СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ ПОЧВЫ Российский патент 2021 года по МПК A01C21/00 A01G7/00 B09C1/00 B82Y99/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001]

Настоящее изобретение относится к способу улучшения почвы.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002]

Азот, фосфорная кислота и калий называются тремя элементами питательных компонентов удобрений, и они являются необходимыми для роста растения.

Известно, что эти питательные компоненты удобрений растворяются в воде и затем всасываются растением, но при этом может возникать проблема, связанная с тем, что растворенные в воде питательные компоненты удобрений могут просачиваться в такое место, откуда растение не может всасывать питательные компоненты удобрений.

[0003]

Для решения этой проблемы, например, в патентном документе 1 описан способ улучшения почвы, включающий в себя внесение структурообразователя почвы, который получают путем адгезионного нанесения на цеолит по меньшей мере одного типа ферментированного органического вещества в качестве эффективного питательного вещества для выращивания растений, в почву, которая смешана с удобрением, или внесение структурообразователя почвы вместе с удобрением в почву ([пункт 1 формулы] и [пункт 12 формулы]).

СПИСОК ЦИТИРОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0004]

Патентный документ 1: JP 2005-075848 A

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005]

Автор настоящего изобретения провел исследование способа улучшения почвы, описанного в патентном документе 1, и обнаружил, что операция по адгезионному нанесению ферментированного органического вещества на цеолит является сложной.

[0006]

Соответственно, задача настоящего изобретения состоит в создании способа улучшения почвы, который позволял бы улучшать почву путем осуществления простой операции.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

[0007]

Автор настоящего изобретения провел тщательное исследование для решения описанной выше задачи и обнаружил, что внесение в почву воды, содержащей нанопузырьки, улучшает почву, в результате чего и было создано настоящее изобретение.

А именно, автор настоящего изобретения обнаружил, что описанная выше задача может быть решена следующим образом.

[0008]

[1] Способ улучшения почвы, причём способ содержит внесение на почву воды, содержащей нанопузырьки.

[2] Способ улучшения почвы по пункту [1], в котором выполняют полив с использованием воды, содержащей нанопузырьки.

[3] Способ улучшения почвы по пункту [1] или [2], в котором вода, содержащая нанопузырьки, содержит пузырьки с модальным размером частиц от 10 до 500 нм.

[4] Способ улучшения почвы по любому одному из пунктов [1] - [3], в котором пузырьки, находящиеся в воде, содержащей нанопузырьки, включают в себя по меньшей мере один тип газа, выбранный из группы, состоящей из кислорода, азота, диоксида углерода и озона.

[5] Способ улучшения почвы по любому одному из пунктов [1] - [4], в котором вода, содержащая нанопузырьки, содержит пузырьки в количестве от 1×10⁸ до 1×10¹⁰ пузырьков/мл.

[6] Способ улучшения почвы по любому одному из пунктов [1] - [5], в котором почва представляет собой почву, используемую в почвенной культуре, или питательный раствор почвенной культуры растения.

[7] Способ улучшения почвы по пункту [6], в котором растение выбирают из цветов и декоративных растений или из стеблевых и листовых овощей.

[8] Способ улучшения почвы по пункту [6] или [7], в котром растение представляет собой альстромерию (перуанскую лилию) или комацуну (японский горчичный шпинат).

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0009]

В настоящем изобретении предложен способ улучшения почвы, позволяющий улучшать почву с помощью простой операции.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0010]

На Фиг. 1 представлено схематическое изображение примера устройства для генерирования нанопузырьков.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011]

Далее настоящее изобретение описано более подробно.

При том, что характерные признаки изобретения могут быть описаны ниже на основе типичного варианта осуществления настоящего изобретения, тем не менее, настоящее изобретение не ограничено этим вариантом осуществления.

В описании изобретения диапазон числовых значений, указанный с использованием формы «(от)... до...», следует воспринимать как диапазон, включающий в себя первое число в качестве нижнего предельного значения, и второе число в качестве верхнего предельного значения.

[0012]

Способ улучшения почвы по настоящему изобретению (далее называемый для краткости «способом улучшения почвы по изобретению») представляет собой способ улучшения почвы, в котором в почву вносят воду, содержащую нанопузырьки.

[0013]

Согласно настоящему изобретению, описанному выше, улучшение почвы может достигаться путем внесения в почву воды, содержащей нанопузырьки.

Причина этого явления до конца не выяснена, но автор настоящего изобретения имеет по этому поводу следующие предположения.

А именно, описанный ниже в разделе «ПРИМЕРЫ» эксперимент 1 показывает, что улучшение почвы происходит за счет увеличения количества доступного нитратного азота в зоне испытания, в которой в почву вносят воду, содержащую нанопузырьки, по сравнению с зоной традиционной обработки, в которой в почву вносят воду из скважины, и, кроме того, дополнительно вносят удобрения.

Можно предположить, что указанное выше улучшение достигается за счет того, что вода, содержащая нанопузырьки, усиливает действие или увеличивает количество микроорганизмов в почве и способствует превращению исходного удобрения в доступную для усвоения растениями форму.

Ниже более подробно описаны вода, содержащая нанопузырьки, и факультативные компоненты, используемые в способе улучшения почвы по изобретению.

[0014]

[Вода, содержащая нанопузырьки]

Вода, содержащая нанопузырьки, используемая в способе улучшения почвы по изобретению, представляет собой воду, которая содержит пузырьки, имеющие диаметр менее чем 1 мкм, и в которую введены эти пузырьки. Предполагается, что выражение «вода, в которую введены пузырьки» исключает воду, содержащую пузырьки, которые неизбежно содержатся, например, в воде (такой как вода из скважины, содержащая примеси), используемой для генерирования воды, содержащей нанопузырьки.

Диаметр (размер) пузырьков, находящихся в воде, содержащей нанопузырьки, а также модальный размер пузырьков и количество пузырьков, которые будут описаны позже, являются величинами, которые измеряют с помощью анализа траекторий наночастиц, основанном на наблюдении за скоростью движения пузырьков в воде при их броуновском движении. В настоящем изобретении используются численные значения, измеренные с помощью системы анализа наночастиц серии NanoSight (фирмы NanoSight Ltd.).

Система анализа наночастиц серии NanoSight (фирмы NanoSight Ltd.) позволяет измерять скорость частиц при их броуновском движении и рассчитывать диаметр (размер частицы) по измеренной скорости. Модальный размер частиц может быть определен в форме диаметра моды из распределения частиц по размерам для существующих наночастиц.

[0015]

В настоящем изобретении, для достижения улучшения почвы предпочтительно, чтобы модальный размер частиц пузырьков, находящихся в воде, содержащей нанопузырьки, составлял от 10 до 500 нм, более предпочтительно от 30 до 300 нм, и еще более предпочтительно от 70 до 130 нм.

[0016]

Газ, образующий пузырьки, находящиеся в воде, содержащей нанопузырьки, не подлежит конкретным ограничениям, но, предпочтительно, чтобы это был газ, не являющийся водородом, с точки зрения возможности длительного присутствия в воде. Конкретные примеры газа включают в себя воздух, кислород, азот, фтор, диоксид углерода и озон.

Из этих газов, по причине дополнительного улучшения почвы предпочтительно, чтобы содержался по меньшей мере один тип газа, выбранный из группы, состоящей из кислорода, азота, диоксида углерода и озона. В частности, более предпочтительно, чтобы содержался кислород, так как его пузырьки могут существовать в течение более длительного времени.

В данном документе выражение «содержащий кислород» подразумевает содержание кислорода в более высокой концентрации, чем концентрация кислорода в воздухе. То же самое применимо и к азоту и к диоксиду углерода. Предпочтительно, чтобы концентрация кислорода составляла не менее 30 об.% объема пузырька, и предпочтительно более 50 об.% и не более 100 об.%.

[0017]

Для дополнительного улучшения почвы предпочтительно, чтобы вода, содержащая нанопузырьки, содержала пузырьки в количестве от 1×10⁸ до 1×10¹⁰ пузырьков/мл, более предпочтительно, по причине в особенности хорошего баланса между временем генерирования пузырьков и существования пузырьков, более 1×10⁸ пузырьков/мл и менее чем 1×10¹⁰ пузырьков/мл, и еще более предпочтительно, по причине еще большего улучшения почвы, от 5×10⁸ до 5×10⁹ пузырьков/мл.

[0018]

Примеры способов генерирования воды, содержащей нанопузырьки, включают в себя способ статического смешения, способ на основе эффекта Вентури, кавитационный способ, способ конденсации пара, ультразвуковой способ, способ завихряющегося потока, способ растворения при повышенном давлении и способ пропускания через микропористый материал.

Способ улучшения почвы по изобретению может включать в себя этап генерирования для генерирования воды, содержащей нанопузырьки, перед применением воды, содержащей нанопузырьки. А именно, способ улучшения почвы по изобретению может представлять собой способ, включающий в себя, например, этап генерирования, на котором вводят воду из источника воды, такого как резервуар для хранения воды, скважина, или воды для сельскохозяйственных нужд, в устройство для генерирования нанопузырьков для генерирования воды, содержащей нанопузырьки, и этап внесения сгенерированной воды, содержащей нанопузырьки. Примерные методики введения воды из источника воды в устройство для генерирования нанопузырьков включают в себя методику, в которой вода поступает из источника воды с использованием трубопровода, насоса или другого устройства и подается в устройство для генерирования нанопузырьков, и методику, в которой воду напрямую подают в устройство для генерирования нанопузырьков из канала подачи, который установлен между источником воды и устройством для генерирования нанопузырьков для соединения источника воды с устройством для генерирования нанопузырьков.

[0019]

В качестве способа генерирования воды, содержащей нанопузырьки, предпочтительным является способ генерирования с использованием установки, которая гарантирует отсутствие образования радикалов в процессе генерирования, и конкретным примером такого метода является способ генерирования с использованием, например, устройства для генерирования нанопузырьков, описанного в абзацах [0080] - [0100] в патентном документе JP2018-15715 A, содержимое которого включено в настоящее изобретение путем ссылки.

[0020]

Другим примером устройства для генерирования нанопузырьков, которое гарантирует отсутствие образования радикалов в процессе генерирования, является устройство для генерирования ультрамикроскопических пузырьков, включающее в себя устройство для ввода жидкости, которое вводит воду, устройство для введения газа, которое сжимает газ и вводит газ в воду, вводимую из устройства для ввода жидкости, и генератор ультрамикроскопических пузырьков, причём вода, содержащая введенный в нее газ, проходит через генератор ультрамикроскопических пузырьков для генерирования ультрамикроскопических пузырьков в воде, причём между устройством для ввода жидкости и генератором ультрамикроскопических пузырьков устройство для введения газа сжимает газ и вводит газ в находящуюся под повышенным давлением жидкость, текущую в генератор ультрамикроскопических пузырьков. В частности, пример способа генерирования с использованием устройства для генерирования нанопузырьков представлен на фиг. 1.

Устройство 10 для генерирования нанопузырьков, изображенное на фиг. 1, включает в себя устройство 30 для подачи жидкости, устройство 40 для ввода газа и сопло 50 для генерирования нанопузырьков.

Устройство 30 для подачи жидкости, включающее в себя насос, закачивает сырую воду для приготовления воды, содержащей нанопузырьки (например, воду из скважины) и вводит сырую воду. Устройство 40 для ввода газа включает в себя емкость 41, в которую вводят сжатый газ, и по существу цилиндрический корпус 42 устройства для ввода газа. Позволяя выпускаемой из устройства 30 для подачи жидкости воде течь внутри корпуса 42 устройства для введения газа, устройство 40 для ввода газа вводит сжатый газ из емкости 41 в корпус 42 устройства для ввода газа. Таким способом в корпусе 42 устройства для ввода газа генерируется вода с введенным в нее газом.

Сопло 50 для генерирования нанопузырьков предназначено для генерирования нанопузырьков в воде с веденным в нее газом на основе принципа растворения под повышенном давлении, когда вода с веденным в нее газом проходит через внутреннее пространство сопла 50 для генерирования нанопузырьков, и его конструкция может быть такой же, как и конструкция сопла для генерирования нанопузырьков, описанная в патентном документе JP2018-15715 A. Вода, содержащая нанопузырьки, образующаяся в сопле 50 для генерирования нанопузырьков, выводится из конца сопла 50 для генерирования нанопузырьков, затем вытекает из устройства 10 для генерирования нанопузырьков и подается в заданное место через трубопровод, который не показан на схеме.

Как описано выше, между устройством 30 для подачи жидкости и соплом 50 для генерирования нанопузырьков в устройстве 10 для генерирования нанопузырьков, устройство 40 для ввода газа вводит сжатый газ в воду (сырую воду), которая находится под давлением и течет в направлении сопла 50 для генерирования нанопузырьков. В результате использования такого подхода, удается избежать таких дефектов, как кавитация, которая может возникать, когда газ вводят в воду на стороне впуска (стороне всасывания) устройства 30 для подачи жидкости. Так как газ вводят в воду под давлением (в сжатом состоянии), газ может быть введен в воду при условии преодоления давления воды в месте введения газа. Соответственно, газ может быть соответствующим образом введен в воду без специального создания разрежения в месте введения газа.

Кроме того, устройство 30 для подачи жидкости соединено на стороне всасывания с трубопроводом воды, которая подается из источника воды, такого как скважина или водопроводный кран, и предпочтительно, чтобы давление воды, вытекающей из стороны впуска устройства 30 для подачи жидкости в устройство 30 для подачи жидкости, в трубопроводе (то есть давление воды на стороне всасывания) было давлением выше атмосферного. В таком случае описанная выше конструкция является более эффективной. Более конкретно, когда давление воды (давление всасывания) на стороне впуска устройства 30 для подачи жидкости является давлением выше атмосферного давления, газ вводят в воду на стороне выпуска устройства 30 для подачи жидкости, конструкция устройства 10 для генерирования нанопузырьков, способная соответствующим образом вводить газ в воду также и на стороне выпуска устройства 30 для подачи жидкости, начинает приобретать более важное значение.

[0021]

Кроме того, на воду, используемую для генерирования воды, содержащей нанопузырьки, не накладываются конкретные ограничения, и может применятся, например, дождевая вода, водопроводная вода, вода из скважины, вода для сельскохозяйственных нужд и дистиллированная вода.

Такая вода может представлять собой воду, которая была подвергнута другой обработке перед применением для генерирования воды, содержащей нанопузырьки. Примерами другой обработки могут являться корректировка pH, осаждение, фильтрация или дезинфекция (стерилизация). В частности, когда, например, используется вода для сельскохозяйственных нужд, то может быть использована вода для сельскохозяйственных нужд, которая, как правило, была подвергнута по меньшей мере одному из осаждения и фильтрации.

[0022]

В настоящем изобретении способ внесения воды, содержащей нанопузырьки, в почву может изменяться в зависимости от способа выращивания растений, в котором используется такая почва, и поэтому он не подлежит конкретным ограничениям, и его примеры включают в себя способ, при котором воду, содержащую нанопузырьки, разбрызгивают над почвой в почвенной культуре, способ, при котором почву снабжают культуральной жидкостью, разбавленной водой, содержащей нанопузырьки, в питательном растворе почвенной культуры (орошаемой культуре и подкармливаемой культуре), и способ, в котором воду, содержащую нанопузырьки, отдельно разбрызгивают над почвой (вносят путем орошения) в питательном растворе почвенной культуры.

Среди этих методов, способ, при котором разбрызгивают воду, содержащую нанопузырьки, является предпочтительным, так как улучшение почвы может достигаться в результате проведения более простой операции.

В изобретении, способ «разбрызгивания воды» в качестве одного из способов внесения конкретно не ограничивается, и когда способ культивирования представляет собой почвенную культуру, может применяться, например, способ, включающий в себя разбрызгивание воды по всему растению, способ, включающий в себя разбрызгивание воды по части растения (например, стеблям или листьям), и способ, включающий в себя разбрызгивание воды по почве, в которой посажено растение. Если способ культивирования представляет собой питательную среду почвенной культуры, разбрызгивание воды может быть проведено путем орошения, как описано выше.

[0023]

<Дополнительный компонент>

Вода, содержащая нанопузырьки, может дополнительно содержать дополнительный компонент.

Примеры дополнительных компонентов включают в себя агрохимическое вещество, удобрение, поверхностно-активное вещество, антифриз, пеногаситель, консервант, антиоксидант и загуститель. Тип и количество дополнительного компонента не подлежат конкретным ограничениям, и они могут быть выбраны в зависимости от предполагаемого применения.

При этом в настоящем изобретении предпочтительно, чтобы дополнительный компонент по существу не содержал радикалов в воде, содержащей нанопузырьки. Выражение «по существу не содержащий радикалов» не означает, что исключается случай, когда неизбежное содержание радикалов обусловлено водой (например, водой из скважины, содержащей примеси), используемой для генерирования воды, содержащей нанопузырьки, но означает, что исключается случай, когда радикалы генерируются и вводятся в результате проведения конкретной операции.

[0024]

[Почва/растение]

Способ улучшения почвы по изобретению предпочтительно применяется к почве, которая используется в почвенной культуре, или в питательном растворе почвенной культуры растения.

Растение не подлежит конкретным ограничениям, и предпочтительным является растение, которое искусственно подкармливают удобрением для культивации.

Примеры растений включают в себя цветы и декоративные растения, такие как роза, альстромерия, цикламен, тюльпан, львиный зев, георгин, Chrysanthemum morifolium (хризантема садовая), гербера и орхидея;

фруктоподобные овощи, такие как растения семейства пасленовых (например, баклажан, пепино, помидор (в том числе виноградный помидор), тамарилло, Capsicum annum (красный стручковый перец), перец шишито, хабанеро, болгарский перец, паприка и цветной болгарский перец), растения семейства аралиевых (например, Gamblea innovans), растения семейства тыквенных (например, тыква, цуккини, огурец, Cucumis metuliferus (огурец африканский), Cucumis melo var. Conomon (восточная маринованная дыня), Momordica charantia (момордика харантская), Benincasa hispida (восковая тыква), чайот, Luffa cylindrica (тыква мочальная), тыква бутылочная, арбуз, дыня и Cucumis melo var. makuwa (восточная дыня), растения семейства мальвовых (например, окра) и растения семейства розовых (например, клубника);

стеблевые и листовые овощи, такие как капуста, лук, зеленый лук, китайская капуста, шпинат, салат-латук, брокколи, комацуна (японский горчичный шпинат, (Brassica rapa var.)), Allium tuberosum (лук туберозный), спаржа, сельдерей, хризантема салатная, цветная капуста, чеснок и Allium chinense (китайский лук);

корнеплоды, такие как редька японская, морковь, лопух съедобный, репа и корень лотоса; и

фруктовые деревья, такие как сатсума, яблоня, персик, Pyrus pyrifolia (японская груша), груша, банан, виноград, вишня, лох узколистный, рубус, голубика, малина, ежевика, шелковица, локва, фиговое дерево, хурма, Akebia quinata (акебия пятерная), манговое дерево, авокадо, китайский финик, гранатовое дерево, пассифлора, ананас, банановое дерево, дынное дерево, абрикосовое дерево, Prunus mume (абрикос японский), слива, персиковое дерево, киви, Pseudocydonia sinensis (айва китайская), Myrica rubra (восковница красная), каштан, путерия сладковатая, гуава, карамбола и гранатолистная мальпигия.

[0025]

Среди этих растений, предпочтительными являются цветы и декоративные растения и стеблевые и листовые овощи, и более предпочтительными являются растения альстромерии (перуанской лилии) и комацуны (японского горчичного шпината), так как для них способ улучшения почвы по изобретению характеризуется более высокой эффективностью.

ПРИМЕРЫ

[0026]

Далее настоящее изобретение описано более конкретно с помощью примеров. Материалы, применяемые количества, нормы внесения, обработки и способы обработок, проиллюстрированные в примерах ниже, могут быть изменены в соответствующих случаях при условии, что они не выходят за рамки объема и сущности настоящего изобретения. Поэтому не следует считать, что объем настоящего изобретения ограничен приведенными далее примерами.

[0027]

[Эксперимент 1]

<Подробности проведения эксперимента 1>

Эксперимент проводили в оранжереях для выращивания альстромерии в городе Мобара, префектура Тиба, Япония, с использованием следующих изолированных друг от друга участков.

Участок проведения опытных испытаний. В оранжерее, в которой были посажены 300 альстромерий (перуанских лилий) (сорт: Caryo-гибрид) в период с июня по июль 2017 года, использовали воду, содержащую нанопузырьки, генерируемую описанным ниже способом, и разбрызгивали ее вручную на почву, а также на стебли и листья, с момента посадки до конца января 2018 года. На участке проведения опытных испытаний растения выращивали с внесением удобрения перед посадкой, состав которого представлен в таблице 1 ниже, без дополнительного внесения удобрений.

Участок традиционного метода выращивания. В другой оранжерее, в которой были посажены 300 альстромерий (перуанских лилий) (сорт: Caryo-гибрид) в период с июня по июль 2017 года, использовали воду из скважины и разбрызгивали ее вручную на почву, а также на стебли и листья, с момента посадки до конца января 2018 года, а воду, содержащую нанопузырьки, не использовали. На участке традиционного метода выращивания растения выращивали с внесением удобрения перед посадкой, состав которого представлен в таблице 1 ниже, и подкармливали дополнительным удобрением [азот:фосфорная кислота:калий=6:3:3 (массовое отношение)] в количестве 20 г на 8 растений 14 октября 2017 года и 5 января 2018 года.

В соответствии с обычным способом, частоту полива и объём полива изменяли соответствующим образом в зависимости от развития альстромерии, погоды и других факторов, и контролировали эти параметры таким образом, чтобы они были в общем одинаковыми на участке проведения опытных испытаний и на участке традиционного метода выращивания.

[0028]

<Способ генерирования воды, содержащей нанопузырьки>

Воду, содержащую нанопузырьки, генерировали с использованием устройства для генерирования нанопузырьков [тип 100V, 10 л/мин; фирмы Kakuichi Co., Ltd., Aqua Solution Division (в настоящий момент Aqua Solutions Corporation)], в котором пузырьки (нанопузырьки) генерировали в воде способом растворения при повышенном давлении.

Вода, используемая для генерирования воды, содержащей нанопузырьки, представляла собой воду из скважины, и газ, используемый для образования пузырьков, представлял собой кислород (промышленный кислород, концентрация кислорода: 99,5 об.%).

Нанопузырьки генерировали с применением упомянутого выше устройства для генерирования нанопузырьков при условиях, использование которых давало бы следующие результаты, полученные с помощью системы анализа наночастиц серии NanoSight LM10 (фирмы NanoSight Ltd.).

* Число пузырьков в 1 мл воды: 5×10⁸ пузырьков/мл

* Модальный размер пузырьков: 100 нм

[0029]

<Оценка улучшения почвы>

На участке проведения опытных испытаний и участке традиционного метода выращивания определяли количества доступного для усвоения нитратного азота, фосфорной кислоты и кальция в почве на момент посадки, в почве 7 октября 2017 года, в почве 18 ноября 2017 года, в почве 23 декабря 2017 года и в почве 27 января 2018 года с использованием устройства Dr Soil (детектора содержания питательных веществ в почве) в соответствии со следующей методикой. Результаты приведены в таблице 1 ниже.

(Методика измерения)

(1) Собирают образец почвы и добавляют к нему уксусную кислоту.

(2) Проводят фильтрацию с использованием фильтровальной бумаги для извлечения жидкости, полученной экстракцией уксусной кислотой из почвы.

(3) К извлеченной полученной экстракцией жидкости добавляют реагент для каждого определяемого компонента.

(4) Количество каждого компонента определяют по интенсивности окрашивания с помощью измерителя поглощения окрашенного раствора.

[0030]

[Таблица 1]

Таблица 1 Июнь-июль 2017 7 октября 2017 18 ноября 2017 23 декабря 2017 27 января 2018 Внесение удобрения перед посадкой Участок проведения опытных испытаний Участок традиционного метода выращивания Участок проведения опытных испытаний Участок традиционного метода выращивания Участок проведения опытных испытаний Участок традиционного метода выращивания Участок проведения опытных испытаний Участок традиционного метода выращивания Доступный для усвоения нитратный азот (мг/100 см³) 40 50 5 50 38 50 19 50 40 Фосфорная кислота (мг/100 см³) 130 100 80 100 90 88 90 58 67 Калий (мг/100 см³) 65 60 60 61 60 56 58 56 60

[0031]

Результаты, приведенные в таблице 1, показывают, что на участке проведения опытных испытаний количество доступного для усвоения нитратного азота увеличивалось в каждом образце почвы, собранном 7 октября 2017 года, 18 ноября 2017 года, 23 декабря 2017 года и 27 января 2018 года, по сравнению с внесением удобрения во время посадки и, следовательно, происходило улучшение почвы. Принимая во внимание тот факт, что на участке традиционного метода выращивания 14 октября 2017 года и 5 января 2018 года проводили подкормку дополнительным удобрением, упомянутое выше улучшение можно рассматривать в качестве неожиданного эффекта, и возникновение этого эффекта связано, по-видимому, с тем, что внесение воды, содержащей нанопузырьки, вызывало превращение аммонийного азота, содержащегося в почве в результате внесения удобрения перед посадкой, в нитратный азот.

Что касается фосфорной кислоты и кальция, то их количества на участке проведения опытных испытаний, на котором не проводили подкормку дополнительным удобрением, сохранялись на том же самом уровне, что и их количества на участке традиционного метода выращивания, на котором проводили подкормку дополнительным удобрением, и таким образом это являлось доказательством того, что почва улучшалась на участке проведения опытных испытаний.

[0032]

[Эксперимент 2]

<Подробности проведения эксперимента 2>

Сельскохозяйственный эксперимент по выращиванию комацуны (японского горчичного шпината) проводили в городе Коморо, префектура Нагано, Япония с 29 августа 2018 года (посев) до 8 октября 2018 года (сбор урожая) на следующих изолированных друг от друга участках. Соответствующие участки проведения опытных испытаний были выделены в одной и той же теплице с пленочным покрытием.

Участок проведения опытных испытаний 2-1. При выращивании в теплице с пленочным покрытием для полива один раз в два дня использовали воду для сельскохозяйственных нужд, а воду, содержащую нанопузырьки, не использовали.

Участок проведения опытных испытаний 2-2. При выращивании в теплице с пленочным покрытием для полива один раз в два дня использовали воду, содержащую нанопузырьки, в которой число пузырьков на 1 мл воды доводили до 2×10⁸ пузырьков/мл.

Участок проведения опытных испытаний 2-3. При выращивании в теплице с пленочным покрытием, для полива один раз в два дня использовали воду, содержащую нанопузырьки, в которой число пузырьков на 1 мл воды доводили до 5×10⁸ пузырьков/мл.

На каждом из участков проведения опытных испытаний, комацуну (японский горчичный шпинат) высевали и выращивали в двух горшках, помещенных в теплице с пленочным покрытием.

В соответствии с обычным способом, величину полива изменяли соответствующим образом в зависимости от развития комацуны (японского горчичного шпината), погоды и других факторов, и контролировали эти параметры таким образом, чтобы они были в общем одинаковыми на трех участках проведения опытных испытаний.

Кроме того, в эксперименте 2 преднамеренно не проводили внесение агрохимических препаратов, чтобы подтвердить, что величина достигаемого положительного эффекта связана с числом пузырьков в 1 мл воды, содержащей нанопузырьки.

[0033]

<Способ генерирования воды, содержащей нанопузырьки>

Воду, содержащую нанопузырьки, генерировали с использованием устройства для генерирования нанопузырьков [тип 100V, 10 л/мин; фирмы Kakuichi Co., Ltd., Aqua Solution Division (в настоящий момент Aqua Solutions Corporation)], причём пузырьки (нанопузырьки) генерировали в воде методом растворения при повышенном давлении. Вода, используемая для генерирования воды, содержащей нанопузырьки, представляла собой воду для сельскохозяйственных нужд, и газ, используемый для образования пузырьков, представлял собой кислород (промышленный кислород, концентрация кислорода: 99 об.%).

[0034]

Наряду с другими условиями для генерирования нанопузырьков с использованием упомянутого выше устройства для генерирования нанопузырьков устанавливали размер пузырька (модальный размер частиц) равным 100 нм.

Число пузырьков в 1 мл воды, содержащей нанопузырьки, составляло 2×10⁸ пузырьков/мл для участка проведения опытных испытаний 2-2 и 5×10⁸ пузырьков/мл для участка проведения опытных испытаний 2-3, описанных выше. Число пузырьков в 1 мл воды, содержащей нанопузырьки, может быть скорректировано, например, путем подачи воды, содержащей нанопузырьки, в резервуар для хранения, расположенный дальше по ходу от устройства для генерирования нанопузырьков, отправки воды, содержащей нанопузырьки, из резервуара для хранения обратно в устройство для генерирования нанопузырьков, чтобы позволить водн, содержащей нанопузырьки, циркулировать в системе, и варьирования времени циркулирования.

[0035]

<Оценка улучшения почвы>

На участках проведения опытных испытаний 2-1-2-3, определяли количества доступного для усвоения нитратного азота, фосфорной кислоты и кальция в почве на момент посева (29 августа 2018 года) и в почве на момент сбора урожая (8 октября 2018 года) с помощью той же методики, что и в эксперименте 1, описанном выше. Результаты приведены ниже в таблице 2.

Выращиваемая таким образом комацуна (японский горчичный шпинат) не проявляла конкретного различия в степени роста среди участков проведения опытных испытаний. Соответственно, результаты измерений на момент сбора урожая, приведенные в таблице 2, можно рассматривать как не зависящие от поглощения удобрения комацуной, выращиваемой на соответствующих участках проведения опытных испытаний.

[0036]

[Таблица 2]

Таблица 2 При посеве При сборе урожая Участок проведения опытных испытаний 2-1 Участок проведения опытных испытаний 2-2 Участок проведения опытных испытаний 2-3 Доступный для усвоения нитратный азот (мг/100 см³) 35,0 0,1 2,2 3,5 Фосфорная кислота (мг/100 см³) 2,2 3,8 4,8 5,2 Калий (мг/100 см³) 572,0 448,0 480,0 607,0

[0037]

Результаты, приведенные в таблице 2, показывают что, по сравнению с участком проведения опытных испытаний 2-1, на котором воду, содержащую нанопузырьки, не вносили в почву, на участке проведения опытных испытаний 2-2 и на участке проведения опытных испытаний 2-3, на которых в почву вносили воду, содержащую нанопузырьки, количества доступного для усвоения нитратного азота, фосфорной кислоты и калий увеличивались, и происходило улучшение почвы.

В частности, не только при сравнении с участком проведения опытных испытаний 2-2, на котором число пузырьков в 1 мл воды, содержащей нанопузырьки, составляло 2×10⁸ пузырьков/мл, но также и при сравнении с количеством калия в почве на момент посева, количество калия в почве увеличивалось на участке проведения опытных испытаний 2-3, на котором число пузырьков в 1 мл воды, содержащей нанопузырьки, составляло 5×10⁸ пузырьков/мл, что указывало на дополнительное улучшение почвы.

Описанные выше результаты эксперимента 1 и эксперимента 2 явным образом демонстрируют наличие эффекта улучшения почвы благодаря применению воды, содержащей нанопузырьки.

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

[0038]

10 устройство для генерирования нанопузырьков

30 устройство для подачи жидкости

40 устройство для ввода газа

41 емкость

42 корпус устройства для ввода газа

50 сопло для генерирования нанопузырьков

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к улучшению почвы. В способе используют воду, содержащую нанопузырьки. На этапе способа вносят воду, содержащую нанопузырьки в количестве от 1×10⁸ до 1×10¹⁰ пузырьков/мл, в почву, в которой присутствует удобрение, до высаживания растения. Выполняют разбрызгивание с использованием воды, содержащей нанопузырьки с модальным размером частиц от 10 до 500 нм. Пузырьки, находящиеся в воде, содержащей нанопузырьки, могут включать в себя по меньшей мере один тип газа, выбранный из группы, состоящей из кислорода, азота, диоксида углерода и озона. Растение выбирают из цветов и декоративных растений или из стеблевых и листовых овощей и оно может быть представлено альстромерией (перуанской лилией) или комацуной (японским горчичным шпинатом). Способ обеспечивает улучшение почвы. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ улучшения почвы с использованием воды, содержащей нанопузырьки, причём способ включает в себя этап, на котором вносят воду, содержащую нанопузырьки, которая содержит пузырьки в количестве от 1×10⁸ до 1×10¹⁰ пузырьков/мл, в почву, в которой присутствует удобрение, до высаживания растения.

2. Способ улучшения почвы по п. 1, в котором выполняют разбрызгивание с использованием воды, содержащей нанопузырьки.

3. Способ улучшения почвы по п. 1 или 2, в котором вода, содержащая нанопузырьки, содержит пузырьки с модальным размером частиц от 10 до 500 нм.

4. Способ улучшения почвы по п. 1 или 2, в котором пузырьки, находящиеся в воде, содержащей нанопузырьки, включают в себя по меньшей мере один тип газа, выбранный из группы, состоящей из кислорода, азота, диоксида углерода и озона.

5. Способ улучшения почвы по п. 1 или 2, в котором растение выбрано из цветов и декоративных растений или из стеблевых и листовых овощей.

6. Способ улучшения почвы по п. 1 или 2, в котором растение представляет собой альстромерию (перуанскую лилию) или комацуну (японский горчичный шпинат).