RU2807744C1 - Biodegradable container mixture - Google Patents
Biodegradable container mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807744C1 RU2807744C1 RU2022132705A RU2022132705A RU2807744C1 RU 2807744 C1 RU2807744 C1 RU 2807744C1 RU 2022132705 A RU2022132705 A RU 2022132705A RU 2022132705 A RU2022132705 A RU 2022132705A RU 2807744 C1 RU2807744 C1 RU 2807744C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- biodegradable container
- normal
- mixture
- biodegradable
- container
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 claims abstract description 10
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- 239000011122 softwood Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 claims abstract 2
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 235000011128 aluminium sulphate Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000001164 aluminium sulphate Substances 0.000 abstract 1
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 abstract 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 10
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 9
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 2
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к лесному хозяйству. Предложена рецептура смеси для изготовления биологически разлагаемого лесопосадочного контейнера на основе древесно-цементного композита. Изобретение может быть использовано при работах по лесовосстановлению на вырубках, защитном лесоразведении, возделывании культур крупномерных саженцев по технологии с закрытой корневой системой. The invention relates to forestry. A mixture recipe has been proposed for the manufacture of a biodegradable forest planting container based on a wood-cement composite. The invention can be used for reforestation of cleared areas, protective afforestation, and cultivation of large-sized seedlings using technology with a closed root system.
Известен биоконтейнер для посадки растений (патент RU 2423036 C1, опубл. 07.10.2011), содержащий оболочку, выполненную из материала, полученного прессованием из одного или из смеси нескольких формообразующих биологически усваиваемых веществ, с полостью для посадочного материала и дополнительно содержащего в своем составе гранулы набухающего биоразлагаемого в почве абсорбента воды и/или водных растворов, скорость набухания которого в присутствии почвенной влаги и абсорбционная емкость превышают соответственно скорость набухания и абсорбционную емкость материала оболочки биоконтейнера. A biocontainer for planting plants is known (patent RU 2423036 C1, published on 10/07/2011), containing a shell made of material obtained by pressing from one or a mixture of several formative, biologically digestible substances, with a cavity for planting material and additionally containing granules. a swelling, biodegradable absorbent in soil of water and/or aqueous solutions, the swelling rate of which in the presence of soil moisture and absorption capacity exceed, respectively, the swelling rate and absorption capacity of the biocontainer shell material.
Недостатком данного биоконтейнера является низкая механическая прочность и невозможность использования для выращивания крупномерных саженцев. The disadvantage of this biocontainer is its low mechanical strength and the inability to use it for growing large seedlings.
Известен способ лесовосстановления [Патент РФ № 2744178 С1, МПК А01G 23/00 опубл. 03.03.2021], включающий лесокультурную площадь, посадочный материал с закрытой корневой системой в субстратных биоконтейнерах с защитной оболочкой, которые раскладывают поштучно на поверхности лесокультурной площади или локуса без помещения в почву координированно с микрорельефом местности и фиксацией от возможного смещения. Для формоустойчивости биоконтейнер оснащен защитной влагопроницаемой биоразлагаемой оболочкой из целлюлозосодержащего материала (ГОСТ 53207-2008 «Картон для плоских слоев гофрированного картона»).A known method of reforestation [RF Patent No. 2744178 C1, IPC A01G 23/00 publ. 03.03.2021], including a silvicultural area, planting material with a closed root system in substrate biocontainers with a protective shell, which are laid out individually on the surface of the silvicultural area or locus without placement in the soil in coordination with the microrelief of the area and fixation from possible displacement. For dimensional stability, the biocontainer is equipped with a protective moisture-permeable biodegradable shell made of cellulose-containing material (GOST 53207-2008 “Cardboard for flat layers of corrugated cardboard”).
Недостатком способа является дороговизна исходного целлюлозного материала (картон), из которого изготавливается контейнер и низкая механическая прочность такого контейнера, что не позволяет изготовить контейнер большого размера и достаточной прочности, предназначенный для крупномерных культур.The disadvantage of this method is the high cost of the original cellulose material (cardboard) from which the container is made and the low mechanical strength of such a container, which does not allow the production of a container of large size and sufficient strength intended for large-sized crops.
Известна композиция для получения биоразлагаемого горшка [Патент РФ № 2723724 С1, МПК А01G 9/029, А01G 24/00, C12N 1/20 опубл. 17.06.2020], состоящая из растительных отходов с процентным соотношением 80-85% на готовое изделие, и связующее вещество - культуральная жидкость содержащая полисахарид. A known composition for producing a biodegradable pot [RF Patent No. 2723724 C1, IPC A01G 9/029, A01G 24/00, C12N 1/20 publ. 06/17/2020], consisting of plant waste with a percentage of 80-85% of the finished product, and a binder - a cultural liquid containing a polysaccharide.
Это решения наиболее близко к заявленному и принято за прототип.This solution is closest to the stated one and is accepted as a prototype.
Недостатком прототипа является ограниченная доступность, высокая стоимость культуральной жидкости с содержанием полисахаридов, а также недостаточная механическая прочность биоразлагаемого горшка не пригодного для выращивания крупномеров.The disadvantage of the prototype is the limited availability, high cost of the culture liquid containing polysaccharides, as well as the insufficient mechanical strength of the biodegradable pot, which is not suitable for growing large plants.
Изобретение решает задачу качественного лесовозобновления с использованием саженцев с закрытой корневой системой, в том числе крупномерных, за счет возможностей биологически разлагаемого контейнера, а также снижение себестоимости заявленного продукта. The invention solves the problem of high-quality reforestation using seedlings with a closed root system, including large ones, due to the capabilities of a biodegradable container, as well as reducing the cost of the claimed product.
Технический результат от использования изобретения заключается в сохранении саженца и его корневой системы, даже в случае крупномерности последнего.The technical result from the use of the invention is the preservation of the seedling and its root system, even if the latter is large in size.
Это достигается тем, что рецептура биологически разлагаемого контейнера позволяет ему разрушаться в процессе роста саженца без препятствия развития его корневой системы, также исключена необходимость извлечения саженца из биологически разлагаемого контейнера перед посадкой в почву. Первоначальная высокая прочность рецептуры позволяет изготовить биологически разлагаемый контейнер большого размера, обеспечивающий благоприятные условия выращивания крупномерного саженца.This is achieved by the fact that the formulation of the biodegradable container allows it to be destroyed during the growth of the seedling without impeding the development of its root system; the need to remove the seedling from the biodegradable container before planting in the soil is also eliminated. The initial high strength of the formulation makes it possible to produce a large-sized biodegradable container, providing favorable conditions for growing large seedlings.
Заявленный биологически разлагаемый контейнер, отличается, таким образом, применением в качестве связующего материала – портландцемента и минеральных компонентов - песка, натриевого жидкого стекла, сульфата алюминия, а при необходимости ускоренного разрушения материала биологически разлагаемого контейнера в рецептуру добавляется меласса свекловичная. The claimed biodegradable container is thus distinguished by the use of Portland cement and mineral components as a binding material - sand, sodium water glass, aluminum sulfate, and if it is necessary to accelerate the destruction of the material of the biodegradable container, beet molasses is added to the recipe.
- Рецептура смеси для формовки биологически разлагаемого контейнера установлена экспериментально (мас.%):- The mixture recipe for molding a biodegradable container has been established experimentally (wt.%):
Меласса свекловичная может добавляться в рецептуру в объеме 1,5…2,5% по массе. Причем с увеличением процентного соотношения мелассы скорость разрушения биологически разлагаемого контейнера увеличивается. Beet molasses can be added to the recipe in a volume of 1.5...2.5% by weight. Moreover, with an increase in the percentage of molasses, the rate of destruction of the biodegradable container increases.
Предварительными исследованиями установлено (Долматов, С. Н. Контейнеры для лесовосстановления из древесно-цементных композитов / С. Н. Долматов, П. Г. Колесников // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование. – 2021. – № 2(50). – С. 52-60. – DOI 10.25686/2306-2827.2021.2.52. – EDN ODZQIY), влияние на рецептуру добавления мелассы свекловичной при необходимости ускоренного разрушения материала биологически разлагаемого контейнера.Preliminary research has established (Dolmatov, S.N. Containers for reforestation from wood-cement composites / S.N. Dolmatov, P.G. Kolesnikov // Bulletin of the Volga State Technological University. Series: Forest. Ecology. Nature management. – 2021. – No. 2(50). – P. 52-60. – DOI 10.25686/2306-2827.2021.2.52. – EDN ODZQIY), the effect on the recipe of adding beet molasses if it is necessary to accelerate the destruction of the material of a biodegradable container.
В табл. 1. представлены результаты испытания образцов, изготовленных из предлагаемой рецептуры при сжатии и водопоглощении, где меласса свекловичная может добавляться в рецептуру в объеме 1,5…2,5% по массе. В табл. 2, 3, 4 показана динамика снижения прочности при нахождении в естественных почвенно-грунтовых условиях.In table 1. presents the results of testing samples made from the proposed formulation during compression and water absorption, where beet molasses can be added to the formulation in a volume of 1.5...2.5% by weight. In table 2, 3, 4 show the dynamics of strength reduction when in natural soil conditions.
распределенияView
distribution
Прочностные показатели, меласса 0%table 2
Strength indicators, molasses 0%
Время нахождения в грунте, месяцевMolasses in the mixture - 0%
Time spent in the ground, months
распределенияView
distribution
Прочностные показатели, меласса 2,0%Table 3
Strength indicators, molasses 2.0%
Время нахождения в грунте, месяцевMolasses in the mixture - 2.0%
Time spent in the ground, months
распределенияView
distribution
Прочностные показатели, меласса 2,5%Table 4
Strength indicators, molasses 2.5%
Время нахождения в грунте, месяцевMolasses in the mixture - 2.5%
Time spent in the ground, months
распределенияView
distribution
Окончательно принято рекомендованное массовое соотношение для мелассы – 2%. При этом соотношении прочность начальной смеси достаточна для формирования стенок контейнера, а динамика потери прочности позволяет сделать вывод о потери прочности и разрушении материала через 36 месяцев нахождения в грунте.The final recommended mass ratio for molasses was 2%. With this ratio, the strength of the initial mixture is sufficient to form the walls of the container, and the dynamics of strength loss allows us to conclude that the material loses strength and breaks down after 36 months of being in the ground.
Биологически разлагаемый контейнер из древесно-цементного композита, находящийся в естественных почвенно-грунтовых условиях, испытывает воздействие осадков, явления замораживания - оттаивания, действие минеральных солей, содержащихся в почве. При этом происходит разрушение цементной оболочки, обволакивающей древесные частицы. Эти явления протекают достаточно интенсивно из-за высокой пористости материала. Как только избыточная влага при разрушении цементного камня становится доступна для впитывания древесными частицами, из которых состоит древесно-цементный композит, начинается процесс интенсивного водопоглощения. А при действии циклов замерзания и оттаивания образца с высокой влажностью и при влиянии сахаров свекловичной мелассы происходит разрушение связей древесина - цементный камень и самого цементного камня. При этом происходит быстрое снижение прочности биологически разлагаемого контейнера. Экспериментально установлено, что предел прочности материала стенки биологически разлагаемого контейнера снижается с 3,41 до 1,65 МПа (при нахождении в грунте на протяжении 42 месяцев) (табл.2). Конечная прочность 1,65 МПа соответствует показателям тяжёлой супеси (1,4 - 1,7 МПа). Такая низкая прочность позволит корневой системе развивающегося саженца легко преодолеть стенки контейнера и выйти за его пределы. При изготовлении стенки биологически разлагаемого контейнера из рецептуры, в которой содержится 2% свекловичной мелассы (табл.3) начальный показатель предела прочности 2,5 МПа уже через 24 месяца снижается до 0,72 МПа, а через 36 месяцев контейнер полностью разрушается.A biodegradable container made of wood-cement composite, located in natural soil conditions, is exposed to precipitation, freezing-thawing phenomena, and the action of mineral salts contained in the soil. In this case, the cement shell that envelops the wood particles is destroyed. These phenomena occur quite intensely due to the high porosity of the material. As soon as excess moisture during the destruction of cement stone becomes available for absorption by the wood particles that make up the wood-cement composite, the process of intensive water absorption begins. And under the influence of cycles of freezing and thawing of a sample with high humidity and under the influence of sugars in beet molasses, the bonds between wood and cement stone and the cement stone itself are destroyed. This causes a rapid decrease in the strength of the biodegradable container. It was experimentally established that the tensile strength of the wall material of a biodegradable container decreases from 3.41 to 1.65 MPa (when in the ground for 42 months) (Table 2). The final strength of 1.65 MPa corresponds to the indicators of heavy sandy loam (1.4 - 1.7 MPa). Such low strength will allow the root system of the developing seedling to easily overcome the walls of the container and go beyond its boundaries. When making the wall of a biodegradable container from a recipe containing 2% beet molasses (Table 3), the initial tensile strength of 2.5 MPa drops to 0.72 MPa after 24 months, and after 36 months the container is completely destroyed.
Материал биологически разлагаемого контейнера после его разрушения поступает в почву. Частицы минерального происхождения (песок, продукты разрушения цементного карбонатного камня за счет своего гранулометрического состава, способствуют разрыхлению и насыщению почвы кислородом. Питательные вещества, содержащиеся в древесине и мелассе свекловичной, перерабатываются почвенными микроорганизмами и служат питательной средой для развития корневой системы культивируемого растения. При использовании данных компонентов снижается себестоимость заявленного продукта. The material of the biodegradable container, after its destruction, enters the soil. Particles of mineral origin (sand, products of the destruction of cement carbonate stone due to their granulometric composition, contribute to loosening and saturation of the soil with oxygen. The nutrients contained in wood and beet molasses are processed by soil microorganisms and serve as a nutrient medium for the development of the root system of the cultivated plant. When used These components reduce the cost of the declared product.
Claims (2)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2807744C1 true RU2807744C1 (en) | 2023-11-21 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2423036C1 (en) * | 2010-03-18 | 2011-07-10 | Юрий Михайлович Лужков | Biocontainer for planting of plants |
US10039238B2 (en) * | 2012-05-09 | 2018-08-07 | Bioplasmar Ltd. | Mixture for biodegradable articles |
KR101887552B1 (en) * | 2018-04-12 | 2018-08-10 | 주식회사 녹지원 | Planting pot using disposable paper cup |
RU2723724C1 (en) * | 2019-10-04 | 2020-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Composition for producing biodegradable pot for seedling, having fungicidal and growth-stimulating effect, and method for production thereof |
RU2744178C1 (en) * | 2020-07-24 | 2021-03-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» | Reforestation method |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2423036C1 (en) * | 2010-03-18 | 2011-07-10 | Юрий Михайлович Лужков | Biocontainer for planting of plants |
US10039238B2 (en) * | 2012-05-09 | 2018-08-07 | Bioplasmar Ltd. | Mixture for biodegradable articles |
KR101887552B1 (en) * | 2018-04-12 | 2018-08-10 | 주식회사 녹지원 | Planting pot using disposable paper cup |
RU2723724C1 (en) * | 2019-10-04 | 2020-06-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Composition for producing biodegradable pot for seedling, having fungicidal and growth-stimulating effect, and method for production thereof |
RU2744178C1 (en) * | 2020-07-24 | 2021-03-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» | Reforestation method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5888803A (en) | Method for the production of mushrooms | |
US10701873B2 (en) | Growing medium structures based on Sphagnum moss and method for the manufacture thereof | |
CN104119168B (en) | The production method of concave convex rod compression Nutrition Soil | |
CN104119198B (en) | The production method of lake silt compression Nutrition Soil | |
NO159052B (en) | CULTIVATION MEDIUM FOR PLANTS AND USE THEREOF. | |
US3102364A (en) | Cellulosic molded transplanter pot or other products containing bagasse components | |
US4170842A (en) | Synthetic casing for mushroom beds | |
CN106234178A (en) | A kind of camellia seedling dedicated substrate | |
CN104119161A (en) | Method for producing red mud compressed nutrient soil | |
US20050284202A1 (en) | Plant growth medium | |
RU2807744C1 (en) | Biodegradable container mixture | |
JP4395661B2 (en) | Plant cultivation medium and method for producing the same | |
JP6469142B2 (en) | Woody soil and its manufacturing method | |
US2143468A (en) | Block for germinating seeds and growing plants and manufacture of such block | |
CN104119160B (en) | The production method of zeolite mine tailing compression Nutrition Soil | |
US3034882A (en) | Method of making a humus carrier for plant nutrients | |
US20200305363A1 (en) | Preparation of plant growth substrates from sugar cane bagasse | |
NO123364B (en) | ||
JP6469143B2 (en) | Production method of woody soil | |
Nichols | Coir-a XXIst Century sustainable growing medium | |
JPH11246292A (en) | Production of compost, compost produced therewith and ridging using the compost | |
RU2101916C1 (en) | Method of preparing mixture for seedling pots | |
EP0746534B1 (en) | Process for producing a compost material of high water absorbing and retaining capacity obtained especially from wood cutting industry wastes | |
JP2018117591A (en) | Plant growth mat and production method thereof | |
JPH0331148Y2 (en) |