СУБСТРАТ ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ НА ОСНОВЕ ВСПУЧЕННОГО ПЕРЛИТА Российский патент 2015 года по МПК A01G31/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, более конкретно к субстратам для выращивания в промышленных теплицах с использованием гидропонной технологии.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является субстрат на основе минеральной ваты для выращивания в промышленных теплицах с использованием гидропонной технологии, например торговой марки Grodan®. Минеральная вата представляет собой экологически чистый природный неорганический материал, который производится путем плавления базальтовых горных пород при температуре свыше 1400°C и имеет структуру хаотично расположенных волокон. В частности, известны маты, содержащие такой субстрат (сведения из сети интернет http://www.grodan.com/solutions/vegetable+products/grotop+master).

Основным недостатком ближайшего аналога является то, что такой субстрат имеет структуру волокон плотного плетения, что затрудняет рост корней. Отсутствие пористой структуры не позволяет насытить растение необходимым количеством кислорода, что служит причиной замедления процесса роста растения и снижения урожайности. Изделия из минеральной ваты не подлежат долгому использованию, поскольку достаточно быстро теряют свою форму. Импортируемые в Россию маты из минеральной ваты являются дорогостоящими, что, в свою очередь, влияет на стоимость выращиваемой на них сельскохозяйственной продукции. Стоимость отечественных аналогов значительно ниже, но они сильно уступают по качеству импортным образцам. Еще одним принципиально важным недостатком данного вида матов для гидропоники является вред, который наносит экологии их утилизация.

Задачей заявленного изобретения является создание субстрата для выращивания растений, лишенного недостатков ближайшего аналога.

Техническим результатом заявленного изобретения является сокращение сроков начала плодоношения и повышение урожайности сельскохозяйственных культур при использовании гидропонной технологии выращивания, улучшение развития корневой системы растений; ускорение налива плодов, повышение сбалансированности растений; снижение вреда, причиняемого окружающей среде при утилизации материала; обеспечение возможности контролировать потребление влаги и процесс роста растений; увеличение срока эксплуатации матов; обеспечение сохранности корней, помещенных в заявленный субстрат.

Технический результат достигается за счет того, что субстрат для выращивания растений включает не менее 10 об.% вспученного перлита с насыпной плотностью 30-200 кг/м³ и размерами гранул вспученного перлита 0,01-7 мм, помещенный в упаковку из эластичного материала, наружная сторона которой является светлой, а внутренняя сторона - темной, при этом количество вспученного перлита в упаковке составляет не менее 10% от ее объема.

В случае замены заявленным субстратом минеральной ваты нет необходимости менять технологию выращивания культур. Маты из субстрата представляют собой стерильный субстрат, не содержащий химических компонентов, в нем не могут завестись насекомые, развиться органические болезни, попасть патогенные грибы и семена нежелательных растений. В субстрате поддерживается идеальный уровень pH - нейтральный. Субстрат обладает повышенной способностью задерживать питательные вещества и дренаж, удерживает воздух, находящийся в порах гранул перлита. Субстрат смягчает землю, глину, улучшает их пористость. Субстрат не имеет запаха и может использоваться многократно. При использовании субстрата в открытом грунте корни растений защищены от обморожения. При производстве агроперлит подвергается термическому удару в 1200 градусов, что гарантирует отсутствие сырников и семян. Субстрат является разрыхлителем почвы. Субстрат имеет сильную систему капилляров, которые поднимают воду с той же скоростью, с которой вода поглощается растением. Субстрат имеет очень хорошее продольное капиллярное распространение влаги, что делает его отличным выбором для гидропонических систем фитильного типа. Любые излишки раствора сливаются в резервуар. Еще одно достоинство перлита в гидропонной культуре заключается в том, что перлит физически очень стабилен. Также перлит можно использовать в течение нескольких сезонов выращивания.

Структура заявленного субстрата способствует развитию более тонких корней, что позволяет максимально впитывать органические элементы из удобрений в жидком виде, используемых в гидропонике, а также насыщает растения дополнительным кислородом за счет содержания воздуха в порах, вследствие чего достигается более раннее развитие растений до плодоношения и более высокая урожайность у сельскохозяйственных культур при использовании гидропонной технологии выращивания.

Перлит представляет собой горную породу вулканического происхождения. В заявленном субстрате используют вспученный перлит - продукт измельчения и термической обработки перлита.

Заявленный субстрат получают следующим образом. Руду пропускают через печь предварительного нагрева, после чего обжигают на открытом огне при температуре выше 1000°C, что приводит к термическому взрыву частиц воды, содержащихся в руде. В результате такого обжига происходит вспучивание породы и образуется вспученный перлит белоснежного цвета. Размеры гранул перлита составляют 0,01-7 мм, предпочтительно 2-5 мм. Насыпная плотность составляет 30-200 кг/м³, предпочтительно около 60 кг/м³.

Субстрат упаковывается в пленку из эластичного материала, предпочтительно полиэтилена высокого давления. Материал подбирается таким образом, чтобы в нем можно было без труда проделать необходимые отверстия, в частности для оттока излишней влаги. С наружной стороны пленка выполнена светлой, предпочтительно белой, с внутренней стороны - темной, предпочтительно черной. На наружной стороне упаковки могут содержаться надписи, например информация об изготовителе. Длина конечной упаковки композиции, представляющей собой мат для выращивания растений, составляет 100-2000 мм, ширина 50-500 мм, высота 50-300 мм. Толщина пленки при использовании полиэтилена высокого давления составляет 40-150 мкм. В предпочтительном варианте воплощения мат имеет размеры: длина 1000 мм, ширина 200 мм, высота 75 мм. Количество вспученного перлита должно составлять не менее 50% от общего объема упаковки. В предпочтительном варианте количество вспученного перлита составляет не менее 10 об.%. Оставшееся количество может включать такие наполнители, как керамзит, минеральная вата, вермикулит и любой другой органический материал. Полученные таким образом маты готовы к применению.

Маты укладываются на ровную поверхность, на них в кубиках размещают саженцы растений, которые укореняются непосредственно в мате. Затем в мат устанавливают трубки точечного полива, по которым подается вода и необходимые питательные элементы и вещества. В мате проделываются технические отверстия, которые обеспечивают отток излишней влаги. Благодаря тому что маты не подвержены деформации, увеличивается срок их эксплуатации.

В предпочтительном варианте заявленный субстрат применяется для выращивания овощей.

Испытания проводились с использованием композиций, в которых содержание вспученного перлита составляло не менее 50 об.%, в особенности не менее 10 об.%. Испытания на первом обороте в период с января по май показали, что период созревания и плодоношения на матах из заявленной композиции происходит на 7 дней раньше. Показатель прироста урожая относительно матов на основе минеральной ваты составляет 21%, более точно прирост составил не менее 1 кг на квадратный метр продукции, при этом прирост наблюдается по всем сортам. По сравнению с матами из минеральной ваты плод созревает быстрее на 7 дней при одинаковых условиях полива и кормления и есть прирост по урожайности. В ходе испытаний были смоделированы ситуации, такие как отключение электричества, перебои режима полива, прекращения полива и другие. Субстрат по изобретению прошел все испытания и подтвердил свои стабильность и надежность. Растения пережили экстремальные условия без последствий. При посадке огурца с 14 по 17 января 2014 г. на площади 2,5 га плодоношение началось раньше, первый сбор был проведен уже 12 февраля 2014 г. Урожайность на 5 марта 2014 г. составила 3,5 кг/м².

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Субстрат для выращивания растений включает не менее 10 об.% вспученного перлита с насыпной плотностью 30-200 кг/м³ и размерами гранул вспученного перлита 0,01-7 мм, помещенный в упаковку из эластичного материала, наружная сторона которой является светлой, а внутренняя - темной. При этом количество вспученного перлита в упаковке составляет не менее 10% от ее объема. Субстрат позволяет сократить сроки начала плодоношения и повысить урожайность сельскохозяйственных культур при использовании гидропонной технологии выращивания, улучшить развитие корневой системы растений, ускорить налив плодов, снизить вред окружающей среде при утилизации материала, обеспечить возможность контролировать потребление влаги и процесс роста растений, увеличить срок эксплуатации матов, обеспечить сохранность корней, помещенных в заявленный субстрат. 10 з.п. ф-лы.

1. Субстрат для выращивания растений, включающий не менее 10 об.% вспученного перлита с насыпной плотностью 30-200 кг/м³ и размерами гранул вспученного перлита 0,01-7 мм, помещенный в упаковку из эластичного материала, наружная сторона которой является светлой, а внутренняя - темной, при этом количество вспученного перлита в упаковке составляет не менее 10% от ее объема.

2. Субстрат по п. 1, отличающийся тем, что субстрат включает не менее 50 об.% вспученного перлита.

3. Субстрат по п. 1, отличающийся тем, что насыпная плотность вспученного перлита составляет около 60 кг/м³.

4. Субстрат по п. 1, отличающийся тем, что размер гранул вспученного перлита составляет 2-5 мм.

5. Субстрат по п. 1, отличающийся тем, что количество вспученного перлита в упаковке составляет не менее 50% от ее объема.

6. Субстрат по п. 1, отличающийся тем, что эластичный материал представляет собой пленку из полиэтилена высокого давления.

7. Субстрат по п. 1, отличающийся тем, что толщина пленки составляет 40-150 мкм.

8. Субстрат по п. 1, отличающийся тем, что наружная сторона упаковки выполнена белой, а внутренняя сторона - черной.

9. Субстрат по п. 1, отличающийся тем, что длина упаковки составляет 100-2000 мм, ширина 50-500 мм, высота 50-300 мм.

10. Субстрат по п. 1, отличающийся тем, что длина упаковки составляет 1000 мм, ширина составляет 200 мм, высота 75 мм.

11. Субстрат по любому из пп. 1-10, предназначенный для выращивания овощей.