Способ получения биомассы тропического салатного растения BaSeLLa RUвRа в автономных условиях Советский патент 1992 года по МПК A01G31/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам выращивания растений в защищенном грунте, и может найти применение в замкнутых биологических системах жизнеобеспечения человека.

Известен способ получения биомассы растений при выращивании их на субстрате из соленасыщенного природного цеолита экотолом. Выращивание растений проводили при увлажнении субстрата до 80-100 % от полной капиллярной влагоемкости при искусственном освещении до 60 Вт/м2 ФАР и продолжительности фотопериода 16 ч в сутки. Соленасыщенный природный цеолит

Балканин по этому способу замачивали в 0,72 - 0,80%-ном водном растворе экотола при соотношении водного раствора экотола к природному цеолиту 0,45 - 0,50:1 (по весу), что является максимальной емкостью его поглощения. Недостатком этого способа является ограниченный (8-9 вегетации) период использования субстрата и выращивание только однолетних культур.

Целью способа является повышение его экономичности путем увеличения продолжительности бессменного использования субстрата и повышения продуктивности, а также улучшение питательных свойств биоvl Ю СЛ vj 00 О

массы за счет снижения количества нитратов.

Способ осуществляют следующим образом.

Вегетационное устройство состоит из двух сосудов: верхнего для размещения субстрата и нижнего, являющегося емкостью для воды. Сосуды установлены друг на друга и в совпадающих прорезях помещены вкладыши - фитили из капиллярно-пористого гидрофильного материала (полипеновинил- формаль), по которым осуществляется увлажнение субстрата. В нижнем сосуде поддерживается постоянный уровень воды. В верхнем сосуде два вкладыша: одни утоплен на высоту 1 см от прорези сосуда и засыпан субстратом; другой - высотой около 8 см засыпан субстратом так, что вкладыши расположены примерно на высоте 1 см от поверхности субстрата. Семена салата высаживают вдоль второго фитиля, что позволяет более надежно обеспечить их увлажнение, стабилизирует условия роста и развития растения. В варианте вегетационного устройства для космической оранжереи нижний сосуд отсутствует, вода поступает по гидромагистрали под давлением и по сигналу от датчика влажности, расположенного в субстрате. Над вегетационным устройством размещены светильники, обеспечивающие облученность растений на уровне верхних листьев 50 - 70 Вт/м2 ФАР.

С целью оценки качества биомассы растений определяли содержание в них нитратов.

Выбор тропических многолетних культур объясняется следующими преимуществами: высокой продуктивностью благодаря равномерному съему растительной биомассы в течение длительного времени путем срезки побегов с листьями; равномерным отмиранием корней, что создает более благоприятную среду для микрофлоры, чем единовременное отмирание всей корневой массы при уборке однолетних культур; простой технологии выращивания, поскольку исключается такая операция как посев.

П р и м е р 1. В субстрат, содержащий Балканин, насыщенный экотолом, добавляли листовой перегной в количестве 3% и продуктивность тропического салатного растения почти не отличается от продуктивности такого же растения, выращенного на субстрате Балканин насыщенном экотолом (прототип). На 71 сут опыта наблюдается падение продуктивности растений вследствие нарушения экологических ре- гуляторных механизмов, связанного с метаболитами микроорганизмов из-за

, ограниченного микробного состава субстратных организмов. Срезание верхней части взрослого растения проводили на высоте 15 см каждые 56 ч.

Пример 2. Осуществляли аналогично

первому, но содержание листового перегноя в субстрате составляло 5%. Продуктивность тропического салатного растения неуклонно возрастала до конца опыт, а про0 должительность бессменного использования субстрата достигла 400 сут. Срезание растений проводили на высоте 15 см каждые 56 ч.

П р и м е р 3. Осуществляли аналогично

5 первым двум, но содержание листового перегноя в субстрате доставляло 10%. Ежесуточный выход сырой биомассы тропического салатного растения в среднем составлял в 4,7 раз выше, чем это же салатное

0 растение, выращенное на Балканине насыщенным экотолом. По продолжительности использования предлагаемый субстрат превосходит прототип в два раза, срезание растения проводили на высоте 15 см каж5 дый 56 ч.

П р и м е р 4. Осуществляли аналогично первым трем, но содержание листового перегноя в субстрате составляло 15%. Продуктивность растений в конце эксперимента

0 увеличилась в 7 раз и в среднем в 4,4 раза выше, чем в прототипе. Продолжительность использования субстрата по сравнению с прототипом повысилась в два раза и составляла 400 сут. Срезание верхней части тропи5 ческого салатного растения проводили на высоте 15 см от поверхности субстрата каждые 56 ч.

П р и м е р 5. Осуществляли аналогично предыдущим, но содержание листового пе0 регноя в субстрате составляло 20%. При этом изменились условия водно-воздушного режима и на 41 сут опыта продуктивность растений резко падала (более чем в 2 раза) и на 71 сут опыта растения погибли.

5 Срезание верхней части растения проводили на высоте 15 см от поверхности субстрата каждые 56 ч.

Таким образом, содержание листового перегноя в субстрате в количестве 5 - 15%

0 обеспечивает стабильную продуктивность растений благодаря определенному полноценному сочетанию органического и минерального, питания и наилучшим образом отвечает требованиям растений. Под влия5 нием биологически активных веществ активизируется поглощение растениями элементов минерального питания, деятельность ферментов, фотосинтез, увеличивается поглощение углекислоты, улучшается использование света. В результате растения не только повышают продуктивность, но и становятся более устойчивыми к различным неблагоприятным условиям среды и заболеваниям.

Результаты опытов приведены в табл.1 - 3.

Из табл.1 следует, что предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет увеличить продолжительность использования субстрата в 1,7 - 1,9 раз (с 210 - 240 сут до 400 сут), а ежесуточный выход сырой биомассы тропического салатного растения на единицу площади в предлагаемом способе в среднем в 4,5 раз выше, чем в известном способе.

Как видно из табл.2, масса побегов с одного растения при разном способе срезания неодинакова. При срезании на высоте 17 см каждые 168 ч вытягивается доминирующий побег, поскольку форма роста растения базеллы красной лиановидная и сырая масса побегов в среднем составляет около 2 г в сутки. При срезании на высоте 13 см от поверхности субстрата каждые 34 час. тропическое салатное растение не успевает подрасти и в результате ежесуточный выход биомассы составляет всего около 0,3 г. Максимальная продуктивность базеллы красной наблюдается при срезании на высоте 15 см каждые 56 час. При этом растение приобретает шарообразную форму благодаря равному росту боковых побегов и в среднем ежесуточный выход сырой биомассы в 3,6- 24 раза выше, чем при остальных способах срезания. Усиленное образование боковых побегов на этом участке базеллы красной, возможно, связано с явлением компетенции тканей этого отрезка лианы, т.е. способности воспринять индуцирующее воздействие и ответить на него определенным изменением характера развития растений, а именно, образованием почек и ростом боковых побегов.-Компетенция этого участка связана с наличием рецепторов ауксинов и цитокининов-гормонов, вызыва

ющих образование почек, из которых развиваются боковые побеги.

Из табл.3 следует, что ежесуточный выход сухой биомассы растений базеллы крас5 ной составляет на 29,6 - 87,2% выше, чем однолетние традиционные культуры, а на единицу затраченной энергии с увеличением облученности - практически не изменился. Таким образом, наиболее продуктивной

0 из всех изученных культур с наиболее высоким КПД фотосинтеза является тропическое салатное растение, которое в 3,8 раз превышает продуктивность однолетнего салата. В отличие от известного способа ко5 личество нитратов в биомассе растений, выращенных на заявляемом субстрате, понизилось: однолетних традиционных на 44,6 - 48,1 %, тропических на 36,1 - 54,9%, в том числе тропического салатного расте0 ния на 46,3% и 54,9%.

Формула изобретения Способ получения биомассы тропического салатного растения Basellarubra в автономных условиях, включающий посев

5 семян на субстрат из соленасыщенного природного цеолита, обработанного в 0,72 - 0,80%-ном водном растворе экотола при соотношении раствора экотола к цеолиту 0,45 - 0,50:1, культивирование растения при ув0 лажнении субстрата до 80- 100% от полной капиллярной влагоемкости и искусственном освещении и сбор биомассы, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности способа путем увеличения

5 продолжительности бесменного использования субстрата и повышения продуктивности, улучшения питательных свойств биомассы за счет снижения количества нитратов в ней, в субстрат дополнительно вво0 дят листовой перегной в количестве 5-15% от массы субстрата, а сбор биомассы проводят путем периодического срезания верхней части растения на высоте 15 см от поверхности субстрата каждые 56 ч.

5

Та б л и ц а 1

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам выращивания растений в защищенном грунте, и может найти применение в замкнутых биологических системах жизнеобеспечения человека. Цель изобретения - повышение экономичности способа путем увеличения продолжительности бессменного использования субстрата и повышения продуктивности, улучшение питательных свойств биомассы за счет снижения количества нитратов в ней. Способ получения биомассы из тропического салатного растения Basella rubra в автономных условиях включает посев семян на субстрат из соленасыщенного природного цеолита, обработанного путем замачивания его в 0,72 -0,80%-ном водном растворе экотола, культивирование растений при увлажнении субстрата да80- 100% от полной капиллярной влагоемкости. Новым в способе выращивания является то, что в субстрат дополнительно вводят листовой перегной в количестве 5 - 15%, а сбор биомассы салатного растения проводят с периодом в 56 ч путем срезки верхней части растения на высоте 15 см от поверхности субстрата. 3 табл. (Л С

Влияние состава субстрата на продуктивность тропического салатного растения (сдоая масса, м2/сут)

Масса побегов, срезанных с одного растения при разном способе

срезания (на субстрате Балканин, обработанный экотолом

в смеси с 10-15 % содержанием листового перегноя)

Удельная продуктивность изученных культур и содержание в них нитратов

Продолжение табл. 1

Таблица 2

ТаблицаЗ