СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО КОМПЛЕКСНОГО ГУМИНОВОГО УДОБРЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК C05F3/00 C05F11/02 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, конкретно к производству удобрений.

Следует отметить, что органическое вещество почвы и ее главнейший компонент - гумус -- не только является запасным источником всех элементов питания растений, регулятором главнейших физико-химических и биологических свойств почвы, обусловливающих водно-воздушный и питательные режимы почвы, но и играет огромную защитную роль в биосфере.

Однако, интенсивная химизация сельского хозяйства, повышая урожайность полей, ведет к загрязнению почвы, грунтовых вод, и в ряде случаев к ухудшению качества продукции растениеводства.

Следствием использования минеральных удобрений в больших дозах и особенно применения пестицидов являются образование и накопление токсичных веществ в почвах и растениях. В связи с антропогенным загрязнением окружающей среды тяжелыми металлами гумусовое вещество почвы выполняет защитную роль, переводя ионы тяжелых металлов в малоподвижную форму.

Почва, благодаря гумусовому веществу, является мощным "природным фильтром", в результате чего происходит самоочищение природных экосистем. Однако эти процессы снижают содержание гумуса в почве, и тем самым ее плодородие. Т.о., применение минеральных удобрений с одной стороны, позволяет обеспечить растения питательными веществами, обеспечивает значительный прирост урожайности всех видов сельскохозяйственных культур, а с другой стороны, снижает количество гумусового вещества почвы (естественного источника питательных веществ) и загрязняет почву тяжелыми металлами и нитратными и нитритными формами азота.

В последнее время в связи с резко обострившейся экологической ситуацией в стране, а также с развитием фермерского и личного хозяйства, идет интенсивный поиск удобрений, более экологически безопасных. С этой точки зрения наибольший интерес представляют естественные органические удобрения - навоз, сапропель, торф (В. А.Васильев, Н.В.Филлипова. Справочник по органическим удобрениям. М., Росагропромиздат. 1988). Они содержат основные элементы, необходимые для жизнедеятельности растений - азот, калий и фосфор, причем торф представляет наибольший интерес, т.к. является источником гумусовых кислот, не содержит болезнетворных для растений, животных и человека микроорганизмов. Однако использование торфа как удобрения в естественном виде неэффективно из-за наличия в нем лигно-целлюлозного комплекса, который ингибирует в почве микробиологические процессы, продуцирующие азот. Поэтому обычно торф используют для приготовления комплексных минерально-органических удобрений, для чего производят вытяжку из торфа гуминовых соединений, а потом смешивают ее с источниками, содержащими необходимые для жизнедеятельности растений макроэлементами.

Особый интерес представляют жидкие комплексные гуминовые удобрения (МКГУ), которые помимо основных элементов питания растений, находящихся в усвояемой форме, содержат гуматную вытяжку из торфа, обладающую стимулирующим действием. Эти удобрения предназначены для подкормки широкого диапазона овощных и цветочных культур, комнатных растений, в домашних условиях и на приусадебном участке. Кроме того, водные растворы ЖКГУ могут быть применены для предпосевной обработки семян. Применение их приводит к повышению урожайности овощных культур с одновременным ускорением сроков их созревания на 8-10 дней.

За прототип принят способ получения жидкого комплексного гуминового удобрения по ТУ 214 РСФСР 9-204-88. ЖКГУ содержит основных веществ, г/л:
Азота (в пересчете на -N-NH₄) 4,5
Фосфора (в пере- счете на P₂O₅) 15,0
Калия (в пересчете на K₂O) 13,0
Гуминовых кислот
(вещества неустанов- ленного строения) 2,0 Вода Остальное
Данное удобрение готовят следующим образом (ТУ 214 РСФСР 9-204-88): в реактор заливают 0,6 требуемого объема воды; загружают весь торф; доливают воду до нужного количества и перемешивают 20-30 минут; загружают твердый KOH, перемешивают суспензию не менее 70-75 мин; отстой суспензии не менее 3 ч; слив жидкой фракции; в полученную жидкость загружают карбамид (мочевину) и жидкие комплексные удобрения.

Для того, чтобы получить удобрение вышеуказанного состава, необходимы следующие соотношения исходных компонентов: щелочь:вода:торф:мочевина:жидкие комплексные удобрения = 1:50:2,5:1:2.

Для изготовления торфогуминовых удобрений используют фрезерный торф и минеральные компоненты. Они должны соответствовать следующим требованиям:
Торф фрезерный низинного типа древесной, древесно-травяной или травяной групп (содержание сфагновых мхов не должно превышать 15%) должен соответствовать нормам:
Массовая доля гумино-
вых кислот, % на органи- ческую массу, не менее 30,0
Степень разложения, R, % не менее 25,0
Массовая доля влаги, W, % 55-65 Зольность А^с, % не более 15
Обменная кислотность
(pH солевой суспензии), не более 6,0
Засоренность, % не более 8,0
Гидрат окиси калия - по ГОСТ 9285-78 с массовой долей едких щелочей в пересчете на KOH, не менее 95%.

Жидкие комплексные удобрения - по ТУ 6-08-414-78 с массовой долей N = 10+1%; P₂O₅ = 34+1%.

Карбамид (мочевина) - по ГОСТ 2081-75 с массовой долей азота не менее 46%.

Предлагаемый способ получения позволяет достигать требуемое наличие в удобрении азота и других макроэлементов. В процессе приготовления жидкого торфогуминового удобрения вначале при обработке торфа щелочью выделяют комплекс гумусовых кислот. Они подразделяются на гуминовые (ГК) и фульвокислоты (ФК) (Г.Д.Чимитдоржиева. Гумус холодных почв. Н., Наука, 1990, стр. 73-77). Известно, что при определенных условиях, а именно, в кислой среде, часть гуминовых кислот может переходить в фульвокислоты, а присутствие последних в удобрениях нежелательно, поскольку ФК ингибируют рост и развитие растений.

В описываемом способе-прототипе, после приготовления из торфа щелочной вытяжки, состоящей из ГК и ФК, к ней добавляют мочевину и жидкие комплексные удобрения. Тем самым достигается необходимое содержание в готовом удобрении азота, фосфора, но одновременно при добавлении жидких комплексных удобрений, обладающих кислой реакцией (pH = 5,9-6,4) (Т.П.Унанянц. Химизация сельского хозяйства в СССР и за рубежом. М., Химия, 1981, стр.62-64) в реакционной массе создаются условия, благоприятные для перехода части полезных для роста и развития растений гуминовых кислот в фульвокислоты. Кроме того, использование в процессе производства мочевины приводит к тому, что готовое удобрение содержит азот минерального происхождения, т.е. в нитрат-нитратной форме, что экологически небезопасно.

Предлагается способ получения жидкого торфогуминового удобрения путем приготовления суспензии торфа в 1/3 объема воды, затем при перемешивании добавляют твердую щелочь и сухой измельченный куриный помет, а затем доливают воду до требуемого количества, соблюдая следующие соотношения исходных компонентов: щелочь: вода: торф:куриный помет = 1:50:2,6:2,6. Данные соотношения компонентов рассчитаны из условий получения состава удобрения, соответствующего ТУ 214 РСФСР 9-204-88.

В предлагаемом способе торф служит источником, в основном, гумусовых кислот, хотя в нем содержится калия до 0,2%, азота до 3,8%, фосфора до 2%, а куриный помет - источник макроэлементов, в нем содержится азота - до 4,9% , калия до 1,6% и фосфора до 3,5% (В.А.Васильев, Н.В.Филлипова. Справочник по органическим удобрениям. М. , Росагропромиздат. 1988, с.162-170). При обработке торфа щелочью, так же как и в прототипе, получают щелочную вытяжку гумусовых (гуминовых и фульвокислот) кислот. Добавляя к ней сухой куриный помет, в реакционную массу, тем самым, вводят макроэлементы, причем, т. к. куриный помет в воде дает щелочную реакцию, то он играет роль стабилизатора, исключая смещение равновесия в сторону образования фульвокислот. Т. о. потерь гуминовых кислот в готовом удобрении не происходит.

В результате предложенного способа получения приготовленное жидкое торфогуминовое удобрение имеет следующий состав, г/л:
Азота (в пересчете на N-NH₄) 5,2
Фосфора (в пересчете на P₂O₅) 14
Калия (в пересчете на K₂O) 14 Гуминовых кислот 4-6 Вода Остальное
Т. о. за счет исключения потерь гуминовых кислот при их превращении в фульвокислоты готовое жидкое торфогуминовое удобрение содержит большее количество гуминовых кислот. Кроме того, поскольку азот в удобрении переходит из органических соединений торфа и куриного помета, экологическая опасность применения такого удобрения значительно снижена.

Предлагаемый способ приготовления жидкого торфогуминового удобрения прост, базируется на использовании доступного сырья, экологически безопасен, легко осуществим на любом, даже простейшем оборудовании. Получаемое удобрение за счет большего содержания в нем гуминовых кислот является более эффективным по сравнению с прототипом и значительно увеличивает биологический потенциал почв.

П р и м е р. В емкость заливают 300 л воды, добавляют 52 кг торфа, размешивают. Затем добавляют 20 кг твердой щелочи (KOH) и 52 кг сухого измельченного куриного помета (влажность 20%). К полученной массе доливают 700 л воды, размешивают 1,5-2 ч, отстаивают 3-4 ч, жидкую фракцию сливают. Получают 1000 кг жидких торфогуминовых удобрений состава, г/л:
Азота (в пересчете на N-NH₄) 5,2
Фосфора (в пересчете на P₂O₅) 15 Калия (в пересчете на K₂O) 14 Гуминовых кислот 5 Вода 960,8

Использование: сельское хозяйство. Сущность изобретения: в способе, предусматривающем приготовление водно-торфяной суспензии, обработку ее щелочным реагентом при перемешивании, отстаивание суспензии и отделение жидкой фракции, добавление в последнюю вещества источника элементов питания растений, предложено в качестве вещества - источника элементов питания растений использовать сухой куриный помет и добавлять его в водно-торфяную суспензию перед обработкой ее щелочным реагентом.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО КОМПЛЕКСНОГО ГУМИНОВОГО УДОБРЕНИЯ, включающий приготовление водно-торфяной суспензии, обработку ее щелочным реагентом при перемешивании, отстаивание суспензии и отделение жидкой фракции, добавление вещества-источника элементов питания растений, отличающийся тем, что в качестве вещества-источника элементов питания растений используют сухой куриный помет, который добавляют в водно-торфяную суспензию перед обработкой ее щелочным реагентом.