PL240116B1 - Złoże ogrodnicze - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest złoże ogrodnicze, zwłaszcza do uprawy roślin. Złoże stanowi przynajmniej jedną utworzoną w gruncie lub obudowie (1) samonośną komorę (2), która przynajmniej częściowo wypełniona jest materiałem zdolnym do kumulacji wody (3) oraz glebą naturalną lub sztuczną (5), przy czym od góry komora (2) przynajmniej w części osłonięta jest sztywną, odporną na działanie wody, przepuszczalną dla wody i przerastających korzeni roślin membraną (4) o ustalonym położeniu.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest złoże ogrodnicze, zwłaszcza do uprawy roślin.

Ze stanu techniki znane są materiały polimerowe nierozpuszczalne w wodzie lecz wykazujące silne własności sorpcyjne w stosunku do wody. Objętość zaabsorbowanej wody może nawet kilkaset razy przekraczać objętość suchego polimeru, zwanego również superabsorbentem (SAP), a spęczniały polimer tworzy tak zwany hydrożel - galaretowatą, elastosprężystą substancję, która, jako nośnik dużej ilości wody, pozostaje przez długi okres czasu wilgotna, i która, bez dostępu wody, ulega powolnemu przesychaniu. Hydrożele stanowią spęczniałe w wodzie częściowo usieciowane polimery polarnych monomerów. Stwierdzono przydatność hydrożeli w produkcji ogrodniczej i uprawie roślin zarówno na małą jak i na dużą skalę, a także ich pozytywny wpływ na rozwój i korzenienie się roślin oraz strukturę gleby. Superabsorbenty powodują istotną poprawę gospodarki wodnej oraz korzystne zapewnienie stałej dostępności wody dla roślin. Stosowanie superabsorbentów w uprawie nie tylko zatrzymuje wodę, ale także umożliwia jej oddawanie roślinom w okresach braku opadów lub w miejscach, gdzie z powodu intensywnego odpływu powierzchniowego lub szybkiej infiltracji w głąb gruntu, np. nad warstwami drenażowymi, występuje jej niedobór.

Istotnym czynnikiem wpływającym na efektywność działania hydrożeli jest sposób ich stosowania. Znanym sposobem jest bezpośrednie wprowadzanie hydrożelu do podłoża poprzez wymieszanie go z glebą do określonej głębokości. Rozwiązanie to nie jest dostatecznie skuteczne. Hydrożele wykazują niską siłę pęcznienia pod obciążeniem, co powoduje, że po zmieszaniu hydrożelu z glebą nie jest on w stanie w pełni spęcznieć i całkowicie wykorzystać swoje właściwości retencjonowania wody. Po przypadkowym przeschnięciu i utracie części wody, a co za tym idzie - utracie objętości, w warunkach nacisku złoża gleby hydrożel praktycznie nie odzyskuje już swojej pierwotnej objętości, a jego efektywność znacznie spada. Dalsze kolejne przeschnięcia skutecznie redukują efektywność działania hydrożelu oraz zdolność jego regeneracji.

Ze zgłoszenia patentowego P.362942, znana jest taśma geokompozytu przeznaczona do aplikacji do podłoża glebowego w celu powiększenia zdolności retencyjnej gleby. Taśma może być aplikowana do gruntu w przypadku zabudowy biologicznej skarp nasypów i wykopów lub skłonów i zboczy powstających przy pracach deniwelacyjnych terenu.

Z kolei z opisu patentowego JP58138807 znana jest taśma geokompozytu, charakteryzująca się tym, że elementy osłonowe stanowią co najmniej dwa pasy materiału o dobranej szerokości i długości.

Natomiast z opisu patentowego PL211198 B1 znany jest element geokompozytowy, zwłaszcza do wspomagania wegetacji roślin, który posiada konstrukcję szkieletową tworzącą przestrzeń dla materiału sorbującego i otulinę umieszczoną na powierzchni konstrukcji szkieletowej. Znany element kompozytowy przeznaczony jest do umieszczania w glebie, a konstrukcja szkieletowa oraz kryjąca ją otulina zabezpiecza przed działaniem nacisku warstwy nadkładu gleby. Jednakże, oprócz niewątpliwych zalet, stosowanie znanych elementów geokompozytowych powoduje wprowadzanie do środowiska materiałów szkieletu i otuliny, które mogą stanowić odporne na starzenie tworzywa sztuczne i być uciążliwymi odpadami.

Złoże ogrodnicze według wynalazku stanowi utworzoną w gruncie przynajmniej jedną przenośną komorę, która przynajmniej w 10% wypełniona jest materiałem zdolnym do kumulacji wody, przy czym od góry komora osłonięta jest sztywną odporną na działanie wody, przepuszczalną dla wody i przerastających korzeni roślin membraną o ustalonym położeniu.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku złoże ogrodnicze zawiera umieszczone w przenośnej komorze wypełnienie z materiału zdolnego do kumulacji wody, które jest częściowo osłonięte szczelną osłoną, korzystnie zaopatrzona w otwór służący do podlewania, i posiada przynajmniej na części swojej grubości otwarte wybranie wyłożone odporną na działanie wody, przepuszczalną dla wody i przerastających korzeni roślin membraną, wypełnione glebą, w której umieszczona jest roślina.

Materiał zdolny do kumulacji wody może stanowić porowaty materiał gąbczasty, korzystnie gąbka naturalna lub sztuczna, i/lub absorbujący wodę hydrofilowy materiał w postaci hydrożelu, korzystnie superabsorbent. Korzystnie, gdy materiał absorbujący wodę stanowi przynajmniej jeden pęczniejący w wodzie polimer wybrany z grupy obejmującej estry i sole polimerów kwasu akrylowego, kopolimery polialkoholu winylowego, hydrofilowe polimery winylowe, pochodne celulozy, polimery i kopolimery tlenku etylenu, pochodne alkoholu poliwinylowego, pochodne poliakrylonitrylu.

PL 240 116 B1

Korzystnie, gdy membranę stanowi ażurowa warstwa wykonana z jednego kawałka materiału. W innym przykładzie wykonania membrana może być złożona z wielu elementów.

Membrana może być wykonana z materiałów ceramicznych, tworzyw sztucznych, betonu, korzystnie porowatego, a także z ułożonych prętów, korzystnie splecionych, na przykład z wikliny.

W szczególnym przykładzie wykonania membrana może mieć formę odcinka kraty, siatki lub perforowanej płyty, wykonanej z tworzywa sztucznego.

W celu utrudnienia spływania i migracji wody poniżej wypełnienia komory, a takie zapewnienia nawilżania go wodą opadową dno komory wyłożone jest warstwą nieprzepuszczalną lub częściowo przepuszczalną.

Korzystnie, gdy warstwę nieprzepuszczalną lub częściowo przepuszczalną stanowi folia tworzywa sztucznego ułożona, korzystnie na warstwie zabezpieczającej przed perforacją.

Korzystnie, gdy gleba jest przystosowana do uprawy danego rodzaju roślin.

Złoże ogrodnicze według wynalazku przedstawione jest w przykładach wykonania na załączonym rysunku, którego

Fig. 1 ukazuje schematycznie przykład wykonania złoża według wynalazku w przekroju pionowym,

Fig. 2 ukazuje schematycznie inny przykład wykonania złoża według wynalazku w przekroju pionowym, a

Fig. 3 ukazuje różne konstrukcje membrany w widoku z góry, w postaci a) siatki, b) kraty, c) ażurowej płyty ceramicznej, d) płyty z betonu porowatego - ukazanej w przekroju poprzecznym, e) płyty z ułożonych segmentów betonowych oraz f) plecionki wiklinowej.

Złoże według wynalazku w przykładzie wykonania przedstawionym na fig. 1 rysunku stanowi wybraną w gruncie 1 przenośną komorę 2, która wypełniona jest hydrożelem 3 superabsorbenta stanowiącego hydrofilowy kopolimer estru kwasu akrylowego. Od góry komora 2 osłonięta jest przepuszczalną dla wody membraną 4 w postaci sztywnej płyty z tworzywa sztucznego, wyposażonej w otwory przelotowe o średnicy do 1,0 cm, przepuszczające korzenie rośliny, odporną na działanie wody, na którą nałożona jest warstwa gleby 5 ogrodniczej. Zależnie od rodzaju uprawy w różnych przykładach wykonania wynalazku gleba 5 ta może być glebą przystosowaną do uprawy kwiatów, palm, owoców lub warzyw.

Dno komory wyłożone jest nieprzepuszczalną warstwą folii 6 z tworzywa sztucznego położonej na warstwie zabezpieczającej 7 przed perforacją utworzonej z piasku.

Położenie membrany 4 jest ustalone przy pomocy wsporników 8, zabudowanych w ściance bocznej komory 2. W innym przykładzie wykonania ścianki boczne komory 2 mogą być tak wyprofilowane, że tworzą poziomą kryzę oporową, na której opiera się membrana 4.

W innym przykładzie wykonania wynalazku złoże ogrodnicze zawiera umieszczone w przenośnej komorze 2 wypełnienie z materiału zdolnego do kumulacji wody 3, które jest częściowo osłonięte szczelną osłoną 9, zaopatrzoną w otwór 10 służący do podlewania, i posiada przynajmniej na części swojej grubości otwarte wybranie wyłożone odporną na działanie wody, przepuszczalną dla wody i przerastających korzeni roślin membraną 4, wypełnione glebą 5 w której umieszczona jest roślina.

W innych przykładach wykonania wynalazku membranę 4 stanowi siatka metalowa, monolityczna ażurowa płyta ceramiczna, ażurowa płyta ceramiczna zbudowana z ułożonych obok siebie podłużnych segmentów profilowych, płyta z betonu porowatego uzyskanego z kruszywa o wielkości ziarna od 20 do 40 mm i cementu, perforowana deska drewniana lub ażurowa siatka upleciona z wikliny.

W celu wykonania złoża według wynalazku w gruncie 1 wybiera się wykop w kształcie otwartej od góry komory 2 o powierzchni zbliżonej do pola uprawy. W przypadku dużej powierzchni uprawy można wykonać kilka komór 2 rozmieszczonych w miarę regularnie, w stosunkowo niewielkim odstępie od siebie. W celu uniknięcia migracji wilgoci z hydrożelu 3 poniżej komory 2 na dnie wykopu układa się warstwę materiału zabezpieczającego 7 chroniącego przed perforacją, na której kładzie się warstwę szczelnej folii 6 z tworzywa sztucznego. Następnie komorę 2 wypełnia się uprzednio przygotowanym materiałem zdolnym do kumulacji wody 3, wstępnie wysycanym wodą, po czym komorę 2 nakrywa się ażurową, przepuszczalną dla wody membraną 4, wykonaną, przykładowo, ze splecionej wikliny, która opiera się na wspornikach 8, zabudowanych w ściankach bocznych komory 2. Na wierzch przykrytej komory 2 nanosi się warstwę gleby 5 w postaci ziemi ogrodniczej, przeznaczonej do uprawy.

Złoże materiału zdolnego do kumulacji wody 3 o dużej zawartości wody, wypełniające komorę 2 stanowi rodzaj zbiornika retencyjnego wody, z którego uwalniana jest ona w ciągły, stopniowy sposób, a której ilość uzupełnia się poprzez normalne podlewanie. W przypadku nadmiernego przeschnięcia

PL 240 116 B1 złoża hydrożelu 3 w komorze 2 membrana 4 zamykająca komorę 2 od góry, wspierając się na wspornikach 8 powstrzymuje napór nadkładu gleby 5 uprawowej i jednocześnie zapewnia spływanie dostarczanej wody do wypełnienia 3 komory 4, umożliwiając mu swobodne uzupełnianie ilości zakumulowanej wody i utrzymanie względnie stałego stopnia nawilgocenia.

Złoże według wynalazku może być wykonywane zarówno w swobodnym gruncie na otwartej przestrzeni jak i w gruncie wypełniającym otwarte od góry pojemniki, na przykład donice. W przypadku złoża w donicach nie stosuje się warstwy nieprzepuszczalnej 6.

Złoże ogrodnicze według wynalazku stosowane może być do stabilizacji stopnia nawodnienia upraw i zmiany własności geotechnicznych gleb pod kątem polepszenia wegetacji roślin i zwiększenia efektywności upraw.

Claims (16)

1. Złoże ogrodnicze, zawierające glebę oraz materiał kumulujący wodę, znamienne tym, że stanowi przynajmniej jedną utworzoną w gruncie lub obudowie (1) przenośną komorę (2), która przynajmniej w 10% wypełniona jest materiałem zdolnym do kumulacji wody (3) oraz glebą naturalną lub sztuczną (5), przy czym od góry komora (2) przynajmniej w 10% osłonięta jest sztywną, odporną na działanie wody, przepuszczalną dla wody i przerastających korzeni roślin membraną (4) o ustalonym położeniu.

2. Złoże według zastrz. 1, znamienne tym, że umieszczone w przenośnej komorze (2) wypełnienie z materiału zdolnego do kumulacji wody (3) jest częściowo osłonięte szczelną osłoną (7), korzystnie zaopatrzoną w otwór (10), i posiada przynajmniej na części swojej grubości otwarte wybranie wyłożone odporną na działanie wody, przepuszczalną dla wody i przerastających korzeni roślin membraną (4), wypełnione glebą naturalną lub sztuczną (5) w której umieszczona jest roślina.

3. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1, znamienne tym, że membrana (4) wsparta jest na wspornikach zabudowanych w ściance bocznej komory (2).

4. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1, znamienne tym, że ścianki boczne komory (2) są tak wyprofilowane, że tworzą kryzę oporową, na której opiera się membrana (4).

5. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1, znamienne tym, że materiał zdolny do kumulacji wody (3) stanowi porowaty materiał gąbczasty i/lub absorbujący wodę hydrofilowy materiał w postaci hydrożelu.

6. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1, znamienne tym, że porowaty materiał gąbczasty stanowi gąbka naturalna lub sztuczna.

7. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1, znamienne tym, że materiał zdolny do kumulacji wody (3) stanowi supersabsorbent w postaci hydrożelu.

8. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1 albo zastrz. 2, znamienne tym, że materiał zdolny do kumulacji wody (3) stanowi przynajmniej jeden pęczniejący w wodzie polimer wybrany z grupy obejmującej estry i sole polimerów kwasu akrylowego, kopolimery polialkoholu winylowego, hydrofilowe polimery winylowe, pochodne celulozy, polimery i kopolimery tlenku etylenu, pochodne alkoholu poliwinylowego, pochodne poliakrylonitrylu.

9. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1, znamienne tym, że membranę (4) stanowi ażurowa warstwa wykonana z jednego kawałka materiału.

10. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1, znamienne tym, że membrana (4) jest złożona z kilku elementów.

11. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1, znamienne tym, że membrana (4) ma formę odcinka kraty lub siatki lub perforowanej płyty lub plecionego materiału.

12. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1, znamienne tym, że membrana (4) jest wykonana z materiałów ceramicznych i/lub z tworzyw sztucznych i/lub z betonu, korzystnie porowatego, i/lub z drewna.

13. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1, znamienne tym, że membrana (4) jest wykonana ze splecionej wikliny.

14. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1, znamienne tym, że dno komory (2) wyłożone jest nieprzepuszczalną lub częściowo przepuszczalną warstwą (6).

PL 240 116 BI

15. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1 albo zastrz. 10, znamienne tym, że warstwę (6) stanowi folia z tworzywa sztucznego, korzystnie ułożona na warstwie zabezpieczającej (7).

16. Złoże ogrodnicze według zastrz. 1, znamienne tym, że gleba (5) jest przystosowana do uprawy wybranego rodzaju roślin.