Способ применения цитрогипса в качестве грунта для выращивания растений Российский патент 2023 года по МПК A01G24/10 A01G23/00 B09B3/00 B09B101/90 

Предлагаемое изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к области ландшафтного дизайна, и может быть использовано для озеленения территорий, например для выращивания древесно-кустарниковой растительности.

Известно, что гипсосодержащие отходы, полученные в качестве побочного продукта в процессе синтеза лимонной кислоты складируются и накапливаются на полигонах открытого типа, и представляют собой цитрогипс - двуводный сульфат кальция, содержащий примеси оксалата кальция, берлинской лазури. Поэтому попытки переработать отход лимоннокислотного производства - цитрогипс - в гидравлическое вяжущее вещество не увенчались успехом. Это, по-видимому, объясняется различием кристаллической структуры цитрогипса по сравнению с природным гипсовым камнем. Наиболее приемлемым вариантом утилизации цитрогипса является, по-видимому, его переработка в удобрение - сульфат аммония (KН₄)₂SO₄. (статья Утилизация цитрогипса отхода производства лимонной кислоты, авторы Перистый В.А., Голдовская-Перистая Л.Ф., Прохорова Г.В., интернет-ссылка: https://cyberleninka.ru/article/n/utilizatsiya-tsitrogipsa-othoda-proizvodstva-limonnoy-kisloty?ysclid=lducnkbeqf846418019).

Химический состав цитрогипса представлен в табл. 1 (статья Influence of Gypsum-Containing Waste on Ammonia Binding in Animal Waste Composting, авторы Voropaev V., Alfimova N., Nikulin I., Nikulicheva T., Titenko A., Nikulichev V., интернет-ссылка : https://www.mdpi.com/2077-0472/11/11/1153).

Таблица 1. Химический состав цитрогипса

Известен способ использования цитрогипса для производства органоминерального удобрения путем смешивания органической составляющей в виде куриного помета клеточного содержания и минеральной составляющей в виде цитрогипса в соотношении 2 : 1 по массе. Причем первичное замешивание и

формирование бурта производят на открытой площадке фронтальным погрузчиком, затем проводят двукратное перемешивание бурта с помощью ворошителя компоста, далее осуществляют аэрацию, самосушку до влажности 38÷43% с одновременным формированием гранул путем периодического перемешивания смеси с помощью фронтального погрузчика при снижении температуры смеси до температуры не менее 30°С. (WO/2022/086354, дата публикации 28.04.2022).

Известно использование цитрогипса в составе гранулированного органоминерального удобрения на основе куриного помета клеточного содержания для повышения урожайности кукурузы (патент №2757498 от 18.10.2021 г), для повышения урожайности озимой пшеницы (патент №2748766 от 31.05.2021, для повышения урожайности сои (патент №2747748 от 13.05.2021).

Известна возможность изготовления строительных блоков из полуводного или безводного гипса, в том числе и из гипсовых отходов химического производства, например, из двуводного цитрогипса, являющегося отходом производства лимонной кислоты (патент №2778113 от 15.08.2022).

Известна искусственная почвосмесь, выбранная за прототип, (патент RU 2735422 от 02.11.2020), содержащая отходы производства лимонной кислоты - цитрогипс, а также глину, диатомит, биокомпост, отходы мокрой магнитной сепарации железной руды, песок. Недостаток - сложный состав.

Однако вышеперечисленные способы не решают задачу максимально полного использования накапливаемых на открытых полигонах отходов в виде цитрогипса.

В связи с этим поиск новых направлений использования цитрогипса для решения экологических проблем и предотвращения загрязнения окружающей среды является актуальной задачей.

Задача изобретения заключается в расширении направлений использования цитрогипса и создание способа его использования в качестве однокомпонентного грунта для выращивания саженцев древесных и древесно-кустарниковых растений при формировании ландшафтного дизайна.

Технический результат - решение поставленной задачи за счет того, что неожиданно было обнаружено, что использование цитрогипса в качестве однокомпонентного грунта позволяет получить соответствующие чернозему значения развития древесных и древесно-кустарниковых растений.

Следовательно, заявленный способ применения отхода производства лимонной кислоты цитрогипса в качестве однокомпонентного грунта соответствует условиям новизны и изобретательского уровня.

Способ применения цитрогипса в качестве грунта для выращивания саженцев древесных и древесно-кустарниковых растений включает отбор цитрогипса из отвалов на полигонах, посадку саженцев растений в отобранную массу цитрогипса, после посадки каждый саженец поливают водой в количестве 10 литров, затем осуществляют в течение месяца капельный полив под корень каждого растения через два дня в ночное время суток в течение 4-5 часов из расчета 0,01 кубический метр на 1 растение, после окончания месячной адаптации саженцев искусственный полив прекращают.

Примеры использования предложенного способа.

Для определения приживаемости, роста и развития растений в отобранный на полигоне цитрогипс было высажено по 10 штук следующих древесных растений - тополь, береза и ива, а также 10 штук древесно-кустарникового растения - арония. Для контроля в супесчаный чернозем были высажены также по 10 штук тополя, аронии, березы и ивы.

После посадки растений определяли диаметр ствола саженца, высоту, флавоноиды, хлорофилл, азотный показатель NBI. Измерения проводили на протяжении 2 месяцев с периодичностью раз в месяц. Для измерения хлорофилла, флавоноидов и NBI был использован портативный флавонид- и хлорофило-метр Force-A серии DUALEX SCIENTIFIC. Диаметр определяли с помощью штангенциркуля, а высоту с помощью жесткой складной линейки.

Суммарно всего исследовали 80 растений. Площадь экспериментальной площадки 16 м².

В первый день при посадке под каждое дерево выливали 10 л воды. В течение 1 месяца для адаптации осуществляли капельный полив под корень, чтобы избежать попадания воды на листья и избежать образование капель-линз, чтобы не пожечь листья. Капельный полив из расчета 0,01 кубический метр на 1 растение в течение 4-5 часов, производили раз в два дня в ночное время суток, чтобы исключить сильное испарение влаги. После периода адаптации в течение второго месяца исследований дополнительного к естественным осадкам искусственного полива не производили.

Значения прироста высоты и диаметра растений за время проведения эксперимента представлены в табл. 2.

Таблица 2

Из таблицы 2 видно, что прирост высоты и диаметра за время проведения эксперимента дает идентичные значения развития древесных и древесно-кустарниковых растений как при высадке саженцев непосредственно в грунт из цитрогипса, так и при высадке соответствующих саженцев в супесчаный чернозем.

Результаты измерения значений флавоноидов, хлорофилла и азотного показателя NBI за время проведения эксперимента представлены в табл. 3.

Таблица 3

Из таблицы 3 видно, что изменения значений хлорофилла, флавоноидов и NBI за время проведения эксперимента также идентичны для саженцев древесных и древесно-кустарниковых растений как при высадке саженцев непосредственно в грунт из цитрогипса, так и при высадке соответствующих саженцев в супесчаный чернозем.

Кроме того, при изъятии цитрогипса из верхних слоев горизонта отвалов в нём отмечено наличие гумусового вещества, которое образуется вследствие наноса семян травянистых растений из окружающей среды и их дальнейшим ростом и развитием, что повышает плодородные свойства цитрогипса при использовании в качестве однокомпонентного грунта.

В случае необходимости содержание микроэлементов в цитрогипсе можно увеличить путем внесения соответствующих удобрений при поливе высаженных растений.

Таким образом, доказано, что использование отхода производства лимонной кислоты цитрогипса в качестве однокомпонентного грунта без предварительной подготовки и обработки позволяет получить соответствующие чернозему значения развития древесных и древесно-кустарниковых растений. Полученный результат говорит о возможности высокоэффективного использования цитрогипса в качестве однокомпонентного грунта для выращивания растений в ландшафтном дизайне при озеленении территорий благодаря его привлекательному внешнему виду. А также способствует решению вопросов создания безотходного производства лимонной кислоты и предотвращения загрязнения окружающей среды.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к области ландшафтного дизайна. Способ включает отбор цитрогипса из отвалов на полигонах и посадку саженцев растений в отобранную массу цитрогипса. После посадки каждый саженец поливают водой в количестве 10 литров, затем осуществляют в течение месяца капельный полив под корень каждого растения через два дня в ночное время суток в течение 4-5 часов из расчета 0,01 кубический метр воды на 1 растение. После окончания месячной адаптации саженцев искусственный полив прекращают. Способ позволяет получить соответствующие чернозему значения развития древесных и древесно-кустарниковых растений. 3 табл., 1 пр.

Способ применения цитрогипса в качестве однокомпонентного грунта для выращивания саженцев древесных и древесно-кустарникового растения, включающий отбор цитрогипса из отвалов на полигонах, посадку саженцев растений в отобранную массу цитрогипса, после посадки каждый саженец поливают водой в количестве 10 литров, затем осуществляют в течение месяца капельный полив под корень каждого растения через два дня в ночное время суток в течение 4-5 часов из расчета 0,01 кубический метр воды на 1 растение, после окончания месячной адаптации саженцев искусственный полив прекращают.