Органоминеральное удобрение и способ его изготовления

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к составам удобрений и способам их производства. Удобрение содержит влажное безазотистое вещество птичьего, преимущественно куриного, помета. Оно дополнительно содержит кальциевые соли азотсодержащих органических кислот и гидрат окиси кальция. Удобрение получают путем добавления к птичьему помету вещества, поглощающего влагу и связывающего азотсодержащие кислоты, и последующего перемешивания. К 10 весовым частям свежего птичьего помета добавляют от 10 до 5 весовых частей молотой негашеной извести. Изобретение позволяет утилизировать отходы птицеводства, регулировать кислотно-щелочной режим почвы. 2 с. и 3 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к составам удобрений и способам их производства и может быть использовано в сельском хозяйстве, в частности в растениеводстве, преимущественно на кислых почвах, и при промышленной утилизации отходов птицеводства.

Как известно, большинство культурных растений для своего нормального развития требует почв с нейтральной или слабощелочной реакцией. Однако современнные экологические исследования состояния пахотных земель показывают на устойчивую тенденцию к повышению уровня их кислотности. Борьба с повышением кислотности почв обычно обеспечивается внесением в нее извести (известкованием почвы), которая нейтрализует почву, чем существенно улучшает условия использования удобрений и подавляет гнилостные и грибковые заболевания (Н. С. Авдонин. Повышение плодородия кислых почв. Изд-во "Колос". М., 1969). Кроме того, известь является одним из видов минеральных удобрений, т. к. обогащает почву необходимым для роста растений кальцием. Но процесс известкования, естественно, не обеспечивает растения другими компонентами, необходимыми для восстановления плодородия почвы. Восполнение почвы этими компонентами обеспечивается внесением органических удобрений.

Уже известны органические удобрения, среди которых наиболее ценным является птичий помет, обеспечивающий растения всеми необходимыми для питания компонентами, причем в благоприятных соотношениях. Из-за того что из всех видов птиц наиболее частым объектом промышленного птицеводства в настоящее время явились куры, то именно куриный помет стал наиболее реальным сырьем для промышленного получения удобрений на базе птичьего помета. Сухое вещество куриного помета состоит в основном из безазотистых органических соединений, содержащих фосфор, калий, кальций и микроэлементы - марганец, магний, цинк, кобальт, медь, железо (в виде клетчатки и других элементов зольной пищи растений), и азотсодержащих соединений. В сухом веществе куриного помета имеются незначительные остатки водорастворимых азотсодержащих веществ - мочевины, мочевой и гипуровой кислот, которые, к сожалению, разлагаются или улетучиваются при временной выдержке помета или при принудительной его сушке. Кроме этих веществ азотсодержащие органические соединения сухого вещества куриного помета представлены целым рядом аминокислот: аланин, аргинин, аспаргиновая кислота, глутаминовая кислота, лейцин, лизин и др. (В.П. Лысенко. Переработка отходов птицеводства. Сергиев Посад, 1998), на которые приходится от 8,6 до 10% от общей массы сухого вещества. Однако при использовании свежего куриного помета эти азотсодержащие кислоты, попадая в кислые почвы, еще больше окисляют их и создают в ней агрессивные кислотные среды, угнетающие жизнедеятельность и способствующие развитию многих болезней у большинства растений.

Известны, наконец, органоминеральные удобрения, содержащие как органические удобрения, в частности птичий помет, так и минеральное удобрение. Таковым является, например, органоминеральное удобрение по авторскому свидетельству СССР 1807047 от 08.02.91 неопределенного состава, содержащее сухой птичий помет, торф, фосфоритную муку и вещество, являющееся продуктом поглощения амиака (этим веществом возможно является фосфат аммония). По утверждению авторов, общее содержание азота в этом удобрении составляет от 0,62 до 0,74%. Такое удобрение обладает только слабовыраженными щелочными свойствами, а азот содержится в нем в виде небольших количеств фосфата аммония и в виде сложных аминокислот, усваиваемых растениями только после временной выдержки, во время которой они перерабатываются микробами в более простые аминокислоты, легко усваиваемые растениями.

Настоящее изобретение направлено на создание органоминерального удобрения, которое объединяет достоинства органических удобрений из птичьего помета и минеральных удобрений, регулирующих кислотно-щелочной режим почвы.

Поставленная задача решается тем, что в органоминеральное удобрение, содержащее влажное безазотистое вещество птичьего, преимущественно куриного, помета введены кальциевые соли азотсодержащих органических кислот (мочевой, гипуровой кислоты и аминокислот), а в качестве минеральной составляющей используется гидрат окиси кальция.

В зависимости от кислотно-щелочного состояния исходной почвы соотношения указанных компонентов в удобрении могут быть различными. Так, для кислых почв компоненты находятся в следующем соотношении, %: Гидрат окиси кальция - 49-63 Кальциевые соли органических кислот - 8-10 Безазотистое вещество птичьего помета - 23-7 Вода - Остальное Для почв со слабокислой или нейтральной реакцией компоненты находятся в следующем соотношении, %: Гидрат окиси кальция - 31-48 Кальциевые соли органических кислот - 12-14 Безазотистое вещество птичьего помета - 27-8 Вода - Остальное
Удобрение такого состава практически полностью сохраняет все полезные вещества свежего птичьего помета и обладает явно выраженными щелочными свойствами. Кроме того, щелочная среда, создаваемая гидратом окиси кальция, подавляет жизнедеятельность патогенных микроорганизмов и личинок вредных насекомых, что обеспечивает условия для длительного и надежного хранения удобрения.

Эффективность данного удобрения была проверена путем внесения 5,5 т удобрений 4-х различных составов, приведенных в таблице, соответственно на четыре одногектарных участка с одинаковыми агрохимическими характеристиками почв, имеющих кислотность порядка рН 4,8, и на четыре одногектарных участка с одинаковой нейтральной реакцией рН 5,5. Все участки потом были засеяны сахарной свеклой одного и того же сорта. Как видно из таблицы, выбор составов характерен постепенным повышением компонентов, содержащих связанный азот, фосфор и калий с одновременным постепенным снижением содержания ощелачивающего агента - гидрата окиси кальция. Выбор конкретного значения количества вносимого удобрения (5,5 т) обуславливался результатами агрохимического анализа почвы экспериментальных участков.

Результаты эксперимента приведены в двух последних строках таблицы, из которых следует, что оптимальным вариантом состава органоминерального удобрения для почв с рН 4,8 является вариант 2 с 20-процентной влажностью, а для почв с рН 5,5 - вариант 3 с 30-процентной влажностью, т.к. именно эти соотношения компонентов обеспечили наилучшую усваиваемость удобрений при соответствующем содержании ощелачивающего агента и наибольшее повышение урожая сахарной свеклы.

Известны способы получения органоминеральных удобрений, например, по уже упоминавшемуся авторскому свидетельству СССР 1807047 от 08.02.91, в котором содержатся операции введения в свежий птичий помет влагопоглотителя и вещества, связывающего азотсодержащие кислоты, с последующим перемешиванием компонентов. В качестве влагопоглотителя здесь используется торф, а в качестве вещества, связывающего азотсодержащие кислоты, - фосфоритная мука. После перемешивания смесь гранулируют при температуре от 18 до 55^oС. Однако такое удобрение обладает только слабовыраженными щелочными свойствами, т.к. к обладающему кислой реакцией помету добавляют обладающий и без того кислой реакцией торф, а потери азота компенсируются мало - его общее содержание лежит в пределах от 0,62 до 0,74%. Азот содержится в этом удобрении в виде небольших количеств фосфата аммония и в основном в виде сложных аминокислот, усваиваемых растениями только после временной выдержки, во время которой они перерабатываются микробами в более простые аминокислоты, легче усваиваемые растениями.

Для получения удобрения заявляемого состава используют свежий птичий, преимущественно куриный, помет, содержащий от 60 до 85% жидкой фракции, а в качестве влагопоглотителя и вещества, связывающего азотсодержащие кислоты, - молотую негашеную известь. При этом к 10 весовым частям свежего помета добавляют от 10 до 5 весовых частей молотой негашеной извести, после чего компоненты перемешивают в течение 20-40 мин. В частности, для получения удобрения с влажностью 20% необходимо затратить 0, 69 т молотой негашеной извести на 1 т свежего помета (т. е. 7:10), а для получения удобрения с влажностью 30% необходимо затратить 0,5 т молотой негашеной извести на 1 т свежего помета (5:10).

При смешении свежего куриного помета с негашеной известью происходит химический процесс, при котором водные растворы мочевой, гипуровой и др. кислот, а также аминокислоты обращаются в соответствующие кальциевые соли, а остаток негашеной извести гасится водой, превращаясь в гашеную известь - гидрат окиси кальция. Данный химический процесс сопровождается выделением тепловой энергии, благодаря которой смесь саморазогревается до температуры 70^oС. Конечный продукт представляет собой рыхлое вещество коричневого цвета, состоящее из гранул размером от 0,5 до 2 мм и имеющее водородный показатель рН от 7 до 12.

В течение последних 10-20 мин операции перемешивания компонентов удобрение нагревают до температуры от 80 до 120^oС. Благодаря этому нагреву обеспечивается уничтожение патогенных микроорганизмов, яиц гельминтов, личинок вредных насекомых и семян сорняков, а также удаляется избыток непрореагировавшей воды за счет выпаривания. Разогрев компонентов удобрения можно вести любым из известных способов, но предпочтительно аэрацией органоминерального удобрения горячим воздухом.

Безазотистые сухие органические вещества, содержащие нейтральные калийные и фосфорные компоненты, в данном химическом процессе не участвуют, но их содержание несколько понижается (с 13-36% в исходном сырье до 7-27% - в конечном продукте) за счет введения новых компонентов. Благодаря активному химическому процессу, происходящему при смешениии компонентов, потери азотсодержащих кислот, связанных с их летучестью и способностью разложения до аммиака как под воздействием температуры, так и под воздействием аэробных и анаэробных бактерий, существенно сокращаются. Так, проведенный химический анализ готового удобрения показал, что оно содержит до 1,6% общего азота.

Заявляемый способ получения органоминерального удобрения существенно снижает затраты времени на его производство и экономит электроэнергию. Нахождение необходимого растениям азота в виде кальциевых солей органических азотсодержащих кислот, с одной стороны, облегчает его усвоение растениями, а с другой стороны, предотвращает нежелательное вымывание соединений азота из почвы дождями и талыми водами.

Формула изобретения

1. Органоминеральное удобрение, содержащее влажное безазотистое вещество птичьего, преимущественно куриного помета, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит кальциевые соли азотсодержащих органических кислот, а в качестве минеральной составляющей используется гидрат окиси кальция.

2. Органоминеральное удобрение по п.1, отличающееся тем, что его компоненты находятся в следующем соотношении, мас.%:
Гидрат окиси кальция - 49-63
Кальциевые соли органических кислот - 8-10
Безазотистое вещество птичьего помета - 7-23
Вода - Остальное
3. Органоминеральное удобрение по п.1, отличающееся тем, что его компоненты находятся в следующем соотношении, мас.%:
Гидрат окиси кальция - 31-48
Кальциевые соли органических кислот - 12-14
Безазотистое вещество птичьего помета - 8-27
Вода - Остальное
4. Способ получения органоминерального удобрения, содержащего влажное безазотистое вещество птичьего, преимущественно куриного помета, путем добавления вещества, поглощающего влагу и связывающего азотсодержащие кислоты, и последующего перемешивания, отличающийся тем, что к 10 весовым частям свежего птичьего помета добавляют от 10 до 5 весовых частей молотой негашеной извести.

5. Способ получения органоминерального удобрения по п.4, отличающийся тем, что компоненты перемешивают в течение 20-40 мин, а в течение последних 10-20 мин операции перемешивания компонентов удобрение разогревают до температуры от 80 до 120^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1