Субстрат для выращивания растений Советский патент 1991 года по МПК A01G31/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к субстратам для выращивания растений в автономных условиях и может найти применение в замкнутых биологических системах жизнеобеспечения человека.

Целью изобретения является увеличение продолжительности использования субстрата и повышение урожая растений.

Пример. Предварительно смешивают парниковый перегной (7-20 мае, %), солена- сыщенный природный цеолит (69,9-86,1 мае. %), монтморилонит (3-5 мае. %). Затем в сосуды высотой 20 см и диаметром окружности 20 см вносят смесь органических отходов, предварительно приготовленную

следующим образом: фекалий и помет перепелов гомогенизируют с водой в количестве 30 г/л и ферментируют (скорость вращения перемешивающего устройства 250 об/мин, продолжительность ферментирования 72 ч при 20-22°С, постоянная аэрация), затем смешивают с высушенными растительными остатками, измельченными до 0,5-3 мм. Смесь органических отходов взята в соотношении отходов, образующихся в биологической системе жизнеобеспечения человека 1:0,9:8.

Практически полная гибель кишечной палочки, рыхлая консистенция и дезодорация наступает через трое суток ферментации.

00

N5

Состав, мае. %, конечного продукта - органических отходов после ферментации дан ниже.

Изменение соотношения органических отходов (см. табл. 1) ведет к понижению урожайности вследствие того, что не обеспечивается трансформация месячной и трехмесячной дозы отходов.

Как следует из табл. 1, изменение предлагаемого соотношения приводит к понижению урожайности салата на 75-89, редиса на 64,5, пшеницы на 42,2-45,3%.

Испытания проводятся на культуре пшеницы.

Температура выращивания растений пшеницы 20-22°С, освещенность 40- 45 Вт/м2 ФАР, фото период 16 ч в сутки, влажность воздуха 60-65%, периодическое подтопление до 60-90% от капиллярной влагоемкости, постоянное аэрирование. В качестве контроля используют известный субстрат.

Готовят субстраты с различным содержанием компонентов.

В субстрат, содержащий перегной (7 мае. %), соленасыщенный природный цеолит (86,1 мае. %), монтморилонит(3мас. %) и смесь органических отходов (3,9 мае. %) из ферментированных фекалий, ферментированного помета птиц и растительных остатков, взятых в соотношении 1:0,9:8 соответственно, высаживают сухие семена растения пшеницы. В этот период прирост биомассы растений пшеницы либо одинаков с контролем, либо меньше, чем в контроле на 5-6%. Задержка роста растений в этот период связана с образованием продуктов неполного разложения, веществ фенольной природы, ингибирующих рост растений.

В субстрат, содержащий перегной (20 мае. %), соленасыщенный природный цео- лит(69,9мас. %), монтморилонит(5мас. %} и смесь органических отходов (5,1 мае. %) из ферментированных фекалий, ферментированного помета птиц и растительных остатков, взятых в соотнЬшении 1:0,9:8 соответственно, также высаживают сухие семена растений пшеницы. В этот период прирост биомассы растений превышает рост контрольных растений на 15-20% и скорость разложения отходов соизмерима со скоростью их образования в биологической системе жизнеобеспечения человека.

В субстрате, содержащем перегной (13,5 мае. %), соленасыщенный природный цеолит (78 мае. %),монтморилонит(4мас, %)

и

и смесь органических отходов (4,5 мае.. % из ферментированных фекалий; ферменти рованного помета птиц и растительных.ос- татков, взятых в соотношении 1:0,9:8

5 соответственно, также высаживают сухие семена растений пшеницы в контролируемых условиях среды, Прирост биомассы в этот период превышает рост контрольных растений на 10-20% и скорость разложения

10 отходов соизмерима со скоростью их образования в биологической системе жизнеобеспечения человека.

Влияние количества компонентов субстрата на продуктивность растений пшени15 цы представлено в табл. 2.

При содержании перегноя менее 7 мае. %, цеолита менее 69,9 мае. %, монтморилонмта менее 3 мае. % и смеси органических отходов менее 3,9 мае.. %

20 продуктивность пшеницы резко падает, а при содержании перегноя более 20 мае. %, цеолита более 86,1 мае, %, монтморилонита более 5 мае. % и смеси органических отходов более 5,1 мае, % продуктивность 25 растений пшеницы также снижается. Это связано с тем, что при уменьшении содержания перегноя менее 7 мае. % влагоем- кость субстрата и запас доступной для растений влаги снижается настолько, что

30 падает продуктивность. При повышении содержания перегноя более 20 мае. % происходит переувлажнение и ухудшение водо- воздушных свойств субстрата. Это вызывает недостаток кислорода в корнеобитаемой

35 зоне., что также приводит к снижению продуктивности.

Цеолит содержит основной запас солей и обеспечивает структуру субстрата. Увеличение его более 86,1 мае. % возможно за

40 счет снижения доли перегноя, однако это приводит к снижению запаса доступной влаги, уменьшение же не менее 69,9% приводит к ухудшению водовоздушных свойств.

45 Монтморилонит играет роль буфера, демпфера, особенно в период после внесения предварительно минерализованных, ферментированных отходов. При содержании менее 3 мае. % он не полностью депониру50 ет минеральную часть отходов и нарушается (увеличивается) скорость перемещения их в растительные ткани. Нарушается равновесие в одном из звеньев круговорота - в субстрате. При увеличении содержания

55 монтморилонита более 5 мае. % - избыток депо, который замедляет скорость перемещения минеральных веществ в субстрате.

Продолжительность использования субстрата значительно увеличивается в

сравнении с известным субстратом (см. табл. 3).

Как видно из табл. 3, в предложенном субстрате содержание органических веществ к пяти годам функционирования не снижается, а повышается на 17%, в то время как в известном субстрате понижается на 9%. Это позволяет увеличить продолжительность использования субстрата для выращивания растений с высокой продук- тивностью.

Предлагаемый субстрат обладает по сравнению с известным следующими преимуществами:

обеспечивает разложение и трансфер- мацию органических отходов,

обеспечивает сорбцию, переработку и утилизацию корневых выделений,

обеспечивает самовоспроизведение основных свойств - структуры поглощающего комплекса элементов минерального питания и биологически активных веществ,

повышает урожайность растений пшеницы на 15-20% и продолжительность (до 5 лет) использования субстрата в автономных условиях. Кроме того, обеспечивается использование субстрата для выращивания

овощных культур, в частности салата, редиса и в биологической системе жизнеобеспечения человека, в которой повышается степень замкнутости системы по массооб- мену.

Формула изобретения

Субстрат для выращивания растений, включающий парниковый перегной, отличающийся тем, что, с целью увеличения продолжительности использования субстрата и повышения урожая растений, он дополнительно содержит соленасыщенный природный цеолит, монтморилонити смесь органических отходов из ферментированных фекалий, помета птиц и растительных остатков, взятых в соотношении 1:0,9:8 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Парниковый

перегной7-20

Соленасыщенный

природный цеолит69,9-86,1

Монтморилонит 3-5

Смесь органических отходов из ферментированных фекалий, помета птиц и растительных остатков, взятых в соотношении 1:0,9:8 соответственно 3,9-5,1.

Таблица 1

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к субстратам для выращивания растений в автономных условиях, и может .найти применение в замкнутых биологических системах жизнеобеспечения человека. Целью изобретения является увеличение продолжительности использования субстрата и повышение урожая растений, Субстрат содержит, мае. %: парниковый перегной 7-20; соленасыщенный природный цеолит 69,9-86,1; монтморилонит 3-5; смесь органических отходов 3,9-5,1. Субстрат позволяет увеличить продолжительность выращивания на нем растений за счет увеличения количества органического вещества в процессе его использования, обеспечения разложения и трансформации органических выделений, воспроизведения основных свойств: структуры поглощающего комплекса. Урожайность растений пшеницы повышается на 15-20%. Субстрат можно использовать в автономных условиях для выращивания овощных культур. 3 табл, сл с

Таблица 2

Таблица 3