способ минерального питания овощных культур

Формула изобретения

Способ минерального питания овощных культур, включающий приготовление питательного раствора, содержащего источники макроэлементов азота, калия, кальция, магния, фосфора и серы и подачу его в зону корневой системы растений, отличающийся тем, что в качестве источников макроэлементов используют кальций азотнокислый водный 2,8 10^-3 4,8 10^-3 моль/л, калий азотнокислый 5,1 10^-3 7,7 10^-3 моль/л, аммоний азотнокислый 0,8 10^-3 1,0 10^-3 моль/л, калий фосфорнокислый однозамещенный 1,5 10^-3 2,2 10^-3 моль/л и магний сернокислый водный 0,7 10^-3 0,9 10^-3 моль/л, при соотношении анионов азота, фосфора и серы и катионов калия, кальция и магния в молярных долях 1 0,12 0,05 0,56 0,26 0,05 соответственно.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к сельскому хозяйству, точнее, к производству минеральных удобрений, а именно к способу минерального питания овощных культур, в частности, в гидропонике, и может быть использовано при длительном культивировании растений на несменяемых питательных растворах.

Известен, например, способ минерального питания [1] в котором для достижения полного потребления минеральных элементов из бессменной питательной среды растения высаживают на воду, а элементы минерального питания добавляют в воду пропорционально их расходованию на текущий прирост биомассы растений, т. е. в количестве, соответствующем химическому составу прироста биомассы. Однако при таком способе питания требуются предварительная оценка прироста биомассы и учет потребностей растений в минеральных элементах по периодам роста.

Известен также способ минерального питания, описанный в авт.св. СССР N 1646524, кл. A 01 G 31/00 [2] наиболее близкий по технической сущности и принятый авторами за ближайший аналог, включающий приготовление питательного раствора, содержащего источники макроэлементов азота, калия, кальция, магния, фосфора и серы, и подачу его в зону корневой системы растений, при котором питательный раствор подают к корням, размещенным в субстрате из граничного щебня, путем подтопления 3 раза в день. Недостатком указанного способа питания является то, что при нем не обеспечивается сбалансированное поглощение минеральных катионов, анионов и воды и требуется частая корректировка или обновление раствора в течение вегетационного периода.

Известно [3] что обеспечение растений элементами минерального питания в гидропонике может осуществляться преимущественно избирательным или принудительным путем в зависимости от способа применения и состава раствора. Принудительная система питания проявляется во всех случаях, когда растению подают питательный раствор малыми порциями по мере его потребления. В таком случае состав раствора подвергается резким изменениям, и периодическое выравнивание состава имеет место только в момент добавления свежих порций раствора. Элементы принудительной системы питания встречаются в промышленной гидропонике при редком, 1-3-разовом подтоплении субстрата раствором в сутки.

Избирательная система питания имеет место всюду, где используют большие объемы растворов, производят их частую смену или корректировку, в том числе в гравийной культуре при частом подтоплении или периодическом увлажнении субстрата с поверхности [4] Избирательная система вытекает из присущей растению способности избирательно поглощать минеральные элементы, содержащиеся в среде.

Наряду с избирательностью растениям присуща также физиологическая потребность в сбалансированном поступлении минеральных катионов и анионов, которая может быть удовлетворена только при поддержании (сохранении) определенного уровня и соотношения ионов в питательной среде.

Задачей настоящего изобретения является создание способа минерального питания овощных культур, обеспечивающего сбалансированность поглощения катионов, анионов и воды и позволяющего поддерживать рН питательной среды на уровне 5,5 6,5, что дает возможность бессменной эксплуатации питательного раствора на протяжении длительного времени.

Поставленная задача решается таким образом: в способе минерального питания овощных культур, включающем приготовления питательного раствора, содержащего источники макроэлементов азота, калия, кальция, магния, фосфора и серы и подачу его в зону корневой системы растений, согласно изобретению в качестве источников макроэлементов используют кальций азотнокислый водный 2,810^-3 4,810^-3 моль/л, калий азотнокислый 5,110^-3 7,710^-3 моль/л, аммоний азотнокислый 0,810^-3 1,010^-3 моль/л, калий фосфорнокислый однозамещенный 1,510^-3 2,210^-3 моль/л магний сернокислый водный 0,710^-3 0,910^-3 моль/л при соотношении анионов азота, фосфора, серы и катионов калия, кальция, магния в молярных долях 1:0,12:0,05:0,56:0,26:0,05 соответственно.

Выдержка именно таких соотношений анионов и катионов дает возможность не менять раствор в течение длительного периода времени (2-3 недели), а ограничиться при необходимости добавлением свежих (новых) порций раствора.

В патентной и научно-технической литературе авторы не обнаружили предлагаемую совокупность отличительных признаков, поэтому предлагаемое техническое решение можно считать новым.

Причинно-следственная связь между этими признаками и достигаемым техническим результатом не следует явным образом из известного уровня техники и неочевидна.

Промышленная применимость настоящего изобретения доказывается ниже конкретными примерами.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Питательный раствор, содержащий в качестве источников макроэлементов - азота, калия, кальция, магния, фосфора и серы кальций азотнокислый водный 2,810^-3 4,810^-3 моль/л, калий азотнокислый 5,110^-3 7,710^-3 моль/л, аммоний азотнокислый 0,810^-3 1,010^-3 моль/л, калий фосфорнокислый однозамещенный 1,510^-3 2,210^-3 моль/л и магний сернокислый водный 0,710^-3 0,910^-3 моль/л готовят путем растворения в воде всех указанных компонентов и подают в зону корневой системы растений, преимущественно овощных культур.

Растения выращивают семенами или рассадой в сосудах емкостью 5 л. При этом корневую систему размещают в субстрате из гравия с диаметром частиц 2 5 мм. Всходы до 18 60-дневного возраста (в зависимости от культуры) поливают автоматически питательным раствором, разбавлением в 2 раза, затем в течение 35-75 дней растения поливают неразбавленным питательным раствором порциями 1-2 л на сосуд с интервалом 30-60 мин. Продолжительность полива составляет 30-40 с, затем питательный раствор возвращается в запасную емкость объемом не менее 200 л по системе желобов. Выращивание производится при естественном освещении и температуре раствора 20-22^oС. Питательный раствор анализируют каждые 5-10 дней на содержание основных катионов и анионов. При осуществлении предлагаемого способа питания овощных культур, в частности, столовой свеклы, томатов, и, кроме того, кукурузы соотношение анионов азота, фосфора и серы и катионов калия, кальция и магния в растворе сохранялось неизменным и составляло в молярных долях 1:0,12:0,05:0,56:0,26:0,05 соответственно в течение 30-35 дней (для свеклы и кукурузы) и 65-75 дней (для томатов) эксплуатации pаствоpа при норме 10-15 л/растение без корректировки его состава и частоте обновления один раз в 7-15 дней. За единицу принято содержание аниона нитрата, моль/л 10^-3.

Пример 1.

На корневую систему столовой свеклы, размещенной по три растения в сосудах емкостью 5 л, заполненных гравием с диаметром частиц 2-5 мм, автоматически, порциями 1-2 л на сосуд подают питательный раствор. До 18-дневного возраста растения поливают питательным раствором, разбавленным в 2 раза, далее в течение 42 дней неразбавленным питательным раствором. Продолжительность полива составляет 30-40 с, затем питательный раствор возвращается в запасную емкость объемом 200 литров по системе желобов. Выращивание производилось при естественном освещении и температуре раствора 20-22^oС.

Каждые 10 дней питательный раствор анализировали, для чего отработанный раствор специально обновляли и сливали. Соотношение анионов азота, фосфора и серы и катионов калия, кальция и магния в питательном растворе при выращивании 30-50-дневных растений свеклы сохраняется на протяжении 10 дней и составляет 1:0,12:0,05:0,56:0,26:0,05 соответственно. За единицу принято содержание аниона нитрата, моль/л 10^-3.

Результаты анализов на содержание основных ионов приведены в табл. 1.

Пример 2.

На корневую систему томатов, размещенных в сосудах, заполненных гравием с диаметром частиц 2-5 мм, в которые они были высажены рассадой в возрасте 60 дней по одному растению на сосуд, порциями 1,5-2,0 л подают питательный раствор. Полив производится автоматически, продолжительность полива составляет 30-40 с, затем питательный раствор возвращают в запасную емкость объемом 200 л по системе желобов. Обновление раствора производят один раз в 10-15 дней.

Обновляемый питательный раствор анализируют на содержание основных ионов. Соотношение анионов азота, фосфора и серы и катионов калия, кальция и магния в питательном растворе при использовании его в течение 10-15 дней для выращивания 60-135-дневных растений томата сохраняется неизменным и составляет 1:0,12:0,05:0,56:0,26:0,05 соответственно. За единицу принято содержание аниона нитрата, моль/л 10^-3.

Результаты анализов на содержание основных ионов приведены в табл. 2.

Пример 3.

На корневую систему кукурузы, высаженной семенами по шесть растений на сосуд емкостью 5 л, заполненный гравием с диаметром частиц 2-5 мм, порциями 0,5-1,0 литра подают питательный раствор. До 12-дневного возраста растения поливают питательным раствором, разбавленным в 2 раза, затем продолжают полив неразбавленным питательным раствором. Полив производят автоматически в течение 30-40 с, затем питательный раствор возвращаю в запасную емкость объемом 200 л по системе желобов. Каждые семь дней питательный раствор обновляют.

Соотношение анионов азота, фосфора, серы и катионов калия, кальция, магния в питательном растворе при его бессменной эксплуатации в течение 7 дней для выращивания 30-65-дневных растений кукурузы сохраняется неизменным и составляет в молярных долях 1:0,12:0,05:0,56:0,26:0,05 соответственно. За единицу принято содержание аниона азота, моль/л 10^-3.

Результаты анализов на содержание основных ионов приведены в табл. 3.

Таким образом, предлагаемый способ минерального питания делает возможным использование питательного раствора при выращивании растений в течение длительного времени без корректировки его состава с сохранением заданного соотношения основных анионов и катионов.