Изобретение относится к производству минеральных удобрений, в частности комплексных минеральных удобрений для льна (азотно-фосфорно-калийных удобрений с микроэлементами).
Актуальность проблемы заключается в том, что урожайность льна (как льна-долгунца, так и масличного льна) зависит от плодородия почв, содержания доступных форм элементов питания, что объясняется относительно неглубоким расположением корней в пахотном слое, плохой способностью усваивать труднодоступные соединения из почвы, а также сравнительно небольшим временем, в течение которого растения поглощают основную массу питательных веществ. На урожайность льна оказывает влияние не только содержание основных компонентов, но и необходимых микродобавок. Так, в льносеющей зоне РФ в применении таких удобрений нуждается от 60 до 90% пашни. Ситуация с обеспеченностью почв микроэлементами усугубляется в последнее десятилетие из-за малого объема применения основных источников пополнения почвенных их запасов - органических удобрений.
Известны удобрения, которые могут быть использованы под лен, содержащие в качестве микродобавки бор. По авторскому свидетельству СССР №893982, кл. C05D 9/02, опубл. 1981 г., получают борсодержащие удобрения на основе простого или двойного суперфосфатов и нитрофоски.
Известно сложное гранулированное удобрение пролонгированного действия с микроэлементами и способ его получения. Заявленное удобрение производится на основе сухой смеси фосфоритной муки, карбамида и хлорида калия. Удобрение содержит 6,0-18,0% азота, 8,0-14,0% фосфора, 6,5-12,0% калия, а также кобальт, медь, никель, цинк, хром. Однако большой набор микроэлементов ограничивает применение данного удобрения из-за высокого содержания их в почве (свыше ПДК) (Патент РФ №2193546, кл. C05B 17/00, опубл. 24.11.2000 г.).
Известно комплексное гранулированное удобрение, которое может выпускаться также в виде суспензии, описанное в международной заявке WO 01/030724 A1, опубл. В 2001 г., кл. C05G 3/00 и включающее азот, фосфор, калий и широкий спектр микроэлементов (железо, марганец, цинк, бор и молибден), совместное присутствие которых не всегда целесообразно и не дает повышения урожайности льна.
Известно комплексное удобрение для льна, описанное в патенте ЕАПО №007603, кл. C05G 1/06, C05G 3/00, опубл. в 2006 г., содержащее 5% азота, 16% фосфора и 35% калия, а также 0,17% бора, 0,3% цинка и 0,2% железа. Недостатками данного удобрения являются низкое содержание азота, а также широкое соотношение между азотом и фосфором (1:3,2), что ведет к неэффективному использованию фосфора на почвах с повышенным его содержанием, преобладающим в льносеющих хозяйствах Северной и Северозападной части Нечерноземной зоны.
Наиболее близким к описываемому является комплексное минеральное удобрение для льна-долгунца, защищенное патентом РФ №2469012, кл. C05D 9/02, опубл. 10.12.2012 г. Данное удобрение включает азотсодержащую, фосфорную и калийную составляющую, а также микродобавки - бор или бор и цинк, а также серу в количестве 1,5%. Соотношение N:P:K в данном удобрении равно 1:2,4:5,3, а бора и цинка в соответствии с составами: 7% N, 17% P2O5, 37% K2O, 0,2% B и 7% N; 17% P2O5, 37% K2O, 0,2% B и 0,4% Zn.
Однако данное удобрение из-за несбалансированного соотношения компонентов не позволяет достичь достаточно высокого прироста урожайности льна-долгунца, а при применении его для льна масличного прироста урожайности нет, поэтому оно и применялось только для льна-долгунца. Большое значение для получения сбалансированного удобрения имеет и способ его производства.
Известны различные способы получения фосфорных удобрений, содержащих микродобавки.
В авторском свидетельстве №1281557, кл. C05D 9/02, опубл. 07.01.1987 г., описан способ получения удобрений, в котором в пульпу нитроаммофоски вводят боратовую руду фракции 1,5 мм. Степень вымывания бора за 8,5 часов составляет 40,5%. При применении других борсодержащих компонентов вымывание бора увеличивается до 90%.
Однако большинство способов получения комплексных азотно-фосфорно-калийных удобрений с микродобавками, такими как бор, цинк, железо и другие, получают тукосмешением.
Так, например, в патенте ЕАПО №007603 в примерах указано, что в готовое комплексное азотно-фосфорно-калийное удобрение вводят необходимые добавки - бор, цинк, железо, серу и другие. Подобным способом получено и комплексное удобрение по патенту №2469012, взятому нами за прототип. В патенте не указан способ его получения, однако, как указано в описании, соотношение определено расчетным путем, что указывает на то, что удобрение получено тукосмешением.
Недостатком всех известных решений является недостаточная эффективность удобрения.
Задачей изобретения была разработка нового комплексного удобрения и способа его получения, позволяющего повысить урожайность как льна-долгунца, так и льна масличного.
Поставленная задача решается тем, что разработанное комплексное минеральное удобрение, включающее азотсодержащую, фосфорную и калийную составляющие, а также микродобавки, имеет соотношение N:P:K, равное 1:(1,25-1,5):(2-2,5), а в качестве микродобавок используют бор и цинк или бор и магний в соответствии с составами: для льна-долгунца N - 12-15%, Р2O5 - 15-20%, K - 25-30%, В - 0,2% и Zn - 0,4%; для масличного льна: N - 12-15%, Р2O5 - 15-20%, K - 25-30%, В - 0,2% и MgO - 3-7%.
Способ получения предложенного удобрения, включающего смешение фосфорной, азотсодержащей и калийной составляющих, введение микродобавок, гранулирование смеси и сушку готового продукта, характеризуется тем, что он может быть проведен по нескольким вариантам. В качестве азотосодержащей составляющей может быть взят аммиак или аммиак и нитрат аммония, или аммиак и карбамид. Фосфорную кислоту нейтрализуют аммиаком с получением фосфатной пульпы, а микродобавки вводят либо в фосфорную кислоту, либо в фосфатную пульпу. При использовании аммиака в качестве азотсодержащей составляющей на нейтрализацию подают смесь фосфорной и серной кислот, взятых в соотношении 1:1,2 и нейтрализацию ведут до мольного отношения NH3 к Н3РО4 (м.о.), равного 1,7-1,73.
При использовании в качестве азотсодержащей составляющей аммиака и нитрата аммония, фосфорную кислоту нейтрализуют аммиаком до м.о., равного 1,0-1,13, а нитрат аммония вводят на стадию гранулирования вместе с ретуром и хлористым калием.
При использовании в качестве азотсодержащей составляющей аммиака и карбамида, последний вводят на стадии гранулирования в сухом виде, либо в виде плава в количестве, обеспечивающем содержание в готовом продукте 70% азота в амидной форме.
В качестве микродобавки используют борсодержащую добавку, в качестве которой берут либо борную кислоту, либо борсолевые концентраты и вводят их или в кислоту, или в фосфатную пульпу при рН=1,8-2,2.
В качестве микродобавки используют цинкосодержащую добавку, в качестве которой берут цинковый купорос, а также цинковые отходы, содержащие цинк в виде оксида и растворяют ее либо в фосфорной кислоте, концентрацией 35-40% при температуре 40-50°С, либо вводят в фосфатную пульпу.
В качестве микродобавки используют магнийсодержащую добавку, в качестве которой берут либо магнезитовый порошок, либо брусит.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Оптимальное соотношение элементов питания в предлагаемом удобрении для льна было установлено по методу компенсации их выноса урожаем с учетом современного агрохимического состояния почвы и необходимости обеспечения высокой окупаемости.
В соответствии с этим было установлено наиболее целесообразное соотношение N:P:K, равное 1:(1,25-1,5):(2-2,5), на основании чего были разработаны составы для комплексного удобрения для льна, в которых содержание N - 12-15%, Р2О5 - 15-20%, K - 25-30%.
Количественное содержание в удобрении этих элементов объясняется следующим.
Для льна вреден как дефицит, так и избыток азота. До фазы елочки лен растет медленно и нежелательно с начала вегетации создавать ему обильное азотное питание во избежание чрезмерного разрастания листового аппарата, снижения устойчивости к полеганию и ухудшения качества волокна. Однако в условиях низкой удобренности предшественника льна и на полях с пониженным рельефом при холодной дождливой весне наблюдается слабое развитие растений льна с момента прорастания (тонкие стебли, мелкие бледно-зеленые листья, прижатые к стеблю). Если такой лен не подкормить азотом, к уборке он будет иметь высоту растений не более 40-50 см, исходя из этого и учитывая конкретные условия, содержание азота в удобрениях составляет 12-15%.
Потребность в фосфорном питании у льна резко выражена с первых дней его жизни, и поступление фосфора в растения льна играет важную роль в течение всей вегетации. Фосфор ускоряет рост и развитие льна, сокращает его вегетационный период, повышает урожайность семян. Количество фосфора в удобрении зависит от сорта льна. Так, для льна-долгунца оно выше, чем для льна масличного. Учитывая вышесказанное, было установлено оптимальное содержание фосфора в удобрении - 15-20%.
Калий, как и фосфор, необходим для льна с первых дней его роста, но больше всего, в период от бутонизации до цветения и при образовании семян. Высокая концентрация калия при посеве в засушливых условиях приводит к изреживанию стеблестоя. Поэтому калийсодержащее удобрение должно обладать пролонгированным свойством на протяжении всей вегетации и не создавать излишней концентрации. Проведенные агрохимические испытания образцов показали, что содержание калия в рецептурах целесообразно поддерживать на уровне 25-30%.
Лен, как любое двудольное растение, очень требователен к наличию в почве доступного бора. Он поступает в растения льна на протяжении всей вегетации. Хорошо выраженный максимум среднесуточного поступления бора в растения льна наблюдается в период от начала быстрого роста до бутонизации. При дефиците бора лен поражается бактериозом, визуальные признаки которого обнаруживаются в разные периоды вегетации: от всходов до цветения льна. Следовательно, бор должен быть в почве до начала прорастания льна и доза его не должна превышать указанного в рецептурах количества.
Визуальные признаки цинковой недостаточности у льна начинают проявляться в фазу «елочка». Отмирание точки роста у льна при цинковой недостаточности в самом начале перехода к быстрому росту обуславливается исключительно важным значением этого микроэлемента в образовании триптофана - предшественника индолилуксусной кислоты (природного регулятора роста).
Лен относится к культурам, требовательным к достаточной обеспеченности почвы магнием. Недостаток магния в минеральном питании ограничивает не только возможность получения высокого урожая, но снижает качество получаемой продукции, не обеспечивает эффективное использование других средств химизации, в том числе NPK-удобрений. Применение магния защищает всходы льна от антракноза, повышает засухоустойчивость растений, способствует увеличению выхода и урожайности волокна и семян.
Выбранные условия проведения вариантов способа объясняются следующим.
В случае, когда в качестве азотсодержащего компонента используется аммиак, то на нейтрализацию подают смесь фосфорной и серной кислоты при их соотношении 1:1,2, а нейтрализацию ведут до м.о. 1,7:1,73. И выбранное соотношение кислот и м.о. обусловлены тем, что необходимо получить определенное количество сульфата аммония в пульпе с целью увеличения в готовом продукте аммонийной формы азота, т.к. аммонийные формы азота усиливают восстановительные процессы в растениях. В результате этого улучшается структура волокнистых пучков и элементарных волокон, повышается выход и качество волокна.
Но высококачественное волокно формируется в том случае, когда обеспечивается равномерное поступление азота в растения льна. Поэтому целесообразно иметь азот в различной форме, чтобы обеспечить его равномерное поступление на разных фазах развития растения. Для различных видов почв целесообразно часть азота вводить и в виде нитрата аммония, который добавляют в кислую фосфатную пульпу на стадию гранулирования. Такую пульпу получают нейтрализацией фосфорной кислоты аммиаком до м.о. 1,0-1,13. В зависимости от состояния почвы целесообразно большую часть азота вводить в виде карбамида, т.к. в этом случае углеводный обмен в большей мере, чем при внесении нитрата аммония направлен в сторону образования более сложных сахаров, что благоприятно влияет на формирование волокнистых веществ в стеблях льна.
Условия введения микродобавок - бора, цинка и магния в рецептуры удобрений обусловлены необходимостью получить их в водной и усвояемой форме.
Установлено, что введение борной кислоты в количествах, обусловленных рецептурой, не оказывает заметного влияния на реологические свойства фосфатной пульпы. Борная кислота может растворяться в растворе ЭФК при перемешивании в течение 20-30 минут. При этом происходит ее физическое растворение в фосфорной кислоте (для рабочих концентраций). Как показали рентгенофазовые исследования, бор в готовом продукте содержится в виде борной кислоты.
Доказана возможность использования борсолевых концентратов, получаемых при обогащении боратовых руд Индерского месторождения или борнодатолитового концентрата путем введения их в кислоту или в фосфатную пульпу с рН 1,8-2,2.
В качестве цинкосодержащего сырья используется цинковый купорос. Кроме того, возможно использование также некоторых цинковых отходов, содержащих цинк в виде оксида.
Раствор цинка готовят растворением нужного количества цинкового сырья в фосфорной кислоте с концентрацией 35-40°С. В этих условиях происходит физическое растворение сульфата цинка.
1) H3PO4+ZnSO4+NH3→ZnSO4+NH4H2PO4
2) ZnSO4+NH4H2PO4→ZnNH4PO4+H2O
3) 3H3PO4+ZnSO4+2NH3→Zn(H2PO4)2+NH4H2PO4+NH4HSO4
Цинкосодержащее сырье можно вводить также и в фосфатную пульпу. При этом происходит равномерное распределение цинка в пульпе и в готовом продукте. Цинк в готовом продукте содержится в усвояемой форме.
Способ может быть осуществлен на технологическом оборудовании, используемом при получении сложно-смешанных удобрений с использованием аммонизатора-гранулятора и сушильного барабана. Образцы удобрения готовили по технологии применительно к этой схеме.
Осуществление способа получения комплексного удобрения заключается в стадии нейтрализации фосфорной кислоты или смеси фосфорной и серной кислот, взятых в определенных соотношениях, аммиаком до нужного мольного соотношения (1,0-1,1 иди 1,7-1,73) в зависимости от марки получаемого удобрения (или в зависимости от заданного соотношения разных форм азота в продукте). Полученную фосфатную пульпу из нейтрализатора подают на стадию гранулирования в аммонизатор-гранулятор, куда одновременно подают нитрат аммония или карбамид, в зависимости от получаемой марки удобрения, и хлорид калия. Микроэлементные добавки (бор, цинк и магний) вводят либо в фосфорную кислоту, либо в частично нейтрализованную фосфатную пульпу. Полученные в аммонизаторе-грануляторе гранулы удобрений высушивают в сушильном барабане. Основные показатели процесса приведены в нижеследующих таблицах (таблицы 1, 2, 3, 4).
Была изучена эффективность трех новых марок комплексного удобрения.
1. Марка 1:
N - 12%, P2O5 - 15%, K2O - 25%, B - 0,2%, Zn - 0,4% (в сумме 52,6 кг д.в.) Соотношение N:P:K - 1:1,3:2.
2. Марка 2:
N - 12%, P2O5 - 15%, K2O - 25%, B - 0,2%, MgO - 3% (в сумме 55,2 кг д.в.) Соотношение N:P:K - 1:1,3:2.
3. Марка 3:
N - 13%, P2O5 - 19%, K2O - 26%, В - 0,2%, MgO - 3% (в сумме 61,2 кг д.в.) Соотношение N:P:K - 1:1,5:2.
В качестве контроля использовали Азофоску: N - 16%, P2O5 - 16%, K2O - 16% (в сумме 48 кг д.в.). Соотношение N:P:K - 1:1:1.
Данные приведены в Таблицах 5, 6, 7, 8, 9, 10.
Анализ вышеприведенных материалов показывает, что технический результат, т.е. решение поставленной задачи, достигнут благодаря совокупности приведенных признаков изобретения.
Урожайность льна-долгунца в одинаковых условиях и на одинаковой почве выросла в несколько раз, прибавка урожая по льно-соломе составила 10,3 ц/Га (прототип - 2,4 ц/Га); для льна-волокна - 7,2 ц/Га (прототип - 1,3 ц/Га); для семян - 1,7-1,9 ц/Га (прототип - 0,7-0,8 ц/Га).
Что же касается льна масличного, то, как было указано, прибавка урожая при применении нового комплексного удобрения по соломе составило 7,0-9,1 ц/Га, по семенам - 2,4-5,2 ц/Га, в то время как при использовании удобрения-прототипа прибавки урожая практически нет.
Содержание волокна и его урожайности в зависимости от разных форм и способов внесения комплексных удобрений
вариан., %
Морфологические показатели сорта льна масличного ЛМ 98 в зависимости от марки и способа внесения удобрений
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
КОМПЛЕКСНОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ УДОБРЕНИЕ ДЛЯ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА | 2011 |
|
RU2469012C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ УДОБРЕНИЙ | 2009 |
|
RU2412140C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ УДОБРЕНИЙ | 2009 |
|
RU2404947C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО УДОБРЕНИЯ | 2013 |
|
RU2527794C1 |
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ ЛЬНА МАСЛИЧНОГО | 2023 |
|
RU2817721C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО УДОБРЕНИЯ | 2009 |
|
RU2411225C1 |
Способ повышения урожайности сельскохозяйственных культур, в частности льна-долгунца | 2020 |
|
RU2725904C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО УДОБРЕНИЯ | 2015 |
|
RU2607332C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ УДОБРЕНИЙ | 2009 |
|
RU2411226C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО УДОБРЕНИЯ С БОРОМ | 2017 |
|
RU2687839C1 |
Группа изобретений относится к сельскому хозяйству. Комплексное минеральное удобрение для льна включает азотсодержащую, фосфорную, калийную составляющие, а также микродобавки. Соотношение N:P:K в нем равно 1:(1,25-1,5):(2,0-2,5). В качестве микродобавок берут бор и цинк или бор и магний в соответствии с составами: для льна-долгунца - N - 12-15%; P2O5 - 15-20%; K - 25-30%; В - 0.2%; Zn - 0.4%; для масличного льна N - 12-15%; P2O5 - 15-20%; K - 25-30%; B - 0.2%; MgO - 3-7%. Способ получения комплексного минерального удобрения для льна включает смешение фосфорной, азотсодержащей и калийной составляющих, введение микродобавок, гранулирование смеси и сушку готового продукта. В качестве азотсодержащей составляющей берут аммиак, или аммиак и нитрат аммония, или аммиак и карбамид, фосфорную кислоту нейтрализуют аммиаком с получением фосфатной пульпы, а микродобавки вводят либо в фосфорную кислоту, либо в фосфатную пульпу. Группа изобретений позволяют повысить урожайность как льна-долгунца, так и льна масличного. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 табл.
1. Комплексное минеральное удобрение для льна, включающее азотсодержащую, фосфорную, калийную составляющие, а также микродобавки, отличающееся тем, что соотношение N:P:K в нем равно 1:(1,25-1,5):(2,0-2,5) в качестве микродобавок берут бор и цинк или бор и магний в соответствии с составами: для льна-долгунца - N - 12-15%; Р2О5 - 15-20%; K - 25-30%; В - 0.2%; Zn - 0.4%; для масличного льна N - 12-15%; Р2О5 - 15-20%; K - 25-30%; В - 0.2%; MgO - 3-7%.
2. Способ получения комплексного минерального удобрения для льна по п.1, включающий смешение фосфорной, азотсодержащей и калийной составляющих, введение микродобавок, гранулирование смеси и сушку готового продукта, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащей составляющей берут аммиак, или аммиак и нитрат аммония, или аммиак и карбамид, фосфорную кислоту нейтрализуют аммиаком с получением фосфатной пульпы, а микродобавки вводят либо в фосфорную кислоту, либо в фосфатную пульпу.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что при использовании в качестве азотсодержащей составляющей аммиака на нейтрализацию подают смесь фосфорной и серной кислот, взятых в соотношении 1:1,2 и нейтрализацию ведут до мольного отношения NH3 к H3PO4, равного 1,7-1,73.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что при использовании в качестве азотсодержащей составляющей аммиака и нитрата аммония, фосфорную кислоту нейтрализуют аммиаком до мольного отношения NH3 к H3PO4, равного 1,0-1,13, а нитрат аммония вводят на стадию гранулировании вместе с ретуром и хлористым калием.
5. Способ по п.2, отличающийся тем, что при использовании в качестве азотсодержащей составляющей аммиака и карбамида, последний вводят на стадию гранулирования в сухом виде, либо в виде плава в количестве, обеспечивающем содержание в готовом продукте 70% азота в амидной форме.
6. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве микродобавки используют борсодержащую добавку, в качестве которой берут либо борную кислоту, либо борсолевые концентраты и вводят их в кислоту или фосфатную пульпу при рН=1,8-2,2.
7. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве микродобавки используют цинксодержащую добавку, в качестве которой берут цинковый купорос, а также цинковые отходы, содержащие цинк в виде оксида.
8. Способ по п.2, отличающийся тем, что в качестве микродобавки используют магний содержащую, в качестве которой берут либо магнезитовый порошок, либо брусит.
КОМПЛЕКСНОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ УДОБРЕНИЕ ДЛЯ ЛЬНА-ДОЛГУНЦА | 2011 |
|
RU2469012C2 |
ОРГАНОМИНЕРАЛЬНАЯ УДОБРИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ | 1993 |
|
RU2057104C1 |
Парораспределительный впускной вращающийся кран | 1929 |
|
SU14250A1 |
US 6113665 A1, 05.09.2000 |
Авторы
Даты
2014-11-20—Публикация
2013-07-11—Подача