WO2011002336A1 - Способ получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений - Google Patents
Способ получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений Download PDFInfo
- Publication number
- WO2011002336A1 WO2011002336A1 PCT/RU2010/000272 RU2010000272W WO2011002336A1 WO 2011002336 A1 WO2011002336 A1 WO 2011002336A1 RU 2010000272 W RU2010000272 W RU 2010000272W WO 2011002336 A1 WO2011002336 A1 WO 2011002336A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- air
- saturator
- carbon dioxide
- water
- nutrient solution
- Prior art date
Links
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 title claims abstract description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 169
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 84
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 77
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 42
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 27
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 5
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 5
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 claims description 3
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 3
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 claims description 3
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 abstract description 17
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 abstract description 17
- 239000003570 air Substances 0.000 description 66
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 43
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 27
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 9
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 9
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 8
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 5
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 3
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 3
- 230000001863 plant nutrition Effects 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010799 Cucumis sativus var sativus Nutrition 0.000 description 2
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 2
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 2
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 2
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000004160 Capsicum annuum Species 0.000 description 1
- 235000008534 Capsicum annuum var annuum Nutrition 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008415 Lactuca sativa Species 0.000 description 1
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 150000002169 ethanolamines Chemical class 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 238000009363 floriculture Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 231100000208 phytotoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000000885 phytotoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 239000012264 purified product Substances 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
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
- A01G7/00—Botany in general
- A01G7/02—Treatment of plants with carbon dioxide
-
- 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
- A01G9/00—Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
- A01G9/18—Greenhouses for treating plants with carbon dioxide or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/23—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids
- B01F23/232—Mixing gases with liquids by introducing gases into liquid media, e.g. for producing aerated liquids using flow-mixing means for introducing the gases, e.g. baffles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
- B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
- B01F23/20—Mixing gases with liquids
- B01F23/29—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams
Definitions
- the invention relates to the field of agriculture, in particular, to the organization of greenhouse plants for growing vegetable and flower crops, mainly in greenhouses, however, can also be used for cultivating plants on open ground.
- an additional source of carbon dioxide is soil seasoned with manure, peat, straw or sawdust.
- the effect of air enrichment inside the greenhouse with pure carbon dioxide depends on the amount and type of these organic substances that undergo microbiological decomposition. For example, when sawdust is wetted with mineral fertilizers, the level of carbon dioxide in the initial period may reach high values night and day with closed transoms. However, in general, this effect is not large enough and satisfies only part of the necessary plant requirements.
- the main disadvantage of biological sources of carbon dioxide is the short duration of increasing the concentration of carbon dioxide to the required level, as well as the inability to regulate the feeding process, both in concentration and in the time period.
- the prior art method for feeding plants by increasing the concentration absorbed by them through photosynthesis of carbon dioxide by an artificial method.
- liquid carbon dioxide is converted in a gasifier (evaporator) into heated carbon dioxide (CO 2 ), which, under pressure, enters the main pipeline.
- gas from the main pipeline through a special device is supplied to the greenhouse through distribution gas pipelines. Gas enters the plants through perforated polymer arms that extend from the distribution gas pipeline.
- the sleeve has a double side seam, for which it can be suspended at any level.
- a carbon dioxide station is designed without a liquefaction unit and an accumulation tank, then at night and on a cloudy day, clean carbon dioxide will need to be discharged into the atmosphere, or the station will have to be shut down regularly, which reduces its resource.
- the prior art also knows a method (method B) for obtaining a nutrient solution for watering / feeding cultivated plants in closed ground, including dissolving in water with the formation of chemical bonds (hydration) under pressure in a saturator of carbon dioxide purified from impurities, followed by supplying the resulting volume of the nutrient solution from the saturator to the sealed storage tank of the irrigation-feed irrigation system.
- method B for obtaining a nutrient solution for watering / feeding cultivated plants in closed ground, including dissolving in water with the formation of chemical bonds (hydration) under pressure in a saturator of carbon dioxide purified from impurities, followed by supplying the resulting volume of the nutrient solution from the saturator to the sealed storage tank of the irrigation-feed irrigation system.
- irrigation water nutrient solution
- pure carbon dioxide distributed according to the irrigation and / or feeding system
- This technology can be used in the cultivation of hydroponic (low-volume) crops, with drip irrigation on open ground, and when irrigated by sprinkling.
- Saturation of COg water (at a concentration of 0.3-1.1 l / l) is carried out under pressure by means of special devices - saturators (saturation boilers).
- top dressing is carried out with practically pure COg of 100% concentration.
- carbon dioxide carbon dioxide
- appropriate quality degree of purification
- plants can be fed the entire growing period - from the appearance of seedlings to the cessation of vegetation.
- carbon dioxide can be supplied at any height in the immediate vicinity of plants — to the root zone, to the zone of active leaves, or to growth points.
- water saturated with CO 2 is usually fed into the root zone through an irrigation (feeding) system.
- Top dressing using water saturated with pure carbon dioxide significantly affects the temperature and humidity conditions in the greenhouse, since top dressing is practically combined with watering plants (see Pukhalskaya H. In the Physiology of Carbon Dioxide Top dressing in Greenhouse Vegetables, M., Agroconsult, 2000; “Carbon dioxide feeding of plants of a protected group”, Recommendations, M., Rosagropromizdat, 1988; Tsydendambaev A.D., “Great practice”, Microclimate, M., 2001; Pimenova T.F. “Production” application of dry ice, liquid and gaseous carbon dioxide Erode *, M., Light & Food Industry, 1982.).
- a gasifier with a carbon dioxide supply device When introducing top dressing according to method A, a gasifier with a carbon dioxide supply device, a centralized gas distribution system for greenhouses, and a set of special perforated polymer sleeves are required.
- the feeding process should be controlled by high-performance climate computer devices, receiving data from the system of greenhouse CO 2 sensors and flow sensors of reduced carbon dioxide.
- a ready-made (standard) irrigation / feeding system for plants in a greenhouse is used with an insert of several saturators into it.
- the minimum set of equipment also includes CO 2 sensors, pressure sensors and a climate computer.
- the average consumption of pure COg in sunny weather is about 250 kg / ha of greenhouses with closed transoms.
- this indicator can range from 500 to 1000 kg / ha per daylight in windy conditions. Summarized data are given for the spring-summer period for the III light zone with a daylight duration of about 10 - 14 hours.
- COg corresponding to the highest grade is required according to GOST 8050 - 85 “Gaseous and liquid carbon dioxide” (volume fraction of CO 2 - not less than 99.8%
- the claimed technical solution was based on the task of reducing the cost of farmed products while increasing their productivity.
- the technical result is achieved by the fact that in the method of obtaining a nutrient solution for irrigation and / or feeding cultivated plants, including dissolving in water with the formation of chemical bonds of carbon dioxide in a saturator, according to the invention, the selection of carbon dioxide is carried out from atmospheric air by injection into a saturator , the volume of which is pre-filled with water with the possibility of the formation of an air cavity, while the air is forced into the saturator before being created in zdushnoy pressure chamber above atmospheric, then is provided by the relief valve discharging air depleted after partial dissolution in water containing CO 2 from said cavity to the atmosphere at a simultaneous pumping of the feed compressor compressed air, whereby the support previously created air pressure in the air cavity, to obtain nutrient solution with the required concentration of dissolved carbon dioxide.
- the volume of the saturator is pre-filled with water cooled to a temperature below ambient.
- the invention is illustrated by graphic materials, in which one of the possible structural options for a functional complex for implementing the method is presented.
- 3-compressor low-pressure air / 5-10 atm./ for injection into the saturator under pressure of carbon dioxide in compressed air
- Functional complex for obtaining a nutrient solution for irrigation and / or feeding of cultivated plants includes associated pipelines: saturator 1; a pumping unit 2, which is functionally a means of supplying water through a controllable valve 4 to a saturator 1; means for injection into the saturator under pressure of a gaseous carrier of carbon dioxide, for example, in the form of a compressor 3 air low pressure (mainly 5- 10 atm.), As well as a highway (hydraulic system) for supplying the resulting nutrient solution to irrigation, including a controlled valve 5.
- a gaseous carrier of carbon dioxide for example, in the form of a compressor 3 air low pressure (mainly 5- 10 atm.)
- a controlled valve 5 for supplying the resulting nutrient solution to irrigation, including a controlled valve 5.
- the saturator 1 As a gaseous carrier of carbon dioxide, atmospheric air is used.
- the saturator 1 is additionally equipped with a system for discharging carbon depleted air from the cavity 6 of the air saturator 1 into the atmosphere, including an air safety valve 8.
- the said discharge system is arranged to maintain air pressure in the air cavity 6 of the saturator 1, necessary for the implementation of the dissolution mode in water carbon dioxide to form chemical bonds.
- the water-air interface in the saturator is indicated by 7.
- the means of supplying water to the saturator 1 can be equipped with a refrigeration chamber, as well as a purification system for the supplied water from impurities (not shown conventionally in graphic materials).
- the means for injecting a gaseous carbon dioxide carrier into the saturator 1, including the air compressor 3, is connected to the lower part of the saturator 1 with the possibility of supplying atmospheric air through the water column.
- dissolution in saturator 1 in water is carried out with the formation of chemical bonds of CO2 from compressed air, followed by supplying the resulting volume of nutrient solution from saturator 1 for irrigation (in particular, through irrigation-feeding irrigation system) .
- the selection of purified carbon dioxide is carried out from atmospheric air by injecting it into the saturator 1 using, for example, an air compressor 3.
- the volume of the saturator 1 is preliminarily (before air supply) partially filled with water with the possibility of formation air cavity 6. In this case, air is injected into the saturator 1 until pressure above atmospheric pressure is created in the air cavity 6.
- the volume of the saturator is pre-filled with water cooled to a temperature below ambient.
- An additional economically valuable function of the claimed method and equipment (functional complex) for its implementation can be considered a decrease in the pH (pH value) of the nutrient solution (irrigation water) when it is saturated with COg, since this effect improves the solubility of fertilizers, increases the absorption of calcium and magnesium by plants.
- limescale deposits in hoses and droppers of the irrigation system are prevented.
- the solubility of gases in liquids depends on the nature of the gas itself, temperature, pressure and the ability of gases to interact with the solvent. Also, the solubility of gases in water depends on the degree of purification of water from impurities.
- Table 1 shows the solubility indices of some gases (including carbon dioxide) in water at a temperature of 18 0 C and a pressure of this gas in 1 atmosphere.
- Table 2 shows the temperature dependence of the solubility of some gases at a pressure of 1 atmosphere (solubility is indicated in cm 3 / l).
- solubility is directly proportional to the gas pressure and proportionality coefficient, depending on the nature of the gas.
- the composition of dry atmospheric air is shown in table 3.
- the partial pressures of gases in air are proportional to their volumetric content, and they will dissolve in water in accordance with Henry's law.
- the partial pressures will be fractions of a unit. Accordingly, the volumes of gases dissolved in water will be equal to the product of solubility by the fraction of gas in atmospheric pressure. Given the different solubilities, the volume fraction of gases in the total volume of the solvent (water) will be different than in air. Given that the mole of different gases contains the same number of molecules, the weight of the mole will be equal to the molecular weight, and the volume is 22.4 liters (under normal conditions). Thus, it is possible to determine the masses of gases dissolved in one liter of water from air.
- Table 4 shows the masses of gases dissolved in one liter of water from air.
- the percentage of carbon dioxide in water is more than an order of magnitude higher than the percentage of carbon dioxide in the air.
- the absolute value of the carbon dioxide content in a unit volume of water is approximately the same as in a unit volume of air or, if the water has been previously purified and cooled, is 1.5-2 times higher than in air. If carbon dioxide was dissolved in water at an air pressure of, for example, 10 atmospheres, the effect when watering plants with such a solution is approximately equivalent to a 10-fold increase in the concentration of CO 2 in ambient air. From this, the high efficiency of plant nutrition of CO 2 from an aqueous solution becomes apparent.
- Deficiency of CO 2 is a more serious problem than the deficiency of elements of mineral nutrition of plants.
- a plant synthesizes from water and carbon dioxide 94% of the dry matter mass, the remaining 6% is synthesized from mineral fertilizers.
- feeding CO 2 play a very important role in controlling the vegetative and generative balance of the plant.
- An increase in the activity of photosynthesis increases the pool of assimilates and stimulates the development of plants in the generative direction.
- much more nutrients reach the root system, therefore, the growth of young roots is enhanced, the absorption of elements of mineral nutrition is activated, the resistance of plants to adverse environmental factors, including increased air temperature, is increased.
- European vegetable growers consider feeding carbon dioxide throughout the entire period of growing plants (i.e., from emergence to the termination of vegetation) as an indispensable element of modern intensive technology for growing crops of tomato, cucumber, sweet pepper. By dosing carbon dioxide, it is possible to effectively reduce the duration of the vegetative phase of plant development, which ensures the earliest, most expensive crop of vegetable and flower crops. With a sufficient supply of mineral nutrition elements, top dressing with pure carbon dioxide always increase the yield of these crops by 15-40%, by increasing the number and weight of fruits, in particular vegetable crops, and also accelerate their ripening period by 5-8 days. The increase in biomass of green crops on feeding CO 2 also increases significantly. For example, lettuce yield increases by 40%, ripening accelerates by 10-15 days. Fertilizing flower crops in greenhouses is also highly effective, since the quality and yield are significantly increased, according to some sources, by 20-30%.
- top-dressing with carbon dioxide in the long term is the main reserve for increasing the yield of vegetable crops, primarily tomato. Maintaining a photoculture is generally unthinkable without regular top-dressing with carbon dioxide.
- the optimally declared environmentally friendly method for producing a nutrient solution and the installation described above for its implementation are used in conjunction with environmentally friendly sources of electric energy, in particular, wind generators, which need to discharge generated energy at night, due to the limitation of its consumption.
- environmentally friendly sources of electric energy in particular, wind generators, which need to discharge generated energy at night, due to the limitation of its consumption.
- an object embodying the claimed technical solution when implemented, can be implemented in the technology of organizing the process of irrigation and / or feeding of cultivated plants cultivated, for example, in a greenhouse.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Botany (AREA)
- Ecology (AREA)
- Forests & Forestry (AREA)
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Hydroponics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений включает растворение в воде углекислого газа в сатураторе. Отбор углекислого газа осуществляют из атмосферного воздуха посредством его нагнетания в сатуратор с использованием воздушного компрессора. Объем сатуратора предварительно заполняют водой с возможностью образования воздушной полости. Нагнетание воздуха в сатуратор осуществляют до создания в воздушной полости давления выше атмосферного. Затем обеспечивают выпуск воздуха в атмосферу при прокачке через полость сжатого воздуха, подаваемого компрессором. Посредством этого поддерживают ранее созданное давление воздуха в воздушной полости до получения питательного раствора с необходимой концентрацией растворенного углекислого газа. Подачу воздуха в сатуратор осуществляют через нижнюю часть сатуратора под давлением обеспечивающим его нагнетание в воздушную полость сатуратора через объем водяного столба. Подают полученный объем питательного раствора из сатуратора на полив через поливочно-подкормочную оросительную систему.
Description
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНОГО РАСТВОРА ДЛЯ ПОЛИВА И/ИЛИ ПОДКОРМКИ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ.
Область техники
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности, к организации тепличных комбинатов по выращиванию овощных и цветочных культур, преимущественно, в защищенном грунте, однако, может быть использовано и для культивирования растений на открытом грунте.
Уровень техники
На сегодняшний день в овощеводческих и цветоводческих хозяйствах остро стоит вопрос осуществления подкормки чистым углекислым газом растений, например, в защищенном грунте. Низкое содержание СОг, поглощаемое растениями в процессе фотосинтеза на современном этапе развития тепличных хозяйств является одним из основных факторов, ограничивающих урожайность. Например, в весенне-летний период потребление СОг растениями огурца в процессе фотосинтеза может приближаться к 50 кг в час на 1 га (т.е., до 700 кг/га за световой день). Образующийся дефицит потребления СОг лишь частично покрывается за счет притока атмосферного воздуха через фрамуги теплицы и неплотности ограждающих конструкций, а также за счет ночного дыхания растений. Все это вызывает необходимость применения дополнительной подкормки растений чистым углекислым газом экономичными способами и средствами.
В грунтовых теплицах дополнительным источником углекислого газа является грунт, заправленный навозом, торфом, соломой или опилками. Эффект обогащения воздуха внутри теплицы чистым углекислым газом зависит от количества и вида этих органических веществ, подвергающихся микробиологическому разложению. Например, при внесении опилок, смоченных минеральными удобрениями, уровень углекислого газа в начальный период может
достигать высоких значений ночью и днем при закрытых фрамугах. Однако, в целом этот эффект недостаточно велик и удовлетворяет лишь часть необходимой потребности растений. Основным недостатком биологических источников углекислого газа является кратковременность повышения концентрации углекислого газа до необходимого уровня, а также невозможность регулирования процесса подкормки, как по концентрации, так и во временном периоде. Нередко в грунтовых теплицах в солнечные дни при недостаточном воздухообмене концентрация СОг (в результате интенсификации поглощения растениями углекислого газа в процессе фотосинтеза) может снизиться до 0,01%, в результате чего фотосинтез практически прекращается. Таким образом, недостаток СОг становится одним из основных факторов, ограничивающих ассимиляцию углеводов и, соответственно, рост и развитие растений. Полностью покрыть дефицит СОг возможно только посредством использования дополнительных технических средств и методов, т.е., за счет технологически реализуемых источников углекислого газа.
Из уровня техники известен способ (способ А) подкормки растений путем повышения концентрации поглощаемого ими за счет фотосинтеза углекислого газа искусственным методом. Согласно данного способа жидкий углекислый газ превращают в газификаторе (испарителе) в подогретый углекислый газ (CO2), который под давлением поступает в магистральный трубопровод. Далее газ из магистрального трубопровода через специальное устройство подается в теплицу по распределительным газопроводам. К растениям газ поступает через перфорированные полимерные рукава, которые отходят от распределительного газопровода. Рукав имеет двойной боковой шов, за который он может быть подвешен на любом уровне.
Если углекислотная станция спроектирована без блока сжижения и накопительной цистерны, то ночью и пасмурным днем чистый
углекислый газ необходимо будет сбрасывать в атмосферу, либо придется регулярно отключать станцию, что снижает ее ресурс.
Из уровня техники также известен способ (способ Б) получения питательного раствора для полива/подкормки культурных растений в закрытом грунте, включающий растворение в воде с образованием химических связей (гидратацию) под давлением в сатураторе очищенного от примесей углекислого газа с последующей подачей полученного объема питательного раствора из сатуратора в герметичный накопительный резервуар поливо-подкормочной оросительной системы.
Использование поливной воды (питательного раствора), насыщенного чистым углекислым газом, распределяемой по системе полива и/или подкормки - малораспространенная технология, перспективная для применения в пленочных теплицах, в особенности при выращивании зеленых и выгоночных культур. Данная технология может быть использована при выращивании гидропонной (малообъемной) культуры, при капельном поливе на открытых грунтах, при поливе дождеванием. Насыщение воды СОг (в концентрации 0,3 - 1 ,1 л/л) производится под давлением посредством специальных аппаратов - сатураторов (сатурационных котлов).
Подкормка производится при обоих способах практически чистым СОг 100% концентрации. При использовании углекислого газа (двуокиси углерода) соответствующего качества (степени очистки) полностью исключается угнетение растений и отравление обслуживающего персонала фитотоксичными газами.
Само по себе насыщение воды углекислым газом (способ Б) не оказывает существенного влияния на рост растений, поскольку он слабо проникает в листья при транспортировке воды посредством корневой системы. Например, доля корневого поглощения СОг культуры огурца составляет не более 4% от общего поглощения растением в целом. Собственно, подкормка осуществляется практически за счет
углекислого газа, выделившегося из питательного раствора (т.е., воды насыщенной CO2).
При обоих способах подачи CO2 растения можно подкармливать весь период выращивания - от появления всходов до прекращения вегетации. Системы подачи чистого углекислого газа через перфорированные полимерные рукава и систему распределения воды, насыщенной чистым углекислым газом, работающие от стационарного источника CO2, технологически позволяют устойчиво поддерживать оптимальный уровень CO2 и при открытых фрамугах теплиц в жаркую погоду, если это оправдано высокими ценами на тепличную продукцию.
При способе А можно с высокой точностью и экономично дозировать углекислый газ весь световой день: т.е., не допуская скачкообразного изменения его концентрации в зависимости от изменения факторов окружающей среды (освещенности, температуры и влажности окружающей среды /воздуха/), а также оперативно реагировать на изменение суточной динамики фотосинтеза.
При способе Б также возможно дозировать CO2 весь световой день: обогащение им воздуха в прикорневой зоне растений происходит плавно, потери на вентиляционный эффект, присущий теплицам, существенно ограничены. К сожалению, содержание CO2 в воздухе достаточно сложно регулировать, также затруднительно за короткий период увеличить его содержание в воздухе теплицы.
При способе А, изменяя высоту подвеса перфорированных полимерных рукавов можно подавать углекислый газ на любой высоте в непосредственной близости от растений - в прикорневую зону, в зону активных листьев или в к точкам роста.
При способе Б через систему полива (пoдкopмки)вoдa, насыщенная CO2, обычно подается в прикорневую зону.
При обоих способах подачи углекислого газа он равномерно распределяется по всему объему теплицы в течение определенного периода времени.
Подкормка чистым углекислым газом (способ А) практически не влияет на температурно-влажностный режим в теплице.
Подкормка с использованием воды, насыщенной чистым углекислым газом (способ Б), значительно влияет на температурно- влажностный режим в теплице, поскольку подкормка практически совмещена с поливом растений (см. Пухальская H. В «Физиoлoгия углекислотных подкормок в тепличном oвoщeвoдcтвe», M., Агроконсалт, 2000г.; «Углeкиcлoтнaя подкормка растений защищенного гpyнтa», Рекомендации, M., Росагропромиздат, 1988г.; Цыдендамбаев A.Д., «Teпличный пpaктикyм», Микроклимат, M., 2001г.; Пименова Т.Ф. «Пpoизвoдcтвo и применение сухого льда, жидкого и газообразного диоксида углерода* , M., Легкая и пищевая промышленность, 1982г.).
К основным недостаткам обоих из вышеописанных способов можно отнести следующее.
При внедрении обоих способов подкормки чистым CO2 требуются значительные капитальные затраты на приобретение углекислотной станции со средствами высокой очистки углекислого газа перед его подачей в тепличное хозяйство и/или стационарного резервуара большой емкости для покупной жидкой углекислоты высокой очистки.
При внедрении подкормки по способу А необходим газификатор с устройством подачи углекислого газа, централизованная система разводки газа по теплицам, набор специальных перфорированных полимерных рукавов. Процесс подкормки должен регулироваться высокопроизводительными климат-компьютерными устройствами, получающими данные с системы тепличных датчиков CO2 и датчиков расхода восстановленного углекислого газа.
В способе Б используется готовая (стандартная) система полива/подкормки растений в тепличном хозяйстве с врезкой в нее нескольких сатураторов. Минимальный набор оборудования также включает в себя датчики CO2, датчики давления и климат-компьютер.
При обоих способах подкормки средний расход чистого СОг при солнечной погоде составляет около 250 кг/га тепличного хозяйства при закрытых фрамугах. При открытых фрамугах этот показатель может составить от 500 до 1000 кг/га за световой день при ветреной погоде. Обобщенные данные приведены за весенне-летний период для III световой зоны с продолжительностью светового дня порядка 10 - 14 часов.
Подача углекислого газа в воде (в питательном растворе) в прикорневую зону растений позволяет значительно сократить этот расход, поскольку непроизводительные потери при вентиляции теплицы при этом способе подкормки значительно меньше.
Для всех известных способов подкормки растений чистым углекислым газом требуется СОг соответствующий высшему сорту согласно ГОСТу 8050 - 85 «Двyoкиcь углерода газообразная и жидкaя» (объемная доля CO2 - не менее 99,8%
Несмотря на удобство и относительную техническую простоту систем, работающих на привозном сжиженном углекислом газе, их применение в тепличных хозяйствах весьма проблематично. Объясняется это тем, что для подкормки растений необходимо использовать жидкую углекислоту высшего сорта согласно ГОСТу 8050- 85 имеющую чистоту 99,8% и не содержащую лабораторно определяемые примеси иных веществ, за исключением воды. Данный высокоочищенный продукт, единственно подходящий для подкормки тепличных растений, имеет достаточно высокую отпускную цену - не менее 30 руб./кг. Использование более дешевой углекислоты гарантирует наличие в ней таких примесей как: сивушные масла, сероводорода и аммиака, этаноламинов, которые весьма отрицательно сказываются на работоспособности обслуживающего персонала и продуктивности растений.
Самостоятельно проверять (и, в последующем, очищать) в условиях тепличного комбината фактическое качество закупаемого
продукта практически нереально. Объясняется это тем, что очистка на месте значительного количества низкосортной углекислоты (2 - 5 т/сутки) до необходимой кондиции представляет собой отдельную дорогостоящую техническую задачу. Таким образом, при использовании привозной углекислоты придется обращать особое внимание на организационные вопросы: выбор сертифицированного производителя СОг, выбор надежного перевозчика, контроль качества CO2 и дополнительную очистку, при необходимости. Перебои же с поставкой кондиционного продукта отрицательно скажутся на урожайности растений и рентабельности тепличного комбината.
Кроме того, обе вышеупомянутые технологии крайне не эффективно используют углекислый газ для подкормки растений. Большая часть его выбрасывается в атмосферу.
Согласно Киотскому Договору 1997 года страны, подписавшие этот договор должны сократить выбросы парниковых газов, по крайней мере на 5% по сравнению с уровнем 1990 года и наладить систему учета и контроля выбросов.
С середины 1990 годов в Европе все выбросы в атмосферу углекислого газа стали облагать обременительным «нaлoгoм на изменение климата*. Поэтому в последние годы так вырос интерес к технологиям эффективного использования СОг в хозяйственной жизни.
В основу заявленного технического решения была положена задача снижения себестоимости выращиваемой продукции при увеличении ее урожайности.
Технический результат - конструкторско-технологическое упрощение процесса осуществления полива-подкормки посредством использования углекислого газа из атмосферного воздуха, запасы которого не ограничены и, при этом не происходит загрязнения атмосферы выбросами парниковых газов, а наоборот происходит снижение содержания CO2 в окружающем воздухе.
Раскрытие изобретения
Поставленный технический результат достигается посредством того, что в способе получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений, включающий растворение в воде с образованием химических связей углекислого газа в сатураторе, согласно изобретению, отбор углекислого газа осуществляют из атмосферного воздуха посредством его нагнетания в сатуратор, объем которого предварительно заполняют водой с возможностью образования воздушной полости, при этом нагнетание воздуха в сатуратор осуществляют до создания в воздушной полости давления выше атмосферного, после этого обеспечивают посредством предохранительного клапана выпуск воздуха с обедненным после частичного растворения в воде содержанием CO2 из упомянутой полости в атмосферу при одновременной прокачке сжатого воздуха подаваемого компрессором, посредством чего поддерживают ранее созданное давление воздуха в воздушной полости, до получения питательного раствора с необходимой концентрацией растворенного углекислого газа.
Оптимально в воздушной полости сатуратора поддерживать давление воздуха, преимущественно, в пределах 5-10 атмосфер.
Целесообразно подачу воздуха в сатуратор осуществлять через нижнюю часть сатуратора под давлением, обеспечивающим его нагнетание в воздушную полость сатуратора через объем водяного столба.
Для получения питательного раствора разумно использовать очищенную от примесей воду, преимущественно, дистиллированную или полученную с помощью мембранной фильтрации с обратным осмосом.
Как правило, объем сатуратора предварительно заполняют водой, охлажденной до температуры ниже окружающей среды.
Лучший вариант осуществления изобретения
Изобретение поясняется графическими материалами, в которых представлен один из возможных конструктивных вариантов функционального комплекса для реализации способа.
Далее заявленное техническое решение описывается более подробно в сочетании с предпочтительными вариантами его осуществления с отнесением, соответственно, к сопутствующим графическим материалам, в которых нижеуказанными позициями обозначены следующие функциональные элементы узлы и агрегаты:
1 - сатуратор;
2 - установка насосная (средство подачи воды в сатуратор);
3 -компрессор (воздушный низкого давления /5-10aтм./ для нагнетания в сатуратор под давлением двуокиси углерода в сжатом воздухе);
4 - клапан управляемый (системы подачи воды);
5 - клапан управляемый (системы подачи готового питательного раствора на полив);
6 - полость (воздушная);
7 - граница (раздела вода-воздух);
8 - клапан (предохранительный воздушный).
Способ рассматривается применительно к представленному в графических материалах варианту исполнения функционального комплекса для его реализации, который описан ниже.
Функциональный комплекс для получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений, включает связанные магистральными трубопроводами: сатуратор 1 ; насосную установку 2, функционально являющуюся средством подачи воды через управляемый клапан 4 в сатуратор 1 ; средство нагнетания в сатуратор под давлением газообразного носителя двуокиси углерода, например, в виде компрессора 3 воздушного низкого давления (преимущественно, 5-
10 атм.), а также магистраль (гидросистему) подачи полученного питательного раствора на полив, включающую клапан 5 управляемый.
В качестве газообразного носителя двуокиси углерода использован атмосферный воздух. Сатуратор 1 дополнительно оснащен системой сброса обедненного углекислым газом воздуха из полости 6 воздушной сатуратора 1 в атмосферу, включающей воздушный предохранительный клапан 8. При этом упомянутая система сброса организована с возможностью поддержания давления воздуха в воздушной полости 6 сатуратора 1 , необходимого для осуществления режима растворения в воде углекислого газа с образованием химических связей. Граница раздела вода-воздух в сатураторе обозначена позицией 7.
Средство подачи воды в сатуратор 1 может быть оснащено холодильной камерой, а также очистительной системой подаваемой воды от примесей (в графических материалах условно не показаны).
Средство нагнетания в сатуратор 1 газообразного носителя двуокиси углерода, включающее воздушный компрессор 3, магистрально связано с нижней частью сатуратора 1 с обеспечением возможности подачи атмосферного воздуха через водяной столб.
С физической точки зрения заявленный способ заключается в следующем.
В способе получения питательного раствора для полива/подкормки культурных растений осуществляют растворение в сатураторе 1 в воде с образованием химических связей СОг из сжатого воздуха, с последующей подачей полученного объема питательного раствора из сатуратора 1 на полив (в частности, через поливочно- подкормочную оросительную систему). Отбор очищенного углекислого газа осуществляют из атмосферного воздуха посредством его нагнетания в сатуратор 1 с использованием, например, воздушного компрессора 3. Объем сатуратора 1 предварительно (перед подачей воздуха) частично заполняют водой с возможностью образования
воздушной полости 6. При этом нагнетание воздуха в сатуратор 1 осуществляют до создания в воздушной полости 6 давления выше атмосферного. После этого обеспечивают (посредством предохранительного клапана 8 выпуск воздуха с обедненным после частичного растворения в воде содержанием СОг из упомянутой полости 6 в атмосферу при одновременной прокачке сжатого воздуха, подаваемого компрессором 3. Посредством этого поддерживают ранее созданное давление воздуха в воздушной полости 6 до получения питательного раствора с необходимой концентрацией растворенного углекислого газа.
Оптимально в воздушной полости 6 сатуратора 1 поддерживать давление воздуха, преимущественно, в пределах 5-10 атмосфер.
Целесообразно подачу воздуха в сатуратор 1 осуществлять через нижнюю часть сатуратора 1 под давлением, обеспечивающим его нагнетание в воздушную полость 6 сатуратора 1 через объем водяного столба.
Для получения питательного раствора разумно использовать очищенную от примесей воду, преимущественно, дистиллированную или полученную с помощью мембранной фильтрации с обратным осмосом.
Как правило, объем сатуратора предварительно заполняют водой, охлажденной до температуры ниже окружающей среды.
С позиции экологии и охраны труда обслуживающего персонала использование заявленного способа совершенно безопасно, как для окружающей среды, так и для человека, поскольку используется полученный из воздуха углекислый газ, не содержащий вредных для растений и людей примесей.
Дополнительной хозяйственно-ценной функцией заявленного способа и оборудования (функционального комплекса) для его реализации можно считать снижение рН (водородного показателя) питательного раствора (поливной воды) при насыщении его СОг,
поскольку данный эффект улучшает растворимость удобрений, повышает усвояемость кальция и магния растениями. Кроме того, предотвращается отложение известкового налета в шлангах и капельницах поливной системы.
При программировании микроклимата посредством микрокомпьютера (на открытие-закрытие фрамуг) следует учесть, что при систематических подкормках допустима более высокая температура в теплице, поскольку при повышенном содержании СОг в воздухе температурный оптимум фотосинтеза у высших растений смещается вверх (на 1-40C в зависимости от культуры, сорта растения и уровня освещенности).
В качестве подтверждения возможности и эффективности отбора углекислого газа из атмосферного воздуха приводится следующая информация.
Растворимость газов в жидкостях зависит от природы самого газа, температуры, давления и способности газов взаимодействовать с растворителем. Также растворимость газов в воде зависит от степени очистки воды от примесей.
В таблице 1 приведены показатели растворимости некоторых газов (в том числе, углекислого) в воде при температуре 180C и давлении этого газа в 1 атмосферу.
В таблице 2 приведены зависимости растворимости некоторых газов при давлении в 1 атмосферу от температуры (растворимость указана в cм3/л).
Зависимость растворимости газов от давления сформулировал
Генри в своем законе: растворимость прямо пропорциональна давлению газа и коэффициенту пропорциональности, зависящему от природы газа.
Газы в воду попадают в основном из воздуха. Состав сухого атмосферного воздуха приведен в таблице 3.
Парциальные давления газов в воздухе пропорциональны их объемному содержанию, а растворяться в воде они будут в соответствии с законом Генри.
Если атмосферное давление принять за единицу, то парциальные давления будут долями единицы. Соответственно, растворенные в воде объемы газов будут равны произведению растворимости на долю газа в атмосферном давлении. С учетом разной растворимости объемная доля газов в общем объеме растворителя (воды) будет иной, чем в воздухе. Учитывая то, что в моле разных газов содержится одинаковое количество молекул, вес моля будет равен молекулярной массе, а объем составляет 22,4 литра (при нормальных условиях). Таким образом, можно определить массы растворенных в одном литре воды газов из воздуха.
В таблице 4 приведены массы растворенных в одном литре воды газов из воздуха.
Как видно из вышеприведенных таблиц, процентное содержание углекислого газа в воде, более чем на порядок превышает процентное содержание углекислого газа в воздухе. Абсолютное же значение содержания углекислого газа в единице объема воды примерно такое же, как и в единице объема воздуха или, если вода предварительно была очищена и охлаждена, в 1.5-2 раза выше чем в воздухе. Если углекислый газ был растворен в воде при давлении воздуха, например 10 атмосфер, то эффект при поливе растений таким раствором, примерно эквивалентен повышению концентрации CO2 в окружающем воздухе в 10 раз. Отсюда становится очевидной высокая эффективность питания растений CO2 из водного раствора.
Дальнейшее развитие технологий подкормки углекислым газом требует применение более совершенных систем мониторинга растений, позволяющих, кроме прочего, постоянно контролировать реальную суточную динамику фотосинтеза. Понадобятся дополнительные исследования для того, чтобы для каждого сорта овощных и цветочных
культур определить свою оптимальную концентрацию углекислого газа в комплексе с оптимизацией температурно-влажностного режима и режима минерального питания в зависимости от изменения освещенности и фазы развития растения.
Дефицит CO2 является более серьезной проблемой, чем дефицит элементов минерального питания растений. В среднем растение синтезирует из воды и углекислого газа 94% массы сухого вещества, остальные 6% синтезируются из минеральных удобрений. Наряду с режимом минерального питания, с регулированием температуры и влажности, подкормки CO2 играют очень важную роль в управлении вегетативным и генеративным балансом растения. Повышение активности фотосинтеза увеличивает пул ассимилятов и стимулирует развитие растений в генеративном направлении. При этом до корневой системы доходит значительно больше питательных веществ, следовательно, усиливается рост молодых корней, активизируется поглощение элементов минерального питания, повышается устойчивость растений к неблагоприятным факторам окружающей среды, в том числе к повышенной температуре воздуха.
Европейские овощеводы рассматривают подкормку углекислым газом в течение всего периода выращивания растений (т.е., от появления всходов до прекращения вегетации) как обязательный элемент современной интенсивной технологии выращивания культур томата, огурца, сладкого перца. Дозируя углекислый газ можно эффективно добиваться сокращения продолжительности вегетативной фазы развития растений, что обеспечивает получение раннего, наиболее дорого урожая овощных и цветочных культур. При достаточной обеспеченности элементами минерального питания, подкормки чистым углекислым газом всегда повышают урожайность этих культур на 15-40%, за счет увеличения количества и массы плодов, в частности, овощных культур, а также ускоряют период их созревания на 5-8 дней. Прирост биомассы зеленых культур на подкормке CO2
также существенно увеличивается. Например, урожайность салата повышается на 40%, созревание ускоряется на 10-15 дней. Подкормка цветочных культур в теплицах также высокоэффективна, поскольку значительно повышается качество и выход продукции, по некоторым данным на 20-30%.
В осеннем обороте подкормки углекислым газом в перспективе являются основным резервом повышения урожайности овощных культур, в первую очередь - томата. Ведение светокультуры вообще немыслимо без регулярных подкормок углекислым газом.
Оптимально заявленный экологически чистый способ получения питательного раствора и вышеописанную установку для его осуществления использовать в совокупности с экологически чистыми источниками электрической энергии, в частности, с ветряными генераторами, которым необходимо в ночное время осуществлять сброс вырабатываемой энергии, вследствие ограничения ее потребления. Таким образом, в частности, в системе очистки воды для полива, используемой в заявленном способе и функциональном комплексе для его осуществления, целесообразно использовать этот (практически не используемый в настоящее время), указанный избыток энергии, вырабатываемой ветряными генераторами.
Промышленная применимость
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении, может быть реализован в технологии организации процесса полива и/или подкормки культурных растений, культивируемых, например, в тепличном хозяйстве.
- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте нижеизложенной формулы, подтверждена
возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;
- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявленный объект соответствуют требованию условия «пpoмышлeннaя применимость*.
Таблица 1
Растворимость газов в воде при T -=-1 I Q8О/ С и давлении в 1 атмосферу
Таблица 2
Зависимости растворимости газов в воде при давлении в 1 атмосферу от температуры (растворимость указана в cм3/л)
Состав сухого атмосферного воздуха
Таблица 4 Массы растворенных в одном литре воды газов из воздуха
Claims
1. Способ получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений, включающий растворение в воде с образованием химических связей углекислого газа в сатураторе, отличающийся тем, что отбор углекислого газа осуществляют из атмосферного воздуха посредством его нагнетания в сатуратор, объем которого предварительно заполняют водой с возможностью образования воздушной полости, при этом нагнетание воздуха в сатуратор осуществляют до создания в воздушной полости давления выше атмосферного, после этого обеспечивают посредством предохранительного клапана выпуск воздуха с обедненным после частичного растворения в воде содержанием СОг из упомянутой полости в атмосферу при одновременной прокачке сжатого воздуха подаваемого компрессором, посредством чего поддерживают ранее созданное давление воздуха в воздушной полости, до получения питательного раствора с необходимой концентрацией растворенного углекислого газа.
2. Способ по п.1 , отличающийся тем, что в воздушной полости сатуратора поддерживают давление воздуха, преимущественно, в пределах 5-10 атмосфер.
3. Способ по п.1 , отличающийся тем, что подачу воздуха в сатуратор осуществляют через нижнюю часть сатуратора под давлением, обеспечивающим его нагнетание в воздушную полость сатуратора через объем водяного столба.
4. Способ по п.1 , отличающийся тем, что для получения питательного раствора используют очищенную от примесей воду, преимущественно, дистиллированную или полученную с помощью мембранной фильтрации с обратным осмосом.
5. Способ по п.1 , отличающийся тем, что объем сатуратора предварительно заполняют водой, охлажденной до температуры ниже окружающей среды.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IN787DEN2012 IN2012DN00787A (ru) | 2009-06-29 | 2010-05-27 | |
EP10794427A EP2449875A1 (en) | 2009-06-29 | 2010-05-27 | Method for producing a nutrient solution for watering and/or feeding cultivated plants |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009124505/05A RU2405805C1 (ru) | 2009-06-29 | 2009-06-29 | Способ получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений |
RU2009124505 | 2009-06-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2011002336A1 true WO2011002336A1 (ru) | 2011-01-06 |
Family
ID=43411232
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/RU2010/000272 WO2011002336A1 (ru) | 2009-06-29 | 2010-05-27 | Способ получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2449875A1 (ru) |
IN (1) | IN2012DN00787A (ru) |
RU (1) | RU2405805C1 (ru) |
WO (1) | WO2011002336A1 (ru) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2527065C2 (ru) * | 2012-07-20 | 2014-08-27 | Дарья Викторовна Коваленко | Способ подкормки растений, выращиваемых в защищенном грунте |
CN104969793A (zh) * | 2015-05-04 | 2015-10-14 | 小米科技有限责任公司 | 推荐植物品种的方法及装置 |
CN104920088A (zh) * | 2015-06-10 | 2015-09-23 | 小米科技有限责任公司 | 调整植物生长环境的方法及装置 |
CN108966905A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-12-11 | 韩秀峰 | 一种农作物施用工业co2增产的安全方法和装置 |
RU2717648C1 (ru) * | 2019-04-09 | 2020-03-24 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") | Способ подкормки культуры огурца углекислым газом |
CN112079489A (zh) * | 2020-10-09 | 2020-12-15 | 南京九胜揽天科技有限公司 | 一种垃圾填埋渗滤液反渗透处理工艺和装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1800955C (ru) * | 1987-05-14 | 1993-03-07 | Дзе Кока-Кола Компани | Сатуратор дл приготовлени газированной воды |
RU1813545C (ru) * | 1990-08-31 | 1993-05-07 | Научно-производственное объединение "Нечерноземагромаш" | Способ приготовлени питательного раствора и устройство дл его осуществлени |
RU6789U1 (ru) * | 1997-09-29 | 1998-06-16 | Владимир Иванович Мельников | Сатуратор со струйной аэрацией |
RU2151634C1 (ru) * | 1999-07-28 | 2000-06-27 | Мельников Владимир Иванович | Устройство для аэрации воды |
WO2009024139A2 (de) * | 2007-08-21 | 2009-02-26 | Biologic Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur intermittierenden imprägnierung von trinkwasser mit einem gas sowie dessen ausgabe |
-
2009
- 2009-06-29 RU RU2009124505/05A patent/RU2405805C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-05-27 WO PCT/RU2010/000272 patent/WO2011002336A1/ru active Application Filing
- 2010-05-27 IN IN787DEN2012 patent/IN2012DN00787A/en unknown
- 2010-05-27 EP EP10794427A patent/EP2449875A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1800955C (ru) * | 1987-05-14 | 1993-03-07 | Дзе Кока-Кола Компани | Сатуратор дл приготовлени газированной воды |
RU1813545C (ru) * | 1990-08-31 | 1993-05-07 | Научно-производственное объединение "Нечерноземагромаш" | Способ приготовлени питательного раствора и устройство дл его осуществлени |
RU6789U1 (ru) * | 1997-09-29 | 1998-06-16 | Владимир Иванович Мельников | Сатуратор со струйной аэрацией |
RU2151634C1 (ru) * | 1999-07-28 | 2000-06-27 | Мельников Владимир Иванович | Устройство для аэрации воды |
WO2009024139A2 (de) * | 2007-08-21 | 2009-02-26 | Biologic Gmbh | Vorrichtung und verfahren zur intermittierenden imprägnierung von trinkwasser mit einem gas sowie dessen ausgabe |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
"Carbon Dioxide as Supplementary Food for Plants in Raised Beds", RECOMMENDATIONS, M., ROSAGROPROMIZDAT, 1988 |
A.D. TSYDENDAMBAEV: "Greenhouse Practicum", MICROCLIMATE, V., 2001 |
N.V. PUKHALSKAYA: "Physiology of Carbon Dioxide as Supplementary Plant Food in Greenhouse Vegetable Farming", M., AGROCONSULT, 2000 |
T.F. PIMENOVA: "Production and Use of Dry Ice and Liquid and Gaseous Carbon Dioxide", M., LIGHT INDUSTRY AND FOOD INDUSTRY, 1982 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
IN2012DN00787A (ru) | 2015-06-26 |
RU2405805C1 (ru) | 2010-12-10 |
EP2449875A1 (en) | 2012-05-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Calvert et al. | Effects of carbon dioxide enrichment on growth, development and yield of glasshouse tomatoes. I. Responses to controlled concentrations | |
CN103194377B (zh) | 沼气工程产物与农业种植相结合的综合利用系统 | |
CN103229647B (zh) | 曼地亚红豆杉苗木的繁育方法 | |
AU2016260385B2 (en) | Nutrient system | |
RU2405805C1 (ru) | Способ получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений | |
CN107306700B (zh) | 一种利用农业用水增施二氧化碳的方法及所用装置 | |
CN107667818A (zh) | 一种盆栽植物肥水循环利用的封闭栽培方法 | |
CN107114101A (zh) | 一种有机蔬菜大棚的土壤改良方法 | |
CN103858740A (zh) | 一种芍药利用自然低温春节促成栽培方法 | |
Pandey et al. | Hydroponics Agriculture: Its status, scope and limitations | |
KR101794622B1 (ko) | 수직생장형 작물의 탄산시비 효율 향상을 위한 이산화탄소 공급장치 및 그 제어방법 | |
CN201667884U (zh) | 一种基质栽培槽装置 | |
CN207589743U (zh) | 一种盆栽植物肥水循环利用的封闭栽培装置 | |
RU90298U1 (ru) | Функциональный комплекс для получения питательного раствора для полива и/или подкормки культурных растений | |
CN115428637A (zh) | 一种光照-水肥综合种植系统及其种植方法 | |
CN107801625A (zh) | 一种阶梯组合式立体栽培系统 | |
EP0801891A1 (en) | Hydroponic method for plants and apparatus used therefor | |
CN104115690B (zh) | 一种工业co2在农作物生长中的应用方法 | |
CN210226375U (zh) | 一种利用农业用水增施二氧化碳的装置 | |
CN203801383U (zh) | 带发酵箱的花果盆 | |
CN203985031U (zh) | 干旱半干旱地区困难立地抗旱造林节水保水供肥系统 | |
Meneses et al. | Protected cultivation in Iberian horticulture | |
Bhullar et al. | DESIGN AND EVALUATION OF WICK TYPE AND RECIRCULATION TYPE SUBSTRATE HYDROPONIC SYSTEMS FOR GREENHOUSE TOMATOES. | |
Wagh et al. | PLC based automated hydroponic system | |
CN109418070A (zh) | 有机黄瓜栽培无土培养工艺 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 10794427 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
DPE2 | Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101) | ||
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 787/DELNP/2012 Country of ref document: IN Ref document number: 2010794427 Country of ref document: EP |