СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК C05F3/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для получения органоминеральных удобрений на основе компостирования отходов животноводческих ферм (бесподстилочный навоз КРС) и химического производства (фосфогипс).

Имеется способ приготовления комплексного органоминерального удобрения (заявка на изобретение №2002108155, дата публикации: 20.03.2004) из высушенного навоза, минеральных удобрений и микроэлементов. Продукты разложения двух - четырехлетней давности ила из очистных сооружений от помета свиней, птицы и крупного рогатого скота измельчают и сепарируют на фракции 2-5 мм, перемешивают и смешивают с рассолом бишофита путем мелкодисперсного распыла капель на компоненты во фракциях навоза, далее смесь высушивают до влажности 16-22%.

Данный метод имеет длительную предварительную подготовку органических удобрений, входящих в состав удобрения, а также он слишком трудоемкий и энергетически затратный.

Существует способ приготовления удобрения из бесподстилочного навоза и устройство для его осуществления (заявка на изобретение №98106491/13, дата публикации: 27.03.2000). Данный способ включает подачу исходного навоза в емкость, разделение его на фракции через перфорированную стенку емкости с фильтрующим гигроскопическим материалом, отвод жидкой фракции и перемешивание осадка емкости с фильтрующим гигроскопическим материалом ее стенок. Подачу исходного навоза в емкость производят периодически с заполнением 0,7- 1,0 м ее высоты.

Указанный способ неудобен из-за сложного устройства для его осуществления, а также он слишком трудоемкий.

Известен способ подготовки жидкого навоза к производству органоминерального удобрения (патент РФ №2361849, кл. C05F 3/00, 2008), который включает удаление из навоза механических включений, обеззараживание навоза в электрогидравлической камере с последующим разделением навоза на твердую и жидкую фракции, подачу обогатительных минеральных элементов в твердую фракцию, смешивание с ней и использование смеси в качестве органоминерального удобрения.

Недостатком указанного способа подготовки жидкого навоза к производству органоминерального удобрения является его сложность, поскольку необходимо проводить обеззараживание навоза в электрогидравлической камере с последующим разделением навоза на твердую и жидкую фракции. В связи с этим данный способ весьма трудоемкий и энергетически затратный.

Также известен способ подготовки навоза к использованию в качестве удобрения (заявка на изобретение №98108717, дата публикации: 10.02.2000), включающий химическую фиксацию в нем аммиачного азота с помощью фосфогипса, который равномерно рассеивают по разбросанному навозу из расчета 30 кг на 1 т навоза сразу же за навозоразбрасывателем машинами для внесения минеральных удобрений во время проведения полевых работ преимущественно осенью и весной при температуре 10-15°С и ниже.

Недостатком способа являются дополнительные затраты на использование различной техники для внесения органического отхода животноводства и для внесения минеральной добавки (фосфогипса).

Техническим решением заявленного изобретения является получение органоминерального удобрения ускоренного приготовления с одновременным улучшением его качества при снижении трудозатрат и энергоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения органоминерального удобрения, включающем химическую фиксацию в навозе аммиачного азота с помощью фосфогипса, согласно изобретению используют бесподстилочный навоз КРС, почву, внутрифермские отходы, фосфогипс и солому, которые послойно укладывают на уплотненной глиняной площадке с заглубленным днищем при следующем соотношении (мас.%):

бесподстилочный навоз КРС - 65-70,

почва - 5-8,

внутрифермские отходы - 2-5,

фосфогипс - 15-20,

солома - остальное;

затем ежемесячно в течение 4-4,5 месяцев до созревания перемешивают.

Новизна заявленного предложения обусловлена тем, что предлагается получить органоминеральное удобрение из различных отходов сельскохозяйственных и промышленных производств, свойства которого улучшаются при взаимодействии минеральной и органической частей коллоидов предлагаемых компонентов. Заявленный способ достаточно прост, позволяет за короткий срок получить высокоэффективное удобрение, необходимое для использования в сельском хозяйстве.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое решение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Пример конкретного осуществления способа получения органоминерального удобрения

Опыт проводился на уплотненной глиняной площадке объемом 600 м³ с заглубленным днищем на 0,4 м (высота компоста - 2,0 м, ширина площадки 5 м, длина площадки - 50 м), предусмотренной для 500 т органоминерального удобрения из расчета 0,8-0,9 т/м³, расположенной вблизи фермы ОАО «Заветы Ильича» Ленинградского района, с середины апреля до середины сентября. Бесподстилочный навоз КРС как основной органический компонент размещали послойно с почвой, внутрифермскими отходами и фосфогипсом на соломенную подушку в следующей последовательности и толщиной: 1) солома - 25-30 см, 2) бесподстилочный навоз КРС - 20-25 см, 3) почва - 5-10 см, 4) фосфогипс - 10-15 см, 5) бесподстилочный навоз КРС - 20-25 см, 6) почва - 5-10 см, 7) фосфогипс - 10-15 см, 8) бесподстилочный навоз КРС 20-25 см, 9) почва - 5-10 см, 10) внутрифермские отходы - 25-35 см, 11) фосфогипс - 10-15 см, 12) солома - 15-25 см. Компосты опытного (смешанного) и контрольного (чистого бесподстилочного навоза) вариантов созданы одновременно; период их созревания 4,0-4,5 месяца (с середины апреля до середины сентября). Перемешивание смеси опытного варианта и в контроле осуществлялось через 1,5 месяца после закладки с целью улучшения аэрации во всей массе в обоих вариантах в одно время (в конце мая). Далее ежемесячно проводилось перемешивание компоста.

В сентябре проанализированы и сравнены некоторые физические и агрохимические характеристики полученных удобрений. Основным физическим показателем явилась агрегированность составляющих компонентов в удобрении. По сравнению с контролем уровень агрегированности увеличился на 15% при одновременном улучшении аэрации и поддержания увлажненности около 40%, а также снижении потерь органического вещества и азота. В фосфогипсе емкость катионного обмена представлена минеральной частью, а в навозе - в основном органической. При компостировании чистого навоза без минеральной добавки (фосфогипса) отмечены большие потери в нем азотных соединений, особенно аммиака, а также органического вещества. Сохранение азота в навозе является важной практической и экологической задачей и поэтому представленная технология направлена на использование приемов, предупреждающих его бесполезные потери. Установлено, что потери азота в смеси без использования фосфогипса достигают до двух третей и больше от первоначального его содержания. При чередовании слоев навоза КРС и остальных сельскохозяйственных отходов с фосфогипсом происходит поглощение аммиака в связи с обменом катионов фосфогипса на ионы аммония. В расчете на 100 т навоза в сложной органоминеральной смеси (сельскохозяйственные отходы+промышленный отход - фосфогипс) сохраняется до 500 кг азота. Высокая емкость катионного обмена фосфогипса и органических веществ сельскохозяйственных отходов определяет поглощение большей части аммония и его закрепление в гранулах. Сумма поглощенных оснований фосфогипса составляет от 30 до 40 мг-экв./100 г; при замещении 30% емкости поглощения фосфогипсом в смеси удерживается аммония в среднем 12-15 мг-экв./100 г субстрата или 120-150 кг на 1 т фосфогипса.

Вместе с азотной частью в удобрении с фосфогипсом сохраняются органические вещества (потери сокращаются до 40%) из-за его агрегирования с навозом.

Подготовленное удобрение перевозится тракторами и рассеивается под пахоту навозоразбрасывателем при норме 35-38 т/га. Положительное влияние полученного удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур сохраняется в течение 4-5 лет через улучшение физики почвы, обогащение ее органическим веществом, кальцием, серой, микро- и мезоэлементами, благоприятное воздействие на развитие и качество урожая, функционирование сообществ микроорганизмов и мезофауны, а также сдерживание численности популяций полевых мышей в посевах озимой пшеницы; внесение одного перегноя положительно сказывается на урожае сельскохозяйственных культур всего 3 года.

Способ получения органоминерального удобрения включает компостирование бесподстилочного навоза КРС, внутрифермерских отходов, почвы, соломы и отхода химического производства - фосфогипса. Указанные компоненты послойно укладывают на уплотненной глиняной площадке с заглубленным днищем при следующем соотношении (мас.%): бесподстилочный навоз КРС - 65-70, почва - 5-8, внутрифермерские отходы - 2-5, фосфогипс - 15-20, солома - остальное. Ежемесячно в течение 4-4,5 месяцев до созревания осуществляют перемешивание. Способ позволяет получить органоминеральное удобрение с сохранением в нем органических веществ, влаги и азота, что оказывает положительное влияние на почву и урожайность сельскохозяйственных культур.

Способ получения органоминерального удобрения, включающий химическую фиксацию в навозе аммиачного азота с помощью фосфогипса, отличающийся тем, что используют бесподстилочный навоз, внутрифермерские отходы, почву и солому, которые послойно укладывают на уплотненной глиняной площадке с заглубленным днищем при следующем соотношении, мас.%:
бесподстилочный навоз КРС 65-70 почва 5-8 внутрифермерские отходы 2-5 фосфогипс 15-20 солома остальное,