SU1738165A1 - Минераловолокнистый субстрат дл выращивани растений - Google Patents

Abstract

Использование: сельское хоз йство дл  выращивани  тепличных растений гидропонным способом. Сущность изобретени : минераловолокнистый субстрат дл  выращивани  растений имеет гофрированный мат, пропитанный гидрофильным веществом и минеральные волокна которого в точках пересечени  скреплены полимерным св зующим , а отношение толщины мата к рассто нию между вершинами соседних гофр составл ет(6-10):(4-8), при этом на верхнюю и нижнюю поверхности гофрированного мата дополнительно нанесен слой стеклово- локнистого полотна. 6 табл,

Description

Изобретение относитс  к искусственным заменител м почвы, а именно к мине- раловолокнистому субстрату, используемому в качестве среды корнеобитани  при выращивании тепличных растений гидропонным способом.

Известен минераловолокнистый субстрат , выполненный в виде прошивного гофрированного мата плотностью 50-150 кг/м , содержащий 0,5-3 мас.% гидрофильных веществ . Така  структура субстрата позвол ет улучшить водно-физические свойства и долговечность материала.

Однако в материалах известного изобретени  приведены лишь физико-химические характеристики субстрата в исходном состо нии без учета данных по длительности использовани  прошивного гофрированного мата. Прошив мата в отсутствие св зующего приводит к по влению неровностей на посадочной поверхности. В результате получаетс  дефектна  структура, следствием чего  вл етс  ухудшение агротехнических параметров прошивного мата, в частности по показателю капилл рной впитываемое™ (режима подъема влаги по высоте) по отношению к водным питательным растворам, что, в конечном итоге, сказываетс  на снижении продуктивности растений, Кроме того, многократное использование прошивного мата при выращивании растений, необходимость смены культур и св занное с этим удаление корневых остатков приводит к разрушению поверхностного покрова субстрата (расслоение материала, впадины на посадочной поверхности). Последнее затрудн ет повторную посадку и выращивание растений на известном субстрате. Указанные недостатки прошивного гофрированного мата, возникающие при многократном использовании , привод т также к увеличению возможности засолени , интенсивному зарастанию субстрата сине-зелеными водоросл ми , и, как следствие, активному развитию фитопатогенной микрофлоры.

(Л

С

Ч

ы

00

сЈ ел

Цель изобретени  - стабилизаци  водно-физических свойств и улучшение фитоса- нитарного состо ни  субстрата при длительной эксплуатации.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что минеральные волокна гофрированного мата в точках пересечени  скреплены полимерным св зующим, а отношение толщины мата к рассто нию между вершинами со- седних гофр составл ет (6-10):(4-8), при этом на верхнюю и нижнюю поверхности гофрированного мата дополнительно нанесен слой стекловолокнистого полотна.

Фиксаци  гофрированной структуры субстрата достигаетс , в первую очередь, предложенным устройством (конструкцией) материала - закреплением прессованной гофрированной плиты между двум  сло ми стекловолокнистого полотна подобно кар- касу. Последний создаетс  за счет двух эффектов:

1)св зывание полимерным веществом (фенолоспиртом) и гидрофилизирующей добавкой (водонабухающим полимером-поли- акриламидом отдельных минеральных волокон в гофрах;

2)прочное фиксирование вершин гофр субстрата стекловолокнистым полотном сверху и снизу гофрированной плиты.

Если 1-й признак вносит определ ющее вли ние в снижении его усадки (сжимаемости ), т.е. по толщине, то 2-й признак упрочн ет субстрат в продольном направлении (по гофрам).

В целом, совокупность указанных признаков обеспечивает высокую стойкость предложенной конструкции материала при длительной эксплуатации на деформации сжати , раст жени  и изгиба, что способству- ет стабилизации водно-физических характеристик субстрата во времени, в сравнении с прототипом, и, следовательно, повыша  его долговечность.

Пример. Дл  изготовлени  субстрата использовали минеральное волокно диаметром 3-7 мкм, полученное из расплава горных пород (базальта, порфирита, диабаза ). Оно характеризуетс  низким содержанием оксидов щелочных и щелочно- земельных металлов (до 33%), поэтому сохран ет высокую устойчивость при контакте с водными растворами минерального питани .

Гидрофилизирующа  добавка, в качест- ве которой примен ли полиакриламид в количестве 0,1-0,4 мае.%, способствует равномерному увлажнению по всему объему материала и созданию эффективного водно-воздушного режима питани  растений.

Одновременно он выполн ет функцию полимерного св зующего.

В качестве стекловолокнистого олотна использовали стеклосетку или рулонный материал из хаотически расположенных штапельных волокон, в которых стекловолокна скреплены синтетическим св зующим (фе- ноло- или мочевино-формальдегидна , кар- бамидна  смолы).

Технологический процесс изготовлени  плит гофрированного минераловолокнисто- го субстрата включает

плавление шихты и раздув минерального волокна многовалковой центрифугой в камеру волокноосаждени ;

распыление водного раствора полимерного св зующего и гидрофильного вещества с помощью форсунок в камеру волокноосаждени ;

формирование пропитанного минерального ковра на транспортере;

гофрирование минераловатного ковра с помощью специального валкового устройства;

накладывание на верхнюю и нижнюю поверхность ковра стекловолокнистого полотна;

уплотнение и термообработка при 200- 250°С гофрированного ковра в камере полимеризации;

резка ковра на плиты и упаковка в тер- моусаживающуюс  полиэтиленовую пленку .

В табл. 1 и 2 представлены характеристики конструкции, состава, а также водно-физические свойства известною и предложенного гофрированного субстрата с учетом данных по длительности использовани  (на примере культивировани  листовой свеклы ).

Из данных табл. 2 видно, что предложенный субстрат (2-4), в сравнении с материалом по прототипу (1), характеризуетс  более высокой устойчивостью структуры при его многократной эксплуатации в качестве среды корнеобитани  растений, о чем свидетельствует высока  прочность при сжатии и стабилизаци  водно-физических характеристик волокнистого материала, а именно соотношени  пор, зан тых водой и воздухом, скорости капилл рного подъема влаги, а также плотности и сжимаемости, которые мало измен ютс  от числа вегетационных циклов выращивани . Вместе с тем, известный субстрат сохран ет свои свойства только на прот жении первой вегетации . После третьей вегетации наблюдаетс  резкое повышение влагоемкости за счет нарушени  структуры материала, а к периоду п той вегетации известный субстрат практически полностью утрачивает свои исходные прочность и водно-физические свойства,

Гофрированные субстраты 5 и 6 относ тс  к контрольным, у которых параметры конструкции и состава наход тс  в области запредельных значений. Причем в качестве субстрата 6 был вз т материал с продольно- послойной ориентацией волокон, повернутый на ребро, т.е. волокнистые слои направлены перпендикул рно посадочной поверхности (табл. 1).

Из табл. 2 видно, что дл  материала 5 характерна меньша , чем у субстратов 2-4, скорость капилл рного подъема влаги, а также очевидное изменение баланса в содержании пор, зан тых водой и воздухом, при многократном выращивании растений. Напротив, дл  материала 6 за счет высокой скорости капилл рного подъема влаги и значительного увлажнени  материала аэраци  корневой системы затруднена.

Оценка эффективности использовани  известного и предлагаемого субстратов проводилась по данным всхожести сем н, развитию проростков, урожайности овощных культур с одновременным анализом фитосанитарного состо ни , степени зарастани  материалов сине-зелеными водоросл ми в зависимости от количества вегетации и продолжительности культивировани  растений.

Услови  проведени  опытов.

Вегетационный цикл овощных культур составл л: листовой свеклы 40 дней, перца 5-6 мес цев, томатов 4-5 мес цев (от высадки рассады до сн ти  полного урожа ). При выращивании листовой свеклы субстраты подвергали 8-кратному, перца - 5-, а томатов - 3-кратному использованию.

Известный субстрат выдержал максимум п ть вегетации при выращивании листовой свеклы и две вегетации при выращивании перца и томатсв, при этом набпюда- лось сильное разрушение структуры. Поэто- му данные по 8-й вегетации листовой свеклы и по 3-й вегетации перца и томатов на этом субстрате не привод тс .

В табл. 3 представлены результаты сравнительных испытаний волокнистых субстратов при выращивании листовой свеклы с учетом количества вегетации.

На примере выращивани  растений листовой свеклы показано (табл.3), что при использовании предложенного субстрата, в сравнении с прототипом, наблюдаетс  интенсивный рост зеленой массы при одновременном улучшении всхожести сем н. Разница в сравниваемых показател х особенно становитс  очевидной к периоду

третьей вегетации растений. Это объ сн етс , в первую очередь, стабилизацией сбалансированного соотношени  пор в предложенном материале, зан тых водой и воздухом. Благодар  этому активизируютс  окислительно-восстановительные процессы и повышаетс  корнева  поглотительна  способность у растений.

Сочетание вышеуказанных факторов положительно сказываетс  на уровне фитосанитарного состо ни  субстрата.

Так, фитотоксичность, степень зарастани  предложенного субстрата сине-зелеными водоросл ми, а также содержание фитотоксичной микрофлоры значительно ниже , чем у материала по прототипу (табл.4,5).

Уровень фитосанитарного состо ни  с учетом количества вегетации на нем листовой свеклы представлен в табл. 4.

Содержание фитотоксичной микрофлоры в минераловолокнистом субстрате под покровом листовой свеклы с учетом количества вегетации представлено в табл. 5.

Продуктивность овощных культур, выращенных на волокнистых субстратах с учетом количества вегетации, представлена в табл. 6.

За счет стабилизации водно-физических свойств, высокого фитосанитарного состо ни  предложенного субстрата, а также более активного поглощени  из него биогенных элементов, при сравнении с известным материалом, наблюдаетс  повышение урожайности овощных культур: томата и перца (табл. 6), уровень которой сохран етс  на прот жении трех вегетации. Из данных табл. 6 видно, что известный субстрат тер ет свои эксплуатационные свойства уже ко 2-й вегетации, о чем свидетельствует резкое снижение продуктивности овощей в услови х многократной эксплуатации материала .

Эксплуатационна  надежность предложенного субстрата определена: дл  томатов 12-15 мес цев (3 вегетации, продолжительность каждой вегетации 4-5 мес цев); дл  перца 15-18 мес цев (3 вегетации, продолжительность каждой вегетации 5-6 мес цев); дл  листовой свеклы - представитель зеленых овоще-витаминных культур - 320 дней (10-11 мес цев)(8 вегетации, продолжительность каждой вегетации 40 дней).

В сравнении, у известного субстрата максимальна  продолжительность вегетационных циклов при выращивании: томата, перца 2 вегетации (8-12 мес цев); листовой свеклы 5 вегетации (200 дней).

Таким образом, показаны существенные преимущества предложенного гофрированного субстрата в виде плиты заданной

конструкции, в сравнении с известным прошивным матом.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Минераловолокнистый субстрат дл  выращивани  растений, имеющий гофрированный мат, пропитанный гидрофильным веществом, отличающийс  тем, что, с целью стабилизации водно-физических свойств и улучшени  фитосанитарного состо ни  субстрата при длительной эксплуатации , минеральные волокна гофрированного мата в точках пересечени  скреплены полимерным св зующим, а отношение толщины мата к рассто нию между вершинами соседних гофр составл ет (6-10):(4-8), при этом на верхнюю и нижнюю поверхности гофрированного мата дополнительно нанесен слой стекловолокнистого полотна.

   Таблица 1

   Таблица 2

   Продолжение табл, 2

   Таблица 3

   Таблица 4

   Таблица 5

   Таблица 6