EA016293B1

EA016293B1 - Ростовые субстраты, их получение и их применение

Info

Publication number: EA016293B1
Application number: EA200970138A
Authority: EA
Inventors: Йеан Кюйперс; Дан Де Куббер; Пауль Баувенс
Original assignee: Роквул Интернэшнл А/С
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2012-03-30
Also published as: US20090300985A1; EP1880598A1; CA2658387C; MX2009000640A; EP2048938B1; PL2048938T3; CA2658387A1; WO2008009467A1; US8181390B2; EA200970138A1; EP2048938A1; SI2048938T1

Abstract

Изобретение обеспечивает способ выращивания растений в ростовом субстрате на основе минеральной ваты, где способ включает обеспечение по меньшей мере одного ростового субстрата на основе минеральной ваты, содержащего связующее и смачивающий агент, размещение одного или более растений для выращивания в ростовом субстрате, отличающийся тем, что высота ростового субстрата на основе минеральной ваты составляет по меньшей мере 53 мм, и смачивающий агент содержит ионное поверхностно-активное вещество.

Description

Изобретение относится к способам выращивания растений с использованием ростового субстрата на основе минеральной ваты. В предлагаемом способе ростовой субстрат на основе минеральной ваты содержит связующее, часто гидрофобное связующее, для обеспечения конструкционной/структурной целостности и смачивающий агент, которое обеспечивает характеристики системы водоподачи (водяной системы). Изобретение также относится к применению особых типов смачивающего агента для обеспечения конкретных характеристик ростовому субстрату на основе минеральной ваты.

В течение многих лет хорошо известно выращивание растений в ростовых субстратах, образованных из минеральной ваты. Продукты на основе минеральной ваты, которые обеспечивают в виде связных/плотных пробок, кубиков, плит или матов, как правило, включают связующее, обычно органическое связующее, чтобы обеспечивать конструкционную/структурную целостность продукту, и такие связующие обычно являются гидрофобными, однократно подвергнутыми отверждению. Это позволяет ростовому субстрату сохранять свою структуру во время орошения водой, в том числе во время применения в течение целого года. Однако продукты на основе минеральной ваты, которые должны быть использованы в качестве ростовых субстратов, должны обладать способностью захватывать и удерживать воду, которую регулярно подают по оросительной системе к субстрату для орошения, и свойствами повторного смачивания. Соответственно в течение нескольких лет было общеизвестно включение смачивающего агента в продукты на основе минеральной ваты, которые должны быть использованы в качестве ростовых субстратов.

Одним ранним примером этого является заявка на патент ОВ-А-1336426, которая описывает легко смачиваемые продукты на основе минеральной ваты, подходящие для использования в качестве ростовых субстратов. Для обеспечения структуры и формы волокна содержат связующее, такое как фенолформальдегидная смола или мочевиноформальдегидная смола. Для обеспечения требуемых характеристик системы водоподачи (водяной системы) продукт также содержит смачивающий агент в количестве вплоть до 2 мас.% от минеральной ваты. Указаны общие классы смачивающих веществ, такие как анионные и катионные смачивающие вещества, но неионные смачивающие вещества, как сообщают, являются предпочтительными. Примерами являются алкилполигликолевые простые эфиры, такие как Тгйои СЕ и ЬЙ8аро1 N. Они, как сообщают, являются особенно ценными в том случае, где ростовой субстрат должен быть подвергнут воздействию повышенных температур, чтобы отвердить связующее, поскольку они сохраняют адекватные смачивающие свойства даже после того, как они были подвергнуты воздействию температур 200°С или выше. В случаях, где смачивающий агент не подвергают воздействию повышенных температур, предлагают более широкий ряд веществ, в том числе лауриловый спирт. Как правило, продукт, как сообщают, находится в форме листов/пластин, которые могут иметь толщину более чем 1 см. В качестве примера приводят плиты толщиной 5 см, содержащие отвержденное связующее и смачивающий агент Тгйои СЕ10.

Последующие публикации, и промышленный сектор сам по себе, как правило, следуют этому предпочтительному подходу. Например, заявки на патент ЕР-А-889175, ΌΕ-Α-4208733, международная публикация νθ 92/04824 и заявка на патент ΌΕ-Α-4024727 все описывают системы, в которых смачивающий агент/поверхностно-активное вещество включают в ростовой субстрат на основе минеральной ваты. В этих случаях природу смачивающего агента либо не задают, либо ее устанавливают неионной, как в заявке на патент ОВ-А-1336426. В промышленной практике обычно используют уровни вплоть до 3% неионного поверхностно-активного вещества по массе от ростового субстрата.

Международная публикация νθ 93/00797 раскрывает ростовую среду, которая, как сообщают, является предпочтительной для улучшения контроля культивирования по сравнению со сфагнумом (белый торфяной мох) или с продуктами на основе торфа. Согласно этой публикации ростовая среда содержит минеральные волокна и гранулированный вспененный материал, закрепленный в трехмерной матрице посредством отвержденного связующего. Согласно этому документу ростовая среда содержит по меньшей мере 30% гранулированной высушенной глины и от 0,01 до 10 мас.% связующего. Установлено, что эта комбинация веществ/материалов снижает риск избыточного увлажнения среды для выращивания и улучшает удерживание воды.

Этот документ также указывает, что предпочтительно отверждать продукт так, чтобы получалась клейкая матрица на основе минерального волокна, предотвращающая седиментацию и/или вымывание добавленных сыпучих материалов.

Также установлено, что анионное поверхностно-активное вещество также может быть включено в ростовую среду, однако включение анионного поверхностно-активного вещества не связано с какими-то особыми преимуществами.

Хотя включение связующего и смачивающего агента, которое описано в заявке на патент ОВ-А1336426, является, как правило, очень полезным, оно имеет некоторые недостатки. Первое заключается в том, что характеристики системы водоподачи в субстрате, хотя и хорошие, показывают возможность для улучшения. Таким образом, было бы желательно обеспечить системы, которые показывают улучшенные свойства в отношении повторного насыщения (способность ростового субстрата захватывать воду второй раз после того, как он был однократно смочен и затем высушен), улучшенные свойства в отношении распределения воды (способность ростового субстрата поддерживать воду при более равномерной кон

- 1 016293 центрации по высоте ростового субстрата, а не сосредоточивать в основании) и удерживания воды.

Кроме того, одна проблема, которая имеет тенденцию возникать с неионными поверхностноактивными веществами, которые традиционно используют, заключается в том, что они во время орошения ростового субстрата постепенно уходят из ростового субстрата вместо того, чтобы удерживаться в структуре минеральной ваты. Это означает, что смачиваемость ростового субстрата постепенно уменьшается со временем. Это может нанести удар, например, по свойствам повторного насыщения и также по свойствам системы водоподачи (водяной системы) субстрата, который был в использовании в течение значительного периода времени, и соответственно по качеству растения и по процессу выращивания.

В связи с этим были в данной области другие попытки заняться проблемой обеспечения ростового субстрата на основе минеральной ваты, который содержит связующее для обеспечения конструкционной/структурной целостности, но который также имеет приемлемые свойства смачиваемости. Примеры включают публикации ЕР-А-889175, ΌΕ-Α-4208733, XVО 92/04824 и ΌΕ-Α-4024727, указанные выше, а также СА-А-2301248, νθ 97/07664 и νθ 99/38372, которые рассматривают проблему путем обеспечения конкретных связующих, которые могут обеспечить как конструкционные/структурные свойства, так и свойства смачиваемости. СА-А-2301248 раскрывает субстрат, который дополнительно содержит поверхностно-активное вещество.

Эти последние два подхода, хотя имеют преимущества, в частности преимущество того, что смачивающий агент не уходит во время орошения, требуют применения довольно специфического и потенциально дорогого связующего. Дополнительно, по-прежнему существует возможность для улучшения свойств их системы водоподачи (водяной системы).

В частности, постоянной целью промышленного получения ростовых субстратов является обеспечение ростового субстрата, который имеет улучшенное распределение воды по его высоте. Необходимо добиться соотношения воды к воздуху по всему ростовому субстрату, которое имеет значение, как можно ближе расположенное к оптимальному. Естественно, когда ростовой субстрат орошают водой, существует тенденция для концентрации воды быть выше у основания, и часто значительно выше, чем концентрация воды в верхней зоне, исключительно вследствие воздействия силы тяжести. Ряд подходов был предпринят, чтобы рассмотреть эту проблему, включая, например, патент И8 5009030, который модифицирует природу субстрата самого по себе по всей высоте кубика ростового субстрата на основе минеральной ваты, чтобы обеспечить большее удерживание воды в верхних зонах кубика субстрата на основе минеральной ваты.

Это является особенно проблематичным в контексте ростовых субстратов относительно большой высоты.

Заявка на патент СВ-А-1336426 описывает ростовые субстраты, имеющие толщину 5 см или более. Ростовые субстраты могут иметь большое разнообразие толщин или высот. Конкретная выбираемая высота зависит от применения, для которого предназначен ростовой субстрат на основе минеральной ваты.

Однако существует несколько применений, в которых субстрат должен иметь особую минимальную высоту. Они включают фазу размножения, передвижные системы с растениями и процессы пересадки растений, а также продукты для выращивания растений в контейнерах. В этих применениях известные системы имеют некоторые недостатки, так как чем больше высота субстрата, тем труднее удерживать достаточные количества воды в верхних зонах субстрата.

Таким образом, несмотря на многие годы использования материалов на основе минеральной ваты в качестве ростовых субстратов, по-прежнему существует потребность в обеспечении материалов, которые проявляют улучшенное распределение и удерживание воды и которые поддерживают эти свойства в течение периода использования и, таким образом, могут проявлять превосходные свойства в отношении повторного насыщения. Также желательно добиться этого в контексте продукта, который имеет хорошую конструкционную/структурную целостность и может быть изготовлен традиционным способом.

Также существует постоянная проблема приемлемых способов орошения. В общих чертах, субстраты на основе минеральной ваты, особенно субстраты относительно большой высоты, традиционно орошают сверху с использованием шлангов и скважин. Это является необходимым для избегания слишком сильного высыхания верхней части субстрата. Однако, как правило, это является менее удобным, когда приходится обеспечивать такие системы.

Заявка на патент ЕР-А-1226749 раскрывает способ получения водопоглощающих продуктов на основе минеральных волокон, которые могут быть применены для выращивания растений. Согласно этому способу во время получения волокон, после их образования и до сбора на волокна наносят материал, содержащий связующее, смачивающий агент и алифатический полиол. Связующее может представлять собой обычную смолу на основе фенола. Полиол может представлять собой предпочтительно этиленгликоль, пропиленгликоль или триметилолпропан. Смачивающий агент может быть выбран из длинного перечня, включающего соли высших жирных кислот, алкил или аралкилсульфаты или сульфонаты, сульфаты жирных спиртов, алкилфосфаты, этоксиляты жирных спиртов, этоксиляты алкилфенолов, этоксиляты аминов жирного ряда, этоксиляты жирных кислот, алкиламмониевые соединения.

Алкилбензолсульфонат, как сообщают, является предпочтительным. Основание для такого предпочтения не приводят.

- 2 016293

В соответствии с изобретением первый объект касается способа выращивания растений в ростовом субстрате на основе минеральной ваты, включающего обеспечение по меньшей мере одного ростового субстрата на основе минеральной ваты, содержащего связующее и смачивающий агент; размещение одного или более растений для выращивания в ростовом субстрате; отличающегося тем, что высота ростового субстрата на основе минеральной ваты составляет по меньшей мере 53 мм, и смачивающий агент содержит ионное поверхностно-активное вещество.

Мы обнаруживаем, что такая конкретная комбинация связующего и ионного поверхностноактивного вещества, особенно поверхностно-активного вещества, представляющего собой линейный алкилбензолсульфонат, обеспечивает неожиданно эффективную комбинацию свойств системы водоподачи (водяной системы). Особенно свойства системы водоподачи являются постоянно лучше во всех отношениях, нежели для комбинации связующего и традиционно используемого смачивающего агента на неионной основе. В конкретном отношении они являются даже лучше, чем система типа, описанного в международной публикации \УО 99/38372, в которой применяют специальную систему на основе гидрофильного связующего.

Конкретные выгоды видны в свойствах распределения воды, особенно в сравнении с этим типом системы на основе гидрофильного связующего, которая до этого изобретения обеспечила самый высокий стандарт распределения воды. Свойства распределения воды особенно важны в том случае, когда используют субстрат на основе минеральной ваты с относительно большой высотой, так как он состоит из таких материалов, которые в наибольшей степени страдают от проблем сосредоточения воды в нижних зонах субстрата, и, в связи с этим, снижения концентрации воды в верхней зоне. Кроме того, оказывается, что выбор ионного, особенно анионного, поверхностно-активного вещества, особенно линейного алкилбензолсульфоната (ЬА§), приводит к сильно сниженной потере смачивающего агента во время орошения и в результате минимизирует проблемы вспенивания во время процесса орошения. ЬА8 еще имеет преимущество, заключающееся в способности поддаваться аэробному биологическому разложению в воде.

С учетом обнаруженных свойств ионных поверхностно-активных веществ особенно второй объект изобретения касается применения ионного поверхностно-активного вещества для улучшения характеристик распределения воды в ростовом субстрате на основе минеральной ваты, содержащем связующее. В частности, улучшение обнаружено при сравнении с ростовыми субстратами, содержащими связующее и традиционно используемый смачивающий агент, такой как неионное поверхностно-активное вещество. Улучшения также могут быть показаны в сравнении с ростовыми субстратами на основе минеральной ваты, которые не содержат смачивающие агенты, но вместо них содержат систему на основе гидрофильного связующего, такую как в международной публикации \УО 99/38372. Улучшение может быть показано либо посредством замены традиционно используемого неионного смачивающего агента, либо посредством добавления ионного поверхностно-активного вещества в ростовой субстрат, который также содержит традиционно используемый неионный смачивающий агент, но, как правило, показывают посредством замены традиционно используемого смачивающего агента.

В соответствии с третьей особенностью изобретения обеспечивается способ выращивания растений в ростовом субстрате на основе минеральной ваты, включающий обеспечение по меньшей мере одного ростового субстрата на основе минеральной ваты, содержащего связующее и смачивающий агент; размещение одного или более растений для выращивания в ростовом субстрате; причем смачивающий агент содержит ионное поверхностно-активное вещество, а ростовой субстрат орошают в его основании.

Использование ионного поверхностно-активного вещества позволяет орошать через основание субстрата вследствие намного большей способности ионных поверхностно-активных веществ обеспечивать хорошее распределение воды по всей высоте субстрата в сравнении с традиционно используемыми смачивающими веществами. Это, как правило, добавляет удобство и простоту в процесс выращивания для производителя сельскохозяйственной продукции.

Этот способ является особенно полезным в случае субстратов, которые имеют высоту по меньшей мере 53 мм и особенно, когда они имеют предпочтительные большие высоты, рассматриваемые ниже в контексте предпочтительных отличительных признаков первой особенности изобретения. Это связано с тем, что когда субстрат имеет большую высоту, тогда орошение в основании субстрата часто является особенно трудным для управления и для обеспечения соответствующего распределения воды в субстрате. Применение изобретения, в соответствии с которым смачивающий агент содержит ионное поверхностно-активное вещество, позволяет осуществлять такие способы эффективно.

Таким образом, изобретение является особенно полезным в том случае, когда орошение субстрата происходит только в его основании, а сверху субстрата воду для орошения не подают.

Изобретение обеспечивает ряд выгод в дополнение к свойствам распределения воды, описанным выше. Физические свойства субстрата могут быть улучшены, в частности, в отношении сгибания, наряду с сохранением хороших свойств, таких как незыблемость/твердость.

Распределение корней может быть улучшено, например растения могут иметь больше корней, и/или более тонкие корни являются лучше разветвленными, и/или распределение корней является улучшенным, в соответствии с чем в верхнем слое субстрата находится больше корней.

- 3 016293

Таких благотворных свойств можно добиться даже в том случае, когда оказывается, что субстрат является более влажным.

Ростовой субстрат является образованным из минеральной ваты, которая может представлять собой стекловату или шлаковату, но обычно представляет собой каменную вату. В общих чертах, он может представлять собой любой из типов искусственного стекловидного волокна, которые являются общеизвестными в производстве ростовых субстратов. Диаметр волокна часто находится в диапазоне 3-20 мкм, особенно 5-10 мкм, что определено техническими условиями.

Плотность кубика ростового субстрата может быть вплоть до 200 кг/м³, но, как правило, находится в диапазоне 10-150 кг/м³, часто в диапазоне 30-100 кг/м³, предпочтительно в диапазоне 35-90 кг/м³. Она может составлять по меньшей мере 45 кг/м³.

Ростовой субстрат на основе минеральной ваты содержит связующее, обычно органическое связующее, которое, как правило, является отверждаемым при нагревании (термореактивным). Ростовой субстрат предпочтительно представляет собой связную/плотную матрицу из минеральных волокон, соединенных посредством отвержденного связующего. Изобретение является особенно ценным в том случае, когда связующее представляет собой органическое гидрофобное связующее и, особенно, когда оно представляет собой традиционное термоотверждаемое (термореактивное), гидрофобное связующее, которое использовали в течение многих лет в ростовых субстратах на основе минеральной ваты (и в других продуктах на основе минеральной ваты). Это имеет преимущество удобства и экономии. Таким образом, предпочтительно связующее представляет собой фенолформальдегидную смолу или мочевиноформальдегидную смолу, в частности фенолмочевиноформальдегидную (РИЕ) смолу.

Связующее, как правило, присутствует в ростовом субстрате на основе минеральной ваты в количествах от 0,1 до 10% от субстрата, обычно 0,5-5%, наиболее предпочтительно 1,5-5%.

Ростовой субстрат на основе минеральной ваты также содержит смачивающий агент, который представляет собой ионное поверхностно-активное вещество.

Предпочтительно оно представляет собой анионное поверхностно-активное вещество. Подходящие анионные поверхностно-активные вещества включают соли (включая, например, натриевые, калиевые, аммониевые и замещенные аммониевые соли, такие как соли моно-, ди- и триэтаноламина) анионных сульфатных, сульфонатных, карбоксилатных и саркозинатных поверхностно-активных веществ. Другие анионные поверхностно-активные вещества включают изетионаты, такие как ацилизетионаты, Νацилтаураты, амины жирных кислот метилтаурида, алкилсукцинаты и сульфосукцинаты, сложные моноэфиры сульфосукцинатов, сложные диэфиры сульфосукцинатов и Ν-ацилсаркозинаты. Предпочтительными являются анионные сульфатные поверхностно-активные вещества и анионные сульфонатные поверхностно-активные вещества, анионные карбоксилатные поверхностно-активные вещества и анионные омыляющие поверхностно-активные вещества.

Особенно предпочтительными являются анионные сульфонатные поверхностно-активные вещества, такие как линейные или разветвленные алкилбензолсульфонаты, сульфонаты алкильных сложных эфиров, первичные или вторичные алкиленсульфонаты, сульфонаты олефинов, сульфированные поликарбоновые кислоты, алкилглицеринсульфонаты, жирные ацилглицеринсульфонаты, жирные олеилглицеринсульфонаты и их смеси.

Наиболее предпочтительно анионное поверхностно-активное вещество представляет собой линейный алкилбензолсульфонат, в котором алкильная цепь имеет от 5 до 20 атомов углерода. Натриевые и калиевые соли являются предпочтительными. Такой тип поверхностно-активного вещества обеспечивает особенно благотворные свойства распределения воды субстратам для выращивания с относительно большой высотой и также обеспечивает превосходные свойства повторного насыщения и не приводит к проблемам вспенивания в воде для орошения. Традиционно используемые неионные поверхностноактивные вещества позволяют ростовому субстрату захватывать воду, но его водоудерживающая емкость (характеристика) не является столь же хорошей, как с типом поверхностно-активного вещества, использованного в изобретении.

Предпочтительно длина алкильной цепи находится в диапазоне 8-16 и более предпочтительно по меньшей мере 90% цепей находятся в диапазоне длин 10-13 и более предпочтительно по меньшей мере 90% (по массе) находятся в дипазоне длин 10-12.

Альтернативно, ионное поверхностно-активное вещество может быть катионным или цвиттерионным. Примеры катионных поверхностно-активных веществ включают четвертичные аммониевые поверхностно-активные вещества. Они могут быть выбраны, например, из моно-С6-моно-С16, предпочтительно С₆-Сю Ν-алкил- или алкениламмониевых поверхностно-активных веществ, где остальные положения Ν являются замещенными группами, такими как метил, гидроксиэтил и гидроксипропил.

Подходящие цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества включают производные вторичных и третичных аминов, производные гетероциклических вторичных и третичных аминов, или производные четвертичных аммониевых, четвертичных фосфониевых и третичных сульфониевых соединений. Бетаиновые и султаиновые поверхностно-активные вещества являются примерами цвиттер-ионных поверхностно-активных веществ.

Ионное поверхностно-активное вещество присутствует в ростовом субстрате в количествах пред

- 4 016293 почтительно от 0,01 до 3% (по массе) от ростового субстрата, более предпочтительно 0,05-1%, особенно 0,075-0,5%.

Предпочтительно количество (по массе) ионного вещества, от массы связующего (по сухому веществу), находится в диапазоне 0,01-5%, предпочтительно 0,5-4%.

Предпочтительным является то, что по существу нет другого смачивающего агента, кроме ионного поверхностно-активного вещества, и особенно предпочтительным является то, что по существу нет другого смачивающего агента, кроме линейного алкилбензолсульфоната. Таким образом, уровни таких других веществ составляют предпочтительно ниже 0,1% (по массе), особенно ниже 0,01%, от ростового субстрата.

Ростовой субстрат может содержать другие типы традиционно применяемых добавок в дополнение к связующему и смачивающему агенту, например, соли, такие как сульфат аммония, и активаторы склеивания, такие как силаны.

В первой особенности изобретения ростовой субстрат должен иметь минимальную высоту по меньшей мере 53 мм. Высота представляет собой размер по вертикали, когда ростовой субстрат размещают для применения. Если ростовой субстрат имеет изменяемую высоту по его ширине/длине, тогда минимальная высота должна составлять по меньшей мере 53 мм.

Изобретение является особенно ценным в том случае, когда минимальная высота составляет по меньшей мере 60 мм. Выгоды изобретения являются особенно заметными в том случае, когда высота субстрата является необычно большой, особенно по меньшей мере 75 мм. В прошлом оказалось, что такие субстраты очень трудно орошать способом, в соответствии с которым имеет место предпочтительное распределение воды по высоте, и неожиданно обнаруживается, что применение особого типа поверхностно-активного вещества, требуемого изобретением, делает возможным превосходное распределение воды по высоте, которое должно быть достигнуто даже для таких необычно высоких субстратов. Таким образом, изобретение является особенно полезным для высоты по меньшей мере 80 или по меньшей мере 85 мм и по меньшей мере 100 мм или даже по меньшей мере 120 мм. Она может составлять вплоть до 180 или 300 мм.

В способе растения размещают в ростовом субстрате на основе минеральной ваты для выращивания. Одно или более чем одно растение может быть размещено в одиночном элементе ростового субстрата на основе минеральной ваты.

Способ может представлять собой способ выращивания растений в субстрате на основе минеральной ваты, в котором субстрат имеет толщину (высоту) по меньшей мере 53 мм. Такие применения включают проращивание рассады, размножение черенков, выращивание растений в контейнерах, свободно посаженные культуры и впитывающие грядки.

Однако это является особенно ценным, например, в применениях, где ростовой субстрат используют для фазы размножения. Например, растение в фазе размножения выдерживают в течение заданного числа дней (скажем, 50 дней), и его растительность и корни увеличиваются в длину. После фазы размножения растение должно быть перемещено в новое местоположение. Однако для производителей сельскохозяйственной продукции может быть ценным иметь возможность продлевать фазу размножения (скажем, до 70 дней), но это дает результат, который больше, и, следовательно, большая высота ростового субстрата на основе минеральной ваты будет необходима для соответствия большему объему корней. Таким образом, изобретение является особенно ценным в фазе размножения, особенно в продленной фазе и на начальном этапе после доставки производителям сельскохозяйственной продукции.

Это также является ценным в фазе роста, когда растения укореняются в элементе субстрата, где распределение воды по высоте элемента является важным. Это дает возможность добиться оптимального соотношения воды к воздуху по всей высоте ростового субстрата, с гарантированным обеспечением хорошего укоренения и хорошего развития корней (важнейших для всего развития растения).

Распределение воды по всей высоте, удерживание воды и свойства повторного насыщения, обеспеченные субстратом для выращивания изобретения, являются особенно ценными в передвижных системах с растениями, в системах с одним растением, в производственных единицах с монолитным субстратом и в контейнерных системах, для которых необходимы такие свойства.

Другие применения, где ростовой субстрат имеет высоту выше 53 мм, часто значительно выше 53 мм, включают выращивание растений в контейнерах. Часто одно-три растения помещают в массу/грунт ростового субстрата в одном контейнере.

Изобретение является особенно ценным в обстоятельствах, где производители желают иметь особенно высокую плотность растений на заданной площади теплицы/вегетационного домика (т. е. растения должны быть посажены очень плотно друг к другу). Таким образом, в некоторых обстоятельствах желательно максимально увеличить число растений, растущих на конкретной имеющейся в наличии общей площади помещений, и, таким образом, необходимо, чтобы объем ростового субстрата, доступный для тех растений на той ограниченной площади, был максимально увеличен. Поскольку площадь задана, тогда необходимо, чтобы высота была увеличена. В приемлемых условиях этого можно добиться путем обеспечения ростового субстрата, который имеет высоту, например, 80 мм или более, 100 мм или более, 120 мм или более или 160 мм или более. Это позволяет поддерживать определенный минимальный объ

- 5 016293 ем субстрата на растение, но при заданной/фиксированной площади поверхности и, следовательно, заданных/фиксированных длине и ширине любого данного кубика субстрата.

Изобретение может быть использовано, когда растения, такие как томаты, перец, огурцы, арбуз, дыня или розы, пересаживают. Изобретение также является полезным для дополнительной/уплотненной посадки, где новая верхняя часть растения появляется, тогда как старая верхняя часть растения (или часть того) по-прежнему находится в теплице. Это может быть частью стратегии севооборота/плодосмена, особенно томатов и роз. Обычно необходимо сохранять тот же самый объем ростового субстрата на основе минеральной ваты на растение, но в том случае, когда происходит пересаживание или подсаживание, то снижается площадь поверхности в горизонтальном направлении, или число растений на единицу площади увеличивается. Это неизбежно требует большей высоты продукта, но в отсутствие изобретения может, следовательно, привести к проблемам, когда верхняя зона продукта оказывается неадекватно насыщена водой.

Во всех случаях выгода от ростовых субстратов состоит в том, что они могут использоваться повторно. Так, согласно изобретению также можно поместить растения в элемент ростового субстрата на основе минеральной ваты, который ранее был в использовании и был смочен, а затем высушен.

Изобретение является особенно полезным, когда растения выращивают в одном и том же субстрате в течение продленного периода времени, например по меньшей мере в течение трех недель, предпочтительно по меньшей мере в течение трех месяцев, более предпочтительно по меньшей мере в течение шести месяцев, особенно предпочтительно по меньшей мере в течение одного года.

Ростовой субстрат находится в форме плотной/связной массы. Ростовой субстрат на основе минеральной ваты может находиться в любой целостной форме, например в форме небольших кубиков или пробок, в форме кубиков большего размера, или в форме протяженного(ой) мата/плиты, при условии, что высота является такой, какая требуется в соответствии с первой особенностью изобретения. Другие размеры могут быть выбраны так, как удобно. Ростовой субстрат, как правило, представляет собой плотную/связную матрицу из волокон минеральной ваты, которая образовалась сама по себе, но может быть образована путем гранулирования плиты минеральной ваты и путем уплотняющего соединения гранулированного материала.

Масса ростового субстрата может иметь разнообразные размеры по ширине и длине, что определено техническими условиями.

При применении способа растения орошают водой и питательными веществами так, как определено техническими условиями. Использование ионного поверхностно-активного вещества имеет преимущество, заключающееся в том, что потеря смачивающего агента в воду для орошения является минимальной, что предусматривает систему, в которой, по существу, отсутствует противовспенивающее вещество в воде для орошения.

При применении обнаруживается, что ростовой субстрат на основе минеральной ваты проявляет особенно желаемое распределение воды по высоте. Такое распределение может быть определено путем сравнения содержания воды в верхней части субстрата с содержанием воды в нижней части субстрата. Каждое из этих значений обычно выражают в виде процентных содержаний, и разность между ними предпочтительно составляет менее чем 45%, более предпочтительно менее чем 35% и особенно менее чем 30%.

В некоторых случаях содержание воды может быть больше в верхней части субстрата, так что разницу содержания воды выражают в виде отрицательного числа. Она может составлять вплоть до ~10% или более.

Это означает, что могут быть использованы нетрадиционные способы орошения, а именно в третьей особенности изобретения орошение осуществляется из основания субстрата. Так, может быть использовано периодическое орошение. Ростовой субстрат может быть помещен для орошения в контейнер, проходящий через лоток. Это также является предпочтительным в первой особенности изобретения.

Альтернативно, в первой особенности изобретения могут быть использованы традиционно применяемые способы орошения, хотя в этой особенности орошение из основания также является предпочтительным.

Ростовой субстрат на основе минеральной ваты может быть изготовлен традиционным способом. Т. е. его изготавливают посредством обеспечения твердых минеральных исходных материалов, путем плавления этих исходных материалов с образованием расплава и путем формирования волокон из расплава, путем сбора волокон в виде первичного полотна и путем уплотнения собранных волокон. Связующее, традиционно, обычно добавляют посредством распыления на волокна после их образования, но до их сбора и уплотнения. В изобретении связующее обычно представляет собой отверждаемое связующее, и его обычно отверждают, когда уплотненный продукт проходит через печь для отверждения. После этого продукт разрезают до желательных размеров.

Отверждение обычно проводят в печи при температуре около 200°С или более, часто по меньшей мере 220°С, например в диапазоне 220-260°С. Примерами температур отверждения являются 225, 240 и 250°С.

Связующее обычно наносят на волокна путем распыления раствора компонентов связующего в

- 6 016293 тонко диспергированной/распыленной форме.

Смачивающий агент, как правило, также наносят на волокна в виде распыленного/тонко диспергированного спрея, обычно в виде раствора или дисперсии, но может находиться в неразбавленной форме, если смачивающий агент представляет само по себе жидкость.

Смачивающий агент и связующее могут быть нанесены на волокна одновременно или по отдельности. Если их наносят одновременно, это может происходить в результате распыления на волокна одной жидкой композиции, которая содержит как компоненты связующего, так и смачивающий агент. Такая композиция может, например, быть получена до транспортировки композиции в установку для получения волокна. Альтернативно, материалы могут быть смешаны в установке для получения волокна. В качестве дополнительной альтернативы они могут быть смешаны поточным образом непосредственно перед тем, как будет происходить распыление.

Альтернативно, смачивающий агент и компоненты связующего могут быть нанесены на волокна по отдельности, но одновременно.

В общих чертах, обычно нанесение проводят путем распыления в камеру формирования волокна (прядильная шахта) в скопление образованных волокон. Это дает в результате распределение смачивающего агента по поверхностям волокон.

Одно особое преимущество использования ионного поверхностно-активного вещества, в частности анионного поверхностно-активного вещества, такого как ЬА8, заключается в том, что оно по всей видимости является устойчивым к условиям, в которых материал ростового субстрата обычно подвергают отверждению во время изготовления. Так, оно может быть распылено на волокна вместе с другими добавками, такими как связующее. Предпочтительно ионное вещество наносят на волокна после того, как они образованы, но прежде, чем они собраны. Это обычно осуществляют распылением в камере формирования волокна. Альтернативно, ионное поверхностно-активное вещество может быть нанесено после того, как волокна собраны в виде первичного полотна, но прежде, чем они подвергнуты уплотнению. В некоторых обстоятельствах также можно нанесение ионного поверхностно-активного вещества после уплотнения, но до отверждения, и в некоторых случаях ионное поверхностно-активное вещество может быть нанесено даже после отверждения.

Связующее обычно требует дополнительных добавок, таких как аммиак, сульфат аммония и силан. Они могут быть добавлены к связующему до транспортировки и хранения, или в установку получения волокна до хранения, или поточным образом незадолго до распыления связующего на волокна.

Можно наносить полиол на волокна вместе со смачивающим агентом, как описано в патенте ЕР1226749. Такой полиол при использовании может быть смешан со смачивающим агентом до транспортировки и хранения, или в установке получения волокна. Предпочтительные полиолы представляют собой этиленгликоль, пропиленгликоль и триметилолпропан, особенно этиленгликоль.

В общем изобретение также обеспечивает ростовой субстрат на основе минеральной ваты, содержащий гидрофобное связующее и смачивающий агент, в соответствии с которым смачивающий агент содержит ионное поверхностно-активное вещество, предпочтительно анионное поверхностно-активное вещество. Эта особенность также обеспечивает способ выращивания растений, включающий обеспечение такого субстрата и размещение одного или более растений для выращивания в нем.

В еще одном варианте изобретения новый ростовой субстрат на основе минеральной ваты имеет высоту по меньшей мере 53 мм и содержит связующее и смачивающий агент, где смачивающий агент содержит ионное поверхностно-активное вещество. Другие предпочтительные главные признаки этого варианта представляют собой главные признаки, рассмотренные выше в связи с другими вариантами изобретения.

Примеры

Сравнивают три продукта ростового субстрата, все высотой 75 мм. Один содержит гидрофобное связующее и неионное поверхностно-активное вещество (продукт А). Другой содержит гидрофильное связующее и не содержит смачивающий агент (продукт В). Третий (продукт С) представляет собой продукт для применения в изобретении и содержит 3% гидрофобного связующего и 0,15% линейного алкилбензолсульфонатного анионного поверхностно-активного вещества (массовые процентные содержания рассчитаны, от ростового субстрата). Свойства продуктов являются следующими:

- 7 016293

	Продукт А	Продукт В	Продукт С
Плотность (кг/м·⁵)	46	45	46
Потеря веса на прокаливание (%)	2, 8	2, 6	2,8
Исходное Насыщение (%; объем/объем}	83	90	89
Содержание воды-10 см (%; объем/объем)	33	67	69
Повторное Насыщение (50%; +5 мм; % объем/объем}	53	64	66
Содержание воды - Верхняя часть (%)	26	32	30
Содержание воды - Нижняя часть (%)	70	60	59
Разность значений содержания воды: Верхняя часть - Нижняя часть (%)	44	28	29

Различные свойства измеряют так, как изложено ниже.

Исходное насыщение.

Образец взвешивают в сухом состоянии и также измеряют его размеры в сухом виде.

Образец субстрата насыщают водой, размещая образец на поверхности воды и позволяя образцу пропитываться водой.

В том случае, когда он лежит на дне контейнера с водой, образец вынимают осторожно и помещают на решетку для осушения дренированием.

После 30 мин осушения дренированием образец с водой взвешивают. От измеренной массы в сухом состоянии и измеренных размеров образца рассчитывают исходное насыщение на основе объема.

Для каждого измерения из партии берут 5 образцов.

Удерживание воды.

Способ описан в заявке на патент ЕР-А-310501.

В принципе, образцы насыщают водой и затем помещают на песчаный подстилающий слой. С использованием в качестве репера средней части образца, затем в образце создают посредством песчаного подстилающего слоя разрежение (пониженное давление) 10 см водн.ст.

По истечении 4 ч образец вынимают из песчаного подстилающего слоя и взвешивают. От измеренных масс в сухом и влажном состояниях и измеренных размеров образцов вычисляют содержание воды на основе объема.

Распределение воды по высоте.

Образцы насыщают водой и затем осушают дренированием до тех пор, пока образцы не будут иметь общее содержание воды 50±2%. Затем содержание воды измеряют на различных высотах образцов с помощью измерителя содержания воды.

Повторное насыщение.

Образцы насыщают водой и затем осушают дренированием до тех пор, пока образцы не будут иметь общее содержание воды 50±2%. Затем образцы помещают в контейнер, в котором высота уровня воды составляет 5 мм. Через 4 ч образцы вынимают из контейнера и взвешивают.

Измеряют массу через 4 ч и этот результат вместе с размерами образца дает содержание воды по объему по истечении 4 ч. Это, следовательно, представляет собой меру способности к повторному насыщению.

Можно увидеть, что продукт С при использовании в изобретении имеет характеристики исходного насыщения, удерживания воды и повторного насыщения, а также распределения воды, столь же хорошие, что и более дорогой продукт В, содержащий гидрофильное связующее, и сообразно улучшенные в сравнении со стандартным продуктом А, содержащим неионное поверхностно-активное вещество.

- 8 016293

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ выращивания растений в ростовом субстрате на основе минеральной ваты, включающий обеспечение по меньшей мере одного ростового субстрата на основе минеральной ваты, содержащего связующее и смачивающий агент;

размещение одного или более растений для выращивания в ростовом субстрате;

орошение ростового субстрата;

отличающийся тем, что высота ростового субстрата на основе минеральной ваты составляет по меньшей мере 75 мм, а смачивающий агент содержит ионное поверхностно-активное вещество.
2. Способ по п.1, в котором смачивающий агент содержит анионное поверхностно-активное вещество.
3. Способ по п.2, в котором смачивающий агент содержит линейное алкилбензолсульфонатное анионное поверхностно-активное вещество.
4. Способ по любому предшествующему пункту, в котором ростовой субстрат на основе минеральной ваты не содержит никакого смачивающего агента, кроме ионного поверхностно-активного вещества.
5. Способ по любому предшествующему пункту, в котором количество ионного поверхностноактивного вещества составляет 0,01-3%, предпочтительно 0,05-0,5 мас.% от массы ростового субстрата на основе минеральной ваты.
6. Способ по любому предшествующему пункту, в котором высота ростового субстрата на основе минеральной ваты составляет по меньшей мере 80 мм.
7. Способ по любому предшествующему пункту, в котором высота субстрата на основе минеральной ваты составляет по меньшей мере 85 мм и наиболее предпочтительно по меньшей мере 100 мм, особенно 100-150 мм.
8. Способ по любому предшествующему пункту, в котором связующее представляет собой гидрофобное органическое связующее.
9. Способ по любому предшествующему пункту, в котором растения орошают водой для орошения и вода для орошения не содержит противовспенивающее вещество.
10. Способ по любому предшествующему пункту, используемый для размножения растений.
11. Способ по любому из пп.1-8, в котором растения размещают в ростовом субстрате на основе минеральной ваты после пересадки из другого ростового субстрата на основе минеральной ваты.
12. Применение ионного поверхностно-активного вещества для улучшения характеристик распределения воды в содержащем гидрофобное связующее ростовом субстрате на основе минеральной ваты, высота которого составляет по меньшей мере 75 мм.
13. Применение по п.12, в котором поверхностно-активное вещество представляет собой анионное поверхностно-активное вещество.
14. Способ получения ростового субстрата на основе минеральной ваты, включающий обеспечение твердых минеральных исходных материалов;

плавление исходных материалов с образованием расплава;

формирование волокон из расплава;

сбор волокон в виде первичного полотна;

уплотнение первичного полотна;

нанесение связующего на волокна после образования и до уплотнения;

подвергание первичного полотна воздействию повышенной температуры, чтобы отвердить связующее;

формирование ростового субстрата, имеющего высоту по меньшей мере 75 мм;

причем способ включает нанесение ионного поверхностно-активного вещества на волокна после образования.
15. Способ выращивания растений в ростовом субстрате на основе минеральной ваты, включающий обеспечение по меньшей мере одного ростового субстрата на основе минеральной ваты, содержащего связующее и смачивающий агент;

размещение одного или более растений для выращивания в ростовом субстрате;

орошение ростового субстрата, отличающийся тем, что смачивающий агент содержит ионное поверхностно-активное вещество, а ростовой субстрат имеет высоту по меньшей мере 75 мм, причем ростовой субстрат орошают в его основании.
16. Ростовой субстрат на основе минеральной ваты, содержащий гидрофобное связующее и смачивающий агент, отличающийся тем, что субстрат имеет высоту по меньшей мере 75 мм, а смачивающий агент содержит ионное поверхностно-активное вещество.

4^) Евразийская патентная организация, ЕАПВ

Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2