ГРАНУЛИРОВАННОЕ УДОБРЕНИЕ НА ОСНОВЕ ТОРФА Российский патент 1998 года по МПК C10F7/00 C05F11/00 

Изобретение относится к области создания высокоэффективных гранулированных органоминеральных удобрений; область применения - сельское хозяйство.

Известно гранулированное жидкое комплексное удобрение (ЖКУ), полученное путем смешивания и гранулирования суглинка, керамзита, каолинита, фосфогипса, аэросила и ЖКУ, включающее целевые добавки торфа и природного цеолита в качестве сорбентов азота и фосфора из ЖКУ в количестве 3,0 - 3,5 мас.% (Авт. свидет. СССР N 1302646, кл. C 05 G 5/00, пр. 03.01.85 г.). Недостатками полученного таким способом удобрения являются сложный компонентный состав, определенная сложность технологического процесса, малое содержание торфа и цеолита как сорбентов.

Известно также гранулированное органо-минеральное удобрение "ОРМИН", содержащее компост на основе куриного помета и древесных опилок, минеральные удобрения и в качестве целевой добавки носителя микроэлементов - природный цеолит в количестве 5 - 10 мас.%. В данном удобрении цеолит используется не как сорбент макроэлементов, способствующий снижению скорости выноса питательных элементов, а в качестве носителя микроэлементов, для чего его предварительно насыщали ионами меди, цинка, железа, марганца и кобальта (Авт. свидет. СССР N 1819413, кл. C 05 F 11/00, пр. 24.04.90 г.).

Наиболее близким и предлагаемому является гранулированное удобрение, содержащее торф в количестве 5 - 90 мас.% и минеральные удобрения в количестве 10 - 95 мас. % (Авт. свидет. СССР по заявке N 2504324/30 - 15, кл. C 05 F 11/02, 1977 г.). Недостатком данного удобрения является высокая скорость выноса питательных элементов из гранул.

Целью предлагаемого изобретения является повышение устойчивости питательных элементов гранул к вымыванию при сохранении их высокой механической прочности.

Поставленная цель достигается тем, что известное гранулированное удобрение, содержащее торф и минеральные удобрения (азотные, фосфорные, калийные), дополнительно содержит также в качестве сорбента азота, фосфора и калия природный цеолит при соотношении торфа и цеолита 2,5 : 1 - 1 - 10,0 : 1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Торф (сухого вещества) - 44 - 65
Цеолит - 5 - 22
Минеральные удобрения - 23 - 45
По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого изобретения, не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию "новизна".

По мнению авторов, сущность заявляемого изобретения не следует явным образом из известного уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Для гранулирования могут быть использованы любой торф (низинный, верховой, переходный), соответствующий по общетехническим свойствам требованиям к торфу как сырью для производства органических удобрений, влажности от 55 до 75% и любой природный цеолит.

Повышение водоустойчивости питательных веществ гранул достигается при этом за счет высокой поглотительной способности цеолита к катионам калия и аммония и фосфат - ионам.

Кроме того, содержащиеся в цеолите необходимые для питания растений микроэлементы (Zn, Cu, Mn, Mo, Co, B) повышают агрохимическую ценность удобрения.

Пример. Торф низинный степени разложения 29,0%, зольности 17,0%, влажности 60 - 70% в количестве 61,0 мас.% (на сухое вещество), мочевину, двойной суперфосфат и сернокислый калий в соотношении 1 : 1 : 1 по действующему веществу в количестве 27,0 мас.%, природный цеолитный туф пегасин фракции 0,5 - 1,0 мм в количестве 12,0 мас.% смешивали в смесителе в течение 8 - 10 мин, затем однородную смесь гранулировали в шнековом экструдере под давлением 0,55 кг/см² и высушивали полученные гранулы до влажности 20 - 22%.

Максимальная обменная емкость пегасина, выраженная в ммоль/г, составляет: по катионам аммония - 1,02 ± 0,4; по катионам калия - 0,61 ± 0,06. В состав цеолита входят микроэлементы в следующих количествах,%: Zn - 0,0069, Cu - 0,0009, Mo - 0,0002, Co - 0,0006, B - 0,0003. Содержание и соотношение торфа и минеральных удобрений в грануле может меняться в широких пределах в зависимости от почвенно- климатических условий и требований возделываемой культуры.

Другие количественные соотношения компонентов заявляемых гранулированных торфоцеолитовых удобрений приведены в табл. 1.

Удобрения и цеолит вносили в гранулируемую смесь на определенную массу сухого торфа, принятую за 100%. Количество внесенных удобрений в пересчете на действующее вещество N, P₂O₅, K₂ O при этом составило 20 и 40%; цеолита - 10, 20, 30, 40%. В табл. 1 приведены составы удобрений (1 - 4), содержание 20% цеолита, и составы (5 - 8), содержащие 40% цеолита (из расчета на 100% сухого торфа).

Исследования деформационных свойств торфоцеолитовых композиций показали возможность их гранулирования экструзионным способом при содержании в композиции природного цеолита в количестве не более 40% при соотношении торф : цеолит не ниже 2,5 : 1,0. Повышение количества вносимого цеолита свыше 40% приводит к резкому возрастанию упругих деформаций и существенному снижению пластичности формуемой массы и как следствие снижению механической прочности гранул ниже требуемых допустимых значений - 10 кг/см².

Для сравнения приготавливали также гранулированное торфо-минеральное удобрение без цеолита, соответствующее по своему компонентному составу прототипу (табл. 1).

Торфоминеральные гранулы, соответствующие прототипу, были изготовлены тем же способом, что и заявляемые торфоцеолитовые - смешиванием компонентов в смесителе с дальнейшим гранулированием экструзионным способом и высушиванием до влажности 20 - 22%.

Достижение поставленной цели в заявляемых удобрениях - снижение скорости вымывания питательных веществ из гранул и как следствие увеличение пролонгирующего действия удобрений контролировалось показателем устойчивости питательных веществ гранул к вымыванию при замачивании их в дистиллированной воде - скоростью вымывания питательных веществ в течение 1 часа (как в прототипе). Дополнительно для выяснения более длительного и более приближенного к естественным условиям характера выноса питательных веществ из гранул определялась скорость вымывания при суточном замачивании гранул. В табл. 2 представлены результаты, характеризующие устойчивость питательных веществ заявляемых торфоцеолитовых гранулированных удобрений и торфоминеральных гранулированных удобрений по прототипу. Составы удобрений соответствуют их компонентному составу согласно табл. 1.

Полученные результаты (табл. 2) показали, что даже при минимальном содержании цеолита (5,0 мас.%, состав 5) скорость вымывания питательных веществ из гранулированного удобрения снижается: при замачивании в течение 1 часа - на 19,0%, при замачивании в течение 1 суток - на 55,6%. То есть при более длительном воздействии влаги устойчивость питательных веществ гранул к вымыванию при внесении даже незначительного количества цеолита резко возрастает. Увеличение содержания цеолита в гранулированном удобрении приводит к еще большему снижению скорости вымывания питательных веществ. Так, при содержании цеолита 13,5 мас.% (состав 7) скорость вымывания при замачивании в течение 1 часа снизилась на 42,9%; при замачивании в течение 1 суток - на 75,0%. При максимальном заявляемом содержании цеолита - 22,0 мас.% (состав 4) скорость вымывания питательных веществ из гранул еще более снижается: при замачивании в течение 1 часа - на 72,4%; при замачивании в течение 1 суток - на 71,4%.

Таким образом, результаты проведенных испытаний показали, что для заявляемого изобретения - "гранулированное торфоцеолитовое удобрение" - внесение в состав удобрения дополнительного сорбента - природного цеолита - обеспечивает достижение поставленной цели - снижение скорости вымывания питательных веществ из гранул.

Использование: изобретение относится к области создания гранулированных органономинеральных удобрений. Сущность изобретения: гранулированное удобрение содержит торф и минеральные удобрения. С целью повышения устойчивости питательных элементов к вымыванию и получения удобрений с более высоким пролонгирующим действием оно содержит дополнительно сорбент - природный цеолит при соотношении торфа и цеолита 2,5:1,0-10,0:1,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%: торф (сухого вещества) 44-65, цеолит 5-22, минеральные удобрения 23-45. 2 табл.

Гранулированное удобрение на основе торфа, содержащее торф и минеральные удобрения, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно сорбент - природный цеолит при соотношении торфа и цеолита 2,5 : 1,0 - 10,0 : 1,0 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Торф (сухого вещества) - 44 - 65
Цеолит - 5 - 22
Минеральные удобрения - 23 - 45