Органоминеральное удобрение
Владельцы патента RU 2282607:
Государственное научное учреждение Сибирский научно-исследовательский институт торфа СО РАСХН (RU)
Использование: изобретение относится к получению органоминеральных удобрений на основе торфа и может быть использовано в сельском хозяйстве Сущность изобретения: Органоминеральное удобрение содержит торф, азотные, фосфорные и калийные минеральные соли, преимущественно мочевину, суперфосфат, соль калия и остаток от гидролиза торфа перекисью водорода и аммиаком, являющийся отходом производства стимулятора роста растений, причем в качестве остатка от гидролиза берут остаток от гидролиза низинного торфа при следующем соотношении компонентов, мас.%: торф 58,4-66,6, остаток от гидролиза торфа 3,5-14,6, мочевина 6,5-10,2,сСуперфосфат 10,4-10,8, соль калия 9,8-9,7. В качестве соли калия применяют калий сернокислый. Органоминеральное удобрение обладает высокой биологической активностью, что повышает урожайность сельскохозяйственных культур при его использовании. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.
Изобретение относится к получению органоминеральных удобрений на основе торфа и может быть использовано в сельском хозяйстве.
Известно торфогуминовое удобрение, содержащее активированный щелочным реагентом торф, азотное, калийное и фосфорное удобрения /1/.
Недостатком удобрения является его низкая активность, так как содержание в нем водорастворимых гуминовых веществ, обладающих биологической активностью невелико и составляет 7,5-11,2 мас.% на абсолютно сухое вещество торфа.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является органо-минеральное удобрение /2/, содержащее торф и азотные, фосфорные и калийные минеральные соли, преимущественно мочевину, суперфосфат и хлористый калий, остаток от гидролиза верхового малоразложившегося торфа концентрированной серной кислотой и последрожжевую бражку, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Последрожжевая бражка | 5-10 |
| Торф | 5-10 |
| Остаток от гидролиза верхового торфа | 30-40 |
| Мочевина | 10-20 |
| Суперфосфат | 15-20 |
| Хлористый калий | 15-20 |
К недостаткам известного удобрения относится его низкая биологическая активность. Применение в составе удобрения остатка от гидролиза верхового малоразложившегося торфа концентрированной серной кислотой обеспечит в основном прочность гранул и снизит вымываемость из них питательных элементов, но полученное удобрение не будет обладать высокой биологической активностью. Применение последрожжевой бражки, содержащей низкое количество биологически активных веществ, также существенно не повысит биологическую активность этого удобрения.
Заявляемое изобретение направлено на устранение указанных недостатков и заключается в том, что органоминеральное удобрение содержит торф, азотные, фосфорные, калийные минеральные соли, преимущественно мочевину, суперфосфат, соль калия и остаток от гидролиза торфа, причем в качестве остатка от гидролиза торфа берут остаток от гидролиза, например, низинного торфа перекисью водорода и аммиаком, являющийся отходом производства стимулятора роста растений при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Торф | 58,4-66,6 |
| Остаток от гидролиза торфа | 3,5-14,6 |
| Мочевина | 6,5-10,2 |
| Суперфосфат | 10,4-10,8 |
| Соль калия | 9,8-9,7 |
В качестве соли калия применяют калий сернокислый.
Предлагаемое органоминеральное удобрение отличается от прототипа тем, что в качестве остатка от гидролиза применяют остаток от гидролиза (фугат) /3/, например, низинного торфа перекисно-аммиачным способом, являющийся отходом производства стимулятора роста растений. Следует отметить, что при получении стимулятора роста растений осуществляют перекисно-аммиачный гидролиз, при котором органическое вещество торфа не подвергается столь жесткой деструкции как в прототипе, где верховой торф обрабатывают концентрированной серной кислотой. Жесткий гидролиз торфа концентрированной серной кислотой приводит к разрушению комплекса биологически активных низкомолекулярных органических веществ, о чем свидетельствует низкое содержание водорастворимых (ВР) и легкогидролизуемых (ЛГ) веществ, составляющий 0,1 часть от трудногидролизуемой фракции, к которой необходимо отнести кроме трудногидролизуемых полисахаридов (ТГ) и лигнина (Л) также и гуминовый комплекс (ГК, ФК) (табл.1). Гидролиз торфа перекисно-аммиачным способом приводит к повышенному содержанию в нем, а следовательно, и в остатке от гидролиза торфа водорастворимых и легкогидролизуемых соединений (Св/р, ВР+ЛГ), обладающих высокой биологической активностью (табл.1). Кроме того, в составе гуминовых (ГК) и фульвокислот (ФК) фугата увеличивается доля водорастворимой фракции (табл.1). Фугат, в силу наличия в нем большого количества аммонийного азота, является также источником азотного питания в составе органоминерального удобрения, что обеспечит снижение его себестоимости.
Другим отличительным признаком заявляемого органоминерального удобрения является использование в его составе в качестве остатка от гидролиза низинного торфа, а не верхового. Однако перекисно-аммиачный способ обработки торфа, используемый при получении стимулятора роста растений [3] позволяет использовать любой тип и вид торфа, в том числе и верховой.
Выбор калийного удобрения в виде сернокислого калия обусловлен его лучшими в сравнении с хлористым калием пептизирующими свойствами при получении органоминерального удобрения в гранулированной форме. Кроме того, в закрытом грунте не рекомендуется использовать удобрения с хлорид-ионами.
Предлагаемое органоминеральное удобрение можно готовить как в рассыпной, так и в гранулированной форме.
В случае приготовления удобрения в гранулированной форме присутствие фугата обеспечивает не только относительно высокую его биологическую активность, но и, как в прототипе, прочностные свойства гранул за счет пластифицирующей и склеивающей способности гуминового комплекса, а также водоустойчивость элементов минерального питания (табл.2).
Исследования проведены с низинным торфом месторождения Темное Томской области степени разложения 30%, зольности 17%, влажности 65% и остатком от гидролиза этого торфа 10% водным раствором перекиси водорода и 10% водным раствором аммиака (фугатом) влажности 84%.
Пример 1
Для приготовления органоминерального удобрения низинный торф в количестве 66,6 мас.% (на а.с.в.) и фугат в количестве 3,5 мас.% (на а.с.в.) смешивают в лопастном смесителе в течение 8-10 мин. Полученную однородную смесь, являющуюся основой органоминерального удобрения, погружают в герметичную тару и выдерживают до исчезновения запаха аммиака. Затем в полученную основу органоминерального удобрения добавляют мочевину, двойной суперфосфат, сернокислый калий в соотношении 1:1:1 по действующему веществу в количестве 29,9 мас.%. Органоминеральную смесь перемешивают в лопастном смесителе 8-10 мин. Полученная смесь готова к использованию в качестве удобрения.
При необходимости получения органоминерального удобрения в гранулированной форме однородную органоминеральную смесь гранулируют на грануляторе шнекового типа под давлением 0,55 кг/м2. Полученные гранулы высушивают до влажности 20-22%. Высушенные гранулы готовы к использованию в качестве удобрений. Свойства приготовленного органоминерального удобрения в гранулированной форме приведены в табл.2.
Для получения основы органоминерального удобрения фугат смешивается с торфом при соотношении торфа (а.с.в.) и фугата (а.с.в.) 2,3:1-19:1. Внесение минеральных удобрений проводится на определенную массу а.с.в. основы, принятую за 100%. Количество вносимых удобрений в пересчете на действующее вещество N, P2O5, К2О при этом составляет 20% (при соотношении N: P2O5: К2O=1:1:1).
Граничные значения минеральных компонентов в органоминеральном удобрении подобраны таким образом, что внесение в почву этого удобрения обеспечит оптимальное соотношение биологически активной составляющей (фугата) и минеральных компонентов.
Граничные количества остатка от гидролиза низинного торфа (фугата) в составе заявляемого органоминерального удобрения (от 3,5 до 14 в мас.%) обоснованы результатами вегетационного опыта с пшеницей (табл.3).
Урожайность зеленой массы пшеницы при использовании органоминерального удобрения с содержанием фугата в его составе менее 3,5 мас.% снижается, а увеличение дозы фугата выше 14,6% не приводит к заметному росту урожайности.
В зависимости от выращиваемой сельскохозяйственной культуры используется определенный состав органоминерального удобрения в предлагаемом интервале и доза его внесения. Органоминеральное удобрение, особенно в гранулированной форме, предпочтительнее вносить локально на один вегетационный период, что обеспечит доступность растениям элементов минерального питания и снизит в 3-6 раз дозу внесения этого удобрения.
О наличии высокой биологической активности органоминерального удобрения свидетельствует более высокое в сравнении с прототипом повышение урожайности картофеля относительно контрольного варианта (табл.4). Разницу в урожайности картофеля в приводимых примерах и прототипе не стоит принимать во внимание. Она может быть обусловлена сортовыми особенностями посевной культуры, особенностью региона, почвы, погодными условиями и др. Имеет значение прибавка урожая относительно контрольного варианта.
Локальный способ внесения органоминерального удобрения как в рассыпной, так и гранулированной форме в дозе 1/3 и 1/6 от оптимальной обеспечивает более высокую прибавку урожая картофеля в сравнении с разбросным при условии оптимальной дозы его внесения.
О пролонгирующем действии органоминерального удобрения свидетельствует прибавка урожая картофеля, полученная во 2-ой год после внесения оптимальной дозы этого удобрения разбросным способом.
Проведенные полевые испытания предлагаемого органоминерального удобрения показали его высокую биологическую активность и высокую эффективность по сравнению с известными удобрениями. Для приготовления органоминерального удобрения в качестве одного из его компонентов применяют отход производства стимулятора роста растений, что решает проблему утилизации отходов производства и охраны окружающей среды.
Источники информации
1. Патент РФ №2021236, кл. С 05 F, публ. 15.10.94. «Способ получения торфогуминового удобрения».
2. А.С. СССР №1043138, кл. C 05 F 11/02, публ. 23.09.83, Бюл. №5 «Органо-минеральное удобрение».
3. Патент РФ №2213452, кл. C 05 F, публ. 10.10.2003 г., Бюл. №28 «Способ получения стимулятора роста растений».
| Таблица 1 | ||||||||||||||
| Образец | Групповой состав органического вещества, в % на абсолютно сухое вещество | Св/р, мг/100 г а.с.в. | Содержание водорастворимых гуминовых и фульвокислот, мг/100 г абсолютно сухое вещество | Содержание N-NH4, мг/100 г (абсолютно сухое вещество) | ||||||||||
| ВР+ ЛГ | Б | ГК | ФК | Ц | ТГ | Л | РФ | ГК | ФК | ГК +ФК | к/р | в/р | ||
| Торф низинный м/р Темное | 32,7 | 3,9 | 38,1 | 16,5 | 2,4 | 7,1 | 0,22 | 1,5 | 33,7 | 130,0 | 163,7 | 57,5 | 53,7 | |
| Фугат (остаток от гидролиза низинного торфа | 54,9 | 3,7 | 12,8 | 17,0 | 2,2 | 9,4 | 0,28 | 71,3 | 4047,0 | 1396,0 | 5443,0 | 2051,0 | 1325,0 | |
| Остаток от гидролиза верхового малоразлож ившегося торфа (прототип) | 8,9-12,5 | 0,6-3,0 | 44,0-54,8 | 12,3-17,2 | 18,0-21,6 | 11,9-25,8 |
| Таблица 2 | |||||||||
| Состав удобрений | Содержание компонентов в удобрениях, мас.% | Соотношение торф:фугат | Количество вымытых питательных элементов за час, % от общего содержания | Прочность гранул на сжатие, кгс/см2 | |||||
| торф (абсолютно сухое вещество) | фугат (абсолютно сухое вещество) | карбамид | двойной супер-фосфат | калий сернокис-лый | сумма минеральных удобрений | ||||
| 1 | 66,6 | 3,5 | 10,2 | 10,4 | 9,3 | 29,9 | 19:1 | 74,8 | 150,4 |
| 2 | 64,1 | 7,1 | 8,7 | 10,5 | 9,6 | 28,8 | 9:1 | 61,4 | 170,1 |
| 3 | 60,8 | 10,7 | 8,4 | 10,6 | 9,5 | 28,5 | 5,7:1 | 56,2 | 189,0 |
| 4 | 58,4 | 14,6 | 6,5 | 10,8 | 9,7 | 27,0 | 4:1 | 51,6 | 200,5 |
| 5 | 51,3 | 22,0 | 6,1 | 10,8 | 9,8 | 26,7 | 2,3:1 | 45,1 | 240,2 |
| Прототип | 15 | 69 | 8 | 8 | 9 | 46,8 | 169,4 |
| Таблица 3 | |||
| Вариант опыта | Сухая зеленая масса | НСР0,5 | |
| г/сосуд | % к контролю | ||
| Контроль (торф + NPK) | 0,1951 | ||
| 1 | 0,1900 | +2,6 | 0,013 |
| 2 | 0,2075 | +6,3 | 0,026 |
| 3 | 0,2200 | +12,8 | 0,008 |
| 4 | 0,2173 | +11,4 | 0,009 |
| 5 | 0,2052 | +5,2 | 0,018 |
| Таблица 4 | |||||||
| Удобрение | Способ внесения удобрения и доза | Картофель, 2001 г. | Картофель, 2002 г. | ||||
| Урожай, ц/га | Прибавка к контролю, % | Урожай, ц/га | Прибавка к контролю, % | ||||
| Предлагаемое (рассыпное) | Разбросной (оптимальная доза) | 333,6 | 9,0 | 310 | 7,5 | ||
| Предлагаемое (гранулированное) | 328,3 | 7,3 | 330 | 14 | |||
| Предлагаемое (рассыпное) | Локальный (1/3 от оптимальной) | 336,5 | 23 | ||||
| Предлагаемое (гранулированное) | 331,1 | 21 | |||||
| Предлагаемое (рассыпное) | Локальный (1/6 от оптимальной) | 321,3 | 17 | ||||
| Предлагаемое (гранулированное) | 315,8 | 15 | |||||
| Прототип | Разбросной (оптимальная доза) | 346 | 6,5 | овес | люпин, зеленая масса | ||
| урожай, ц/га | прибавка к контролю, % | урожай, ц/га | прибавка к контролю, % | ||||
| 10,5 | 58 | 27,8 | 30,5 |
1. Органоминеральное удобрение, содержащее торф, азотные, фосфорные и калийные минеральные соли, преимущественно мочевину, суперфосфат, соль калия и остаток гидролиза торфа, отличающееся тем, что в качестве остатка от гидролиза торфа берут остаток от гидролиза торфа перекисью водорода и аммиаком, являющийся отходом производства стимулятора роста растений, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Торф | 58,4-66,6 |
| Остаток от гидролиза торфа | 3,5-14,6 |
| Мочевина | 6,5-10,2 |
| Суперфосфат | 10,4-10,8 |
| Соль калия | 9,8-9,7 |
2. Органоминеральное удобрение по п.1, отличающееся тем, что в качестве остатка от гидролиза торфа берут остаток от гидролиза низинного торфа.
3. Органоминеральное удобрение по п.1, отличающееся тем, что в качестве соли калия берут калий сернокислый.
