Состав для нейтрализации кислых почв

Авторы патента:

C05G1/00 - Смеси удобрений, относящихся к разным подклассам класса C05

C05F11/02 - из торфа, бурого угля и подобных растительных отложений

C05D3/02 - из известняка, карбоната кальция, гидроксида кальция, гашеной извести, оксида кальция, отходов соединений кальция

Владельцы патента RU 2759760:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» (RU)

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Состав для нейтрализации кислых почв включает мелиорант в виде известьсодержащего отхода производства, причем в качестве мелиоранта используют известняковый щебень фракции от 8 до 25 мм, равномерно перемешанный с торфом и кислой почвой. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретение позволяет снизить кислотность почв и утилизировать доступный отход с возможностью его полезного использования в сельском хозяйстве. 4 табл., 2 пр.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для выращивания зерновых и пропашных культур на кислых почвах.

Известно удобрение для кислых почв черноземной зоны (Шиян П.Н. и др. Новое известковое удобрение. - Журнал "Сахарная свекла". - Колос, N 6, 1993, с.13), содержащее 84-90 мас. % карбоната кальция, находящегося в мелкодисперсной форме со средними размерами частиц 17 мкм.

Недостатком известкового удобрения является необходимость обеспечения тонкого помола, кроме того, мелкодисперсная структура карбоната кальция обеспечивает высокую начальную скорость взаимодействия с почвой только на начальных этапах севооборота.

Известно известковое удобрение (патент RU №2078067, опубл. 24.07.1997), для зерновых и пропашных сельскохозяйственных культур, которое включает в качестве мелиоранта известняковую муку и в качестве дополнительного мелиоранта карбонат кальция.

Недостатком является подверженность воздействию атмосферных осадков предложенного состава в теплое время года, так как известняковая мука превращается в тестообразную мягкую массу и теряет сыпучесть, а при последующем высыхании цементируется и становится непригодной для внесения в почву.

Известно известковое удобрение, преимущественно для кислых почв и осолодевающих солонцовых почв, (патент RU№2446133 опубл. 27.03.2012)представляющее собой мелиорант в виде содержащего карбоната кальция дефекат, представляющий собой фильтрационный осадок свеклосахарного производства, отличающееся тем, что в качестве мелиоранта использован дефекат химической формулы CaCO₃+MgCO₃ в виде рассыпчатого порошка с фракцией до 5,0 мм и 45 мас. % и с содержанием органического вещества 20 мас. % при влажности 20%.

Недостатком известкового удобрения является многокомпонентность, необходимостью предварительной сушки сырья, а также избыточное накопление в процессе производства отхода крупностью более 5 мм.

Известно органоминеральное удобрение-мелиорант (патент RU № 2115641, опубл. 20.07.1998), содержащее смесь торфа и сапропеля, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит цеолитовый туф с размером частиц 1, - 5,0 мм, известковую муку и хитин либо его производные или хитозан либо его производные.

Недостатками органоминерального удобрения-мелиоранта являются сложность технологического процесса производства состава; многокомпонентность состава.

Известно известковое удобрение для кислых почв(патент RU № 2684598, опубл. 09.04.2019) принятый за прототип, представляющее собой мелиорант в виде известь содержащего отхода глиноземного производства, где в качестве мелиоранта используют пыль 1-3 полей электрофильтра печей спекания глиноземного производства в виде тонкодисперсного порошка с фракцией менее 20 мкм.

Недостатком является ограниченность использования данного состава ввиду специфики получения данной пыли, а также неоднородный состав и экологическая опасность компонентов.

Техническим результатом является снижение кислотности почв и утилизация доступного отхода с возможностью его полезного использования в сельском хозяйстве.

Технический результат достигается тем, что в качестве мелиоранта используют известняковый щебень фракции от 8 до 25 мм равномерно перемешанный с торфом и кислой почвой, при следующем массовом соотношении компонентов, % мас.:

Известняковый щебень фракции 8-25 мм	13-32
Торф	8-12
Кислая почва	остальное

Заявляемый состав для нейтрализации кислых почв, включает в себя следующие реагенты и товарные продукты, их содержащие, % мас.:

Известняковый щебень фракции 8-25 мм	13-32
Торф	8-12
Кислая почва	остальное,

характеризуется показателем рН от 5 до 6.

Для данного состава применяется торф, содержащий не менее 75% органики. Массовая доля влаги - не более 65%. За счет содержания растительных волокон торф способствует улучшению аэрации и водопроницаемости грунта. Торф вносится для придания грунту пористости, питательности, воздухо- и влагоемкости.

Известняковый щебень фракции 8-25 мм является побочным продуктом предприятий по добыче строительных материалов, где известняковый щебень сортируется по 3 фракциям: 60-100 мм, 25-60 мм и 8-25 мм. Более крупные фракции являются ценным сырьем на строительном рынке, а фракция 8-25 мм классифицируется на предприятиях как отход.

Для определения допустимого внесения известнякового щебня фракции от 8 до 25 мм в почву в агрохимических целях был произведен анализ известнякового щебня фракции от 8 до 25 мм, в том числе на содержание тяжелых металлов, валовое содержание и содержание подвижных форм.

Результаты анализа представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Содержание металлов в известняковом щебне фракции от 8 до 25 мм

Показатель	Массовая доля мг/кг	ОДК [ГН 2.1.7.2511-09], мг/кг	ПДК [ГН 2.1.7.2041-06], мг/кг
Валовое содержание	Содержание подвижных форм
Cd	0,74	н/о	1	-
Mn	23	н/о	1500	-
Cu	0,47	0,16	66	3
Zn	1,2	0,018	110	23
Pb	менее 0,1	менее 0,01	32	6
Ni	1,2	0,048	40	4
As	менее 0,1	н/о	2	-
V	2,1	н/о	150	-
Sb	менее 0,1	н/о	4,5	-
Со	н/о	0,104	-	5
Cr	н/о	0,021	-	6

Исходя из результатов анализа, можно сделать вывод, что ни один показатель не превышает установленных норм, следовательно, данный известняковый щебень фракции от 8 до 25 мм при внесении в почву не окажет негативного влияния.

Безопасность применения данного вида отходов подтверждает тот факт, что по данным паспорта безопасности химической продукции удельная активность естественных радионуклидов данного известнякового щебня фракции от 8 до 25 мм соответствует 1 классу, не более 370 Бк/кг, строительных материалов. Следовательно, данный известняковый щебень фракции от 8 до 25 мм может использоваться без ограничений по радиационному фактору.

Основной характеристикой эффективности использования мелиоранта для кислых почв является его нейтрализующая способность.

В известняковом щебне фракции от 8 до 25 мм в качестве нейтрализатора будут выступать СаСО₃,MgCO₃. Состав известнякового щебня фракции от 8 до 25 мм представлен на таблице 2.

Таблица 2 - состав известнякового щебня фракции от 8 до 25 мм

Соединение	% мас.
CaCO₃, не менее	95,0 -97,0
SiO₂, не более	3,0 - 5,0
Al₂O₃+Fe₂O₃, не более	1,5 - 2,0
MgCO₃, не более	0,5 - 3,0
CaSO₄, не более	0,15-0,3
S, не более	0,06
P, не более	0,06

Эффективность предлагаемого состава доказана лабораторными испытаниями. В ходе лабораторного анализа в Центре коллективного пользования Горного университета было установлено, что используемые составы обладают нейтрализующей способностью 97,08%.Определение нейтрализующей способности производилось методом обратного титрования, при котором исследуемый образец растворялся в избытке стандартного раствора соляной кислоты, а далее прореагировавший раствор оттитровывался стандартным раствором щелочи.Содержание нейтрализующих агентов эквивалентно кислоте, вступившей в реакцию, и равно разности начального и конечного содержания соляной кислоты в растворе.

Полученное значение нейтрализующей способности указывает на то, что 97,08% массы известнякового щебня фракции 8-25 мм может вступить в реакцию нейтрализации. Кроме этого стоит отметить, что значение нейтрализующей способности известнякового щебня фракции 8-25 мм соответствует содержанию CaCO₃ и MgCO₃(в пересчете на CaCO₃), следовательно, в реакцию нейтрализации CaCO₃ и MgCO₃ вступают полностью.

В качестве тест-культуры выбраны однолетняя культура горох овощной Pisumsativum (Горох Амброзия) и многолетняя культура газонная трава Loliumperenne (Райграс пастбищный).

Для эксперимента была использована кислая с переходом в слабокислую pH 5,3 дерново-подзолистая почва Курортного района г.Санкт-Петербурга и верховой торф с месторождения Ленинградской области.

Помимо учета содержания металлов, рассчитывалась доза внесения известнякового щебня фракции 8-25 мм по гидролитической кислотности почвы, то есть, определялась масса известнякового щебня фракции 8-25 мм, которую необходимо внести для нейтрализации кислотности.

По результатам расчета доза внесения известнякового щебня фракции 8-25 мм составила 15,5 т/га в смеси с торфом и кислой почвы при однородном смешивании на глубину 30 см.

Состав готовится следующим образом: известняковый щебень фракции 8-25 мм равномерно смешивается в типовых смесителях с торфом, после чего полученная смесь перемешивается до однородного состояния с кислой почвой в типовых смесителях и вносится на глубину до 30 см ручным способом.

Эффективность применения состава была доказана лабораторными исследованиями в аккредитованном Центре коллективного пользования Санкт-Петербургского горного университета и подтверждается следующими примерами.

Пример №1. Для нейтрализации кислых почв в лабораторных условиях на площади 10 м. кв. происходит однородное смешивание на глубину 30 см кислой почвы, 9,5 кг торфа и 15,5 кг известнякового щебня фракции 8-25 мм, при условии, что рН почвы от 5 до 5,5. Высаживают однолетние и многолетние культуры. Затем проводят измерения всхожести высоту растений.

Пример №2. Для нейтрализации кислых почв в натурных условиях на площади 15 000 м. кв. происходит однородное смешивание на глубину 30 см кислой почвы, 4 218 кг торфа и 11 250 кг известнякового щебня фракции 8-25 мм, при условии, что рН почвы 5,5-6.

Дополнительно было создано 8 экспериментальных площадок: 2 фоновых, 3 для многолетних растений и 3 для однолетних растений с различным соотношением состава смеси.

В течение эксперимента замерялись показатели всхожести и средней высоты аэральной части растений, по которым можно судить об эффективности использования смеси в качестве нейтрализатора кислотности почвы.

Результаты эксперимента представлены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3 - Всхожесть и средняя высота Pisumsativum в модельных образцах

Модельный образец	Известняковый щебень фракции 8-25 мм	Торф	Кислая почва	Всхожесть (7 суток)	Средняя высота (по сравнению с контролем)
Масс %	%	д.е
Контроль	0	0	100	80	1
1	13	8	79	84	1,26
2	25	10	65	90	1,11
3	32	12	56	84	1,08
4	5	20	80	75	- 1,1

Таблица 4 - Всхожесть и средняя высота Loliumperenne в модельных образцах

Модельный образец	Известняковый щебень фракции 8-25 мм	Торф	Кислая почва	Всхожесть (7 суток)	Средняя высота (по сравнению с контролем)
Масс %	%	д.е
Контроль	0	0	100	29	1
1	13	8	79	41	1,11
2	25	10	65	36	-1,1
3	32	12	56	34	1,18
4	5	20	80	25	-1,2

Использование смеси известнякового щебня фракции 8-25 мм, торфа и кислой почвы способствует снижению кислотности почвы, что подтверждается положительным воздействием на рост и развитие растений, на примере Pisumsativum и Loliumperenne. Данная смесь может быть использована в сельском хозяйстве и при проведении биологического этапа рекультивации нарушенных земель.

Состав для нейтрализации кислых почв, включающий мелиорант в виде известьсодержащего отхода производства, отличающийся тем, что в качестве мелиоранта используют известняковый щебень фракции от 8 до 25 мм, равномерно перемешанный с торфом и кислой почвой, при следующем массовом соотношении компонентов, % мас.:

Известняковый щебень фракции 8-25 мм	13-32
Торф	8-12
Кислая почва	остальное

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ приготовления комплексного сорбционно-стимулирующего препарата для снижения аллелотоксичности почвы характеризуется тем, что водные растворы бентонита, гумата калия или натрия, автолизата пивных дрожжей (АПД) и полиэтиленгликоля (ПЭГ) смешивают в массовом соотношении 4:0,9-1,1:2,8-3,2:0,35-0,45, соответственно, при непрерывном перемешивании в течение 5-6 часов с получением суспензии, которую высушивают до получения сухого остатка с последующим его измельчением в порошок.

Способ получения сорбционно-стимулирующего препарата для снижения аллелотоксичности почв // 2756281

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения сорбционно-стимулирующего препарата для снижения аллелотоксичности почвы характеризуется тем, что водные растворы бентонита, гумата натрия или калия и автолизата пивных дрожжей (АПД) смешивают в массовом соотношении 4:0,9-1,1:2,8-3,2 соответственно при непрерывном перемешивании в течение 5-6 часов с получением суспензии, которую высушивают до получения сухого остатка с последующим его измельчением в порошок.

Способ защиты виноградных растений от вымерзания и ведения виноградного куста с использованием вторичного сырья // 2755163

Изобретение относится к виноградной отрасли. Способ защиты виноградных растений от вымерзания включает в себя получение и выборку гравиленовых кубиков, которые использовались ранее при выращивании огурцов, посадку виноградных саженцев в кубиках гравилена, предварительно увлажненных, изготовление посадочных ям ямокопателем, высадку вегетирующих саженцев в ямку, причем с целью зашиты виноградных растений от вымерзания, улучшения условий произрастания растений под саженец укладывается 10 кг торфа + 40 грамм Грин ГО 8-16-24+10, при этом торф вместе с гравиленом образуют утепляющую полость, с помощью которой создается на корнештамбе и корнях изолирующая прослойка из гравилена, который укладывается вокруг штамба саженца, а также с помощью которой улавливается парообразная влага, восходящая от грунтовых вод, подтягиваемая торфом и гравиленом в зону корней, а теплоизоляционные свойства гравилена в зимний период снижают темпы промораживания корнештамба и корней виноградного куста, что сохраняет их от вымерзания.

Способ получения почвогрунта // 2754272

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения почвогрунта на основе органических компонентов, которые предварительно измельчают и перемешивают, причем в качестве органических компонентов используют отходы льнопроизводства - негуминифицированную льнокостру и пенькокостру, которые активируют путем обработки 10-20% раствором фосфорной кислоты, полученную смесь перемешивают и проводят дополнительную активацию, обрабатывая ее раствором дигидрофосфата аммония, а из гумифицированной пенькокостры технической конопли и льнокостры льна-долгунца, взятых в равном соотношении, добавляя раствор гидроксида калия, получают гуминово-фульватный комплекс, который фильтруют, отделяя фильтрат от твердой фазы, при этом в качестве фильтра используют биомассу ранее активированной негуминифицированной льнокостры и пенькокостры, полученные твердые фракции перемешивают, добавляют в смесь до 4% нитрата аммония и 1% мелкодисперсной серы, перемешивают и подсушивают до воздушно-сухого состояния.

Способ листовой подкормки льна масличного на серых лесных почвах центрального нечерноземья // 2751597

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Способ включает протравливание семян, посев и обработку посевов органоминеральными активными веществами, причем в качестве препаратов используют «Аминокат-30», или «Биоплант Флора» с нормой расхода препарата соответственно 0,3 л/га и 1 л/га, или Лигногумат 60 г/га + Мивал Агро 10 г/га.

Материал для тепловой мелиорации почвы // 2748355

Изобретение относится к составу материала для тепловой мелиорации почвы. Предлагаемый материал содержит минеральный компонент.

Гранулированное серосодержащее азотно-калийное удобрение и способ его получения // 2747779

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Гранулированное серосодержащее азотно-калийное удобрение включает азотсодержащий компонент и сульфат калия, при этом дополнительно содержит нитрат калия при массовом соотношении сульфата и нитрата калия 1:(1,1÷1,2), а азотсодержащий компонент представляет собой сульфатонитрат аммония состава (NH4)2SO4⋅2NH4NO3 при его содержании в удобрении 60-70 мас.%.

Органическое удобрение - мелиорант // 2745780

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Органическое удобрение – мелиорант характеризуется тем, что содержит эффлюент, макроэлементы, микроэлементы и микроорганизмы, причем в качестве макроэлементов используют азот, фосфор, калий, кальций, в качестве микроэлементов используют бор, марганец, кремний, кобальт, молибден, в качестве микроорганизмов используют азотфиксирующие и фосфатмобилизующие микроорганизмы.

Npk-si-гуматное удобрение, способ его получения и его применения // 2741798

Изобретение относится к комбинированному органо-минеральному NPK-Si-гуматному удобрению, содержащему, по меньшей мере, одно минеральное NPK-удобрение в виде частиц, которое содержит, по меньшей мере, одно питательное соединение азота, фосфора или калия; и кремниевое удобрение на основе гумусового вещества в виде частиц, содержащее хелаты монокремниевой кислоты-гуматных соединений.

Способ получения органоминерального биоудобрения // 2737785

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения органоминерального удобрения характеризуется тем, что активированный дегидратированный цеолит или диатомит смешивают с распыляемым водным раствором, содержащим экстракт крапивы и/или экстракт люцерны, причем цеолит или диатомит подогревают до температуры от 30 до 80°С, при этом соотношение объема экстракта крапивы и/или экстракта люцерны и количества цеолита или диатомита взято из расчета от 1 до 3,5 л экстракта крапивы и/или экстракта люцерны на 1 тонну цеолита или диатомита.