субстрат для выращивания растений в защищенном грунте

Формула изобретения

Субстрат для выращивания растений в защищенном грунте, содержащий цеолит, отличающийся тем, что он дополнительно содержит отсевы солевого алюминиевого шлака фракции 1-3 мм и биогумус при соотношении компонентов 1:1:1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к субстратам для выращивания растений в защищенном грунте.

Известны субстраты для защищенного грунта на основе торфа [Глунцов Н.М. Применение удобрений в тепличном хозяйстве. М.: Московский рабочий, 1987, - 143 с.].

Недостатком таких субстратов является их быстрое уплотнение, вследствие чего снижается общая порозность и нарушается газовый режим корневой системы растений, что приводит к резкому снижению продуктивности культур. Кроме того, растения на органогенных субстратах часто поражаются болезнетворной микрофлорой.

Известны субстраты, изготовленные из чистого цеолита клиноптилолита [RU патент 2156566, МКИ A01G 31/00, опубл. бюлл. 27 от 27.09.2000 г.].

Однако эти грунты недостаточно действуют на рост, развитие и продуктивность сельскохозяйственных культур и требуют точного подбора и дополнительного введения каждого микроэлемента по отдельности в виде подкормки.

Известен состав для выращивания растений, содержащий почву и отсевы солевого алюминиевого шлака фракции 1-3 мм [RU патент 2298915, МПК A01G 9/00]. Но данный состав требует высоких технологических и экономических затрат на использование в составе плодородного гумусового слоя почвы и необходимость его ежегодного обновления.

Наиболее близким к предложенному субстрату является субстрат [RU патент 2183058, A01G 31/00], состоящий из анальцимсодержащей породы, измельченной до оптимального соотношения фракции водопрочных частиц и обработанной раствором биофильных элементов.

Задачей изобретения является оптимизация питательных и водно-воздушных условий субстрата, что приводит к длительности его использования и повышению продуктивности культур.

Поставленная задача достигается благодаря тому, что в известный субстрат для выращивания растений, содержащий цеолит, согласно изобретению дополнительно вводят отсевы солевого алюминиевого шлака фракции 1-3 мм и биогумус при соотношении компонентов 1:1:1.

Цеолиты, применяемые в субстрате, представлены цеолитсодержащими трепелами Хотынецкого месторождения. Хотынецкий цеолит (клиноптилолит) отличается от прототипа высокой кремнистостью Si/Al=6,9, невысокой концентрацией водорастворимых солей, содержит незначительное количество азота и фосфора и большое - обменных форм магния, калия и кальция.

Отсевы солевого алюминиевого шлака относятся к IV классу малоопасных веществ по ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества в промышленности. Классификация и общие требования».

Отсевы солевого алюминиевого шлака Мценского металлургического завода АООТ «Цветные металлы и сплавы» характеризуются следующими показателями. Физико-химические свойства отсевов солевого алюминиеюго шлака:

1. Агрегатное состояние - сыпучий материал, фракции 3 мм.

2. Цвет - светло-серый.

3. Запах - специфический.

4. Водородный показатель водной вытяжки - рН 8.

5. Основные фазы - хлорид калия (KCl), хлорид натрия (NaCl), оксид алюминия (Al₂O₃), оксид кремния (SiO₂).

Таблица 1
Химический состав отсевов солевого алюминиевого шлака.
Элементы, соединения	Содержание, %	Элементы, соединения	Содержание, %	Элементы, соединения	Содержание, %
Al	2,82	Са	0,2	Си	0,66
Al 2О3	16,26	Na	2,42	Со	н/о
Si	4,90	К	3,74	Cd	0,004
Mg	1,74	Cl	2,00	Sn	0,018
Fe	1,70	Ti	0,085	SO 4	0,28
Zn	0,64	Mn	0,15	Ni	н/о

Биогумус: содержание сухой органической массы - 50%, рН 7,0. Средняя концентрация основных элементов питания: азот - 2,1%, фосфор - 2,6%, калий - 2,7%. Удобрение содержит ряд микроэлементов: железо - 1,5 мг/кг, сера - 34 мг/кг, бор - 16 мг/кг, марганец - 97 мг/кг, цинк - 19 мг/кг, медь - 0,52 мг/кг, кобальт - 0,16 мг/кг. Естественная влажность - 40%.

Для осуществления способа были проведены опыты в лабораторных условиях в четырехкратной повторности на примере растений огурца, салата.

Схема применения шлаковых отходов в лабораторных условиях.

1. Опыт - торфяной субстрат (контроль).

2. Опыт - цеолит.

3. Опыт - цеолит + шлак фракция 1-3 мм + биогумус при соотношении компонентов 1:1:1

Эффективность использования добавок шлака и биогумуса для улучшения водно-физических свойств, питательного режима субстрата оценивали по показателям плотности, водоудерживающей способности, физико-химических свойств и биометрическим показателям растений.

Контроль - стандартный торфяной субстрат.

Пример. Горшочки для выращивания рассады заполняли субстратом из цеолита, отсевов солевого алюминиевого шлака фракции 1-3 мм и биогумуса при соотношении компонентов 1:1:1

Состав готовили тщательным перемешиванием компонентов. В отличие от прототипа дополнительных обработок субстрата не требуется.

Результаты исследований убедительно доказывают положительное действие предлагаемого соотношения компонентов субстрата на водно-физические свойства и питательный режим субстрата для выращивания рассады овощных культур, других растений (табл.2, 3).

Таблица 2
Показатели питательного режима субстратов
варианты опыта	рН	NO3 -	РО4 3-	Cu	Zn	Mn
		мг/100 г		мг/кг
торфяной субстрат (контроль)	6,5	1,04	0,485	7,99	23,31	64,00
цеолит	8,0	-	0,037	27,20	74,57	38,20
цеолит + шлак фракции 1-3 + биогумус: (1:1:1)	8,1	4,37	0,567	80,0	27,96	58,00

Использование предлагаемого соотношения компонентов обеспечивает благоприятный питательный режим (табл.2) как в сравнении со стандартным торфяным субстратом, так и в сравнении с цеолитовым грунтом. Установлено закономерное снижение актуальной кислотности субстрата при добавлении шлака с 6,5 единиц рН в торфяном субстрате до 8,1 ед. в предлагаемом субстрате. При этом отмечается увеличение водорастворимых, доступных для растений форм питательных элементов: нитратного азота с 1,04 мг/100 г в контроле до 4,37 мг/100 г, фосфат ионов с 0,485 до 0,567 мг/100 г. Значительно возрастает количество подвижных форм микроэлементов меди, цинка, марганца, необходимых для роста и развития овощных культур и обеспечения экологической устойчивости растений.

Отмечается снижение плотности состава с 0,97 г/см³ в контроле (торфяной субстрат) до 0,83 г/см³ в предложенном субстрате, увеличение общей порозности на 12,5% и количества водопрочных агрегатов размером 1-5 мм на 17,8%.

Улучшение водно-физических свойств и питательного режима субстрата обусловливает интенсивное развитие вегетативной массы растений огурца и салата.

Предлагаемый субстрат повышает выход товарной продукции огурца на 39% по сравнению с урожайностью на стандартном торфяном субстрате и на 25% в сравнении с цеолитовым грунтом.

Положительный результат достигается благодаря тому, что добавление отсевов солевого алюминиевого шлака фракции 1-3 мм в сочетании с биогумусом, поставляющих в субстрат целый комплекс макро- и микропитательных элементов, доступных для растений, обеспечивает создание оптимальных питательных и водно-воздушных условий для роста и развития растений, определяет фитоустойчивость растений к повреждаемости возбудителями болезней и вредителями. В отличие от прототипа дополнительных обработок субстрата не требуется.

Таким образом, субстрат для выращивания растений в защищенном грунте, состоящий из цеолита, отсевов солевого алюминиевого шлака фракции 1-3 мм в сочетании с биогумусом, характеризуется благоприятным водно-воздушным, питательным режимом, длительным сроком использования субстрата и обеспечивает повышение продуктивности растений и получение экологически безопасной продукции.