способ создания экологически чистого травяного покрытия и питательная среда для его выращивания

Формула изобретения

1. Способ создания экологически чистого травяного покрытия, включающий создание травяного покрытия из газонных полос, выращенных гидропонным методом на субстрате с использованием жидкой питательной среды, отличающийся тем, что гидропонный вермикулитовый субстрат с уровнем рН 6,5-7,2 и гранулами до 2 мм насыпают в контейнер слоем 1 см, напитывают питательной средой 0,1% концентрации, по поверхности субстрата высевают смесь семян газонных трав и покрывают полиэтиленовой пленкой.

2. Способ создания травяного покрытия по п.1, отличающийся тем, что в качестве контейнера используется кювета или водонепроницаемая полиэтиленовая пленка.

3. Способ создания травяного покрытия по п.1, отличающийся тем, что в питательный раствор добавляют 10 г/л жидкого гумата калия.

4. Питательная среда для создания травяного покрытия, содержащая аммоний азотно-кислый (NH₄NO₃ ), магний серно-кислый (MgSO₄·7H₂O), железо серно-кислое (Fe₂(SO₄)₃ ), марганец серно-кислый (MnSO₄·4H₂ O), цинк серно-кислый (ZnSO₄·7H₂O), медь серно-кислую (CuSO₄·5H₂O), аммоний молибденово-кислый ((NH₄)₆Mo₇ O₂₄·H₂O), кобальт серно-кислый (CoSO ₄·7H₂O) и борную кислоту (Н₃ ВО₃), отличающаяся тем, что она дополнительно содержит калий фосфорно-кислый (KH₂PO₄), калий серно-кислый (K₂SO₄) и кальций азотно-кислый (Са(NO ₃)₂·4H₂O) при следующем соотношении компонентов, мг/л:

NH4NO3	283
KH 2PO4	221
K 2SO4	62
Са(NO 3)2·4H2O	414
MgSO 4·7H2O	55
Fe 2(SO4)3	141
Н 3ВО3	20
MnSO 4·4H2O	14
ZnSO 4·7H2O	1,4
CuSO 4·5H2O	1,4
(NH 4)6Mo7O24·5H 2O	0,05
CoSO4 ·7H2O	0,09

5. Питательная среда по п.4, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 10 г/л жидкого гумата калия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для быстрого создания высококачественных газонов различного назначения: партерных, спортивных, мавританских, защитных для укрепления откосов земляных сооружений, рекультивации техногенно-нарушенных территорий, травяного покрытия для детских площадок, в том числе для ремонта газонов.

Травяное покрытие газонного типа является одним из важнейших элементов любого защитного или декоративного зеленого устройства. В условиях населенных мест газоны имеют исключительно важное санитарно-гигиеническое, архитектурно-художественное и хозяйственно-экономическое значение. В связи с этим к качеству газонов предъявляют особенные требования. Они должны иметь плотно сомкнутый, густой, низкоприземистый (высотой не менее 5-8 см) травяной покров интенсивного сочнозеленого цвета без просветов земли.

Создание качественного травяного или газонного покрытия зависит от пяти составляющих: питания, света, воды, воздуха и тепла.

Известно устройство спортивных площадок, футбольных полей и полей для гольфа с использованием искусственных почвенных субстратов, состоящих из почвы (торфа) со вспученным перлитом или вермикулитом в соотношении 1:1 или из вспученного вермикулита с торфом в соотношении от 1:3 до 3:1. Такой почвенный субстрат имеет практически стабильную влажность даже в условиях засухи. Однако в условиях резко континентального климата вырастить газон в открытом грунте сложно и долго.

Известно выращивание газонных полос гидропонным методом в емкостях с использованием жидкой питательной среды (Хессайон Д.Г. Все о газоне. - Кладезь-Букс, 2003; Лепков И.П. Газоны. - Диля, 2003; Заводская Л.В. Советы специалистов. Газоны. - МСП, 2003). По истечении определенного времени выращенный газон сматывают в рулоны для последующего расстила на специально подготовленную площадь для будущего газона. Недостатком выращивания газонов по данной технологии является сложность в подготовке и смене субстратов для выращивания различных по требованиям культур трав, что удорожает стоимость выращивания гидропонных полос, невысокий срок хранения готовых полос и плохая приживаемость корневой системы после расстила газона на подготовленном грунте.

Известен способ выращивания газона на субстрате с использованием водонепроницаемой пленки для стационарного использования в интерьерах помещений или на крышах (Зальцер Э. Гидропоника для любителей. - М, 2001). В качестве субстрата используют торфяную крошку, перемешанную с удобрением из расчета 3 кг на 1 м³ торфа. На дренирующий слой из гравия толщиной 1 см² насыпают подготовленный субстрат слоем в 6 см, в который высевают семена трав, и ежедневно увлажняют его чистой водой. Через месяц производят подкормку газона удобрениями, разбрасывая их из расчета 40 г на 1 м² газона, и опрыскивают чистой водой для предотвращения ожогов растений. Недостатками способа являются дороговизна (слишком большой слой субстрата требуется), трудоемкость ухода за газоном в процессе его выращивания, возможность ожогов растений и образования неравномерного окраса, а также сложность создания густого, качественного травяного покрытия интенсивного сочнозеленого цвета в условиях резко континентального климата.

Известны имеющиеся в продаже различные водорастворимые удобрения для растений, овощей и цветов, содержащие азот, фосфор, калий, железо, бор, медь, марганец, цинк и молибден в определенных соотношениях (AVA, Кемира люкс и др.). Но они по своему составу не годятся для использования гидропонного выращивания растений на вермикулитовом субстрате с уровнем рН 6,5-7,2. В них не учтены физико-химические особенности северного гидропонного субстрата. В связи с этим велика опасность передозировки солей и заболеваний растений. Известны различные питательные растворы для гидропонного выращивания растений (Кнопа, Журавской, Кнудсона, Хогланда и т.д.). Однако соотношение их компонентов разработано для выращивания различных овощей и цветов и не оптимально по составу для выращивания газонных трав, при котором главная задача - создание плотной корневой системы и травостоя, отвечающего всем требованиям, предъявляемым к газонам.

Наиболее близкой по составу питательной смесью является концентрированная питательная смесь для цветов (описание изобретения к авторскому свидетельству № 736914 от 27.06.77 г.). Смесь предназначена для выращивания цветов методом гидропоники и имеет следующий состав, вес.%:

калий азотнокислый	8-12
аммоний фосфорнокислый однозамещенный	2-4
аммоний азотнокислый	3-5
магний сернокислый	5,5-8
железо сернокислое	0,2-0,5
марганец сернокислый	0,03-0,07
цинк сернокислый	0,01-0,025
медь сернокислая	0,002-0,02
кобальт сернокислый	0,001-0,004
аммоний молибденовокислый	0,0005-0,0015
борная кислота	0,01-0,03
серная кислота	0,7-1,2
оксиэтилидендифосфоновая кислота	0,5-2,0
калий лимоннокислый	0,1-1,0
вода	до 100.

Однако для выращивания газонных трав на гидропонном вермикулитовом субстрате с уровнем рН 6,5-7,2 соотношение компонентов данной смеси не оптимально. Это обстоятельство может осложнить создание газонов с применением данных питательных смесей. Например, корневая система не сможет хорошо развиваться, ее прочность и жизнеспособность будут недостаточны для создания качественного рулонного газона.

Заявляемый способ, как и известные, включает создание травяного покрытия из газонных полос, выращенных гидропонным методом на субстрате с использованием жидкой питательной среды.

Заявляемая питательная среда, как и известные, содержит аммоний азотнокислый (NH₄NO₃), магний сернокислый (MgSO₄7H₂O), железо сернокислое (Fe ₂(SO₄)₃), марганец сернокислый (MnSo ₄4H₂O), цинк сернокислый (ZnSO₄7H ₂O), медь сернокислую (CuSO₄5H₂O), аммоний молибденовокислый ((NH₄)₆Mo ₇O₂₄5H₂O), кобальт сернокислый (CoSO ₄7H₂O) и борную кислоту (Н₃ВО ₃), но в других количествах и соотношениях.

Задачей изобретения является создание качественного газонного покрытия с формированием в наземной части газона сплошного ковра из зеленых побегов, а в подземной - упругой и прочной жизнеспособной дернины.

Технический результат заключается в повышении интенсивности и сроков формирования сильной корневой системы травостоя, повышении упругости, эластичности и прочности газонных покрытий и ковриков, не деформирующихся при длительной транспортировке и пригодных для укладки на различные подстилающие грунты и дренажные системы в различных климатических зонах, а также в увеличении жизнеспособности и срока прирастания и службы травяного покрытия и снижении себестоимости его создания.

Данный технический результат достигается тем, что гидропонный вермикулитовый субстрат с уровнем рН 6,5-7,2 и гранулами до 2 мм насыпают в контейнер слоем 1 см, напитывают питательной средой 0,1% концентрации, по поверхности субстрата высевают смесь семян газонных трав и покрывают полиэтиленовой пленкой. В качестве контейнера может быть использована кювета или водонепроницаемая полиэтиленовая пленка.

Технический результат достигается также тем, что питательная среда для создания травяного покрытия дополнительно содержит калий фосфорнокислый (KH₂PO₄), калий сернокислый (K₂SO₄) и кальций азотнокислый (Са(NO₃)₂4Н₂О) при следующем соотношении компонентов, мг/л:

NH4NO3	283
KH 2PO4	221
K 2SO4	62
Са(NO 3)24Н2О	414
MgSO 47H2O	55
Fe 2(SO4)3	141
Н 3ВО3	20
MnSo 44H2O	14
ZnSO 47H2O	1.4
CuSO 45H2O	1.4
(NH 4)6Mo7O245H2 O	0.05
CoSO47H 2O	0.09

Питательная среда может дополнительно содержать 10 г/л жидкого гумата калия.

Первостепенное значение для успешного выращивания растений на вермикулитовых субстратах имеет правильный выбор фракции субстрата и режима обжига вермикулитовой слюды. Гидропонные вермикулитовые субстраты с уровнем рН 6,5-7,2 получены вспучиванием гидрослюд Ковдорского месторождения в специальной инновационной и запатентованной обжиговой печи по оригинальной технологии обжига, что обеспечивает им по сравнению с известными вермикулитовыми субстратами относительную химическую инертность, высокие сорбционные свойства и более низкий, благоприятный для роста и развития растений уровень рН, который стабильно удерживается в течение всего периода выращивания. Субстрат делится по гранулометрическому составу на 5 модификаций: 1-2 мм, 2-5 мм, 5-10 мм, выше 10 мм и нефракционированный. Химический состав и основные показатели субстратов приведены в таблицах 1 и 2. Субстрат имеет рН смывов 6,5-7,2, нетоксичен, негорюч, не вступает в химические реакции с большинством минеральных и органических кислот, оснований и солей, применяемых в сельском хозяйстве в качестве удобрений и инсектицидов. Способствует выращиванию экологически чистых травяных покрытий, так как стерилен и является активным поглотителем (сорбентом) химических соединений, ионов тяжелых металлов (медь, мышьяк, никель, свинец и др.) и радионуклидов. Субстрат способствует рациональному использованию удобрений, быстро впитывая их, и отдавая растению постепенно в течение многих месяцев и даже лет, является самостоятельным носителем ценных для питания растений минеральных элементов (калий, кальций, магний, железо, марганец), обладает высокими теплоизоляционными свойствами, препятствующими вымерзанию корневой системы растений в сильные морозы.

Применение для выращивания газонов вермикулитового субстрата с гранулами именно до 2 мм, показавшего лучшие результаты в ходе исследований по выращиванию многолетних трав, обеспечивает как снижение сроков формирования сильной корневой системы, так и повышение упругости, эластичности и прочности, быстрое прирастание к любой основе, отсутствие у газонных ковриков «пересадочного» стресса и легкость рулонного газона. Гидропонный вермикулитовый субстрат с уровнем рН 6,5-7,2 и гранулами до 2 мм, являющийся носителем влаги и питательных веществ, способствует быстрому прорастанию семян, развитию растений и образованию мощной корневой дернины, отличающейся высокой жизнеспособностью и степенью бесшокового прирастания газона к подготовленной поверхности, позволяющей сворачивать покрытие в рулоны, транспортировать на дальние расстояния и многократно применять. Данный субстрат, как основа газонного покрытия, является экологически чистым и универсальным, что позволяет использовать его для выращивания различных по требованиям культур трав и вносить любые добавки для корректировки влияния укрываемого грунта. Кроме того, применение данного субстрата обеспечивает снижение себестоимости выращивания газонов, так как не требуется его дополнительная предпосадочная подготовка и обработка.

Использование заявляемого способа выращивания газонного покрытия, по которому гидропонный вермикулитовый субстрат с уровнем рН 6,5-7,2 и гранулами до 2 мм насыпают в контейнер слоем 1 см, напитывают питательной средой 0,1% концентрации, по поверхности субстрата высевают смесь семян газонных трав, засыпают их слоем 0,3-0,5 см этого же субстрата и покрывают полиэтиленовой пленкой, обеспечивает повышение интенсивности и сроков формирования сильной корневой системы травостоя, повышение упругости, эластичности и прочности как травяного покрытия, так и газонных ковриков, не деформирующихся при длительной транспортировке и пригодных для укладки на различные подстилающие грунты и дренажные системы в различных климатических зонах. Данный способ может быть реализован как в открытом грунте, так и в закрытом и позволяет создавать качественные газоны за 14-20 дней. Термин "контейнер" при этом означает любую конструкцию, которая может сохранять внутри воду, то есть резервуар с дном и стенками, который может содержать также дренажные средства, например, отверстия, расположенные на определенной высоте. В качестве контейнера могут быть использованы кюветы, например, или подогнутая полиэтиленовая пленка.

Использование в качестве питательной среды раствора именно с таким содержанием микро- и макроэлементов, подобранных в результате многолетних исследований, позволяет создать оптимальное соотношение питательных элементов в растворе для интенсивного выращивания газонных трав, что влияет на более быстрое прорастания семян (4-5 дней с момента посева) и быстрый рост корневой системы, повышающей упругость, эластичность и прочность газонных рулонов, и на обеспечение ровного сочнозеленого цвета травяного покрова газона. Такой состав питательной смеси устраняет недостаток любого вермикулитового субстрата (его щелочность) и гарантирует стабильное удержание рН в системе субстрат - питательный раствор на заданном уровне в течение необходимого периода выращивания.

Высокая жизнеспособность газонного коврика - до 7 дней - достигается за счет того, что в свернутом в рулон коврике остается вермикулит, насыщенный питательной средой и влагой, при этом корни газонного коврика не повреждаются при сворачивании по сравнению со срезанным для транспортировки дерновым газоном. Это обеспечивает и отсутствие шока растений при пересадке на место создания травяного покрытия и быстрое прирастание к грунту. Газонный коврик легок и удобен при транспортировке.

Данный способ создания травяного покрытия и питательная среда для его выращивания увеличивают жизнеспособность и срок службы травяного покрытия, снижают себестоимость его создания за счет следующих факторов, полученных на основе практического опыта создания газонов различного назначения. Газонный коврик прирастает к основе быстро, в течение 5-7 дней. За счет плотной и сильно развитой дернины прирастание происходит даже на таких сложных основах, как строительный мусор или хвосты горного производства. При пересадке газона, выращенного на субстрате, не происходит подрезки корней, как при срезке обычного дернового газона, поэтому корневая система растений полностью сохраняется, не повреждается и без стрессов прирастает к новой основе, без периода реабилитации после подрезки корней. Покрытие площадью 2 м² легко транспортируется и укладывается одним человеком, режется ножницами, что позволяет фитодизайнерам без применения дополнительного оборудования создавать газоны высокой декоративности. Дернина, обеспечивающая возможность скатывания газона в рулон, образуется в открытом грунте в течение 2-3 недель в зависимости от погодных условий. На грунте аналогичная по плотности дернина образуется в течение 2-3 лет. Покрытие применимо для «ремонта» любого уже высаженного газонного покрытия. За короткое время пользователь может вырастить требуемое количество покрытия, используя именно те сорта трав, которые присутствуют в газоне, требующем ремонта. Гидропонный вермикулитовый субстрат с уровнем рН 6,5-7,2 проходит термическую обработку, поэтому является стерильным для целей растениеводства, в нем отсутствуют семена сорняков, возбудителей растительных заболеваний, вредных насекомых. При использовании данного способа для создания защитных покрытий, предназначенных для решения экологических проблем конкретной местности, газонные коврики способны самовосстанавливаться и самораспространяться. Такие покрытия являются более жизнеспособными, чем обычные газоны, и долгие годы выполняют свои защитные функции в неблагоприятных условиях. Для реализации способа не требуется специального образования и применения специализированной техники.

Экологически чистое травяное покрытие по данному изобретению получают следующим образом.

Сначала осуществляют своевременную и качественную подготовку участка для будущего газона. Определяют границы участка, подлежащего озеленению, его протяженность, площадь. Производят очистку территории от мусора, сорняков, посторонних предметов и растительности. Участок газона выравнивают, насыпают растительный грунт слоем не менее 5 см и вносят удобрения (N:P:K=2:2:1) в количестве 50 г/м². В зависимости от типа газона определяют виды и количество газонных трав, семена которых будут использованы для его создания. При выращивании газона в открытом грунте на подготовленную площадку расстилают, например, сваренную водонепроницаемую полиэтиленовую пленку, или расстилают пленку на поверхность площадки и подгибают ее любым способом по краям, образуя контейнер с дном и боковыми стенками. При создании травяного покрытия на большой площади используют несколько таких пленок. Затем на пленку насыпают слой гидропонного вермикулитового субстрата с уровнем рН 6,5-7,2 и гранулами до 2 мм толщиной 1 см, напитывают питательной средой, по поверхности влажного субстрата высевают выбранную смесь семян и закрывают пленкой. Норма посева трав зависит от вида растений и составляет 80-140 г/м².

Создание качественного травяного покрытия в климатических условиях Крайнего Севера, в том числе в Мурманской области, в открытом грунте сложно. Наиболее благоприятными периодами для этого являются май и август-сентябрь. Однако главными отрицательными факторами в данном случае оказываются низкие весенние температуры, заморозки, задерживающие прорастание газонных трав, и большие осадки осенью, смывающие высеянные семена. Поэтому альтернативным способом создания газонов в данных условиях является производство ковровых газонных покрытий (ковриков) в защищенном грунте с последующим перенесением их на озеленяемый участок. В защищенном грунте семена газонных трав быстро прорастают, интенсивно растут и образуют плотную дернину, которая быстро и хорошо приживается в естественных условиях.

Способ создания газонного коврика следующий.

Кюветы размером, например, 50×50×5 см устанавливают в помещении с температурой 22-25°С. Гидропонный вермикулитовый субстрат с уровнем рН 6,5-7,2 и гранулами до 2 мм насыпают в кюветы слоем 1 см и заливают питательной средой с составом, приведенным в п.4 формулы, 0,1% - концентрации. Возможно добавление жидкого гумата калия (10 г/л), а также 3 капель/1 л препарата НВ-101. Итоговый состав питательной среды, мг/л: N - 170, Р - 50, К - 90, Са - 100, Mg - 10, S - 24, Fe - 4, B,Mn, - 0.5, Zn, Cu - 0.05, Mo - 0.03, Со - 0.02. Общая минерализация - 1035 мг/л. Раствор должен полностью покрывать субстрат, но не превышать уровень его поверхности. Через 20 минут приступают к высеву смеси семян газонных трав по поверхности субстрата. Перед посевом смесь семян должна быть хорошо перемешана. Нормы высева семян 80-140 г/м² поверхности. Сверху кюветы с посевами покрывают полиэтиленом для предотвращения быстрого испарения влаги с поверхности субстрата. Массовое прорастание семян наступает через 5 дней после посева, а через 10-14 дней, когда всходы достигнут высоты 5 см, газонный коврик готов к использованию в открытом грунте. Готовый коврик имеет хорошую плотную корневую «подушку», всецело охватывающую субстрат, и травостой, отвечающий всем требованиям, предъявляемым к газонам.

Участок, подготовленный для озеленения, выкладывается готовыми ковриками в направлении от центра к периферии. Газонные коврики укладывают плотно друг к другу. Овалы и другие геометрические неровности выкладывают ковриками, отрезая лишние его части ножницами. После того как газон выложен, его следует полить водой из шланга с рассеивателем струи. Через 2 дня коврики начинают прорастать в грунт, образуя ровный, свободный от сорняков газон. Дальнейший уход за газоном, созданным по данной технологии, осуществляют по общепринятым правилам.

В исключительных случаях, когда необходимо создание очень прочного газонного покрытия (участки, подлежащие сильному вытаптыванию, спортивные площадки и стадионы), газонные коврики можно значительно укрепить с помощью мешковины или иной сетчатой основы. В данном случае технология создания газонного покрытия заключается в следующем.

Кюветы размером 50×50×5 см устанавливают в помещении с температурой 22-25°С. Гидропонный вермикулитовый субстрат с уровнем рН 6,5-7,2 с гранулами до 2 мм насыпают в кюветы слоем 1 см и заливают питательной средой 0,1% концентрации. Возможно добавление жидкого гумата калия (10 г/л), а также 3 капель/1 л препарата НВ-101. Раствор должен полностью покрывать субстрат, но не превышать уровень его поверхности. Поверх субстрата расстилают мешковину или иную сетчатую основу размером 50×50 см, через 20 минут приступают к высеву смеси семян газонных трав по ее поверхности. Сверху кюветы также покрывают полиэтиленом для предотвращения быстрого испарения влаги с поверхности субстрата. Готовые коврики имеют более прочную основу, их плотно укладывают на подготовленную площадку. Со временем мешковина сгниет, а до этого момента она надежно предохранит газон от разрушения и различных отрицательных воздействий.

Заявляемый способ создания травяного покрытия и питательная среда для его выращивания позволяют создавать газоны широкого спектра назначения: для детских и спортивных площадок, защитных и армированных газонов для укрепления склонов, откосов мостов и дорог; специальных газонных покрытий для «зеленых автомобильных парковок»; для зеленых крыш и зимних садов; специальных экосанитарных газонных покрытий для озеленения свалок и для пылеподавления хранилищ, отходов химических и горных производств, для рекультивации техногенно и антропогеннонарушенных территорий, подвергшихся нефтяным разливам и заражениям химическими реактивами.

Таблица 1.
Химические свойства гидропонного вермикулитового субстрата с рН 6,5-7,2 Субстрат имеет состав:
Компоненты	Максимальное значение, %	Минимальное значение, %
SiO2	36/00	34/00
Fe2 O3	6/50	5/60
Al2O3	9/90	9/1
MgO	26/00	24,70
FeO	0/27	0/20
TiO2	0/47	0/40
CaO	1/22	1/02
Mn	0/07	0/05
K 2O	0/87	0,70

Вариации содержания отдельных компонентов связаны с вариациями содержания в исходном концентрате гидрослюд, полученного согласно ТУ 21-0281921-24-92 с изменением 1,2 биотита вермикулита и гидрофлогопита.

Вариации состава в заданных пределах не влияют на физические, химические и потребительские свойства.

Физические свойства субстрата.

Субстрат имеет высокую удельную поверхность - до 100 м² на 1 г, малый насыпной вес - до 250 кг/м ³; высокую влагоемкость - до 5 г воды на 1 г субстрата.

Таблица 2
Основные показатели и назначение различных модификаций гидропонного вермикулитового субстрата с рН 6,5-7,2
Показатель	Модификация
1	2	3	4	5
Размер гранул, мм	1-2	2-5	5-10	10-15-(20)	2-10
Влагоемкость, мл воды/г субстрата	5	5	5	5	5
Пористость, %	98	98	98	98	98
Насыпной вес, кг/м 3	До 400	350	300	250	350
Усадка при смачивании, %	не более 10	не более 10	не более 10	не более 10	Не более 10
Назначение и срок эксплуатации	для посева семян, укоренения черенков, выращивания рассады и зеленных культур -многократное применение	для укоренения черенков, выращивания рассады и зеленных культур - 4 года	для выращивания овощных и декоративных растений - 7-10 лет	для выращивания многолетних растений - 10-15 лет	Для добавления в почву, выращивания рассады, зеленных культур, многолетних растений - 7 лет