EA027765B1 - Ростовые субстраты и их применение - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к ростовому субстратному субстрату (1) с многократной плотностью, образованному из связанной матрицы искусственных стекловидных волокон, связанных связующим веществом, причем имеющему верхнюю поверхность (2), снабженную углублением (3), приспособленным для размещения семени или сеянца, и противоположную нижнюю поверхность (4), на которой субстрат остается при применении, при этом субстрат образуется по меньшей мере из двух слоев, включающих верхний слой (5), расположенный на верхней поверхности и имеющий первую плотность, и нижний слой (6), расположенный на противоположной нижней поверхности и имеющий вторую плотность, где первая плотность меньше, чем вторая плотность, по меньшей мере на 5 кг/ми где потеря при прокаливании в верхнем слое составляет по меньшей мере 3,5 мас.%. Изобретение также относится к применению в способах для выращивания растений, особенно растений перца, ростового субстрата одной плотности, образованного из связанной матрицы искусственных стекловидных волокон, связанных связующим веществом, при этом имеющего верхнюю поверхность, снабженную углублением, приспособленным для размещения семени или сеянца, где плотность субстрата составляет не более чем 70 кг/ми потеря при прокаливании составляет по меньшей мере 3,5 мас.%.

Description

Изобретение относится к ростовым субстратам, образованным из искусственных стекловидных волокон (искусственных) (ММУР), и их применению в качестве субстратов для выращивания растений, особенно перцев и других медленно прорастающих сельскохозяйственных культур. Оно также относится к способам применения данных субстратов для выращивания растений, включающих перцы.

Хорошо известно из технической области коммерческого выращивания различных сельскохозяйственных культур, как готовить искусственный ростовой субстрат, представляющий собой блок из ММУР, связанных связующим веществом, причем имеющий верхнюю поверхность, снабженную углублением, которое приспособлено для размещения семени или молодого растения, где располагается семя или растение для развития, необязательно в пределах более мелкой вставки связанных ММУР.

Обычно в промышленности предложены разные типы ростовых субстратных субстратов для разных стадий роста. Это означает, что количество воды, питательных веществ и кислорода, доступных для растения, может быть оптимизировано для соответствующей стадии.

В пределах данной широкой области также известно, что предложены ростовые субстраты в форме блоков, которые созданы для применения на стадии прорастания и размножения, а именно на самой ранней стадии развития растения. Такие субстраты обычно дают хорошие результаты для различных сельскохозяйственных культур.

υδ 4777763 описывает среду для выращивания растения, имеющую плотность, которая меньше чем 4,5, предпочтительно меньше чем 3,0 фунта на кубический фут (а именно, меньше чем 72 кг/м³, предпочтительно меньше чем 48 кг/м³), которая образована из стеклянных волокон, связанных вместе связующим веществом. Содержание данного связующего вещества описано как 5-20% ЬО1.

Данный субстрат, описанный как посадочная пластина для выращивания растения, как говорят, предназначена для обычного применения, но не касается каких-либо конкретных видов растений или не обсуждает конкретные проблемы, которые возникают в связи с некоторыми типами растений, такими как перцы и другие, медленно прорастающие сельскохозяйственные культуры.

δυ 1161021 описывает двухслойный субстрат для выращивания растений. Плотность верхнего слоя, как говорят, составляет от 60 до 90 кг/м³, и плотность нижнего слоя, как говорят, составляет от 100 до 130 кг/м³. Все варианты осуществления исходят из общей высоты 12 или 9 см, и два слоя являются либо одинаковыми по толщине, либо верхний слой составляет половину толщины нижнего слоя. Имеется описание результатов в данном документе, который показывает сжатие при увлажнении, которое, как говорят, находится в интервале 4-6 (и в одном случае 15-20) мас.%. Здесь отсутствует обсуждение всего связующего вещества в субстрате как в обозначениях типа, так и количества. Исследованные в примерах субстраты использованы в субстратах для роста цветов гвоздики.

Авторы настоящего изобретения установили, что в особенности для типов сельскохозяйственных культур, которые склонны развиваться более медленно на стадии прорастания и размножения, таких как болгарские перцы, обычные типы блоков могут вести к некоторым проблемам. Например, имеется высокий риск, особенно в зимний период, в связи с ростом грибков. Имеется, снова в более холодных погодных условиях, также более высокий риск избыточной воды в субстратах и в плохом укоренении и через укоренение.

Также важно достижение одновременно как хороших регулирующих свойств для блока, так и подходящей окружающей среды для прорастания и развития корней и укоренения. В современных установках для размножения и выращивания имеется повышенный уровень автоматизации, который предъявляет более высокие требования к регулирующим свойствам блока.

В соответствии с этим данное изобретение относится к ростовым субстратам, образованным из ММУР, которые адресованы проблемам слабого укоренения и через укоренение, которые возникают особенно в более холодных условиях, проблемам избыточной влажности в блоках вокруг молодого растения и риску в связи с ростом грибков. Такие проблемы могут возникать особенно в случае некоторых видов растений, включая древесно-кустарниковые растения, а именно розы и перцы, которые являются особенно медленно прорастающими сельскохозяйственными культурами. Для растений, таких как данные, имеется высокая тенденция к совершенствованию проблем при применении стандартных универсальных блоков для размножения.

Согласно первому аспекту данного изобретения авторы предлагают ростовой субстрат, образованный из связанной матрицы искусственных (искусственных) стекловидных волокон (ММУР), связанных связующим веществом, причем имеющий верхнюю поверхность, снабженную углублением, приспособленным для размещения семени или сеянца, и противоположную нижнюю поверхность, на которой субстрат остается при применении, при этом субстрат образуется по меньшей мере из двух слоев, включающих верхний слой, расположенный на верхней поверхности и имеющий первую плотность, и нижний слой, расположенный на нижней поверхности и имеющий вторую плотность, где первая плотность меньше, чем вторая плотность, по меньшей мере на 5 кг/м³ и где потеря при прокаливании (ЬО1) в верхнем слое составляет по меньшей мере 3,5 мас.%.

Авторы установили, что данная комбинация свойств приводит к ростовому субстрату, который можно применять для различных сельскохозяйственных культур, и в особенности полезна для роста перцев (а именно сладких перцев) и других медленно прорастающих сельскохозяйственных культур, напри- 1 027765 мер древесно-кустарниковых растений, таких как розы. Он также особенно полезен для применения в зимний период, так как в данном периоде происходит большая часть размножения растений перца.

Авторы установили, что наличие верхнего слоя, имеющего плотность меньше, чем плотность нижнего слоя, способствует распределению воды по высоте ростового субстрата, что снижает до минимума риск избыточной воды вокруг молодых растений и особенно вокруг их корней. Это снижает до минимума риски от переувлажнения и ингибирования роста растения и от роста грибков. Полагают, что присутствие нижнего слоя, имеющего относительно высокую плотность, способствует предотвращению избыточного уровня воды в верхнем слое.

В то же время наличие верхнего слоя, имеющего относительно низкую плотность, также, как полагают, способствует облегчению в укоренении и через укоренение для корней молодого растения.

Комбинация данных свойств с гарантией того, что ЬО1 в верхнем слое является относительно высокой, а именно по меньшей мере составляет 3,5 мас.%, причем ЬО1 является зависимой от содержания связующего вещества, означает, что механические свойства и свойства по манипулированию и транспорту блока остаются хорошими, несмотря на более низкую плотность верхнего слоя.

Выбор нижнего слоя более высокой плотности противоречит обычной практике в области ростовых субстратов из ΜΜΥΡ. В случаях, где изменение в плотности было обеспечено в прошлом, это обычно происходит таким образом, что верхний слой имеет более высокую плотность, чтобы генерировать распределение воды по высоте, которая является постоянной, как возможно, и чтобы сохранять высокий достаточный уровень воды и питательных веществ в верхушечном слое.

Во втором аспекте данное изобретение относится к применению ростового субстрата из первого аспекта данного изобретения в качестве субстрата для роста растительной сельскохозяйственной культуры, обычно из семян или сеянцев. Предпочтительно они представляют собой растения перца или древеснокустарниковые растения, наиболее предпочтительно перец.

В третьем аспекте данного изобретения авторы предлагают способ выращивания растительной сельскохозяйственной культуры, состоящий в предоставлении ростового субстрата согласно первому аспекту данного изобретения, в размещении семени или сеянца в углублении и в предоставлении возможности для роста. В качестве второго аспекта данного изобретения растения предпочтительно представляют собой растения перца или древесно-кустарниковые растения, наиболее предпочтительно перец.

Поскольку признаки наличия более низкой плотности в верхнем слое и более высокой плотности в нижнем слое особенно полезны в контексте выращивания перца и некоторых других сельскохозяйственных культур, в четвертом аспекте данного изобретения авторы предлагают способ выращивания сельскохозяйственной культуры, выбранной из растений перца и древесно-кустарниковых растений, предпочтительно перца, состоящий в предоставлении ростового субстрата, который представляет собой связанную матрицу искусственных стекловидных волокон (ΜΜΥΡ), связанных связующим веществом, и имеет верхнюю поверхность, снабженную углублением, которое приспособлено для размещения семени или сеянца, и противоположную нижнюю поверхность, на которой субстрат остается при применении, где субстрат образован в виде по меньшей мере двух слоев, включающих верхний слой, расположенный на верхней поверхности и имеющий первую плотность, и нижний слой, расположенный на нижней поверхности и имеющий вторую плотность, и где первая плотность меньше, чем вторая плотность по меньшей мере на 5 кг/м³. Предпочтительно ЬО1 в верхнем слое составляет по меньшей мере 3,5 мас.% в качестве третьего аспекта данного изобретения.

Кроме того, в пятом аспекте данного изобретения авторы предлагают применение ростового субстрата, который представляет собой связующую матрицу из искусственных стекловидных волокон (ΜΜΥΡ), связанных связующим веществом, имеющим верхнюю поверхность, снабженную углублением, которое приспособлено для размещения семени или сеянца, и противоположную нижнюю поверхность, на которой остается при применении, где субстрат образован в виде по меньшей мере двух слоев, включающих верхний слой, расположенный на верхней поверхности и имеющий первую плотность, и нижний слой, расположенный на нижней поверхности и имеющий вторую плотность, и где первая плотность меньше, чем вторая плотность по меньшей мере на 5 кг/м³, в качестве субстрата для роста культуры, выбранной из растений перца и древесных растений, предпочтительно перца. Предпочтительно ЬО1 верхнего слоя составляет по меньшей мере 3,5 мас.% в качестве второго аспекта данного изобретения.

Авторы также установили, что может быть ценным, особенно при выращивании культуры перца, предложить субстрат, который не нуждается в том, чтобы быть субстратом двойной плотности при условии, что плотность является относительно низкой и ЬО1 является относительно высокой. Такой субстрат также обеспечивает комбинацию хороших манипулирующих и механических свойств с одновременным предоставлением возможности для хорошего укоренения и через укоренение даже для медленно прорастающих сельскохозяйственных культур и даже в зимний период.

Таким образом, согласно шестому аспекту данного изобретения авторы предлагают способ выращивания растительной сельскохозяйственной культуры, состоящий в предоставлении ростового субстрата, образованного из связанной матрицы искусственных стекловидных волокон (ΜΜΥΡ), связанных связующим веществом, субстрат, имеющий верхнюю поверхность, снабженную углублением, которое приспособлено для размещения семени или сеянца, где плотность субстрата составляет не более чем 70 кг/м³

- 2 027765 и потеря при прокаливании (ЬО1) составляет по меньшей мере 3,5 мас.%, способ, включающий размещение семени или сеянца в углублении для роста и создание возможности для роста, в котором сельскохозяйственная культура выбрана из растений перца и древесно-кустарниковых растений.

В седьмом аспекте данного изобретения авторы также предлагают применение ростового субстрата, названного в способе шестого аспекта данного изобретения как субстрат для роста растительных сельскохозяйственных культур, выбранных из растений перца и древесно-кустарниковых растений.

В способе шестого аспекта данного изобретения и в применении по седьмому аспекту данного изобретения сельскохозяйственная культура предпочтительно представляет собой перец.

В данном изобретении ростовой субстрат представляет собой связанную матрицу ММУР, связанную связующим веществом.

Обычно субстрат можно создавать по любому из типов стекловидного искусственного волокна, которые традиционно известны для изготовления ростовых субстратов. Таким образом, применяемые минеральные волокна могут представлять собой любые стекловидные искусственные волокна (ММУР), такие как стекловолокна, керамические волокна, базальтовые волокна, шлаковая вата, каменная вата и другие, но обычно являются волокнами каменной ваты. Каменная вата обычно имеет содержание оксида железа (рассчитанное на Ре₂О₃), составляющее по меньшей мере 3%, и содержание щелочно-земельных металлов (оксид кальция и оксид магния) от 10 до 40% наряду с другими обычными оксидными компонентами минеральной ваты. Они представляют собой диоксид кремния, оксид алюминия, щелочные металлы (оксид натрия и оксид калия), которые обычно присутствуют в малых количествах и также могут включать оксиды титана и другие следовые оксиды.

Диаметр волокна часто находится в интервале от 3 до 20 мкм, особенно 5-10 мкм как стандарт.

Ростовой субстрат находится в виде связанной массы. То есть ростовой субстрат обычно представляет собой связанную матрицу из волокон минеральной ваты, который получался, как таковой, или мог быть сделан гранулированием пластины минеральной ваты и уплотнением гранулированного материала.

Предпочтительно волокна расположены главным образом в вертикальном направлении. Это имеет преимущество в создании возможности для лучшего роста корня, чем при других ориентациях, и обеспечивает снабжение сильного субстрата, что полезно во время трансплантации на следующей стадии. Применение ростового субстрата, который образован по меньшей мере из трех слоев, как подробнее обсуждено ниже, является особенно преимущественным в случае, где волокна верхнего слоя расположены предпочтительно в вертикальном направлении.

Обычно ростовой субстрат может быть в любой подходящей форме, включающей цилиндрическую, субоидную и кубическую.

Ростовой субстрат может быть в любой из известных форм для ростовых субстратов, таких как формы, обычно известные как вставки и блоки.

Таким образом, ростовой субстрат из минеральной ваты может иметь размеры, стандартные для типа субстрата, обычно известного как вставка. Например, высота может находиться в интервале 20-35 мм. Каждая длина и ширина может находиться в интервале 15-25 мм. В данном случае субстрат часто является в основном цилиндрическим с концевыми поверхностями цилиндра, образующими верхнюю и нижнюю поверхности ростового субстрата. Объем ростового субстрата в данном случае часто составляет не более чем 50 см³, предпочтительно не более чем 40 см³.

Другие типы субстрата, к которому можно применять данное изобретение, включают так называемые макровставки, имеющие диаметр 40-50 мм и высоту 40-60 мм.

Однако данное изобретение особенно применимо, когда ростовой субстрат находится в форме, обычно известной как блок, имеющий объем в интервале 400-1200 см³, в особенности не более чем 1000 см³, предпочтительно в интервале 500-900 см³, в особенности не более чем 800 см³.

В случае блока высота находится предпочтительно в интервале 4-15 см, предпочтительно составляет по меньшей мере 5 см, в особенности по меньшей мере 6 см. Предпочтительно она составляет не более чем 12 см, в особенности не более чем 10 см, особенно не более чем 9 см.

Длина и ширина могут независимо изменяться в интервале 5-20 см, предпочтительно в интервале 815 см.

Ростовые субстраты согласно данному изобретению можно использовать в способах, описанных в международной патентной публикации \УО 2010/003677 авторов данного изобретения. Таким образом, ростовые субстраты данного изобретения можно использовать в способе выращивания плодовой или овощной культуры, включающем размещение растения в виде семени или сеянца или черенка сельскохозяйственной культуры в первом ростовом связанном ММУР-субстрате, имеющем объем не более чем 150 см³, предоставление растению возможности для укоренения и роста в течение по меньшей мере двух суток и не более чем 30 суток, затем перенос растения в пределах первого ростового связанного ММУР-субстрата таким образом, что первый ростовой связанный ММУР-субстрат находится в контакте со вторым ростовым связанным ММУР-субстратом, имеющим объем 60-1500 см³ и предоставление растению возможности для роста в течение следующих 2-5 недель,

- 3 027765 перенос растения в пределах второго ростового связанного ММУЕ-субстрата таким образом, что второй ростовой связанный ММУЕ-субстрат находится в контакте с третьим ростовым ММУРсубстратом, имеющим объем от 70 до 45000 см³, и предоставление растению возможности для роста в течение дополнительных 1-7 недель перед тем, как осуществляют любой следующий перенос.

Ростовой субстрат по настоящему изобретению можно использовать в качестве первого ростового ММУЕ-субстрата по такому способу, и в этом случае предпочтителен также тип, обычно известный как вставка, обсужденная выше.

Ростовой субстрат по изобретению также может быть использован в качестве второго ростового связанного ММУР-субстрата в таком способе и таким образом может иметь объем 60-1500 см³. Объем предпочтительно равен по меньшей мере 70 см³ и может быть равен по меньшей мере 110 см³. Предпочтительно он равен не более чем 500 см³, в особенности равен не более чем 200 см³.

В данном случае высота ростового субстрата предпочтительно находится в интервале 4-12 см, особенно в интервале 5-12 см. Предпочтительно ширина и длина независимо находятся в интервале 3-15 см, в особенности в интервале 4-10 см.

В предпочтительной форме такого ростового субстрата углубление на верхней поверхности приспособлено для того, чтобы принимать семя или, более применимо, сеянец, уже расположенный в пределах меньшего ростового субстрата, причем меньший ростовой субстрат устанавливается в пределах углубления.

Кроме того, ММУР-субстрат изобретения может принадлежать к типу, описанному выше как третий ростовой ММУР-субстрат, и имеет объем от 700 до 45000 см³. Объем часто равен по меньшей мере 750 см³, предпочтительно по меньшей мере 1000 см³. Объем предпочтительно равен не более чем 30000 см³, предпочтительнее не более чем 20000 см³. В особенности он равен не более чем 15000 см³.

Высота такого ростового субстрата находится предпочтительно в интервале 6,5-20 см, особенно, по меньшей мере, составляет 10 см. Ширина находится предпочтительно в интервале 10-30 см и длина находится предпочтительно в интервале 15-75 см.

В данном случае также углубление на верхней поверхности предпочтительно может быть сформировано так, чтобы принимать сеянец или молодое растение, уже расположенное в пределах меньшего ростового субстрата, который подгоняется в углубление.

Высота ростового субстрата представляет собой вертикальное расстояние между верхней и нижней поверхностями, когда субстрат расположен так, как требуется для применения. Ширина и длина представляют собой горизонтальные расстояния, перпендикулярные к данной высоте.

Субстрат образован по меньшей мере из двух слоев, включающих верхний слой, расположенный на верхней поверхности, и нижнюю поверхность, расположенную на нижней поверхности. Данные слои имеют разные плотности, где плотность верхнего слоя (первая плотность) меньше, чем плотность нижнего слоя (вторая плотность) по меньшей мере на 5 кг/м³.

Если включен промежуточный слой или слои, тогда они предпочтительно имеют плотность, промежуточную между первой плотностью и второй плотностью. В другом предпочтительном варианте осуществления ростовой субстрат образован из трех слоев, в котором плотность промежуточного слоя больше, чем плотности каждого верхнего и нижнего слоев. Данный вариант осуществления и его особые преимущества обсуждены далее ниже.

Наиболее предпочтительно субстрат состоит из верхнего и нижнего слоя и не имеет промежуточного слоя. Таким образом, предпочитают, что в основном только две различные плотности предусмотрены для высоты субстрата.

Первая плотность меньше второй плотности по меньшей мере на 5 кг/м³, предпочтительно по меньшей мере на 10 кг/м³.

Первая плотность составляет предпочтительно не более чем 70 кг/м³, предпочтительнее не более чем 65 кг/м³. Обычно, особенно в случае двухслойного субстрата, она составляет по меньшей мере 45 кг/м³, предпочтительно по меньшей мере 55 кг/м³.

Плотность нижнего слоя составляет предпочтительно по меньшей мере 65 кг/м³, предпочтительнее по меньшей мере 70 кг/м³. Обычно она составляет не более чем 100 кг/м³, предпочтительно не более чем 90 кг/м³.

Высота верхнего слоя предпочтительно больше высоты нижнего слоя.

В частности, высота нижнего слоя, как часть общей высоты ростового субстрата, находится в интервале 5-40%, предпочтительнее 20-40%.

Предпочтительно высота верхнего слоя по отношению к общей высоте субстрата находится в интервале 60-90%, предпочтительнее 60-80%.

В другом предпочтительном варианте ростовой субстрат имеет три слоя. Плотность верхнего слоя находится в интервале 35-50 кг/м³, плотность промежуточного слоя находится в интервале 55-70 кг/м³, и плотность нижнего слоя находится в интервале 45-60 кг/м³.

Как обсуждено выше, относительно низкая плотность верхнего слоя обеспечивает быстрое укоренение, которое особенно полезно для сельскохозяйственных культур, таких как перцы и древесно- 4 027765 кустарниковые растения, например розовые кусты. Также, как обсуждено выше, плотность нижнего слоя, которая по меньшей мере на 5 кг/м³ выше плотности верхнего слоя, дает преимущество в том, что присутствие избыточной воды в верхнем слое предотвращено. Однако так как плотность нижнего слоя составляет не более чем 60 кг/м³, в таком случае это также помогает в облегчении дренирования от нижнего слоя при применении.

Обычно промежуточный слой в данном варианте осуществления имеет наивысшую плотность из трех слоев. Это имеет преимущество, состоящее в том, что оно ведет к более эффективному использованию ростового субстрата корнями растений. Более высокая плотность данного слоя приводит корни к более медленному проникновению и к большему горизонтальному распределению. Это особенно полезно в вариантах осуществления, где ориентация волокна в верхнем слое является в основном вертикальной, как указано выше, так как такие варианты осуществления имеют тенденцию препятствовать горизонтальному росту корней в пользу вертикального роста. В вариантах осуществления, имеющих промежуточный слой, предпочитают, что ориентация волокна является в основном горизонтальной, чтобы содействовать в поддерживании горизонтального развития корней.

В данном варианте осуществления может быть предпочтительным иметь для трех слоев в основном одинаковую высоту по отношению друг к другу, так что каждый обеспечивает около одной трети высоты ростового субстрата.

Обычно каждый слой может иметь высоту в интервале от 1,5 до 4 см. Высота меньше чем 1,5 см может приводить к проблемам при изготовлении.

Трехслойные ростовые субстраты данного типа находятся предпочтительно в форме блока, обсужденного выше, и имеют высоту предпочтительно в интервале 5-12 см, предпочтительно 5-9 см. Они также могут быть даны в форме блоков большего размера, имеющих высоту в интервале 7,5-12 см.

В данном варианте осуществления верхний слой показывает ЬО1 по меньшей мере в 3,5 мас.%, но, как было установлено, можно ^{проводить} данный конкретный вариант осуществления с ЬО1 ниже данного значения, например по меньшей мере с 2,5 мас.%, в частности, когда плотность верхнего слоя является особенно низкой.

Поэтому в восьмом аспекте данного изобретения авторы предлагают ростовой субстрат, образованный из связанной матрицы искусственных стекловидных волокон (ΜΜΥΡ), связанных связующим веществом, причем имеющий верхнюю поверхность, снабженную углублением, которое приспособлено для размещения семени или сеянца, и противоположную нижнюю поверхность, на которой субстрат остается при применении, при этом субстрат образуется по меньшей мере из трех слоев, включающих верхний слой, расположенный на верхней поверхности и имеющий плотность в интервале 35-50 кг/м³, и нижний слой, расположенный на противоположной нижней поверхности и имеющий плотность в интервале 4560 кг/м³, и промежуточный слой, расположенный между верхним и нижним слоями и имеющий плотность в интервале 55-70 кг/м³.

Предпочтительно потеря при прокаливании (ЬО1) в верхнем слое представляет собой по меньшей мере 2,5 мас.%. Предпочтительно плотность верхнего слоя составляет не более чем 45 кг/м³, предпочтительнее не более чем 40 кг/м³. Другие предпочтительные особенности данного восьмого аспекта изобретения обсуждены выше в связи с трехслойным вариантом осуществления. Ростовой субстрат восьмого аспекта изобретения особенно применим в качестве ростового субстрата в способе выращивания растительной культуры, включающем предоставление ростового субстрата, размещенного в углублении для роста семени или сеянца, и создание возможности для роста, когда культура выбрана из растений перца и древесно-кустарниковых растений, особенно перца.

Во всех аспектах изобретения выбор удельных плотностей и пропорций верхнего и нижнего слоев и любых промежуточных слоев делают так, что средняя плотность поперек субстрата находится предпочтительно в интервале 60-80 кг/м³.

В субстрате с одной плотностью согласно шестому аспекту изобретения плотность составляет не более чем 70 кг/м³ и предпочтительно по меньшей мере 60 кг/м³.

Верхняя поверхность снабжена углублением, приспособленным для размещения молодого растения, а именно семени или сеянца. Оно может иметь обычные формы, известные как семенные лунки.

Таким углублениям могут быть приданы такие размеры, чтобы разместить одно семя или один сеянец. В альтернативном случае углубление представляет собой такую форму, которая приспособлена для размещения семени или сеянца с меньшим субстратным субстратом для роста, содержащим семя, или, более применимо, сеянец, который заранее был выращен. Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления ростовой субстрат по изобретению находится в форме, описанной выше, в качестве блока и имеет углубление, приспособленное для размещения меньшего ростового субстрата в форме, описанной выше как вставка.

Обычно полное углубление находится в пределах верхнего слоя. Углубление может иметь, например, цилиндрическую, усеченно-коническую, кубоидную или коническую конфигурацию. Предпочтительно она является цилиндрической.

Связанный ростовой субстрат образован из ΜΜΥΡ, связанных связующим веществом.

В изобретении в первом аспекте важно и в четвертом и пятом аспектах предпочтительно, что ЬО1

- 5 027765 верхнего слоя составляет по меньшей мере 3,5 мас.%. Предпочтительно ЬО1 нижнего слоя и любых других слоев также составляет по меньшей мере 3,5 мас.%, так что ЬО1 субстрата в целом составляет по меньшей мере 3,5 мас.%.

Количество связующего вещества является высоким относительно обычных субстратов и таково, что потеря при прокаливании в верхнем слое составляет по меньшей мере 3,5 мас.%. Предпочтительно ЬО1 в верхнем слое составляет по меньшей мере 3,7 мас.%, предпочтительнее по меньшей мере 3,9 мас.%. Она обычно составляет не более чем 5,3 мас.%.

ЬО1 в любых промежуточных слоях и независимо в нижнем слое предпочтительно также составляет по меньшей мере 3,5 мас.%, предпочтительнее по меньшей мере 3,7 мас.%, в особенности по меньшей мере 3,9 мас.%. Она обычно составляет не более чем 5,3 мас.%.

Потеря при прокаливании (ЬО1) минерального волокнистого субстрата является мерой количества органического материала, такого как связующее вещество и смачивающее вещество, если оно использовано, и других добавок, если они использованы, в ММУР-субстрате. ЬО1 сухого образца можно измерять, используя раздел 16 из В82972, 1989 (способ 1). ЬО1 верхнего слоя составляет по меньшей мере 3,5 мас.%, предпочтительно вплоть до 5,3 мас.%, особенно предпочтительно 3,8-4,5 мас.%. ЬО1 верхнего слоя может составлять по меньшей мере 4 мас.%. Во вставках, в частности, она составляет предпочтительно по меньшей мере 4,5 мас.%.

Более высокая ЬО1 означает, что субстрат является более сильным. Это означает, что он с меньшей вероятностью будет повреждаться во время использования, особенно во время автоматизированной обработки, например, в установках для размножения. Дополнительное преимущество более высокого содержания связующего вещества состоит в том, что можно создавать более гладкое семенное ложе/лунку в ростовом субстрате, таком как вставки и блоки, которые обычно снабжены семенным ложем. Более гладкая семенная лунка означает, что семя с большей вероятностью развивается из идеального положения в семенном ложе/лунке. Кроме того, семя с меньшей вероятностью вылетит из требуемой площади и будет закреплено в другой части минерального волокнистого субстрата. Точное расположение семян ведет к большей однородности получающейся культуры, что является полезным для распространителя.

Связующее вещество часто представляет собой органическое связующее вещество, которое обычно способно к отверждению при высокой температуре. Таким образом, ростовой субстрат представляет собой связанную ММУР-матрицу, скрепленную отвержденным связующим веществом. Связующее вещество может быть органическим гидрофобным связующим веществом и, в частности, оно может быть обычным, способным к отверждению при высокой температуре (термоотверждающимся), гидрофобным по типу связующим веществом, которое использовалось для ростовых ММУР-субстратов (и для других субстратов на основе ММУР). Это имеет преимущество в плане удобства и экономии. Таким образом, связующее вещество может представлять собой фенилформальдегидную смолу или карбамидоформальдегидную смолу, а именно фенилкарбамидоформальдегидную смолу (РИР). Связующее вещество может быть гидрофильным связующим веществом, например, описанным в ЕР 1889859А. В альтернативном случае оно может быть связующим веществом, не содержащим формальдегид, таким как в ФО 2008/028923 или ЕР 1047645А, или не содержащим фенол, как в ФО 2008/089849.

Однако в данном изобретении авторы находят, что особенно полезно привлечь к использованию связующее вещество, не содержащее формальдегид, или связующее вещество, не содержащее фенол. Это особенно ценно при условии, что используются высокие уровни связующего вещества, с которыми растущие растения будут в контакте.

Композиция связующего вещества до отверждения предпочтительно содержит (а) субстрат взаимодействия компонента, представляющего собой поликарбоновую кислоту, и компонента, представляющего собой алканоламин. В частности, композиция связующего вещества до отверждения предпочтительно содержит, кроме субстрата данного взаимодействия, сахарный компонент. Предпочтительно композиция связующего вещества до отверждения также содержит (Ь) сахарный компонент, предпочтительно по меньшей мере 30 мас.%, сахарного компонента в расчете на общую массу (сухое вещество) компонентов связующего вещества, предпочтительнее по меньшей мере 35 мас.%, в особенности по меньшей мере 42 мас.%.

Композиция связующего вещества данного типа предоставляет различные преимущества перед другими типами связующих веществ в контексте ростового субстрата. Например, субстрат проявляет более высокую степень перенасыщения и более высокую ФС-10 (мера удерживания воды), чем другие коммерчески используемые ММУР-субстраты, подходящие для применения в качестве ростовых субстратов. Результаты по росту в целом улучшены, например выбор данного конкретного связующего вещества приводит к повышенному числу растений, пригодных для пересадки, по сравнению с другими широко коммерчески используемыми ростовыми субстратами, содержащими другие связующие вещества.

Кроме того, отмечено, что применение минерального волокнистого субстрата, содержащего связующее вещество данного типа, может приводить к более высокой эффективности размещения семян в семенных лунках для размножения (оказывается, что меньше семян выскакивает из семенных лунок во время операции по автоматическому размещению), чем в ростовых субстратах, широко используемых в

- 6 027765 настоящее время. Данная, более высокая точность размещения семян в настоящем изобретении создает возможность для растениевода тратить меньше времени на повторное размещение семян и меньше семян теряется во время неточного размещения в углублении (что приводит к сниженным затратам ручного труда). Это также ведет к большей однородности окружающей среды вдоль набора семян, которые произрастают, приводя к более высокой однородности конечных растений как субстратов и в общем к более здоровым и сильным растениям.

Дополнительное, очень значительное преимущество выбора связующего вещества на основе компонента, представляющего собой поликарбоновую кислоту, и компонента, представляющего собой алканоламин, необязательно с сахарным компонентом, состоит в том, что оно может приводить к повышенной прочности на сжатие по сравнению с другими известными связующими веществами даже при том же значении величины ЬО1. Однако в данном изобретении желательно иметь относительно высокое значение величины ЬО1 и с данным конкретным типом связующего вещества высокая ЬО1 может быть достигнута намного с меньшим риском какого-либо повреждения по отношению к растущим растениям, как результат компонентов связующего вещества. В частности, включение высокой доли сахарного компонента гарантирует хорошие связывающие свойства, но с использованием компонента, который, как найдено, не является вредным для растений.

Включение высокой доли сахарного компонента в связующую композицию особенно применимо в контексте использования для ростовых субстратов. Присутствие сахара имеет тенденцию приводить к побурению при отверждении. Данное побурение является полезным для ростовых субстратов из минеральной ваты, так как оно облегчает для растениевода контроль расположения светлоокрашенных семян в ростовом субстрате из минеральной ваты. Кроме того, окрашенный в коричневый цвет ростовой субстрат из минеральной ваты является желательным для конечных пользователей, так как он имеет более тесную схожесть с почвой, чем светлоокрашенные ростовые субстраты для роста из минеральной ваты. Одновременно включение сахара дает связывающее вещество, которое является более экономичным для изготовления и более благоприятным для окружающей среды, чем связующее вещество, содержащее главным образом компонент (а), но без вредных эффектов на рост растения.

Также установлено, что качество данной предпочтительной связующей комбинации повышено по сравнению с субстратами, имеющими низкое содержание сахарного компонента или без него, так как свойства, характеризующие сопротивляемость старению, являются более высокими.

В настоящем изобретении предпочтительно использована связующая композиция, которая содержит компоненты (а) и предпочтительно также (Ь), определенные выше. Данная композиция включена в субстрат, который должен использоваться в качестве ростового субстрата и затем отвержден так, чтобы в конечном субстрате, использованном в качестве ростового субстрата, композиция была отверждена, и такие компоненты будут взаимодействовать. Таким образом, конечный субстрат, использованный в качестве ростового субстрата, содержит отвержденное связующее вещество, полученное отверждением определенной связующей композиции, содержащей компоненты (а) и предпочтительно также (Ь), и компоненты связующей композиции, обсужденные ниже по отношению к композиции до отверждения.

Использованный сахарный компонент (Ь) в соответствии с данным предпочтительным аспектом настоящего изобретения предпочтительно выбран из сахарозы и редуцирующих сахаров или их смесей.

Редуцирующий сахар представляет собой любой сахар, который в растворе имеет альдегидную или кетонную группу, которая позволяет сахару действовать в качестве восстановителя. В настоящем изобретении редуцирующие сахара могут находиться в неотвержденной связующей композиции как таковые или представлять собой углеводородное соединение, которое дает один или несколько редуцирующих сахаров на месте при тепловых условиях отверждения. Сахар или углеводородное соединение может представлять собой моносахарид в виде его альдозы или кетозы, дисахарид, триозу, тетрозу, пентозу, гексозу или гептозу, или ди-, олиго- или полисахарид или их комбинацию. Определенные примеры представляют собой глюкозу (т.е. декстрозу), гидролизаты крахмала, такие как кукурузный сироп, арабиноза, ксилоза, рибоза, галактоза, манноза, фруктоза, мальтоза, лактоза и инвертированный сахар.

Кристаллическая декстроза обычно получена представлением водной взвеси крахмала для гидролиза с помощью нагревания, кислоты или ферментов. В зависимости от условий реакции, использованных при гидролизе крахмала, получено множество смесей глюкозы и промежуточных субстратов, которые можно характеризовать с помощью их ΌΕ. ΌΕ представляет собой сокращение для эквивалента декстрозы/Эех1го5е ЕсциуаЕш и определен как содержание редуцирующих сахаров, выраженное в виде числа граммов безводной Ό-глюкозы на 100 г сухого вещества в образце при определении способом, охарактеризованным в международном стандарте 18О 5377-1981 (Е). Данный способ измеряет редуцирующие концевые группы и присоединяет ΌΕ 100 к чистой глюкозе (=декстроза) и ΌΕ 0 к чистой глюкозе.

Только глюкозный сироп с высоким ΌΕ может легко кристаллизоваться и давать субстрат, представляющий собой порошок или гранулированную форму. Самый популярный кристаллизующийся субстрат является моногидратом декстрозы с применением в медицине и жевательных таблетках. Моногидрат декстрозы представляет собой чистую глюкозу (ΌΕ 100).

Сироп с более низкими значениями ΌΕ постепенно теряет свою тенденцию к кристаллизации. Сироп со значениями ниже приблизительно 45 ΌΕ может быть сконцентрирован в устойчивую, не кристал- 7 027765 лизующуюся жидкость, например, стандарт 42 ΌΕ в виде сиропа, который находит широко распространенное применение в консервированных фруктовых презервах, мороженом, хлебобулочных изделиях, джеме, конфетах и во всех видах кондитерских изделий.

Предпочтительный сахарный компонент для применения в настоящем изобретении представляет собой редуцирующий сахар, имеющий эквивалент декстрозы ΌΕ, составляющий 40-100, предпочтительно 50-100 и предпочтительнее 86-100. Особенно предпочтительные редуцирующие сахарные компоненты представляют собой глюкозный сироп с высоким ΌΕ, высокофруктозный сироп и их смеси, например декстрозный сахарный сироп δίτοάβχ 331 или δίτοάβχ 431, оба от фирмы §ута1.

Однако также можно применять сахарные компоненты, имеющие относительно низкий ΌΕ (например, 45-55), когда сахарозу используют как сахарный компонент, который может быть более экономным.

Вязкость и содержание больших полимеров в сахарном сиропе обычно можно снижать повышением значения ΌΕ. Для ММУЕ-связующего вещества предпочтительно следует избегать большого содержания полимеров, так как это будет приводить к более липкому связующему веществу, приводящему к прилипанию образованного ММУЕ-мата или материала, содержащего связующее вещество, к оборудованию для изготовления, такому как, например, образующие стенки камеры, движущиеся конвейеры, валики и подвески.

Растворимость связующего раствора, содержащего сахарный сироп, можно увеличивать повышением значения ΌΕ. Связующий раствор должен быть достаточно растворимым в воде для обеспечения гомогенного распределения связующего вещества на минеральных волокнах, составляющих мат из минеральной ваты или материал, предназначенный для отверждения.

Качество связующего вещества повышено, когда использован сахарный компонент с высоким значением ΌΕ, а именно 40-100. Растворимость связующего раствора будет увеличиваться с повышением значения ΌΕ сахарного компонента. Связующий раствор должен быть достаточно растворимым в воде для обеспечения гомогенного распределения на волокнах при изготовлении ростового субстрата, предназначенного для отверждения.

Сахарный сироп будет обычно давать побурение при отверждении, которое более выражено при повышении значения ΌΕ. Это побурение является полезным для ростовых ММУР-субстратов, потому что оно облегчает контроль расположения светлоокрашенных семян в ростовом субстрате из минеральной ваты. Кроме того, окрашенный в коричневый свет ростовой субстрат из минеральной ваты является желательным для конечных пользователей, так как он имеет более тесную схожесть с почвой, чем светлоокрашенные ростовые субстраты из минеральной ваты.

Сахарный компонент (Ь) предпочтительно присутствует в неотвержденной связующей композиции в количестве по меньшей мере 42 мас.% в расчете на общую массу (сухое вещество) связующих компонентов. Сахарный компонент может присутствовать в неотвержденной связующей композиции в количестве по меньшей мере 42-90 мас.% в расчете на общую массу (сухое вещество) связующих компонентов, предпочтительно 42-75 мас.%, предпочтительнее 45-55 мас.%. Он может составлять по меньшей мере 50 мас.%, и в некоторых случаях полезны количества, по меньшей мере составляющие 60%.

Компонент (а) содержит субстрат взаимодействия компонента, представляющего собой поликарбоновую кислоту, и компонента, представляющего собой алканоламин.

Предпочтительно компонент, представляющий собой алканоламин, выбран из диэтаноламина, триэтаноламина, диизопропаноламина, триизопропаноламина, метилдиэтаноламина, этилдиэтаноламина, нбутилдиэтаноламина, метилдиизопропаноламина, этилизопропаноламина, этилдиизопропаноламина, 3амино-1,2-пропандиола, 2-амино-1,3-пропандиола и трис(гидроксиметил)аминометана. Наиболее предпочтительно компонент, представляющий собой алканоламин, является диэтаноламином.

В данной предпочтительной связующей композиции присутствует субстрат взаимодействия (а). Однако на практике обычно есть также некоторое количество компонента, представляющего собой непрореагировавший алканоламин, присутствующий в неотвержденной связующей композиции.

Компонент, представляющий собой поликарбоновую кислоту, обычно выбран из дикарбоновой, трикарбоновой, тетракарбоновой, пентакарбоновой и подобных поликарбоновых кислот и их ангидридов, солей и их комбинаций.

Предпочтительные компоненты на основе поликарбоновых кислот, использованные как исходные субстраты для взаимодействия с другими связующими компонентами, представляют собой ангидриды карбоновых кислот. Предпочтительный компонент, представляющий собой ангидрид карбоновой кислоты, может быть выбран из ангидридов насыщенных или ненасыщенных алифатических кислот и ангидридов циклоалифатических кислот, ангидридов ароматических кислот и их смесей, предпочтительно из ангидридов насыщенных или ненасыщенных циклоалифатических кислот, ангидридов ароматических кислот и их смесей.

В особенно предпочтительном варианте осуществления данного изобретения использованы два разных ангидрида, выбранные из ангидридов циклоалифатических кислот и/или ангидридов ароматических кислот. Предпочтительно данные разные ангидриды подвергают взаимодействию последовательно.

Предпочтительно компонент, представляющий собой ангидрид карбоновой кислоты, содержит комбинацию ангидридов циклоалифатической и ароматической кислот. Предпочтительно ангидрид кар- 8 02ТТ65 боновой кислоты выбран из ангидрида тетрагидрофталевой кислоты, ангидрида гексагидрофталевой кислоты, ангидрида метилтетрагидрофталевой кислоты и ангидрида надиковой кислоты. Предпочтительно ангидрид ароматической кислоты выбран из ангидрида фталевой кислоты, ангидрида метилфталевой кислоты, ангидрида тримеллитовой кислоты и ангидрида пиромеллитовой кислоты.

В вышеприведенном варианте осуществления с использованием двух разных ангидридов особенно предпочтительна комбинация ангидрида циклоалифатической кислоты и ангидрида ароматической кислоты, например комбинация ангидрида тетрагидрофталевой кислоты (ТНРА и ангидрида тримеллитовой кислоты (ТМА). Молярное отношение ангидрида циклоалифатической кислоты к ангидриду ароматической кислоты предпочтительно находится внутри интервала от 0,1 до 10, предпочтительнее внутри интервала от 0,5 до 3.

В предпочтительной связующей композиции на основе поликарбоновой кислоты/алканоламина присутствует субстрат реакции (а). Однако практически здесь также обычно имеется некоторое количество компонента, представляющего собой непрореагировавшую поликарбоновую кислоту, присутствующую в неотвержденной связующей композиции.

При получении компонента (а) пропорция реагентов, представляющая собой алканоламин и ангидрид карбоновой кислоты, предпочтительно выбрана так, что отношение эквивалентов аминных плюс гидроксильных групп (ΝΗ+ΟΗ) к эквивалентам карбоксильных групп (СООН) составляет по меньшей мере 0,4, предпочтительнее по меньшей мере 0,6.

С другой стороны, свойства конечной связующей композиции, а именно свойства при отверждении, определены общим отношением наличия реакционноспособных групп. Поэтому для оптимальной эффективности отношение эквивалентов аминных плюс гидроксильных групп (ΝΗ+ΟΗ) к эквивалентам карбоксильных групп (СООН) в конечной связующей композиции предпочтительно установлено составляющим 2,0 или меньше, предпочтительнее составляющим 1,7 и меньше. Обычно конечная связующая композиция имеет отношение эквивалентов (NΗ+ΟΗ)/(СООН) внутри интервала от 1,25 до 1,55.

Взаимодействие между реагентами, представляющими собой алканоламин и ангидрид карбоновой кислоты, проведено известным способом, например, как описано в \УО 99/36368, \УО 01/05725, \УО 02/06178, \УО 2004/007615 и \УО 20065/061249, полные содержания этих документов включены в настоящее описание ссылкой.

\УО 06/061249, \УО 08/020069, \УО 08/023032 и \УО 08/028923 - все раскрывают связующую композицию, которая содержит субстрат взаимодействия алканоламина и ангидрида карбоновой кислоты.

ЕР 1521801 раскрывает применение субстратов взаимодействия реагентов, представляющих собой алканоламин и ангидрид карбоновой кислоты с глюкозой в качестве части связующего вещества.

Если целесообразно, то во взаимодействии может быть использован дополнительный кислотный мономер и предпочтительно добавлен в реакционную смесь перед добавлением ангидридного реагента. Определенные примеры подходящих кислотных мономеров представляют собой ди-, три- и поликарбоновые кислоты, такие как адипиновая кислота, лимонная кислота, себациновая кислота, янтарная кислота, винная кислота и тримеллитовая кислота.

Температура взаимодействия обычно находится внутри интервала от 50 до 200°С. В предпочтительном варианте осуществления и в особенности, когда используют два различных ангидрида, алканоламин сначала нагревают до температуры по меньшей мере приблизительно 40°С, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 60°С, после чего туда добавляют первый ангидрид и температуру взаимодействия поднимают по меньшей мере приблизительно до 70°С, предпочтительно по меньшей мере приблизительно до 95°С и предпочтительнее по меньшей мере приблизительно до 125°С, при этой температуре в реакционную смесь добавляют второй ангидрид, когда весь первый ангидрид в основном растворился и/или прореагировал. Повышение температуры взаимодействия от 70-95 до 100-200°С ведет к более высокому превращению мономеров в олигомеры. В данном случае предпочтительный температурный интервал равен 105-107°С, предпочтительнее 110-150°С.

Если вода добавлена после того, как первый ангидрид прореагировал, либо вместе со вторым ангидридом, либо перед добавлением второго ангидрида, либо в конце взаимодействия, в количестве, необходимом для того, чтобы сделать связующее вещество легкопрокачиваемым, то получают связующее вещество, имеющее повышенную молекулярную массу (по сравнению с водной добавкой от начала), которое еще имеет требуемую прокачиваемость, вязкость и разбавляемость водой и содержит меньше непрореагировавших мономеров.

Для того чтобы улучшать водную растворимость и разбавляемость связующего вещества, можно добавлять основание вплоть до рН приблизительно 8, предпочтительно до рН в интервале приблизительно 5-8 и предпочтительнее до рН приблизительно 6. Кроме того, добавление основания может вызывать, по меньшей мере, частичную нейтрализацию непрореагировавших кислот и сопутствующее снижение коррозионности. Обычно основание будет добавляться в количестве, достаточном для достижения требуемой водной растворимости или разбавляемости. Основание предпочтительно выбирают из летучих оснований, которые будут испаряться при температуре отверждения или ниже ее и, следовательно, не будут влиять на отверждение. Определенные примеры подходящих оснований представляют собой аммиак (ΝΗ₃) и органические амины, такие как диэтаноламин (ΌΕΑ) и триэтаноламин (ТЕА). Основание

- 9 027765 предпочтительно добавляют в реакционную смесь после того, как взаимодействие между алканоламином и ангидридом карбоновой кислоты активно было остановлено добавлением воды.

Содержание связующего вещества в ММУР-субстрате может быть главным содействующим фактором для значения ЬО1. Например, общее содержание связующего вещества в верхнем слое и независимо в любых других слоях может составлять по меньшей мере 3 мас.%, в частности по меньшей мере 3,2 мас.%, в особенности по меньшей мере 3,5 мас.% или даже по меньшей мере 4 мас.%.

Предпочтительно количество связующего вещества в верхнем слое составляет по меньшей мере 3,5 мас.%. Предпочтительно количество связующего вещества в верхнем слое составляет по меньшей мере 3,7 мас.%, предпочтительнее по меньшей мере 3,9 мас.%. Оно обычно составляет не более чем 5,3 мас.%.

Количество связующего вещества в любых промежуточных слоях и в нижнем слое также предпочтительно составляет по меньшей мере 3,5 мас.%, предпочтительнее по меньшей мере 3,7 мас.%, в особенности по меньшей мере 3,9 мас.%. Оно обычно составляет не более чем 5,3 мас.%.

Ростовой субстрат предпочтительно содержит смачивающее вещество. Это может быть обычный неионогенный сурфактант, но предпочтительно смачивающее вещество представляет собой ионогенный сурфактант.

Предпочтительно он представляет собой анионогенный сурфактант. Подходящие анионогенные сурфактанты включают соли (включающие, например, соли натрия, калия, аммония и замещенного аммония, такие как моно-, ди- и триэтаноламинные соли) анионогенных сульфатных, сульфонатных, карбоксилатных и саркозинатных сурфактантов. Другие анионогенные сурфактанты включают изэтионаты, такие как ацилизэтионаты, Ν-ацилтаураты, жирнокислотные амины метилтаурида, алкилсукцинаты и сульфосукцинаты, сложные моноэфиры сульфосукцинатов, сложные диэфиры сульфосукцинатов и Νацилсаркозинаты. Предпочтительными являются анионогенные сульфатные сурфактанты и анионогенные сульфонатные сурфактанты, анионогенные карбоксилатные сурфактанты и анионогенные сурфактанты мыла.

Особенно предпочтительными являются анионогенные сульфонатные сурфактанты, такие как линейные или разветвленные алкилбензолсульфонаты, алкиловые сложноэфирные сульфонаты, первичные или вторичные алкиленсульфонаты, олефинсульфонаты, сульфонированные поликарбоновые кислоты, алкилглицеролсульфонаты, жирные ацилглицеролсульфонаты, жирные олеилглицеролсульфонаты и их смеси.

Наиболее предпочтительно анионогенный сурфактант является линейным алкилбензолсульфонатом, в котором алкильная цепь имеет от 5 до 20 атомов углерода. Предпочтительны натриевая и калиевая соли. Данный тип сурфактанта обеспечивает особенно полезные свойства по распределению воды для ростовых субстратов относительно большой высоты и также обеспечивает отличные свойства для повторного насыщения и не ведет к проблемам пенообразования в ирригационной воде. Обычные неионогенные сурфактанты позволяют ростовому субстрату поглощать воду, но их способность по удерживанию воды, распределение воды по всей высоте и свойства по вторичному смачиванию не так хороши, как у данного типа сурфактанта, предпочтительного в данном описании.

Предпочтительно длина алкильной цепи находится в интервале 8-16, и предпочтительнее по меньшей мере 90% цепей находится в интервале 10-13, и предпочтительнее по меньшей мере 90% (мас.) находится в интервале 10-12.

Предпочтительно смачивающее вещество содержит линейный алкилбензолсульфонат, и в данном случае субстрат получен предпочтительно способом, в котором полиол (такой как моноэтиленгликоль) включен со смачивающим веществом в минеральном волокнистом субстрате. Массовое отношение линейного алкилбензолсульфоната к моноэтиленгликолю (или другой полиол, например, пропиленгликоль или триметилолпропан) предпочтительно составляет от 0,3:1 до 3,75:1, предпочтительно от 1:1 до 2:1. Полиол обычно испаряется во время последующей обработки и отверждении, таким образом, обычно только следовые количества, если вообще имеются, присутствуют в конечном субстрате.

В альтернативном случае ионогенный сурфактант может быть катионогенным или цвиттерионным. Примеры катионогенных сурфактантов включают четвертичные аммониевые сурфактанты. Они могут быть выбраны, например, из моно С6 до моно С16, предпочтительно от С6 до С10, Ν-алкил или алкениламмониевых сурфактантов, в которых незанятые положения при Ν замещены группами, такими как метил, гидроксиэтил и гидроксипропил.

Подходящие цвиттерионные сурфактанты включают производные вторичных и третичных аминов, производные гетероциклических вторичных и третичных аминов или производные четвертичного аммония, четвертичного фосфония или соединения третичного сульфония. Примерами цвиттерионных сурфактантов являются бетаиновые и сультаиновые сурфактанты.

Предпочтительно количество (мас.) ионогенного сурфактанта в расчете на массу связующего вещества (сухое вещество) находится в интервале 0,01-5%, предпочтительно 0,1-4%.

Ионогенный сурфактант присутствует в минеральном волокнистом субстрате в количествах предпочтительно от 0,01 до 3% (мас.) в расчете на минеральный волокнистый субстрат, предпочтительнее 0,05-1%, в особенности 0,1-0,8%.

Связующие композиции, использованные в настоящем изобретении, могут дополнительно содер- 10 027765 жать одну или несколько обычных связующих добавок. Они включают, например, ускорители отверждения, такие как, например, β-гидроксиалкиламиды, свободная кислота и солевые формы фосфорной кислоты, гипофосфорной кислоты и фосфоновой кислоты. Также могут быть использованы другие сильные кислоты, такие как борная кислота, серная кислота, азотная кислота и п-толуолсульфоновая кислота, по отдельности или в комбинации с только что указанными кислотами, в частности с фосфорной кислотой, гипофосфорной кислотой или фосфоновой кислотой. Другие подходящие связующие добавки представляют собой аммиак, вещества со связанным силаном, такие как γ-аминопропилтриэтоксисилан; термические стабилизаторы; УФ-стабилизаторы; пластификаторы; противомиграционные добавки; коалесценты; наполнители и разбавители, такие как глина, силикаты и гидроксид магния; пигменты, такие как диоксид титана; ингибиторы горения; ингибиторы коррозии, такие как тиомочевина, мочевина; пеногасители; антиоксиданты и другие.

Данные связующие добавки и адъюванты могут быть использованы в общепринятых количествах, обычно не превышающих 20 мас.% связующих твердых веществ. Количество ускорителя отверждения в связующей композиции обычно находится в интервале 0,05-5 мас.% в расчете на твердые вещества.

Водная связующая композиция, примененная к минеральным волокнам, обычно имеет содержание твердых веществ от 1 до 30 мас.%, в частности от 15 до 27 мас.%, особенно от 20 до 24 мас.%. Обычно водная связующая композиция имеет рН 5,5 или больше.

Способ роста по данному изобретению может представлять собой способ выращивания растительной сельскохозяйственной культуры из семени, а именно способ размножения, где применение субстратов изобретения оказывается особенно полезным. В особенности способ является полезным в случае, где семена введены в семенные лунки в субстрате автоматическим путем. Установлено, что применение связующей системы изобретения приводит к более эффективной совокупности большого числа семенных лунок.

Размещение семени может быть проведено обычным способом. Точное размещение важно и предпочтительный способ состоит в применении посевного агрегата, такого как сеялка с насадкой Гранетте/Огаиейе (доступная от фирмы Ук^ег).

Сеялка Гранетте представляет собой сеялку с насадкой с самоочищающимися наконечниками, которая высевает семя непосредственно в ячейку лотка. Из-за многих возможных регулирований на сеялке в комбинации с высевающим ремнем индекса Р8Ь-П возможна очень высокая точность. Сеялка имеет штангу с двумя насадками для посева по двум рядам ячеек в лотке при одном ударе. Вибрирующая насадочная штанга будет располагаться выше вибрирующего высевающего аппарата, где будут сортироваться семена. Регулированием времени сортировки семени, величины вакуума и интенсивности вибрации высевающего аппарата и насадочной штанги может быть достигнут требуемый результат. После сортировки семян насадочная штанга будет выше расположенного лотка, где вакуум в насадках будет высвобождаться настолько, что семена упадут в центр ячеек лотка. После падения семени, когда насадочная штанга возвращается к высевающему аппарату, насадки вычищаются иглами, которые выступают из кончиков насадки.

Однако данный способ в альтернативном случае может быть способом размножения из сеянца или способом роста на более поздней стадии растения.

Способы и применения по данному изобретению будут большей частью включать предоставление ростового субстрата, необязательно смачивание субстрата водой, размещение семени или сеянца внутри углубления (либо одного либо уже в пределах меньшего ростового субстрата внутри углубления), орошение ростового субстрата и создание возможности для роста.

Ростовой субстрат изобретения может быть сделан при использовании обычных способов для изготовления ММУР-субстратов двойной плотности (для первого аспекта изобретения и связанных с ним способов и применений) и для связанных ММУР-субстратов одной плотности (для шестого аспекта изобретения и связанных с ним способов и применений).

Обычно ростовой субстрат может быть сделан способом, включающим стадии предоставления ММУР, опрыскивания ММУР связующей композицией, опрыскивания ММУР смачивающим веществом при его использовании, сбора и уплотнения ММУР и отверждения связующей композиции.

Подходящие способы образования волокна и последующие стадии производства для изготовления ММУР-субстрата являются обычными стадиями в данной области. Например, волокна обычно делают плавлением минеральной загрузки для образования минерального расплава известными способами, такими как применение каскадного прядильного устройства (предпочтительного) или применение способов прядения с использованием прядильной кружки. Это приводит к образованию облака переносимых по воздуху волокон.

Непосредственно после волокнообразования минерального расплава связующим веществом обычно опрыскивают минеральные волокна, переносимые по воздуху. Связующая композиция часто представлена в форме водной композиции.

Смачивающим веществом также опрыскивают переносимые по воздуху минеральные волокна. Опрыскивание связующей композицией и смачивающим веществом часто проводят в основном одновре- 11 027765 менно, но можно проводить и последовательно. Смачивающее вещество и связующее вещество могут быть заранее смешаны перед опрыскиванием, но ими опрыскивают обычно по отдельности.

После сбора ММУ-волокон, покрытых опрыскивающим составом, представляющих собой нетканый материал, нетканый материал подвергают уплотнению и обработке для получения требуемой плотности и субстрата с многослойной плотностью в плане субстрата аспектов изобретения, для которых требуется многослойность.

Для субстрата одной плотности обычный способ может, например, включать поперечную обмотку или другие формы уплотнения, необязательно включающие продольное сжатие.

Способы изготовления связанной ММУР-матрицы с двойной плотностью также известны. Один способ включает создание нетканого материала, разделение материала в горизонтальном направлении на два субматериала и предоставление субматериала, предназначенного для образования слоя, который должен иметь более высокую плотность, к сжатию высоты для того, чтобы увеличить его плотность, и повторное связывание этих двух субматериалов.

В альтернативном случае слой с пониженной плотностью и слой с повышенной плотностью могут быть созданы раздельно и затем связаны вместе. Связывание может происходить с применением подходящего связующего вещества или механической фиксацией. В случае раздельно созданного верхнего и нижнего слоев можно связывать вместе два слоя, имеющих различные ориентации волокна. Это может вести к особым преимуществам для определенных культур.

Примеры способов изготовления субстрата с двойной плотностью описаны в следующих патентных публикациях: АО 94/16162; ЕР 741827А; АО 97/36035; ЕР 111113А; АО 03/042468; АО 03/054264 и АО 03/054270.

Аналогичные способы могут быть использованы для предоставления субстратов, имеющих больше двух слоев с соответствующим приспособлением.

Покрытый опрыскивающим составом и уплотненный ММУР-нетканый материал обычно подвергают отверждению в печи для отверждения, обычно с помощью горячего воздушного потока. Горячий воздушный поток может вводиться в минеральный волокнистый материал или снизу или сверху или в изменяющихся направлениях в характерные зоны в направлении длины печи для отверждения. Температуры отверждения выбирают соответственно для использованного связующего вещества. Обычно отверждение выполняют при температуре по меньшей мере 220°С. После отверждения отвержденная связующая композиция связывает волокна в виде структурно связанной матрицы волокон.

В данном изобретении предпочитают, чтобы обертка из полимерной пленки была расположена в контакте с вертикальными сторонами ростового субстрата и обеспечена отверстиями. Это, как установлено, приводит к особенно хорошим ростовым условиям для медленно растущих сельскохозяйственных культур, таких как перцы. Обертка в виде полимерной пленки может быть создана из любого типа полимерной пленки, известной для обертывания ростовых субстратов, а именно из полиэтиленовой пленки. Заранее перфорированная пленка может быть применена к ростовому субстратному субстрату или отверстия могут быть сделаны сразу, как только пленка размещается на субстрате.

Квалифицированным специалистом будет определено, что любые из предпочтительных особенностей данного изобретения могут быть объединены в качестве целесообразных для того, чтобы реализовать предпочтительный способ, субстрат, связующую композицию или применение изобретения.

Следующие примеры предназначены для того, чтобы дополнительно проиллюстрировать данное изобретение.

Пример 1.

Субстрат первого аспекта изобретения показан на фиг. 1. Субстрат 1 представляет собой связанную матрицу волокон каменной ваты. Субстрат имеет форму блока общей высоты А и состоит из верхнего слоя 5 высоты В и нижнего слоя 6 высоты С. Например, общая высота А могла составлять 55 мм, с высотой В верхнего слоя, составляющей 35 мм, и высотой С нижнего слоя, составляющей 20 мм. Данный субстрат снабжен отверстиями для воздуха 7, тянущимися в блок, - одно в верхнем слое и одно в нижнем слое. Средняя плотность субстрата как целого составляет около 70 кг/м³ и значение ЬО1 в обоих слоях составляет 4,5 мас.%. В данном варианте осуществления есть углубление 3 на верхней поверхности 2, которое полностью находится внутри верхнего слоя. В данном примере верхний слой имеет плотность 60 кг/м³ и плотность нижнего слоя может находиться в интервале от 75 до 89 кг/м³. Субстрат имеет длину, составляющую 100 мм, и ширину, составляющую 100 мм, и представляет собой кубоидную форму. При применении семя или сеянец, заключенный в пределах меньшего ростового субстрата, размещают внутри углубления для обеспечения роста. Субстрат остается при применении на его нижней поверхности 4. Он может быть размещен во время ростового периода на любой подходящей поверхности, которая способствует тому, чтобы блок орошался.

Связующее вещество образуют из смеси, состоящей из 50 мас.% (Ь) сахарного компонента (глюкоза) и 50 мас.% (а) субстрата взаимодействия компонента, представляющего собой поликарбоновую кислоту, и компонент, представляющий собой алканоламин. Матрица также содержит смачивающее вещество. Подробности создания матрицы даны ниже.

Получение связующего компонента (а).

- 12 027765

158 г диэтаноламина (ΌΕΑ) помещают в 1-литровый стеклянный реактор, снабженный мешалкой и кожухом для нагревания/охлаждения. Температуру диэтаноламина поднимают до 60°С, после чего добавляют 91 г ангидрида тетрагидрофталевой кислоты (ТНРА). После подъема температуры и поддерживания ее при 139°С добавляют вторую порцию 46 г ангидрида тетрагидрофталевой кислоты и затем 86 г ангидрида тримеллитовой кислоты (ТМА). После взаимодействия при 130°С в течение 1 ч смесь охлаждают до 95°С и добавляют 210 г воды и смесь перемешивают в течение 1 ч. После охлаждения до температуры окружающей среды полученный полимер готов для применения.

Содержание твердых веществ связующего вещества составляет 58%.

Повышенные количества полимера (а) на основе связующего компонента готовят для связующих композиций по вышеприведенной процедуре.

Получение связующей композиции.

3000 л связующей композиции готовят первым смешиванием 515 л полимерного (а) связующего компонента с 141 л аммиака, 22 л гипофосфорной кислоты и 9,2 л стандартного силана (гаммааминопропилтриэтоксисилан). Потом данную смесь смешивают с 601 л сахарного компонента (а), δίгобех 431 от фирмы 8уга1. Наконец, данную связующую смесь разбавляют водой до 22% твердых веществ и затем разбавляют перед применением.

Повышенные количества связующей композиции могут быть приготовлены для получения ростовых субстратов по вышеприведенной процедуре.

Получение смачивающего вещества.

Линейный алкилбензолсульфонатный анионогенный сурфактант и моноэтиленгликоль смешивают в отношении 1,25:1 для получения смачивающего агента (ЬА8/МЕО).

Получение субстратов изобретения (ниже субстрат 1).

Связующую композицию получают, как описано выше. Данную связующую композицию (при соответствующем расходе, таком чтобы достигнуть приведенных значений ЬО1) и полученное смачивающее вещество (при расходе 5,7 л смачивающее вещество/тонна минеральной шерсти) подают на каскадное прядильное устройство и наносят опрыскиванием на минеральные волокна. Покрытые волокна затем собираются на движущемся конвейере.

Собранный нетканый материал из покрытых волокон подвергают процессу горизонтального расщепления и сжатия нижнего слоя до требуемой плотности. Верхний и нижний слои затем повторно соединяют и субстрат, как целый, транспортируют в печь для отверждения при 275°С в течение 5-15 мин для образования ММУР-субстрата. Данный субстрат затем режут на блоки требуемой формы и размера и делают углубления на верхних поверхностях.

Пример 2.

Проводили сравнение между ростовыми субстратными блоками согласно данному изобретению и коммерчески доступным блоком, не соответствующим любому аспекту данного изобретения. Данный коммерчески доступный субстратный блок используют в промышленных целях в качестве субстрата для роста растений перца, и он имеет плотность 75 кг/м³ повсюду. Оба блока использованы в качестве субстрата для роста растений перца, и полученный рост корней показан на фиг. 2. В верхней половине фигуры, показанной как субстрат А, использованные блоки представляют собой блоки с двойной плотностью согласно изобретению. В нижней половине фигуры, помеченной как субстрат В, ростовой субстрат представляет собой блок одной плотности, не соответствующий данному изобретению.

Можно видеть, что в случае субстрата А согласно изобретению имеется больше растительной массы и более быстрое развитие корней.

Пример 3.

Субстрат восьмого аспекта изобретения показан на фиг. 3. Субстрат 1 представляет собой связанную матрицу из волокон каменной ваты. Субстрат имеет форму блока общей высоты А и образован из верхнего слоя 5 высоты В, нижнего слоя 6 высоты С и промежуточного слоя 8 высоты Ό. Общая высота А составляет 75 мм, при этом высота В верхнего слоя составляет 25 мм, высота С нижнего слоя составляет 25 мм и высота Ό промежуточного слоя составляет 25 мм. Значение ЬО1 во всех слоях составляет 3,5 мас.%. В данном варианте осуществления есть углубление 3 на верхней поверхности 2, которое полностью находится внутри верхнего слоя. В данном примере верхний слой имеет плотность 45 кг/м³, плотность нижнего слоя составляет 55 кг/м³, и плотность промежуточного слоя составляет 60 кг/м³. Субстрат имеет высоту 100 мм и ширину 100 мм и является кубоидным по форме.

При применении семя или сеянец, расположенный в пределах меньшего ростового субстрата, помещают внутри углубления 3, чтобы предоставить возможность для роста. Субстрат остается при использовании на его нижней поверхности. Он может быть расположен во время ростового периода на любой подходящей поверхности, которая создает для блока возможности, предназначенные для орошения.

Связующее вещество образуют из смеси 50 мас.% (Ь) сахарного компонента (глюкоза) и 50 мас.% (а) субстрата взаимодействия компонента, представляющего собой поликарбоновую кислоту, и компонента, представляющего собой алканоламин. Матрица также содержит смачивающее вещество. Их получают, как описано в примере 1. Данный субстрат получают способом, аналогичным способу для субстрата примера 1, за исключением того, что когда собранный нетканый материал из покрытых волокон под- 13 027765 вергают процессу горизонтального разделения, он делится на три слоя, и как промежуточный слой, так и нижний слой подвергают сжатию до требуемой плотности. Затем слои повторно соединяют, и субстрат как целый перемещают в печь для отверждения при 275°С в течение 5-15 мин для образования ММУРсубстрата. Данный субстрат затем режут на блоки требуемой формы и размера и делают углубления на верхней поверхности.

Claims (25)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Ростовой субстрат, образованный из связанной матрицы искусственных стекловидных волокон (ММУР), связанных связующим веществом, имеющий углубления на верхней поверхности, приспособленные для размещения семени или сеянца, при этом субстрат образован по меньшей мере из двух слоев, включающих верхний слой и нижний слой, где плотность верхнего слоя меньше, чем плотность нижнего слоя по меньшей мере на 5 кг/м³, и плотность верхнего слоя находится в интервале 65-90 кг/м³, и где потеря при прокаливании (ЬО1) в верхнем слое составляет по меньшей мере 3,5 мас.%.
2. 2. Ростовой субстрат по п.1, в котором связующее вещество представляет собой отвержденное связующее вещество, включающее отвержденный продукт композиции, включающей а) сахарный компонент и Ь) субстрат взаимодействия компонента, представляющего собой поликарбоновую кислоту, и компонента, представляющего собой алканоламин.
3. 3. Ростовой субстрат по п.1 или 2, в котором ММУР представляют собой волокна из каменной ваты.
4. 4. Ростовой субстрат по любому предшествующему пункту, в котором плотность верхнего слоя находится в интервале 50-70 кг/м³.
5. 5. Ростовой субстрат по любому предшествующему пункту, в котором плотность верхнего и нижнего слоя отличается по меньшей мере на 10 кг/м³.
6. 6. Ростовой субстрат по любому предшествующему пункту, в котором ЬО1 в верхнем слое составляет по меньшей мере 3,7 мас.%.
7. 7. Ростовой субстрат по любому предшествующему пункту, боковые поверхности которого покрыты пленкой, выполненной из непроницаемого для воздуха материала, который снабжен отверстиями.
8. 8. Ростовой субстрат по любому предшествующему пункту, в котором верхний слой образует более значительную часть толщины субстрата, чем нижний слой.
9. 9. Ростовой субстрат по любому предшествующему пункту, имеющий высоту в интервале 4-10 см, предпочтительно не более чем 8 см.
10. 10. Ростовой субстрат по любому предшествующему пункту, имеющий объем в интервале 400-1200 см³, предпочтительно около 850 см³.
11. 11. Применение ростового субстрата по любому из пп.1-10 в качестве субстрата для выращивания сельскохозяйственной культуры.
12. 12. Применение по п.11, в котором сельскохозяйственная культура представляет собой перец.
13. 13. Способ выращивания сельскохозяйственной культуры, включающий предоставление ростового субстрата по любому из пп.1-10, размещение семени или сеянца в углублении и создание возможности для роста.
14. 14. Способ по п.13, в котором сельскохозяйственная культура представляет собой перец.
15. 15. Применение ростового субстрата по любому из пп.1-10 в качестве субстрата для выращивания сельскохозяйственной культуры, выбранной из растений перца и древесно-кустарниковых растений.
16. 16. Способ выращивания сельскохозяйственной культуры, выбранной из растений перца и древесно-кустарниковых растений, включающих предоставление ростового субстрата согласно любому из пп.1-10, причем данный способ включает размещение семени или сеянца в углублении для роста и создание возможности для роста.
17. 17. Способ выращивания сельскохозяйственной культуры по п.16, где плотность субстрата составляет не более чем 70 кг/м³ и потеря при прокаливании (ЬО1) составляет по меньшей мере 3,5 мас.%.
18. 18. Применение ростового субстрата по п.15, где плотность субстрата составляет не более чем 70 кг/м³ и потеря при прокаливании (ЬО1) составляет по меньшей мере 3,5 мас.%.
19. 19. Способ по п.17, в котором сельскохозяйственная культура представляет собой перец.
20. 20. Применение по п.18, в котором сельскохозяйственная культура представляет собой перец.
21. 21. Ростовой субстрат, образованный из связанной матрицы искусственных стекловидных волокон (ММУР), связанных связующим веществом, имеющий углубления на поверхности, приспособленным для размещения семени или сеянца, при этом субстрат образован по меньшей мере из трех слоев, включающих верхний слой, расположенный на верхней поверхности и имеющий плотность в интервале 35-45 кг/м³, и нижний слой, расположенный на противоположной нижней поверхности и имеющий плотность в интервале 45-60 кг/м³, и промежуточный слой, расположенный между верхним и нижним слоями и имеющий плотность в интервале 55-70 кг/м³.
22. 22. Применение ростового субстрата по п.21 в качестве субстрата для выращивания сельскохозяйственной растительной культуры.

    - 14 027765
23. 23. Применение по п.22, в котором сельскохозяйственная культура представляет собой перец.
24. 24. Способ выращивания сельскохозяйственной культуры, включающий предоставление ростового субстрата по п.21, размещение семени или сеянца в углублении и создание возможности для роста.
25. 25. Способ по п.24, в котором сельскохозяйственная культура представляет собой перец.