CZ291127B6

CZ291127B6 - Kultivační substrát a způsob jeho výroby

Info

Publication number: CZ291127B6
Application number: CZ19962121A
Authority: CZ
Inventors: Hermann-Josef Wilhem; Maria Rogmans
Original assignee: Allplant Entwicklungs- Und Marketing Gmbh
Priority date: 1994-01-18
Filing date: 1994-12-06
Publication date: 2002-12-11
Also published as: HU9601965D0; DE59410097D1; DE4401279C1; HU220382B; AU703273B2; AU1312495A; NZ277775A; EP0739327A1; CZ212196A3; US5900038A; EP0739327B1; ATE215519T1; PL315618A1; HUT76449A; WO1995019328A1

Abstract

Popisuje se kultiva n substr t a zp sob jeho v²roby. Tento kultiva n substr t obsahuje rozm ln n rostliny, vybran ze skupiny zahrnuj c k° dlatky, C.sub.4.n.-rostliny a rostliny z rod Cannabis a Dicksonia, a je vhodn² jako n hrada ra eliny.\

Description

Vynález se týká kultivačního substrátu a rovněž způsobu jeho výroby.

Dosavadní stav techniky

Jako kultivační substrát se v zahradnictví používá převážně rašelina. V biologickém smyslu je rašelina humusovou formou rašelinišť, zejména vrchovištních rašelinišť, která patří k obzvláště ohroženým životním prostředím. Početné druhy rostlin ajživočichů, kteří tam žijí, zaplňují červené seznamy druhů ohrožených vyhynutím. Přesto se však stále kvůli těžbě rašeliny každoročně jenom ve Spolkové republice Německo vysušuje přibližně 1000 ha plochy vrchovištních rašelinišť a každoročně se zde používá přes 8 milionů metrů krychlových rašelinišť v zahrádkách a komerčních zahradnictvích. Rašeliniště potřebují ke svému vzniku až 10 000 let - a budou zničena v několika málo desetiletích, pokud se nezastaví těžba rašeliny. Ukončení používání, lépe náhrada, rašeliny, rašeliny v zahradnictví a zájmové oblasti pomáhá zachování rašelinišť.

Proti pozitivním účinkům rašeliny, jako je například zlepšování půdní struktury, však stojí mnoho nevýhod:

- Rašelina není hnojivo, jak to vypadá z označení „hnojivá rašelina“; neobsahuje prakticky žádné živiny pro rostliny.

- Rašelina má velmi nízkou hodnotu pH (pH 3 až 4), a tudíž okyseluje půdu. Toto okyselování vede k nedostatku živin a vyvolává opět potřebu dalšího nákladného a pro životní prostředí škodlivého hnojení.

- Schopnost rašeliny uchovávat vodu je velmi malá. Rašelina ztrácí velmi rychle svoji vlhkost a zanechává potom ve srovnání sjinými organickými materiály (kompost, drcená kůra) pouze velmi malá množství humusu.

- V písčitých půdách je účinek aplikace rašeliny nejčastěji velmi rychle vyčerpán, zatímco v těžkých jílovitých půdách kvůli nedostatečnému přívodu vzduchu může docházet k zuhelnatění.

- Obzvláště neúčinné je nastýlání půdy rašelinou, jelikož rašelina právě na povrchu obzvláště snadno vysychá. Pozitivního účinku nastýlání půdy nelze pomocí rašeliny dosáhnout.

Do dnešního doby byla již vyvinuta řada „produktů nahrazujících rašelinu“, které mohou nahradit část rašeliny, která se používá pro zahradnické účely:

Náhradní materiály organického původu:

produkty na bázi kůry, komposty, rýžové plochy, kokosová vlákna, bavlněný odpad.

Náhradní materiály minerálního původu:

keramzit, expandit, minerální vata, písek a hrubý písek, pemza, lavalit, perlit, vermikulit atd.

Náhradní materiály syntetického původu:

styromul, hygromul, umělohmotová stříž atd.

-1 CZ 291127 B6

Některé negativní vlastnosti těchto produktů ěasto způsobují, že jejich použití ve vyšších podílech v kultivačních substrátech není možné. Při použití těchto produktů je třeba mít na zřeteli následující kritéria:

- obsah solí,

- obsah živin,

- stanovení dusíku,

- obsah těžkých kovů a zdraví škodlivých vláken (minerální vata, umělohmotová stříž, organické škodlivé látky),

- vodní zadržovací kapacita,

- vzdušná kapacita,

- strukturní stabilita,

- iontově výměnná kapacita,

- jednotná jakost,

- cena,

- dostupnost,

- náklady na transport,

- ekologická bilance.

Materiály nahrazující rašelinu minerálního a syntetického původu vykazují obvykle příliš vysoký obsah solí a nedostatečnou strukturní stabilitu. Jejich použití vede k silnému vázání dusíku a špatnému vzdušnému hospodaření v půdě. Syntetické náhradní materiály jsou kromě toho obvykle zdraví škodlivé. Rovněž odstraňování odpadu a zpětná vazba v biologickém koloběhu způsobuje u minerálních a syntetických produktů nahrazujících rašelinu potíže.

Dosud používané organické produkty nahrazující rašelinu vykazují rovněž nevýhody. Například kompost ze zahradních a kuchyňských odpadů, odpadků nebo kalů obsahuje obvykle zbytky prostředků na ochranu rostlin, těžkých kovů, karcinogenních uhlovodíků, antibiotik nebo jiných cizorodých látek. Výroba kompostů je často spojena s nežádoucím zápachem. Kromě toho mohou výše jmenované cizorodé látky pomocí prosakující vody negativně ovlivňovat kvalitu spodní vody.

Jako shrnutí lze uvést, že na trhu nebylo možné získat žádný obecně použitelný náhradní materiál, který by rovněž přibližně vykazoval stejné vlastnosti jako bílá rašelina. Pomocí dosud známých náhradních produktů nebylo dosaženo pro optimální růst rostlin důležitého podílu vzduchových pórů při současně vysoké vodní jímavosti.

Úkol vynálezu tedy spočíval vtom, aby byl nahrazen materiál, který vykazuje chemické a fyzikální vlastnosti bílé rašeliny a kromě toho je navíc vylepšený, takže ve srovnání s bílou rašelinou vykazuje například příznivější hodnotu pH, vyšší podíl vzduchových pórů a obsah hnojiv. Kromě toho měla být výroba tohoto materiálu možná způsobem nepoškozujícím životní prostředí, s příznivými náklady a standardizovatelná.

Podstata vynálezu

Vynález popisuje kultivační substrát, který se výborně hodí pro nahrazení rašeliny. Kultivační substrát podle vynálezu obsahuje rozmělněné rostliny, vybrané ze skupiny zahrnující křídlatky (více známé pod dřívějším jménem rdesno), C₄-rostliny a rostliny z rodů Cannabis a Dicksonia.

Výhodně obsahuje tento kultivační substrát rozmělněné polyploidní rostliny křídlatky.

Křídlatka (Polygonům sachalinense, Reynoutria sachalinense nebo Reynoutria japonica) byla dovezena do Evropy v polovině minulého století z Jižního Sachalinu - ostrova před východním

-2CZ 291127 B6 pobřežím Ruska - jako okrasná a krmná rostlina. Od té doby se často vykytuje spolu s příbuzným druhem, křídlatkou japonskou, v divoké formě podél potoků nebo na krajích lesů. Výhoda křídlatky spočívá mimo jiné vtom, že rychle přirůstá a lze ji sklízet pomocí obvyklých zemědělských strojů bez vysoké spotřeby energie. Dosud známé a divoké vytrvalé kultury dosahují výnosu od 50 do 150 tun čerstvé biomasy na hektar a rok. Další výhodou je, že při pěstování křídlatky nemusí být používány žádné prostředky na ochranu rostlin, protože dosud nejsou známí žádní její škůdci.

V rámci vynálezu se podařilo za použití kolchicinu dosáhnout u křídlatky zmnožení počtu chromozomů (polyploidizace), čímž se umožnilo vypěstovat obzvláště výnosné odrůdy. Pěstováním polyploidní křídlatky se dosáhne sklizňového výnosu 200 až 500 tun čerstvé biomasy na hektar a rok. V následujícím textuje popsáno, jak se dosáhne polyploidizace u křídlatky.

1. Z testovacích polí se vyberou silné a vůči mrazu rezistentní rostliny křídlatky. Tyto rostliny txoří výchozí materiál pro množení in vitro a pro genetické zkoumání.

2. Pro založení sterilní kultury se mladé výhonky sterilizují v 1% roztoku chlornanu sodného.

3. Pomocí mikroskopu se odeberou meristémy rostlina sterilně se přenesou na médium (tabulka 1). Jelikož 80 až 90 % odebraných meristémů není sterilních, přerostou tyto kultury ve zkumavkách, popřípadě kultivačních nádobách, houbami nebo bakteriemi. Pro získání několika sterilních výchozích rostlin se musí odebrat a kultivovat tisíce meristémů.

4. Sterilní meristémy se poté dále množí na rozdílných médiích, čímž se určí optimální rychlost množení. Tímto způsobem se v průběhu přibližně 6 až 12 měsíců vytvoří klony pro další množení.

5. Zmnožení chromozomů se indukuje přidáním kolchicinu do růstového média. Kolchicin je látka, kterou obsahuje ocůn jesenní (Colchicum anuum), která působí jako látka bránící mitóze. Kolchicin se rozpustí ve vodě a sterilizuje se filtrací, jelikož je termolabilní. Koncentrace roztoku kolchicinu leží v rozmezí od 0,01 do 0,50 % hmot.

6. Při použití silně koncentrovaného roztoku kolchicinu je doba ošetření velmi krátká, při použití slabě koncentrovaného roztoku se doba ošetření odpovídajícím způsobem prodlouží.

Ί. Po ošetření kolchicinem se rostliny promyjí sterilní vodou pro odstranění použitých chemikálií. Poté se meristémy přenesou na kultivační médium v uzavíratelných kultivačních nádobách a kultivují se při umělém osvětlení (2000 - 2500 lux, 16 hodin) při vhodné teplotě (25 ± 1 °C) a vlhkosti vzduchu (50% relativní vzdušné vlhkosti).

8. Jelikož je kolchicin vysoce jedovatý, přežije toto ošetření pouze málo meristémů a z nich mají zase pouze některé zvýšený počet chromozomů.

9. Každá rostlina se zkoumá pomocí cytometru. Podle počtu průduchů a chloroplastů v buňkách kutikuly lze stanovit, zda se změnil počet chromozomů v rostlinných buňkách. Polyploidní rostliny obsahují výrazně více těchto komponent. Dále lze polyploidizaci rozeznat na základě zvětšení buněk epidermis ve srovnání s diploidními buňkami.

10. Jednoznačné výsledky se získají zkoumáním kořenových špiček. Za tímto účelem se chromozomy testovaných rostlin obarví. Chromozomy spiralizují v takovém rozsahu, že je lze spočítat pod mikroskopem.

11. Polyploidní rostliny, popřípadě části rostliny, se dále množí a po odpovídající době kultivace se jako sazenice vysadí na pole.

-3CZ 291127 B6

Tabulka 1

Složení živného média pro množení meristémů křídlatky a C₄-rostlin

CaCl₂.2H₂O	440 mg/1
KH₂PO₄	170 mg/1
kno₃	1900 mg/1 (M S Macronte)
NHjNOj	1650 mg/1
MgSO₄.7H₂O	370 mg/1
CoC1₂.6H₂O	0,025 mg/1
Na₂Mo0₄.2H₂0	0,25 mg/1
CuSO₄.5H₂O	0,025 mg/1
KI	0,83 mg/1 (M S Micro)
H₃BO₃	6,2 mg/1
MnSO₄.4H₂O	22,3 mg/1
ZnSO₄.7H₂O	8,6 mg/1
Na₂.EDTA	37,2 mg/1
FeSO₄.7H₂O	27,8 mg/1
kyselina nikotinová	0,50 mg/1
pyridoxin (vitamin B₆)	0,50 mg/1
thiamin (vitamin B\|)	1,0 mg/1
sacharóza	30,0 g/1
agar-agar	6,5 g/1
BAP (6-benzylaminopurin)	2,0 mg/1
NAA (1-naftyloctová kyselina)	0,01 mg/1
GA3 (kyselina giberelová)	1,0 mg/1
adeninsulfát	80,0 mg/1

(EDTA = kyselina ethylendiamintetraoctová)

K polyploidizaci křídlatky lze použít rovněž acenaften. Jelikož acenaften není rozpustný ve vodě, nanesou se krystaly této látky nerozpuštěné na vegetační vrchol meristémů. kromě toho se části rostlin, které mají být ošetřeny, umístí pod skleněný zvon, jehož vnitřní strany jsou rovněž pokryty krystaly acenaftenu.

Pod skleněným zvonem se v závislosti na teplotě vytváří tlak par sublimující látky, na jehož velikosti závisí doba ošetření.

Rostliny křídlatky, které produkují vysoké výnosy biomasy, lze získat rovněž pomocí cílené selekce spontánně zmutovaných rostlin popřípadě částí rostlin.

Bylo zjištěno, že kultivační substrát vyrobený na bázi křídlatky obsahuje látky, které posilují do něj vysazené rostliny a chrání je před případným houbovým napadením, jako je padlí, nebo rez karafiátová, a bakteriálnímu onemocnění sněti. Již několik hodin po vysazení stoupají koncentrace různých enzymů v rostlinách. Patří knim chitinázy, které mohou odbourávat součásti buněčné stěny hub. Z toho vyplývá domněnka, že se tyto produkty látkové výměny rozhodujícím způsobem podílejí na obraně rostlin proti houbovému napadení. Ve větším množství jsou produkovány rovněž jiné enzymy, které mohou vyvolávat další obranné reakce rostlin. Celkově je mechanismus působení, který je základem rezistence indukované substrátem podle vynálezu, velmi komplikovaný a ještě není do všech podrobností vysvětlen.

Kultivační substrát podle vynálezu obsahuje kromě nebo místo rozmělněných rostlin křídlatky rozmělněné C₄-rostliny.

-4CZ 291127 B6

Jako C4-rostliny se označuje řada druhů rostlin, které se vyznačují vysokou úrovní fotosyntézy. Ta spočívá v efektivním využití oxidu uhličitého, rovněž při malém přísunu oxidu uhličitého. Prvním dokazatelným reakčním produktem je čtyřuhlíkatá látka (oxalacetát, malát, aspartát), v protikladu k tříuhlíkaté látce 3-fosfoglycerové kyselině u C₃-rostlin. Morfologie C₄-rostlin se liší od morfologie C₃-rostlin v tom, že asimilující buňky jsou u C₄-rostlin uspořádány věnčitě kolem cévních svazků listů, zatímco u C₃-rostlin jsou obvykle ve vrstvách.

Výhodný je kultivační substrát, který obsahuje rozmělněné C₄-rostliny zrodů Sorghum, Miscanthus, Andropogon, Coelorhachis, Coix, Cymbopogon, Echinoloa, Erianthus, Hyparrhenia, Leptochloa, Panicům, Paspalum, Pennisetum, Saccharum, Schizachyrum, Spartina, Sporobolus, Themeda, Thripsacum, Vetiveria nebo/a Zea.

Obzvláště výhodně obsahuje kultivační substrát podle vy nálezu rozmělněné C₄-rostliny druhů: Sorghum allmum, Sorghum halapense, Sorghum versicolor, Sorghum bicolor (odrůda: CV-Silk), Sorghum bicolor var. arundinacaeum, Sorghum bicolor var. verticilliflorum, Sorghum caucasicum, Sorghum drummondii, Sorghum giganteum, Sorghum milliaceum, Sorghum milliaceum var. parvispiculum, Sorghum nidium, Sorghum pugionifolium, Sorghum serratum, Sorghum stapffii, Sorghum sudanense, Surghum vulgare, Sorghum zizanioides a Sorghum addans.

Během dlouholetého výběru na pokusných polích se vynálezcům podařilo vypěstovat nejdůležitější odrůdy druhů C₄-rostlin Sorghum allum, Sorghum bicolor (odrůda: CV-Silk) a Sorghum halapense odolné proti vyzimování v evropském klimatu.

Pro získání obzvláště výnosných C₄-rostlin lze použít způsoby polyploidizace popsané výše u křídlatky. Jelikož C₄-rostliny patří k jednoděložným rostlinám jsou jejich vrcholové meristémy dobře chráněny listy a ve stadiu klíčních rostlin se odřízne koleoptile blízko nad vrcholovým meristémem a kolchicin se nanese na torzo. Listový aparát se znovu vytvoří po několika dnech nárůstem mladších listů.

V případě C₄-rostlin lze rovněž naklíčená semena v Petriho miskách vystavit na dobu přibližně 3 až 4 hodin účinkům slabé vrstvy roztoku kolchicinu. Nejvhodnější koncentrace vodného roztoku kolchicinu závisí na druhu rostliny. Pohybuje se u C₄-trav mezi 0,05-0,4 %. Semena je třeba během ošetření - především při delší aplikaci kolchicinu - pravidelně pozorovat. Při objevení se zhuštění kořenů se ošetření přeruší. Poté se semena důkladně omyjí a vysejí do pikýrovacích nádob.

Dále spadají do kultivačního substrátu podle vynálezu rozmělněné rostliny zrodů Cannabis (konopí) a Dicksonia. Výhodný je kultivační substrát z rozmělněných rostlin druhů Cannabis sativa, Cannabis sativa ssp. indica, Cannabis sativa ssp. sativa, Cannabis sativa ssp. sativa gigantea (var. chinensis), Cannabis sativa ssp. sativa (Dc., Cannabis gigantea Del. ex. Vilm) nebo Dicksonia antarctica.

Výhodně obsahuje kultivační substrát rozmělněné rostliny křídlatky nebo/a C₄-rostliny s přirozenou zbytkovou vlhkostí od 15 do 25 %, obzvláště výhodně 18 až 20 %. Rostliny s odpovídající zbytkovou vlhkostí lze získat tak, že se tyto rostliny nechají tak dlouho na stéble, až, podmíněně ročním obdobím, zastaví na podzim svůj růst a přesunují živiny z nadzemních částí zpět do kořenového rhizomu. Jakmile rostliny dosáhnou výše uvedené zbytkové vlhkosti, sklidí se pomocí zemědělských strojů a poté se rozřezaná biomasa například hrubě nebo jemně rozemele pomocí pojízdného kladivového mlýnu.

K rozmělnění rostlin lze použít například bubnové drtiče, bubnové trhací stroje, kotoučové drtiče, dvouproudé mlýny, beztlaké nebo tlakové rozmělňovací stroje, mlýny na kůru, oddělovače třísek, mlýny zpracovávající povrchovou vrstvu, roztřískovače štěpů, nárazové roztřískovače a podobné stroje, které jsou vhodné pro zpracování štěpů, třísek a jednoletých rostlin.

-5CZ 291127 B6

Během postupu rozmělňování, nebo po něm, lze v závislosti na pozdějším použití kultivačního substrátu přidávat přídavné látky.

Těmito přídavnými látkami mohou být například rostlinné oleje. Přimíchání rostlinných olejů zabraňuje tvoření prachu z kultivačního substrátu. Jako rostlinné oleje lze použít například sojový, řepkový nebo slunečnicový olej. Výhodné je přimíchat 1 až 5 1 rostlinného oleje na 1 m³kultivačního substrátu.

Jako přídavné látky jsou dále vhodné polyakrylamidové granuláty, směsi jílových minerálů, lávová kamenná moučka, pemza, bentonit, písek, starý papír, popílek ze spalování hnědého uhlí, odpady hnědého uhlí a všechny druhy hnojiv.

Polyakrylamidový granulát zlepšuje kultivační substrát podle vynálezu tím, že vykazuje vysokou vodní zásobní kapacitu. Obzvláště vhodné jsou gely tvořící, příčně zesítěné polyakrylamidové granuláty, které lze získat například pod označením Polywater-Aqua-Plus od firmy Polyplant GmbH, Xanten.

Přidání směsí jílových minerálů ke kultivačnímu substrátu podle vynálezu umožňuje vytváření jílohumusových komplexů.

Dále jsou vhodné organické přídavné látky, jako například chaluhový extrakt, skočcový šrot, odpadky rohoviny, rohová moučka, krevní moučka, třísky z měkkého dřeva, bavlněný odpad, lněný odpad, textilní odpad, kokosová vlákna a listovka.

Kapalný chaluhový extrakt lze vyrobit například zAscophyllum nodosum pomocí běžných způsobů. Na trhu lze získat chaluhový extrakt například pod označením Maxicrop Triple od firmy Maxicrop Intemational Ltd., Norsko.

Pro speciální oblasti použití kultivačního substrátu podle vynálezu lze jako přídavné látky dále použít bakterie fixující dusík, rostlinné hormony, vitaminy, fungicidy a aminokyseliny.

Jako bakterie fixující dusík jsou vhodné například bakterie zrodu Azotobacter. preparát obsahující bakterie rodu Azotobacter pro použití v zemědělství lze získat pod označením „krishio Mitra Liquid Biofertiliser“ od firmy Suyash Sankalp Exports Pvt. Ltd., Pune, Indie. Jako rostlinné hormony lze použít auxiny, cytokininy, gibereliny atd. Vitaminy lze vybrat ze skupiny zahrnující thiamin, riboflavin, pyridoxin, kobalamin, kyselinu nokotinovou, kyselinu pantithenovou, kyselinu listovou a biotin.

Preparát, který obsahuje směs rostlinných hormonů, vitaminů, fungicidů, aminokyselin a dalších živin, vhodnou jako přídavnou složku pro kultivační substrát podle vynálezu, lze získat pod označením „Vitormone“ od firmy Suyash Sankalp Exports Pvt. Ltd., Pune, Indie.

Následující tabulka 2 porovnává vlastnosti kultivačního substrátu podle vynálezu z rozmělněných rostlin Sorghum allmum s vlastnostmi bílé rašeliny:

-6CZ 291127 B6

Tabulka 2

Vlastnosti kultivačního substrátu podle vynálezu z rostlin Sorghum allmum ve srovnání s bílou rašelinou

vlastnost	kultivační substrát podle vynálezu	bílá rašelina
hodnota pH	6,2	3,0-4,5
sušina v %	86,945 %	20,0-30,0 %
celkový dusík v %	0,34 %	0,8-1,2%
celkový fosfor v %	1,70%	0,01-0,04 %
celkový draslík v %	3,70 %	0,01-0,03 %
poměr C/N	30: 1	30:50
objemová hmotnost za sucha v g/1	220 g/1	55-75 g/1
objemová hmotnost za vlhka v g/1	1510 g/1	150-180 g/1

Jak lze vyvodit z výše uvedené tabulky, je kultivační substrát podle vynálezu velmi bohatý na živiny a tudíž je výborně vhodný jako náhrada rašeliny. Substrát podléhá, jako všechny organické materiály, během doby přirozenému mikrobiálnímu rozkladu. Jelikož se v případě výše uvedených rostlin jedná o biomasu obsahující velké množství ligninu a dřeně, odbourává se kultivační substrát pouze pomalu a z velké části se přeměňuje na stálý humus. Zlepšuje strukturu půdy, zabraňuje selhávání nebo slévání půdy, zvyšuje půdní teplotu a je kompatibilní s organismy žijícími v půdě. Kultivační substrát podle vynálezu není fytotoxický. Je výborně vhodný v zahradnictví a zemědělství a v komerčním zahradnictví, při pěstování ovoce, zeleniny a vinné révy a v lesním hospodářství. Jelikož substrát váže vlhkost, zabraňuje vzniku, neslepuje se a zůstává po dlouhou dobu elastický, je vhodný rovněž jako podestýlka při chovu zvířat, zejména k nastýlání pro kočky.

Následující tabulka 3 znázorňuje srovnávací analýzu mezi bílou rašelinou, černou rašelinou a kultivačním substrátem podle vynálezu:

Tabulka 3

č. vlastnost	bílá rašelina	černá rašelina	kultivační substrát podle vynálezu
	1	2	3	1	2	3	1	2 3
1. vliv na životní prostředí, celkově			*			♦	♦
2. vliv na životní prostředí při výrobě			*			*	*
3. spotřeba energie při výrobě	*			*			*
4. transportovatelnost (na krátké vzdálenosti)			♦			*	*
5. výrobní varianty, například
- struktura		*				*	*
- obsah vody			*			*	*
- chemické vlastnosti			*			*	*
- další produkty			*			*	*
6. vodní jímavost	*			*__	*		*
7. objem hrubých pórů		*				*	*
8. vázání dusíku/ poměr C/N	*			*			*
9. pufrovací schopnost	♦__	*		*			*
10. schopnost smáčení		*			*	__*	*
11. strukturní stabilita		♦				*	*
12. vlastnosti podobné rašelině-chemicky	*			♦			*
13. vlastnosti podobné rašelině-barva	*			*				*
14. kvalita, střednědobá		*				*	*
15. závislost na stanovišti			*			*	*

Je třeba zdůraznit, že společně s biomasou podle vynálezu z rozmělněných užitkových rostlin, zejména rostlin křídlatky nebo C₄-rostlin, může být fermentován rovněž chlévský hnůj (hnůj skotu, prasat, slepic nebo koní). Aplikace nezfermentovaného chlévského hnoje na orné půdy s sebou přináší různé problémy. Zde jsou shrnuta nejdůležitější negativní působení:

- hnůj poškozuje kvůli obsahu škodlivých látek (indol, skatol, putrescin, kadaverin atd.) kořeny rostlin,

- při odbourávání čerstvé organické hmoty mikroorganismy se uvolňují látky inhibující kořeny,

- hnůj obsahuje životaschopná semena plevelů a zárodky chorob,

- rozkládající se hnůj láká škůdce a hmyz, jako například mandelinku bramborovou,

- hnůj může v důsledku „konkurence iontů“ bránit příjmu minerálních látek rostlinami.

Teprve současnou fermentací chlévského hnoje a kultivačního substrátu podle vynálezu se získá hnojivo, které lze použít bez váhání.

Vynález dále zahrnuje způsob výroby kultivačního substrátu, který zahrnuje následující stupně.

a) sklizeň rostlin vybraných ze skupiny zahrnující křídlatky, C₄-rostliny a rostliny zrodů Cannabis a Dicksonia,

b) rozmělnění rostlin, a popřípadě

c) smíchání takto získané biomasy s alespoň jednou přídavnou látkou.

Jak již bylo zmíněno výše, hodí se pro pěstování výhodně polyploidní rostliny křídlatky popřípadě C₄-rostliny výše uvedených rodů popřípadě druhů.

Zemědělsky pěstované rostliny mohou být sklizeny pomocí zemědělských strojů, jako například stroje pro sklizeň kukuřice nezávislého na řádkách a poté hrubě nebo jemně rozemlety pomocí výše uvedených strojů.

Výhodně se rostliny sklízí v takové době, kdy rostliny vykazují ročním obdobím podmíněnou, přirozenou zbytkovou vlhkost 15 až 25 %.

Rozmělněné rostliny lze výhodně smíchat s výše uvedenými přídavnými látkami.

Je obzvláště výhodné, pokud se sklizené a rozmělněné rostliny křídlatky nebo/a C₄-rostliny, popřípadě rostliny z rodů Cannabis a Dicksonia, popřípadě spolu s alespoň jednou z výše uvedených přídavných látek, pomocí běžných způsobů kompostují.

Příklady obzvláště výhodných složení kultivačního substrátu podle vynálezu jsou uvedeny níže.

Příklady provedení vynálezu

1. Na krychlový metr kultivačního substrátu:

dílů rozmělněných rostlin, dílů písků, dílů polyakrylamidového granulátu o zrnitosti 1 až 3 mm, kg řasového extraktu, rozpuštěného v 50 1 vody a přimíchaného.

-8CZ 291127 B6

2. Na krychlový metr kultivačního substrátu:

dílů rozmělněných rostlin, dílů pemzy, díl polyakrylamidového granulátu o zrnitosti 1 až 3 mm, kg řasového extraktu.

3. Na krychlový metr kultivačního substrátu:

dílů rozmělněných rostlin, dílů starého papíru, rozmělněného a navlhčeného, díl polyakrylamidového granulátu o zrnitosti 1 až 3 mm, kg řasového extraktu.

4. Na krychlový metr kultivačního substrátu:

500 dílů Sorghum allmum nebo Sorghum halapense, rozmělněného za sucha na velikost 1 až 3 mm,

500 dílů Miscanthus sinensis giganteus, rozmělněného za sucha na velikost 1 až 5 mm, až 15 kg směsi jílových minerálů 1 (tabulka 4), až 15 kg směsi jílových minerálů 3 (tabulka 6),

2,5 až 15 kg skočcového šrotu, nebo kg řasového extraktu.

5. Na krychlový metr kultivačního substrátu:

333 dílů Sorghum allmum nebo Soghum halapense nebo jiných druhů rodu Sorghum, rozmělněných za sucha na velikost 1 až 3 mm,

333 dílů Miscanthus sinesis giganteus nebo Miscanthus sinesis nebo slámy nebo topinambur ( nadzemní biomasy o zbytkové vlhkosti 18 až 20 %), rozmělněného za sucha ba velikosti 1 až 5 mm,

333 dílů starého papíru, rozmělněného na proužky o šířce 0,5 mm, až 15 kg směsi jílových minerálů 2 (tabulka 5), až 15 kg směsi jílových minerálů 3, nebo kg polyakrylamidového granulátu Polywater-Aqua-Plus o zrnitosti 1 až 3 mm, až 5 kg odpadků rohoviny nebo 2 až 3 kg rohové moučky nebo 1 kg krevní moučky, nebo kg řasového extraktu.

6. Na krychlový metr kultivačního substrátu:

333 dílů Sorghum allmum nebo Sorghum halapense, rozmělněného za sucha ba velikosti 1 až 3 mm,

333 dílů třísek z měkkého dřeva,

150 dílů starého papíru v proužcích o šířce 0,5 mm nebo ve formě drti nebo papíroviny,

183 dílů Miscanthus sinensis giganteus nebo Miscanthus sininsis až 2 kg močoviny nebo řasového extraktu, rozpuštěného v 10 až 50 1 vody a distribuovaného ve výše uvedené hmotě, až 15 kg směsi jílových minerálů 2, kg polyakrylamidového granulátu Polywater-Aqua-Plus o zrnitosti 1 až 3 mm, nebo až 15 kg směsi jílových minerálů 3.

-9CZ 291127 B6

7. Na krychlový metr kultivačního substrátu:

333 dílů Sorghum allmum nebo Sorghum halapsense nebo jiných druhů rodu Sorghum, rozmělněných za sucha na velikosti 1 až 3 mm,

333 dílů mletého bavlněného odpadu nebo mletého lněného odpadu (koudele) nebo mletého textilního odpadu nebo kokosových vláken nebo popílku ze spalování hnědého uhlí nebo odpadů hnědého uhlí, listovky nebo starého papíru, papíroviny nebo papírové drti,

333 dílů Miscanthus sinensis giganteus nebo Miscanthus sinensis až 2 kg močoviny nebo odpadků rohoviny nebo krevní moučky nebo skočcového šrotu nebo řasového extraktu, rozpuštěného v 10 až 50 1 vody a distribuovaného ve výše uvedené hmotě, až 15 kg směsi jílových minerálů 2, kg polyakrylamidového granulátu Polywater-Aqua-Plus o zrnitosti 1 až 3 mm, nebo směsi jílových minerálů 3.

8. Na krychlový metr kultivačního substrátu:

333 dílů čiroku Sorghum, rozmělněného za sucha na velikost 1 až 3 mm,

333 dílů starého papíru o velikosti částic 0,5 mm, rozmělněného a navlhčeného,

333 dílů písku a pemzy, kde pemza má velikost částic 1 až 3 mm a písek a pemza jsou ve stejném poměru, až 15 kg směsi jílových minerálů 2, kg polyakrylamidového granulátu Polywater-Aqua-Plus o zrnitosti 1 až 3 mm, nebo směsi jílových minerálů 3, až 2 kg močoviny nebo odpadků rohoviny nebo rohové moučky nebo krevní moučky nebo skočcového šrotu nebo řasového extraktu, rozpuštěného v 10 až 50 1 vody a distribuovaného ve výše uvedené hmotě.

Aby při delším skladování v pytlích nedocházelo ke vzniku plísně v kultivačním substrátu, měl by tento substrát vykazovat zbytkovou vlhkost nejvýše 18%. Alternativně lze přidávat konzervační prostředky. Obzvláště lze doporučit biologické konzervační prostředky, jako například kořeny mořeny.

-10CZ 291127 B6

Tabulka 4

Směs jílových minerálů 1

Součásti jílových minerálů

Hlavní doprovodné minerály

Chemická analýza: kyselina křemičitá (siO₂) oxid hlinitý (A1₂O₃) oxid železitý (Fe₂O₃) oxid titaničitý (TiO₂) oxid vápenatý (CaO) oxid hořečnatý (MgO) oxid draselný (K₂O) oxid sodný (Na₂O) úbytek při žíhání mikroživiny hodnota pH (8% vodná suspenze)

Kationtová výměnná kapacita Účinný (specifický) povrch minerálové složení montmorillonit 70-75 % illit 15-20% křemen 3-5 % živec a slída s vysokou iontově výměnnou kapacitou

56,5 %

20,8 %

5,0 %

0,3 %

2,1 %

3,4 %

1,4%

2.3 %

8.3 % mangan, měď, bor schopnost vázat vodu reverzibilní (vysoká)

40-50 mval/100 g suchého jílu

5-7 ha/1 kg suchého jílu

Tabulka 5

Směs jílových minerálů 2

oxid křemičitý (SiO₂)	50,5 %
oxid hlinitý (A1₂O₃)		24,0 %
oxid titaničitý (TiO₂)		4,0 %
oxid železitý (Fe₂O₃)		13,5 %
oxid vápenatý (CaO)		3,0 %
oxid hořečnatý (MgO)		3,4 %
oxid draselný (K₂O)		0,6 %
oxid sodný (Na₂O)		10,0%
úbytek při žíhání		10,0%
Stopové prvky:
olovo	5,0 mg/kg
bor	120,0 mg/kg
kadmium	20,2 mg/kg
chrom	95,0 mg/kg
kobalt	43,0 mg/kg
měď	39,0 mg/kg
nikl	52,0 mg/kg
zinek	110,0 mg/kg
mangan	1600,0 mg/kg
Jiné údaje:
hodnota pH	5,2

-11 CZ 291127 B6

Tabulka 5 - pokračování

T-hodnota	75 mval (100 g)
N	23 mg/l
p₂o₅	277 mg/l
K,0	203 mg/l
Mg	559 mg/l
sůl (jako KC1)	0,23 g/1
Tabulka 6
Směs jílových minerálů 3
Sypná hmotnost, zrnitost	0,5-3,5 mm, 770 g/1
Pórovitost	52%
Vodní kapacita na 1 minerálního granulátu	600-800 cm³ podle zrnitosti
Hodnota pH	neutrální
Barva granulátu	červeno-žluto-hnědá
Odolný proti kyselinám, hydroxidům a mrazu
Chemická analýza (orientační hodnoty):
kyselina křemičitá (SiO₂)	přibližně 60,00 %
oxid hlinitý (A1₂O₃)	přibližně 23,00 %
oxid titaničitý (TiO₂)	přibližně /90 %
oxid železa (Fe₄O₃)	přibližně 3-8 %
oxid vápenatý (CaO)	přibližně 0,20 %
oxid hořečnatý (MgO)	přibližně 0,80 %
oxid draselný (K₂O)	přibližně 2,20 %
oxid sodný (Na₂O)	přibližně 0,30 %
bez uhličitanů a síranů

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Kultivační substrát, vyznačující se tím, že obsahuje rozmělněné rostliny, vybrané ze skupiny zahrnující křídlatky, C4-rostliny a rostliny zrodů Cannabis a Dicksonia, s výjimkou kultivačního substrátu získaného kompostováním, který obsahuje podíl rostlin rodu Miscanthus.

20

2. Kultivační substrát podle nároku / vyznačující se tím, že obsahuje rozmělněné polyploidní rostliny křídlatky nebo/a C₄-rostliny.

3. Kultivační substrát podle nároku / vyznačující se tím, že obsahuje rozmělněné C₄-rostliny z rodů Sorghum, Andropogon, Coelorhachis, Coix, Cymbopogon, Echinoloa,

25 Erianthus, Hyparrhenia, Leptochloa, Panicům, Paspalum, Pennisetum, Saccharum,

Schizachyrum, Spartina, Sporobolus, Themeda, Thripsacum, Vetiveria nebo Zea. ⁴

4. Kultivační substrát podle nároku 3, vyznačující se tím, že obsahuje rozmělněné C₄-rostliny druhů Sorghum allmum, Sorghum halapense, Sorghum versicolor, Sorghum bicolor

30 CV-Silk, Sorghum bicolor var. arumdinacaeum, Sorghum bicolor var. verticilliflorum, Sorghum caucasicum, Sorghum drummondii, Sorghum giganteum, Sorghum milliaceum, Sorghum milliaceum var. parvispiculum, Sorghum nidium, Sorghum pugionifolium, Sorghum serratum,

-12CZ 291127 B6

Sorghum stapffii, Sorghum sudanense, Sorghum vulgare, Sorghum zizanioides nebo Sorghum addans.

5. Kultivační substrát podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že obsahuje rozmělněné rostliny křídlatky nebo/a C₄-rostliny s přirozenou zbytkovou vlhkostí 15 až 25 %.

6. Kultivační substrát podle nároku 5, vyznačující se tím, že přirozená zbytková vlhkost činí 18 až 20 %.

7. Kultivační substrát podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje rozmělněné rostliny druhů Cannabis sativa, Cannabis sativa ssp. indica, Cannabis sativa ssp. sativa, Cannabis sativa ssp. sativa gigantea - var. chinensis, Cannabis sativa ssp. sativa - Dc., Cannabis gigantea Del. ex. Vilm nebo Dicksonia antarctica.

8. Kultivační substrát podle některého z nároků 1 až 7, v y z n a č u j í c í se t í m , že dále obsahuje alespoň jednu přídavnou látku.

9. Kultivační substrát podle nároku 8, vyznačující se tím, že přídavná látka je vybraná ze skupiny zahrnující rostlinné oleje.

10. Kultivační substrát podle nároku 8, vyznačující se tím, že přídavná látka je vybraná ze skupiny zahrnující polyakrylamidové granuláty, směsi jílových minerálů, lávovou kamennou močku, pemzu, bentonit, písek, starý papír, popílek ze spalování hnědého uhlí, odpady hnědého uhlí a hnojivá.

11. Kultivační substrát podle nároku 8, vyznačující se tím, že přídavná látka je vybrána ze skupiny zahrnující chaluhový extrakt, skočcový šrot, odpadky rohoviny, rohovou moučku, krevní moučku, třísky z měkkého dřeva, bavlněný odpad, lněný odpad, textilní odpad, kokosová vlákna a listovku.

12. Kultivační substrát podle nároku 8, vyznačující se tím, že přídavná látka je vybraná ze skupiny zahrnující bakterie fixující dusík, rostlinné hormony, vitaminy, fungicidy a aminokyseliny.

13. Způsob výroby kultivačního substrátu, vyznačující se tím, že se

a) sklidí rostliny vybrané ze skupiny zahrnující křídlatky, rostliny z rodů Cannabis a Dicksonia a C₄-rostliny, s výjimkou rostlin rodu Miscanthus,

b) rostliny se rozmělní, a popřípadě se

c) takto získaná biomasa smíchá s alespoň jednou přídavnou látkou.

14. Způsob podle nároku 13,vyznačující se tím, že se rostliny sklízí v takové době, kdy vykazují ročním obdobím podmíněnou, přirozenou zbytkovou vlhkost 15 až 25 %.

15. Způsob podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že se biomasa, popřípadě spolu s přídavnými látkami, kompostuje.

16. Způsob podle nároku 13 nebo 14, vyznačuj ící se tím, že se sklízí polyploidní rostliny křídlatky nebo/a C₄-rostliny.

-13CZ 291127 B6

17. Způsob podle nároku 13 nebo 14, vyznačující se tím, že se sklízí C₄-rostliny z rodů Sorghum, Andropogon, Coelorhachis, Coix, Cymbopogon, Echinoloa, Erianthus, Hyparrhenia, Leptochloa, Panicům, Paspalum, Pennisetum, Saccharum, Schizachyrum, Spartina, Sporobolus, Themeda, Thripsacum, Vetiveria nebo Zea.

18. Způsob podle nároku 17, vyznačující se tím, že se sklízí C₄-rostliny vybrané z druhů Sorghum allmum, Sorghum halapense, Sorghum versicolor, Sorghum bicolor CV-silk, Sorghum bicolor var. arundinacaeum, Sorghum bicolor var. verticilliflorum, Sorghum caucasicum, Sorghum drummondii, Sorghum giganteum, Sorghum milliaceum, Sorghum milliaceum var. parvispiculum, Sorghum nidium, Sorghum pugionifolium, Sorghum serratum, Sorghum stapffíi, Sorghum sudanense, Sorghum vulgare, Sorghum zizanioides a Sorghum addans.

19. Způsob podle nároku 13 nebo 14, v y z n a č u j í c í se t í m , že se sklízí rostliny vybrané z druhů Cannabis sativa, Cannabis sativa ssp. indica, Cannabis sativa ssp. sativa, Cannabis sativa ssp. sativa gigantea - var. chinensis, Cannabis sativa ssp. sativa - Dc., Cannabis gigantea Del. ex. Vilm a Dicksonia antarctica.

20. Způsob podle některého z nároků 13 až 19, vyznačující se tím, že se rostliny rozemelou bezprostředně po sklizni pomocí kladivového mlýnu.

21. Způsob podle nároku 13 nebo 15,vyznačující se tím, že se použije přídavná látka vybraná ze skupiny zahrnující rostlinné oleje.

22. Způsob podle nároku 13 nebo 15,vyznačující se tím, že se použije přídavná látka vybraná ze skupiny zahrnující polyakrylamidové granuláty, směsi jílových minerálů, lávovou kamennou moučku, pemzu, bentonit, písek, starý papír, popílek ze spalování hnědého uhlí, odpady hnědého uhlí a hnojivá.

23. Způsob podle nároku 13 nebo 15,vyznačující se tím, že se použije přídavná látka vybraná ze skupiny zahrnující chaluhový extrakt, skočcový šrot, odpadky rohoviny, rohovou moučku, krevní moučku, třísky z měkkého dřeva, bavlněný odpad, lněný odpad, textilní odpad, kokosová vlákna a listovku.

24. Způsob podle nároku 13 nebo 15,vyznačující se tím, že se použije přídavná látka vybraná ze skupiny zahrnující bakterie fixující dusík, rostlinné hormony, vitaminy, fungicidy a aminokyseliny.