СОСТАВ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК A01C21/00 C05G3/00 

Изобретение относится к области промышленного производства удобрений для сельского хозяйства, а именно к получению сухого гранулированного органоминерального удобрения на основе природного кремнийсодержащего минерала диатомита, жидкого гумата калия, свекловичной мелассы и растительного масла с использованием грануляторов барабанного типа.

Под органоминеральными удобрениями понимается смесь органического и минерального удобрения, полученная в едином технологическом процессе или путем механического смещения [1]. Известно, что применение органоминеральных удобрений относится к числу наиболее перспективных направлений для оптимизации минерального питания сельскохозяйственных культур и улучшения показателей почвенного плодородия [2]. В качестве органической основы при создании данных удобрений могут выступать жидкие отходы животноводства [3], гуматы [4], сточные воды [5], отходов лесоперерабатывающей промышленности [6] и др. В качестве минеральной части могут выступать минеральные удобрения, а также природные минералы [7]. Имеются сведения о высокой эффективности совместного применения органоминеральных удобрений и биологических препаратов, в том числе в виде смесей [8].

Одним из перспективных природных минералов для создания органоминеральных удобрений выступает диатомит - осадочные породы, на основе останков диатомовых водорослей. В составе диатомита имеются важнейшие элементы питания для растений - кремний, фосфор, калий и др. Кроме того, данный минерал отличается высокой пористостью [9]. Использование диатомита в качестве удобрения для внесения непосредственно в почву позволяет обеспечить потребности в кремнии и других элементах питания, что оказывает положительное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур [10]. Имеются сведения о перспективности использования многокомпонентных органоминеральных удобрений на основе диатомита и продуктов переработки органических отходов, в том числе для производства питания в органическом земледелии [11].

Благодаря ростостимулирующей активности и способности увеличивать продуктивность растений, гуминовые вещества (гуматы) широко применяются в растениеводстве, в первую очередь для обработки семян и некорневого внесения (опрыскивания) [12]. Гуматы могут входить и в состав органоминеральных удобрений [4].

Меласса, получаемая при переработке сахарной свеклы, отличается высоким содержанием калия, а также азота и фосфора [13]. Имеются сведения об использовании смесей свекловичной мелассы с природными минеральными веществами (силицитовых бентонитов) в качестве органоминеральных удобрений [14]. В состав мелассы входит бетаин, производные которого, в частности глицинбетаин, обладают ростостимулирующим и адаптогенными свойствами в отношении растений [15].

Известен состав и способ его получения гранулированных органоминеральных удобрений на основе золы, который включает золу, полученную при сжигании куриной подстилочно-пометной массы, и флотошлам в соотношении 1:2,5-4 (Патент РФ №2574688 С1, МПК C05F 3/00, опубл.: 10.02.2016) [16]. К недостаткам данного состава является отсутствие в его составе ростостимулирующих веществ типа бетаинов. Кроме того, при производстве удобрения используется термическая обработка при температуре 100-200°С с помощью отходящих газов, что повышает энергетические затраты на производство.

Известен способ получения органоминерального удобрения путем перемешивания органического отхода с оксидом кальция, причем органический отход смешивают с оксидом кальция, затем с агроионитом, или органический отход смешивают со смесью оксида кальция с агроионитом (комплексом природных минералов), затем перемешивают, проводят сушку и гранулирование (Патент РФ №2609809 С1, МПК C05F 3/00. опубл. 06.02.2017) [17]. К недостаткам данного состава является использование в качестве органического компонента органических отходов, что требует соблюдение при производстве данного удобрения соответствующих санитарно-гигиенических требований по их хранению и использованию. В составе препарата отсутствуют стимуляторы роста бетаинового типа. Требуются затраты энергии на сушку.

Известно комплексное гранулированное удобрение, содержащее минеральные составляющие, в качестве которых выступает обогащенный природный минерал глауконит и минеральные удобрения, причем дополнительно содержит в качестве минеральных составляющих бентонит, диатомит, воду. В качестве органического компонента выступает органические удобрения влажностью не более 95%. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Способы изготовления данного комплексного гранулированного удобрения включают смешивание минеральных составляющих или минеральных и органических составляющих, гранулирование, подсушивание гранул воздухом и последующую расфасовку во влагозащитную потребительскую тару (Патент РФ №2626630 С, МПК C05G 1/00, C05G 3/00, опубл. 31.07.2017) [18]. Недостатком данного способа является необходимость в измельчении нескольких минералом и минеральных удобрений перед приготовлением удобрения, а также отсутствие в нем стимуляторов роста (бетаины).

Известно способ получения органоминерального удобрения путем смешивания азот- и/или фосфорсодержащей минеральной компоненты с гуминовыми веществами, в качестве которых используют жидкую фазу, являющуюся продуктом окислительно-гидролитической деструкции органосодержащих осадков сточных вод и/или органосодержащих отходов целлюлозно-бумажного производства, при этом жидкую фазу берут в количестве 1-7% (в пересчете на сухое вещество) от массы минеральных компонентов (Патент РФ №2108995 С1 Российская Федерация, МПК C05F 7/00, C05G 1/00., опубл. 20.04.1998.) [19]. Недостатком данного способа является использование в качестве минеральной компоненты синтетических азотных или фосфорных удобрений, что не позволяет их использовать в органическом земледелии.

Наиболее близким к предложенному изобретению известное органоминеральное биоудобрение, которое характеризуется тем, что активированный дегидратированный цеолит или диатомит смешивают с распыляемым водным раствором, содержащим экстракт крапивы и/или экстракт люцерны, причем цеолит или диатомит подогревают до температуры от 30 до 80°С, при этом соотношение объема экстракта крапивы и/или экстракта люцерны и количества цеолита или диатомита взято из расчета от 1 до 3,5 л экстракта крапивы и/или экстракта люцерны на 1 тонну цеолита или диатомита (Патент РФ№2737785 С1, МПК C05G 3/00, C05G 1/00, C05D 9/00, опубл. 03.12.2020) [20]. Данное удобрение пригодно для органического производства. Недостатком данного состава и способа его приготовления является то, что при его производстве используются процессы нагревания, что требует дополнительного расхода энергии.

Задачей заявляемого изобретения является разработка состава и способа получения гранулированного органоминерального удобрения, внесение которого в почву будет способствовать повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

Технический результат достигается тем, что при производстве органоминерального удобрения происходит последовательное смешивание природного минерала диатомита, жидкого гуматного состава, свекловичной мелассы и растительного масла с использованием гранулятора барабанного типа без добавления дополнительного количества воды.

В качестве ингредиентов используются диатомит из Чуварлейского месторождения Пензенской области. Состав (окислы) - кремния 84%, алюминия 6%, кальция 0,8%. Диатомит представлял собой порошок с частицами фракции 0,5 мм.

В качестве источника органических веществ использовался жидкий гуматный состав, содержащий 4% гуматов калия и натрия, полученный из бурых углей.

В качестве дополнительного источника органических веществ выступала свекловичная меласса. Содержание сухих веществ составляло 80%. Содержание азота порядка 1,5-2%, бетаинов - 4-7%.

В качестве склеивателя гранул применялось нерафинированное растительное масло (подсолнечное).

Для приготовления органоминерального удобрения к 100 кг диатомита добавлялось 1,3 л гуматного состава; 1,3 л свекловичной мелассы и 1,2 л нерафинированного растительного масла.

Способ получения органоминерального удобрения заключается в следующем. В гранулятор барабанного типа при постоянном

перемешивании добавлялось половина расчетной нормы диатомита, затем добавлялось необходимое количество гумата с последующим перемешиванием в течение 10 минут. После этого, при постоянной работе гранулятора добавлялась свекловичная меласса, а затем, через 10 минут, оставшееся количество диатомита и растительное масло. Общая продолжительность грануляции составляла 30 минут. На выходе получались гранулы светло-серого цвета размером 3-4 мм. Внешний вид гранулированного органоминерального удобрения представлен на рисунке. Доля гранул данного размера составляла до 90-95%) от общего объема полученного удобрения.

Влажность гранул после грануляции составляла 25-30%. Для их высушивания использовали 2 способа:

1) естественная сушка в течение 24 часов при комнатное температуре;

2) принудительная сушка сухим воздухов при температуре 30% в течение 1-2 часов.

В результате грануляции и сушки конечный продукт - гранулированное органоминеральное удобрение имело влажность порядка 15-18%.

Полученное органоминеральное удобрение состоит из 2-3% органических и 97-98% минеральных веществ.

Пример 1. Результаты полевых опытов. Объект исследований - яровой ячмень сорта Раушан.

Схема опыта:

1. Контроль - без внесения удобрений.

2. Опытное органоминеральное удобрение, 30 кг/га.

3. Опытное органоминеральное удобрение, 60 кг/га.

4. Опытное органоминеральное удобрение, 90 кг/га.

5. Опытное органоминеральное удобрение, 120 кг/га.

Общая площадь делянки - 26 м², учетная - 20,0 м². Повторность в опыте - четырехкратная. Агротехнология возделывания ярового ячменя -общепринятая для зоны Предкамья Республики Татарстан. Удобрения вносили перед посевом под предпосевную культивацию. Погодные условия 2022 года были благоприятными для роста и развития ярового ячменя. Результаты оценки урожайности представлены в таблице 1.

Использование органоминерального удобрения с нормами 60-120 кг/га способствует достоверному росту урожайности в сравнении с контролем. Наибольший урожай был получен при внесении органоминерального удобрения с нормой 90 кг/га, прибавка к контролю составила 28,5%.

Список использованной литературы

1. ГОСТ 20432-83. Удобрения. Термины и определения.

2. Ермилов, А.В. Эффективность применения органоминеральных удобрений в системе удобрения озимой пшеницы на черноземе Южном в условиях Ростовской области / А.В. Ермилов, Р.А. Каменев, В.К. Каменева // Вестник Мичуринского государственного аграрного университета. - 2021. - №1(64). - С. 90-94.

3. Куликова М.А. Оценка эффективности нового органоминерального удобрения на основе свиного навоза / М.А. Куликова, Т.А. Колесникова, Е.А. Грибут, О.А. Суржко, Г.Е. Мерзлая, Э.Н. Аканов // Плодородие. - 2019. - №4(109). - С. 49-51.

4. Безруких, А.М. Оценка эффективности нового органоминерального удобрения под картофель в Красноярской лесостепи / А.М. Безруких // Инновационные тенденции развития российской науки: Материалы XIV Международной научно-практической конференции молодых ученых, Красноярск, 07-09 апреля 2021 года. - Красноярск: Красноярский государственный аграрный университет, 2021. - С. 43-46.

5. Temirov U. Sh. Organomineral fertilizers based on sediments of waste waters and phosphorites of Central kysilkum / U. Sh. Temirov, N. A. Doniyarov, N. Kh. Usanbayev [et al.] // International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences. - 2020. - Vol.1. - No 2. - P. 59-67. - DOI 10.24412/2181-144X-2020-2-59-67.

6. Кебич Μ. Органоминеральное удобрение из технического гидролизного лигнина / М. Кебич, М. Зильберглейт, И. Горбатенко [и др.] // Лесное и охотничье хозяйство. - 2001. - №4. - С.23-24. - EDN MIQAPG.

7. Активированный цеолит как компонент органоминерального удобрения / Ε.М. Кулагина, Е.Ю. Громова, Р.И. Юсупова [и др.] // Вестник Технологического университета. - 2020. - Т. 23. - №11. - С. 9-12.

8. Асатурова А.М. Влияние лабораторных образцов биопрепаратов и их смесей с органоминеральными удобрениями на рост и развитие растений озимой пшеницы и подсолнечника / А.М. Асатурова, Н.А. Жевнова, А.А. Цыгичко [и др.] // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. - 2019. - Т. 20. - №6. - С. 602-612.

9. Куликова Α.X. Эфективность использования диатомита и его смесей с куриным пометом в качестве удобрения сельскохозяйственных культур / А.X. Куликова, Е.А. Яшин // Вестник Ульяновской ГСХА. - 2008. - №1 (6). - С.

10. Куликова, А.Х. Диатомиты в сельском хозяйстве / А.Х. Куликова, Т.Ю. Сушкова, А.Г. Ариткин // Техника и оборудование для села - 2011. - №3. - С. 16-17.

11. Оленин О.А. Разработка многокомпонентных органических удобрений на основе диатомита для органического земледелия / О.А. Оленин, С.Н. Зудилин // Плодородие. - 2021. - №1(118). - С. 40-45.

12. Афиногенова, С.Н. Применение гуминовых удобрений в растениеводстве / С.Н. Афиногенова, О.В. Черкасов // Научные инновации -аграрному производству: материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 100-летнему юбилею Омского ГАУ, Омск, 21 февраля 2018 года. - Омск: Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина, 2018. - С. 51-52.

13. ГОСТ Ρ 53116-2008 Удобрения органические на основе органогенных отходов растениеводства и предприятий, перерабатывающих растениеводческую продукцию.

14. Харьковская, Э.В. Использование отходов свеклосахарных производств в качестве органоминеральных удобрений в агроценозах Центрального Черноземья / Э.В. Харьковская, М.В. Зубкова // Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства: сборник научных трудов по материалам V Международной научной экологической конференции, посвященной 95-летию Кубанского ГАУ, Краснодар, 28-30 марта 2017 года. - Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина, 2017. - С. 529-531. - EDN YJNVNT.

15. Ма С.Л. Обработка глицинбетаином снижает вредное влияние засухи на растения табака / С.Л. Ма, Я.Ц. Ван, С.Л. Си [и др.] // Физиология растений. - 2007. - Т. 54. - №4. - С. 534-541.

16. Бобрицкий Г.Α., Кладов Α.Α., Фролов Г.В. Патент РФ №2574688 С1, МПК C05F 3/00. СОСТАВ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ И СПОСОБ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ: №2014137521/13: заявл. 16.09.2014: Опубликовано: 10.02.2016, Бюл. №4 / Г.А. Бобрицкий, А.А. Кладов, Г.В. Фролов; заявитель Закрытое акционерное общество "Приосколье" (ЗАО "Приосколье").

17. Хафизов Р.Α., Сулейманова С.В., Федорович Ф.В. [и др.]. Патент №2609809 С1 Российская Федерация, МПК C05F 3/00. СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ: №2015146320: заявл. 27.10.2015: опубл. 06.02.2017, Бюл. №4.

18. Сержантов В.Г., Сержантов В.В. Патент №2626630 С Российская Федерация, МПК C05G 1/00, C05G 3/00. КОМПЛЕКСНОЕ ГРАНУЛИРОВАННОЕ УДОБРЕНИЕ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ): №2016149271: заявл. 14.12.2016: опубл. 31.07.2017, Бюл. 22 / В.Г. Сержантов, В.В. Сержантов.

19. Соколова И.В., Щупляк Α.Α., Петрова Л.А. [и др.] Патент №2108995 С1 Российская Федерация, МПК C05F 7/00, C05G 1/00. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ: №97103008/13: заявл. 05.03.1997: опубл. 20.04.1998.

20. Шестухин В.Н. Патент №2737785 С1 Российская Федерация, МПК C05G 3/00, C05G 1/00, C05D 9/00. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО БИОУДОБРЕНИЯ: №2020122190: заявл. 03.07.2020: опубл. 03.12.2020, Бюл. 34.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Состав гранулированного органоминерального удобрения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур характеризуется тем, что состоит из 100 кг порошка диатомита с частицами фракции 0,5 мм, 1,3 л жидкого гуматного состава, содержащего 4% гуматов калия и натрия, полученного из бурых углей, 1,3 л свекловичной мелассы и 1,2 л нерафинированного растительного масла. Способ получения гранулированного органоминерального удобрения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур характеризуется тем, что в гранулятор барабанного типа добавляют порошок диатомита с частицами фракции 0,5 мм из расчета 100 кг, 1,3 л жидкого гуматного состава, содержащего 4% гуматов калия и натрия, полученного из бурых углей, 1,3 л свекловичной мелассы и 1,2 л нерафинированного растительного масла, при этом общее количество диатомита разделяется на две равные части, к первой части порошка диатомита при постоянном перемешивании добавляется жидкий гуматный состав, содержащий 4% гуматов калия и натрия, полученный из бурых углей, после 10 минут перемешивания к составу добавляют свекловичную мелассу, а затем через 10 минут - оставшееся количество порошка диатомита и нерафинированное растительное масло. Изобретения позволяют разработать состав и способ получения гранулированного органоминерального удобрения, внесение которого в почву будет способствовать повышению урожайности сельскохозяйственных культур. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 1 пр.

1. Состав гранулированного органоминерального удобрения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур, характеризующийся тем, что состоит из 100 кг порошка диатомита с частицами фракции 0,5 мм, 1,3 л жидкого гуматного состава, содержащего 4% гуматов калия и натрия, полученного из бурых углей, 1,3 л свекловичной мелассы и 1,2 л нерафинированного растительного масла.

2. Способ получения гранулированного органоминерального удобрения для повышения урожайности сельскохозяйственных культур по п. 1, характеризующийся тем, что в гранулятор барабанного типа добавляют порошок диатомита с частицами фракции 0,5 мм из расчета 100 кг, 1,3 л жидкого гуматного состава, содержащего 4% гуматов калия и натрия, полученного из бурых углей, 1,3 л свекловичной мелассы и 1,2 л нерафинированного растительного масла, при этом общее количество диатомита разделяется на две равные части, к первой части порошка диатомита при постоянном перемешивании добавляется жидкий гуматный состав, содержащий 4% гуматов калия и натрия, полученный из бурых углей, после 10 минут перемешивания к составу добавляют свекловичную мелассу, а затем через 10 минут - оставшееся количество порошка диатомита и нерафинированное растительное масло.