ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОЕ УДОБРЕНИЕ НА ОСНОВЕ ЗООКОМПОСТА ЛИЧИНКИ МУХИ ЧЕРНОЙ ЛЬВИНКИ Российский патент 2022 года по МПК C05F17/05 C05D1/00 C05D3/00 C05D9/02 C05G1/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для производства органоминерального удобрения, предназначенного для выращивания сельскохозяйственных культур.

Известен состав комплексного органоминерального удобрения описанный в патенте «Способ получения комплексного органоминерального удобрения» [Заявка на патент RU №2002108155, опубл. 20.03.2004], включающий переработку навоза и введение 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%.

Недостатком данного состава комплексного органоминерального удобрения является обязательное использование дорогостоящих минеральных удобрений и микроэлементов, длительность предварительной подготовки органических компонентов, входящих в состав органоминерального удобрения, а также слишком трудоемкий, сложный и энергетически затратный способ их производства.

Данное техническое решение не учитывает возможность использования побочных продуктов промышленных производств при производстве органоминеральных удобрений.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является состав органоминерального удобрения, предложенный в патенте «Способ производства органоминерального удобрения» [Патент RU № 2426712 опубликован 20.08. 2011 Бюл. №23]. Органоминеральное удобрение включает органическую часть – компостированный подстилочный навоз КРС (крупного рогатого скота), перегной КРС, внутрифермерские отходы, фосфогипс и солому. Указанные компоненты послойно укладывают на уплотненной глиняной площадке с заглубленным днищем при следующем соотношении, мас.%: подстилочный навоз КРС 65-75, перегной КРС 3-7, внутрифермерские отходы 2-5, фосфогипс 15-25, солома - остальное. Существенным признаком данного решения является обязательное ежемесячное в течение 3,5-4 месяцев до созревания перемешивания с периодическим увлажнением в сухой период, так как без этих условий сами компоненты не обеспечивают получение органоминерального удобрения, содержащего сбалансированное количество элементов, обеспечивающих оптимальный рост и развитие растений, и как следствие не обеспечивают высокий урожай.

Изобретение направленно на создание нового органоминерального удобрения расширяющего ассортимент органоминеральных удобрений, с высокими показателями качества, которые обеспечивают стабильно высокие урожаи.

Это достигается тем, что органоминеральное удобрение содержит зоокомпост личинки мухи Черной Львинки, глауконитовую глину, отходы производства лимонной кислоты – цитрогипс, отход цементного завода – пыль обжиговых печей электрофильтров при следующем содержании компонентов масс %: зоокомпост личинки мухи Чёрной Львинки – 55-75, глауконитовая глина 5-15, цитрогипс 10-30, отход цементного производства – пыль обжиговых печей электрофильтров 5-10 % .

Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемое органоминеральное удобрение отличается тем, что содержит отходы производства лимонной кислоты – цитрогипс, отход цементного производства – пыль обжиговых печей электрофильтров, глауконитовую глину и зоокомпост личинки мухи Черная Львинка. Таким образом, заявляемое решение соответствует критерию изобретения «новизна».

Сравнение заявленного решения не только с прототипом, но и с другими известными техническими решениями в данной области техники не подтвердило наличия в последних признаков, совпадающих с его отличительными признаками, или признаков, влияющих на достижение указанного технического результата. Это позволило сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень».

При таком составе, вследствие протекания химических процессов между всеми компонентами, образуется новое органоминеральное удобрение с высокими показателями качества и заданными физико-химическими свойствами, при этом удается утилизировать отходы различных производств, что снижает антропогенную нагрузку на окружающую среду. Использование отходов промышленных производств позволяет вовлекать их повторно в технологический цикл, что способствует созданию мало- и безотходных технологий.

Характеристика компонентов.

Зоокомпост личинки мухи Черной Львинки – органическая часть органоминерального удобрения, представлена переработанными личинками мухи Черной Львинки органические отходы. Органические отходы представляют собой широкий спектр пищевых отходов, в первую очередь некондиционные зерновые продукты, некондиционные пищевые продукты торговых сетей. От отходов отделяется упаковка любого типа, затем происходит их измельчение и гомогенизация до состояния однородной субстанции. В данную субстанцию добавляются подрощенные в инкубаторе личинки, которые в течение нескольких дней перерабатывают субстрат, в котором находятся. В конце этого периода с помощью просеивания происходит отделение личинок из переработанных отходов. Эти переработанные отходы используются в качестве органического компонента в органоминеральном удобрении.

Химический состав зоокомпоста личинок мухи Черной Львинки представлен в табл. 1.

Таблица 1

Химический состав зоокомпоста личинок мухи Черной Львинки

N P₂O₅ K₂O Углерод Зола Микроэлементы CaO MgO Вода 2-3 1-3 1-3 15–45 5-6 1-6 0,7-2 0,3-0,5 20–50

Глауконитовая глина – минерал, который обладает рядом уникальных молекулярно-сорбционных и ионообменных свойства, благодаря большому количеству оксида калия в составе и возможности путем химического и структурного модифицирования направленно изменять технологические показатели минерала, может применятся в производстве органоминерального удобрения. Химический состав представлен в табл. 2.

Таблица 2

Химический состав глауконитовой глины

Содержание компонентов, % SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₃ FeO MgO K₂O Na₂O вода 47-52 5,5-23 6,1-23,6 0,8-8,6 2,4-4,5 4,4-9,4 0,0-3,5 4,9-13,5

Цитрогипс – представляет собой отход производства лимонной кислоты, химический состав которого представлен в табл. 3. Он содержит необходимые для жизнедеятельности растений элементы, такие как S, Si и Ca, Mg которые хорошо сочетаются с органической составляющей органоминеральных удобрений и усиливают их эффективность.

Таблица 3

Химический состав цитрогипса

Содержание компонентов, % SiO₂ SO₃ CaO MgO R₂O n.n.n. 0,2-1,7 38,3-45,5 29,7-32,6 0,1-0,4 0,3-1,2 22,0-28,4

Отход цементного производства – пыль обжиговых печей электрофильтров. Его химический состав приведен в табл. 4. Пыль электрофильтров обжиговых печей цементного производства, например ЗАО «Белгородский цемент», в основном представлена оксидами кальция 45– 54 %, кремния 15%, калия 6 %, железа 6–7 %. Эти элементы необходимы для роста и развития растений.

Таблица 4

Химический состав пыли обжиговых печей электрофильтров, масс. %

Fe₂O₃ CaO SiO₂ Al₂O₃ MgO K₂O Na₂O SO₃ Хлориды ппп 6,4-7,1 44-53,5 14,3 1,3–6,2 0,5–6,3 5,3 0,3 2,3 2,3–2,6 4,8-6,0

Условием приготовления органоминерального удобрения является измельчение, механическое перемешивание исходных компонентов с последующей грануляцией. Были приготовлены составы органоминерального удобрения, которые представлены в табл. 5.

Таблица 5

Компонентный состав органоминерального удобрения, %

Состав Глауконитовая глина Пыль обжиговых печей электрофильтров Цитрогипс Зоокомпост
личинок мухи Черной Львинки 1 5 5 15 75 2 10 10 10 70 3 15 10 20 55 4 5 10 25 60 5 10 5 30 55 6 15 5 20 60

Глауконитовую глину смешивали с цитрогипсом, отходом цементного производства – пылью обжиговых печей электрофильтров и зооокомпостом в лопастной мешалке в течение 5-7 минут. При необходимости предварительно измельчали в валковой дробилке в течение 3-5 минут. Затем полученную смесь гранулировали в экструдере.

Пример (состав №1, табл. 5) . Брали 0,625 кг глауконитовой глины и измельчали в валковой дробилке в течение 5 минут, затем прибавляли 0,625 кг отходов цементного производства – пыли обжиговых печей электрофильтров, 1,875кг цитрогипса и 9,375 кг зоокомпоста и смешивали в лопастной мешалке в течение 5 минут, полученную массу пропускали через экструдер. Рис 1.

Первичные качественные характеристики полученных органоминеральных удобрения оценивали в полевом мелкоделяночном опыте. Органоминеральное удобрение вносили в почву осенью в дозе 1-3 тонны на гектар, равномерно распределяли по поверхности делянки, заделывая его на глубину 15-25см штыковой лопатой, размер делянки составлял 1 м². Почва экспериментального участка представлена черноземом типичным среднемощным, малогумусным. Область Белгородская, р-н. Белгородский, с. Ерик, снт. Земледелец.

В подготовленные экспериментальные делянки производили посев рассады томатов, схема эксперимента представлена в табл. 6.

Таблица 6

Схема эксперемента

1 тонна органоминерального удобрения 2 тонны органоминерального удобрения 3 тонны органоминерального удобрения Контрольный
без удобрений 3 тонны органоминерального удобрения 1 тонна органоминерального удобрения Контрольный
без удобрений 2 тонны органоминерального удобрения 2 тонны органоминерального удобрения Контрольный
без удобрений 1 тонна органоминерального удобрения 3 тонны органоминерального удобрения

Посев томатов проводили рассадой в мае, во второй декаде месяца.

Статистический анализ обработки выборки полученных данных организованного повторения осуществлялся с помощью программы NIRSMAIN.EXE.

Климатические условия развития томатов в 2021 году характеризовались как относительно благоприятные. Май по показателям среднемноголетних данных был нормальным по температуре и дождливым дням, июнь, июль и август были теплее нормы на 2,5-3,2 градуса и не обеспечены влагой от среднемноголетней нормы. Что существенно сказалась на развитии растений табл. 7.

Таблица 7.

Климатические характеристики развития томатов

Метеорологические данные за 2021 год Месяц Среднемесячная температура Норма Откл. + - Сумма осад., мм Норма в % к норме май 14,6 14,6 - 69,6 47 148 июнь 20,4 17,9 2,5 77,7 63 123 июль 23,1 19,9 3,2 24 69 34,7 август 21,8 18,8 3,0 51,8 56 92,5 сентябрь 10,6 13,4 2,8 26,2 40 65,5

Оценку влияния удобрений на томаты изучали по приживаемости рассады. Приживаемость томатов в экспериментальных делянках представлена в табл. 8.

Таблица 8.

Влияние органоминеральных удобрений на величину

приживаемости томатов, %

Приживаемости томатов, % Дозы органоминеральных удобрений т/га 1 2 3 контрольный 100 100 100 75 100 100 100 100 100 100 100 76 среднее значение 100 100 100 84 +16 +16 +16 Отклонения от контроля

Из таблицы 8 видно, что органоминеральные удобрения влияют на приживаемость растений томатов в природных условиях, увеличивает приживаемость растений помидор на 16 процентов.

Томаты на экспериментальных делянках выращивали с мая по сентябрь месяц 2021г. без полива и дополнительной подкормки другими удобрениями. С целью влияния органоминеральных удобрений на рост и развития растений томатов определяли их продуктивность и поражённость болезнями.

Было установлено, что первое созревание плодов томатов было отмечено на делянках с внесением предлагаемых органоминеральных удобрений 24 июля, на контрольном варианте первый урожай зрелого томата был собран 3 августа, на 10 дней позже. Можно отметить, что разработанное органоминеральное удобрение положительно влияет на созревания плодов томатов (ускоряет созревание на 10 дней).

Плоды томатов собирались по мере созревания в среднем 1 раз в 2-3 дня, масса плода колебалась от 19,75г до 96,04 г.

С целью изучения влияния разработанного органоминерального удобрения на плодообразование томатов проводили подсчет их количества с 1 растения. Количественные показатели представлены в табл.9.

Таблица 9.

Влияние органоминерального удобрения на количественные

показатели плодов томатов

Количество томатов, шт./1 растение Дозы органоминеральных удобрений т/га 1 2 3 к 22 23 22 15 20 19 23 13 22 20 25 14 среднее значение 20 21 23 14 +6 +7 +9 Отклонения от контроля

Из таблицы 9 видно, что на контрольном варианте было собрано 14 плодов томатов с 1 растения, при внесении разработанного органоминерального удобрения на основе зоокомпоста личинки мухи Черной Львинки, количество плодов увеличивалось с 6 до 9 штук. Наибольшее количество томатов было получено при внесении органоминерального удобрения в количестве 3 тонны на гектар.

С целью изучения влияния органоминерального удобрения на урожай нами исследовались показатели урожайности 1 растения и средний урожай плодов томатов с делянки. Показатели урожайности представлены в табл. 10.

Таблица 10.

Урожай растения томатов кг.

Масса томатов, кг. Дозы органоминерального удобрения т/га 1 2 3 к 5,280 5,520 5,280 3,600 4,800 4,560 5,520 3,120 5,280 4,800 6,000 3,360 среднее значение 5,120 4,960 5,620 3,360 +1,760 +1,600 +2,240 Отклонения от контроля

Анализ данных таблицы 10 показывает достоверные данные прибавки урожая томатов. Видно, что органоминеральное удобрение положительно влияет на урожай томатов, увеличивает среднюю урожайность. Следует отметить, что максимальная прибавка урожая получена при внесении тройной дозы органоминерального удобрения (3 тонны на га).

Последняя уборка помидор была 17 сентября, анализируя данные урожайности томатов с учетной площади делянки можно сделать вывод, что прибавка урожая по отношению к контролю находилась в диапазоне 1,760-2,240 кг, что составляет 67 %, наибольшая прибавка урожая была отмечена на опытных делянках с дозой 3 тонны органоминерального удобрения.

Исследования показали, что при внесении разработанных составов органоминерального удобрения в почву, урожайность значительно растет и превосходит показатели контрольных образцов почв без удобрений, таким образом, они могут быть использованы для выращивания растений в производственных условиях.

Созданное органоминеральное удобрение снижает вредное воздействие на окружающую среду за счет исключения хранения отходов промышленных производств, позволяет вовлекать их повторно в технологический цикл, что способствует созданию мало- и безотходных технологий.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Органоминеральное удобрение на основе зоокомпоста личинки мухи Черной львинки включает органическую часть, причем органическая часть используется в виде зоокомпоста личинки мухи Черной львинки, а также глауконитовую глину, цитрогипс, отход цементного производства - пыль обжиговых печей электрофильтров. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретение позволяет создать органоминеральное удобрение, расширяющее ассортимент органоминеральных удобрений, с высокими показателями качества, которые обеспечивают стабильно высокие урожаи. 1 ил., 10 табл., 1 пр.

Органоминеральное удобрение на основе зоокомпоста личинки мухи Черной львинки, включающее органическую часть, отличающееся тем, что органическая часть используется в виде зоокомпоста личинки мухи Черной львинки, а также содержит глауконитовую глину, цитрогипс, отход цементного производства - пыль обжиговых печей электрофильтров, при следующем содержании компонентов, масс. %:

зоокомпост личинки мухи Черной львинки 55-75 глауконитовая глина 5-15 цитрогипс 10-30 отход цементного производства – пыль обжиговых печей электрофильтров 5-10