Патент ссср 211935
Патент 211935
Классы МПК
Патент ссср 211935
Иллюстрации
Реферат
2ll935
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Соеетскиа
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 16.Х.1965 (№ 1032368у30-15) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 19.II.1968. Бюллетень № 8
Дата опубликования описания 24.IV.1968
Кл. 45f, 31/00
МПК А otg
УДК 541.183,12;
:631.589.2 (088.8) комитет по делам изобретений и открытий лри Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
Н. Г. Перышкина и В. С. Солдатов
Институт общей и неорганической химии Академии наук
Белорусской ССР
Заявитель
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНООБМЕННЫХ СУБСТРАТОВ ДЛЯ
ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ
Изобретение относится к области получения искусственных питательных сред для выращивания растений, особенно субстратов, которые удовлетворяют требованиям замкнутых экологических систем, рассчитанных на длительную автономную работу и имеющих ограниченную емкость.
Известны субстраты для выращивания растений в искусственных условиях на основе некоторых ионообменных материалов, содержащие необходимые растению минеральные ионы в сорбированном состоянии. Известен способ получения этих субстратов, заключающийся в приготовлении индивидуальных ионных форм катионита и анионита со всеми необходимыми минеральными ионами (кроме микроэлементов) путем обработки отдельных порций ионитов в Н- и ОН-формах соответствующими соединениями каждого из ионов.
Для приготовления субстрата полученные ионные формы ионообменников смешивают в соотношениях, соответствующих тем, которые имеют место в стандартных питательных растворах, используемых в гидропонике. При этом не учитывалась различная относителыгая доступность ионов для поглощения их растениями из раствора и из обменносорбированного состояния. В последнем случае доступность определяется коэффициентами избирательности ионообменников к удерживаемым противоионам.
Недостатком извесгного способа получения ионообменных субстратов для выращивания растений является то, что при культивировании на таких субстратах растения испытыва1оТ недостаток в питании многовалентными ионами, в связи с чем в ходе вегетации приходится проводить дополнительные подкормки солями при поливах растений. Кроме того, подготовка таких субстратов требует большой затраты труда.
Предлагаемый способ получения ионообменных субстратов лишен этих недостатков.
15 Это достигается за счет того, что равные по общей обменной емкости количества катионита в Н-форме и анионита в ОН-форме смешивают до получения равномерной смеси и смесь насыщают тем или иным питательным раство20 ром
Описываемый способ получения ионообменных питательных субстратов, позволяет внести в них все минеральные ионы в таких пропорциях, которые обеспечивают доступность всех ионов для растений. При этом в субстрат вводят и все микроэлементы в соответствующих количествах.
Через равноэквивалентную смесь катионита в Н-форме и анионита в ОН-форме на колон30 ке фильтруют раствор, идентичный по составу
211оЗ5
Составитель М. Дранишников
Текред Л. Я. Бриккер Корректоры: Е. H. Гудзона и С, Ф. Гоптаренко
Редактор Якушева
Заказ 810j6 Тираж 530 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2 любому выбранному питательному раствору.
Фильтрование ведут со скоростью от 1 до
3 ил/мин на 1 слР поперечного сечения колонки до момента, когда будет достигнуто состояние ионообменного равновесия раствора с ионитом, то есть, пока состав вытекающей из колонки жидкости не станет идентичным составу фильтрующегося раствора. Величина скорости фильтрования в указанных пределах определяет быстроту наступления этого равно- 10 зесного состояния и расход насыщающегэ раствора. Чем меньше скорость, тем медленнее наступает равновесие, но соответственно уменьшается и расход раствора. Оптимальной является скорость около 2 лл/лин на 1 сл- впо- 15 перечного сечения колонки. При фильтровании с такой скоростью равновесие наступает после пропускания 500 л питательного раствора на 1 кг абсолютно сухой смеси ионитов, что соответствует приблизительно двойному количеству миллиэквивалентионов по отношению к обменной емкости взятой для насыщения порции обменников.
Полученный субстрат можно применять для культивирования растений без каких бы то ни было дополнительных подкормок в ходе вегетации и содержит большой запас (до
8% от общего веса) питательных веществ.
При выращивании ряда культур (салат, китайская капуста, редис, горох, картофель, морковь) получен урожай в два-три раза выше, чем в обычной гидропонной культуре и во много раз выше, чем на субстратах, приготовленных по известному способу получения ионообменных субстратов. 35
Технология культивирования растений на субстрате, приготовленном по предлагаемому способу, проста. Общий вес системы, включая собственный вес субстратов и вспомогательных устройств, в несколько раз меньше по 40 сравнению со стандартной гидропонной установкойй.
Пример. Опыт поставлен с катионитом
КУ-2 и анионитами ЭДЭ-10П и дауэкс-2>;4.
Для приготовления питательного субстрата 45 взяли (в расчете на сухой вес) 1 кг катионита с обменной емкостью 5 лэкв/г и 1 кг анионита с такой же обменной емкостью. Общая емкость взятой порции ионообменника составляла, таким образом, 10 000 лэкв. Приготовлены две смеси, в одной кагионит совмещен с анионитом ЭДЭ-1ОП, в другой — с дауэксом2Р, 4. Оба анионита средней основности, но различного химического строения. Каждую из двух смесей после набухания в воде помещали
D стеклянную колонку диаметром 10 см, герметически соединенную с баллоном, куда заливали для насыщения ионита стандартный питательный раствор, применяемый в обычной гидропонной культуре. Растворы для насыщения готовили смешением отмеренных oR åìoç концентрированных растворов каждой соли в таком объеме воды, чтобы конечная концентрация соответствовала указанной выше прописи. Пасыщенный раствор пропускали через ионит со сКоросТ610 около 2 мл/мин на 1 см - поперечного сечения колонки. При сечении колонки 80 сие это соответствовало 160 ил/ иин.
Скорость вытекания регулировали краном, расположенным внизу колонки. Первые 200 л вытекающего .фильтрата практически не содержали ионов солей, и эту воду повторно применяли для приготовления последующих порций питательного раствора. В дальнейшем состав фильтрата, по мере насыщения ионита, все время изменялся, пока не становился идентичным исходному. Этот момент наступил тогда, когда через ионит было пропущено около 500 л раствора, что соответствовало
20000 нэкв ионов, то есть, в два раза больше, чем обменная емкость исходной смеси (10 000 нэкв).
Предмет изобретения
Способ получения ионообменных субстратов для выращивания растений, включающий насыщение катионита в Н-форме, анионита в
ОН-форме ионами из раствора питательных веществ, отличающийся тем, что, с целью получения субстратов заданного состава с высокой концентрацией минеральных ионов, катионит в Н-форме и анионит в ОН-форме берут в равных по общей обменной емкости количествах и смешивают до получения равномерной смеси, а необходимые для растений питательныс вещества вводят в смесь катионита и анионита одновременно, без дробления на части, и насыщают смесь необходимыми для растений питагсльными веществами путем одновременного введения последних.