ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Технология гидропонного выращивания растений с использованием универсального субстрата ВИПОН

Рекомендуемая область пременения

Растениеводческие предприятия, частные хозяйства (овощные, цветочные теплицы, зимние сады, рекреационные места на предприятиях).

Назначение, цели и задачи проекта

Разработка технологии подготовки универсального субстрата, гидропонной установки для выращивания растений и зональных технологий выращивания на субстрате ВИПОН овощных и декоративно-цветочных растений с высокими качественными показателями и урожайностью.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Гидропоника - выращивание растений на различных заменителях почв. Гидропонных систем известно несколько: водная культура, агрегатопоника, хемопоника, ионитопоника, аэропоника. Отличаются они способом снабжения корневой системы воздухом, водой и питанием. Самая распространенная - культура на твердых (инертных) субстратах или "агрегатопоника". В качестве субстратов используют гродан, минеральную вату, стекло, гравий, щебень, гальку, вермикулит и др. Все они различаются по составу и физическим свойствам.

Предлагаемый новый субстрат  ВИПОН - продукт многоступенчатого специального обжига вермикулита (вермикулит - вторичный минерал из группы гидрослюд, представляющий собой смесь нескольких минералов). Обработанный по специальной технологии, вермикулит приобретает  свойства, которые выгодно отличают его от почвы и других искусственных субстратов: легкость, стерильность, высокие воздухо- и влагоемкость, инертность, буферность и долговечность использования. ВИПОН практически не засоляется, очень прост и удобен в применении. Традиционные гидропонные субстраты накапливают соли и за 2-3 года становятся непригодными для растений. В вермикулите образуются в основном хлориды кальция и магния, а они хорошо растворимы. Очистка ВИПОНа перед сменой раствора производится промывкой обычной водой.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Применение гидропонного выращивания растений особенно актуально в условиях Крайнего Севера, т.к. способно преодолеть ряд недостатков, свойственных традиционному северному способу земледелия: зависимость от погодных условий, неполное использование внутренних резервов растений, получение лишь одного урожая в году, необходимость заготовки, хранения, транспортировки и частой замены почвогрунтов.

Для получения ВИПОНа вермикулитовый концентрат сначала разделяют на четыре различные по размеру фракции. Потом их обжигают в специальной электропечи и превращают в субстраты. При обжиге происходит вспучивание минерала, увеличение его пластинок в несколько раз. Они приобретают форму "гармошек" с большим количеством воздушных полостей.

Гидропоника на вермикулите – экологически чистое и экономичное производство. ВИПОН можно использовать для выращивания практически любых культур: от растений с коротким вегетационным периодом до многолетних без пересадок. Техническое устройство теплицы достаточно просто. На стеллажах расположены ванны размером метр на метр и глубиной 25-30 см. Под полом находится резервуар с питательным раствором. Раствор состоит из 18 компонентов, необходимых для роста и развития растений. (Растворы точно соответствуют фазам роста и видам растений). Обычный насос прогоняет раствор через субстрат, которым заполнены ванны. Подпитка субстрата минеральным питательным раствором осуществляется 1 раз в 10 дней, и единожды приготовленный объем раствора расходуется полностью. Это исключает вредный выброс остатков неиспользованных и потерявших полезные свойства питательных растворов в канализацию, что характерно для других видов гидропоники. По окончании эксплуатации в защищенном грунте (10-15 лет) остатки ВИПОНа можно использовать в открытом грунте (до полного их разрушения) в качестве компонента, повышающего влагоемкость почвы, улучшающего ее структуру и обогащающего магнием, калием и кальцием. ВИПОН  практически не засоляется, а при необходимости, может быть подвергнут повторной обработке без ущерба для качества субстрата и растущих на нем растений.

Благодаря ВИПОНу создаются оптимальные, не существующие в природе водно-воздушный, питательный и температурный режимы, гарантирующие полноценное питание растений, их водоснабжение, дыхание и т. д. Это происходит благодаря наличию в ВИПОНе большого количества пор, наполненных воздухом, а на поверхности частиц - пленки питательного раствора, образовавшейся в результате увлажнения их минеральным раствором.  В таких условиях корневая система растений непрерывно и в достаточном количестве снабжается  необходимыми питательными веществами, кислородом и водой. В результате рост и развитие растений ускоряются, существенно увеличивается их производительность, что, в конечном итоге, и обусловливает получение высоких урожаев.

При выращивании растений на ВИПОНе дренаж не нужен. Достаточно на дно емкостей положить более крупные фракции ВИПОНа слоем 4-5 см, а сверху насыпать более мелкий ВИПОН слоем 20-25 см.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Наиболее затратные статьи в теплицах - тепло, свет и обновление субстрата или почвосмеси. Для гидропонных теплиц – ещё и управление питательными растворами. Освещение и обогрев примерно одинаковы во всех теплицах. В грунтовых и обычных гидропонных теплицах замена грунта делается каждые два года. Это обходится в 50-70% годовых затрат. Почвосмеси, кроме того, выгодно менять только там, где есть свои источники сырья для них. Перевозка на 100 км уже делает теплицы малоприбыльными.

Обычные минеральные субстраты нужно как минимум ежегодно регенерировать, что по стоимости почти равносильно замене. При этом ни один из минеральных субстратов не выдерживает более 5 регенераций. ВИПОН служит до 15 лет, не требует регенерации и биологически стерилен.

Капитальные затраты на  минитеплицу площадью 290 кв.м (это 5 кубометров  ВИПОНа) покрытую ячеистым поликарбонатом, окупаются в течение одного года. Ее эффективная площадь на 25% выше обычной благодаря использованию узкостеллажной гидропоники. Ее урожайность - на уровне грунтовой теплицы площадью 1000 кв.м. (Для сравнения: в условиях 9 месяцев отопительного периода грунтовая теплица площадью 290 кв.м  будет убыточной).

К затратной части относится и утилизация отработанного субстрата. Стоимость вывоза одной тонны мусора - от 50 до 100 рублей. Отработанный же ВИПОН сам является товарным продуктом. Он реализуется как улучшатель почвы или основа для жидких органических удобрений.

Для устройства ВИПОНной установки используются доступные материалы и весьма простые схемы. Движение раствора по разным заданным схемам управляется несколькими вентилями. В теплице можно разместить несколько таких установок.

Всё сказанное делает ВИПОН не просто лучшим субстратом для теплиц. Он позволяет конструировать новые виды теплиц, максимально использующих все преимущества ВИПОНа.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Урожайность овощных и оранжерейно-срезочных растений при выращивании на вермикулитовом субстрате и почве в условиях защищенного грунта Мурманской области

Прирост урожайности овощных культур в 2,5 - 3,5 раза, цветочных - в 2,7 - 4 раза  выше по сравнению с урожайностью на обычных почвах.

Новые потребительские свойства продукции

Основные показатели субстратов ВИПОН

Показатель Модификация
"Випон"-1 "Випон"-2 "Випон"-3 "Випон"-4
Размер гранул -2 мм2 +2 ? 5 мм2 +5 ? 10мм2 +10 ? 20мм2
Влагоемкость 200% 200% 200% 200%
Пористость 98% 98% 98% 98%
Насыпной вес До 300 кг/м3 200 кг/м3 200 кг/м3 150 кг/м3

- длительный срок службы;
- низкая стоимость;
- отсутствие токсичных составляющих.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Концентрат вермикулитовый фракционированный Ковдорский (КВК) по ТУ 21-0281921-24-92 с изм.2

Стадия и уровень разработки

Опытно-промышленный образец оборудования (печь для обжига вспучивающихся материалов).
Малые серии товарного продукта ВИПОН. Стоимость одного пакета с ВИПОНом 60 руб.

Предлагаемые инвестиции

13,5 млн. руб.
750,0 тыс.руб ежемесячно на производство продукта ВИПОН;
2,5 млн.руб. - на закупку оборудования.

Рынки сбыта

30% выпускаемой продукции потребляется в Мурманской области, 15-20% - в Ленинградской области, остальное - центральный район РФ.

Возможность и эффективность импортозамещения

Аналоги минерального субстрата изготавливают Япония, США, Великобритания. Основу в них составляет вспученный вермикулит размерами 1-2 мм. При этом ни один из минеральных субстратов не выдерживает более 5 регенераций. Эффективность предлагаемого гидропонного субстрата из вспученного вермикулита по сравнению с зарубежными аналогами: - ВИПОН служит до 15 лет, не требует регенерации и биологически стерилен; - доля обменного магния в ковдорском вермикулите - до 3% его общего содержания. Этого вполне достаточно для успешного выращивания редиса, томатов, огурцов и других однолетних культур без внесения магния. И только многолетние культуры требуют добавок магния после первых 5-6 месяцев вегетации.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

18

Дата поступления материала

16.01.2007