EA010545B1 - Стабилизирующая мембрана для воды и питательных веществ - Google Patents

Стабилизирующая мембрана для воды и питательных веществ Download PDF

Info

Publication number
EA010545B1
EA010545B1 EA200700627A EA200700627A EA010545B1 EA 010545 B1 EA010545 B1 EA 010545B1 EA 200700627 A EA200700627 A EA 200700627A EA 200700627 A EA200700627 A EA 200700627A EA 010545 B1 EA010545 B1 EA 010545B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
soil
membrane
water
powder mixture
powder
Prior art date
Application number
EA200700627A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200700627A1 (ru
Inventor
Турфин Йонсен
Original Assignee
Турфин Йонсен
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Турфин Йонсен filed Critical Турфин Йонсен
Publication of EA200700627A1 publication Critical patent/EA200700627A1/ru
Publication of EA010545B1 publication Critical patent/EA010545B1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/52Mulches
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G13/00Protecting plants
    • A01G13/02Protective coverings for plants; Coverings for the ground; Devices for laying-out or removing coverings
    • A01G13/0256Ground coverings
    • A01G13/0262Mulches, i.e. covering material not-pre-formed in mats or sheets
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S71/00Chemistry: fertilizers
    • Y10S71/903Soil conditioner

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Fertilizers (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Bakery Products And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

Данное изобретение относится к препарату и способу уменьшения потребления воды в сельском хозяйстве и других областях, в которых выращивают растения, и который в тоже время помогает уменьшить утечку богатой питательными веществами насыщенной удобрениями воды в грунтовые воды. А именно, изобретение относится к электроотрицательной, антиокислительной порошкообразной смеси, которая при внесении в верхний слой почвы способна образовывать биологически разлагающуюся мембрану в верхнем слое почвы, предпочтительно включающем поверхность почвы и биологически активную зону образования корня и растения, где мембрана обладает комбинированным действием, так как увеличивает период удерживания воды и питательных веществ в корневой зоне, оказывает антиокислительное воздействие на окружающую среду, чтобы противодействовать озону и другим свободным радикалам, вызывающим повреждение растительности, и регулирует альбедо верхнего слоя почвы, так чтобы температура в корневой зоне поддерживалась в пределах температуры, при которой растения растут. Это достигается с помощью порошкообразной смеси, включающей водорастворимое, высушенное и измельченное органическое сырье из бурых морских водорослей с по меньшей мере одним добавленным пигментом, и тем, что порошкообразную смесь подвергают воздействию электрического поля отрицательной полярности, так чтобы материал был, по меньшей мере, насыщен электронами.

Description

Область изобретения
Данное изобретение относится к препарату и способу уменьшения потребления воды в сельском хозяйстве и других областях, в которых выращивают растения, и который в то же время помогает уменьшить утечку богатой питательными веществами насыщенной удобрениями воды в грунтовые воды. А именно, изобретение относится к электроотрицательной и антиокислительной порошкообразной смеси, которая при внесении в верхний слой почвы способна образовывать биологически разлагающуюся мембрану в верхнем слое почвы, предпочтительно включающем поверхность почвы и биологически активную зону образования корня и растения, где мембрана обладает комбинированным действием, так как увеличивает период удерживания воды и питательных веществ в корневой зоне, оказывает антиокислительное воздействие на окружающую среду, чтобы противодействовать озону и другим свободным радикалам, вызывающим повреждение растительности, и регулирует альбедо верхнего слоя почвы так, чтобы температура в корневой зоне поддерживалась в пределах температуры, при которой растут растения.
Данное изобретение является дальнейшей разработкой изобретения, представленного в норвежской заявке № 20031167, которая была подана в международную фазу как ΡϋΤ/ΝΘ04/00071. Обе заявки включены сюда полностью путем ссылки на них.
Предпосылки
Население земли увеличилось с приблизительно трех миллиардов в 1960 г. до приблизительно 6,2 миллиардов в 2002 г., и как ожидается, достигнет пика приблизительно в 11 млрд к 2050 г. перед медленным уменьшением, то есть как раз через 90 лет население мира увеличится почти в четыре раза. Демографический взрыв представлял, и все еще представляет, главную проблему, касающуюся как увеличения доступа к чистой питьевой воды для прямого потребления и производства пищи, так и удовлетворения даже более быстро растущей потребности в большом количестве пищи.
До настоящего времени проблема увеличивающейся потребности в пище была решена переходом от традиционного сельского хозяйства к сельскому хозяйству, основанному на современных знаниях, с широким применением механической рабочей силы и научно обоснованных знаний того, как обрабатывать землю с максимальной эффективностью. Важными факторами являются применение искусственного орошения, искусственных удобрений, химических средств для борьбы с сорняками и сельскохозяйственными вредителями и новых генномодифицированных растений, которые дают больше урожая и являются более стойкими к сельскохозяйственным вредителям. Один пример значения современного сельского хозяйства состоит в том, что в 1940 г. США произвели 56 млн т кукурузы на 31 млн га, а в 1999 г. было произведено 240 млн т кукурузы на 29 млн га, то есть увеличение вчетверо урожая на единицу площади обработанной земли. В 1998 г. производство пищи в мире составило 5,034 млн т (источник: ΡΑΟ8ΤΑΤ, 1999), из которых 99% приходится на сельское хозяйство, тогда как рыбная ловля и охота составляют 1%. Если это количество пищи распределить поровну, то было бы возможно предоставить 900 млн человек, больше чем сегодняшнее население, здоровое питание в 2,350 ккал в день. Сегодня в мире как раз достаточно пищи, и с 1960 г. увеличение производства пищевых продуктов происходит без любого существенного увеличения общей посевной площади. Но проблема далеко не решена. Ожидается, что мировое население снова удвоится в течение следующих 50 лет, это означает, что мы должны суметь увеличить почти вдвое сегодняшнее сельскохозяйственное производство, чтобы избежать большого голода в мире.
Однако существуют проблемы, связанные с современным сельским хозяйством. Одна серьезная проблема, которая может быть главным препятствием к получению необходимого удвоения производственной мощности, состоит в том, что доступ к пресной воде находится в процессе становления едва ли ни в большинстве регионах мира. Согласно Всемирной Метеорологической Организации 70% мирового потребления пресной воды в 1997 г. было использовано для орошения сельскохозяйственных территорий. И это количество воды было использовано лишь для 17% мировых сельскохозяйственных территорий, что составляет только 40% общего производства пищевых продуктов в этом году. В 1997 г. Организация Объединенных Наций установила, что одна треть мирового населения живет в областях с уровнем нагрузки на водоснабжение от умеренного до высокого, и ожидается, что вплоть до двух третьих мирового населения могут испытать то же самое в 2025 г. Эта проблема усугубляется тем, что сегодня вода часто используется нецелесообразно, поскольку она подается на сельскохозяйственные территории без любой формы контроля показателей стока и испарения. Некоторые исследования показали, что растения в жарких, сухих областях используют только 2% воды, которая подается в почву.
Поэтому очевидно, что оптимальное использование ресурсов пресной воды будет очень важным фактором для достижения требуемых показателей урожайности в завтрашнем сельском хозяйстве, и что мы нуждаемся в способе и средствах, которые могут радикально увеличить уровень использования воды, подаваемой на сельскохозяйственные территории.
Предшествующий уровень техники
Ряд разных пленок и покрытий известен для применения в сельском хозяйстве в качестве покрова для поверхностей, таких как поля и посадочные грядки, чтобы создать определенные условия для роста растений. Самыми известными являются пленки разных типов, которые выкладывают на полях. Примеры таких методик известны, например, из И8 6029395, И8 5729929, И8 4794726 и И8 377147. Растворы,
- 1 010545 которые должны быть распространены по поверхности земли, не могут, по очевидным причинам, оказывать любое существенное влияние на свойства водоудерживающей способности почвы, и таким образом имеют малое отношение к данному изобретению.
Из более ранней норвежской заявки того же изобретателя № 20003587 известна мембранообразующая порошкообразная смесь, которая растворяется в растворителе и затем подается в почву в жидком состоянии, чтобы затвердеть в мембрану в верхнем слое почвы. Порошкообразная смесь должна включать связывающее белки вещество;
волокнистый материал, такой как целлюлоза, бумажные волокна, растительные волокна и т.д.; растворитель, такой как вода или сок;
по меньшей мере один темный и один светлый пигмент;
животное или растительное масло и соединение аммония.
Также преимущественно смесь может содержать пенообразующее вещество и/или рН регулятор, добавленные к ней, и смесь должна быть предпочтительно сделана из сырья, которое является органическими отходами, так как оно является очень дешевым, полностью биологически разлагающимся и помогает решить проблему отходов от других отраслей промышленности. Кроме того, мембрана по существу будет питанием для растений. Изобретение согласно № 20003587 имеет во многом тот же объект, что и настоящее изобретение, но мембрана создана из разных веществ и, несмотря на более сложный состав, ни в коем случае не может показывать те же свойства, что и данное изобретение, это касается как эффективности, так и областей применения.
Т1ЬСО Вюе11С1шс СшЬН реализует альгинатные продукты для применения в качестве усиливающих почву агентов. Согласно их домашней странице: й11р://тетете.111со-Ь1осйет1е/ргобик1е.й1т они с 1960-х гг. экстрагируют альгиновую кислоту из клеточных стенок бурых морских водорослей и преобразовывают ее в низкомолекулярные альгинаты, которые применяют в ряде произвольно измельченных продуктов. Сказано, что эти гранулы являются эффективными агентами для связывания питательных веществ и воды в почве, так что растения могут их использовать.
Задача изобретения
Основная задача данного изобретения заключается в создании высокоэффективного препарата, способного радикально изменить способность почвы удерживать воду и питательные соли и оказывающего антиокислительное воздействие на окружающую среду, и который способен изменить альбедо почвы.
Другая задача изобретения заключается в создании препарата, который сможет увеличивать урожаи таким простым и дешевым способом, что фермеры в самых бедных областях мира будут в состоянии позволить себе его применять.
Кроме того, другая задача заключается в создании препарата, который эффективным и дешевым способом преобразует жаркие, неплодородные сухие области в плодородную землю.
Краткое описание изобретения
Задачи изобретения достигнуты таким образом, как изложено в следующем описании изобретения и приложенной формуле изобретения.
Данное изобретение является дальнейшей разработкой мембраны, представленной в норвежской заявке № 20031167, которая была подана в международную фазу как РСТ/ЫО04/00071. Обе заявки, как и данная заявка, принадлежат одному заявителю и включены сюда полностью путем ссылки на них. А именно, данное изобретение представляет собой мембранообразующую порошкообразную смесь более простого состава, чем мембранообразующий порошок, представленный в исходных заявках, и которая, несмотря на ее простой состав, проявляет неожиданно сильный эффект длительного действия в качестве агента, ускоряющего рост растений. Сочетание свойств удерживания воды и питательного вещества, антиокисления и регулирования температуры приводит к тому, что порошкообразная смесь по данному изобретению способна превращать засушливые области, такие как области пустынь, в плодородные сельскохозяйственные области. Однако это изобретение, конечно, может быть использовано так, чтобы оно было способно увеличивать рост растений практически во всех других климатических условиях при регулировании соотношения между применяемыми видами альгината и пигмента.
Настоящее изобретение основывается на признании того факта, что альгинат, полученный из бурых морских водорослей, очень подходит для образования геля с замечательными свойствами длительного связывания воды в почве, и что альгинат по существу оказывает антиокислительное воздействие на озон и другие свободные радикалы в почве, когда карбоновые кислоты в мономерах альгината диссоциируют. Если эти свойства объединить с альбедо-регулирующим эффектом пигментов, то можно получить порошок, который при растворении в воде будет образовывать гель, который при внесении в почву будет просачиваться немного вниз и образовывать подстилающую, удерживающую воду и питательное вещество мембрану, в то время как пигменты задерживаются и вместе с некоторыми альгинатными соединениями образуют альбедо-регулирующий пигментный слой на поверхности почвы. Таким образом, возможно решить две серьезных проблемы роста растений в жарких, сухих областях: то, что температура верхнего слоя почвы выше температуры, при которой растут растения; и то, что сухая почва, как прави
- 2 010545 ло, обладает недостаточной способностью связывать воду, так что подаваемая вода уходит в почву очень быстро и становится недоступной корням растений.
Очень важное свойство мембраны согласно этому изобретению состоит в том, что она должна оказывать сильный антиокислительный эффект длительного действия на озон и другие свободные радикалы в верхнем слое почвы и непосредственно над ним. Это свойство является очень важным, так как изобретатель открыл, что повреждение озоном растительности происходит главным образом не из-за озона, переносимого воздухом, как предлагает общепринятая теория, а потому что озон образуется локально во влажной почве или песке при воздействии УФ-излучения в области В (солнечный свет содержит подобную УФ-фракцию). Следовательно, оптимальное решение проблем повреждения растительности озоном не состоит в том, чтобы пропитать растения (что является средоточием многих традиционных решений), так как части корней и недавно образованные части растений (после пропитывания) также будут подвергаться воздействию озона. Таким образом, решение состоит в том, чтобы остановить образование озона в земле. Это особенно важно для жарких, сухих областей, поскольку они подвергаются наибольшему воздействию солнечного света и соответственно значительному образованию озона вблизи земной поверхности. Изобретателем было открыто, что озоноразрушающий эффект мембраны согласно этому изобретению может быть усилен и сделан более продолжительным, по меньшей мере, при насыщении порошкообразной смеси электронами до того, как растворить ее в воде с образованием геля. Преимущественно также можно применять ионизаторы, которые являются достаточно сильными, чтобы перенасытить порошкообразную смесь электронами, то есть обеспечить порошок избытком электронов. Это свойство было подтверждено в полевых условиях с мембраной согласно исходным заявкам № 20031167 и РСТ/Ы04/00071, в которых ионизация мембраны привела как к более длительно действующему, так и более сильному антиокислительному эффекту: обработанная мембрана (образованная порошкообразной смесью, обработанной в электрическом поле) дала концентрацию О3 2-8 частей на миллиард в первые пять дней и затем медленно увеличивающуюся тенденцию приблизительно 1 часть на миллиард в день, тогда как необработанная мембрана (сделанная из необработанного порошка) показала 12-23 частей на миллиард в первые пять дней и затем быстро увеличивающуюся тенденцию приблизительно 4 части на миллиард в день. Концентрация О3 в воздухе составляла приблизительно 40 частей на миллиард. Мембрана по данному изобретению, в химических терминах, немного похожа на мембрану согласно исходным заявкам, так что ожидается, что мембрана по данному изобретению извлечет соответствующую пользу от процесса ионизации/насыщения электронами.
Другое преимущество насыщения порошкообразной смеси по этому изобретению электронами, то есть создание в результате электроотрицательной поверхности мембраны, состоит в том, что это поможет увеличить поглощение питательных веществ растениями. Под термином «электроотрицательная» подразумевается, что мембрана насыщается избыточными электронами и таким образом имеет максимальную разность потенциалов относительно газообразных молекул, частиц аэрозоля и т.п. в атмосфере. Испытания, выполненные изобретателем, показывают, что пылинки и другие органические частицы аэрозоля имеют в основном положительную электрофизическую природу (дефицит электронов) и таким образом притягиваются к поверхностям, имеющим избыток зарядов. Это открытие находится в соответствии с результатами наблюдений плавающего образца видимых семян, таких как семена одуванчика, где ясно видно, что они имеют тенденцию держаться над электроположительными поверхностями, такими как асфальт, бетон, густо засаженные лужайки и т.п., чтобы затем опуститься на поверхности электрически нейтральной и отрицательной природы. Таким образом, гарантируя, что мембрана по этому изобретению заряжена отрицательно, мембрана, которая будет получена, будет активно противодействовать тому, чтобы земля была электроположительна. Это означает, что почва, покрытая мембраной согласно данному изобретению, будет в большей степени, чем непокрытая почва, притягивать частицы, такие как пылинки, пыльца и пары воды из воздуха прямо над землей, и таким образом почва будет активно снабжаться питательными веществами из воздуха. Испытания, выполненные изобретателем, показывают, что плотность частиц на отрицательно заряженной мембране по этому изобретению в три раза выше, чем на положительно заряженной мембране. Кроме того, установлено, что мембрана согласно данному изобретению будет электроотрицательной при рН > 7 и электроположительной при рН < 7. Для того чтобы гарантировать достаточно высокий рН, в случае некоторых почв может быть полезно добавлять рН-регулирующие агенты, такие как соли щелочных металлов (натрия, калия, кальция и т. д.), соки растений, золу, основные минералы и т. д. Эти рН-регулирующие добавки также являются полезными в том смысле, что они являются питательными веществами для растений и таким образом являются экологически благоприятными и биологически разлагающимися. Во втором аспекте изобретения созданы способ и препарат для увеличения водоудерживающего эффекта мембранного материала относительно чистой альгинатной смеси. Этот способ основан на использовании веществ из некоторых растений, которые свободно встречаются в чрезвычайно сухих, засушливых областях земного шара, где эти растения добывают воду, даже если остальные растения окружающей среды высохли. При этом вещество данного вида представляет собой высушенную, измельченную смолу. Сухой смолистый материал добывают из скалистого грунта и дробят или измельчают. Порошкообразную смесь смешивают с мембранной смесью, используя смесительный аппарат, такой как ультрамешалки Тигах, в соотношении 10 частей смолы на 90
- 3 010545 частей альгината. Когда смесь растворяют в воде и затем вносят в массу сухого песка, то образуется похожая на губку масса, которая из-за добавления превращенной в порошок смолы приблизительно на 30% лучше удерживает воду, чем первоначальная альгинатная смесь. Подобный эффект достигается после добавления 10% тонкоизмельченных (консистенция муки) высушенных мхов обычной печеночницы благородной и риччии плавающей. Не ограничиваясь теорией, считается, что растительность этих видов в высушенном, измельченном состоянии дает альгинаты с большим водосодержащим эффектом, увеличивая гелеобразование.
Одним словом, порошкообразная смесь согласно этому изобретению характеризуется тем, что включает только высушенные и измельченные бурые морские водоросли с добавленными пигментами, имеющими достаточно крупный размер частиц, чтобы позволить пигментам оставаться на верху почвы, когда гель впитывается в почву, и что порошкообразная смесь, по меньшей мере, насыщена электронами при подводе электроотрицательного потенциала ионизации. Таким образом, подобно порошкообразной смеси исходных заявок порошкообразная смесь по этому изобретению также является электроотрицательной, антиокислительной, экологически благоприятной и биологически разлагающейся смесью органических материалов, которую можно вводить и смешивать в виде сухой массы с влажной почвой или в жидком состоянии с сухой почвой, и которая затем затвердевает или образовывает разлагающуюся мембрану на верху и/или на заданной глубине почвы. Все компоненты основной смеси должны быть электроотрицательными и оказывать антиокислительное воздействие на окружающую среду, и это является необходимым условием, которое определяет правила выбора возможных пигментов.
Принимая во внимание относительно простой состав порошкообразной смеси, удивительно, что очень небольшие количества порошка при смешивании с водой и распылении на почву могут образовывать устойчивую и эффективную в течение длительного времени мембрану непосредственно под верхним слоем почвы. Практические испытания, выполненные в Кувейте и Египте, показывают, что даже настолько небольшие количества, как 0,5 г сухого порошка на м2 песчаной поверхности образовывали мембрану, которая увеличивала период удерживания воды достаточно для того, чтобы уменьшить необходимость полива опытного участка более чем на 50%. Мы хотели бы отметить, что эта эффективность настолько велика, что становится возможным обрабатывать огромные области.
Количество 0,5 г/м2 означает расход только 0,5 кг на декар, и что полтонны порошка достаточно, чтобы покрыть 1000 км2. Если цель состоит только в том, чтобы связать верхний слой почвы, то получена эффективная в течение длительного времени верхняя мембрана, которая сделана из сухого вещества в количестве приблизительно до 0,3 г/м2, которая эффективно связывает верхний слой песка и предотвращает перенос песка, вызванный значительными потоками ветра. Требуемая задача изобретения достигнута даже с настолько небольшими количествами, как 0,1 г/м2. Это весьма ясно показывает, что порошок согласно данному изобретению является чрезвычайно экономичным средством образования растительности, культивирования зерновых культур и/или прекращения размывания и переноса песка в пустынях. И поскольку изобретение можно применять с помощью такого простого способа, как растворение его в воде и затем распыление его на почву или песок, и поскольку все необходимые компоненты порошкообразной смеси по этому изобретению легко получить и для изготовителя их получение является недорогим, очевидно, что данное изобретение будет чрезвычайно дешевым для получения и применения потребителем по сравнению с известными похожими продуктами на рынке. Таким образом, возможно достигнуть той цели, чтобы даже бедные фермеры были в состоянии позволить себе применять это изобретение.
Точно так же, как и в случае порошкообразной смеси, представленной в исходных заявках, предпочтительно, чтобы данная порошкообразная смесь тоже была бы биологически разлагающейся и по существу служила питанием для растений, и что она должна быть получена из веществ природных, промышленных и/или бытовых органических отходов. В результате это приводит к экологически благоприятной добавке/улучшающему почву средству, которое не оказывает или оказывает небольшое вредное воздействие на экосистемы, в которых применяется изобретение, и которое, кроме того, помогает уменьшить проблемы некоторых отходов. Более того, применение отходов сделает сырье очень дешевым для приобретения, некоторые отходы будут собраны бесплатно, а некоторые даже приведут к получению денег от тех, у кого их заберут, так что изобретение представляет собой очень недорогое антиокислительное улучшающее почву и растительность средство. Тот факт, что сырье является дешевым и что эффект порошкообразной смеси значительный, так что ее исключительно экономно использовать, является важной особенностью данного изобретения, так как его также предполагается применять в самых бедных регионах мира, где покупательная способность очень низкая. Это является свойством, которое отличает данное изобретение от известных похожих решений, и также является абсолютно необходимым условием для улучшения ситуации снабжения пищей в самых бедных и наиболее густонаселенных регионах мира.
Подобно порошкообразной смеси исходных заявок к порошкообразной смеси по данному изобретению можно добавить такие же регулируемые количества добавок с тем, чтобы полученная в результате пленка обладала дополнительными свойствами, чтобы удовлетворить одну или более потребностей в дополнение к свойствам основного порошка. Эти дополнительные потребности и необходимые свойства
- 4 010545 представлены подробно в исходной заявке, и поэтому здесь будут приведены только ключевые выводы.
Возможные добавки: связывающее вещество/наполнитель, консервант, рН-регулятор, антиоксиданты, питательные вещества и агенты для регулирования электропроводности мембраны и т.п.
Возможные дополнительные свойства: механические функции (прочность, эластичность), гидравлическая проницаемость, светоотражающие свойства, электропроводность, срок службы/скорость разложения и т.п., тем самым достигается возможность регулировать механическое качество, температуру, поглощение питательных веществ, уменьшать образование свободных радикалов вблизи земли, расход воды, скорость испарения, воспламеняемость, скорость размывания и контролировать нежелательное прорастание и рост сорняков и т.д. в самом верхнем слое почвы. Кроме того, при сознательном выборе сырья возможно наделить мембрану свойствами репеллента. Примерами таких добавок, которые проявляют свойства репеллента, являются сок лаванды, смолистый сок сосны и т. д.
Кратко, пленка или мембрана согласно этому изобретению является высоко универсальным улучшающим почву, растительность и окружающую среду средством с широким диапазоном применения.
Хотя это изобретение разработано как средство для превращения сухой, горячей почвы в плодородную почву, изобретение можно применять для всех областей, в которых требуется сохранить воду и питательные вещества и регулировать условия роста растений, таких как сельское хозяйство, садоводство, озелененные территории, спортивные площадки, придорожные полосы и т.д, и почти во всех других климатических зонах.
Подробное описание изобретения
Сейчас изобретение будет описано более подробно, и будут приведены примеры предпочтительных воплощений и применений изобретения.
Чтобы сделать это изобретение более доступным и практически полезным, предполагается выпустить его в продажу в форме сухой порошкообразной смеси, включающей высушенные и измельченные части морских и бурых водорослей с по меньшей мере одним пигментом в порошкообразной форме, добавленным к ней, причем порошкообразную смесь подвергали воздействию УФ-света и электроотрицательного потенциала ионизации. При применении обычно 0,3-2,0 г/м2 порошкообразной смеси растворяют в 1,0 л воды или другом подходящем полярном растворителе, чтобы затем распространить по приблизительно 1 м2 поверхности почвы, которую нужно обработать соответствующим образом. Распыление является очевидным способом. Требуемый эффект этого изобретения был продемонстрирован с количествами порошка от 0,1 до 10 г/м2. При энергичном перемешивании в подходящих количествах воды порошок будет легко растворяться и образовывать соответствующей вязкости гель или жидкость, которая будет проникать немного внутрь верхнего слоя почвы, на которую она вносится. С течением некоторого времени гель или жидкость застывает в твердую мембрану, тогда как пигмент и часть геля остаются на верху почвы и вместе с некоторым количеством мембранообразующего раствора образуют твердый пигментированный поверхностный слой, который изменяет альбедо почвы в необходимом направлении. Выбор пигментов определяет цвет и таким образом альбедо, которые будет иметь слой, а тип и количество пигмента могут быть легко подобраны к местным температурным условиям и почве, для которых предполагается применять мембрану. Альтернативно, порошкообразная масса может быть смешана с сухим песком в соотношении 1-5 г порошка на 100 г песка и затем можно добавить воду (приблизительно 1,0 л воды) и распространить приблизительно по 1 м2 поверхности почвы.
Выбор сырья
Альгинат из частей морских и бурых водорослей представляет собой активный мембранообразующий компонент порошкообразной смеси по данному изобретению. Альгинат является общим термином для ряда линейных полимеров, созданных (1^4) - связанными β-Ό-маннуроновой кислотой и α-Ьгулуроновой кислотой. Поэтому, говоря теоретически, возможно получить порошок согласно данному изобретению из чистого альгината с добавленным пигментом. Но так как бурые морские водоросли могут содержать альгинат вплоть до 40% сухой массы водоросли, установлено, что для данного изобретения не целесообразно экстрагировать альгинат в чистой форме из массы водоросли. Практические испытания показали, что бурые морские водоросли содержат достаточные количества, чтобы образовывать мембраны более сильные, чем нужно, что означает, что это менее дорого и легко получить порошкообразную смесь, просто высушивая и измельчая бурые водоросли. Другие вещества в бурых водорослях будут составлять естественное удобрение и таким образом способствовать росту растений. Поэтому предпочтительно применять измельченные и высушенные бурые морские водоросли в качестве сырья для данного изобретения.
Полимерные последовательности альгината можно описать как блок-сополимер, состоящий из трех разных типов блоков: С блоки (гомополимерные блоки гулуроновой кислоты), М блоки (гомополимерные блоки маннуроновой кислоты) и МС блоки (поочередно М и С) с длиной двух мономерных звеньев или более. Последовательность варьируется от сополимера с почти исключительно регулярным чередованием мономерных единиц (...МСМСМ...) через произвольные последовательности (...ММСМСММС...) до последовательностей, которые состоят из чистых блок-сополимеров (...СММММСССССМММССС...). Между типами блоков существуют характерные структурные различия. МС блок образует самые гибкие цепи и более растворим при низком рН, чем два других типа бло
- 5 010545 ков. С блоки образуют жесткие цепи, и два С блока, состоящие из более чем шести остатков каждый, могут быть поперечно сшиты многовалентными катионами, что в результате приводит к гелеобразованию. Таким образом, С блоки представляют собой часть последовательности молекулы альгината, которая избирательно связывает многовалентные катионы и, следовательно, приводит к переходу золь-гель. Количество и последовательность этих двух мономеров порой значительно варьируются между разными видами водорослей, и также между разными частями одной и той же водоросли. Время сбора и условия роста также будут оказывать влияние на мономерную последовательность альгината. Грубо говоря, различие может быть между стеблем или черенком водоросли и тканью листа. Стебель будет иметь большую часть С блоков, чем ткань листа.
Особенно подходящим и таким образом предпочтительным видом бурой водоросли для данного изобретения является Ламинария Северная (Ьаттапа йурегЬогеаи), которая растет в большом количестве вдоль западного побережья Норвегии. Эта бурая водоросль имеет крепкие листья, содержащие значительные количества β-Ό-маннуроновой кислоты (высокая доля М блоков), тогда как у стебля относительно высоко содержание α-Ь-гулуроновой кислоты (значительная доля С блоков). Испытания, выполненные от лица изобретателя, показали, что β-Ό-маннуроновая кислота наделяет гибкостью и эластичностью мембрану по этому изобретению, тогда как α-Ь-гулуроновая кислота определяет механическую прочность и гелеобразование, как описано выше. Чтобы быть в состоянии предложить потребителю оптимально универсальный продукт, интересно иметь возможность контролировать гелеобразующие и водосвязывающие свойства полученной в результате мембраны. При использовании Ламинарии Северной этого можно легко достигнуть, обрабатывая стебель и ткань листа по отдельности. Порошки двух типов альгината затем можно смешать в требуемом соотношении, чтобы получить оптимальный продукт для обсуждаемого применения. Порошкообразные смеси можно либо подготовить для ряда разных применений и выпустить в продажу, либо можно потребителю предоставить возможность смешать самостоятельно две фракции альгината. Обычно имеет место, что высокое содержание порошка из листьев по этому изобретению дает относительно мягкую мембрану с высокой водоудерживающей способностью, которая будет довольно глубоко проникать в почву. Высокое содержание порошка из стебля по этому изобретению даст относительно твердую мембрану с большей механической прочностью, но соответственно более слабой водоудерживающей способностью, и она не будет также хорошо впитываться в почву. В тех случаях, когда часть порошка из смолы, мха и т.п. смешивают с порошком из бурых водорослей, возможно, если требуется, уменьшить содержание порошка из ткани стебля водоросли (уменьшить содержание С блоков в альгинатной массе).
Другим фактором, который оказывает влияние на образование мембраны, является концентрация альгината. Это происходит из-за гелеобразующих свойств альгината. Процесс гелеобразования можно описать тем, что фрагменты линейного полимера в растворе реагируют с другими фрагментами и таким образом образуют разветвленные цепи. Это будет увеличивать молекулярную массу и таким образом увеличит число мест поперечной связи. Поскольку все больше и больше единиц реагирует, молекулярная масса будет стремиться к бесконечной величине. В так называемой точке гелеобразования наибольшая отдельная молекула полностью заполнит сосуд, в котором она находится. Тогда смесь больше не будет растекаться подобно раствору полимера, а будет обладать свойствами твердого вещества в равновесии с его окружающей средой. Данное определение гелеобразования означает, что более высокая концентрация альгината будет приводить к более быстрому и более эффективному гелеобразованию. Испытания, выполненные изобретателем, показывают, что толщина мембраны увеличивается при более низких концентрациях. Это происходит вследствие того, что раствору альгината при более низких концентрациях требуется больше времени для сшивания его С блоков. Испытания выполняли с раствором альгината из листа Ламинарии Северной на песке, соответствующем песку пустыни в Египте (где испытания проводились в полном объеме), и при температуре поверхности 35°С. Толщина мембраны определена как 1,9 см (концентрация альгината 1/2 г/л м2) и 0,8 см (концентрация альгината 2 г/л м2) при 35°С.
Третьим фактором, который оказывает влияние на свойства конечной мембраны, является связывание с многовалентными катионами, предпочтительно ионами кальция. Двухвалентный катион будет приводить к координированному связыванию между четырьмя д-единицами на двух полимерных цепях, где пары д-единиц находятся рядом друг с другом на той же цепи. Из-за стереохимии обсуждаемые С блоки будут иметь зигзагообразное строение, и когда две полимерных цепи свяжутся вместе, цепи будут иметь вид внутренней поверхности контейнера для яиц. Добавление ионов кальция приведет к немедленному гелеобразованию. Гелеобразование является термоустойчивым и необратимым. Добавление регулируемых количеств ионов кальция в почву, например при подготовке почвы с солями кальция до внесения мембраны, будет приводить к быстрому образованию раствором альгината стабильного геля. Это свойство также можно использовать, чтобы задать свойства мембраны. Так как ионы кальция главным образом связываются с С блоками, оптимальное количество может быть рассчитано из молярного соотношения 1:1 этих С блоков и свободных ионов кальция. Это будет приводить к гелеобразованию, причем такие факторы, как водоудерживающая способность, время затвердевания геля и толщина мембраны являются полностью регулируемыми. Если возможно, то соотношение между М, МС и С блоками
- 6 010545 должно быть известно, и средняя молекулярная масса и внутренняя вязкость также должны быть известны. Это можно сделать с помощью анализа ЯМР и расчетов, как описано ниже.
Пигменты, которые следует применять в порошке, можно свободно выбрать из числа всех известных пигментов при условии, что они не обладают электроположительным эффектом (являются окислителем) и что они являются биологически разлагающимися/пригодными для растений. Цвет пигментов, конечно, будет определять альбедо покрытия, светлые пигменты следует выбирать в тех случаях, когда желательно понизить температуру в почве, а темные пигменты, когда желательно повысить температуру. Примеры подходящих пигментов представлены подробно в исходных заявках № 20031167 и Ρί.'Τ/ΝΟ04/00071. Все пигменты, упомянутые там, также можно применять в данном изобретении. Примерами подходящих и предпочтительных волокон являются волокна целлюлозы из древесной массы, коры, картона, бумаги, пеньки и т.п., измельченные растительные волокна из травинок, колосьев зерновых, соломы, тростников, лишайника, мха, торфа, корней и т.п., волокна из тканей, таких как шерсть, хлопок, вискоза, шелк, лен и т.п., и животные волокна, такие как шерсть, щетина, измельченные перья и т. п.
Чтобы увеличить степень отражения пленки или мембраны, предпочтительно применять один или более следующих материалов в сухой порошкообразной форме в качестве пигментов: камень, известь, песок, глина, мел, скорлупа, измельченные перья птицы и т.п., белые минеральные пигменты, такие как ΤίΟ2, белые растительные красители и/или белые растительные волокна, такие как хлопок, болотный хлопчатник или компоненты на основе водорослей, имеющие световые характеристики и т.д.
Чтобы уменьшить степень отражения пленки или мембраны, то есть увеличить степень поглощения, предпочтительно применять один или более следующих материалов в сухой порошкообразной форме в качестве пигментов: зола, уголь, сажа, газовая сажа, графит и другие формы элементарного углерода, природные пигменты, такие как охра, кости, раковины из животных, панцири, чешуйки рыб, минеральные пигменты, растительные красители, растительные пигменты, компоненты на основе водорослей, имеющие темновые характеристики и т.д.
Также в качестве пигмента можно применять микроводоросли. Они могут иметь широкий диапазон цветов, так что их можно применять и чтобы увеличить, и чтобы уменьшить степень отражения пленки или мембраны.
Количество добавленного пигмента, конечно, будет изменяться в зависимости от альбедорегулирующего эффекта, который требуется получить, и выбора пигмента, но обычно будет находиться в пределах от 0,1 до 25 г на литр раствора.
Изготовление порошка
Ткань листа и стебля из Ламинарии Северной механически разделяют. Затем ткань листа и ткань стебля измельчают раздельно во влажном или высушенном состоянии. Процесс измельчения и высушивания должен приводить к мелко измельченному сухому порошку консистенции муки. Любой традиционный процесс измельчения бурых морских водорослей можно применять при условии, что он не разрушает альгинатную фракцию в ткани. Обычно 10 г свежих бурых водорослей будут давать приблизительно 3 г высушенного порошка.
После того как порошок измельчен, он должен быть насыщен электронами до, по меньшей мере, электронейтрального состояния под воздействием электроотрицательного потенциала ионизации. Процесс измельчения и высушивания неизбежно будет означать, что электроны отделяются от порошкообразной массы, давая порошок электроположительной природы. Этот процесс должен быть, по меньшей мере, изменен (заполнены все электронные дырки), чтобы мембрана не имела свойств, которые являются совершенно противоположными желательным свойствам, но это можно успешно преодолеть, сообщив порошкообразной смеси избыток электронов. Затем добавляют требуемые пигменты и любые другие желательные добавки.
Если требуется, то можно выполнить рутинные исследования с использованием ЯМР по определению состава полимера, чтобы проверить, содержит ли сырье требуемое соотношение М и О блоков (которое изменяется согласно времени года). Затем часть О блоков, богатых альгинатом, и М блоков, богатых альгинатом, смешивают контролируемым способом, что дает требуемое соотношение в конечном порошкообразном продукте. Альтернативно, порошок можно продавать как О и М фракцию, и покупатель сможет смешать их самостоятельно.
Внесение мембраны
При применении порошок можно легко растворить в воде и распылить равномерно по обрабатываемой области. Обычно от 0,3 до 10 г сухого материала на литр воды на м2 будет использоваться, но были выполнены испытания, в которых достаточный эффект был получен уже с 0,1 г сухого материала на литр. Обычно один литр жидкости следует применять на 1 м2 поверхности почвы.
Если требуется, семена можно добавить к жидкости или смеси сухого материала непосредственно перед тем, как мембрана создана. Таким образом, семена получают влагу, механическую прочность и низкую температуру в период прорастания, который обычно составляет от трех до семи дней. Затем мембрана может быть разрушена механизмами естественной деградации и рассматриваться как питательное вещество в микробиологическом цикле.
- 7 010545
Порошкообразная смесь, предназначенная для применения в пустынях
Проблема образования растительности, включая растения, в пустынях часто является сочетанием тех фактов, что верхний слой песка является слабосвязанным и таким образом чувствительным к ветровой эрозии, что песок содержит немного питательных веществ, что песок обладает недостаточной водоудерживающей способностью, и что песок становится слишком горячим в течение дня из-за интенсивного солнечного освещения (были измерены температуры песка свыше 100°С).
Очевидно, что для растений в пустынях необходимо довольно существенно понизить температуру песка в течение дня, чтобы иметь оптимальные условия. Следовательно, мембрана со светлой поверхностью должна быть расположена так, чтобы большая часть солнечного света отражалась от земли. Обычно области пустынь с красноватым песком имеют альбедо приблизительно 15%, тогда как белый песок пустынь при солнце в его высшей точке имеет альбедо приблизительно 25%. Измерения температуры поверхности таких песчаных областей при солнце в его высшей точке, выполненные изобретателем, показали, что красная песчаная поверхность с альбедо 15% имела температуру 140°С, а белый песок с альбедо 25% имел температуру 94°С. Белый песок имел размер частиц, соответствующий 1/6 частиц красного песка, так что площадь поглощения солнечного света белой областью была меньше, чем красной.
Поэтому для тропических областей будет очень полезно создать мембрану по этому изобретению с наибольшим отражением в течение дня, когда солнечное излучение самое интенсивное. Таким образом, этот важный факт привел к смеси с характерным динамическим отражением, что означает, что часть поверхности мембраны, которая становится самой горячей, является также самой отражающей, а часть, которая имеет самую низкую температуру, является самой темной. Это является важной особенностью для применений изобретения в географических областях с низкой ночной температурой и высокой дневной температурой.
Согласно изобретению это достигается применением пигментов, которые имеют направленную поверхность отражателя, и расположением поверхностей отражателя пигментов в примерно той же плоскости и таким образом, чтобы они имели максимальный эффект отражения, когда солнце находится в своей высшей точке. Простой и очень надежный способ достижения этого заключается в применении пигментов, которые имеют геометрию довольно плоского или вытянутого типа, такого как палочки, цилиндры, диски, пластины и т.д. Плоский или вытянутый тип геометрии таких пигментов будет означать, что они стремятся расположиться на верху почвы так, чтобы длинная верхняя сторона располагалась в горизонтальной плоскости. Один пример очень подходящего для этой цели пигментного материала представляет собой измельченные белые перья птиц, так как они дают длинные, палочковидные или цилиндрические пигменты, которые являются весьма пригодными, и потому что перья птиц на сегодняшний день являются отходами и таким образом очень недорогим сырьем. Эффект пигмента может быть усилен добавлением фракции минеральных пигментов, таких как Т1О2. Альтернативой является применение чувствительных к температуре пигментов, которые светлее при относительно высоких температурах и темнее при более низких температурах.
В связи с этим важный фактор состоит в том, чтобы сделать фактический гель или основную смесь прозрачной или, по меньшей мере, по возможности светлой, так чтобы цвет мембраны или альбедо определяли (насколько возможно) добавленные пигменты. Это можно достигнуть, отбеливая порошкообразную массу, полученную в результате измельчения и высушивания частей морских и бурых водорослей до добавления требуемого пигмента или пигментов. То есть пигменты в частях морских или бурых водорослей следует удалять из порошкообразной массы. Отбеливание порошка можно осуществить после измельчения, добавляя обычный отбеливающий реагент и в тоже время облучая смесь УФ-светом (315 250 нм).
Практически было найдено, что отбеленную порошкообразную смесь в то же время подвергают воздействию электроотрицательного потенциала ионизации, чтобы насытить ее электронами. Это происходит из-за того, что в ходе ионизации образуется озон, который является эффективным отбеливающим реагентом. Результатом является ярко отбеленный порошок, который будет образовывать почти прозрачную мембрану, но который при добавлении светлых пигментов будет образовывать светлую мембрану, которая полностью понизит альбедо верхнего слоя песка. Это является решением проблемы чрезмерно высоких температур песка. Особенно предпочтительными пигментами в этом случае являются сильно отражающие пигменты из измельченных перьев птиц, возможно смешанные с минеральными частицами. Измельчение перьев птиц будет давать палочковидные пигменты, и предпочтительно, чтобы они имели длину до 1-2 мм, предпочтительно в пределах от 0,1 до 0,5 мм. Измерения, сделанные изобретателем, показывают, что мембрана по этому изобретению понижает температуру поверхности почвы на 2°С на % уменьшения альбедо почвы.
Что касается проблемы недостаточной водоудерживающей способности, она может быть решена применением значительной части порошка из листьев, так как он будет образовывать мягкую мембрану с высокой водоудерживающей способностью и будет проникать относительно глубоко в песок. Таким образом, корни растений будут иметь больший доступ к воде. Вторичный эффект пониженной температуры песка также состоит в том, что скорость испарения воды из песка соответственно уменьшается. Это также будет улучшать снабжение водой растений. Проблема недостаточного доступа к питательным ве
- 8 010545 ществам будет решена тем, что порошкообразная смесь содержит приблизительно 60% по массе веществ, оставшихся от бурых морских водорослей. Эти вещества будут действовать как удобрение. Однако можно себе представить, что песок будет требовать больше удобрений, чем дает мембрана. В таких случаях, стандартное удобрение можно смешать с порошком при условии, что оно не действует как окислитель (много синтетических удобрений проявляет подобный эффект). Подходящие удобрения представлены подробно в исходных заявках № 20031167 и ΡΟΤ/Ν004/00071 и не будут обсуждаться здесь далее.
Если область сильно подвержена эрозии, то может быть необходимо увеличить часть порошка из ткани стебля, поскольку это дает мембрану с большей механической прочностью и таким образом лучшей способностью связывать почву. Недостаток состоит в том, что подобная мембрана не будет проникать глубоко в землю и будет иметь недостаточную водоудерживающую способность. Эту проблему можно решить, сначала размещая в корневой зоне водонепроницаемую мембрану, образованную порошком из листьев, а затем размещая верхнюю мембрану, полученную из порошка из стебля.
Проверка изобретения
Более трех лет испытаний и прикладных исследований предшествует данному изобретению. Эта исследовательская работа осуществлялась под руководством изобретателя и была выполнена в таких институтах, как норвежский сельскохозяйственный научно-исследовательский институт (Р1аШсГог5к). научно-исследовательский центр Серхейма и норвежский университет науки и техники, и в ряде испытательных полей в таких странах, как Испания, Кувейт, Египет и Объединенные Арабские Эмираты.
Исследовательская работа показала, что на образование мембраны и, следовательно, на альбедорегулирующий эффект конечной мембраны влияют местные климатические условия и природа почвы. Для получения оптимальных результатов важно, чтобы после внесения мембранообразующего геля или жидкости была достаточная вязкость, чтобы проникнуть вглубь почвы и образовать подобную губке массу, которая затем затвердеет в конечную мембрану. В то же время пигменты в геле или жидкости должны удерживаться и оставаться в верхней части губки, и верхняя часть должна быть в верхнем слое почвы. Как упоминалось, гелеобразование альгинатов сильно зависит от типа блоков, которые он содержит, концентрации альгинатов в растворе и количестве гелеобразующих веществ, естественным образом встречающихся в земле (поливалентные минеральные соли). Это означает, что для получения оптимальных результатов необходимо контролировать эти факторы.
Для областей, сильно подверженных воздействию солнца, с небольшим доступом к воде, задача исследовательской работы состояла в том, чтобы найти оптимальную порошкообразную смесь, чтобы получить 40% уменьшение давления водяного пара (т.е. испарение) на поверхности и уменьшение утечки подводимой воды в грунтовые воды по меньшей мере на 50%.
Ниже представлены результаты испытаний двух мембран по этому изобретению, которые достигли данной цели (уменьшение испарения по меньшей мере на 40% и уменьшение утечки по меньшей мере на 50%).
Результаты для мембраны по первому аспекту изобретения
Первый тип мембраны, который проверяли, представлял собой согласно первому аспекту данного изобретения мембрану, полученную только из высушенной измельченной бурой водоросли с добавленным пигментом. Высушенную измельченную ткань листа и стебля Ламинарии Северной использовали в смеси, которая давала 75% М блоков и 25% О блоков с добавленным сильно отражающим пигментным материалом, состоящим из измельченных перьев домашней птицы, смешанных с 40 мас.ч. Τί02.
Мембрана была получена из 1,0 г порошка измельченной бурой водоросли с добавленным к нему 1,0 г пигмента. Результаты температур и влаги в почве представлены в табл. 1.
Таблица 1. Результаты испытаний мембраны по первому аспекту изобретения
Область теста Температура поверхности {®С] Содержание воды в почве [%]
С мембраной Без мембраны С мембраной Без мембраны
Кувейт 17,41 33,4 21,5 13,5
ОАЭ* 22,0 44,2 28,5 0
Испания 21 28,8 31,5 16
Египет 1 16 42 25 7
Египет 2 15 49 25 0
*Объединенные Арабские Эмираты
Кроме того, следующие эффекты мембраны были показаны с помощью тестов:
Египет: Доказанная способность переводить росу/влагу из воздуха в мембрану. Доказанная способность останавливать перенос песка; испытания в аэродинамической трубе привели к потере незначительных 0,8 г песка после 126 дней испытаний. Доказанная способность увеличивать процент прорастания семян с 55 до 99%. Доказанная способность уменьшать время прорастания с 5 до 2,5 дней.
Испания: Доказанная способность уменьшать потребление воды травой более чем на 50%. Дока- 9 010545 занная способность увеличивать корневую плотность травы. Доказанная способность улучшать условия роста травы.
Норвежский университет науки и техники (ΝΤΝυ) 2003-2004: Доказанная способность связывать воду в мембранной массе. Доказанная способность образовывать мембрану в массе песка. Доказанная способность образовывать подмембрану в массе песка.
Научно-исследовательский институт растениеводства, научно-исследовательский центр Серхейма: Доказанная способность уменьшать образование О3 в микрослое выше мембраны. Доказанная способность понижать температуру почвы на 5°С (в 1аетеп, Норвегия).
Результаты для мембраны по второму аспекту изобретения
Вторая мембрана создана согласно второму аспекту изобретения, где добавлена высушенная измельченная смола. Состав этой мембранообразующей массы был следующий: альгинатная смесь бурой водоросли, имеющая 35% М блоков и 65% С блоков, с добавленными к ней 10% порошка смолы и 3% минерального сильно отражающего пигментного материала (измельченные перья домашней птицы, смешанные с 40 мас.ч. Т1О2).
В этом случае результаты испытаний были следующие:
Таблица 2. Результаты испытаний мембраны по второму аспекту изобретения
Область теста Температура поверхности [°С] Содержание воды в почве [%]
С мембраной Без мембраны С мембраной Без мембраны
Кувейт 15,3 33,4 28,3 13,5
ОАЭ* 20,0 44,2 37,1 0
Испания 20,0 28,8 32 16
Египет 1 15,4 42,0 26 0
Египет 2 15,0 40,0 31 0
* Объединенные Арабские Эмираты
Сравнение результатов табл. 2 с результатами табл. 1 показывает, что мембраны оказывают почти одинаковый эффект на понижение температуры, но что мембрана по второму аспекту (с добавленным порошком смолы) увеличивает способность связывать воду вплоть до 30%.
Следует отметить, что даже мембрана, полученная из 1 г массы высушенной бурой водоросли и 1 г пигментной массы на квадратный метр поверхности песка, будет приводить к понижению температуры на 15-25°С и весьма заметному увеличению влаги в песке вплоть до нескольких порядков. Эти исследования показали, что изобретение может сделать значительный вклад в разрешение ситуации с пищей, так как сможет преобразовать области пустынь в плодородные области очень простым и весьма недорогим способом.

Claims (14)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Препарат для обработки поверхности почвы и/или массы почвы, где смесь распространяют по поверхности почвы и/или вносят в массу почвы, которую обрабатывают таким образом, что слой в форме альбедо-регулирующей мембраны образуется на поверхности и/или немного ниже в почве, которую обрабатывают, отличающийся тем, что препарат включает порошкообразную смесь, состоящую из водорастворимого, высушенного и измельченного органического сырья из бурых морских водорослей и по меньшей мере одного добавленного пигмента; и порошкообразная смесь подвергнута воздействию электрического поля, имеющего отрицательную полярность, так что материал, по меньшей мере, насыщен электронами.
  2. 2. Препарат по п.1, отличающийся тем, что сырье представляет собой ткань листа бурой водоросли Ламинарии Северной (Бат1шапа йурегЬогеа).
  3. 3. Препарат по п.1, отличающийся тем, что сырье представляет собой ткань стебля бурой водоросли Ламинарии Северной (Бат1шапа йурегЬогеа).
  4. 4. Препарат по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что препарат состоит из регулируемых соотношений частей порошка, полученных из ткани стебля и ткани листа бурой водоросли Ламинарии Северной (Бат1шапа йурегЬогеа).
  5. 5. Препарат по п.4, отличающийся тем, что часть порошка, полученного из ткани листа, которую используют, обеспечивает процент М блоков в альгинатной массе, составляющий от 20 до 80 мас.% от общей альгинатной массы в порошкообразной смеси, предпочтительно от 35 до 65 мас.% и более предпочтительно приблизительно 50 мас.%.
  6. 6. Препарат по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что порошкообразную смесь отбеливают, добавляя отбеливающий реагент и затем подвергая воздействию УФ-света.
  7. 7. Препарат по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что к порошкообразной смеси добавлена высушенная и измельченная смола и/или мох.
    - 10 010545
  8. 8. Препарат по п.6, отличающийся тем, что мох представляет собой мох типа печеночницы благородной (11уег то55) или риччии плавающей (лсаа Дийапк).
  9. 9. Препарат по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что к порошкообразной смеси добавлено от 0,1 до 50 г, предпочтительно от 0,5 до 25 г и наиболее предпочтительно от 1,0 до 10 г пигмента.
  10. 10. Препарат по п.9, отличающийся тем, что использован пигмент, который имеет геометрию плоского типа.
  11. 11. Препарат по п.10, отличающийся тем, что пигменты имеют палочковидную, цилиндрическую, дисковидную или пластинчатую форму.
  12. 12. Препарат по любому из пп.8-11, отличающийся тем, что измельченные перья птиц использованы в качестве пигмента.
  13. 13. Препарат по п.12, отличающийся тем, что перья происходят от белых домашних птиц.
  14. 14. Препарат по п.12 или 13, отличающийся тем, что Т1О2 в виде частиц добавлен к измельченным перьям птиц.
EA200700627A 2004-09-13 2005-09-08 Стабилизирующая мембрана для воды и питательных веществ EA010545B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20043827A NO329913B1 (no) 2004-09-13 2004-09-13 Pulverblanding for dannelse av vann- og næringsmiddelstabiliserende membran
PCT/NO2005/000327 WO2006031122A1 (en) 2004-09-13 2005-09-08 Stabilising membrane for water and nutrient

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200700627A1 EA200700627A1 (ru) 2007-10-26
EA010545B1 true EA010545B1 (ru) 2008-10-30

Family

ID=35057603

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200700627A EA010545B1 (ru) 2004-09-13 2005-09-08 Стабилизирующая мембрана для воды и питательных веществ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7811466B2 (ru)
EP (1) EP1804568B1 (ru)
CN (1) CN101068463B (ru)
EA (1) EA010545B1 (ru)
NO (1) NO329913B1 (ru)
WO (1) WO2006031122A1 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2617738C1 (ru) * 2016-04-18 2017-04-26 Елена Борисовна Дульнева Состав мульчирующего покрытия
RU2617749C1 (ru) * 2016-04-22 2017-04-26 Светлана Владимировна Курмаева Состав мульчирующего покрытия
CN109845551B (zh) * 2019-01-18 2021-07-20 甘肃省农业科学院旱地农业研究所 一种可降解液态地膜的使用方法
CN110452044A (zh) * 2019-08-14 2019-11-15 河北标驰农业科技有限公司 一种多功能新型抗病毒增产水溶肥及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0177226A2 (en) * 1984-09-20 1986-04-09 BASF Aktiengesellschaft Liquid mulch
CN1229778A (zh) * 1998-03-20 1999-09-29 汤洁 一种功能型海藻肥料的生产方法
WO2001070012A1 (en) * 2000-03-24 2001-09-27 Lise Johnsen Method and means for control of radiated energy
WO2004067679A1 (en) * 2003-01-28 2004-08-12 W. Ruitenberg Czn. Nv Biologically degradable ground-cover

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US103085A (en) * 1870-05-17 Improvement in composting- manures ano fertilizers
US377147A (en) 1888-01-31 Head-rest for barbersj chairs
US118987A (en) * 1871-09-12 Improvement in fertilizers from sea-weeds
US950455A (en) * 1908-05-09 1910-02-22 Richard A Mcvitty Process of making fertilizer.
US4125392A (en) * 1975-02-14 1978-11-14 Primo Angelo M Seaweed extract product and methods of producing and utilizing same
GB2154225B (en) * 1984-02-14 1987-07-01 Clearfield Nv Fertilizer from powdered calcified seaweed
US4794726A (en) 1987-09-08 1989-01-03 Transmet Corporation Aluminum flake mulch
JP3378590B2 (ja) * 1992-02-28 2003-02-17 東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社 化粧料用撥水性粉体およびその製造方法
JPH09124384A (ja) * 1995-10-30 1997-05-13 Tama Seikagaku Kk 新規有機質肥料
US5729929A (en) 1996-07-25 1998-03-24 Blessings Corporation Agricultural mulch films and methods for their use
NO310394B1 (no) * 1997-09-18 2001-07-02 Applied Plasma Physics As Fremgangsmåte for å regulere mengden av ioniserte gasser og/eller partikler over veier, gater, plasser eller lignende
US6029395A (en) * 1998-01-05 2000-02-29 Morgan; Albert W. Biodegradable mulch mat
US6048377A (en) * 1999-01-21 2000-04-11 True Pitch, Inc. Top dressing for gardens and lawns
WO2000060920A2 (en) * 1999-04-09 2000-10-19 Schraven Hendrikus M System and method of soil distribution, such as a soil blend, capable of being blown into place
WO2002038522A2 (en) * 2000-11-09 2002-05-16 Aqua Soil (Pty) Ltd Soil improving and fertilising composition
PE20030419A1 (es) * 2001-10-10 2003-05-31 Middleway Entpr Ltd Compuesto hidroabsorbente para acondicionar suelos para uso agricola, forestal y paisajistico
NO326145B1 (no) * 2001-11-30 2008-10-06 Fmc Biopolymer As Fremgangsmate for a stimulere vektokning hos pattedyr, fugler og krypdyr.
CN1195044C (zh) * 2002-06-10 2005-03-30 中国农业大学 一种液态地膜成膜材料及其制备方法
NO329577B1 (no) * 2003-03-13 2010-11-15 Torfinn Johnsen Blanding for å behandle en jordflate og/eller en jordmasse og anvendelse av denne.
US7271128B2 (en) * 2003-10-22 2007-09-18 Iceland Bioenhancers, Llc Organic compositions and methods of use for promoting plant growth

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0177226A2 (en) * 1984-09-20 1986-04-09 BASF Aktiengesellschaft Liquid mulch
CN1229778A (zh) * 1998-03-20 1999-09-29 汤洁 一种功能型海藻肥料的生产方法
WO2001070012A1 (en) * 2000-03-24 2001-09-27 Lise Johnsen Method and means for control of radiated energy
WO2004067679A1 (en) * 2003-01-28 2004-08-12 W. Ruitenberg Czn. Nv Biologically degradable ground-cover

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
File EPODOC/EPO, TANG JIE: "Method for prodn. of functional marine alga fertilizer" & CN 1229778 A, 19990929, abstract *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101068463A (zh) 2007-11-07
WO2006031122A1 (en) 2006-03-23
NO20043827D0 (no) 2004-09-13
EP1804568A4 (en) 2011-05-25
EP1804568B1 (en) 2013-01-09
EP1804568A1 (en) 2007-07-11
NO20043827L (no) 2006-03-14
NO329913B1 (no) 2011-01-24
US7811466B2 (en) 2010-10-12
US20090044581A1 (en) 2009-02-19
EA200700627A1 (ru) 2007-10-26
CN101068463B (zh) 2011-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2004220681B2 (en) Soil membrane forming mixture
EP2307333B1 (de) Materialverbund aus polymermaterialien und einer porösen, mineralischen matrix sowie deren herstellung und anwendung
US5441877A (en) Substrate containing Cyanophycea and Bryophyte protonemas for producing vegetation on bare terrain
Kumar et al. Hydrogel and its effect on soil moisture status and plant growth: A review
Yangyuoru et al. Effects of natural and synthetic soil conditioners on soil moisture retention and maize yield
Sánchez-Orozco et al. Valorization of superabsorbent polymers from used disposable diapers as soil moisture conditioner
US8083829B2 (en) Organic water retention mix for use on soil
CA2180900C (en) Culture soil, process for producing the same and seedling-growing peat board
EA010545B1 (ru) Стабилизирующая мембрана для воды и питательных веществ
Klock-Moore Comparison of Salvia growth in seaweed compost and biosolids compost
Nedumaran Seaweed: A fertilizer for sustainable agriculture
CN113272406A (zh) 在农作物浇水期间吸水性提高的用作土壤改良剂的聚合物组合物
Đurović et al. Effects of the application of a hydrogel in different soils
CN113317153A (zh) 极地真藓的快速培育方法
Vendrame et al. Comparison of herbaceous perennial plant growth in seaweed compost and biosolids compost
CN1026748C (zh) 植物无土栽培的方法
Dachnowski-Stokes Grades of peat and muck for soil improvement
Abu Ghyadah et al. Utilizing Hydrogel for Improving Irrigation Management
Singh et al. Water retention and transmission characteristics of containerized growing media amended with differential proportions of compressed coir bricks
US20140144196A1 (en) Organic water retention mix for use on soil
Honya et al. Modification of the M/G ratio of alginic acid from Laminaria japonica Areschoug cultured in deep seawater
Lobo et al. Effect of organic waste compost and a water absorbent polymeric soil conditioner (hydrogel) on the water use efficiency in a Capsicum annum (green pepper) cultivation
JP3196007U (ja) 水分を吸排出する土壌
Ekebafe et al. ASSESSMENT OF THE WATER CONSERVATION POTENTIAL AND MODE OF APPLICATION OF COCONUT (COCOS NUCIFERA) HUSK HYDROGEL ON SOIL CULTIVATED TO COCONUT SEEDLING
CN114369463A (zh) 一种沙漠藻土壤保湿剂及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ

PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment