Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при получении ростовых веществ природного происхождения и при выращивании различных сельскохозяйственных культур.
Известен способ получения гумата натрия [RU 2191798 C1, 2002], заключающийся в том, что исходный материал (торф) с естественной влажностью просеивают до размера частиц не более 3 мм. Фасуют его вместе с реагентом NaOH в пакеты из нетканого гигроскопичного материала, причем NaOH помещают в отдельный пакет также из нетканого гигроскопического материала. Пакеты с торфом и реагентом NaOH плотно укупоривают. Для получения маточного раствора пакет с торфом и NaOH помещают в емкость, заливают водой, нагретой до 60-65°C, в соотношении исходный материал/жидкость 1:20-1:25. Надавливают на пакет до намокания. Емкость плотно закрывают и настаивают в течение 5 ч. Затем тщательно перемешивают жидкость в емкости. Пакет отжимают и вынимают из емкости. Объем пакета для реагента NaOH выбирают в два раза больше объема этого реагента. Объем пакета для торфа в 3-3,5 раза больше объема торфа. На 1 кг исходного материала используют 100-120 г NaOH.
К недостаткам способа получения следует отнести:
2) высокий гидромодуль в торфощелочной суспензии 1:(20-25), что позволяет получить жидкий целевой продукт.
3) низкая температура процесса (60-65°C), что обедняет химический состав целевого продукта - маточного раствора гумата натрия, снижает его стерильность и срок хранения.
4) невысокая биологическая активность из-за отсутствия необходимого растениям для роста и развития азота.
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения стимулятора роста растений (гуминового удобрения из торфа Гумостим) [RU 2213452 С2, 2003], взятый за прототип. Способ включает обработку торфа водным раствором аммиака и перекиси водорода при нагревании, отделение жидкой фазы и ее сушку. Перед обработкой торфа водным раствором аммиака и перекиси водорода в него добавляют воду до достижения гидромодуля 9,5:1. В полученную суспензию добавляют 20-50% концентрированного водного аммиака и 20-30% концентрированного раствора перекиси водорода на абсолютно сухую массу торфа.
Основным недостатком прототипа-стимулятора роста растений является то, что он содержит большое количество водного аммиака, что обеспечивает высокую реакцию среды (pH 8-9), неблагоприятную для прорастания семян, невысокую биологическую активность из-за высокого содержания азота, особенно при применении его для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных культур.
Техническая задача - разработать способ получения стимулятора роста растений из низинного торфа с высокой зольностью (40-60%) и низким содержанием гуминовых кислот (на уровне 14-19%).
Задача решается тем, что способ получения стимулятора роста растений из низинного торфа заключается в щелочном гидролизе низинного торфа водным раствором аммиака в присутствии перекиси водорода при нагревании и с последующим отделением жидкой фазы.
Новизной является то, что низинный торф с зольностью 40-60% и содержанием гуминовых кислот 14-19% смешивают с водой в соотношении 1:(6-8), а затем смешивают с водным аммиаком в дозе 15-19% и перекисью водорода в дозе 15-19% на абсолютно сухое вещество торфа.
Кроме того, щелочной гидролиз проводят при нагревании до 110-140°C в течение 4-4,5 часов.
При этом жидкую фазу сушат всеми известными способами сушки жидких препаратов, например лиофильной сушкой, или концентрируют в вакууме до получения сухого остатка, или выпаривают на водяной бане.
Выбранный за основу способ получения стимулятора роста растений - прототип - наряду с указанными выше недостатками обладает определенными достоинствами: повышенным содержанием гуминовых кислот, валового азота, необходимого растениям, и имеет благоприятную реакцию среды для роста и развития растений.
Следует отметить, что для получения заявляемого стимулятора роста растений целесообразно применять низинный торф с содержанием 40-60% золы и 14-19% гуминовых кислот.
Количественные соотношения входящих в состав заявляемого стимулятора роста растений ингредиентов обоснованы тем, что при выходе за границы заявленного интервала не обеспечивается повышения выхода целевого продукта и его биологической активности.
Выбор низинного торфа с высокой зольностью и низким содержанием гуминовых кислот для получения стимулятора роста растений обусловлен тем, что на торфяных месторождениях некоторых областей, например Пензенской области, отсутствуют торфы с нормальной зольностью и высоким содержанием гуминовых кислот.
Другим достоинством заявляемого способа получения стимулятора роста растений является то, что он получен обработкой низинного торфа водным раствором аммиака, что обеспечивает присутствие в нем азота без дополнительного внесения азотсодержащих удобрений, необходимого для интенсивного роста и развития растений и повышения биологической активности.
Достоинством заявляемого стимулятора роста растений является то, что он получен обработкой низинного торфа водным раствором аммиака в присутствии перекиси водорода, что обеспечивает окисление промежуточных продуктов разложения органического вещества торфа до органических кислот, что подтверждается повышением содержания карбоксильных групп в 5,3 раза (4,8 мг-экв./г) по сравнению с гуматом натрия (0,9 мг-экв./г, полученным из того же торфа, но без применения перекиси водорода.
Выбранное соотношение смешивания низинного торфа с водой 1:(6-8) обеспечивает максимальный выход гуминовых кислот из торфа с высокой зольностью и низким содержанием гуминовых кислот.
Более низкая доза аммиака и перекиси водорода позволяет получить гуминовый препарат с благоприятной реакцией среды для роста и развития растений, прежде всего, при обработке семян и низкой себестоимостью.
Гуминовый препарат из торфа «Гумостим», разрешенный к продаже, содержит в своем составе 1% гуминовых кислот, поэтому конечным продуктом способа является именно получение препарата с данной концентрацией. Для получения такого препарата из маточного раствора, содержащего 1,43% гуминовых кислот, полученного из низинного торфа с содержанием 40-60% золы и 14-19% гуминовых кислот, маточный раствор разбавляется дистиллированной водой в 1,43 раза.
Ниже приведены примеры получения из низинного торфа с зольностью 40-60% и с содержанием гуминовых кислот 14-19% маточных растворов нового гуминового препарата, содержащих максимально возможное содержание гуминовых кислот для данного торфа.
В низинный торф перед обработкой водным раствором аммиака и перекиси водорода добавляют воду в соотношении 1:(6-8). Это дает лучшую смачиваемость торфа. Дозы водного аммиака и раствора перекиси водорода с концентрациями соответственно 15-19% обеспечивают максимальный выход гуминовых кислот из торфа.
Максимальный выход гуминовых кислот из торфа и стерильность конечного продукта также обеспечиваются нагреванием торфощелочной суспензии в диапазоне температур от 110°C до 140°C. Повышать температуру экономически нецелесообразно, а проведение процесса при температуре ниже 110°C приводит к снижению выхода гуминовых кислот.
Заявляемый способ получения стимулятора роста растений из низинного торфа с содержанием 40-60% золы и 14-19% гуминовых кислот описан в примерах 1-7.
Получение гуминовых препаратов проведено на лабораторном экстракторе, в котором объем торфощелочной суспензии составляет 5 л, и на опытном экстракторе, в котором объем торфощелочной суспензии составляет 30 л.
Пример 1. Способ получения стимулятора роста растений из низинного торфа, описанный в прототипе. Отличительная особенность заключалась в том, что использован низинный торф с содержанием золы 50,1%, гуминовых кислот 14,7%. Низинный торф, измельченный на универсальной мельнице, вносился в лабораторный экстрактор в дозе 500 г в пересчете на абсолютно сухое вещество (а.с.в.) или 1013 г сырого торфа с влажностью 50,6%, заливался водой объемом 4240 мл. Соотношение смешивания низинного торфа с водой 1:10. Полученная водная суспензия торфа тщательно перемешивалась до полного смачивания торфа водой. Крышка экстрактора закрывалась, включалась мешалка. В экстрактор сначала заливалось при постоянном перемешивании 125 мл 25%-ного раствора водного аммиака, затем 125 мл 38%-ной перекиси водорода. Доза водного аммиака и перекиси водорода в торфощелочной суспензии составила 25% на а.с.в. торфа. Концентрация аммиака в торфощелочной суспензии составила 0,62%, перекиси водорода 0,95%. Процесс экстракции гуминовых кислот из торфа аммиаком осуществлялся при постоянном перемешивании суспензии мешалкой при 110-140°C в течение 4-4,5 часов под давлением 2-4 атм. Получено 4400 мл жидкой фазы (готового целевого продукта) с содержанием гуминовых кислот 1,16%. Выход гуминовых кислот из торфа составил 69,4% в пересчете на объем 4400 мл или 78,9% в пересчете на общий объем жидкой фракции 5000 мл, степень извлечения жидкой фракции от объема торфощелочной суспензии (4400/5000) составила 88%.
Объем гуминового препарата в пересчете на содержание в нем 1% гуминовых кислот составил 5100 мл. В нем содержалось явное избыточное количество водного аммиака: реакция среды была высока (pH 10), и ощущалось выделение аммиака в воздух из-за низкого содержания гуминовых кислот, которые связывают аммонийный (аммиачный) азот.
Для снижения реакции среды (pH) в целевом продукте в примерах 2-7 доза водного аммиака и перекиси водорода снижена до 15-19% на а.с.в. торфа, для повышения выхода целевого продукта соотношение смешивания низинного торфа с водой 1:(6-8).
Пример 2. Получение гуминового препарата осуществлялось по методике примера
1. Отличия заключались в том, что использован низинный торф с содержанием золы 50%, гуминовых кислот 14,7%. Доза водного аммиака и перекиси водорода снижена до 15% на а.с.в. торфа, соотношение смешивания низинного торфа с водой 1:6, навеска торфа увеличена в 1,5 раза (1500 г торфа с влажностью 50,6%, в том числе 740,55 г а.с.в. торфа). Концентрация аммиака в торфощелочной суспензии составила 0,55%, перекиси водорода 0,84%. Получено 4400 мл жидкой фракции с содержанием 1,43% гуминовых кислот.
Выход гуминовых кислот из общего содержания гуминовых кислот в торфе составил 57,8% в пересчете на объем 4400 мл или 65,7% в пересчете на общий объем жидкой фракции 5000 мл, степень извлечения жидкой фракции от объема торфощелочной суспензии (4400/5000) составила 88%.
Объем гуминового препарата в пересчете на содержание в нем 1% гуминовых кислот составил 6290 мл. Реакция среды была оптимальной (pH 7,5). Запах аммиака практически не ощущался.
Пример 3. Получение гуминового препарата осуществлялось по методике примера
2. Отличия заключались в том, что использован низинный торф с зольностью 40%, содержанием гуминовых кислот 14,7%. Доза водного аммиака и перекиси водорода составила 15%, соотношение смешивания низинного торфа с водой 1:6. Получено 4300 мл жидкой фракции с содержанием 1,40% гуминовых кислот.
Выход гуминовых кислот из общего содержания гуминовых кислот в торфе составил 55,3% в пересчете на объем 4400 мл или 64,3% в пересчете на общий объем жидкой фракции 5000 мл, степень извлечения жидкой фракции от объема торфощелочной суспензии (4400/5000) составила 88%.
Объем гуминового препарата в пересчете на содержание в нем 1% гуминовых кислот составил 6160 мл. Реакция среды была оптимальной (pH 7,5). Запах аммиака практически не ощущался.
Пример 4. Получение гуминового препарата осуществлялось по методике примера 2. Отличия заключались в том, что использован низинный торф с содержанием 60% золы, 14,7% гуминовых кислот. Доза водного аммиака и перекиси водорода составила 15% на а.с.в. торфа, соотношение смешивания низинного торфа с водой 1:6. Получено 4350 мл жидкой фракции с содержанием 1,39% гуминовых кислот.
Выход гуминовых кислот из общего содержания гуминовых кислот в торфе составил 55,5% в пересчете на объем 4400 мл или 63,8% в пересчете на общий объем жидкой фракции 5000 мл, степень извлечения жидкой фракции от объема торфощелочной суспензии (4400/5000) составила 88%.
Объем гуминового препарата в пересчете на содержание в нем 1% гуминовых кислот составил 6050 мл. Реакция среды была оптимальной (pH 7,5). Запах аммиака практически не ощущался.
Пример 5. Получение гуминового препарата проведено по примеру 2. Отличия заключались в том, что процесс протекал в опытном экстракторе, общий объем которого составлял 63 л, использован низинный торф с зольностью 50%, содержанием 14,7% гуминовых кислот. Навеска торфа составила 7,085 кг с влажностью 50,6%, в том числе 3,75 кг а.с.в. торфа. Доза водного аммиака и перекиси водорода составила 15%, соотношение смешивания низинного торфа с водой 1:8. Общий объем жидкой фазы в торфощелочной суспензии 30 л. Получено 20 л жидкой фракции с содержанием 1,43% гуминовых кислот.
Выход гуминовых кислот из общего содержания гуминовых кислот в торфе составил 51,9% в пересчете на объем 20 л или 77,3% в пересчете на общий объем жидкой фракции 30 л, степень извлечения жидкой фракции от объема торфощелочной суспензии (20/30) составила 66,7%.
Объем гуминового препарата в пересчете на содержание в нем 1% гуминовых кислот составил 28,6 л. Реакция среды была оптимальной (pH 7,5). Запах аммиака практически не ощущался.
Пример 6. Способ извлечения гуминовых кислот из низинного торфа аналогичен примеру 5. Отличия заключались в том, что использован низинный торф с зольностью 50%, с содержанием гуминовых кислот 14,7%. Доза водного аммиака и перекиси водорода составила 19%, соотношение смешивания низинного торфа с водой 1:8. Концентрация аммиака в торфощелочной суспензии достигала 0,58%, перекиси водорода 0,89%. Получено 19 л жидкой фракции с содержанием 1,40% гуминовых кислот.
Выход гуминовых кислот из общего содержания гуминовых кислот из торфа составил 47,9% в пересчете на объем 19 л или 75,7% в пересчете на общий объем жидкой фракции 30 л, степень извлечения жидкой фракции от объема торфощелочной суспензии (21/30) составила 70%.
Объем гуминового препарата в пересчете на содержание в нем 1% гуминовых кислот составил 26,6 л. Реакция среды была оптимальной (pH 7,9). Запах аммиака практически не ощущался.
Пример 7. Способ извлечения гуминовых кислот из низинного торфа аналогичен примеру 5. Отличия заключались в том, что использован низинный торф с зольностью 50%, содержанием гуминовых кислот 19%. Доза водного аммиака и перекиси водорода составила 19%, соотношение смешивания низинного торфа с водой 1:8. Концентрация аммиака в торфощелочной суспензии достигала 0,58%, перекиси водорода 0,89%. Получено 21 л жидкой фракции с содержанием 1,86% гуминовых кислот.
Выход гуминовых кислот из общего содержания гуминовых кислот в торфе составил 54,8% в пересчете на объем 21 л или 78,3% в пересчете на общий объем жидкой фракции 30 л, степень извлечения жидкой фракции от объема торфощелочной суспензии (21/30) составила 70%.
Объем гуминового препарата в пересчете на содержание в нем 1% гуминовых кислот составил 39,1 л. Реакция среды была оптимальной (pH 7,9). Запах аммиака практически не ощущался.
По результатам исследований максимальное содержание гуминовых кислот в готовом целевом продукте получено при следующих параметрах процесса щелочного гидролиза низинного торфа: температура процесса 110-140°C, длительность процесса 4-4,5 часа, доза водного аммиака и перекиси водорода 15-19% от а.с.в. торфа, соотношение смешивания низинного торфа с водой 1:(6-8). При таких параметрах щелочного гидролиза торфа объем маточного раствора гуминового препарата повысился на 25-40%.
В таблице 1 приведен химический состав гуминового препарата из низинного торфа Пензенской области с зольностью 50% и содержанием гуминовых кислот 14,7% при следующих технологических параметрах: соотношение смешивания низинного торфа с водой 1:8, доза водного аммиака и перекиси водорода 15%. Для сравнения приведен химический состав гуминового препарата Гумостим по прототипу. Анализ результатов определения химического состава гуминового препарата из низинного торфа Пензенской области показал, что препарат содержит в меньшей степени макро-, микроэлементов, клетчатки, жира, протеина, но обогащен в большей степени аминокислотами, витаминами, железом, золой по сравнению с Гумостимом из низинного торфа Томской области
Оценка биологической активности Гумостима проведена известными методами биотестирования: 1) по влиянию препарата на посевные свойства семян пшеницы, пророщенных в чашках Петри на фильтровальной бумаге по ГОСТ 12038-84, 2) на начальный рост и развитие проростков пшеницы, выращенных в пробирках на растворах, содержащих препарат. Интервал исследуемых концентраций препарата колебался в пределах 0,001-0,0001% гуминовых кислот.
Стимулирующую активность заявляемого стимулятора роста растений при применении его для предпосевной обработки испытывали на семенах пшеницы сорта «Новосибирская-15» по ГОСТ 12038-84 [ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. - М.: Изд-во стандартов, 1984. - 28 с.]. Семена пшеницы смачивали полученным стимулятором роста растений, проращивали между листами влажной фильтровальной бумаги в чашках Петри в течение 7 суток. Через 7 суток определяли всхожесть семян. Результаты определений представлены в таблице 2.
Применение гуминового препарата, полученного из низинного торфа, содержащего 50,1% золы и 14,7% гуминовых кислот, для предпосевной обработки семян пшеницы повысило всхожесть семян на 4,8 и 7,2%, число семян с высокой силой роста на 5,5% и 2,7% при концентрациях 0,001% и 0,0001% ГК. Достоверное повышение всхожести семян и числа семян пшеницы с высокой силой роста относительно контрольного варианта обеспечил препарат в концентрациях 0,001% гуминовых кислот.
Применен препарат, полученный с использованием 15% водного аммиака и перекиси водорода, содержащий 1,43% гуминовых кислот.
Исследование влияния растворов гуминового препарата на начальный рост и развитие проростков пшеницы при выращивании их на растворах, содержащих препарат в концентрациях 0,001-0,0001% гуминовых кислот. Результаты этого опыта свидетельствуют о концентрации препарата, эффективной при поливе им почвы или опрыскивании вегетирующих растений.
Закладка опыта осуществлялась следующим образом. Семена пшеницы проращивали в течение 4-5 дней. Проросшие семена с примерно одинаковой длиной корня и проростков высаживали в пробирки с растворами гуминовых препаратов с концентрацией 0,001-0,0001%. Выращивали проростки в течение 5-7 суток при постоянном освещении от 4-х ламп ЛД-40. Затем проростки раскладывали на бумагу для сушки до воздушно-сухого состояния, отделяли корни и проростки от зерна, высушивали в термостате при температуре 95-105°C в течение 3 часов, взвешивали на весах с точностью 0,0005 г. В таблице 3 приведены полученные данные опыта.
Данные таблицы 3 показали, что выращивание проростков пшеницы на растворах гуминового препарата, полученного по примеру 2, практически не оказало положительного действия на нарастание массы корней проростков, но существенно увеличило вегетативную массу проростков пшеницы: на 14-32% к контрольному варианту. Вероятно, в препарате достаточно элементов питания для существенного начального роста и развития пшеницы при небольшой массе корневой системы. Достоверное повышение вегетативной массы пшеницы получено при применении гуминового препарата в концентрации 0,001-0,0001% ГК.
Применен препарат, полученный с использованием 15% водного аммиака и перекиси водорода, содержащий 1,43% гуминовых кислот.
По результатам опыта (табл.3) можно сделать вывод, что препарат перспективен для полива почвы и опрыскивания вегетирующих растений в концентрации 0,001-0,0001% по гуминовым кислотам.
По результатам исследований показано, что новый гуминовый препарат, полученный из низинного торфа с зольностью 50,1% и содержанием гуминовых кислот 14,7%, может применяться для предпосевной обработки семян, опрыскивания вегетирующих посевов и полива почвы, тепличного субстрата в концентрации 0,001-0,0001 по гуминовым кислотам.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СТИМУЛЯТОР РОСТА ПШЕНИЦЫ | 2006 |
|
RU2321253C1 |
СТИМУЛЯТОР РОСТА ПШЕНИЦЫ | 2008 |
|
RU2352115C1 |
СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ НАРУШЕННЫХ ПРИ ДОБЫЧЕ УГЛЯ ЗЕМЕЛЬ | 2008 |
|
RU2365077C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИМУЛЯТОРА РОСТА РАСТЕНИЙ | 2020 |
|
RU2748166C1 |
ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОЕ УДОБРЕНИЕ | 2005 |
|
RU2282607C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИМУЛЯТОРА РОСТА РАСТЕНИЙ | 2001 |
|
RU2213452C2 |
СТИМУЛЯТОР РОСТА РАСТЕНИЙ, ОБОГАЩЕННЫЙ КАЛЬЦИЕМ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И СПОСОБ ОБРАБОТКИ СЕМЯН | 2012 |
|
RU2514659C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИМУЛЯТОРА РОСТА РАСТЕНИЙ | 2016 |
|
RU2643723C1 |
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ ОВСА | 2011 |
|
RU2471329C2 |
СТИМУЛЯТОР РОСТА ПШЕНИЦЫ | 2013 |
|
RU2542128C1 |
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения стимулятора роста растений из низинного торфа заключается в щелочном гидролизе низинного торфа водным раствором аммиака в присутствии перекиси водорода при нагревании и с последующим отделением жидкой фазы, причем низинный торф с зольностью 40-60% и содержанием гуминовых кислот 14-19% смешивают с водой в соотношении 1:(6-8), а затем смешивают с водным аммиаком в дозе 15-19% и перекисью водорода в дозе 15-19% на абсолютно сухое вещество торфа. Изобретение позволяет получить стимулятор роста растений из низинного торфа с высокой зольностью и низким содержанием гуминовых кислот. 2 з.п. ф-лы, 3 табл., 7 пр.
1. Способ получения стимулятора роста растений из низинного торфа, заключающийся в щелочном гидролизе низинного торфа водным раствором аммиака в присутствии перекиси водорода при нагревании и с последующим отделением жидкой фазы, отличающийся тем, что низинный торф с зольностью 40-60% и содержанием гуминовых кислот 14-19% смешивают с водой в соотношении 1:(6-8), а затем смешивают с водным аммиаком в дозе 15-19% и перекисью водорода в дозе 15-19% на абсолютно сухое вещество торфа.
2. Способ получения стимулятора по п.1, отличающийся тем, что щелочной гидролиз проводят при нагревании до 110-140°C в течение 4-4,5 часов.
3. Способ получения стимулятора по п.1, отличающийся тем, что жидкую фазу сушат всеми известными способами сушки жидких препаратов, например лиофильной сушкой, или концентрируют в вакууме до получения сухого остатка, или выпаривают на водяной бане.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИМУЛЯТОРА РОСТА РАСТЕНИЙ | 2001 |
|
RU2213452C2 |
Способ получения органо-минерального удобрения | 1983 |
|
SU1167174A1 |
US 6287496 B1, 11.09.2001 |
Авторы
Даты
2014-10-10—Публикация
2013-05-21—Подача