Способ культивирования рогоза для биогенной очистки вод и устройство для его осуществления

(51)02 3/32 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ РОГОЗА ДЛЯ БИОГЕННОЙ ОЧИСТКИ ВОД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(71) Заявитель Республиканское унитарное научное предприятие Институт мелиорации и луговодства Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Кондратьев Виктор Николаевич Крутько Сергей Михайлович Брезгунов Владимир Семенович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное научное предприятие Институт мелиорации и луговодства Национальной академии наук Беларуси(56) Смиренский А.А. Водные кормовые и защитные растения в охотничье-промысловых хозяйствах. - М. Государственное издательство технической и экономической литературы по вопросам заготовок, 1952. - С. 114.893895, 1981.1675226 1, 1991.1346588 1, 1987.1745702 1, 1992.789428, 1980.(57) 1. Способ культивирования рогоза для биогенной очистки вод, основанный на размножении рогоза семенами, отличающийся тем, что семена рогоза высевают в ткань, которую закрепляют на плавающем каркасе, погружают в водоем и в зависимости от вегетационной стадии развития семян регулируют глубину погружения ткани. 2. Устройство для культивирования рогоза для биогенной очистки вод, включающее погружаемый в воду каркас, отличающееся тем, что каркас выполнен из пустотелых труб, на которых закреплена ткань с семенами, и снабжен пневматической системой регулирования глубины погружения, всплытия и удержания ткани с семенами в заданных координатах канала или водоема. Фиг. 1 Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при строительстве специализированных оросительных систем с очисткой сточных вод и стоков животноводческих комплексов, а также для очистки озер, пойменных водоемов, дельт рек и т.п. 7758 1 2006.02.28 Широко в мире используют для целей улучшения качества воды в загрязненных водотоках микрофиты-эдификаторы. К числу важнейших из них относится рогоз. В Республике Беларусь рогоз распространен повсеместно, а также широко распространен по всему земному шару. Для Республики Беларусь характерны два вида рогоз узколистный и рогоз широколистный. Ценным свойством рогоза является его высокая пригодность к развитию в условиях достаточно загрязненной сточной жидкости. В условиях, где многие виды гелофитов погибают, рогоз чувствует себя превосходно. Многими исследователями подтверждено, что плотность побегов и величина биомасс возрастают с увеличением биогенов. Стимулируют развитие рогоза, в первую очередь азот и фосфор. Учитывая, что рогоз широколистный распространен гораздо шире, чем рогоз узколистный (он идет далеко на север), поэтому лабораторные исследования по культивированию широколистного рогоза проводились нами в большем объеме по сравнению с узколистным, с целью применения его для биогенной очистки вод. При разработке способа культивирования рогоза широколистного для биогенной очистки вод приняты во внимание его основные экологические свойства, а именно способность сохранять несколько лет корневища при сильных засухах и при наступлении благоприятных условий вновь дать побеги чувствительность к реакции среды. Рогоз широколистный обладает высокой способностью развиваться в условиях с достаточно загрязненной сточной жидкостью стимулирование развития рогоза, в первую очередь азота и фосфора возможность размножения рогоза семенами. Одно единственное растение рогоза широколистного в стадии цветения дает до полумиллиона семян, которые разносятся ветром на большие расстояния, но редко находят подходящие условия для прорастания и погибают проявление тенденции к увеличению соотношения массы подземных к надземным органам при развитии растений из семян. В течение первого года круглогодичной вегетации массовое соотношение в процентах листьев, основного стебля, корней и корневищ меняется от соответственно 622647 к (2242)(3128)(712)(1232) плохая уживчивость рогоза с тростником обыкновенным, торфяными мхами и корневищными осоками произрастание широколистного рогоза на меньших глубинах, чем рогоза узколистного, а именно в прибрежье водоемов, в мелководной зоне, часто промерзаемой. Следовательно, при разработке способа культивирования рогоза широколистного для биогенной очистки вод была принята во внимание его экология. Известен способ размножения рогоза широколистного вегетационным путем - черенками 1. При этом берут конечную часть корневища и его ветвей, снабженных верхушечной почкой. Сажают черенок в грунт на глубине 1015 см от его поверхности, при слое воды толщиной до 1 м. При посадке рогоза широколистного в прибрежьях озер подготавливают опытный участок (его расчищают от зарослей водных растений). Недостатком способа является высокая трудоемкость, энергоемкость и стационарность, что затрудняет его применение для биогенной очистки вод, особенно в местах отдыха на озерах, водоемах и т.п. Известен способ культивирования воздушно-водных растений для биогенной очистки вод в каркасах 2. Сущность способа заключается в том, что воздушно-водные растения,к которым относятся и все виды рогоза, выращивают в отдельных каркасах и используют для обновления имеющейся биологической загрузки в тот момент, когда с отмиранием воздушной части растений понижается ее очистительная способность. Недостатком способа является высокая энергоемкость его выполнения и пригодность его толькок стационарным условиям, невозможность применения на озерах, вдоль берегов рек и т.п. 2 7758 1 2006.02.28 Известен способ культивирования рогоза широколистного семенами 1 - прототип. Способ осуществляют следующим образом. Учитывая, что легкие семена рогоза долго не тонут, их выдерживают предварительно в сосуде с водой (бочке, цинковом баке, плавающем поддоне и т.п.). После того, как они погрузятся на дно, их вынимают из воды и сразу высевают в заранее выбранный участок осенью до наступления холодов. Недостатками способа являются те же, что и при размножении корневищами. Известно устройство для биологической очистки воды каналов 3. Сущность известного устройства для биологической очистки воды каналов заключается в том, что устройство снабжено плавающими поддонами с биологическими загрузками (с растениями), которые соединены последовательно друг с другом и установлены в канале по всей ширине зеркала воды так, что крайние из них были прикреплены к поддонам, размещенным на платформах и расположенным на противоположных стенках канала, а струенаправляющие элементы на каждом дополнительном поддоне зафиксированы под одинаковым углом к оси канала 3 - прототип. Недостатком устройства является то, что оно не позволяет культивировать воздушноводные растения биогенной очистки вод, в том числе и рогоза широколистного, семенами. Кроме того, конструкция устройства - стационарного типа, что не позволяет применять ее в открытых водоемах, реках и т.п. Задачей изобретения является снижение трудоемкости, энергоемкости, повышение мобильности устройства для культивирования рогоза для биогенной очистки вод. Поставленная задача решается таким образом, что способ культивирования рогоза для биогенной очистки вод, отличающийся тем, что семена рогоза высевают в ткань, которую закрепляют на плавающем каркасе и погружают в водоем и в зависимости от вегетационных стадий развития растений регулируют глубину погружения ткани. При этом устройство для осуществления способа представляет собой каркас, выполненный из пустотелых труб, на которых закреплена ткань с семенами и снабженных пневматической системой регулирования глубины погружения, всплытия и удержания биологической загрузки в заданных координатах канала или водоема Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана конструктивная схема устройства для осуществления способа культивирования рогоза для биогенной очистки вод на фиг. 2 то же, разрез - на фиг. 3 - схема пневматической системы устройства для регулирования глубины погружения, всплытия и удержания биологической загрузки в заданных координатах канала или водоема. Технологический процесс по осуществлению способа культивирования рогоза для биогенной очистки вод (на примере рогоза широколистного) производят в следующем порядке семена рогоза широколистного всхожестью 6070 в количестве 3000050000 штук на м 2 высевают на ткань, которую закрывают вторым слоем ткани. Слои ткани могут быть уложены как продольно, так и в перпендикулярном направлении относительно друг друга. В качестве ткани используют в основном ткани из полиэфирных волокон, которые скрепляют между собой, например, иглопробивными машинами. Могут применяться и другие виды скрепления слоев тканей между собой. Затем готовую ткань с семенами рогоза закрепляют на плавающем каркасе 1, выполненном в виде пустотелых труб, которые соединяют между собой герметично. Трубы могут быть изготовлены из разных материалов в зависимости от агрессивности очищаемой жидкости. Наиболее применимы трубы из полимерных материалов. Закрепление ткани 2 производят, например, веревками из полимерных нитей на каркасе 1. После закрепления ткани 2 с семенами на каркасе 1 (фиг. 1) его опускают в водоем 3. Устройство с закрепленной тканью 2 опускают в воду водоема 3 или канала так, чтобы глубина погружения ткани 2 с семенами составила 2030 мм. Глубину погружения ткани с семенами регулируют в зависимости от вегетационных стадий развития растений. Поэтому в течение первых 10 суток глубина погружения ткани с семенами рогоза широколистного 2030 мм. Первые всходы появляются через 510 суток. При этом семена должны быть полностью покрыты водой, т.е. находиться на глубине 1020 мм. Высота растения 3 7758 1 2006.02.28 1 мм. На 11-е сутки глубину погружения семян устанавливают 1 мм так, чтобы растения рогоза находились на поверхности воды. В таблице приведены экспериментальные данные о росте растений в зависимости от вегетационных стадий развития рогоза широколистного и глубина погружения семян. Экспериментальные данные о вегетационных стадиях развития растений рогоза широколистного Время роста, сут. 010 1130 3090 90120 120210 Через 30 дней, когда размеры ростков составят 1030 мм, необходимо, чтобы рогоз находился на поверхности воды, т.е. регулируют глубину погружения ткани с семенами в пределах 01 мм. Регулируют глубину погружения посредством пневматической системы 4 (фиг. 3),смонтированной на каркасе 1 устройства для осуществления рассматриваемого способа. В октябре месяце растения транспортируют подсобным водным транспортом, например моторной лодкой, на заранее подготовленный участок для высадки. На участке слой воды должен быть не более одного метра. Устройство погружают в воду на поверхность почвы участка, освобождают ткань 2 с растениями от каркаса 1, закрепляют к поверхности почвы колышками и поднимают каркас 1 на поверхность воды. В случае использования растений рогоза для биогенной очистки вод устройство размещают на поверхности очищаемого водоема или канала, периодически окашивая растения, регулируя при этом глубину погружения растений в воду. С этой целью каркас 1 устройства оснащен пневмосистемой 4, состоящей из предохранительного клапана 5, вентиля 6 для выпуска воздуха в атмосферу, манометра 7, запорного вентиля 8, обратного клапана 9, подводящих шлангов 10 и 11, поплавка 12, запорного вентиля 13, баллона 14, запорного вентиля (погружения) 15, дросселей 18,состоящих из золотников 19 и пружин возврата 20, клапанов предохранительных 21 и вентиля 24 для спуска воздуха. Каркас 1 снабжен якорным устройством 22 и лебедкой 23. Устройство работает следующим образом. При регулировании глубины погружения в воду семян с тканью 2 вентиль 6 для выпуска воздуха открывают, запорный вентиль 8 закрывают, открывают запорный вентиль 13 и вентиль погружения 15. Вентиль 24 должен быть закрыт. При этом воздух из баллона 14 под давлением (через запорный вентиль 13) по шлангу 10 и системе трубопроводов погружения 16 и 17 поступает в дросселя 18, перемещает золотники 19, сжимая пружину 20, до совмещения прорезей на золотниках 19 с полостью каркаса 1. При этом вода поступает во внутреннюю его полость, а воздух из полости каркаса 1 через вентиль 6 выходит в атмосферу. В тот момент, когда величина погружения ткани 2 с семенами достигает необходимой, запорный вентиль 13 баллона 14 перекрывают и открывают вентиль 24. Пружины 20 возвращают золотники 19 вправо, перекрывая доступ воды во внутреннюю полость каркаса 1. В зависимости от наполнения водой внутренней полости каркаса 1 величина погружения его будет изменяться. При полном заполнении полости каркаса 1 устройство потонет, что необходимо в случае посадки рогоза на подготовленных участках или при хранении растений в зимнее время. При уменьшении глубины погружения или всплытии устройства вентиль 6 для выпуска воздуха закрывают, запорный вентиль 8 открывают, вентиль 15 погружения открывают,вентиль 24 должен быть закрыт. Открывают вентиль 13 баллона 14 и воздух поступает 4 7758 1 2006.02.28 под давлением через обратный клапан 9, запорный вентиль 8 во внутреннюю полость каркаса 1. В это время воздух из баллона 14 поступает через вентиль 13 в дросселя 18, перемещая золотники 19 влево. Вода через выточки в золотнике выжимается в водоем 3. Устройство всплывает на поверхность воды. После всплытия устройства закрывают вентиль 13, вентиль 15 и открывают вентиль 24. При этом воздух уходит в атмосферу из системы трубопроводов 16 и 17, золотники 19 под действием пружин 20 возвращаются вправо, перекрывая обратный доступ воды в полость каркаса 1. Затем открывают вентиль 6, освобождая тем самым каркас 1 от давления изнутри. При опускании устройства в воду на зимовку растений к пневмосистеме присоединяют поплавок 12, оснащенный вентилем для подсоединения баллона 14 при подъеме весной растений на поверхность. Баллон 14 перемещается по воде с помощью подсобного водного транспорта (лодки). Таким образом, способ культивирования рогоза для биогенной очистки и устройство для его осуществления позволяет снизить трудоемкость технологического процесса размножения растений семенами, устраняя ряд промежуточных операций, входящих в процесс культивирования этого вида растений. Кроме того, способ позволяет создать мобильные неэнергоемкие устройства для вегетационного развития растений и перемещать их по водоему или каналу в зависимости от потребности очистки вод. Предложенный способ культивирования воздушно-водных растений биогенной очистки вод и устройство для его осуществления является новым направлением в области культивирования воздушно-водных растений.Источники информации 1. Смиренский А.А. Водные, кормовые и защитные растения в охотничье-промысловых хозяйствах / Под ред. .Я. Каца. - . Техническая и экономическая литература по вопросам заготовок, 1952. -С. 114. 2. Эйнор Л.О. Микрофиты в экологии водоема. - М. ИВПРАН, 1992. - С. 160. 3.893895, 1981. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.