RU2763600C1 - Устройство анодно-водородного стимулятора роста растений - Google Patents
Устройство анодно-водородного стимулятора роста растений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2763600C1 RU2763600C1 RU2021114462A RU2021114462A RU2763600C1 RU 2763600 C1 RU2763600 C1 RU 2763600C1 RU 2021114462 A RU2021114462 A RU 2021114462A RU 2021114462 A RU2021114462 A RU 2021114462A RU 2763600 C1 RU2763600 C1 RU 2763600C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- magnesium
- electrodes
- plant growth
- housing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G31/00—Soilless cultivation, e.g. hydroponics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/68—Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Устройство анодно-водородного стимулятора роста растений содержит корпус и размещенную с его торца крышку с винтовой посадкой, регулируемые краны – впускной, расположенный в нижней части корпуса, и выпускной в верхней его части. Внутри корпуса в диэлектрических кассетах с отверстиями размещены магниево-стержневые электроды, при этом краны связаны трубопроводами с системами водопровода и полива растений. Использование устройства позволит повысить скорость роста растений за счет обогащения почвы экологически чистыми питательными элементами без дополнительного внесения химических удобрений. 1 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к питательным субстратам для растениеводства открытого и закрытого грунта, которые содержат ряд отдельных питательных элементов для роста растений, предназначенных для высокоэффективного роста растений, с длительным использованием в процессе эксплуатации.
Известно устройство «Фильтрующий патрон для получения питьевой воды с улучшенными потребительскими свойствами» /Патент РФ № 169884, МПК B01D 24/10, 2017/. Он состоит из последовательно соединенных узлов: подачи очищаемой воды, включающего оболочку с радиальными прорезями и снабженного средством крепления в фильтре, выполненного в виде цилиндрической оболочки с резьбой на наружной поверхности, узла фильтрации, выполненного в виде полого цилиндра, на основаниях которого установлены сетки, и заполненного смесью гранулированных адсорбирующих и минерализующих компонентов и слоем нетканого ионообменного фильтрующего полотна, прилегающим с внутренней стороны к сетке в нижней части узла фильтрации; узла вывода очищенной воды, выполненного в виде воронки с тупым углом и отверстием посредине, при этом узел фильтрации содержит смесь гранулированных кальций и магний содержащих компонентов и гранулированных адсорбирующих компонентов.
Недостатком известного устройства является то, что при соприкосновении магний содержащего компонента с водой возникает процесс окисления, при котором образуется слой, защитного прочного гидроксида, предотвращающего взаимодействие с H2O. В итоге подобный метод скоротечно прекратит свою работу и потребуется замена материала. Очистка магний содержащего компонента от гидроксида полностью отсутствует. Фильтрующий патрон используется для питьевой воды. Затруднена утилизация фильтра после использования.
Присутствие малого содержания водорода благоприятно воздействует на растения, в которых возникают процессы усиления фотосинтеза, с последующим увеличением содержания глюкозы, крахмала, каротиноидов, хлоропластов, а также ускорение химических реакций. [Экспериментальные исследования влияния водорода на оптические характеристики растений. Е.В. Тимченко, Е.А. Селезнева., Н.В. Трегуб, Л.А. Таскина, П.Е. Тимченко. Самарский государственный аэрокосмический университет им. акад. С.П. Королева (национальный исследовательский университет). Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16. № 1. С. 281-285].
Известен «Питательный субстрат для выращивания растений» /Патент РФ № 2662772, МПК A01G 31/00, 2018/ состоящий из: смеси калиевой 10÷89 мас.%, аммониевой 20÷79 мас.% и водородной 0÷30 мас.% форм природного клиноптилолита и малорастворимых солей кальция, магния и фосфорной и/или серной кислоты 0÷10 мас.%. Изготовление питательных растворов производят по стандартным компонентам входящих в состав питательных веществ.
Недостатком известного состава является использование, в частности, сыпучих мелкодисперсных компонентов, которые в свою очередь легко подвержены разложению, старению. Изменение химического состава в процессе длительного хранения, под действием воздушного кислородного и влажного воздействия окружающей среды. Это является не безопасным стратегически важным элементом сохранения первоначальных химических свойств компонентов. Высока трудоемкость процесса изготовления состава, необходимо иметь химико-технологические знания в области смешивания компонентных частей.
Техническая задача изобретения состоит в обогащении почвы экологически чистыми питательными элементами в результате изменения свойств используемой поливочной воды для растениеводства.
Поставленная задача решается тем, что устройство анодно-водородного стимулятора роста растений, согласно изобретению, снабжено корпусом и размещенной с его торца крышкой с винтовой посадкой, регулируемыми кранами – впускным, расположенным в нижней части корпуса, и выпускным в верхней его части, магниево-стержневыми электродами, размещенными внутри корпуса в диэлектрических кассетах с отверстиями, при этом краны связаны трубопроводами с системами водопровода и полива растений. Кроме того, магниевые электроды выполнены в виде шариков.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства анодно-водородного стимулятора роста растений.
Устройство анодно-водородного стимулятора роста растений состоит из корпуса 1 с крышкой 2 с винтовой посадкой, размещенной с его торца, впускного 3 и выпускного 4 регулируемых кранов и магниево-стержневых электродов 5, размещенных внутри корпуса 1 в диэлектрических кассетах 6 с отверстиями.
Корпус 1 может быть различной конфигурации, например, цилиндрическим.
Устройство работает следующим образом.
Вода из водопровода поступает через впускной кран 3 и попадет в рабочую зону корпуса 1, где располагается пластиковая диэлектрическая кассета 6 с магниевыми стержневыми электродами 5. Жидкость, соприкасаясь с поверхностью электродов 5 в виде металлического магния, вступает с ним в слабую реакцию. В процессе взаимодействия воды и магния происходит окисление металла с выбросом мелко дисперсного водорода и отрицательными значениями окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) с ионами магния. Выполнение корпуса 1 может быть вертикальным или горизонтальным. Впускной кран 3 находится снизу, а выпускной 4 сверху. Такое расположение кранов 3 и 4 необходимо для беспрепятственного вытеснения газообразного скапливаемого мелко дисперсного водорода, а также скопившегося атмосферного воздуха, в момент запуска устройства. Регулируемые краны 3 и 4 служат для увеличения или уменьшения проходящего потока воды, они влияют на концентрацию раствора и насыщение водных слоев ионами магния, мелко дисперсным водородом и отрицательными значениями ОВП. Например, при более высокой скорости прохождения воды через устройство, насыщение раствора снижается, а при замедлении потока воды стремится к максимально допустимым значениям.
Насыщенная ионами магния и мелко дисперсным водородом с отрицательными значениями ОВП вода, прошедшая через устройство, поступает по трубопроводу в оросительную систему для полива сельскохозяйственных растений, открытого или закрытого грунта. Внесение такой воды возможно разными методами, в виде капельного полива, крупно и мелкодисперсного распыления.
Крышка 2 служит для обслуживания устройства, например, для замены кассет 6, очистки или замены электродов 5. В этом случае перекрывают оба крана 3 и 4 и жидкость остается заблокирована внутри рабочей зоны корпуса 1. Отсоединяют кран 3 от водопровода и соединяют с системой канализации, куда и сбрасывают оставшуюся в корпусе 1 воду. Далее отсоединяют крышку 2 и производят необходимые работы по очистке или замене кассет 6 и электродов 5.
При длительной работе устройства, в силу физических свойств, стержневые магниевые электроды 5 под воздействием H2O подвергаются коррозии. На поверхности металла образуется относительно прочный оксид магния, защищающий поверхность металлического магния от разрушения. В итоге процесс воздействия на водопроводную воду прекращается. Поэтому необходимо очистить электроды 5 от гидроксида для возобновления взаимодействия металлического магния с водой.
Вместо электродов 5 возможно применение шариков из металлического магния, например, диаметром 10-25мм, размещенных внутри корпуса 1 между кассетами 6, удерживающими их в рабочей зоне корпуса 1 и обеспечивающими свободное движение воды и предотвращения засорения выходного и выходного трубопроводов с прижимными кранами 3 и 4.
Очистка поверхности электродов от гидроксида, осуществляется 9% уксусной кислотой. Подобный метод увеличивает площадь поверхности соприкосновения металла магния с водой, что приводит к увеличению обрабатываемого объема воды.
Метод № 1.
Метод не требует отсоединения устройства от системы водоснабжения. Конструкция состоит из четного числа электродных 5 пар. При первоначальной сборке устройства к магниевым электродам 5 присоединяются токовые провода (на фиг. не показано), связанные с источником переменного тока. На электродные пары 5 подается переменный электрический ток, воздействующий на поверхность оксидной пленки металла, разрушая её. Ток подается кратковременно до полного разрушения оксидного слоя, например 3 - 5 мин.
Преимущество подобного способа состоит в том, что в процессе работы устройства нет необходимости разбирать конструкцию, для удаления оксидного слоя. Достаточно установить электронно-цифровое реле времени включения и выключения переменного электрического тока и запуска механизма в автоматическом режиме. Время нарастания и разрушения оксидной пленки устанавливается опытным путем. Возможно включение и выключение переменного тока в ручном режиме.
Метод № 2.
Возможна очистка оксидной пленки с поверхности электродов 5 столовой 9% уксусной кислотой. Для этого необходимо перекрыть оба прижимных крана 3 и 4, слить воду, находящуюся в корпусе 1, снять винтовую крышку 2, вынуть из корпуса 1 кассету 6 с магниевыми электродами 5, просушить металлические электроды 5, например тепловым феном. Магниевые электроды 5 помещаем в отдельную емкость с 9%-ой уксусной кислотой на 25 - 35 секунд. Возникает бурная реакция между раствором уксуса и электродами 5, которая протекает с выделением пузырьков газообразного водорода. Электроды 5 очищаются за считанные секунды от гидроксида магния. Поверхность металла становится серебристого цвета. Для нейтрализации уксусной кислоты с поверхности электродов 5, осуществляют их промывку обычной водопроводной водой. Далее очищенная кассета 6 с электродами 5 помещается в корпус 1, и в обратном порядке устанавливается в систему.
Просушка электродов 5 необходима для ускоренного проникновения жидкого уксуса в поры оксидной пленки, образовавшейся на поверхности электрода 5, и сокращения времени растворения гидроксида магния с ее поверхности. В случае нарушения техпроцесса и наличия остаточной влаги на поверхности электродов, процесс растягивается во времени.
Для работы устройства может использоваться вода из различных доступных источников, например: водопроводная вода, из скважины или любого источника естественного происхождения: родники, реки, озера, и др. Для более чувствительных сельскохозяйственных растений возможно применение фильтрующего элемента в виде обратного осмоса, для исключения попадания возможных патогенных грибков и микроорганизмов.
Преимущество использования электродного стержневого металлического магния состоит в том, что электрод 5 не занимает много места, не реагирует со средой в сухом состоянии, способен сохранять свои свойства при должном хранении очень длительное время. Ионы магния в растворенном в воде виде являются питательными элементами.
При малом содержании в воде водорода и воздействии его на растения, возникают процессы усиления фотосинтеза, с последующим увеличением содержания глюкозы, крахмала, каротиноидов, хлоропластов, а также ускорение химических реакций.
Были проведены испытания устройства.
Использовали три контрольные емкости и три емкости для испытуемых образцов. Использовали семена семейства злаковых, пшеничное зерно.
Подготовка испытуемых и контрольных образцов производилась следующим образом.
На высокоточных лабораторных весах взвешивалось по 10 г пшеничных зерен для каждой емкости. В 10 г содержится 289 зерен. Поврежденные зерна удалялись, методом визуального осмотра. Каждую емкость наполнили грунтом, в виде среднестатистического чернозема. При посадке зерна равномерно распределялась по всей поверхности емкости, с заглублением 20 мм.
Три контрольных образца поливались водой из водопровода по 300 грамм жидкости в каждую емкость в утреннее и вечернее время, с комнатной температурой 20 °С. Брали воду со следующими характеристиками: ОВП +187 мВ / PH7.41 / ppm156. Для трех испытуемых емкостей применялась вода, прошедшая водоподготовку в «анодно – водородном устройстве» с выходными значениями ОВП – 255 мВ / PH7.08 / ppm168 при аналогичных базовых условиях и количестве воды.
Длительность эксперимента составляла шесть суток, при температуре окружающей среды 22°С, в закрытом защищенном фитобоксе с искусственным светодиодным освещением и с климат контролем.
Далее провели подсчет измеряемых параметров, таких как масса и высота ростков. Срез пшеничных стебельков производили вровень с грунтом у контрольных и опытных емкостей. Растительную массу взвешивали на лабораторных весах и измеряли контрольно-измерительной линейкой высоту каждого стебля пшеницы, внося данные в таблицу. Среднее значение высоты стебельков для каждой емкости рассчитывали следующим образом. Суммировали длину всех стеблей растений в отдельной емкости в миллиметрах, полученное значение, делили на количество взошедших ростков пшеницы. Таким образом определялось среднее значение высоты стеблей. Далее производили аналогичные измерительные действия со всеми емкостями контрольных и испытуемых образцов, с последующим внесением данных в таблицу 1 о средних значениях.
Таблица замеров.
Образец | |
Контрольный | Опытный |
ОВП +187 мВ / PH7.41 / ppm156. | ОВП –255 мВ / PH7.08 / ppm168. |
t - 22 °С | |
Средние значения | |
1. Масса 13.465 г. / высота стебля 94.5 мм / кол-во проросших 196/не проросшие 93, шт. |
1. Масса 16.740 г. / высота стебля 117.3 мм / кол-во проросших 202/не проросшие 87, шт. |
2. Масса 13.035 г. / высота стебля 93.8 мм / кол-во проросших 190/не проросшие 99, шт. |
2. Масса 16.125 г. / высота стебля 121.8 мм / кол-во проросших 195/не проросшие 94, шт. |
3. Масса 12.000 г. / высота стебля 84.7 мм / кол-во проросших 197/не проросшие 92, шт. |
3. Масса 16.065 г. / высота стебля 112.9 мм / кол-во проросших 192/не проросшие 97, шт. |
Итого: среднее значение 3-х образцов | |
контрольных | опытных |
Масса – 12.833 г. Высота стебля – 91.0 мм. Кол-во проросших – 194 шт. Не проросшие – 95 шт. |
Масса – 16.31 г. Высота стебля – 117.4 мм. Кол-во проросших – 196 шт. Не проросшие – 93 шт. |
Низкая всхожесть семенного пшеничного зерна связана с длительным хранением зерна в специально отведенном сухом состоянии более 5-ти лет.
Итоговая разница между контрольными и испытуемыми образцами оказалась существенна. В процентном отношении для опытных образцов она оказалась выше по сравнению с контрольными. По массе она составила 21,32%, по высоте - 22,49%, что подтверждает эффективность применения устройства анодно-водородного стимулятора роста растений.
Использование устройства позволит повысить скорость роста растений за счет обогащения почвы экологически чистыми питательными элементами и без дополнительного внесения химических удобрений.
Claims (1)
- Устройство анодно-водородного стимулятора роста растений, характеризующееся тем, что оно снабжено корпусом и размещенной с его торца крышкой с винтовой посадкой, регулируемыми кранами – впускным, расположенным в нижней части корпуса, и выпускным в верхней его части, магниево-стержневыми электродами, размещенными внутри корпуса в диэлектрических кассетах с отверстиями, при этом краны связаны трубопроводами с системами водопровода и полива растений.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114462A RU2763600C1 (ru) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | Устройство анодно-водородного стимулятора роста растений |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021114462A RU2763600C1 (ru) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | Устройство анодно-водородного стимулятора роста растений |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2763600C1 true RU2763600C1 (ru) | 2021-12-30 |
Family
ID=80039898
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021114462A RU2763600C1 (ru) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | Устройство анодно-водородного стимулятора роста растений |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2763600C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1034658A1 (ru) * | 1982-04-07 | 1983-08-15 | Pronov Viktor | Способ полива |
JP2003285062A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-07 | Denso Corp | 農業用水改質装置 |
RU2304875C2 (ru) * | 2005-07-12 | 2007-08-27 | Ризван Гилязович Хасанов | Способ активации воды для полива при выращивании растений и устройство для его осуществления |
CN202430041U (zh) * | 2012-01-14 | 2012-09-12 | 哈尔滨沃特尔科技有限公司 | 一种利于植物生长和抑制病虫害的氢水发生装置 |
RU2494610C1 (ru) * | 2012-04-26 | 2013-10-10 | Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий Российской академии сельскохозяйственных наук | Система капельного орошения для плодово-ягодных и лесных питомников |
-
2021
- 2021-05-21 RU RU2021114462A patent/RU2763600C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1034658A1 (ru) * | 1982-04-07 | 1983-08-15 | Pronov Viktor | Способ полива |
JP2003285062A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-07 | Denso Corp | 農業用水改質装置 |
RU2304875C2 (ru) * | 2005-07-12 | 2007-08-27 | Ризван Гилязович Хасанов | Способ активации воды для полива при выращивании растений и устройство для его осуществления |
CN202430041U (zh) * | 2012-01-14 | 2012-09-12 | 哈尔滨沃特尔科技有限公司 | 一种利于植物生长和抑制病虫害的氢水发生装置 |
RU2494610C1 (ru) * | 2012-04-26 | 2013-10-10 | Государственное научное учреждение Поволжский научно-исследовательский институт эколого-мелиоративных технологий Российской академии сельскохозяйственных наук | Система капельного орошения для плодово-ягодных и лесных питомников |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Al-Nakshabandi et al. | Some environmental problems associated with the use of treated wastewater for irrigation in Jordan | |
EP2064942B1 (en) | Plant cultivation system and method | |
WO2017135236A1 (ja) | 耐塩性苗の育成方法及び植物の水耕栽培方法 | |
JP2008154505A (ja) | 植物栽培システムおよび植物栽培方法 | |
RU2763600C1 (ru) | Устройство анодно-водородного стимулятора роста растений | |
Murillo et al. | Olive tree response to irrigation with wastewater from the table olive industry | |
Mukherjee et al. | Adsorptive uptake of arsenic (V) from water by aquatic fern Salvinia natans | |
JP4425244B2 (ja) | 植物栽培用器具および植物栽培方法 | |
Khalilzadeh et al. | Mitigation of drought stress in pot marigold (Calendula officinalis) plant by foliar application of methanol | |
Imran et al. | GA mediated OsZAT-12 expression improves salt resistance of rice. | |
Al-Rawahy et al. | Effect of O3 and CO2 levels on growth, biochemical and nutrient parameters of alfalfa (Medicago Sativa) | |
Van Os et al. | Prospects of slow sand filtration to eliminate pathogens from recirculating nutrient solutions | |
Vázquez et al. | Use of perlite in cadmium plant studies: an approach to polluted soil conditions | |
Smits et al. | Influence of ethanol and ethylene on the seed germination of three nymphaeid water plants | |
US20220312690A1 (en) | Horticulture Facility, Comprising a Water Loop | |
Pokluda et al. | Effect of water stress on selected physiological characteristics of tomatoes | |
Moyo et al. | The effect of single and mixed treatments of lead and cadmium on soil bioavailability, uptake and yield of Lactuca sativa irrigated with sewage effluent under greenhouse conditions | |
Gao et al. | Effects on antioxidant enzyme activities and osmolytes in Halocnemum strobilaceum under salt stress | |
Mahdavi et al. | Germination and morphophysiological responses of flax (Linum usitatissimum L.) ecotypes to salinity stress | |
Sung et al. | Change in photosynthesis, proline content, and osmotic potential of Corn seedling under high-saline condition | |
Elsawy et al. | The Potential of a mixture of Zeolite, Calcium, and Organic compounds on mitigating the salinity stress in bread wheat (Triticum aestivum L.) | |
Natarajan et al. | Effect of soil applied silicon on gas exchange parameters, growth and ion content of maize under alkaline stress | |
EP4330195A1 (en) | Method and system for eliminating waterborne pathogenic microbes from a hydroponic water system during the growing season | |
Al-Busaidi et al. | Risks associated with treated wastewater in greenhouse cooling system | |
JP2007244276A (ja) | 植物栽培用器具および植物栽培方法 |