Результат интеллектуальной деятельности: Способ подкормки культуры огурца углекислым газом

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства и найдет применение при выращивании культуры огурца в условиях открытого грунта.

Сущность проблемы состоит в том, что содержание углекислого газа в атмосферном воздухе составляет 0,02-0,04%. Для культуры огурца оптимальным является содержание углекислого газа в приземном слое воздуха 0,53-0,60%, то есть почти в двадцать раз больше, чем в атмосферном воздухе (Бородычёв В.В. Современные технологии капельного орошения овощных культур// г. Волгоград, 2010 г. с 126-132)

Известен способ подкормки растений в теплицах углекислым газом, получаемым путем сжигания топлива в специальном генераторе и смешивания горячего отходящего газа с воздухом с целью получения охлажденной газо-воздушной смеси (ав. свид. СССР №1253504, «Генератор углекислого газа для теплиц», МПК A01G 9/18, опубл. 30.08.86 г., Бюл. №32)

Недостатком этого способа является загрязненность отходящего газа токсичными примесями, а также невозможность использования генератора за пределами защищенного грунта теплиц, так как в условиях открытого грунта большая часть этого газа будет уходить на загрязнение атмосферы.

Известен способ подкормки зеленных культур чистым углекислым газом, применяемый в условиях защищенного грунта. Согласно этому способу растения в теплицах укрывают прозрачной пленкой, а газ подают под пленку короткими импульсами 2-3 минуты с перерывом на 24-34 минуты в течение 4-6 часов. Управление процессом регулирование подачи углекислого газа к растениям осуществляется с помощью ЭВМ, связанной с контроллерами, газоанализаторами и системой датчиков. В связи с использованием дополнительного укрытия пленкой растения нуждаются в искусственном дополнительном освещении (Пат. РФ №2402898, МПК A01G 31/00, опубл. 10 11.2010 г., Бюл. №31)

Такая сложная и дорогостоящая система может использоваться только в условиях закрытого грунта, в теплицах.

Наиболее близким предлагаемому является способ подкормки культуры огурца, описанный в статье Шуваева В.А. и др. Выращивание огурца по малообъемной технологии в ЗАО «Трубичино» (г. Великий Новгород) /Гавриш, №1, 2007, с. 8-12. Этот способ относится к выращиванию огурца в торфяных мешках на шпалерах в условиях теплиц. Здесь для орошения и подачи углекислого газа использует систему капельного орошения. Соответственно, углекислый газ поступает к корням растений, в то время, как потребляющая его в процессе фотосинтеза листовая масса огурца расположена на вертикальных шпалерах высотой до 2-х м. Чтобы углекислый газ был доступен зеленой массе растений, необходимо заполнить им весь объем теплицы, что приводит к его излишнему расходу.

Недостатком этого способа является непригодность для использования при выращивании огурца в полевых условиях, где листовая масса огурца стелется по поверхности гряд и не отделена от атмосферы.

Цель предлагаемого изобретения - обеспечить возможность проведения подкормки культуры огурца углекислым газом в условиях открытого грунта, на полях.

Обеспечить решение данной проблемы позволяет предлагаемый способ подкормки культуры огурца углекислым газом, включающий подачу углекислого газа по трубопроводам с водовыпусками капельного орошения, в котором для посадки культуры огурца готовят полосы шириной 1,0-1,2 м, по середине каждой полосы нарезают борозду глубиной и шириной 15-20 см, разделенную перемычками на отрезки длиной 1,5-2 м, на эти перемычки укладывают трубопровод с водовыпусками капельного орошения и накрывают полосу экраном из мембранной пленки шириной 0,5-0,6 м, края которой присыпают грунтом, вдоль борозды с обеих сторон в мембранной пленке выполняют отверстия для высаживания культуры огурца, при проведении подкормки через водовыпуски трубопроводов капельного орошения подают углекислый газ, которым заполняют объем борозд под экраном.

Новый технический результат от применения предложенного способа состоит в том, что сочетание подачи углекислого газа через систему капельного орошения в борозду с использованием экрана из мембранной пленки позволяет обеспечить равномерное повышение концентрации углекислого газа в приземном слое воздуха поля без загрязнения углекислым газом атмосферы.

Сущность способа поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид участка в плане, на фиг. 2 - разрез участка по оси А-А.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом:

На участке 1 для посадки культуры огурца готовят полосы 2, шириной 1,0-1,2 м. Ширина полосы зависит от водно-физических свойств почвы. На легких почвах полоса уже, на тяжелых - шире. В средней части каждой полосы 2 нарезают борозду 3, разделенную на участки 4 перемычками 5. Размеры борозд 15-20 см также назначают в зависимости от водно-физических свойств почвы. На тяжелых почвах - борозды шире и глубже. Расстояние между перемычками 5 зависит от выровненности микрорельефа поля. При слабоволнистой поверхности поля перемычки 5 устанавливают реже. На перемычки 5 укладывают поливные трубопроводы 6, оборудованные водовыпусками капельной подачи воды 7. Трубопроводы 6 подключают к водораспределительному трубопроводу 8. Сверху полосы 2 перекрывают экраном 9 из мембранной пленки (например «Изоспана»), ширина которого в зависимости от ширины полосы 2 составляет 0,5-0,6 м. Края экрана 9 фиксируют грунтом. В мембранной пленке экрана 9, на расстоянии 5-7 см от края борозд 3 с обеих сторон выполняют отверстия 10 для высаживания рассады или семян огурца 11. При недостатке влаги производят полив, подавая воду из трубопровода 8 в поливные трубопроводы 6. Вода через капельные водовыпуски поступает в борозды, увлажняя почву. Огурец является влаголюбивой культурой и требует поддержания влажности почвы в течение всей вегетации на уровне 90-95%. Высота борта борозды 15-18 см обеспечивает поддержание высокого уровня влажности в зоне расположения корней растений за счет подъема влаги по почвенным капиллярам. Некапиллярные поры остаются заполненными воздухом. Это позволяет поддерживать в зоне расположения корней растений оптимальный водно-воздушный режим. После завершения подачи воды производят подкормку углекислым газом. Для этого к трубопроводу 8 подключают баллон со сжатым газом. Углекислый газ поступает из трубопровода 8 в трубопроводы 6, а из водовыпусков 7 в борозды 3, равномерно заполняя участки 4 борозд 3 под экраном 9. Плотность воздуха 1,29 кг/м³, а плотность углекислого газа 1,97 кг/м³, поэтому углекислый газ, поступая на участки 4 борозд 3, опускается вниз и смешивается с воздухом, заполняющим борозды. Образовавшаяся смесь под действием давления, создаваемого подачей углекислого газа, проходит через мембранную пленку экрана 9. Особенность мембранной пленки состоит в том, что она состоит из двух пористых слоев. Первый, внутренний слой, удерживает пары влаги, второй, наружный, пропускает воздух, отделенный от паров влаги. Таким образом, пары влаги конденсируются на поверхности внутреннего слоя пленки экрана 9. Разделение борозд перемычками на отрезки 4 позволяет компенсировать неровности микрорельефа поля. Углекислый газ, проходя в смеси с воздухом через поры пленки за пределы экрана благодаря более высокой плотности накапливается в приземном слое воздуха и используется растениями в процессе синтеза органического вещества на свету. После захода солнца из-за охлаждения как приземного слоя воздуха, так и воздуха в борозде, давление газа под пленкой снижается, а интенсивность оседания конденсата на внутреннем слое пленки 9 возрастает. Углекислый газ в борозде под экраном, растворяясь в сконденсированной влаге, образует раствор угольной кислоты, которая стекает на поверхность дна борозды и подкисляет почву. Небольшое повышение кислотности почвы благоприятно действует на культуру огурца. Угольная кислота - соединение химически не стойкое и распадается на воду углекислый газ, который смешивается с воздухом. После восхода солнца при нагревании пленки происходит повышение давления воздуха под пленкой, и воздух с повышенным содержанием углекислого газа проходит через поры пленки 9 на поверхность поля, обогащая приземный слой воздуха углекислым газом. Этот процесс продолжается до постепенного расходования всего поданного объема углекислого газа на обогащение приземного слоя воздуха. В случае необходимости подачу углекислого газа повторяют многократно как после проведения полива, так и между поливами.

Таким образом, предложенный способ позволяет производить подкормку растений огурца в полевых условиях с учетом его суточной потребности в углекислом газе без загрязнения окружающей атмосферы.