УДОБРЕНИЕ-МЕЛИОРАНТ НА ОСНОВЕ ГЛАУКОНИТА Российский патент 2014 года по МПК C05D9/00 

Изобретение «Удобрение-мелиорант на основе глауконита» относится к удобрению и мелиорации почв и может использоваться для снижения кислотности слабокислых почв и удобрения сельскохозяйственных культур, возделываемых на них. Мелиоративные свойства традиционных средств (цеп, туф, известь, доломит, мергель и др.) обусловлены содержанием карбоната кальция более 40%, который вытесняет водород (1) из почвенно-поглощающего комплекса (ППК)

CaCO₃+H₂CO₃=Ca(HCO₃)₂

Ca(HCO₃)₂+2H₂O=Ca(OH)₂+2H₂O+2CO₂

Далее происходит незначительный гидролиз гидроокиси кальция с водой:

CaOH₂↔Ca⁺²2OH^-

После кальций поглощается ППК:

(ППК)2H⁺+Ca(HCO₃)₂=ППК)Ca²⁺+2H²O

(ППК)2H⁺+Ca(OH)₂=ППК)Ca²⁺+2H₂O

Недостатком этого процесса является повышение содержания кальция в почве, в том числе и в почвенном растворе, так как не весь кальций поглощается ППК. При этом происходит химическое поглощение доступного для растений фосфора:

2H₂PO₄ ^-+3Ca⁺²=Ca₃(PO₄)₂+2H₂O

Таким образом, кальций осаждается в почве в виде трикальцийфосфата и становится недоступным для растений. Стоимость вышеуказанных мелиорантов является высокой, к тому же они содержат чрезвычайно низкие количества макро - и микроэлементов для питания растений. Наиболее близким техническим решением является удобрение-мелиорант Трепел (2), который наряду с большим количеством CaCO₃ и MgCO₃ содержит 1.5% K₂O и 0,2% P₂O₅, а также цеолиты-адсорбенты, которые могут поглощать из почвенного раствора катионы макро- и микроэлеменов и удерживать в недоступной для растений форме, что является существенным недостатком данного аналога.

Задачей применения изобретения является фосфорно-калийное удобрение сельскохозяйственных культур и снижение кислотности почвы за счет разнообразного катионного состава удобрения-мелиоранта на основе глауконита (табл.1) и наличия гидроксильных групп при взаимодействии с почвенным раствором, что приводит к снижению активной обменной кислотностей почвы. Преимущество настоящей разработки заключается в простоте получения предлагаемого нами мелиоранта, дешевизне и низких энергозатратах его использования, а также отсутствии негативного радиационного фона, характерного для веществ подобного рода.

Предлагаемое нами удобрение-мелиорант характеризуется высокой катионообменной способностью и образованием свободных гидроксильных групп в почвенном растворе, что приводит к повышению суммы поглощенных оснований почвы, возрастанию ее буферной способности по отношению к кислой среде. Схематически процесс нейтрализации кислотности за счет содержащихся в предлагаемом нами удобрении-мелиоранте катионов и гидроксильных групп можно выразить следующим образом:

(ППК)2H⁺+Kt⁺²=ППК)Kt²⁺+2H⁺

2H⁺+2OH^-=2H₂O

Более того, при попадании в почву настоящего удобрения-мелиоранта происходит повышение содержания доступных форм фосфора и обменных форм калия, что обеспечивает его использование в производстве как минерального сложного удобрения. Состав для проведения исследований получали путем специальной обработки глауконитового песчаника горных пород. Исследования проводили в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет, кафедра агрохимии и институт прикладной экологии. Аттестат аккредитации лаборатории №РОСС RU.0001.21АЮ62 выдан 26.06.2009 и действителен до 29.06.2014. В таблице 1 представлены химические и агрохимические показатели удобрения-мелиоранта на основе глауконита.

Химический состав и агрохимические свойства удобрения-мелиоранта на основе глауконита.

Анализируя химические показатели, приведенные в таблице 1, можно отметить, что сумма оксидов составляет 78,58%.

Эффективность предлагаемого нами удобрения-мелиоранта подтверждена проведением полевых исследований (табл.2). Прибавка урожайности озимой пшеницы в условиях применения удобрения-мелиоранта на основе глауконита на лугово-черноземной почве Северо-Западного Кавказа составила 6,5 ц/га.

Структура элементов урожая и урожайность озимой пшеницы в условиях применения удобрения-мелиоранта на основе глауконита на лугово-черноземной почве

Таблица 2 Показатель Без применения удобрения-мелиоранта на основе глауконита С применением удобрения-мелиоранта на основе глауконита Высота растений, см 50,1 48,6 Вес растений, г 2,2 2,5 Длина колоса, см 8,2 8,9 Вес зерна с колоса, г 1,5 1,7 Число зерен с растения, шт 35,2 38,2 Вес зерна со всего снопа, г 645,0 670,0 Масса 1000 зерен, г 40,0 42,0 Количество стеблей в снопе, шт. 500 591,0 Вес снопа без корней, г 1000,0 1110,0 Урожай зерна, ц/га 53,5 60,0

Положительное влияние предлагаемого нами продукта на почвенно-экологическое состояние и агрохимические свойства подтверждено проведением почвенно-агрохимических исследований опытного участка. Установлено, что применяемое удобрение-мелиорант на основе глауконита на лугово-черноземной почве способствовало повышению содержания фосфора и калия в почве, а также снижению ее кислотности. Более того, оно не является источником тяжелых металлов (табл.3).

Влияние удобрения-мелиоранта на основе глауконита на почвенно-экологическое состояние лугово-черноземной почвы

Таблица 3 Показатель Без применения удобрения-мелиоранта на основе глауконита С применением удобрения-мелиоранта на основе глауконита рН водная, ед. рН 6,3 6,5 рН солевая, ед. pH 5,4 5,6 Гумус, % 2,7 2,7 ЕКО, мг-экв/100 г, почвы 36,8 41,5 Азот нитратный, мг/кг 17,7 19,5 Азот аммонийный, мг/кг 5,5 5,9 Фосфор по Чирикову, мг/кг 190,0 211,8 Калий по Чирикову, мг/кг 351,6 384,8 Цинк подвижный, мг/кг 5,7 5,5 Кадмий подвижный, мг/кг 0,075 0,07 Свинец подвижный, мг/кг 3,7 3,5 Медь подвижная, мг кг 5,7 5,6 Общий цинк, мг/кг 67,0 65,1 Общий кадмий, мг/кг 0,58 0,55 Общий свинец, мг/кг 18,5 19,3 Общая медь, мг/кг 17,3 18,2

Радиологическая безопасность подтверждена исследованиями, проведенными в Аккредитованном испытательном лабораторном центре ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Адыгея». Аттестат аккредитации №ГСЭН.RU/ЦОА.051 от 29.05.2007 действителен до 29.05.2012. Результатами исследований установлено, что удельная эффективная активность природных радионуклидов составляет не более 78 Бк/кг, при норме 370 Бк/кг.

В ходе проведенных исследований установлено, что предлагаемое удобрение-мелиорант на основе глауконита способствует повышению содержания обменного калия и подвижного фосфора в почве, а также способствует снижению ее кислотности. При этом доказано повышение урожайности сельскохозяйственных культур, которая на примере озимой пшеницы увеличивается на 6,5 ц/га на фоне применения предлагаемого нами удобрения-мелиоранта.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Удобрение-мелиорант для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и снижения кислотности почвы с содержанием глауконитового песчаника с количеством различных оксидов - 78,58%; калия - 9,8%; фосфора - 6,8% и прочих примесей - 4,82%. Изобретение позволяет снизить активную обменную кислотность почвы, а также повысить урожайность сельскохозяйственных культур. 3 табл.

Удобрение-мелиорант для повышения урожайности сельскохозяйственных культур и снижения кислотности почвы, отличающееся содержанием глауконитового песчаника с количеством различных оксидов - 78,58%; калия - 9,8%; фосфора - 6,8% и прочих примесей - 4,82%.