| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2290388
КЕРАМЗИТОВИЙ почвогрунта ДЛЯ ВИРОЩУВАННЯ РОСЛИН
Ім'я винахідника: Карпухін Михайло Юрійович (RU); Юрина Анна Василівна (RU); Байкин Юрій Леонідович (RU); Баринов Юрій Іванович (RU); Васильєва Світлана Валеріївна (RU); Федоров Олександр Миколайович (RU); Кірсанов Юрій Олександрович
Ім'я патентовласника: ФГТУ ВПО "Уральська державна сільськогосподарська академія"
Адреса для листування: 620219, Єкатеринбург, вул. К. Лібкнехта, 42, УрГСХА, НІЧ, ісп. Ю.А. Кірсанова
Дата початку дії патенту: 2005.03.25
Винахід відноситься до сільського господарства і може бути використано для вирощування розсади і тепличних рослин в промислових обсягах або в особистому підсобному або фермерському господарстві. Керамзитовий почвогрунт містить торф, нейтралізований до рН 5,5-6,0, мінеральні добрива і керамзит. Використовують неподрібнений керамзит з розмірами цілісних гранул 2-10 мм, а його зміст становить 60% за обсягом, причому використовують відсіяти торф з розмірами частинок 3-10 мм. Може бути використаний некондиційний керамзит - відсів від виробництва гравію керамзитового з щільністю 250-600 кг / м 3, що відбувся процес знепилювання і фракціонування. Винахід дозволяє вирощувати розсаду і рослини при мінімальних витратах на приготування почвогрунта і догляд за рослинами, забезпечує оптимальний водоповітряний режим для рослин, що дозволяє отримувати підвищені врожаї.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до сільського господарства, зокрема до закритого грунту, і може бути використано для вирощування розсади і тепличних рослин в промислових обсягах або в особистому підсобному або фермерському господарстві.
Відомий субстрат для вирощування рослин в теплицях, що містить подрібнений керамзит, органічна речовина і пісок при наступному змісті компонентів, мас.%: Подрібнений керамзит - 5-56, пісок - 26-28, органічна речовина (торф) - 18-24 (див. А.С. №707546, A 01 G 31/00; 1977).
З урахуванням об'ємної маси подрібнений керамзит в даному субстраті становить близько третини від обсягу, що не забезпечує стабільності водно-фізичних властивостей в часі.
Крім того, використання дробленого керамзиту вимагає додаткових операцій при його дробленні і відсів, що і не забезпечує стабільність розміру часток керамзиту, порушуючи властивості почвогрунта.
Відомий і "Почвогрунт для вирощування рослин", що містить верхової торф, пісок, глину, мінеральні добрива і керамзит, в якому співвідношення верхового торфу з компонентами і керамзитом за обсягом становить 1: 1 (див. Патент РФ №2187928, A 01 G 31 / 00. Опубл. 27.08.2002. Бюл. №24).
До недоліків почвогрунта слід віднести те, що керамзит, виготовлений для будівельної індустрії, має стандартні гранули розміром 15-25 мм, що ускладнює використання його при вирощуванні розсади і кімнатних культур в судинах невеликого обсягу (0,2-0,5 л).
Крім того, запропоноване співвідношення торфосмеси і керамзиту за обсягом як 1: 1 з урахуванням великого розміру гранул керамзиту може неоднозначно впливати на повітряно-водний обмін при вирощуванні рослин внаслідок розшарування і вимивання грунту.
Завданням винаходу є розробка почвогрунта на основі торфу і керамзиту, що дозволяє вирощувати розсаду і рослини при мінімальних витратах на приготування почвогрунта і догляд за рослинами, що створює оптимальний водоповітряний режим для рослин, що дозволяє отримувати підвищені врожаї при мінімальних витратах.
Завдання вирішується тим, що при виготовленні почвогрунта використовують неподрібнений керамзит - відсів від виробництва гравію керамзитового з розмірами цілісних гранул 2/10 мм в кількості за обсягом, при цьому торф використовують нейтралізований до рН 5,5-6,0, відсіяти з розмірами частинок 3 -10 мм, а керамзит використовують з щільністю 250-600 кг / м 3, що відбувся процес знепилювання і фракціонування. Керамзитовий почвогрунт готують таким чином. В торф, з якого відсівають частинки менше 3 і більше 10 мм, вносять нейтралізуючі речовини, щоб реакція торфу була рН 5,5-6,0.
Потім з розрахунку на 1 л торфу вносять мінеральні добрива і мікроелементи і все перемішують. Окремо готують керамзит неподрібнений (відсів від виробництва - гравію керамзитового по ГОСТ 5797-90) з розмірами гранул (фракція) від 2 до 10 мм. Підготовку керамзиту проводять шляхом просіювання і знепилювання. Масу торфосмеси змішують з керамзитом за обсягом (60 ±% керамзиту) і використовують для наповнення касет, горщиків під розсаду або саджанці, а й ящиків під розсаду.
Позитивний вплив на рослини запропонованого керамзитового почвогрунта досягається за рахунок стабілізації його структури при наявності 60% ±% за обсягом торфосмеси фракційного недробленого керамзиту розміром 2-10 мм, що поліпшує водоповітряний режим в процесі росту рослин.
Неочевидним ефектом запропонованого винаходу є те, що тільки за рахунок підібраного дослідним шляхом співвідношення недробленого керамзиту (60 ±%) заданих фракцій 2-10 мм до торфосмеси створюється оптимальний водоповітряний режим розвитку рослин, що дозволяє при інших рівних умовах отримувати додаткову, значну прибавку врожаю ( до 25%) при мінімальних витратах на вирощування рослин.
Для обґрунтування оптимальної кількості керамзиту заданої фракції в почвогрунта проводили лабораторні досліди з дослідження водно-фізичних властивостей почвосмесей в залежності від обсягу змісту недробленого керамзиту заданої попередньо обґрунтованої фракції (2-10 мм).
Для випробувань було підготовлено чотири варіанти почвогрунта з вмістом гранул (2-10 мм) керамзиту 20; 40; 60 і 80% за обсягом (20% розглядали як контроль).
Дослідження проводили в грунтової лабораторії кафедри агрохімії Уральської державної сільськогосподарської академії.
Як керамзиту використовували неподрібнений відсів від виробництва гравію керамзитового по ГОСТ 5797-90, фракція 2-10 мм.
У таблиці 1 представлені результати визначення впливу обсягу керамзиту в почвогрунта на його щільність і шпаруватість.
Встановлено, що щільність почвогрунта зі збільшенням вмісту керамзиту зменшується в порівнянні з контролем на 15%, 23% і 39% при зростанні обсягу керамзиту з 20 до 80%.
| Таблиця 1 Вплив обсягу керамзиту на щільність і шпаруватість | ||||||
| № | Зміст керамзиту,% (V) | об'ємна маса | Щільність твердої фази, питома маса | Шпаруватість (загальна пористість),% | ||
| г / см 3 | % | г / см 3 | % | |||
| 1 | 20 | 0,76 | 100 | 2,13 | 100 | 64,3 |
| 2 | 40 | 0,65 | 84 | 1,80 | 84 | 64,9 |
| 3 | 60 | 0,59 | 77 | 1,68 | 78 | 65,7 |
| 4 | 80 | 0,47 | 61 | 1,61 | 75 | 70,8 |
Щільність твердої фази або питома маса (відношення маси її твердої фази до маси води в такому ж обсязі) зменшується пропорційно збільшенню змісту керамзиту.
| Таблиця 2 Зміна влагоемкости почвогрунта під впливом керамзиту | |||||
| № | Зміст керамзиту,% | Капілярна вологоємність (К.В.),% | Найменша вологоємність (Н.В.),% | Максимальна гігроскопічність (М.Г),% | Вологість стійкого в'янення рослин,% |
| 1 | 20 | 49,3 | 54,8 | 4,84 | 7,26 |
| 2 | 40 | 59,8 | 61,3 | 7,02 | 10,53 |
| 3 | 60 | 61,4 | 65,2 | 20,69 | 31,04 |
| 4 | 80 | 61,0 | 68,7 | 25,52 | 38,28 |
Капілярна вологоємність (здатність капілярів грунту утримувати вологу) зростала з 49% до 61,0% в залежності від вмісту керамзиту (Таблиця 2).
Одним з показників оцінки фізичних властивостей ґрунтів є пористість аерації, вона показує, який відсоток часу зайнятий повітрям (Таблиця 3).
| Таблиця 3 Пористість аерації почвогрунта | |||
| № | Зміст керамзиту,% | При капілярної вологоємності | При некапілярної влагоемкости |
| 1 | 20 | 26,8 | 22,7 |
| 2 | 40 | 29,9 | 25,1 |
| 3 | 60 | 29,7 | 27,3 |
| 4 | 80 | 41,5 | 38,5 |
Лабораторні дослідження показали, що найбільша кількість пір, зайнятих повітрям, зазначалося в варіанті, де більше обсяг керамзиту.
Фільтраційна здатність і залежала від змісту керамзиту в почвогрунта. Дані таблиці 4 свідчать про те, що високим коефіцієнтом фільтрації характеризувалися почвогрунти з великим вмістом керамзиту.
| Таблиця 4 Вплив обсягу керамзиту в складі почвогрунта на його коефіцієнт фільтрації (мм / хв · см 2) | |||||
| № | Зміст керамзиту,% | К-1 10 хв | К-2 30 хв | К-3 120 хв | К-4 після стабілізації |
| 1 | 20 | 1,05 | 0,90 | 0,83 | 0,72 |
| 2 | 40 | 1,11 | 0,89 | 0,79 | 0,64 |
| 3 | 60 | 1,35 | 1,18 | 1,07 | 0,92 |
| 4 | 80 | 3,12 | 2,58 | 2,17 | 1,44 |
Встановлено (таблиці 1, 2, 3, 4), що додавання до складу почвогрунта керамзиту заданих фракцій змінюють його фізичні властивості. При зростанні обсягу керамзиту від 20 до 80% щільність грунту зменшується на 15-39%, шпаруватість збільшується на 6,5%; капілярна вологоємність збільшується з 49,1 до 61%. Найменша повна вологоємність підвищується з 54,8 до 68,7%, максимальна гігроскопічність зростає в 5,3 рази. Вологість завядания зростає в 1,5-5,3 рази залежно від об'ємного вмісту керамзиту.
Пористість аерації збільшується зі збільшенням обсягу керамзиту. Водно-фізичні властивості почвогрунта сильно змінилися під впливом добавок керамзиту. Для дослідження, як рослини реагують на ці зміни, були проведені лабораторні та виробничі досліди.
Виробничо-технічний досвід. Розсаду вирощували в разводочний теплиці. У дослідах застосовували агротехніку, рекомендовану оригинатором і прийняту в ЗАТ "Тепличне" г.Екатеринбург.
Для досвіду використовували насіння огірка сорту F1 "Істок". Розсада вирощувалася на ґрунтах: суміш торфу з мінеральними добривами і керамзиту заданих фракцій.
У досліді використовували керамзит виробництва "ТОВ - Богдановического керамзит» - не подрібнений відсів розміром 2-10 мм від виробництва гравію керамзитового по ГОСТ 5797-90, який пройшов обеспиліваніе і фракціонування через сита. Сухі складові почвогрунта змішували і набивали в горщики об'ємом по 200 мл. На 0,5 м 3 суміші додавали: NH 4 NO 3 - 100 г, амофос - 480 г, KNO 3 - 40 г, вапно - 1,5 кг. Горщики проливають водою і вносять мікродобрива на 200 л води: борна кислота - 3 г, ZnSO 4 - 1.6 г, MgSO 4 - 1.6 г, Mn - 1.6 м Семена 1-го класу. Схожість 98-100%. Насіння прогріли в сухожарові шафі при температурі 55-60 ° С протягом 3-х годин. Потім обробили 1% розчином марганцю і мікроелементів. Після просушування опудрить триходермин.
Схема досвіду:
1. Контроль, зміст керамзиту / торфу з мінеральними добривами - 20% / 80%
2. Варіант 2, зміст керамзиту / торфу з мінеральними добривами - 40% / 60%
3. Варіант 3, зміст керамзиту / торфу з мінеральними добривами - 60% / 40%
4. Варіант 4, зміст керамзиту / торфу з мінеральними добривами - 80% / 20%
У період вегетації огірка відзначали: дату появи масових сходів, утворення 1-го, 2-го, 3-го листя, перевалки, початку цвітіння, початку плодоношення. Під час експерименту вимірювали довжину і товщину стебла, довжину міжвузлів, число листя, їх довжину і ширину, число квіток і плодів. Урожайність визначали з кожного варіанту.
Математична обробка показників проводилась методом дисперсного аналізу.
Через 25 днів після сходів зробили перевалку в контейнери об'ємом 1 л. Поливали рослини до перевалки кожен день протягом 10 днів по 20-30 мл / рослину, після перевалки по 40-50 мл / рослину через день, після появи 2-го листа - через 2 дня по 150-200 мл рослина.
Висадка розсади в грунт -
I закладка - 10.03.2004
II закладка - 28.05.2004
Позакореневе підживлення проводилися через кожні два тижні розчином сечовини (10 г на 10 л води). Кореневі підживлення робили за потребою після аналізу грунту.
Результати I і II закладок досвіду показали, що введення в почвогрунт підвищених доз керамзиту (60-80%) вплинуло на прискорення початку утворення першого листа, цвітіння, плодоношення.
Аналіз отриманих даних (табл.5) показує, що найбільший відсоток в загальній біомасі становить маса листя, яка коливається від 47-55%.
Тенденція до збільшення маси до 3 варіанти, а потім її зниження спостерігається і в кореневій системі від 0,3 г до 0,55 г в 1-3 варіантах і 0,45 в 4 варіанті. Найбільшу масу коренів мають рослини у варіанті з вмістом керамзиту 60%, це пояснюється сприятливою газовим середовищем, створеної підвищеним (60%) вмістом керамзиту заданих фракцій.
| Таблиця 5 Біомаса рослин огірка при перевалці | ||||||||
| % керамзиту | Загальна сира біомаса | В тому числі | ||||||
| листя | стебла | коріння | ||||||
| г | % | г | % | г | % | г | % | |
| 20 | 2,7 | 100 | 1,4 | 52 | 1,0 | 37 | 0,3 | 11 |
| 40 | 3,4 | 100 | 1,6 | 47 | 1,4 | 41 | 0,4 | 12 |
| 60 | 3,45 | 100 | 1,8 | 55 | 1,1 | 32 | 0,55 | 16 |
| 80 | 2,95 | 100 | 1,5 | 51 | 1,0 | 34 | 0,45 | 15 |
Загальні тенденції в структурі біомаси зберігаються і при висадці розсади в грунт.
Під впливом оптимальної дози керамзиту біомаса коренів збільшилася майже в 2 рази (60% керамзиту) в порівнянні з контролем (Таблиця 6).
Максимальна загальна маса спостерігалася в 3 варіанті.
| Таблиця 6 Біомаса рослин огірка в період висаджування розсади в грунт | ||||||||
| % керамзиту | Загальна сира біомаса | В тому числі | ||||||
| листя | стебла | коріння | ||||||
| г | % | г | % | г | % | г | % | |
| 20 | 51,3 | 100 | 27,2 | 53 | 22,5 | 44 | 1,6 | 3 |
| 40 | 53,5 | 100 | 25,7 | 48 | 25,7 | 48 | 2,1 | 4 |
| 60 | 54,2 | 100 | 30,4 | 56 | 20,0 | 40 | 3,8 | 7 |
| 80 | 52,1 | 100 | 27,1 | 52 | 21,9 | 42 | 3,1 | 6 |
Оцінка якості розсади проводилася за 10-бальною шкалою.
Для розрахунку економічної ефективності на підставі проведених Уральським НДІ сільського господарства досліджень були проведені розрахунки і визначена можлива продуктивність за варіантами, виходячи з якості вирощеної розсади (табл.7).
Комплексна оцінка розсади показала (за варіантами), що найвищу якість розсади отримано при об'ємній частці керамзиту в почвогрунта - 60%.
Вона відрізнялася найвищою асиміляційної поверхнею, найбільшою біомасою, числом пагонів, числом квіток і зав'язі,
Порівнюючи варіанти, слід зазначити, що найбільша кількість зеленцов спостерігається в 3 варіанті (2, 3 штуки) (таблиця 8) - це пояснюється великою вегетативною масою і прискореним розвитком.
| Таблиця 7 Оцінка якості вирощеної розсади огірка і планована прибавка за методикою програмування | ||||||
| % керамзиту | Оцінка розсади, бал | Різниця між балами і контрольним значенням | Планована надбавка (+/-) | планована врожайність | % До контролю | |
| % | кг / м 2 | |||||
| 20 | 4 | -2 | -8 | -2 +/- 1 | 28 +/- 1 | 100 |
| 40 | 8 | +2 | +8 | +2 +/- 1 | 32 +/- 1 | 114 |
| 60 | 10 | +4 | +16 | +4 +/- 1 | 34 +/- 1 | 125 |
| 80 | 6 | 0 | 0 | 0 +/- 1 | 30 +/- 1 | 107 |
| Таблиця 8 Вплив змісту керамзиту в почвогрунта на зростання, розвиток і початок плодоношення огірка | ||||||
| % керамзиту | Довжина стебла, см | Діаметр стебла, см | Число пагонів, штук | Число листя, штук | число зеленцов | |
| штук | % | |||||
| 20 | 10,4 | 0,4 | 4,0 | 5,0 | 0,5 | 40 |
| 40 | 13,6 | 0,7 | 5,2 | 5,3 | 1,2 | 135 |
| 60 | 13,4 | 0,5 | 4,5 | 5,4 | 2,3 | 250 |
| 80 | 22,3 | 0,4 | 4,0 | 6,5 | 1,9 | 210 |
Дані розрахункової економічної ефективності вирощування огірка сорту F1 "Істок" показують (таблиця 9), що врожайність огірка на варіанті з вмістом керамзиту 60% найбільша 35,0 кг / м 2 - цим пояснюється більш висока рентабельність (142,9%).
З розрахунків видно, що найменша собівартість 1 кг огірка 10,3 рублів, на варіанті з вмістом керамзиту заданих фракцій в почвогрунта 60% відповідно, а на інших варіантах вона становить 12,1-12,7 руб. / Кг, що на 0, 9-2,4 руб. / кг більше.
| Таблиця 9 Економічна ефективність вирощування огірка | |||||
| № | показники | варіанти | |||
| Контроль (20% керамзиту) | Варіант 2 (40% керамзиту) | Варіант 3 (60% керамзиту) | Варіант 4 (80% керамзиту) | ||
| 1. | Площа, м 2 | 1000 | 1000 | 1000 | 1000 |
| 2. | Урожайність, кг / м 2 | 28,0 | 32,0 | 35,0 | 30,0 |
| 3. | Валова продукція, ц | 280 | 320 | 350 | 300 |
| 4. | Виробничі витрати на 1 м 2, руб. | 356,7 | 358,4 | 360,3 | 361,8 |
| 4.1 | в т.ч. ДПЗ | - | 1,7 | 3,6 | 5,1 |
| 5. | Вартість валової продукції, руб. | 700,0 | 800,0 | 875,0 | 750,0 |
| 5.1 | в т.ч. ДВП | - | 100,0 | 175,0 | 50,0 |
| 6. | Собівартість 1 кг, руб. | 12,7 | 11,2 | 10,3 | 12,1 |
| 7. | Чистий дохід, руб. | 343,3 | 441,6 | 514,7 | 388,2 |
| 8. | Рентабельність,% | 96,2 | 123,2 | 142,9 | 107,2 |
Проведеними дослідами і розрахунками встановлено:
1. Введення недробленого керамзиту фракцій 2-10 мм до складу почвогрунта, зменшує його щільність на 15-39%. Збільшення частки керамзиту в складі почвогрунта прискорило розвиток, зростання рослин і поява метамерних органів огірка гібрида F1 "Істок".
2. Зростання асиміляційної поверхні відбувалося до варіанту з вмістом керамзиту 60% (9,12-10,7 дм 2).
3. Об'ємна частка керамзиту в грунті впливала на накопичення загальної сирої біомаси рослин, вона збільшувалася із зростанням вмісту в почвогрунта керамзиту до 60%, потім спостерігали спад сирої біомаси 51,3-53,5-54,2-52,1 г в 1 -4 варіантах.
4. Під впливом зміни об'ємної частки керамзиту в грунті рослини прореагували в кінцевому рахунку збільшенням врожайності в порівнянні з контролем на 7-25%. Найбільш високі результати були отримані у варіанті - 60% керамзиту, заданої фракції.
5. Розрахункова економічна оцінка результатів дослідів показала, що найменша собівартість продукції при вирощуванні огірка вийшла в третьому (утримання керамзиту в почвогрунта 60%) варіанті. Найбільш висока рентабельність - 142,9 спостерігається і в цьому варіанті.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Керамзитовий почвогрунт для вирощування рослин, що містить торф, нейтралізований до рН 5,5-6,0, мінеральні добрива і керамзит, який відрізняється тим, що використовують неподрібнений керамзит з розмірами цілісних гранул 2-10 мм, а зміст керамзиту становить 60% по обсягом, причому використовують відсіяти торф з розмірами частинок 3-10 мм.
2. Почвогрунт по п.1, що відрізняється тим, що використовують некондиційний керамзит - відсів від виробництва гравію керамзитового з щільністю 250-600 кг / м 3, що відбувся процес знепилювання і фракціонування.
Версія для друку
Дата публікації 08.03.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.