Способ приготовления и использования воды для выращивания растений

Способ приготовления и использования воды для выращивания растений

Реферат

Изобретение относится к растениеводству, в частности к способам выращивания растений, и может быть использовано для выращивания тропических растений, растений, не имеющих корней, для укоренения черенков, выгонки растений, проращивания клубней и семян.

Известен способ подкормки растений с ускоренным формированием растительных тканей, выращиваемых в защищенном грунте, путем полива водой, насыщенной углекислым газом до концентрации 50 мл газообразного CO₂ на 1 л воды, при температуре воды в пределах 12-20°C, при этом полив растений осуществляют три раза в сутки (RU 2527065).

Недостатками способа являются низкая эффективность, точность, безопасность и узкая сфера применения, поскольку известный способ не обеспечивает непрерывное на протяжении нескольких суток освещение растения лампой дневного света и подачу растению воздуха, насыщенного парами талой воды при температуре 21-31°C. В итоге известный способ не обеспечивает растение водой, светом и теплом непрерывно на протяжении нескольких суток подряд. В частности, известный способ не обеспечивает смачивание талой водой всей наружной поверхности растения, не обеспечивает непрерывную подачу теплого воздуха, насыщенного парами талой воды, под избыточным давлением в пространство парника, внутри которого растет растение. Дело в том, что известный способ допускает выращивание растений в закрытом грунте герметично. Наличие герметично закрытого парника исключает введение в него воздуха под избыточным давлением.

В связи с этим известный способ исключает непрерывное введение в парник теплого воздуха, насыщенного парами талой воды при температуре 21-31°C, поэтому исключает поддержание высокой влажности воздуха, окружающего растение, и в связи с этим допускает временное высыхание грунта и самого растения. Дело в том, что известный способ не исключает появление безводных периодов, а точнее - периодов сухости между моментами полива грунта водой. Кроме этого, известный способ не исключает появление периодов засухи, которые могут быть спровоцированы чрезмерным освещением и согреванием растения и грунта, в котором растет растение, вызванными чрезмерно яркими прямыми солнечными лучами, которые могут проникнуть сквозь стенку парника в дневное время суток, поскольку известный способ не предполагает регуляцию освещенности днем. Кроме этого известный способ не обеспечивает непрерывное освещение и согревание всего растения до температуры в диапазоне 21-31°C и не обеспечивает поддержание локальной температуры в этом диапазоне вокруг растения на протяжении нескольких суток подряд, а именно и днем, и ночью. В связи с этим вода не поступает внутрь всех клеток растения непрерывно и с максимальной интенсивностью, а обмен веществ в растительных клетках протекает неравномерно и не с максимальной интенсивностью, что исключает максимальный прирост растения, способствует его заболеванию и гибели.

Помимо этого известный способ не предназначен для выращивания растений без корней и без почвы, для проращивания клубней и семян, а также для укоренения черенков.

Известен способ проращивания зерна, включающий замачивание зерна, размещение его на сите, обработку зерна на сите воздухом, поступающим снизу и увлажненным водяными парами, поступающими от воды, зеркало которой расположено под ситом на расстоянии 1-1,5 см, а также регулирование влажности водяных паров (RU 2500093).

Недостатками способа являются низкая эффективность, точность, безопасность и узкая сфера применения, поскольку известный способ не предназначен для выращивания растений. Кроме этого известный способ не обеспечивает непрерывное освещение и согревание всего растения до температуры 21-31°C, необходимой для комфортного и максимально интенсивного прироста растений, а также не обеспечивает непрерывное поддержание оптимальной температуры в диапазоне 21-31°C в воздухе вокруг всего растения на протяжении нескольких суток подряд. Дело в том, что известный способ обеспечивает подачу воздуха только снизу после предварительного обдувания им поверхности воды и проникновения в воздух паров воды в результате ее испарения. Причем вода при испарении охлаждается, пары воды оказываются в воздухе также охлажденными, поэтому пары воды при увлажнении воздуха понижают его температуру.

Поскольку многие выращиваемые растения являются теплолюбивыми и не способны сами поддерживать в себе температуру в пределах 21-31°C независимо от температуры окружающей среды, их температура определяется температурой среды, в которой они находятся. В то же время именно температура (по закону Аррениуса) при прочих равных условиях более всего влияет на интенсивность химических, биохимических и биофизических процессов, протекающих в растении. Поэтому при отсутствии вокруг растения постоянной температуры в диапазоне 21-31°C и освещенности дневным светом вода не поступает постоянно с максимальной интенсивностью внутрь всех клеток растения, фотосинтез не протекает постоянно с максимальной интенсивностью, метаболизм в клетках растения не протекает непрерывно с максимальной интенсивностью, что исключает максимально возможный интенсивный и непрерывно протекающий естественный прирост растения.

Известен способ очистки воды путем ее замораживания, включающий заполнение емкости водой, временное помещение емкости с водой на мороз до образования на верхней поверхности воды корочки льда толщиной 0,5-1,0 мм, последующее понижение уровня воды, вторичное охлаждение воды до образования из нее льда в количестве до 70-80% от начального количества воды, слив остаточного рассола из емкости для его выбрасывания, естественное размораживание оставшегося в емкости льда и сливание полученной воды для ее употребления (RU 2548437).

Недостатками способа являются низкая эффективность, точность, безопасность и узкая сфера применения, поскольку известный способ не предназначен для выращивания растений. В частности, способ не предназначен для непрерывного обеспечения всего растения водой, светом и теплом, поэтому допускает замораживание, высушивание и затемнение растения. Кроме этого известный способ не исключает обдувание растения сухим теплым или холодным воздухом и не обеспечивает смачивание водой всей площади поверхности растения. В связи с этим вода не поступает внутрь всех растительных клеток непрерывно и с максимальной интенсивностью, а метаболизм в растении не протекает непрерывно на максимально интенсивном уровне, что исключает непрерывный максимально интенсивный прирост растения.

Задача изобретения - повышение эффективности, точности, безопасности и расширение сферы применения в условиях, исключающих высушивание и замораживание растения и обеспечивающих непрерывное снабжение его водой, светом и теплом за счет непрерывного освещения дневным светом и введения внутрь негерметичного парника под избыточным давлением воздуха, насыщенного парами талой воды при температуре 21-31°C.

Техническим результатом является интенсивный и непрерывный прирост растения в условиях, исключающих его высыхание, замораживание, заболевание и гибель.

Сущность способа приготовления и использования воды для выращивания растений, включающего заполнение емкости водой, временное помещение емкости с водой на мороз до образования льда до 70-80% от начального количества воды, удаление остаточного рассола из емкости, последующее размораживание оставшегося в емкости льда, получение из него талой воды и ежесуточное использование талой воды и ее паров в воздухе при определенной температуре для обработки растения, выращиваемого в парнике, заключается в том, что используют емкость, выполненную из прозрачной бесцветной пищевой пластмассы, заполняют емкость питьевой водой, размораживают в микроволновой печи, вводят талую воду с помощью генератора тумана в воздух до его насыщения водяным паром при температуре 21-31°C, непрерывно подают внутрь негерметичного парника под избыточным давлением теплый воздух, насыщенный парами талой воды, и освещают растение дневным светом с помощью лампы.

В предложенном способе за счет использования емкости, выполненной из прозрачной бесцветной пищевой пластмассы, повышается эффективность и точность, поскольку такой материал позволяет нагревать ее содержимое в микроволновой печи, что ускоряет и повышает эффективность размораживания льда. Причем прозрачность и бесцветность пластмассы позволяют визуально контролировать динамику процесса размораживания льда в микроволновой печи через ее стеклянное окошко и своевременно останавливать процесс микроволнового согревания, исключая чрезмерное повышение температуры воды. Кроме этого пищевая пластмасса обеспечивает сохранность высокого качества питьевой воды.

Заполнение емкости питьевой водой повышает безопасность, поскольку позволяет с ее помощью насыщать воздух и снабжать растение экологически чистой водой, исключает отравление растения и обслуживающих людей ядами и заражение их патогенными микроорганизмами, так как питьевая вода безвредна. Кроме этого, питьевая вода имеет минимальную осмотическую активность, поэтому легко и быстро проникает сквозь полупроницаемые мембраны внутрь растительных клеток, а пары воды, конденсирующие на внутренней поверхности парника и выходящие из негерметичного парника наружу, не превращаются в минеральный налет и не ухудшают качество парника. Поэтому увлажнение талой водой стеблей, листьев, корней и/или семян растения, либо черенков обеспечивает их интенсивное снабжение водой. В результате вода легко проникает внутрь листьев, стеблей, семян и корней, обеспечивая интенсивный прирост растения.

Размораживание льда в микроволновой печи ускоряет процесс получения талой воды, поскольку обеспечивает размораживание льда через несколько минут после помещения емкости со льдом в микроволновую печь. Этим повышается эффективность и точность способа, поскольку лед можно хранить в морозильной камере практически бесконечно, а использовать замороженную воду можно только после размораживания и превращения в талую воду. В таких условиях именно процесс размораживания льда становится лимитирующим звеном в подготовке воды для выращивания растений. Дело в том, что процесс размораживания льда, находящегося внутри пластмассовой емкости при нахождении ее в условиях комнатной температуры, происходит только на поверхности «куска льда». Поэтому процесс пассивного размораживания может занимать несколько часов из-за плохой теплопроводности самого льда и пластмассы. Использование для размораживания микроволновой печи обеспечивает активное, интенсивное и практически равномерное таяние всей массы льда.

Использование для обработки растения талой воды, полученной изо льда «первой заморозки», повышает эффективность способа, поскольку обеспечивает повышение интенсивности прироста растения. Дело в том, что масса и объем растений увеличиваются на 99,9% именно благодаря внутриклеточной воде. К тому же все клетки растений, семена и зерновки многих зерен (в частности, зерен злаковых культур) окружены полупроницаемыми мембранами, через которые вода попадает внутрь клеток (зерновок и семян) тем интенсивнее, чем ниже ее осмотическое давление. При этом соленая вода внутрь клеток растения не поступает. Более того, соленая вода вытягивает воду из растений, и поэтому зерновки овса, пшеницы, ячменя и ржи обезвоживаются (сохнут) в соленой воде (Ураков А.Л., Точилов С.Л., Кравчук А.П. Способ предварительной обработки зерна для ускорения процесса сушки. - Ижевск: Удмуртия, 1989. - 80 с.).

Талая вода, полученная из «первого» льда, лишена «солености» и наподобие дистиллированной воды является не просто пресной водой, но водой очень высокой очистки. Талая вода - это очень пресная вода. Она имеет нулевую осмотическую активность. Поэтому обработка растения такой водой путем его полива и/или опрыскивания исключает высушивание растения и повышает эффективность прироста его массы и объема.

Введение талой воды в виде ее пара в воздух с помощью генератора тумана до насыщения воздуха водяным паром при температуре 21-31°C повышает эффективность, точность и безопасность, поскольку обеспечивает искусственное воспроизведение тропического климата, который эволюционно является наиболее оптимальным для роста большинства растений. Дело в том, что исторически растения предрасположены к интенсивному росту именно в условиях избытка воды, поскольку предки растений являются сине-зелеными водорослями. По сути дела, все растения «вышли» из воды. Причем последующее формирование большинства видов растений на суше также происходило в условиях тропического климата, который отличается воздухом, насыщенным водяным паром при температуре 21-31°C в течение всего года. В таких условиях полностью исключается высыхание грунта, в котором растут растения, и высыхание самих растений. Исключается также и замораживание растений и грунта.

Обрабатывание растения путем введения внутрь негерметичного парника, в котором выращивается растение, теплого влажного воздуха под избыточным давлением непрерывно в условиях освещения растения дневным светом с помощью лампы повышает эффективность и расширяет сферу применения, поскольку обеспечивает постоянство «нужной» влажности, температуры и освещенности и днем, и ночью. Использование негерметичного парника для обеспечения защищенности грунта обеспечивает безопасность, поскольку исключает раздувание и разрушение парника вследствие его чрезмерного раздувания при непрерывном введении в него воздуха под избыточном давлении. Непрерывное освещение растения дневным светом и введение в негерметичный парник под избыточным давлением воздуха, насыщенного парами талой воды при температуре 21-31°C, обеспечивает протекание максимально интенсивного фотосинтеза в хлорофиллах клеток растения. Фотосинтез обеспечивает растительные клетки энергией, необходимой для интенсивного обмена веществ и прироста растения даже при минимально развитой и отсутствующей у него корневой системе. В связи с этим способ обеспечивает прирост растительной массы не только у растений с богатой корневой системой, но и у растений без корней, таких как тиландсия, либо у черенков роз и винограда, а также у растений, находящихся в стадии зародыша, например в клубнях картофеля, в семенах гороха, бобов, огурцов, в зернах овса, пшеницы, ржи или ячменя.

Способ осуществляется следующим образом. Берут емкость, выполненную из прозрачной бесцветной пищевой пластмассы, заполняют ее питьевой водой и замораживают на 70-80% от первоначального количества. Выливают оставшийся рассол и хранят «сухой» лед на морозе в первоначальной емкости. В нужный момент достают емкость со льдом и помещают ее в микроволновую печь, в которой размораживают лед под визуальным контролем вплоть до получения нужного объема талой воды. После этого достают емкость из печи, переливают из нее талую воду в емкость генератора тумана и с его помощью подают пары талой воды в воздух до его насыщения водяным паром при температуре 21-31°C. Вводят этот воздух под избыточным давлением внутрь негерметичного парника, в котором находится выращиваемое растение. Растение обрабатывают теплым влажным воздухом непрерывно в условиях освещения растения дневным светом с помощью лампы.

Пример 1. Для проращивания семян огурцов в начале апреля в условиях средних широт России было решено применить известный способ подкормки растений с ускоренным формированием растительных тканей, выращиваемых в защищенном грунте. Для этого взяли воду из искусственного пруда при температуре +12°C, ввели в нее углекислый газ до концентрации 50 мл газообразного СО₂ на 1 л, после чего взяли 1 мл этой воды и полили ею комок мха, внутрь которого предварительно вложили 10 семян огурцов. Мох с находящимися внутри него семенами огурцов поместили внутрь стеклянной банки объемом 500 мл, которую герметично закрыли пластмассовой крышкой, после чего закрытую банку с семенами поместили на табуретку, поставленную в открытом балконе, оставив банку под прямыми лучами Солнца незатененной. Способ применяли 3 дня. При этом полив мха с семенами осуществляли ежесуточно 3 раза в сутки с помощью шприца с инъекционной иглой. Игла позволяла прокалывать пластмассовую крышку и прицельно поливать струей воды мох в месте нахождения семян, а шприц обеспечивал введение воды внутрь банки под избыточным давлением. Для полива семян использовали по 0,5 мл воды, взятой из пруда при температуре +12°C после введения в нее углекислого газа до концентрации 50 мл газообразного CO₂ на 1 л. Однако через 3 дня все всходы семян погибли, поскольку на 2-й день применения способа ночная температура наружного воздуха снизилась до 7°C ниже нуля, и влажный мох с проросшими семенами огурцов заморозился. На основании указанных обстоятельств было сделано заключение о том, что всходы огурцов замерзли и поэтому погибли.

В связи с этим решено было взять другие огуречные семена и применить заявленный способ. Для этого предварительно за сутки до проращивания новой порции огуречных семян взяли 100 мл питьевой воды и налили в стаканчик, выполненный из прозрачной бесцветной пищевой пластмассы. Стаканчик с водой поместили в морозильник бытового холодильника. После превращения в лед 75 мл воды лед оставили в емкости, а оставшиеся 25 мл жидкого рассола вылили из емкости. Затем стаканчик с «сухим» льдом поместили в микроволновую печь Scarlett SC-1701 и через 3 минуты разморозили лед полностью до получения талой воды. Взяли 5 мл талой воды при температуре +21°C, облили этой водой порцию мха, выжали мох пальцами руки, дождались завершения процесса стекания с него излишков воды, поместили 10 семян огурцов во влажный мох и обернули семена слоем мокрого мха. Затем мох с находящимися внутри семенами поместили в бесцветную прозрачную стеклянную чашку, которую негерметично укрыли бесцветной прозрачной полиэтиленовой пленкой, превратив, таким образом, чашку в миниатюрный негерметичный парник. Чашку, укрытую прозрачной пленкой, выставили на подоконник внутри отапливаемого жилого помещения с регулируемой температурой воздуха в пределах +21°C. Над чашкой установили на расстоянии 30 см настольный светильник с люминесцентной лампой дневного света мощностью 40 ватт и включили его на все время применения способа. В последующем освещали содержимое парника вместе со мхом и семенами непрерывно 3-е суток подряд. При этом с помощью шприца, соединенного с инъекционной иглой, поливали мох с семенами 3 раза в сутки талой водой при температуре +21°C, с помощью генератора тумана ML-020 обогащали воздух при температуре +21°C парами талой воды, который подавали под избыточным давлением с помощью бесцветной прозрачной эластичной полихловиниловой трубки внутрь парника непрерывно. К концу 2-х суток было констатировано, что все 10 семян проросли, к концу 3-х суток было констатировано, что все 10 семян превратились в крепкие зародыши, которые в последующие дни трансформировались во всходы с 2-мя зелеными листочками и белыми пушистыми корнями. Все 10 проросших семян огурцов в последующем укоренились в естественном грунте и дали богатый урожай огурцов. Полученный способ позволил исключить при проращивании семян их высыхание, замораживание и гибель.

Пример 2. Для получения всходов ячменя из зерен решено было применить способ проращивания зерна, включающий замачивание зерна и обработку его влажным воздухом. Для этого залили 30 зерен ячменя колодезной водой, имеющей температуру +10°C, оставили зерно залитым водой на 2 часа в темном холодном помещении при температуре +12°C, после чего в этом же не освещенном и не отапливаемом помещении поместили мокрое зерно на сито. Сито поставили на кастрюлю, которая была предварительно заполнена водой из-под крана при температуре +12°C так, чтобы зеркало воды было расположено под ситом на расстоянии 1 см. Сбоку от сита с кастрюлей установили мини вентилятор и включили его. При этом вентилятор обеспечивал подачу холодного воздуха, температура которого на протяжении 3-х суток менялась и находилась в диапазоне +5 - +16°C. Фен подавал воздух в щель между кастрюлей и ситом и обрабатывал зерно на сите воздухом, поступающим снизу и увлаженным водяными парами. Через 2 дня оказалось, что набухли только 14 из 30 зерен.

В связи с низким эффектом проращивания зерна было принято решение о проращивании зерен ячменя с применением заявленного способа. Для этого 100 мл питьевой воды налили в стакан, выполненный из прозрачной бесцветной пищевой пластмассы, затем стакан с водой поместили в морозильную камеру холодильника до замораживания в нем 80 мл воды. Оставшиеся 20 мл воды вылили из стакана. Затем стакан с сухим льдом помести в микроволновую печь Scarlett SC-1701 и полностью разморозили лед. После этого талую воду при температуре +31°C использовали для замачивания зерна на срок 2 часа и для заполнения емкости генератора тумана ML-020. Затем поместили замоченное зерно внутрь марлевого тампона, увлажненного талой водой при температуре +31°C, опустили влажный тампон с зернами внутрь прозрачного бесцветного пластикового стакана, который негерметично закрыли прозрачной бесцветной полиэтиленовой пленкой. Закрытый стакан с зернами вместе с генератором тумана оставили внутри обогреваемого помещения при температуре воздуха +31°C. Включили генератор тумана внутри помещения с температурой воздуха +31°C и с его помощью воздух, насыщенный парами талой воды, стали непрерывно подавать с помощью прозрачной бесцветной полихлорвиниловой эластичной трубки внутрь стакана с влажным марлевым тампоном и с зерном. Сверху над стаканом на расстоянии 30 см установили светильник с лампой дневного света мощностью 40 ватт. В полость мини-парника продолжали непрерывно вводить теплый влажный воздух под избыточным давлением и освещать парник снаружи дневным светом весь период проращивания семян, поливая их 3 раза в сутки талой водой при температуре +31°C. К концу 2-х суток проросли 29 зерен из 30 зерен ячменя. Ростки выглядели упругими, здоровыми и имели яркий светло-зеленый цвет.

Таким образом, предложенный способ за счет непрерывного освещения дневным светом и введения внутрь негерметичного парника под избыточным давлением воздуха, насыщенного парами талой воды при температуре 21-31°C, обеспечивает интенсивный и непрерывный прирост растения в условиях, исключающих его высыхание, замораживание, заболевание и гибель.

Способ приготовления и использования воды для выращивания растений, включающий заполнение емкости водой, временное помещение емкости с водой на мороз до образования льда до 70-80% от начального количества воды, удаление остаточного рассола из емкости, последующее размораживание оставшегося в емкости льда, получение из него талой воды и ежесуточное использование талой воды и ее паров в воздухе при определенной температуре для обработки растения, выращиваемого в парнике, отличающийся тем, что используют емкость, выполненную из прозрачной бесцветной пищевой пластмассы, заполняют емкость питьевой водой, размораживают в микроволновой печи, вводят талую воду с помощью генератора тумана в воздух до его насыщения водяным паром при температуре 21-31°C, непрерывно подают внутрь негерметичного парника под избыточным давлением теплый воздух, насыщенный парами талой воды, и освещают растение дневным светом с помощью лампы.