PL244654B1

PL244654B1 - Biodegradable substrate for plant cultivation, application of this substrate, and method for producing a biodegradable substrate for plant cultivation

Info

Publication number: PL244654B1
Application number: PL436057A
Authority: PL
Inventors: Piotr WIADERNY; Piotr Wiaderny; Marek Gwardyński; Czesław Grochulski; Jacek Dyśko; Stanisław Kaniszewski
Original assignee: Enkev Polska Spolka Akcyjna
Priority date: 2020-11-24
Filing date: 2020-11-24
Publication date: 2024-02-19
Also published as: PL436057A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest biodegradowalne podłoże do uprawy roślin zawierające warstwę główną (21) w postaci zwartej struktury wzajemnie splątanych włókien kokosowych i włókien lnianych charakteryzujące się tym, że warstwa główna (21) podłoża (20, 30) zawiera: - włókna kokosowe w ilości od 25 do 75% wag. całkowitej masy warstwy głównej (21) podłoża, obejmujące: długie włókna kokosowe, o długości od 80 do 250 mm, w ilości od 40 do 60% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien kokosowych i krótsze włókna kokosowe, o długości od 30 do 79 mm w ilości od 40 do 60% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien kokosowych oraz - włókna lniane w ilości od 25 do 75% wag. całkowitej masy warstwy głównej (21) podłoża, obejmujące: długie włókna lniane, o długości od 30 do 300 mm, w ilości od 50 do 80% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien lnianych oraz krótsze włókna lniane, o długości od 10 do 30 mm, w ilości od 20 do 50% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien lnianych. Przedmiotem zgłoszenia jest także sposób wytwarzania ww. podłoża oraz jego zastosowanie.The subject of the application is a biodegradable substrate for growing plants containing a main layer (21) in the form of a compact structure of intertwined coconut fibers and flax fibers, characterized in that the main layer (21) of the substrate (20, 30) contains: - coconut fibers in an amount of 25 up to 75% by weight total weight of the main layer (21) of the substrate, including: long coconut fibers, 80 to 250 mm long, in an amount from 40 to 60% by weight. with respect to the total weight of coir fibers and shorter coir fibers, with a length of 30 to 79 mm in an amount of 40 to 60% by weight. with respect to the total weight of coconut fibers and - flax fibers in an amount from 25 to 75% by weight. total weight of the main layer (21) of the substrate, including: long flax fibers, 30 to 300 mm long, in an amount from 50 to 80% by weight. in relation to the total weight of flax fibers and shorter flax fibers, with a length of 10 to 30 mm, in an amount from 20 to 50% by weight. in relation to the total weight of flax fibers. The subject of the application is also a method of producing the above-mentioned. substrate and its application.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest podłoże do uprawy roślin, jego zastosowanie oraz sposób wytwarzania podłoża do uprawy roślin.The subject of the present invention is a substrate for growing plants, its use and a method of producing a substrate for growing plants.

Znane są podłoża do hydroponicznej czyli bezglebowej uprawy. Prowadząc uprawy bez-glebowe, podłoża te nawilża się roztworami substancji odżywczych zwanymi pożywkami, których skład dobiera się indywidulanie do danego gatunku rośliny i warunków jej wzrostu, tak aby zapewnić roślinom składniki do ich wzrostu i rozwoju.There are known substrates for hydroponic, i.e. soilless, cultivation. When carrying out soilless cultivation, these substrates are moistened with solutions of nutrients called nutrient solutions, the composition of which is selected individually for a given plant species and its growth conditions, in order to provide the plants with ingredients for their growth and development.

Uprawy bezglebowe, w porównaniu do konwencjonalnych upraw w glebie, charakteryzują się zmniejszonym ryzykiem występowania u roślin chorób oraz pasożytów przenoszonych przez glebę. Ponadto, ze względu na możliwość sterowania składem pożywki oraz jej dawkowaniem, w uprawach bezglebowych można uzyskać znaczącą poprawę wzrostu roślin i wyższe plony - w porównaniu z uprawami konwencjonalnymi.Soilless cultivation, compared to conventional cultivation in soil, is characterized by a reduced risk of soil-borne diseases and parasites in plants. Moreover, due to the ability to control the composition of the nutrient solution and its dosage, soilless cultivation can achieve significant improvement in plant growth and higher yields - compared to conventional cultivation.

Ze względu na to, że podłoża w uprawach bezglebowych pełnią funkcję zamiennika gleby, podłoża tego typu muszą spełniać szereg wymagań, w tym umożliwiać przerastanie korzeni przez podłoże celem utrzymania czyli wspierania części nadziemnej rośliny w pozycji pionowej, zapewniać odpowiednią ekspozycję korzeni na tlen oraz substancje odżywcze zawarte w pożywkach, jak również odpowiednią transmisję pożywki z układu dozowania do systemu korzeniowego rośliny. Powyższe wymagania weryfikuje się poprzez określenie własności fizycznych: pojemności powietrznej i pojemności wodnej podłoża, określanych łącznie warunkami powietrzno-wodnymi podłoża. Zbyt duża pojemność powietrzna podłoża wpływa na szybki odpływ pożywki do wód drenarskich, co wiąże się z dużą częstotliwością podawania pożywki, a zatem niską opłacalnością uprawy. Ponadto, zbyt duża pojemność powietrzna może prowadzić do okresowego więdnięcia roślin w warunkach dużego nasłonecznienia i wysokich temperatur. Natomiast pojemność wodna charakteryzuje własności kapilarne podłoża. Wysoka pojemność wodna opisuje wysoką zdolność nawilżenia podłoża i zatrzymywania wody zapewniając wysoką efektywność rozchodzenia się pożywki w całej objętości podłoża. Podłoża o dobrych własnościach powietrzno-wodnych są pożądane, ponieważ dobrze sprawdzają się w uprawach całorocznych, w tym na przykład szklarniowych.Due to the fact that the substrates in soilless cultivation act as a soil substitute, this type of substrates must meet a number of requirements, including allowing the roots to grow through the substrate in order to maintain or support the above-ground part of the plant in a vertical position, ensure adequate exposure of the roots to oxygen and nutrients. contained in the nutrients, as well as the appropriate transmission of the medium from the dosing system to the plant root system. The above requirements are verified by determining the physical properties: air capacity and water capacity of the substrate, jointly determined by the air and water conditions of the substrate. Too high air capacity of the substrate affects the rapid outflow of the nutrient solution into the drainage waters, which is associated with a high frequency of nutrient administration and, therefore, low profitability of cultivation. Moreover, too high air capacity may lead to periodic wilting of plants in conditions of high sunlight and high temperatures. Water capacity characterizes the capillary properties of the substrate. High water capacity describes the high ability to moisturize the substrate and retain water, ensuring high efficiency of spreading the nutrient throughout the entire volume of the substrate. Substrates with good air-water properties are desirable because they work well in year-round crops, including greenhouse crops.

Stosunkowo niska gęstość objętościowa, wytrzymałość mechaniczna i stosunkowo wysoka sprężystość, stanowią następne kryteria istotne dla odpowiedniej uprawy roślin w systemie bezglebowym. Podłoża o małej gęstości objętościowej są lekkie oraz zapewniają większą przestrzeń dla rozwoju systemu korzeniowego rośliny. Natomiast odpowiednia wytrzymałość mechaniczna oraz sprężystość umożliwiają dłuższe użytkowane podłoża, przykładowo w uprawach roślin wieloletnich. Wysoka sprężystość, która nie zmienia się w czasie daje efekt w postaci ograniczonego osiadania, czyli deformacji podłoża pod działaniem ciężaru nadziemnej części rośliny. Jest to cecha istotna dla uprawy roślin o dużym przyroście masy nadziemnej części rośliny, jak również dla roślin wieloletnich. Znaczne osiadanie podłoża mogłoby powodować naruszenie struktury systemu korzeniowego oraz ograniczenie ekspozycji korzeni na dostarczaną pożywkę.Relatively low bulk density, mechanical strength and relatively high elasticity are other criteria important for the proper cultivation of plants in a soilless system. Substrates with low bulk density are light and provide more space for the development of the plant's root system. However, adequate mechanical strength and elasticity enable the substrate to be used longer, for example in the cultivation of perennial plants. High elasticity, which does not change over time, results in limited settlement, i.e. deformation of the substrate under the influence of the weight of the above-ground part of the plant. This is an important feature for growing plants with a large increase in the mass of the above-ground part of the plant, as well as for perennial plants. Significant subsidence of the substrate could result in disruption of the structure of the root system and limited exposure of the roots to the supplied nutrient solution.

W uprawach bezglebowych, podłoże pełni zatem funkcję utrzymywania nadziemnej części rośliny, a zatem powinno zapewniać odpowiednie warunki do rozrostu systemu korzeniowego. Jednocześnie podłoże ma za zadanie dostarczać wodę i substancje odżywcze korzeniom rośliny. Rodzaj i strukturę materiału podłożowego dobiera się zatem w zależności od rodzaju uprawianych roślin i ich systemu korzeniowego, a także rozmiarów części nadziemnej rośliny, ponieważ w znacznym stopniu wpływa to wzrost roślin i jakość uzyskiwanych plonów.In soilless cultivation, the substrate serves to support the above-ground part of the plant and therefore should provide appropriate conditions for the growth of the root system. At the same time, the substrate is designed to provide water and nutrients to the plant's roots. The type and structure of the substrate material is selected depending on the type of plants cultivated and their root system, as well as the size of the above-ground part of the plant, because this significantly affects the growth of plants and the quality of the obtained crops.

Z uwagi na liczne wymagania stawiane podłożom do upraw bezglebowych, opracowanie podłoża, które w zadowalającym stopniu spełniałoby wszystkie powyższe kryteria, nie jest proste w realizacji.Due to the numerous requirements placed on substrates for soilless cultivation, developing a substrate that would satisfactorily meet all the above criteria is not easy to implement.

Znanymi materiałami stosowanymi jako podłoża w uprawach bez-glebowych są między innymi materiały sypkie, w tym: piasek, żwir, torf, perlit, wermikulit, jak również materiały o zwartej strukturze, w tym maty z wełny mineralnej lub włókna kokosowego, a ponadto gąbka, gaza oraz wata apteczna.Known materials used as substrates in soilless cultivation include, among others, loose materials, including: sand, gravel, peat, perlite, vermiculite, as well as materials with a compact structure, including mineral wool or coconut fiber mats, and a sponge, gauze and pharmacy cotton wool.

Także z literatury patentowej znane są różne podłoża do bezglebowej uprawy roślin.Various substrates for soilless plant cultivation are also known from patent literature.

Z międzynarodowego zgłoszenia patentowego WO2018037165 znane jest podłoże do uprawy roślin w postaci maty kompozytowej składającej się głównie z włókien torfowych. Jako składniki dodatkowe mata ta zawiera natomiast cząstki torfu, aglomeraty torfowe lub ich mieszaniny otrzymane przez frakcjonowanie z torfu ogrodniczego lub pozyskiwane z drobnych torfów, z ewentualnym dodatkiem włókien lnu, lub kokosowych w łącznej ilości do 1%. Mata ma gęstość w zakresie od 30 do 120 kg/m³.From the international patent application WO2018037165, a substrate for growing plants in the form of a composite mat consisting mainly of peat fibers is known. As additional ingredients, this mat contains peat particles, peat agglomerates or their mixtures obtained by fractionation from horticultural peat or obtained from fine peats, with the optional addition of flax or coconut fibers in a total amount of up to 1%. The mat has a density ranging from 30 to 120 kg/m ³ .

Z europejskiego zgłoszenia patentowego EP3014985 znane jest natomiast podłoże do uprawy roślin składające się rozdrobnionego węgla brunatnego, o średnicy granulek węglowych w zakresie od 1 do 20 mm, oraz granulek ziem celem zapewniania dogodnego dla uprawy roślin pH podłoża.From the European patent application EP3014985, a substrate for growing plants is known, consisting of crushed brown coal, with a diameter of carbon granules ranging from 1 to 20 mm, and earth granules to ensure a pH of the substrate convenient for growing plants.

Znane są ponadto maty na uprawy bezglebowe, składające się wyłącznie z włókien kokosowych. Maty tego typu pomimo, że zapewniają odpowiednią stabilizację nadziemnej części rośliny, charakteryzują się nieodpowiednią - zbyt wysoką pojemnością powietrzną. Z tego powodu substancje odżywcze zawarte w pożywce dostarczanej roślinom nie zostają w odpowiedniej ilości wchłonięte poprzez system korzeniowy, lecz wraz z wodami drenarskimi przenikają do niższych partii gleby.There are also known mats for soilless cultivation, consisting only of coconut fibers. This type of mats, although they provide adequate stabilization of the above-ground part of the plant, are characterized by inappropriate - too high air capacity. For this reason, the nutrients contained in the nutrient solution supplied to the plants are not absorbed in adequate amounts by the root system, but penetrate with drainage water into the lower parts of the soil.

Jak wynika z powyżej przytoczonych przykładów, skład oraz postać podłoży do uprawy roślin podlega ciągłym modyfikacjom w kierunku poprawy własności powietrzno-wodnych podłoży oraz parametrów wytrzymałościowych, które łącznie mają wpływ na rozwój uprawianych roślin oraz uzyskiwane plony.As can be seen from the above-mentioned examples, the composition and form of substrates for growing plants are subject to constant modifications in order to improve the air-water properties of the substrates and strength parameters, which together affect the development of cultivated plants and the yields obtained.

Celowym byłaby zatem dalsza modyfikacja podłoży do uprawy roślin w kierunku uzyskania poprawionych parametrów powietrzno-wodnych podłoża z jednoczesnym ograniczaniem osiadania podłoża w czasie, tak aby zapewnić poprawę stabilności uprawianych roślin oraz zachować dobrą ekspozycję systemu korzeniowego na odżywkę przez cały okres ich uprawy. Celowym byłoby ponadto aby opracowane podłoże nadawało się do stosowania w uprawach roślin z dużym przyrostem masy części nadziemnej, jak również do uprawy roślin wieloletnich.Therefore, it would be advisable to further modify the substrates for growing plants in order to obtain improved air-water parameters of the substrate while limiting the settling of the substrate over time, so as to ensure improved stability of the cultivated plants and maintain good exposure of the root system to the nutrient throughout the entire period of their cultivation. It would also be advisable for the developed substrate to be suitable for use in the cultivation of plants with a large increase in the mass of the above-ground part, as well as for the cultivation of perennial plants.

Istotą wynalazku jest biodegradowalne podłoże do uprawy roślin zawierające warstwę główną w postaci zwartej struktury wzajemnie splątanych włókien kokosowych i włókien lnianych charakteryzujące się tym, że warstwa główna podłoża zawiera: włókna kokosowe w ilości od 25 do 75% wag. całkowitej masy warstwy głównej podłoża, obejmujące: długie włókna kokosowe, o długości od 80 do 250 mm, w ilości od 40 do 60% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien kokosowych i krótsze włókna kokosowe, o długości od 30 do 79 mm, w ilości od 40 do 60% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien kokosowych, oraz włókna lniane w ilości od 25 do 75% wag. całkowitej masy warstwy głównej podłoża, obejmujące: długie włókna lniane, o długości od 30 do 300 mm, w ilości od 50 do 80% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien lnianych oraz krótsze włókna lniane, o długości od 10 do 30 mm, w ilości od 20 do 50% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien lnianych.The essence of the invention is a biodegradable substrate for growing plants containing a main layer in the form of a compact structure of intertwined coconut fibers and flax fibers, characterized by the fact that the main layer of the substrate contains: coconut fibers in an amount from 25 to 75% by weight. total weight of the main layer of the substrate, including: long coconut fibers, 80 to 250 mm long, in an amount from 40 to 60% by weight. based on the total weight of coir fibers and shorter coir fibers, with a length of 30 to 79 mm, in an amount of 40 to 60% by weight. in relation to the total weight of coconut fibers, and flax fibers in an amount from 25 to 75% by weight. total weight of the main layer of the substrate, including: long flax fibers, 30 to 300 mm long, in an amount from 50 to 80% by weight. in relation to the total weight of flax fibers and shorter flax fibers, with a length of 10 to 30 mm, in an amount from 20 to 50% by weight. in relation to the total weight of flax fibers.

Korzystnie warstwa główna podłoża zawiera włókna kokosowe w ilości 50% wag. w odniesieniu do całkowitej masy podłoża.Preferably, the main layer of the substrate contains coconut fibers in an amount of 50% by weight. in relation to the total mass of the substrate.

Korzystnie, warstwa główna podłoża zawiera włókno lniane w ilości do 50% wag. w odniesieniu do całkowitej masy podłoża.Preferably, the main layer of the substrate contains flax fiber in an amount of up to 50% by weight. in relation to the total mass of the substrate.

Korzystnie, warstwa główna podłoża zawiera ponadto dodatek włókien konopnych w ilości nie przekraczającej 50% wag. w odniesieniu do całkowitej masy podłoża.Preferably, the main layer of the substrate also contains the addition of hemp fibers in an amount not exceeding 50% by weight. in relation to the total mass of the substrate.

Korzystnie, warstwa główna podłoża ma postać bez-klejowo igłowanej maty o gęstości powierzchniowej od 920 do 1080 g/m².Preferably, the main layer of the substrate is in the form of a glue-free needle-punched mat with a surface density of 920 to 1080 g/m ² .

Korzystnie, warstwa główna podłoża ma grubość w zakresie od 1,3 do 1,5 cm.Preferably, the main layer of the substrate has a thickness in the range of 1.3 to 1.5 cm.

Korzystnie podłoże zawiera ponadto co najmniej jedną warstwę dodatkową.Preferably, the substrate further comprises at least one additional layer.

Korzystnie co najmniej jedna warstwa dodatkowa podłoża ma strukturę taką jak warstwa główna. Korzystnie co najmniej jedna warstwa dodatkowa ma strukturę inną niż warstwa główna.Preferably, at least one additional layer of the substrate has the same structure as the main layer. Preferably, at least one additional layer has a structure different from the main layer.

Korzystnie, warstwa główna ma gęstość większą, niż co najmniej jedna warstwa dodatkowa.Preferably, the main layer has a density greater than the at least one additional layer.

Korzystnie, podłoże zawiera od dwóch do ośmiu warstw.Preferably, the substrate comprises from two to eight layers.

Istotą wynalazku jest także zastosowanie podłoża tego do uprawy roślin, zwłaszcza takich jak: sałata, pomidory, ogórki oraz róże.The essence of the invention is also the use of this substrate for growing plants, especially lettuce, tomatoes, cucumbers and roses.

Istotą wynalazku jest ponadto sposób wytwarzania biodegradowalnego podłoża do uprawy roślin, w którym wytwarza się co najmniej jedną warstwę główną w postaci zwartej struktury wzajemnie splątanych włókien kokosowych i włókien lnianych, charakteryzujący się tym, że warstwę główną podłoża wytwarza się w taki sposób, że przygotowuje się mieszankę zawierającą: włókna kokosowe w ilości 25 do 75% wag. całkowitej masy mieszanki, obejmujące: długie włókna kokosowe, o długości od 80 do 250 mm, w ilości 40 do 60% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien kokosowych i krótsze włókna kokosowe, o długości od 30 do 79 mm, w ilości od 40 do 60% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien kokosowych oraz włókna lniane w ilości od 25 do 75% wag. całkowitej masy tej mieszanki, obejmujące: długie włókna lniane, o długości od 30 do 300 mm, w ilości od 50 do 80% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien lnianych oraz krótsze włókna lniane o długości od 10 do 30 mm, w ilości od 20 do 50% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien lnianych, z której formuje się podkład runa. Uformowany podkład runa igłuje się bez-klejowo igłami przetykowo-przepychającymi.The essence of the invention is also a method for producing a biodegradable substrate for growing plants, in which at least one main layer is produced in the form of a compact structure of intertwined coconut fibers and flax fibers, characterized by the fact that the main layer of the substrate is produced in such a way that it prepares a mixture containing: coconut fibers in an amount of 25 to 75% by weight. total weight of the mixture, including: long coconut fibers, from 80 to 250 mm in length, in an amount of 40 to 60% by weight. based on the total weight of coir fibers and shorter coir fibers, with a length of 30 to 79 mm, in an amount of 40 to 60% by weight. in relation to the total weight of coconut fibers and flax fibers in an amount from 25 to 75% by weight. total weight of this mixture, including: long linen fibers, 30 to 300 mm long, in an amount from 50 to 80% by weight. in relation to the total weight of flax fibers and shorter flax fibers with a length of 10 to 30 mm, in an amount from 20 to 50% by weight. in relation to the total weight of flax fibers from which the fleece base is formed. The formed fleece base is needled without glue with push-through needles.

Korzystnie, wytwarza się podkład runa o gęstości powierzchniowej w zakresie 920 do 1080 g/m².Preferably, a fleece base is produced with a surface density in the range of 920 to 1080 g/ ^m2 .

Korzystnie, podkład runa igłuje się igłowarką z wałem korbowym, igłami o numeracji wg Gaugea pojedynczej igły od 13x16 gg do 9x14 gg i długości pojedynczej igły w zakresie od 76,2 mm do 101,6 mm (od 3 do 4 cali).Preferably, the fleece base is needle punched with a crankshaft needle punch, with needles numbered according to the Gauge of a single needle from 13x16 gg to 9x14 gg and a single needle length ranging from 76.2 mm to 101.6 mm (3 to 4 inches).

Korzystnie, igłowanie prowadzi się na głębokość 10 mm +/- 2 mm.Preferably, needling is carried out to a depth of 10 mm +/- 2 mm.

Korzystnie, igłowanie prowadzi się zachowując liniową prędkość przesuwu igłowanego podkładu runa w zakresie od 4 do 8 m/min oraz zachowując parametr gęstości przeigłowania w zakresie od 4 do 9 przeigłowań/cm².Preferably, needling is carried out while maintaining the linear speed of movement of the needled fleece base in the range of 4 to 8 m/min and maintaining the needle density parameter in the range of 4 to 9 needles/ ^cm2 .

Zastosowane składniki podłoża w tym: rodzaj, długość i udziały odpowiednich włókien, jak również sposób jego wytwarzania - w tym parametry igłowania, nieoczekiwanie łącznie zapewniły poprawę sprężystości opracowanego podłoża, bardziej korzystną charakterystykę powietrzno-wodną oraz poprawę ekspozycji systemu korzeniowego przerastającego przez podłoże, z jednoczesnym zachowaniem naturalnego składu podłoża - bez dodatków syntetycznych, co zapewniło pełną biodegradowalność opracowanego podłoża do składników prostych, z możliwością wykorzystania produktów biodegradacji jako składników nawozów bądź innych podłoży uprawowych.The substrate components used, including: type, length and proportion of appropriate fibers, as well as the method of its production - including needle punching parameters, unexpectedly and collectively ensured improved elasticity of the developed substrate, more favorable air-water characteristics and improved exposure of the root system growing through the substrate, while at the same time maintaining the natural composition of the substrate - without synthetic additives, which ensured full biodegradability of the developed substrate to simple ingredients, with the possibility of using biodegradation products as ingredients of fertilizers or other growing media.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania na rysunku na którym:The subject of the invention is presented in exemplary embodiments in the drawing in which:

Fig. 1A przedstawia schematycznie sposób wytwarzania podłoża sposobem według wynalazku, w pierwszym przykładzie wykonania;Fig. 1A schematically shows a method for producing a substrate according to the invention, in a first embodiment;

Fig. 1B przedstawia schematycznie sposób wytwarzania podłoża sposobem według wynalazku, w drugim przykładzie wykonania;Fig. 1B shows schematically a method for producing a substrate according to the invention, in a second embodiment;

Fig. 2A-2C przedstawiają schematycznie podłoże według wynalazku w trzech przykładach wykonania.Figs. 2A-2C schematically show a substrate according to the invention in three embodiments.

Opracowane podłoże zawiera w składzie długie włókna kokosowe o długości od 80 do 250 mm w ilości 40 do 60% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien kokosowych i krótsze włókna kokosowe o długości 30 - 79 mm w ilości od 40 do 60% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien kokosowych, oraz ewentualny dodatek włókien kokosowych o długości poniżej 30 mm w ilości nie większej niż 20% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien kokosowych. Stosunek długich włókien kokosowych do krótszych włókien kokosowych w podłożu zawiera się w przedziale od 3:2 do 2:3, przy czym włókna kokosowe stanowią łącznie od 25 do 75% wag. całkowitej masy podłoża.The developed substrate contains long coconut fibers with a length of 80 to 250 mm in an amount of 40 to 60% by weight. in relation to the total weight of coir fibers and shorter coir fibers with a length of 30 - 79 mm in an amount from 40 to 60% by weight. with respect to the total weight of coconut fibers, and the optional addition of coconut fibers with a length of less than 30 mm in an amount not greater than 20% by weight. with respect to the total weight of coir fibers. The ratio of long coconut fibers to shorter coconut fibers in the substrate ranges from 3:2 to 2:3, with coconut fibers making up a total of 25 to 75% by weight. total weight of the substrate.

Podłoże zawiera ponadto w składzie długie włókna lniane o długości od 30 do 300 mm w ilości od 50 do 80% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien lnianych oraz krótsze włókna lniane o długości poniżej w zakresie od 30 mm do 10 mm w ilości od 20 do 50% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien lnianych, oraz ewentualny dodatek paździerzy w ilości nie przekraczającej 30% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien lnianych. Stosunek długich włókien lnianych do krótszych włókien lnianych w podłożu zawiera się w przedziale od 8:5 do 5:2, przy czym włókna lniane wraz z ewentualnym dodatkiem paździerzy stanowią łącznie od 25 do 75% wag. całkowitej masy podłoża. Najkorzystniej podłoże zawiera w składzie 50% wag. włókien lnianych i 50% wag. włókien kokosowych w odniesieniu do całkowitej masy podłoża, o podanych powyżej proporcjach długości tych włókien. Podłoże o takim udziale włókien wykazuje optymalną - najkorzystniejszą dla uprawy roślin charakterystykę powietrzno-wodną, a jednocześnie przedłużoną w czasie wytrzymałość mechaniczną i sprężystość, co omówiono bardziej szczegółowo poniżej. Dzięki tym cechom podłoże w szczególności nadaje się do uprawy różnych roślin, w tym wieloletnich, na przykład róż.The substrate also contains long flax fibers with a length of 30 to 300 mm in an amount of 50 to 80% by weight. with respect to the total weight of flax fibers and shorter flax fibers with a length below ranging from 30 mm to 10 mm in an amount from 20 to 50% by weight. in relation to the total weight of flax fibers, and the possible addition of shives in an amount not exceeding 30% by weight. in relation to the total weight of flax fibers. The ratio of long flax fibers to shorter flax fibers in the substrate ranges from 8:5 to 5:2, with the flax fibers together with the optional addition of shives making up a total of 25 to 75% by weight. total weight of the substrate. Most preferably, the substrate contains 50 wt. flax fibers and 50% by weight coconut fibers in relation to the total mass of the substrate, with the fiber length proportions given above. A substrate with such a fiber share has optimal air-water characteristics for plant cultivation, and at the same time has prolonged mechanical strength and elasticity, which is discussed in more detail below. Thanks to these features, the substrate is particularly suitable for growing various plants, including perennials, such as roses.

Podłoże może ponadto zawierać ewentualne dodatki w postaci włókien konopnych w ilości nie większej niż 50% wag. całkowitej masy podłoża i/lub co najmniej jeden dodatek wybrany z grupy składającej się z: hydrożelu, kwasów humusowych, oraz substancji wiążącej, w łącznej ilości nie przekraczającej 2% wag. całkowitej masy podłoża. Jako substancję wiążącą korzystnie można stosować kwas poliakrylowy z ewentualnym dodatkiem fosforanów metali alkalicznych na przykład fosforanu (V) potasu i substancji sieciujących takich jak aminy np. metylenodimanina. Jako substancję wiążącą można stosować na przykład Teracryl® firmy EXTRATERRA (Warszawa, Polska). Dodatek włókien konopnych w ilości wskazanej powyżej dodatkowo zwiększa pojemność wodną podłoża.The substrate may also contain optional additives in the form of hemp fibers in an amount not exceeding 50% by weight. total weight of the substrate and/or at least one additive selected from the group consisting of: hydrogel, humic acids, and a binder, in a total amount not exceeding 2% by weight. total weight of the substrate. Polyacrylic acid with the optional addition of alkali metal phosphates, for example potassium (V) phosphate, and cross-linking substances such as amines, e.g. methylene dimanine, can be used as a binder. For example, Teracryl® from EXTRATERRA (Warsaw, Poland) can be used as a binder. The addition of hemp fibers in the amount indicated above additionally increases the water capacity of the substrate.

Na Fig. 1 przedstawiono schematycznie sposób wytwarzania podłoża według wynalazku, przy czym Fig. 1A przedstawia sposób wytwarzania podłoża bez dodatków - w pierwszym przykładzie wykonania, a Fig. 1B przedstawia sposób wytwarzania podłoża z wprowadzaniem ewentualnych dodatków: hydrożelu i/lub substancji wiążącej i/lub kwasów humusowych. W etapie 11 dozuje się i miesza wszystkie włókna, a ewentualne dodatki mogą być aplikowane w etapach 121 i/lub 123 i/lub 126. Korzystnie do produkcji podłoży stosuje się włókna o następujących parametrach: włókno kokosowe o wilgotności w zakresie 15 - 19%, a bardziej korzystnie o wilgotności wynoszącej 18%. Surowcowe włókno kokosowe powinno być możliwie wysokiej czystości - zawartość wtrąceń, w tym włókien dłuższych niż 250 mm nie powinna przekraczać 1% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien kokosowych. Także zastosowane surowcowe włókno lniane powinno być możliwie wysokiej czystości - zawartość wtrąceń w tym włókien dłuższych niż 300 mm nie powinna przekraczać 1% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien lnianych. Wilgotność surowca lnianego powinna mieścić się w zakresie 15 - 19%, a korzystnie wilgotność włókien lnianych powinna wynosić 18%. Stosowane jako surowce włókna nie mogą natomiast zawierać wtrąceń w postaci sznurka kokosowego, skorup orzecha kokosowego - w przypadku włókna kokosowego, oraz zanieczyszczeń ciał obcych, w tym elementów metalowych, zanieczyszczeń mineralnych, tworzyw sztucznych, papieru czy drewna, a także brakiem obcych zapachów - zarówno w przypadku włókna kokosowego jak i lnianego. Dlatego też, jako etap wstępny można dodatkowo prowadzić kontrolę jakości surowców na podłoża. Tego typu zanieczyszczenia mogłyby spowodować nadmierną łamliwość igieł przełykowych, jak również pogorszenie parametrów wytworzonego podłoża, w tym: niekontrolowane pękanie otuliny podłoża i w rezultacie niekontrolowane jego przesuszanie.Fig. 1 schematically shows the method of producing the substrate according to the invention, where Fig. 1A shows the method of producing the substrate without additives - in the first example, and Fig. 1B shows the method of preparing the substrate with the introduction of possible additives: hydrogel and/or binder and/or or humic acids. In stage 11, all fibers are dosed and mixed, and any additives can be applied in stages 121 and/or 123 and/or 126. Preferably, fibers with the following parameters are used for the production of substrates: coconut fiber with moisture in the range of 15 - 19%, and more preferably with a humidity of 18%. Raw coconut fiber should be of the highest possible purity - the content of inclusions, including fibers longer than 250 mm, should not exceed 1% by weight. with respect to the total weight of coir fibers. Also, the raw flax fiber used should be of the highest possible purity - the content of inclusions, including fibers longer than 300 mm, should not exceed 1% by weight. in relation to the total weight of flax fibers. The moisture of the flax raw material should be in the range of 15 - 19%, and preferably the moisture of flax fibers should be 18%. Fibers used as raw materials must not contain inclusions such as coconut string, coconut shells - in the case of coconut fiber, and foreign body contamination, including metal elements, mineral impurities, plastics, paper or wood, as well as the absence of foreign odors - both in the case of coconut and flax fibers. Therefore, as a preliminary stage, the quality of raw materials for substrates can be additionally checked. This type of contamination could cause excessive brittleness of the esophageal needles, as well as deterioration of the parameters of the prepared substrate, including: uncontrolled cracking of the substrate covering and, as a result, its uncontrolled drying.

Typowo włókna dostarcza się nawinięte na bele. Korzystnie operację dozowania i mieszania w etapie 11 można realizować za pomocą urządzenia wstępnie otwierającego bele i wstępnie mieszającego włókna, przykładowo za pomocą konwencjonalnej targarki bel. W tym etapie następuje obróbka mechaniczna włókien, przykładowo za pomocą zespołu obrotowych cepów rozbijających bele, bądź za pomocą skubarki bel oraz zespołu wałków podająco-rozwłókniających.Typically the fibers are delivered rolled onto bales. Advantageously, the dosing and mixing operation in step 11 may be carried out by means of a device that pre-opens the bales and pre-mixes the fibers, for example by means of a conventional bale shredder. At this stage, the fibers are mechanically processed, for example using a set of rotating flails that break the bales, or using a bale plucker and a set of feeding and fiberizing rollers.

W etapie 12 wymieszane włókna poddaje się wstępnemu oczyszczaniu, czesaniu i dalszemu mieszaniu. W tym celu włókna można transportować pneumatycznie do otwieracza zwanego także ‘ openerem’. Dalsze oczyszczenie, w tym z kurzu, który zawarty jest w typowych surowcach włóknistych pochodzenia naturalnego, można natomiast realizować w cyklonach, bądź innych urządzeniach układu filtracyjnego, a dalsze mieszanie i separację zanieczyszczeń cięższych - jeśli są zawarte w surowcach, można realizować w zespole wałków podająco-czeszących otwieracza. Mieszanie w etapie 12 prowadzi się celem ujednorodnienia rozkładu włókien długich i krótszych - kokosowych i lnianych, w całej objętości obrabianej masy na podłoże, zapewniając równomierny rozkład wszystkich włókien w całej objętości obrabianej masy.In step 12, the mixed fibers are pre-cleaned, combed and further mixed. For this purpose, the fibers can be transported pneumatically to an opener, also known as an 'opener'. Further cleaning, including dust contained in typical fibrous raw materials of natural origin, can be carried out in cyclones or other devices of the filtration system, and further mixing and separation of heavier impurities - if they are contained in the raw materials - can be carried out in a set of feeding rollers. -combing the opener. Mixing in stage 12 is carried out to homogenize the distribution of long and shorter fibers - coconut and flax - in the entire volume of the processed mass onto the substrate, ensuring uniform distribution of all fibers in the entire volume of the processed mass.

W etapie 13 mieszankę na podłoże transportuje się, przykładowo pneumatycznie do układu formującego runo i formuje się mieszankę włókien w podkład runa na przykład w postaci pasma bez końca, o masie powierzchniowej podkładu runa w zakresie od 1000 do 1200 g/m², a korzystnie wynoszącej 1100 g/m².In step 13, the mixture is transported to the substrate, for example pneumatically, to the pile forming system and the fiber mixture is formed into a pile base, for example in the form of an endless strand, with a surface weight of the pile base ranging from 1000 to 1200 g/ ^m2 , and preferably 1100 g/ ^m2 .

Następnie, w etapie 14 podkład runa poddaje się igłowaniu. W procesie igłowania włókna podkładu runa zostają wzajemnie splątane czyli skonsolidowane - za pomocą igieł przetykowo-przepychających o grubości pojedynczej igły od 13x16 do 9x14 zgodnie z numeracją igieł wg Gaugea i różnej długości przykładowo: 88,9 mm (3½ cala), w zależności od docelowej grubości podłoża. Przykładowo, celem uzyskania podłoża o grubości 1,25 cm, igłowanie prowadzi się na głębokość 11 - 13 mm. Do igłowania można stosować igły typu 9x14x3¹/? R333G firmy Beckert® (Zwevegem, Belgia).Then, in stage 14, the fleece backing is needled. In the needling process, the fibers of the fleece base are intertwined, i.e. consolidated - using push-through needles with a single needle thickness ranging from 13x16 to 9x14 in accordance with the needle numbering according to Gauge and of various lengths, for example: 88.9 mm (3½ inches), depending on the target substrate thickness. For example, to obtain a substrate with a thickness of 1.25 cm, needling is carried out to a depth of 11 - 13 mm. Needles of the type 9x14x3 ¹ /? can be used for needling. R333G from Beckert® (Zwevegem, Belgium).

W trakcie igłowania w etapie 14 utrzymuje się prędkość liniową transporterów podkładu runa w zakresie od 3,5 do 4,5 m/min, a korzystnie wynoszącą 4 m/min, oraz prędkość obrotową wału korbowego igłowarki w zakresie od 250 do 320 obr/min, a korzystnie wynoszącą 280 obr/min. Zmiana prędkości liniowej transporterów podkładu runa powoduje proporcjonalną zmianę prędkości igłowania. Powyższe parametry umożliwiają uzyskanie odpowiedniej gęstości przeigłowań w wytwarzanym podkładzie w zakresie od 4 do 9 przeigłowań/cm², aby uzyskać oczekiwaną grubość równą 14 mm ± 1 mm produkowanej maty elementarnej o nominalnej gramaturze 1000 g/m² ± 8%.During needling in stage 14, the linear speed of the fleece base transporters is maintained in the range of 3.5 to 4.5 m/min, preferably 4 m/min, and the rotational speed of the crankshaft of the needling machine is maintained in the range of 250 to 320 rpm , and preferably 280 rpm. Changing the linear speed of the fleece backing conveyors causes a proportional change in the needling speed. The above parameters make it possible to obtain an appropriate needle density in the produced substrate in the range of 4 to 9 needles/cm ² to obtain the expected thickness of 14 mm ± 1 mm of the produced elementary mat with a nominal grammage of 1000 g/m ² ± 8%.

Igłowanie może być realizowane za pomocą różnych urządzeń igłujących przystosowanych do igieł o wymiarach 9x14 oraz umożliwiających uzyskanie parametru igłowania na głębokość: 8 - 12 mm +/-1 mm. Przykładowo, stosować można urządzenia igłujące podkłady runa takie jak igłowarki: Bywater, Dilo, DoA, umożliwiające stosowanie igieł przetykowo-przepychających. Na skutek naprężeń i rozciągania włókien podczas transportu podkładu runa w linii technologicznej, następuje redukcja masy powierzchniowej do wartości wynoszącej po igłowaniu około 1000 g/m².Needling can be performed using various needling devices adapted to 9x14 needles and enabling a needling depth of 8 - 12 mm +/- 1 mm. For example, you can use devices that needle the fleece backing, such as needle punching machines: Bywater, Dilo, DoA, which enable the use of push-through needles. As a result of the stresses and stretching of the fibers during the transport of the fleece base in the technological line, the surface weight is reduced to a value of approximately 1000 g/m ² after needling.

Proces igłowania w etapie 14 realizowany jest bez dodatku jakichkolwiek substancji pomocniczych, w tym bez dodatku kleju czy mleczka kauczukowego. W wyniku igłowania uzyskuje się podłoże do uprawy roślin, w postaci pasma bez końca, o grubości w zakresie od 13 mm do 15 mm, a korzystnie o grubości wynoszącej 1,4 cm.The needling process in stage 14 is carried out without the addition of any auxiliary substances, including without the addition of glue or rubber milk. As a result of needling, a substrate for growing plants is obtained in the form of an endless strip, with a thickness ranging from 13 mm to 15 mm, and preferably 1.4 cm thick.

Jak przedstawiono na Fig. 1B, po igłowaniu w etapie 14 do podłoża można wprowadzać ewentualne dodatki, w tym: hydrożel który można natryskiwać na podłoże w etapie 121 z następnym igłowaniem po natryskiwaniu hydrożelu w etapie 122 - celem równomiernego rozprowadzenia hydrożelu w całej objętości podłoża, i/lub substancje wiążącą na przykład Teracryl® którym można natryskiwać na podłoże w etapie 123 z następnym suszeniem podłoża po natryskiwaniu w etapie 124, korzystnie na pierwszym poziomie suszarki, i/lub kwasy humusowe które można natryskiwać na podłoża w etapie 125 z następnym suszeniem podłoża w etapie 126 na drugim i trzecim poziomie suszarki. W zależności od potrzeb można stosować wszystkie trzy powyższe dodatki w różnych ilościach, na przykład podanych w specyfikacji odbiorcy - tak aby łączna ich ilość nie przekroczyła 2% wag. całkowitej masy podłoża, zapewniając tym samym odpowiedni skład podłoża dostosowany do indywidulanych potrzeb uprawowych, w tym rodzaju uprawianych roślin czy warunków klimatycznych. W przypadku zastosowania wszystkich trzech dodatków: hydrożelu, substancji wiążącej oraz kwasów humusowych, korzystnie nanoszenie realizowane jest w kolejności przedstawionej na Fig. 1B. W przypadku stosowania jednego lub z dwóch powyższych dodatków, prowadzi się natomiast jedynie etapy ich nanoszenia i wykańczania z zachowaniem kolejności z Fig. 1B, np. igłowanie w etapie 122 w przypadku dodatku hydrożelu lub odpowiednie suszenie w etapach 124 i/lub 126 - w przypadku stosowania odpowiednio substancji wiążącej i/lub kwasów humusowych.As shown in Fig. 1B, after needling in step 14, optional additives can be introduced into the substrate, including: hydrogel which can be sprayed onto the substrate in step 121 with subsequent needling after spraying the hydrogel in step 122 - to evenly distribute the hydrogel throughout the entire volume of the substrate, and/or a binder for example Teracryl® which can be sprayed onto the substrate in step 123 with subsequent drying of the substrate after spraying in step 124, preferably on the first level of the dryer, and/or humic acids which can be sprayed on the substrates in step 125 with subsequent drying of the substrate in step 126 on the second and third levels of the dryer. Depending on your needs, you can use all three of the above additives in different amounts, for example those given in the recipient's specification - so that their total amount does not exceed 2% by weight. total mass of the substrate, thus ensuring the appropriate composition of the substrate adapted to individual cultivation needs, including the type of plants cultivated and climatic conditions. If all three additives are used: hydrogel, binder and humic acids, the application is preferably carried out in the order shown in Fig. 1B. If one or two of the above additives are used, only the stages of their application and finishing are carried out in the order shown in Fig. 1B, e.g. needling at stage 122 in the case of the addition of hydrogel or appropriate drying at stages 124 and/or 126 - in the case of using binder and/or humic acids, respectively.

Następnie, niezależnie od rodzaju wprowadzanych ewentualnie dodatków, w etapie 15 podłoże nawija się do postaci rolek. Podłoże nawojowane stanowi wyrób gotowy, który w zależności od potrzeb może być w tej postaci dostarczany obiorcom. Wówczas odbiorca może sam docinać podłoże na formatki o wybranych wymiarach.Then, regardless of the type of additives introduced, in step 15 the substrate is wound into rolls. The wound substrate is a finished product which, depending on the needs, can be delivered to customers in this form. The recipient can then cut the substrate into pieces of selected dimensions.

Ponadto nawojowane podłoże: w formie pasa bez końca, w etapie 16 można ciąć na formatki. Przykładowo cięcie w etapie 16 może być realizowane w taki sposób, że nawój podkładu odwija się ze stałą prędkością linową, i docina na prostokąty o wymiarach według potrzeb odbiorców końcowych. Przykładowo z podkładu postaci pasma bez końca wycina się prostokąty o bokach: dłuższy bok od 99 cm do 101 cm i krótszy bok od 19,5 cm do 20,5 cm. Po wycięciu formatki w etapie 17 można konfekcjonować w opakowania jednostkowe i zbiorcze, według potrzeb odbiorców. Przykładowo wycięte formatki podłoża można konfekcjonować w pakiety układając docięte formatki podłoża warstwowo jedna na drugiej oraz szczelnie pakować pakiety w agregacie folią, na przykład biało-czarną, a następnie układać zafoliowane pakiety na paletach. Podłoże w postaci pakietów jest poręczniejsze w użyciu.Additionally, the wound substrate: in the form of an endless strip, can be cut into sizes in stage 16. For example, cutting in step 16 can be performed in such a way that the backing roll is unwound at a constant linear speed and cut into rectangles with dimensions according to the needs of end users. For example, rectangles are cut out from an endless strip base with sides: the longer side is from 99 cm to 101 cm and the shorter side is from 19.5 cm to 20.5 cm. After cutting out the forms in stage 17, they can be packaged into individual and collective packages, depending on the recipients' needs. For example, cut substrates can be packaged into packages by arranging the cut substrates in layers, one on top of the other, and the packages can be tightly packed in a unit with foil, for example white and black, and then the foil-wrapped packages can be placed on pallets. The substrate in the form of packets is easier to use.

Na Fig. 2 przedstawiono schematycznie podłoże 20, 30 do uprawy roślin w przykładach wykonania. Podłoże może zawierać warstwę główną 21 oraz ewentualnie co najmniej jedną warstwę dodatkową 22, z których korzystnie każda warstwa 21,22 ma postać igłowanej maty stanowiącej zwartą strukturę wzajemnie splątanych włókien otrzymaną w etapie 14 i dociętą na odpowiedni wymiar. Zatem, w jednej postaci wykonania podłoże 20 może być jednowarstwowe - składające się z warstwy głównej 21 w postaci igłowanej maty, jak schematycznie przedstawiono na Fig. 1A, a w następnych postaciach wykonania podłoże 30 może być wielowarstwowe składające się z warstwy głównej 21 oraz warstw dodatkowych 22 igłowanej maty, jak schematycznie przedstawiono na Fig. 2B i Fig. 2C.Fig. 2 schematically shows a substrate 20, 30 for growing plants in exemplary embodiments. The substrate may contain a main layer 21 and optionally at least one additional layer 22, preferably each layer 21,22 has the form of a needle-punched mat constituting a compact structure of intertwined fibers obtained in step 14 and cut to the appropriate size. Thus, in one embodiment, the substrate 20 may be single-layered - consisting of a main layer 21 in the form of a needled mat, as schematically shown in Fig. 1A, and in further embodiments the substrate 30 may be multi-layered - consisting of a main layer 21 and additional layers 22 needle-punched mat as schematically shown in Fig. 2B and Fig. 2C.

Warstwy 21,22 podłoża wielowarstwowego 30 w jego formie użytkowej, czyli przygotowanej do uprawy roślin, ułożone są warstwowo - jedna na drugiej. Ilość warstw 21, 22 podłoża 20, 30 zależy między innymi od rodzaju uprawianej rośliny, w tym jej systemu korzeniowego i okresu wegetacji. Przykładowo, rośliny jednoroczne można uprawiać na podłożach 20, 30 składających się z 1 - 6 warstw 21, 22 igłowanej maty, a rośliny wieloletnie korzystnie można uprawiać na podłożach składających się 7 - 8 warstw 21,22 igłowanej maty. Np. sałatę korzystnie uprawia się na podłożu 30 składającym się z dwóch warstw 21,22 igłowanej maty, ogórki i pomidory korzystnie uprawia się na podłożu 30 zawierającym od czterech do sześciu warstw 21,22 igłowanej maty, a róże korzystnie uprawia się na podłożu 30 zawierającym osiem warstw 21, 22 igłowanej maty.The layers 21,22 of the multilayer substrate 30 in its usable form, i.e. prepared for growing plants, are arranged in layers - one on top of the other. The number of layers 21, 22 of the substrate 20, 30 depends, among other things, on the type of plant being cultivated, including its root system and the vegetation period. For example, annual plants can be grown on substrates 20, 30 consisting of 1 - 6 layers 21, 22 of needle-punched mats, and perennial plants can preferably be grown on substrates consisting of 7 - 8 layers 21, 22 of needle-punched mats. For example, lettuce is preferably grown on a substrate 30 consisting of two layers 21,22 of a needle-punched mat, cucumbers and tomatoes are preferably grown on a substrate 30 containing four to six layers 21,22 of a needle-punched mat, and roses are preferably grown on a substrate 30 containing eight layers 21, 22 of needle-punched mat.

Grubość pojedynczej warstwy 21,22 podłoża 20, 30, w tym warstwy głównej 21 oraz każdej warstwy dodatkowej 22 wynosi korzystnie 1,3 - 1,5 cm, a bardziej korzystnie grubość każdej warstwy 21, 22 podłoża 20, 30 może wynosić 1,4 cm. Korzyścią podłoży wielowarstwowych, niezależnie od ilości warstw 21, 22 z których składa się podłoże 20, 30 jest możliwość stosowania różnej gęstości poszczególnych warstw. Korzystnie górne warstwy podłoża mają większą gęstość, którą uzyskuje się w wyniku np. dwukrotnego igłowania, które można prowadzić w etapie 14 dwukrotnie, lub też pojedynczo w etapach 14 i 22. Zagęszczenie górnej warstwy zapewnia lepsze jej uwilgotnienie i zapobiega szybkiemu odpływowi pożywki do wód drenarskich.The thickness of the individual layer 21, 22 of the substrate 20, 30, including the main layer 21 and each additional layer 22 is preferably 1.3 - 1.5 cm, and more preferably the thickness of each layer 21, 22 of the substrate 20, 30 may be 1.4 cm. The advantage of multi-layer substrates, regardless of the number of layers 21, 22 of which the substrate 20, 30 consists, is the possibility of using different densities of individual layers. Preferably, the upper layers of the substrate have a higher density, which is obtained as a result of, for example, double needling, which can be carried out twice in stage 14, or individually in stages 14 and 22. The thickening of the upper layer ensures better moisture and prevents the medium from quickly flowing into the drainage waters. .

PL 244654 Β1PL 244654 Β1

Ponadto poszczególne warstwy: główna 21 i dodatkowe 22 w obrębie jednego podłoża 30 wielowarstwowego mogą mieć jednakowy skład oraz jednakową grubość. Jednorodny skład podłoża umożliwia zastosowanie pożywki o jednakowym składzie. Jednakowa grubość warstw podłoża pozwala na stosowanie mat o różnej grubości z przeznaczeniem dla poszczególnych gatunków roślin.Moreover, the individual layers: main 21 and additional 22 within one multilayer substrate 30 may have the same composition and the same thickness. The homogeneous composition of the medium allows the use of a nutrient solution with the same composition. The equal thickness of the substrate layers allows the use of mats of different thickness for specific plant species.

Uprawę roślin na wytworzonym podłożu 20, 30 korzystnie prowadzi się w taki sposób, że podłoże 20, 30 umieszcza się w miejscu docelowej uprawy roślin, przykładowo na gruncie. Odpowiednio przygotowaną rozsadę, przykładowo pomidora, umieszcza się bezpośrednio na podłożu 20, 30, co umożliwia równomierne rozprzestrzenienie się systemów korzeniowych roślin w podłożu 20, 30. W trakcie uprawy każdą sadzonkę zasila się pożywką w postaci wodnego roztworu substancji odżywczych, korzystnie za pomocą zautomatyzowanego lub manualnego systemu kropelkowego. Skład pożywki dobiera się do indywidulanych potrzeb uprawowych.The cultivation of plants on the prepared substrate 20, 30 is preferably carried out in such a way that the substrate 20, 30 is placed in the place of target plant cultivation, for example on the ground. A properly prepared seedling, for example a tomato, is placed directly on the substrate 20, 30, which allows the plant root systems to spread evenly in the substrate 20, 30. During cultivation, each seedling is fed with a nutrient solution in the form of an aqueous solution of nutrients, preferably using an automated or manual drip system. The composition of the nutrient solution is selected to suit individual cultivation needs.

Opracowany skład podłoża, w tym zastosowanie włókien długich i krótszych - kokosowych i lnianych w odpowiednich proporcjach, które podano powyżej w połączeniu z zastosowanymi parametrami igłowania zapewniającym uzyskanie odpowiedniej gęstości przeigłowań w zakresie: 4-9 przeigłowań/cm² łącznie umożliwiły poprawę konsolidacji włókien podłoża i poprawę jego sprężystości, bez konieczności zastosowania jakichkolwiek substancji spajających, takich jak kleje. Podłoże opracowane wytworzonym sposobem, pomimo bez-klejowej techniki jego wytworzenia, wykazuje poprawioną konsolidację włókien, wytrzymałość mechaniczną i sprężystość przez dłuższy czas użytkowania. Dzięki temu opracowane podłoże nadaje się zarówno do uprawy roślin jednorocznych jak i wieloletnich - bez zauważalnego pogorszenia jego parametrów użytkowych. Wytworzone podłoże nie odkształca się i nie osiada, co zapewnia prawidłowe przerastanie korzeni uprawianych roślin i odpowiednią ekspozycję systemu korzeniowego na dostarczaną pożywkę, zarówno w przypadku roślin wieloletnich, w tym posiadających rozbudowany system korzeniowy, jak również jednorocznych, w tym także roślin chrakteryzujących się znacznym przyrostem masy części nadziemnej rośliny i stosunkowo dużą masą owoców, która w przypadku pomidorów może wynosić nawet do 20 kg przyrostu masy w przeliczeniu na jedną roślinę. Dzięki poprawionej sprężystości, podłoże pod naciskiem nadziemnej części rośliny nie osiada, lecz utrzymuje dobrą pojemość powietrzną podłoża. Ponadto podłoże, ze względu na opracowany skład charakteryzuje się wyższą pojemnością wodną, umożliwiając poprawioną transmisję pożywki do systemu korzeniowego roślin w całej objętości podłoża, z jednoczesnym zachowaniem pojemności powietrznej podłoża na odpowiednim poziomie. Parametry powietrzno-wodne w całym zakresie udziałów włókien lnianych i kokosowych.The developed composition of the substrate, including the use of long and shorter fibers - coconut and flax in appropriate proportions, which are given above, combined with the needling parameters used to ensure the appropriate needling density in the range of: 4-9 needlings/cm ² in total, allowed for improvement of the consolidation of the substrate fibers and improving its elasticity, without the need to use any bonding substances, such as glues. The substrate developed using the manufactured method, despite the glue-free production technique, shows improved fiber consolidation, mechanical strength and elasticity for a longer period of use. Thanks to this, the developed substrate is suitable for growing annual and perennial plants - without any noticeable deterioration of its operational parameters. The created substrate does not deform or settle, which ensures proper growth of the roots of cultivated plants and adequate exposure of the root system to the supplied nutrient, both in the case of perennial plants, including those with an extensive root system, as well as annual plants, including plants characterized by significant growth. the weight of the above-ground part of the plant and the relatively large weight of the fruit, which in the case of tomatoes can be up to 20 kg of weight gain per one plant. Thanks to the improved elasticity, the substrate does not settle under the pressure of the above-ground part of the plant, but maintains good air capacity of the substrate. Moreover, due to the developed composition, the substrate is characterized by a higher water capacity, enabling improved transmission of the nutrient to the root system of plants throughout the entire volume of the substrate, while maintaining the air capacity of the substrate at an appropriate level. Air-water parameters in the entire range of flax and coconut fiber shares.

Celem weryfikacji wybranych parametrów wytworzonego podłoża, przeprowadzono badania porównawcze, których wyniki zestawiono w Tabeli 1 poniżej.In order to verify selected parameters of the produced substrate, comparative tests were carried out, the results of which are summarized in Table 1 below.

Tabela 1. Właściwości fizyczne podłoży różniących się składem i długością włókien kokosowych i lnianych:Table 1. Physical properties of substrates differing in composition and length of coconut and flax fibers:

Badana cecha Tested feature Próbka 1 porównawcza: włókno kokosowe, udział włókien w podłożu: 100% wag. Comparative sample 1: coconut fiber, fiber content in the substrate: 100% by weight. Próbka 2 - porównawcza: włókno lniane, udział włókien w podłożu: 100% wag. Sample 2 - comparative: flax fiber, fiber content in the substrate: 100% by weight. Próbka 3 podłoże według wynalazku (50% wag włókien lnianych, 50%wag. włókien kokosowych) Sample 3 substrate according to the invention (50% by weight of flax fibers, 50% by weight of coconut fibers) Próbka 4 - podłoże według wynalazku (25%wag włókien lnianych, 50%wag. włókien kokosowych) Sample 4 - substrate according to the invention (25% by weight of flax fibers, 50% by weight of coconut fibers) Zawartość wody po odcieknięciu wody grawitacyjnej [%obj.] Water content after drainage of gravity water [%vol.] 37, 1 37, 1 86,0 86.0 73,7 73.7 49,1 49.1

PL 244654 Β1PL 244654 Β1

Zawartość powietrza po odcieknięciu wody [% obj.] Air content after water drainage [% vol.] 52,2 52.2 7,5 7.5 21,3 21.3 45,8 45.8 Pojemność wodna przy 10 cm H2O [% obj.] Water capacity at 10 cm H2O [% vol.] 17,0 17.0 49,5 49.5 30,0 30.0 19,1 19.1 Pojemność powietrzna przy 10 cm H2O [% obj.] Air capacity at 10 cm H2O [% vol.] 78,3 78.3 44,0 44.0 65,0 65.0 75,8 75.8

Wyniki zestawione Tabeli 1 są wartościami uśrednionymi z czterech pomiarów realizowanych dla każdej badanej cechy, dla przygotowanych próbek podłoży o identycznych wymiarach i konstrukcji podłoża: długość podłoża: 100 cm, szerokość podłoża: 20 cm, grubość jednej warstwy podłoża: 1,25 cm, ilość warstw w próbce podłoża: 6.The results listed in Table 1 are average values from four measurements carried out for each tested feature, for prepared substrate samples with identical dimensions and substrate structure: substrate length: 100 cm, substrate width: 20 cm, thickness of one substrate layer: 1.25 cm, quantity layers in the substrate sample: 6.

Jak wynika z Tabeli 1, wytworzone opracowanym sposobem podłoże wykazuje poprawione parametry powietrzno-wodne, co ma pozytywny wpływ na rozwój, ukorzenianie się roślin oraz intensywność i charakter procesów mikrobiologicznych zachodzących w tym podłożu. Ponadto, w przypadku próbek 3 i 4 podłoża, zarówno zawartość wody łatwo dostępnej jak i powietrza, jest nieoczekiwanie bardziej korzystna dla prawidłowego wzrostu i rozwoju korzeni, w porównaniu w próbkami 1 i 2.As can be seen from Table 1, the substrate produced using the developed method has improved air-water parameters, which has a positive impact on the development, rooting of plants and the intensity and nature of microbiological processes occurring in this substrate. Moreover, in the case of samples 3 and 4 of the substrate, both the content of readily available water and air is unexpectedly more favorable for the proper growth and development of roots, compared to samples 1 and 2.

Ponadto, z uwagi na obecność w składzie podłoża jedynie komponentów biodegradowalnych, podłoże to jest całkowicie biodegradowalne, przy czym z uwagi na opracowany skład: odpowiedni udział włókien lnianych i kokosowych o odpowiedniej długości, którą wskazano powyżej, podłoże ulega biodegradacji z odpowiednią szybkością, dostosowaną do okresu uprawy roślin, co dodatkowo przyczynia się do jego poprawionej sprężystości, która utrzymuje się przez dłuższy czas i podłoże nie osiada w sposób znaczny, nawet w przypadku prawy roślin wieloletnich.Moreover, due to the presence of only biodegradable components in the substrate, the substrate is completely biodegradable, and due to the developed composition: appropriate share of flax and coconut fibers of appropriate length, which is indicated above, the substrate biodegrades at an appropriate rate, adapted to period of plant cultivation, which additionally contributes to its improved elasticity, which lasts for a longer time and the substrate does not settle significantly, even in the case of perennial plants.

Wtoku dalszych badań: nad oceną przydatności podłoża do upraw bezglebowych nieoczekiwanie okazało się, że opracowany skład podłoża wpływa na mniejszą sorpcję biologiczną azotu, w porównaniu do podłoży organicznych jak słoma, torf, trociny, kora z drzew sosnowych, bądź zrębki, co dodatkowo wpływa pozytywnie na wzrost i rozwój uprawianych roślin.During further research: on the assessment of the suitability of the substrate for soilless cultivation, it unexpectedly turned out that the developed composition of the substrate resulted in lower biological sorption of nitrogen, compared to organic substrates such as straw, peat, sawdust, pine bark or wood chips, which has an additional positive effect on the growth and development of cultivated plants.

Wytworzone podłoże o składzie jednakowym jak próbka 3 w Tabeli 1 poddano ponadto badaniom uprawy. Na podłożu uprawiano pomidory, przy zachowaniu przeciętnej dawki pożywki na jedną roślinę w ilości 120 - 150 ml, w zależności od warunków pogodowych i częstotliwości podlewania. Uzyskane wyniki plonowania pomidora potwierdziły dobre warunki uprawy utrzymane w podłożu 3, na którym uzyskano wysoki plon pomidora wynoszący ponad 30 kg, przy uprawie na miejscu stałym w okresie od drugiej połowy kwietnia do 15 października,The prepared substrate with the same composition as sample 3 in Table 1 was also subjected to cultivation tests. Tomatoes were grown in the substrate, maintaining an average dose of nutrient per plant of 120 - 150 ml, depending on weather conditions and watering frequency. The obtained tomato yield results confirmed good growing conditions in substrate 3, where a high tomato yield of over 30 kg was obtained when grown in a permanent place in the period from the second half of April to October 15,

PRZYKŁAD WYKONANIA:EXAMPLE OF EXECUTION:

Przygotowano mieszankę zawierającą: długie włókna kokosowe o długości od 80 do 250 mm w ilości 60% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien kokosowych i krótsze włókna kokosowe o długości 30 - 73 mm w ilości 40% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien kokosowych, długie włókna lniane o długości od 30 do 300 mm w ilości 80% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien lnianych oraz krótsze włókna lniane o długości od 10 do 30 mm w ilości 20% wag. w odniesieniu do całkowitej masy włókien lnianych, przy czym stosunek wagowy wszystkich włókien lnianych do wszystkich włókien kokosowych wynosił 1:1. Całość wymieszano, oczyszczono i czesano. Następnie z mieszanki uformowano podkład runa o gęstości powierzchniowej wynoszącej 1080 g/m², przy czym podkład runa igłowano bez-klejowo igłowarką z igłami przetykowo-przepychającymi 9x14x3% R333G firmy Beckert®, utrzymując prędkość liniową transporterów podających podkład runa do strefy igłowania wynoszącą 4 m/min, oraz utrzymując prędkość obrotową wału korbowego igłowarki wynoszącą 280 obr/min. Igłowanie prowadzono na głębokość: 12 mm z dokładnością +/- 1 mm. Uzyskaną igłowaną matę nawojowano i z nawojów wycinano pasy o szerokości 200 mm, które formowano w pakiety: po 6 pasów w każdym pakiecie. Pakiety szczelnie opakowano w folię i spaletyzowano.A mixture was prepared containing: long coconut fibers from 80 to 250 mm in an amount of 60% by weight. in relation to the total weight of coconut fibers and shorter coconut fibers with a length of 30 - 73 mm in an amount of 40% by weight. with respect to the total weight of coir fibers, long flax fibers with a length of 30 to 300 mm in an amount of 80% by weight. in relation to the total weight of flax fibers and shorter flax fibers with a length of 10 to 30 mm in an amount of 20% by weight. based on the total weight of flax fibers, the weight ratio of all flax fibers to total coir fibers being 1:1. Everything was mixed, cleaned and combed. Then, a fleece base with a surface density of 1080 g/m ² was formed from the mixture, and the fleece base was needled without glue with a needling machine with 9x14x3% R333G R333G needles from Beckert®, maintaining the linear speed of the conveyors feeding the fleece base to the needling zone at 4 m. /min, and maintaining the rotational speed of the needle machine's crankshaft at 280 rpm. Needling was carried out to a depth of 12 mm with an accuracy of +/- 1 mm. The obtained needle-punched mat was wound and 200 mm wide strips were cut from the rolls and formed into packages: 6 strips in each package. The packages were tightly wrapped in foil and palletized.

Claims

1. Biodegradable substrate for growing plants, containing a main layer (21) in the form of a compact structure of intertwined coconut fibers and flax fibers, characterized in that the main layer (21) of the substrate (20, 30) contains:

- coconut fibers in amounts from 25 to 75% by weight. total weight of the main layer (21) of the substrate, including: long coconut fibers, 80 to 250 mm long, in an amount from 40 to 60% by weight. based on the total weight of coir fibers and shorter coir fibers, with a length of 30 to 79 mm, in an amount of 40 to 60% by weight. in relation to the total weight of coir fibers, and

- flax fibers in amounts from 25 to 75% by weight. total weight of the main layer (21) of the substrate, including: long flax fibers, 30 to 300 mm long, in an amount from 50 to 80% by weight. in relation to the total weight of flax fibers and shorter flax fibers, with a length of 10 to 30 mm, in an amount from 20 to 50% by weight. in relation to the total weight of flax fibers.

2. The substrate according to claim 1, characterized in that the main layer (21) of the substrate (20, 30) contains coconut fibers in an amount of 50% by weight. in relation to the total mass of the substrate.

3. The substrate according to claim 1 or 2, characterized in that the main layer (21) of the substrate (20, 30) contains flax fiber in an amount of up to 50% by weight. in relation to the total mass of the substrate.

4. A substrate according to any of the above claims, characterized in that the main layer (21) of the substrate (20, 30) also contains the addition of hemp fibers in an amount not exceeding 50% by weight. in relation to the total mass of the substrate.

5. A substrate according to any of the above claims, characterized in that the main layer (21) of the substrate (20, 30) has the form of a glue-free needle-punched mat with a surface density of 920 to 1080 g/m ² .

6. A substrate according to any of the preceding claims, characterized in that the main layer (21) of the substrate (20, 30) has a thickness ranging from 1.3 to 1.5 cm.

7. A substrate according to any of the preceding claims, characterized in that it further comprises at least one additional layer (22).

8. Substrate according to claim 7, characterized in that at least one additional layer (22) has the same structure as the main layer (21).

9. Substrate according to any of the above claims 7 or 8, characterized in that at least one additional layer (22) has a structure different from the main layer (21).

10. Substrate according to claim 9, characterized in that the main layer (21) has a higher density than at least one additional layer (22).

11. A substrate according to any one of claims 7 to 10, characterized in that it contains from two to eight layers (21, 22).

12. Use of the substrate according to any of claims 1 to 11 for growing plants, especially lettuce, tomatoes, cucumbers and roses.

13. A method for producing a biodegradable substrate for growing plants, in which at least one main layer (21) is produced in the form of a compact structure of intertwined coconut fibers and flax fibers, characterized in that the main layer (21) of the substrate (20, 30) is produced in such a way that:

- a mixture is prepared containing:

coconut fibers in the amount of 25 to 75% by weight. total weight of the mixture, including: long coconut fibers, from 80 to 250 mm in length, in an amount of 40 to 60% by weight. based on the total weight of coir fibers and shorter coir fibers, with a length of 30 to 79 mm, in an amount of 40 to 60% by weight. in relation to the total weight of coconut fibers, and flax fibers in an amount from 25 to 75% by weight. total weight of this mixture, including: long linen fibers, 30 to 300 mm long, in an amount from 50 to 80% by weight. in relation to the total weight of flax fibers and shorter flax fibers with a length of 10 to 30 mm, in an amount from 20 to 50% by weight. in relation to the total weight of flax fibers from which the fleece base is formed,

- whereby the fleece base is needled without glue with push-and-pull needles.

14. The method according to claim 13, characterized in that a fleece base is produced with a surface density in the range of 920 to 1080 g/ ^m2 .

15. Method according to claim 13 or 14, characterized in that the fleece base is needle punched with a crankshaft needle machine, with needles numbered according to the Gauge of a single needle from 13x16 gg to 9x14 gg and the length of a single needle ranging from 76.2 mm to 101.6 mm.

16. The method according to any of claims 13 to 15, characterized in that the needling is carried out to a depth of 10 mm +/- 2 mm.

17. A method according to any of claims 13 to 16, characterized in that the needling is carried out while maintaining the linear speed of movement of the needled fleece base in the range from 4 to 8 m/min and maintaining the needle density parameter in the range from 4 to 9 needles/cm ² .