БИОМАТ

Полезная модель предназначена для укрепления и защиты грунтовых поверхностей, например, откосов грунтовых планировочных насыпей, автомобильных и железных дорог, карьеров, сухих откосов земляных плотин и т.п. от эрозионных процессов путем быстрого восстановления почвенно-растительного слоя.
2
2
2
2
2
Известен биомат [1], представляющий собой многослойную, по меньшей мере трехслойную, конструкцию, включающую слои холста, содержащего искусственные волокна химического происхождения, и размещенный между каждыми двумя слоями холста и скрепленный с ними средний слой, содержащий семена растений. В холст добавлены естественные волокна с образованием смеси натуральных и синтетических волокон, содержащей по массе 15-50% синтетических волокон и 50-85% натуральных волокон из материалов, при биоразложении образующих питательную среду для растений, и достижением поверхностной плотности холста в пределах 250-800 г/м, а средний слой, кроме семян растений, содержание которых составляет 60-150 г/м, дополнительно содержит питательную смесь, состоящую из удобрений, стимуляторов роста растений и почвообразующих добавок, подбираемых с учетом почвенно-грунтовых условий района применения биомата и состава используемых семян, причем содержание питательной смеси составляет 20-90 г/м, при этом в биомат внесены природные или искусственные сорбирующие вещества, содержание которых составляет 30-600 г/м, путем их внедрения в холст или включения в состав среднего слоя. В качестве холста использован тканый или нетканый геотекстильный материал. Слои биомата скреплены иглопробиванием или холстопрошиванием. В качестве синтетических волокон использованы полиэфирные, или полипропиленовые, или другие полимерные волокна или их комбинация. В качестве натуральных волокон использованы кокосовые, или льняные, или другие волокна растительного происхождения или их комбинация. В качестве сорбирующих веществ использованы активный уголь, торф, солома или другие природные или искусственные сорбенты. Биомат выполнен толщиной, равной 5-50 мм, при обеспечении его суммарной поверхностной плотности в пределах 350-1700 г/м.
Недостатком описанного биомата является наличие нижнего армирующего слоя из холста состоящего из натуральных и/или смеси натуральных и синтетических волокон. Все перечисленные материалы отличаются невысокой смачиваемостью, вследствие чего они сравнительно плохо всасывают влагу из почвы и медленно подают ее к семенам, что приводит к медленному набуханию последних и удлинению сроков прорастания даже при использовании больших норм семян, что приводит к замедленному их прорастанию и изреженности травостоя. Даже при выпадении осадков влага проходит сквозь указанные выше слои, не задерживаясь надолго. К тому же семена часто контактируют лишь с отдельными волокнами и этот контакт осуществляется только частью поверхности семени.
2
2
2
2
2
Известен агромат, [2], представляющий собой многослойную, по меньшей мере трехслойную конструкцию, включающую армирующие слои и размещенный между каждыми двумя армирующими слоями и скрепленный с ними слой наполнителя, содержащий семена растений. Армирующие слои выполнены в виде тканых или нетканых полотен или мелких сеток с размером ячеек 3-5 мм из разлагающихся натуральных или искусственных, химического происхождения волокон, при биоразложении образующих питательную среду для растений, или из названных разлагающихся волокон с примесью неразлагающихся или слабо разлагающихся искусственных волокон, причем армирующие слои имеют поверхностную плотность в пределах 50-300 г/м, а слой наполнителя, кроме семян растений, содержание которых составляет 40-150 г/м, содержит натуральные или искусственные влагоудерживающие компоненты и питательную смесь, состоящую из минеральных и/или органических удобрений, стимуляторов роста растений и почвообразующих биодобавок, подбираемых с учетом почвенно-грунтовых условий района применения агромата и состава используемых семян, причем в наполнителе содержание питательной смеси составляет 20-300 г/м, а влагоудерживающих компонентов - 0,75-10,5 кг/м. В качестве разлагающихся натуральных волокон использованы хлопковые, или джутовые, или кокосовые, или льняные, или другие волокна растительного происхождения, или их комбинация, а в качестве влагоудерживающих компонентов использованы древесные опилки, или древесный уголь, или солома, или торф, или торфогрунтовая смесь, или бентонитовый порошок, или вермикулит, или перлит, или гидрогель гранулированного полимера акриламида, или другие натуральные или искусственные сорбирующие вещества, или их смеси. В качестве разлагающихся искусственных, химического происхождения, волокон использованы волокна, произведенные из целлюлозы, или поливинилового спирта, или из других биоразлагаемых материалов, в том числе и синтетических, или комбинация волокон из этих материалов, а в качестве влагоудерживающих компонентов использованы древесные опилки, или древесный уголь, или солома, или торф, или торфогрунтовая смесь, или бентонитовый порошок, или вермикулит, или перлит, или гидрогель гранулированного полимера акриламида, или другие натуральные или искусственные сорбирующие вещества, или их смеси. В качестве разлагающихся натуральных волокон использованы хлопковые, или джутовые, или кокосовые, или льняные, или другие волокна растительного происхождения, или их комбинация, в качестве примеси из неразлагающихся или слабо разлагающихся искусственных волокон использованы полиэфирные, или полиамидные, или полипропиленовые, или полиэтиленовые, или другие полимерные волокна, или их комбинация, а в качестве влагоудерживающих компонентов использованы древесные опилки, или древесный уголь, или солома, или торф, или торфогрунтовая смесь, или бентонитовый порошок, или вермикулит, или перлит, или гидрогель гранулированного полимера акриламида, или другие натуральные или искусственные сорбирующие вещества, или их смеси. В качестве разлагающихся искусственных, химического происхождения, волокон, использованы волокна, произведенные из целлюлозы, или поливинилового спирта, или из других биоразлагаемых материалов, в том числе и синтетических, или комбинация волокон из этих материалов, в качестве примеси из неразлагающихся или слабо разлагающихся искусственных волокон использованы полиэфирные, или полиамидные, или полипропиленовые, или полиэтиленовые, или другие полимерные волокна, или их комбинация, а в качестве влагоудерживающих компонентов использованы древесные опилки, или древесный уголь, или солома, или торф, или торфогрунтовая смесь, или бентонитовый порошок, или вермикулит, или перлит, или гидрогель гранулированного полимера акриламида, или другие натуральные или искусственные сорбирующие вещества, или их смеси. Слои агромата скреплены прошиванием. Агромат содержит 2-6 армирующих слоев, при этом соответствующее количество слоев наполнителя имеет толщину или суммарную толщину в пределах 5-70 мм. Агромат выполнен толщиной в предалах 7-106 мм при соответственном обеспечении его суммарной поверхностной плотности в пределах 0,93-12,75 кг/м.
Недостатком данного решения является наличие нижнего сравнительно толстого слоя из различных натуральных, синтетических и искусственных волокон затрудняющих контакт семян с почвой и реально заметно удлиняющий срок появления всходов из-за сравнительно малой подачи влаги волокнистым слоем, что совершенного недопустимо в северных регионах при коротком вегетационном периоде, когда растения не успеют раскустится и в южных регионах, где весенний запас влаги очень мал и его недостаточно для длительного процесса прорастания, характерного для данного типа агромата с нижним слоем из волокон различного происхождения.
Цель полезной модели - создание биомата (покрытия грунтовых поверхностей) длительного срока хранения, простого по конструкции и в изготовлении и удобного в применении, обеспечивающего быстроту проведения работ при его монтаже на любой грунтовой поверхности, выполняющего функцию искусственного почвенного слоя с высокой влагоудерживающей способностью на период формирования устойчивого естественного почвенно-растительного покрова, а также обеспечивающего защиту грунтовой поверхности от эрозионных процессов, сохранность семян растений в течение времени прорастания, ускоренное появление всходов в регионах с коротким периодом благоприятным для прорастания семян (Северные и Южные засушливые регионы), эффективное развитие корневой системы растений в период их вегетации и жизнеспособность растительного покрова в период его формирования.
Поставленная цель достигается тем, что биомат представляет собой многослойную, по меньшей мере трехслойную конструкцию, включающую размещенный между каждыми двумя слоями и скрепленный с ними слой наполнителя, содержащий семена растений. Верхний слой выполнен в виде тканых или нетканых полотен или мелких сеток с размером ячеек 3-5 мм из разлагающихся натуральных хлопковых, или джутовых, или кокосовых, или льняных, или других волокон растительного происхождения, или их комбинаций, а в качестве нижнего слоя используется водопроницаемая бумага, под которой располагается несущая биоразлагающаяся сетка, причем все слои биомата скреплены нитепрошивным способом.
На фиг.1 изображен в разрезе биомат.
Биомат содержит верхний (противоэрозионный слой) 1, выполненный в виде тканых или нетканых полотен или мелких сеток с размером ячеек 3-5 мм из разлагающихся натуральных хлопковых, или джутовых, или кокосовых, или льняных, или других волокон растительного происхождения, или их комбинаций; наполнитель 2 - внутренний слой, в состав которого входят семена растений, минеральные и/или органические удобрения, стимуляторы роста, влагоудерживающие компоненты и т.п.; слой водопроницаемой бумаги 3, под которой расположена несущая биоразлагаемая сетка 4. Все слои биомата скреплены прошивной нитью 5.
Устройство работает следующим образом. Биомат размещают на предварительно выровненной поверхности. В случае необходимости он фиксируется на почве с помощью шпилек. Верхний защитный слой 1 биомата защищает поверхность почвы от водной и ветровой эрозии. В то же время он пропускает внутрь часть атмосферных осадков и не препятствует дыханию и прорастанию семян внутреннего слоя - наполнителя 2. Семена слоя наполнителя 2, расположенные на слое бумаги 3 при прорастании проходят его, укрепляют рекультивированную поверхность и в дальнейшем способствуют созданию природных растительных сообществ. Кроме того слой водопроницаемой бумаги 3 обеспечивает более быстрое проникновение почвенной влаги к семенам и сокращает время до контакта прорастающих корней с почвой. Для предотвращения разрывов бумаги в процессе производства, транспортировки и укладки используется несущая биоразлагаемая сетка 4. Скрепление всех слоев биомата осуществляется нитепрошивным способом.
При лабораторных и полевых испытаниях предлагаемого биомата было отмечено ускорение прорастания и получение более плотного растительного покрова многолетних злаковых трав, табл.1.
1. Сравнение традиционных биоматов и биомата с добавлением слоя бумаги по прорастанию семян, по скорости появления всходов и густоте молодых растений в лаборатории и при испытании в полевых условиях. 2011 год.
Модель биомата
Дата закладки опыта
Дата появления первых ростков на поверхности
Длительность периода закладка - начало всходов, сутки
Дата появления полных всходов
Длительность периода закладка - полные всходы, сутки
высот а травостоя на 45 сутки, см
количество побегов на 45 сутки, шт/кв.м
Вегетационный опыт в поддонах
Существующие биоматы, армирующие слои из льна
20.07.2011 г.
2.08.2011 г.
13
26.09.2011 г.
68
18 см
1212,0
Предлагаемые биоматы с заменой нижнего слоя на водопроницаемую бумагу
20.07.2011 г.
26.07.2011 г.
6
12.09 2011 г.
54
23 см
2415,0
Опыт в полевых условиях
Существующие биоматы, армирующие слои из льна
25.07 2011 г.
8.08.2011 г.
14
25.09 2011 г.
63
15 см
850,0
Предлагаемые биоматы с заменой нижнего слоя на водопроницаемую бумагу
25.07.2011 г.
2.08.2011 г.
8
1.09.2011 г.
39
16 см
2140,0
Предлагаемый биомат имеет длительные сроки хранения, не сложен по конструкции и в изготовлении, удобен в применении, т.к. может быть быстро развернут на любой грунтовой поверхности, выполняет функцию искусственного почвенного слоя с высокой влагоудерживающей способностью на период формирования устойчивого естественного почвенно-растительного покрова, обеспечивает защиту грунтовой поверхности от эрозионных процессов, сохранность и прорастание содержащихся в слое наполнителя семян растений, эффективное развитие корневой системы растений в период их вегетации и жизнеспособность растительного покрова в период его формирования, питание растений в период роста необходимыми компонентами, упрочнение формирующегося дернового слоя, при этом не препятствует процессу естественного восстановления растительного покрова.
Список используемой литературы
1. Патент РФ №2321982, МПК A01C 1/04, D04H 1/46. Биомат / Рязанов А.В., Кутвицкая Н.Б., Минкин М.А. - Опубл. 20.04.2008.
2. Патент РФ №2338348, МПК A01B 13/16. Агромат / Рязанов А.В., Корытников Р.В., Кутвицкая Н.Б., Минкин М.А. - Опубл. 20.11.2008.