СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЧВОУЛУЧШИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ЦЕОЛИТА Российский патент 2023 года по МПК C05D9/00 C09K17/40 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к получению на грануляторах барабанного типа, сухого гранулированного препарата для улучшения свойств почв сельскохозяйственного назначения на основе природного кремнийсодержащего минерала цеолита с добавлением жидкого гумата калия, свекловичной мелассы, растительного масла, а также сухой культуры почвенного гриба антагониста рода Триходерма

Почва является материальной основой для производства сельскохозяйственной продукции в открытом грунте. В последние годы в России и в мире отмечаются процессы падения плодородия сельскохозяйственных почв, в первую очередь за счет развития процессов деградации. Ежегодные потери от деградации почв в Российской Федерации оцениваются в 3,2-3,9 млн. т в зерновом эквиваленте [1]. При развитии процессов деградации отмечается ухудшение агрохимических и агрофизических свойств почвы сельскохозяйственного назначения [2].

Одним из перспективных направления улучшения свойств почв и уменьшения негативного влияния процессов деградации является применение специальных препаратов - почвоулучшителей или почвенных кондиционеров [3].

В качестве почвоулучшителей могут выступать сухие или жидкие гуминовые препараты, внесение которых в почву оказывает положительное влияние на ее структурность, стимулирует рост и развитие корневой системы, а также увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур [4]. Известны почвоулучшители на основе влагонабухающих полимерных гидрогелей, применение которых способствует сохранению влаги и улучшению агрофизических свойств почвы [5]. В качестве таких препаратов используются биокомпосты [6]. Среди наиболее перспективных препаратов, обладающих способностью улучшения свойств почв, особенно выделяются кремнийсодержащие природные материалы, обладающие выраженными сорбционными свойствами. [7]. К числу таких природных материалов относятся диатомит, цеолит, бентонитовой глины, применение которых обеспечивает не только улучшение свойств почвы, но и рост урожайности [8].

Цеолиты, благодаря своим физико-химическим свойства могут выступать в качестве ценных почвоулучшителей, при внесении которых не только улучшаются агрофизические свойства, но и отмечается увеличении степени насыщенности основаниями, понижении гидролитической кислотности, а также в нормализации кислотного режима почв [9].

Одним из проявлений биологической деградации почв является накопление в ней фитопатогенных грибов. Для их контроля широко применяется внесение в почву биопрепаратов на основе грибов антагонистов рода Триходерма [10].

Известен способ улучшения свойств почвы, в котором используют органический почвоулучшитель в дозе 500-1000 л/га с содержанием органических веществ не менее 15%, полученный на основе вермикомпоста в виде смеси навоза КРС и отработанных блоков после выращивания Pleurotus ostreatus из соломы, древесной стружки, мицелия Pleurotus ostreatus [11]. К недостаткам данного состава является отсутствие минеральных веществ, что ограничивает их влияние на агрофизические свойства почвы.

Наиболее близким к предложенному изобретению является состав для органической комплексной подкормки растений с функцией почвоулучшителя, который включает обожженную диатомитовую крошку с размером частиц 1,0-5,0 мм, гранулированную древесную золу с размером гранул от 1,0 до 3,0 мм, гранулированную золу лузги подсолнечника с размером гранул от 1,0 до 3,0 мм при следующем соотношении компонентов по массе, %: диатомит 65, зола древесная гранулированная 25, зола лузги подсолнечника гранулированная 10 [12]. К недостаткам данного состава является отсутствие в нем гуминовых веществ с ростостимулирующей способностью, а также полезных микроорганизмов. Кроме того, при производстве используется термическая обработка диатомитовой крошки, что повышает энергетические затраты на производство.

Задачей заявляемого изобретения является разработка состава и способа получения гранулированного почвоулучшителя на основе природного минерала цеолита, внесение которого в почву будет способствовать улучшение ее свойств и повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

Технический результат достигается тем, что при производстве гранулированного почвоулучшителя происходит последовательное смешивание природного минерала цеолита, жидкого гуматного состава, свекловичной мелассы, растительного масла и сухой массы грибов рода Триходерма с использованием гранулятора барабанного типа.

В качестве ингредиентов используются цеолит Татарско-Шатрашанское месторождения (производитель компания ООО «Цеолиты Поволжья») в виде порошка из твердых частиц фракции 1-3 мм. Состав (окислы) - кремния 65,88%, алюминия 6,19%, кальция 17,6%.

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 и стимуляторов роста растений (бетаин) выступала свекловичная меласса, полученная из Буинского сахарного завода (г. Буинск, Республика Татарстан). Содержание сухих веществ в мелассе составляло 80%.

Для лучшего образования гранул в смесь добавлялось нерафинированное растительное масло.

В качестве источника полезных микроорганизмов использовался сухой биопрепарат на основе грибов рода Триходерма (Трихоцин, на основе Trichoderma harzianum, штамм Г 30 ВИЗР).

При приготовлении почвоулучшителя к 100 кг цеолита (фракция 1-3 мм) добавлялось 1 л жидкого гуматного препарата, 2 л свекловичной мелассы, 1 л растительного масла и 100 г сухого биопрепарата на основе Триходермы.

Получение почвоулучшителя заключается в следующем. В гранулятор барабанного типа при постоянном перемешивании добавлялось все количество цеолита, после перемешивания в течение 10 минут к нему добавлялось необходимое количество гумата и свекловичной мелассы, с последующим перемешиванием в течение 10 минут. На последнем этапе в смесь добавлялось растительное масло и порошок биопрепарата на основе Триходермы. Общая продолжительность грануляции составляла 30 минут. На выходе получались округлые гранулы серого цвета размером 4-5 мм. В дальнейшем гранулы сушились сухим воздухом с температурой 30°С в течение 30 минут до влажности 15-18%.

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

Схема опыта:

1. Контроль - без почвоулучшителя.

2. Экспериментальный почвоулучшитель, 30 кг/га.

3. Экспериментальный почвоулучшитель, 60 кг/га.

4. Экспериментальный почвоулучшитель, 90 кг/га.

5. Экспериментальный почвоулучшитель, 120 кг/га.

Повторность в опыте - четырехкратная. Агротехнология возделывания ярового ячменя - общепринятая для зоны Предкамья Республики Татарстан. Почвоулушитель вносили до посева культуры с помощью сеялки. Погодные условия 2022 года были благоприятными для роста и развития ярового ячменя. Почва опытных участков - серая лесная среднесуглинистая.

Результаты оценки влияния внесения почвоулучшителя на агрофизические свойства почвы приведены в таблице 1.

Результаты оценки показали, что внесение почвоулучшителя в нормах 90-120 кг/га оказывает положительное влияние на агрофизические показатели почвы.

Добавление в почвоулучшитель биопрепарата на основе гриба Триходерма привело к снижению поражения растений корневыми гнилями (табл. 2).

Внесение почвоулучшителя оказало положительное влияние на урожайность ячменя (табл. 3), особенно заметным эффект был при внесении препарата в почву с нормой 90-120 кг/га.

Полученный почвоулучшитель может быть использован в растениеводстве для улучшения агрофизических характеристик почв сельскохозяйственного назначения, а также для повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Список использованной литературы

1. Цветнов Е.В. Апробации подхода к определению общественной ценности земель в качестве основы для проведения эколого-экономической оценки ущерба от их деградации / Е.В. Цветнов, Н.А. Марахова, О.А. Макаров [и др.] // Почвоведение. - 2019. - №10. - С. 1269-1277.

2. Научные основы предотвращения деградации почв (Земель) сельскохозяйственных угодий России и формирования систем воспроизводства их плодородия в адаптивно-ландшафтном земледелии. -Москва: Почвенный институт им. В.В. Докучаева, 2013. - 756 с.

3. Почвоулучшитель Reasil Soil Conditioner - инновационное решение для здоровья и плодородия почв // Агроснабфорум. Изд-во: общество с ограниченной ответственностью «Профпресса», Краснодар. №4 (152). 2017. С. 56-58.

4. Моисеева, Д.Н. Влияние почвоулучшителя на урожайность картофеля / Д.Н. Моисеева // Студенческая наука и XXI век. - 2018. - №16 - 1. - С. 80-81.

5. Козлова, Н.В. Некоторые свойства полимерного суперабсорбента в качестве почвоулучшителя и компонента субстратов / Н.В. Козлова, А.В. Буртовой // Субтропическое и декоративное садоводство. - 2019. - №69. - С. 183-192. - DOI 10.31360/2225-3068-2019-69-183-192.

6. Корсунова, Т.М. Влияние нетрадиционных почвоулучшителей на урожайность овощных корнеплодных культур / Т.М. Корсунова, Ю.Б. Сорокина, Е.В. Коновалова // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В.Р. Филиппова. - 2017. - №3(48). - С. 6-12.

7. Мясников, И.С.Использование почвоулучшителей сорбционного типа при производстве продукции растениеводства / И.С.Мясников // Идеи молодых ученых - агропромышленному комплексу: сельскохозяйственные и гуманитарные науки: Материалы студенческой научной конференции Института агроэкологии, Миасское, 24 февраля 2022 года. - Челябинск: Южно-Уральский государственный аграрный университет, 2022. - С. 142-145.

8. Козлов, А.В. Применение кремнийсодержащих пород в качестве кондиционеров-почвоулучшителей как элемент ресурсосбережения факторов плодородия дерново-подзолистой почвы / А.В. Козлов // Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и на сопредельных территориях: Материалы VII Международной научной конференции (памяти проф. Петина А.Н.), Белгород, 24-26 октября 2017 года. - Белгород: Издательство «ПОЛИТЕРРА», 2017. - С. 301-304.

9. Середина, В.П. Агроэкологические аспекты использования цеолитов как почвоулучшителей сорбционного типа и источника калия для растений / В.П. Середина // Известия Томского политехнического университета. - 2003. - Т. 306. - №3. - С. 56-60.

10. Рахимов, У.X. Эффективность триходермы в комплексе с севооборотом в борьбе с фузариозом картофеля и баклажана / У.X. Рахимов // Актуальные проблемы современной науки. - 2020. - №5(114). - С. 145-147.

11. Патент №2776667 С1 Российская Федерация, МПК А01С 21/00, C05F 9/04, C05F 3/00. Способ повышения плодородия лесостепных и степных черноземов: №2021102779: заявл. 05.02.2021: опубл. 22.07.2022 / А.А. Ермаков, Л.В. Галактионова, Т.М. Смолей [и др.].

12. Патент №2756819 С1 Российская Федерация, МПК C05F 11/02, C05D 9/02, C05G 3/80. Органическая комплексная подкормка растений с функцией почвоулучшителя: №2021107370: заявл. 22.03.2021: опубл. 06.10.2021 / С.Н. Зудилин, О.А. Оленин.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для производства почвоулучшителей на основе природного кремнийсодержащего минерала цеолита. Способ получения гранулированного почвоулучшителя на основе цеолита заключается в том, что в гранулятор барабанного типа добавляют порошок цеолита фракцией 1-3 мм из расчета 100 кг. После перемешивания в течение 10 минут к нему добавляют жидкий гуматный препарат из расчета 1 л и свекловичную мелассу - 2 л с последующим перемешиванием в течение 10 минут. На последнем этапе в смесь добавляют растительное масло - 1 л и порошок биопрепарата на основе Триходермы - 100 г с последующим перемешиванием в течение 10 минут. По окончании процесса проводят сушку гранул до влажности 15-18% сухим воздухом с температурой 30°С в течение 30 минут. Техническим результатом является улучшение агрофизических характеристик почв сельскохозяйственного назначения, а также повышение урожайности сельскохозяйственных культур. 3 табл.

Способ получения гранулированного почвоулучшителя на основе цеолита для улучшения свойств почв и увеличения урожайности сельскохозяйственных культур, характеризующийся тем, что в гранулятор барабанного типа добавляют порошок цеолита фракцией 1-3 мм из расчета 100 кг, после перемешивания в течение 10 минут к нему добавляют жидкий гуматный препарат - 1 л и свекловичную мелассу - 2 л с последующим перемешиванием в течение 10 минут, на последнем этапе в смесь добавляют растительное масло - 1 л и порошок биопрепарата на основе Триходермы - 100 г с последующим перемешиванием в течение 10 минут, по окончании процесса проводят сушку гранул до влажности 15-18% сухим воздухом с температурой 30°С в течение 30 минут.