Гранулированное органо-минеральное удобрение (варианты) Российский патент 2022 года по МПК C05G1/00 C05F11/02 C05B13/02 C05C9/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к области производства гранулированных органо-минеральных удобрений на основе торфа, и применяется в органическом земледелии и органическом сельскохозяйственном производстве при выращивании экологически чистой сельскохозяйственной продукции.

Известно 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 интенсивном птицеводстве используется большое количество антибиотиков, остатки которых концентрируются в подстилке и курином помете. В подстилке до 5% может присутствовать перо и пух, период полного разложения которых в земле 130-140 лет. Такое удобрение нельзя использовать в органическом земледелии. (Авт. свидет. СССР N 1819413, кл. C 05 F 11/00, пр. 24.04.90 г.).

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.

Известно гранулированное органо-минеральное 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 вымывания питательных элементов из гранул.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является гранулированное удобрение на основе торфа (RU, патент № 2121489, С1, МПК, С10F 7/00, С05F 11/00), содержащее торф и минеральные удобрения, и дополнительно содержащее 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. Недостатком данного вида удобрения является то, что оно содержит основные питательные элементы (калий- К и фосфор -Р) не природного, а синтетического происхождения и при внесении в почву такого вида органо-минеральных удобрений, азот и калий образуют в почве легкорастворимые соединения, которые вымываются почвенными и дождевыми водами, а фосфор образует в почве водонерастворимые соединения и становится недоступным для растений.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка гранулированного органо-минерального удобрения, сочетающего в себе действие органических и минеральных веществ, но при этом исключающее вредные для почвы добавки, а являющееся безопасным для окружающей среды и здоровья человека, и применимого в органическом земледелии для выращивания на них сельскохозяйственной продукции по органическому стандарту ГОСТ 33980-2016.

Технический результат заключается в расширении ассортимента известных органо-минеральных удобрений за счет получения вариантов гранулированного органо-минерального удобрения, сбалансированного по составу, которое улучшает агрофизические свойства почв, повышает урожайность и качество выращиваемой сельскохозяйственной продукции, и применимо на любых видах почв в органическом земледелии.

Для решения поставленной задачи по первому варианту гранулированное органо-минеральное удобрение, содержащее торф, минеральный компонент, дополнительно содержит диатомит, гуминовый препарат, причем в качестве минерального компонента содержит фосфоритную муку, древесную золу, карбамид-аммиачную селитру при следующем соотношении компонентов удобрения, мас %:

торф – 37-57%

фосфоритная мука – 10-15%

древесная зола – 10-20%

карбамид-аммиачная селитра – 10-15%

диатомит – 10%

гуминовый препарат - 3%

Для решения поставленной задачи по второму варианту гранулированное органо-минеральное удобрение, содержащее торф, минеральный компонент, дополнительно содержит диатомит, гуминовый препарат, причем в качестве минерального компонента содержит фосфоритную муку при следующем соотношении компонентов, мас %:

торф – 47-57%

фосфоритная мука – 30-40%

диатомит – 10%

гуминовый препарат - 3%

Для решения поставленной задачи по третьему варианту гранулированное органо-минеральное удобрение, содержащее торф, минеральный компонент, дополнительно содержит диатомит, гуминовый препарат, причем в качестве минерального компонента содержит древесную золу при следующем соотношении компонентов, мас %:

торф – 47-57%

древесная зола – 30-40%

диатомит – 10%

гуминовый препарат - 3%

Для решения поставленной задачи по четвертому варианту гранулированное органо-минеральное удобрение, содержащее торф, минеральный компонент, дополнительно содержит диатомит, гуминовый препарат, причем в качестве минерального компонента содержит эффлюент от биогазовой установки, при следующем соотношении компонентов удобрения, мас %:

торф – 57-67%

эффлюент от биогазовой установки – 20-30%

диатомит – 10%

гуминовый препарат - 3%

В качестве гуминового препарата во всех вариантах гранулированное органо-минеральное удобрение содержит удобрение жидкое органическое «Георост Эко».

В качестве исходного сырья для производства гранулированного органо-минерального удобрения используют:

1) Торф низинный или переходный с влажностью от 75 до 85%, который является биологически чистым материалом, не содержащим болезнетворных микроорганизмов, семян сорных растений и безопасен при использовании в сельском хозяйстве. Высокая адсорбционная способность торфа, позволяет использовать его в качестве органической основы при получении органо-минеральных удобрений и ведет к закреплению макро- и микроэлементов удобрения в пределах органо-минеральной гранулы, предохраняя питательные вещества от вымывания и химической деградации. Период последействия таких удобрений удлиняется на 20-30% и соответственно возрастает коэффициент использования удобрений растениями. Кроме того, торф, обладая высокой бактерицидностью, не позволяет размножаться болезнетворным микроорганизмам в почве.

2) Минеральный компонент, в качестве которого используют фосфоритную муку, золу древесную, карбамид-аммиачную селитру, эффлюент от биогазовой установки.

Фосфоритная мука является природным источником фосфора, при смешивании фосфоритной муки с торфом, повышается растворимость фосфоритной муки и доступность фосфора для растений.

Зола древесная, полученная путем сжигания растительных остатков и торфа, является природным источником калия и микроэлементов, и создает благоприятные условия для развития микробиологических процессов и разложения торфа, предотвращая развитие гнилостных и грибковых заболеваний.

Внесение фосфоритной муки или древесной золы снижают кислотность торфа, переводя его в разряд биодоступных органических удобрений для большинства видов растений, также это позволяет использовать удобрение и на кислых почвах.

Карбамид-аммиачная селитра применяется для обогащения удобрения азотом.

Эффлюент – это концентрат анаэробных бактерий, который получают в результате анаэробной переработки отходов животноводства и растениеводства, например, подстилочного и бесподстилочного навоза крупного рогатого скота, свиней, лошадей, птичьего помета, а также компостных смесей на их основе с растительной биомассой, в биогазовой установке. Способствует оздоровлению микрофлоры почвы.

3) Диатомит (кизельгур) представляет собой беловато-кремовый порошок из мягкой осадочной породы, имеет высокую адсорбирующую способность, в сухом виде содержит 80–90% диоксида кремния (кремнезёма SiO2), не растворяется в воде. Диатомит обогащает удобрение микроэлементами (Zn, Cu, Mn, Mo, Co, B) и кремнием, является разрыхлителем почвы и предотвращает развитие патогенной и условно-патогенной микрофлоры Присутствие кремния в почве усиливает усвояемость фосфора, калия, магния, повышает прочность растительных тканей, формируя устойчивость растений к полеганию, делает растение более устойчивым к вредителям, оказывает стимулирующее влияние на рост, созревание и продуктивность многих культур, в первую очередь зерновых.

Благодаря высокой пористости и адсорбирующей способности диатомита повышается влагоудерживающая способность почвы и водоустойчивость питательных веществ гранул удобрения. Диатомит способствует снижению рН и гидролитической кислотности почвы.

4) Удобрение жидкое органическое «Георост Эко» - экологически чистое натуральное удобрение, обогащает предлагаемое гранулированное органо-минеральное удобрение свободными гуминовыми кислотами (гуминовой и фульвовой), которые стимулируют развитие почвенных азотфиксирующих бактерий, снижая перспективу внесения азотных подкормок под разные сельскохозяйственные культуры.

Жидкое органическое удобрение «Георост Эко» выпускается в соответствии с требованиями ТУ20.15.80-001-19380011-2020. Основные физико-химические показатели удобрения жидкого органического «Георост Эко» приведены в Таблице 1.

Таблица 1

Наименование показателя Массовая доля сухого остатка, % от 5 до 10 включительно Кислотность (р-Н) от 6,5 до 8,5 включительно Массовая доля питательных веществ,
в пересчете на сухое вещество,
%, не менее:
- органическое вещество;
- хвойный экстракт;
- общий азот (N2);
- общий фосфор в пересчете на P2O5;
- общий калий в пересчете на K2O;
- микроэлементы
(Mg, S, Fe, Cu,Zn,Mn, Cr,B ,Se,Si)
- гуминовых и фульвовых кислот 25,0
10,0
2,0
1,5
2,0
1,0
7,0 Метаболиты азотфиксирующих, фосфор- и калиймобилизирующих бактерий. Биологические ауксины инактивированных микробных штаммов Pseudomonas aureofaciens H16 Bacillus subtilis, КОЕ/мл , 10⁹

Гранулированное органо-минеральное удобрение получают следующим образом.

Сырой торф с исходной влажностью 75—85%, подают в загрузочный узел и при помощи шнекового питателя загружают в измельчитель. Измельченный до 500 мк торф конвейером подают в смеситель, где при постоянном перемешивании добавляют диатомит. Далее смешивают с минеральным компонентом в зависимости от варианта изготовления гранулированного органо-минерального удобрения. По первому варианту последовательно смешивают с карбамид-аммиачной селитрой, фосфоритной мукой, древесной золой, по второму варианту смешивают с фосфоритной мукой, по третьему варианту смешивают с древесной золой, по четвертому варианту смешивают с эффлюентом от биогазовой установки. Смесь компонентов тщательно перемешивают до образования вязкого теста с влажностью 35-37% и содержанием сухих веществ около 50 %. Полученную массу при помощи ленточного конвейера подают на измельчитель и далее направляют в загрузочный бункер трехступенчатого тарельчатого гранулятора, где происходит образование гранул размером от 2,5 до 4,5 мм и их последующее окатывание. Полученные гранулы конвейером подают в сушильную барабанную печь с системой аспирации, где при помощи воздуха, нагретого до температуры 300 С°, производится сушка. Высушенные гранулы конвейером направляют в барабанный охладитель с системой аспирации. Охлажденные до температуры 60 С° гранулы при помощи конвейера подают в просеиватель, где посредством сит с ячейками не более 4,5 мм в диаметре происходит отсев товарной фракции с размером гранул 2,5-4,5 мм. Некондиционные отходы из просеивателя возвращаются в измельчитель и повторно поступают в гранулятор, таким образом удается полностью избежать некондиционной продукции и отходов. На завершающем этапе откалиброванные гранулы подают в гуматизирующую камеру, где подвергаются обработке, путем прохождения через воздушно-капельную взвесь жидкого органического удобрения «Георост Эко». Далее готовое гранулированное органо-минеральное удобрение направляется на фасовку.

Полученное гранулированное органо-минеральное удобрение по первому варианту характеризовалось следующими показателями: pH_kcl - 8.0 валовое содержание азота N_общ. - 1,95%, фосфора в пересчете на P₂O₅ - 2.09%, калия в пересчете на К₂О - 1,13%, гуминовых кислот - 7,82%. Внесение этих удобрений на опытном участке - на серых лесных почвах в дозе 200 кг/га при посеве кукурузы сорта «ПР-39 (Пионер)» обеспечило повышение урожайности до 89,44 ц/га, при этом на контрольном поле кукурузы, с внесением азофоски и селитры в количестве 200 кг/га азофоски и 200 кг/га селитры, урожайность составила: 75,36 ц/га. При посеве кукурузы сорта «ДКС-3203» урожайность по сравнению с контрольным участком увеличилась на 26 ц/га и составила 61 ц/га. При посеве подсолнечника сорта «LG (Пионер)» урожайность опытного поля с применением гранулированного органо-минерального удобрения составила 24 ц/га (прибавка урожайности к контрольному полю 6,9 ц/га).

Для достижения технического результата минеральные компоненты заявленных вариантов гранулированного органо-минерального удобрения подбираются с учетом потребности в них растений, в зависимости от сельскохозяйственной культуры. Пределы выбранных параметров соотношения торфа и минеральных компонентов при составлении рецептур удобрений обусловлены расчетной эффективной дозой базовых питательных веществ: азота (N), фософра (P) и калия (K), необходимой для хорошей урожайности при выращивании различных сельскохозяйственных культур.

Применение предлагаемых вариантов гранулированного органо-минерального удобрения повышает устойчивость растений к неблагоприятным факторам и болезням, улучшает структуру почвы и положительно влияет на ее физические и микробиологические характеристики, водно-воздушный режим и структуру. Отмечается повышение содержания в почве легкодоступных форм фосфора, калия, магния кальция, азота. Сбалансированность и доступность питания увеличивает урожайность и формирует более качественный урожай, в плодах и зелени овощных культур не накапливается повышенного количества нитратов, что дает возможность применять их в традиционном, биологическом и экологически чистом органическом земледелии, и таким образом достигается технический результат.

Примеры изготовления гранулированного органо-минерального удобрения.

Пример 1. Гранулированное органо-минеральное удобрение по первому варианту.

Сырой торф с исходной влажностью 85%, подают в загрузочный узел и при помощи шнекового питателя загружают в измельчитель. Измельченный до 500 мк торф в количестве 285 кг, что составит 57% от общего состава получаемого удобрения, конвейером загружают в смеситель и при постоянном перемешивании порционно добавляют 50 кг диатомитовой муки, что составит 10% от общего состава. Смесь тщательно перемешивают в течение 5 минут. Затем в работающий смеситель добавляют 50 кг карбамид-аммиачной селитры, что составит 10% от общего состава, и после 5-минутного перемешивания, добавляют фосфоритную муку в количестве 50 кг, что составит 10% от общего состава, с последующим перемешиванием в течение 5 минут. Далее добавляют 50 кг древесной золы, что составит 10% от общего состава, и перемешивают до 10 минут. Подготовленная смесь с общей влажностью 35% и содержанием сухих веществ 50% при помощи ленточного конвейера подается в загрузочный бункер тарельчатого гранулятора, в котором происходит образование гранул размером от 2,5 до 4,5 мм и их последующее трехступенчатое окатывание. Полученные гранулы конвейером подают в сушильную барабанную печь с системой аспирации, где при помощи воздуха, нагретого до температуры 300 С°, производится сушка. Высушенные гранулы конвейером направляют в барабанный охладитель с системой аспирации. Охлажденные до температуры 60 С° гранулы при помощи конвейера подают в просеиватель, где посредством сит с ячейками не более 4,5 мм в диаметре происходит отсев товарной фракции с размером гранул 2,5-4,5 мм. На завершающем этапе откалиброванные гранулы подают в гуматизирующую камеру, где подвергаются обработке, путем прохождения через воздушно-капельную взвесь жидкого органического удобрения «Георост Эко» в объеме 15 л, что соответствует 15 кг и 3% от общего состава. Далее готовое гранулированное органо-минеральное удобрение направляется на фасовку в биг-беги по 500 кг.

Пример 2. Гранулированное органо-минеральное удобрение по второму варианту.

Сырой торф с исходной влажностью 83%, подают в загрузочный узел и при помощи шнекового питателя загружают в измельчитель. Измельченный до 500 мк торф в количестве 235 кг, что составит 47% от общего состава получаемого удобрения, конвейером загружают в смеситель и при постоянном перемешивании порционно добавляют 50 кг диатомитовой муки, что составит 10% от общего состава. Смесь тщательно перемешивают в течение 5 минут. Затем в работающий смеситель добавляют 200 кг фосфоритной муки, что составит 40% от общего состава, с последующим перемешиванием в течение 10 минут. Подготовленная смесь с общей влажностью 35% и содержанием сухих веществ 50% при помощи ленточного конвейера подается в загрузочный бункер трехступенчатого тарельчатого гранулятора, в котором происходит образование гранул размером от 2,5 до 4,5 мм и их последующее окатывание. Полученные гранулы конвейером подают в сушильную барабанную печь с системой аспирации, где при помощи воздуха, нагретого до температуры 300 С°, производится сушка. Высушенные гранулы конвейером направляют в барабанный охладитель с системой аспирации. Охлажденные до температуры 60 С° гранулы при помощи конвейера подают в просеиватель, где посредством сит с ячейками не более 4,5 мм в диаметре происходит отсев товарной фракции с размером гранул 2,5-4,5 мм. На завершающем этапе откалиброванные гранулы подают в гуматизирующую камеру, где подвергаются обработке, путем прохождения через воздушно-капельную взвесь жидкого органического удобрения «Георост Эко» в объеме 15 л, что соответствует 15 кг и 3% от общего состава. Далее готовое гранулированное органо-минеральное удобрение направляется на фасовку в биг-беги по 500 кг.

Пример 3. Гранулированное органо-минеральное удобрение по третьему варианту.

Сырой торф с исходной влажностью 75%, подают в загрузочный узел и при помощи шнекового питателя загружают в измельчитель. Измельченный до 500 мк торф в количестве 285 кг, что составит 57% от общего состава получаемого удобрения, конвейером загружают в смеситель и при постоянном перемешивании порционно добавляют 50 кг диатомитовой муки, что составляет 10% от общего состава. Смесь тщательно перемешивают в течение 10 минут. Затем в работающий смеситель добавляют 150 кг древесной золы, что составляет 30% от общего состава, и перемешивают до 10 минут. Подготовленная смесь с общей влажностью 37% и содержанием сухих веществ 50% при помощи ленточного конвейера подается в загрузочный бункер трехступенчатого тарельчатого гранулятора, в котором происходит образование гранул размером от 2,5 до 4,5 мм и их последующее окатывание. Полученные гранулы конвейером подают в сушильную барабанную печь с системой аспирации, где при помощи воздуха, нагретого до температуры 300 С°, производится сушка. Высушенные гранулы конвейером направляют в барабанный охладитель с системой аспирации. Охлажденные до температуры 60 С° гранулы при помощи конвейера подают в просеиватель, где посредством сит с ячейками не более 4,5 мм в диаметре происходит отсев товарной фракции с размером гранул 2,5-4,5 мм. На завершающем этапе откалиброванные гранулы подают в гуматизирующую камеру, где подвергаются обработке, путем прохождения через воздушно-капельную взвесь жидкого органического удобрения «Георост Эко» в объеме 15 л, что соответствует 15 кг и 3% от общего состава. Далее готовое гранулированное органо-минеральное удобрение направляется на фасовку в биг-беги по 500 кг.

Пример 4. Гранулированное органо-минеральное удобрение по четвертому варианту.

Сырой торф с исходной влажностью 80%, подают в загрузочный узел и при помощи шнекового питателя загружают в измельчитель. Измельченный до 500 мк торф в количестве 335 кг, что составит 67% от общего состава получаемого удобрения, конвейером загружают в смеситель и при постоянном перемешивании порционно добавляют 50 кг диатомитовой муки, что составляет 10% от общего состава. Смесь тщательно перемешивают в течение 5 минут. Затем в работающий смеситель добавляют 100 кг эффлюента от биогазовой установки, что составляет 20% от общего состава, и перемешивают 10 минут. Подготовленная смесь с общей влажностью 37% и содержанием сухих веществ 50% при помощи ленточного конвейера подается в загрузочный бункер трехступенчатого тарельчатого гранулятора, в котором происходит образование гранул размером от 2,5 до 4,5 мм и их последующее окатывание. Полученные гранулы конвейером подают в сушильную барабанную печь с системой аспирации, где при помощи воздуха, нагретого до температуры 300 С°, производится сушка. Высушенные гранулы конвейером направляют в барабанный охладитель с системой аспирации. Охлажденные до температуры 60 С° гранулы при помощи конвейера подают в просеиватель, где посредством сит с ячейками не более 4,5 мм в диаметре происходит отсев товарной фракции с размером гранул 2,5-4,5 мм. На завершающем этапе откалиброванные гранулы подают в гуматизирующую камеру, где подвергаются обработке, путем прохождения через воздушно-капельную взвесь жидкого органического удобрения «Георост Эко» в объеме 15 л, что соответствует 15 кг и 3% от общего состава. Далее готовое гранулированное органо-минеральное удобрение направляется на фасовку в биг-беги по 500 кг.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Гранулированное органо-минеральное удобрение содержит торф, минеральный компонент, причем дополнительно содержит диатомит, гуминовый препарат, а в качестве минерального компонента содержит фосфоритную муку, древесную золу, карбамид-аммиачную селитру или только фосфоритную муку или только древесную золу или только эффлюент от биогазовой установки. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретения позволяют улучшить агрофизические свойства почв, повысить урожайность и качество выращиваемой сельскохозяйственной продукции. 4 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 пр.

1. Гранулированное органо-минеральное удобрение, содержащее торф, минеральный компонент, отличающееся тем, что дополнительно содержит диатомит, гуминовый препарат, а в качестве минерального компонента содержит фосфоритную муку, древесную золу, карбамид-аммиачную селитру при следующем соотношении компонентов удобрения, мас %: торф – от 37 до 57%; фосфоритная мука – от 10 до 15%; древесная зола – от 10 до 20%; карбамид-аммиачная селитра – от 10 до 15%; диатомит – 10%; гуминовый препарат - 3%.

2. Гранулированное органо-минеральное удобрение, содержащее торф, минеральный компонент, отличающееся тем, что дополнительно содержит диатомит, гуминовый препарат, а в качестве минерального компонента содержит фосфоритную муку при следующем соотношении компонентов удобрения, мас %: торф – от 47 до 57%; фосфоритная мука – от 30 до 40%; диатомит – 10%; гуминовый препарат - 3%.

3. Гранулированное органо-минеральное удобрение, содержащее торф, минеральный компонент, отличающееся тем, что дополнительно содержит диатомит, гуминовый препарат, а в качестве минерального компонента содержит древесную золу при следующем соотношении компонентов, мас %: торф – от 47 до 57%; древесная зола – от 30 до 40%; диатомит – 10%; гуминовый препарат - 3%.

4. Гранулированное органо-минеральное удобрение, содержащее торф, минеральный компонент, отличающееся тем, что дополнительно содержит диатомит, гуминовый препарат, а в качестве минерального компонента содержит эффлюент от биогазовой установки, при следующем соотношении компонентов удобрения, мас %: торф – от 57 до 67%; эффлюент от биогазовой установки – от 20 до 30%; диатомит – 10%; гуминовый препарат - 3%.

5. Гранулированное органо-минеральное удобрение по пп. 1-4, отличающееся тем, что в качестве гуминового препарата содержит удобрение жидкое органическое «Георост Эко».