СПОСОБ ПОСАДКИ РАСТЕНИЙ НА ИСКУССТВЕННОМ СУБСТРАТЕ Российский патент 2012 года по МПК A01C14/00 B09B1/00 

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, в частности к технологиям выращивания насаждений и к охране окружающей среды с одновременным облагораживанием болотных земель и с утилизацией бытовых отходов.

Известен способ утилизации бытовых отходов, включающий сортировку отходов на пять основных групп, каждую из которых в дальнейшем направляют на соответствующую переработку. Так, одну группу отходов компостируют и смешивают с удобрениями, семенами растений и направляют на отсыпку насыпей и дорожных откосов, отходы третьей группы смешивают с известью, используют в качестве наполнителя в бетонных смесях и т.д., см. патент RU 2310525, опубл. 20.11.07 г.

К недостаткам известного способа можно отнести сложность и затратность переработки отходов, а также вредное с позиций экологии их использование в общественных местах при строительстве дорог, насыпей, бетонных смесей и др., поскольку остатки разлагающихся отходов остаются в массе отсортированных отходов и могут оказывать негативное влияние на экологические показатели окружающей среды.

Известный способ не снимает проблем открытых свалок, которые самовозгораются, являются источниками инфекционных возбудителей, на свалках сосредотачиваются колонии грызунов, являющихся разносчиками различных инфекционных заболеваний, жилые районы подвергаются воздействию неприятных от гниения и возгорания отходов запахов.

Известен «Способ отбора образцов ивы, устойчивых к газообразным загрязнителям» - см. патент РФ №2094980, предусматривающий количественное определение рутина в листьях одновозрастных образцов в конце вегетационного периода и отнесение к устойчивым тех образцов, в которых содержание рутина составляет не менее 1 мас. ед. Количественное содержание рутина в листьях ивы может быть достоверным признаком и индикатором для ранней диагностики устойчивого и перспективного посадочного материала для выращивания в загрязненных и токсических условиях (субстрате).

Известен более совершенный способ посадки растений, см. патент РФ №2155107, заключающийся в формировании искусственного субстрата (вермикомпост) на выбранном участке свалки из разлагающихся в земле твердых бытовых отходов - прототип.

С экологической точки зрения способ утилизации отходов путем их захоронения под слоем грунта в карьерах, оврагах, на специальных участках характеризуется наличием испарений разлагающихся отходов, которые также являются скрытыми очагами инфекции, повышенными трудозатратами и реально не допускают возможности хозяйственного использования занятых территорий в течение длительного времени, что можно отнести к недостаткам известного способа. К тому же не каждый населенный пункт имеет вблизи овраги, достаточные для захоронения всех объемов отходов.

Задачей предлагаемого способа является устранение недостатков прототипа, в частности обеспечение посадок растений и более эффективное использование земель, включая заболоченную местность, в сочетании с малозатратной и экологически чистой утилизацией бытовых отходов.

Поставленная изобретением задача достигается сочетанием использования известных признаков, таких как формирование субстрата из разлагающихся отходов на поверхности земель и посадка растений, и новых признаков, заключающихся в том, что посадку саженцев растений осуществляют на поверхность слоя субстрата из твердых бытовых отходов с присыпанием их корневой системы плодородной почвой с формированием возвышения или в выполненные в слое субстрата для корневой системы саженца углубления высотой 15-30 см с последующим присыпанием корневой системы саженцев плодородной почвой, при этом слой субстрата бытовых отходов формируют на выбранном участке поверхности заболоченных земель высотой 0,5-2,5 м, достаточной для прохождения по слою отходов гусеничной техники, при этом для проникновения корней саженцев растений в слой отходов и поступления влаги к корневой системе саженцев в слое отходов выполняют, по меньшей мере, одно отверстие на глубину 0,5-1,5 м, при этом часть корней саженца направляют в выполненные в слое бытовых отходов отверстия.

Возвышение над корневой системой саженцев укрепляют по периметру, для предотвращения его рассредоточения по поверхности при помощи ограничительного кольцевого вала из бытовых отходов или выполняют углубление для корневой системы саженца в слое бытовых отходов высотой 15-30 см с последующим размещением в нем корневой системы саженца и присыпанием плодородной почвой.

Посадку саженцев растений на поверхность слоя субстрата из твердых бытовых отходов осуществляют под углом 0-90°.

Новизной предложенного способа является посадка саженцев растений на поверхность слоя субстрата из твердых бытовых отходов, осуществляемая с присыпанием их корневой системы плодородной почвой с формированием возвышения или в выполненные в слое субстрата для корневой системы саженца углубления высотой 15-30 см с последующим присыпанием корневой системы саженцев плодородной почвой, при этом слой субстрата бытовых отходов формируют на выбранном участке поверхности заболоченных земель высотой 0,5-2,5 м, достаточной для прохождения по слою отходов гусеничной техники, при этом для проникновения корней саженцев растений в слой отходов и поступления влаги к корневой системе саженцев в слое отходов выполняют, по меньшей мере, одно отверстие на глубину 0,5-1,5 м, при этом часть корней саженца направляют в выполненные в слое бытовых отходов отверстия.

Так, посадка саженцев растений на приготовленном слое субстрата из бытовых отходов со значительным количеством в нем загрязняющих веществ, а в заболоченной почве кислой среды по сравнению с высадкой семян позволяет выжить большему количеству высаженных саженцев, которые успешно конкурируют во время развития с другими самопроизвольно растущими растениями и травами, а также позволяет обеспечить более быстрое формирование древесной растительности после посадки. Поскольку любые саженцы древесных растений чувствительны к засухе и их развитие преимущественно зависит от наличия влаги, то выполнение отверстий в слое субстрата на различную его высоту и размещение в них части корней саженца обеспечивает поступление к корневой системе частично отфильтрованной отходами и необходимой для развития саженца влаги. Наличие плодородной в виде возвышения или заполнившей углубление почвы обеспечивает саженец в начальный период роста и развития достаточным минеральным питанием.

Согласно проведенным патентно-информационным исследованиям предлагаемый способ является новым, неочевидным, промышленно осуществимым и направлен на достижение поставленной изобретением задачи.

Признаки выполнения возвышения над корневой системой саженцев, укрепленного по периметру при помощи ограничительного кольцевого вала из бытовых отходов, и посадка саженцев растений на поверхность слоя субстрата из твердых бытовых отходов под углом 0-90° - являются признаками дополнительными, раскрывающими конкретное исполнение основных признаков, и направлены на достижение поставленной изобретением задачи. Так, при укреплении возвышения по периметру или при размещении корневой системы с плодородной почвой в углубления обеспечивается в достаточных количествах питание саженца необходимыми элементами и предотвращает разнос и распределение плодородной почвы по поверхности слоя бытовых отходов. К тому же наличие вокруг высаженных саженцев поверхности бытовых отходов ограничивает рост и развитие рядом с саженцами растений, препятствующих росту саженцев.

Посадка саженцев под углом к поверхности почвы способствует усиленному развитию побегов саженца, каждый из которых, конкурируя с другими, стремится подняться выше, извлекая для своего развития большее количество влаги и формируя мощный прирост корневой системы.

На фиг.1 схематично представлен заболоченный участок с приготовленным из отходов субстратом и высаженными саженцами: а) - саженцы с корневой системой на поверхности слоя бытовых отходов и возвышением из плодородной почвы, б) - саженцы в углублении слоя бытовых отходов.

На фиг.2 схематично показаны саженцы третьего года развития.

На поверхности заболоченной почвы 1 сформирован слой 2 отсортированных бытовых отходов, на котором высажены саженцы 3, корневая система 4 которых размещена под плодородной почвой 5 в виде возвышения (см. фиг.1а). В слое 2 бытовых отходов в месте, в котором намечено высаживать саженцы, выполнены отверстия 6 глубиной 0,5-1,5 м. Часть корней 7 корневой системы 4 саженца 3 размещена в отверстиях 6. В вариантном исполнении посадка саженцев 3 осуществляется в выполненные в слое 2 бытовых отходов углубления 8. Для предотвращения рассредоточения плодородной почвы 5 по поверхности слоя отходов по периметру возвышения из отходов выполняют ограничительный кольцевой вал 9.

Предлагаемый способ посадки растений на искусственном субстрате осуществляется следующим образом.

Первоначально на предварительно выбранном участке с влагонасыщенной заболоченной почвой 1 в течение определенного промежутка времени складируют рассортированные и не подвергающиеся дальнейшей переработке отходы, которые по мере их накопления распределяют по поверхности участка гусеничной техникой с формированием высоты слоя 2 отходов в 0,5-2,5 метра. При этом в результате многократного прохождения гусеничной техники по поверхности слоя 2 отходов последние гусеницами частично измельчаются, вдавливаются во влагонасыщенную почву и перемешиваются с ней. Затем в местах, намеченных для посадки саженцев, металлическим стержнем выполняют отверстия 6 глубиной 0,5-1,5 м, над которыми высаживают саженцы 3 растений. При этом часть корней 7 корневой системы 4 саженцев 3 размещают в выполненных отверстиях 6 и формируют над корневой системой возвышение из плодородной почвы 5. По периметру возвышения из отходов выполняют ограничительный кольцевой вал 9.

Влага через отверстия 6 поступает к корневой системе саженцев 3, питая их и насыщая слой 2 бытовых отходов и возвышение плодородной почвы. Поскольку отверстия в слое отходов выполнены не на всю высоту слоя, то пропитанные влагой нижние слои отходов пропускают к растениям отфильтрованную воду. Корни 7 корневой системы 4 саженца 3, развиваясь, со временем распространяются в стороны и проникают вглубь слоя бытовых отходов, разрушая и разлагая его.

Конкретный пример осуществления предлагаемого способа.

На выбранном заболоченном участке площадью в 0,3 га в южной части села Быстрый Исток Быстроистокского района Алтайского края в течение трех лет складировали твердые бытовые отходы, удаляя предварительно из них неразлагающиеся материалы, пластмассу, металл, кирпичи, камни, керамику. Бульдозером периодически, по мере поступления и накопления отходов, их выравнивали, измельчали и уплотняли, получая слой отходов высотой в 0,5-2,5 м в зависимости от податливости почвы и глубины водных проемов болотистого участка, с таким расчетом, чтобы по слою отходов могла проходить гусеничная техника. При этом под давлением бульдозера на отходы часть перенасыщенной влагой болотной почвы 1 проникала в слой 2 измельченных отходов и местами вытеснялась на поверхность отходов, а часть отходов заглублялась в заболоченную почву 1. Таким образом осуществлялось перемешивание отходов с почвой. Осенью 2006 года на сформированном слое 2 бытовых отходов в местах посадки саженцев металлическим ломом для одного саженца 3 выполняли по пять-семь отверстий 6 на глубину в 1,0-1,4 метра, после чего часть корней 7 корневой системы 4 каждого саженца 3 направляли в выполненные отверстия 6 и присыпали корневую систему 4 плодородной почвой 5, выполняя возвышение и из отходов ограничительные валы 9. Саженцы ивы высаживали на расстоянии в 1,2-1,5 метра друг от друга с чередованием (50% на 50%) вертикально посаженных саженцев и с наклоном под углом в 25-45 градусов к горизонту.

В течение весны и лета 2007, 2008, 2009 годов около 90% саженцев прижились и образовали мощную корневую систему, распространившуюся на глубину в 70-90 см и в стороны на расстояния в 30-50 см. Весна 2010 года показала хорошее развитие насаждений. Весь ранее заболоченный участок выделялся от окружающей заболоченной поверхности живописным светло-зеленым цветом распустившейся листвы молодых ив.

Предлагаемый способ может быть использован в сфере обращения с отходами, способствует повышению экологической чистоты и эстетичности селитебных ландшафтов в регионах за счет осуществления максимально полной и эффективной утилизации бытовых отходов. Кроме того, предложенный способ позволяет увеличить площади зеленых, в том числе культурных, насаждений, что особенно актуально в настоящее время, так как это способствует улучшению качества атмосферного воздуха.

Предлагаемый способ освободит находящиеся вблизи населенных пунктов территории от бытовых отходов, очистит и насытит воздух кислородом. За счет способности растительного организма выносить различные элементы из почвы, в данном случае из субстрата бытовых отходов, со временем концентрация вредных веществ, образующихся при разложении отходов, существенно снизится.

По результатам опытной проверки использования предлагаемого способа и достаточно энергичного роста саженцев принято решение о высадке саженцев древесных растений с использованием бытовых отходов на большей площади, при этом будет внесено предложение администрации об использовании предлагаемого способа на заболоченной территории Алтайского края.

Способ посадки растений включает формирование субстрата из разлагающихся отходов на поверхности заболоченных земель и посадку растений. Посадку саженцев растений осуществляют на поверхность слоя субстрата из твердых бытовых отходов. Корневую систему саженцев присыпают плодородной почвой с формированием возвышения. В качестве альтернативного варианта посадку саженцев могут осуществлять в выполненные в слое субстрата для корневой системы саженца углубления высотой 15-30 см. После этого корневую систему саженцев присыпают плодородной почвой. Слой субстрата бытовых отходов формируют на выбранном участке поверхности заболоченных земель высотой 0,5-2,5 м, достаточной для прохождения по слою отходов гусеничной техники. Для проникновения корней саженцев растений в слой отходов и поступления влаги к корневой системе саженцев в слое отходов выполняют, по меньшей мере, одно отверстие на глубину 0,5-1,5 м. После этого часть корней саженца направляют в выполненные в слое бытовых отходов отверстия. Изобретение позволит повысить приживаемость саженцев на заболоченных землях, что обеспечит повышение экологической чистоты ландшафтов и эффективности утилизации бытовых отходов. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ посадки растений на искусственном субстрате, включающий формирование субстрата из разлагающихся отходов на поверхности заболоченных земель и посадку растений, отличающийся тем, что посадку саженцев растений осуществляют на поверхность слоя субстрата из твердых бытовых отходов с присыпанием их корневой системы плодородной почвой с формированием возвышения или в выполненные в слое субстрата для корневой системы саженца углубления высотой 15-30 см с последующим присыпанием корневой системы саженцев плодородной почвой, при этом слой субстрата бытовых отходов формируют на выбранном участке поверхности заболоченных земель высотой 0,5-2,5 м, достаточной для прохождения по слою отходов гусеничной техники, при этом для проникновения корней саженцев растений в слой отходов и поступления влаги к корневой системе саженцев в слое отходов выполняют, по меньшей мере, одно отверстие на глубину 0,5-1,5 м, при этом часть корней саженца направляют в выполненные в слое бытовых отходов отверстия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что возвышение над корневой системой саженцев укрепляют по периметру для предотвращения его рассредоточения по поверхности при помощи ограничительно кольцевого вала из бытовых отходов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что посадку саженцев растений на поверхность слоя субстрата из твердых бытовых отходов осуществляют под углом 0-90°.