Зеленит-2» имеющегося в свободной продаже.
Контрольный и опытный участок питательного субстрата составляли каждый по 2м2. Посадка была осуществлена семенами, а обработки и в контрольном и в опытном вариантах проводились в одно и тоже время 5 раз в течение всего периода вегетации. Результаты этих опытов представлены в таблице 2.
Таблица 2.
Результаты сопоставительных испытание аэрозольного баллончика и его промышленных аналогов
Вариант
Средняя высота растений см.
Масса 1000 эремов/г
Среднее число цветков в одном соцветии, шт.
Среднее число образовавшихся плодов в одном соцветии, шт.
Средняя длина соцветия (завитка), см
Контроль
60,2
19,35
22,83
13,7
18,4
Опыт
68,4
22
26,08
21,75
30,58
Из таблицы видно, что листовые подкормки при помощи аэрозольных баллонов существенно повлияли на все морфометрические показатели и значения элементов продуктивности по сравнению с обычным поливом.
Пример 3. Для определения биологической эффективности листовых подкормок используя аэрозольные баллоны заполненные готовым питательным раствором состоящим из 1% нитрата аммония, 0,8% фосфата калия и 0,3% сульфата калия и 0,01% буры проводились обработки посевов казлятника лекарственного (Galega oficinalis L).
Использовались аэрозольные баллоны диаметром 65 мм, емкостью 0,5 л с гладкими внутренними стенками по варианту 4а. В качестве пропеллента был применен азот. Для контроля использовался прямой полив по листьям удобрительной смесью имеющий тот же состав что и в опыте. Результаты эксперимента представлены в таблице 3.
Таблица 3.
Результаты сопоставительных испытание аэрозольного баллончика и его промышленных аналогов
Вариант
Средняя высота растения, см (на конец вегетации)
Масса надземной части г/м2
Среднее число пробегов, шт.
Среднее число листьев на побеге
Среднее числолистьев на главном побеге, 2 и 3 порядков шт.
Контроль
55,5
553,3
2,7
5
14,5
Опыт
58,1
710,4
4,3
5
35,4
Как видно из таблицы 3 и анализа показателей роста, развития и продуктивности растений, обработанные из аэрозольных баллонов особи, за счет большей эффективности распыла (создание тумана) показали больше элементов продуктивности при чем, различия с контролем весьма существенны, в некоторых случаях больше 100%.
Пример 4. Для определения эффективности использования аэрозольной упаковки при некорневых подкормках в условиях защищенного грунта были использованы аэрозольные баллоны емкостью 500 мл. снабженные перемешивающим устройством помещенным внутрь емкости по варианту 3.
В качестве рабочей жидкости было использовано жидкое минеральное полимерное удобрение «Зеленит» в концентрации 1,5%, а в качестве пропеллента изобутан-пропановая смесь.
Испытания проходили на цветочных растениях (Rosa Rosae) в условиях защищенного грунта.
Для сравнения использовали аналогичное удобрение с применением ранцевого опрыскивателя марки РОС-27. Оценивалось количество использованного удобрения и его влияние на рост и развитие растений. Результаты испытаний приведены в таблице 4
Таблица 4.
Результаты сопоставительных испытание аэрозольного баллончика и его промышленных аналогов
Способ обработки
Кол-во раствора на л/м2
Сроки образования и кол-во соцветий
Внешний вид цветка
Ранцевый опрыскиватель
0,015
Физиологическая норма
Нормальная окраска
Аэрозольный баллон
0,006
Более интенсивная окраска цветка
Таким образом, использование в 2,5 раз меньшего количества удобрения не привело к снижению его эффективности, а за счет уменьшения частиц распыляемого вещества его действенность даже повысилась.
Пример 5. Целью настоящих исследований явилась сравнительная оценка результатов некорневых подкормок двумя методами:
1. при помощи аэрозольных баллонов по варианту 2;
2. при помощи бытового пульверизатора.
В качестве аэрозольных баллонов использовали баллоны емкостью 350 мл., диаметром 45 мм снабженные распылительной головкой соответствующего типа. В контрольном варианте использовался бытовой пульверизатор пружинно-нажимного типа с форсуночным отверстием диаметром 0,1 мм, имеющейся в свободной продаже. В качестве объекта исследования обрабатывался томат, сорт отечественной селекции «Балтийский».
Для обработки использовался удобрительный раствор состоящий из раствора карбамида 1,5%, сульфата калия 0,9%, фосфата калия 0,6% и буры 0,013%. Опыт и контроль проводили в 5 литровых пластиковых сосудах наполненных почвой (дерново-подзолистая, средне обеспеченная элементами питания, легко суглинистая, рН 6,0). Опыт проводился в условиях закрытого грунта. Биологическая повторность составляла 15 растений. Обработки проводились в течение всего периода вегетации в соответствии с результатами функциональной диагностики. Результаты опытов приведены в таблице 5.
Таблица 5.
Результаты сопоставительных испытание аэрозольного баллончика и его промышленных аналогов
Вариант
Высота растения в см.
Масса плодов на растение
Средняя масса плода г.
Контроль
27,2
397
27,2
Опыт
31
420,5
30
Как видно из таблицы способ обработки сыграл значительную роль для повышения продуктивности томата и ускорил его рост, что имеет экономическое значение.