Beneficio del suelo con oxígeno disuelto para el crecimiento de cultivos.

Aparato para el beneficio del suelo por infusión de un gas de tratamiento dentro de una corriente de riego presurizada,

comprendiendo dicho aparato:

un mezclador-inyector del tipo de venturi de cavitación que tiene un cuerpo con una pared interna formando un paso de flujo que la atraviesa, teniendo dicho paso de flujo un eje central, una entrada, una salida, y entre dicha entrada y salida dicha pared forma una porción constrictora de diámetro decreciente, una porción de inyector sensiblemente cilíndrica, y una porción expansora que tiene un diámetro creciente todos a medida que avanzan en ese orden desde la entrada a la salida, un orificio de inyección, recibiendo dicho orificio inyector gas de tratamiento procedente de una fuente de gas para su inyección dentro de dicho paso de flujo;

un conducto impermeable de forma alargada que tiene una longitud y una pared periférica formando un paso longitudinal para recibir agua y gas de tratamiento procedente de dicho mezclador-inyector;

una pluralidad de salidas reductoras de caudal dispuestas a lo largo de la longitud de dicha pared del conducto, atravesando dicha pared del conducto para permitir un caudal de agua limitado desde dicho paso longitudinal sin pérdida sustancial de presión en dicho conducto;

dicho mezclador-inyector adaptado para conectarse a una fuente de agua bajo presión, de manera que se infunda gas de tratamiento en dicha agua cuando fluye la misma a través del paso de flujo en el mezclador-inyector y dicha agua permanecerá bajo presión superatmosférica hasta después de pasar a través de la citada salida reductora de caudal.

Beneficio del suelo con oxígeno disuelto para el crecimiento de cultivos

Campo de la invención La presente invención se refiere al beneficio del suelo en el que crece un cultivo proporcionando gases beneficiosos a la región radicular.

Antecedentes de la invención Las plantas que crecen necesitan agua, oxígeno y posiblemente otros gases para mantener su ciclo de vida. El agua de la mayoría de los cultivos, obtenida a partir de la lluvia o del riego, deriva de intersticios en el suelo. El oxígeno y otros gases se obtienen de los intersticios, bien a partir de gases atmosféricos que han migrado al interior del suelo o bien a partir del agua en la que están disueltos los gases. Aunque muchos gases pueden ser beneficiosos para diversos cultivos, el oxígeno es uno de los más importantes, y por tanto se tratará específicamente en esta memoria, aunque la presente invención no solo se limita a los efectos beneficiosos del oxígeno.

Generalmente, la concentración de oxígeno o de otros gases en el agua de riego está limitada de tal manera que se disuelve de acuerdo con la Ley de Henr y . Esto es adecuado para el crecimiento de cultivos. Los agricultores y horticultores conocen perfectamente el intervalo de humedad que una planta puede tolerar. Si el suelo se mantiene demasiado húmedo durante un tiempo sustancial, la actividad microbiana, que es necesaria para la conversión de alimentos para la planta para su absorción por parte de la misma, se ahogará parcialmente. En efecto esto la ahogará. Un periodo de sequía demasiado prolongado producirá una ausencia de humedad que soporte la transpiración de la planta aún habiendo saturación de oxígeno en el suelo.

Por consiguiente, con la realización práctica de la presente invención, una planta crece mejor cuando se humedece alternativamente y se permite aproximarse a la sequedad. El agricultor intenta proporcionar humedad y oxígeno adecuados para soportar las diversas tasas de transpiración debido a fluctuaciones de las condiciones climatológicas. La intensa práctica agrícola comercial proporciona oxígeno en función del aporte adecuado de oxígeno disuelto en agua, y en función del aire que el suelo atrae así como del agua que se extrae de los espacios intersticiales en el suelo. Sin embargo estas fuentes pueden ser muy variables. Por ejemplo, el agua subterránea, tiende a tener menos oxígeno disuelto, y a menudo contiene otros gases no deseables. El contenido de oxígeno en el agua proporcionado en zanjas y surcos puede variar dependiendo de la temperatura del agua y de las condiciones ambientales.

Es un objeto de la presente invención controlar y mejorar el aporte de oxígeno en el suelo y por lo tanto mejorar el crecimiento de la planta o cultivo. Los términos “planta” y “cultivo” se usan de manera indistinta en el presente documento.

Es un problema fundamental, y se han realizado y sugerido esfuerzos, mejorar el aporte de oxígeno aireando el agua de riego. Esto puede de hecho aumentar la concentración de oxígeno en el agua, pero no trata la cuestión de que contenido gaseoso llega realmente a todas las plantas en un área de tamaño significativo. Los esfuerzos previos han logrado alguna mejora lamentablemente limitada. Por ejemplo, no han proporcionado un aumento óptimo en la producción en peso, una mejora uniforme sobre un área sustancial, o un avance significativo de la madurez de las plantas. Su pequeña mejora ha sido insignificativa desde el punto de vista comercial.

El documento US 5.674.312 desvela un aparato y un procedimiento para inyectar altas concentraciones de un gas de tratamiento en una corriente líquida desprovista de gas no disuelto o de una fase gaseosa. La corriente líquida se hace pasar a través de un inyector que induce gas para recibir gas de tratamiento, y después se hace pasar a través de un separador centrífugo de líquidos/gases del cual se extraen individualmente gases y líquidos arrastrados con gases de tratamiento disueltos.

La presente invención proporciona estas mejoras. Por ejemplo, parcelas de tierra adyacentes cercanas a Bakersfield, California, se plantaron con plantas de pimiento dulce separadas entre sí a una distancia de aproximadamente 12-14 pulgadas (30-36 cm) , a lo largo de hileras elevadas de aproximadamente 620 pies (200 m) de longitud entre surcos separados a una distancia de aproximadamente 40 pulgadas (1 m) . Se preparó una parcela de ensayo de acuerdo con la presente invención, como se describe más adelante. La parcela de control se plantó de la misma manera, con un sistema de riego idéntico pero sin el aporte de aire de la presente invención. Los sistemas se hicieron funcionar de manera idéntica.

Los resultados fueron sorprendente e impredeciblemente favorables. Por ejemplo, con esta invención, se descubrió que las plantas de pimiento alcanzaban un punto de madurez determinado aproximadamente una semana antes que las plantas de pimiento en la parcela de control. Esto se confirmó observando la presencia de una mayor proporción de pimientos rojos con respecto a pimientos verdes en la parcela de ensayo antes que en la parcela de control. Esta no es una cuestión baladí. Especialmente al inicio de una extracción, la primera produce peticiones de adquisición inmediata y a un precio exagerado. Como beneficio, este recargo va directo al resultado neto. Además, en cuanto a la producción en peso de los cultivos sobre toda la estación, se observó un aumento de aproximadamente 5, 6% sobre la parcela de control, lo que también es un beneficio directo de la presente invención.

Debido a que los efectos de la presente invención son sustancialmente uniformes en todo el campo, puede esperarse una producción máxima de una parcela de tamaño significativo. Aunque los pimientos dulces se proporcionan como un ejemplo de los resultados del uso de la presente invención, también pueden esperarse resultados beneficiosos de otros cultivos.

Como una ventaja adicional, las plantas están menos estresadas durante su crecimiento y producción. El índice de estrés medio de la parcela de control para la estación fue de aproximadamente -5, 52, mientras que las parcelas de ensayo tuvieron un índice de aproximadamente -5, 76. Un número negativo mayor es mejor.

Para el fin anterior, es un objeto de la presente invención proporcionar un medio práctico para beneficiar el suelo. El término “beneficiar” significa la adición de una sustancia para mejorar la actividad microbiana del suelo para una mejor absorción del alimento por la planta en su conjunto mediante la inyección de aire/oxígeno en el área de la zona radicular vital de la planta incluyendo humedad para el fin deseado. Este término no se usa en el sentido de la adición de un producto químico, tal como yeso o un fertilizante, que se usan para cambiar los constituyentes químicos del propio suelo.

Breve descripción de la invención Se diseña un sistema para el beneficio del suelo de acuerdo con la presente invención para proporcionar agua y aire/oxígeno junto con otros gases posiblemente beneficiosos en la región radicular subsuperficial de la planta. Se pretende que sea útil sobre un área sustancial de campos de cultivo. Como ejemplo, un área de 4, 8 acres (19.400 m2 o 1.94 ha) , con hileras de una longitud de 620 pies (200 m) y a partir de un solo suministro, tantas como 98 de estas hileras, pudo tratar fácilmente la invención. El agua tratada debe distribuirse por debajo de la superficie del suelo o por debajo de una cubierta para el suelo tal como una cubierta protectora. Como cubierta protectora se contempla una lámina de plástico, aunque su objetivo principal sea controlar la maleza.

Un ejemplo de un sistema para este objetivo es el riego por goteo en el cual, a través de emisores separados entre sí, se distribuye agua a presión en el sistema directamente en el suelo subsuperficial cerca de la planta en lugar de aplicarse a la superficie o en los surcos. Hasta que el agua se libera desde el emisor, esta permanece a presión en el sistema de manera que contiene más oxígeno y otros gases disueltos de lo que habría en condiciones de presión atmosférica y también contendría pequeñas microburbujas de oxígeno y de otros gases tales como nitrógeno que no estarían disueltas, especialmente cuando como fuente de oxígeno se usa aire. Como consecuencia, cuando esta agua se libera de la presión del sistema a presión atmosférica, el agua liberada llevará por tanto una cantidad de oxígeno disuelta con respecto a esta menor presión, y se liberará en el suelo el exceso de oxígeno que se ha disuelto a la presión del sistema. También liberará gases tales como los que incluyen oxígeno así como muchos de los existentes en las microburbujas.... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para el beneficio del suelo por inyección de un gas de tratamiento dentro de una corriente de riego presurizada, comprendiendo el aparato:

un mezclador-inyector del tipo de venturi de cavitación (35) que tiene un cuerpo (36) con una pared interna (40) que forma un paso de flujo (37) que la atraviesa, teniendo dicho paso de flujo un eje central (50) , una entrada, una salida y entre dicha entrada y salida dicha pared forma una parte estrechada (42) de diámetro decreciente, una parte de inyector (43) sensiblemente cilíndrica y una parte expansora (44) con un diámetro creciente a medida que todos avanzan en ese orden desde la entrada a la salida, y un puerto de inyección (45) ; estando el mezclador-inyector (35) adaptado para conectarse a una fuente de agua a presión; estando el puerto de inyección (45) adaptado para recibir gas de tratamiento que proviene de una fuente de gas para la inyección dentro de dicho paso de flujo (37) ; estando el aparato caracterizado por que el puerto de inyección se proporciona para producir una corriente de agua que contiene gas de tratamiento disuelto y microburbujas de dicho gas de tratamiento dispersas y suspendidas en dicha corriente de agua a medida que la corriente de agua fluye a través del paso de flujo en el mezclador-inyector; una pluralidad de paletas torsionadoras (48) se extienden a lo largo de al menos una parte de dicha parte estrechada, extendiéndose dichas paletas axialmente pero formando un ángulo agudo con relación a un plano imaginario que pasa a través de ellas y que incluye el eje central, extendiéndose dichas paletas torsionadoras hacia dicho eje central, pero estando separadas de dicho eje central; comprendiendo adicionalmente dicho aparato:

un conducto alargado impermeable que tiene una longitud y una pared periférica que forma un paso longitudinal para recibir el agua y el gas de tratamiento de dicho mezclador-inyector (35) , comprendiendo el conducto una pluralidad de salidas reductoras de caudal dispuestas a lo largo de dicha pared del conducto, destinada para colocarse por debajo de la superficie del suelo, pasando dichas salidas a través de dicha pared del conducto y proporcionándose para permitir el flujo limitado del agua y arrastrar microburbujas en dicho suelo desde dicho paso longitudinal sin pérdida sustancial de presión en dicho conducto, de tal manera que dicha corriente de agua contenga gas de tratamiento disuelto y microburbujas dispersas y suspendidas permaneciendo a presión superatmosférica hasta después de pasar a través de dicha salida reductora de flujo para emitirse en el agua del suelo que contiene el gas de tratamiento disuelto en el agua y conteniendo dichas microburbujas dicho gas de tratamiento.

2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el mezclador-inyector es tal que las burbujas producidas por el mezclador-inyector son suficientemente pequeñas para que no se unan de manera apreciable o suban a una superficie.

3. El aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-2 en el que una pluralidad de paletas enderezadoras (49) se extienden a lo largo de al menos una parte de la parte expansora, siendo dichas paletas enderezadoras paralelas a dicho eje central, pero estando separadas de dicho eje central.

4. El aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en el que una pluralidad de paletas torsionadoras (48) se extienden a lo largo de al menos una parte de dicha parte estrechada, extendiéndose dichas paletas axialmente pero formando un ángulo agudo con relación a un plano imaginario que pasa a través de ellas y que incluye el eje central, extendiéndose dichas paletas torsionadoras hacia dicho eje central, pero estando separadas de dicho eje central.

5. Un sistema que comprende:

un suelo para el crecimiento de cultivos en el que ha de crecer un cultivo enraizado, teniendo dicho suelo una superficie superior y; el aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5.

6. Un método para mejorar las condiciones de cultivo para cultivos que se cultivan en un suelo que tiene una superficie superior, comprendiendo el método

la utilización de un aparato para el beneficio del suelo por infusión de un gas de tratamiento dentro de una corriente de agua de riego, comprendiendo dicho aparato: un mezclador-inyector del tipo de venturi de cavitación (35) que tiene un cuerpo (36) con una pared interna (40) que forma un paso de flujo (37) que la atraviesa, teniendo dicho paso de flujo un eje central (50) , una entrada, una salida, y entre dicha entrada y salida dicha pared forma una parte estrechada (42) de diámetro decreciente, una parte de inyector (43) sustancialmente cilíndrica, y una parte expansora (44) con un diámetro creciente a medida que todos avanzan en ese orden desde la entrada a la salida, y un puerto de inyección (45) ; estando el mezclador-inyector (35) adaptado para conectarse a una fuente de agua a presión; estando el puerto de inyección (45) adaptado para recibir gas de tratamiento de una fuente de gas para inyección en dicho paso de flujo (37) y proporcionándose para producir una corriente de agua que contiene gas de tratamiento disuelto y microburbujas de dicho gas de tratamiento dispersas y suspendidas en dicha corriente

de agua a medida que la corriente de agua fluye a través del paso de flujo en el mezclador-inyector; una pluralidad de paletas torsionadoras (48) que se extienden a lo largo de al menos una parte de dicha parte estrechada, extendiéndose dichas paletas axialmente pero formando un ángulo agudo con relación a un plano imaginario que pasa a través de ellas y que incluye el eje central, extendiéndose dichas paletas torsionadoras hacia dicho eje central, pero estando separadas de dicho eje central; teniendo un conducto alargado impermeable con una longitud y una pared periférica que forma un paso longitudinal para recibir el agua y el gas de tratamiento de dicho mezclador-inyector (35) , comprendiendo el conducto una pluralidad de salidas reductoras de flujo dispuestas a lo largo de dicha pared del conducto, destinadas para colocarse debajo de la superficie del suelo, pasando dichas salidas a través de dicha pared del conducto y proporcionándose para permitir el flujo limitado de agua y arrastrar microburbujas en dicho suelo desde dicho paso longitudinal sin pérdida sustancial de presión en dicho conducto, de tal forma que dicha corriente de agua, que contiene gas de tratamiento disuelto y microburbujas dispersas y suspendidas, permanezca en condiciones de presión superatmosférica hasta después de pasar a través de un emisor enterrado en dicho conducto por debajo de dicha superficie superior; comprendiendo adicionalmente el método impulsar una corriente de agua a presión dentro del puerto de entrada de dicho mezclador-inyector, al mismo tiempo que se admite gas de tratamiento dentro de dicha parte de inyección a través de dicho puerto de inyección, proporcionando así en dicho paso longitudinal una corriente de agua a presión superatmosférica enriquecida con gas de tratamiento disuelto en dicha agua y microburbujas que contienen dicho gas de tratamiento, proporcionando dichos emisores un flujo limitado de dicha corriente dentro de dicho suelo sin pérdida sustancial de presión en dicho conducto.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende la utilización de un aparato en el que dichas salidas reductoras de flujo son emisores.

8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6-7, que comprende la utilización de un aparato en el que una pluralidad de paletas enderezadoras (49) se extienden a lo largo de al menos una parte la parte expansora, siendo dichas paletas enderezadoras paralelas a dicho eje central, pero estando separadas de dicho eje central.

9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende la utilización de un aparato en el que una pluralidad de paletas torsionadoras (48) se extienden a lo largo de al menos una parte de dicha parte estrechada, extendiéndose dichas paletas axialmente pero formando un ángulo agudo con relación a un plano imaginario las atraviesa y que incluye el eje central, extendiéndose dichas paletas torsionadoras hacia dicho eje central, pero estando separadas de dicho eje central.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende la utilización un aparato en el que dichas salidas reductoras de flujo son emisores, internos o externos.

11. El método de cualquiera de las reivindicaciones 6-9 que comprende la utilización de un aparato en el que el mezclador-inyector es tal que las burbujas producidas por el mezclador-inyector son suficientemente pequeñas como para no unirse de manera apreciable o suban a una superficie.