Органо-минеральное удобрение на основе гидролизного лигнина Советский патент 1992 года по МПК C05F11/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственной науке и практике и может быть использовано для утилизации ежегодной выработки гидролизного лигнина для повышения плодородия почвы, увеличения урожая сельскохозяйственных культур и защиты окружающей среды от загрязнения многотоннажным отходом биохимической промышленности - гидролизным лигнином.

Целью изобретения является повышение полноты утилизации гидролизного лигнина за счет обеспечения возможности внесения в почву повышенных доз удобрения.

Ниже приведены примеры применения нового состава, который рекомендуется для использования на черноземах обыкновенных, выщелоченных, типичных, а также на суглинистых, тяжелосуглинистых и солонцовых почвах.

Составу дано название туколигнин.

Пример 1. Для выявления оптимального перспективного образца туколигнина испытано несколько смесей, указанных в табл.1.

Каждая смесь разрабатывалась отдельно. Для лучшего смешивания ингредиентов использовали бетономешалку, куда загружали соответствующее количество гидролизного лигнина, к нему сначала примешивали водный раствор аммиака. При этом величина рН гидролизного лигнина повышалась с 2.7-3,0 до 6.6(Ti)-8.1(T/)). Затем вносили аммиачную селитру, калий хлористый и суперфосфат.

Указанную последовательность операций необходимо соблюдать.

В качестве контроля в наших испытаниях служил вариант - рекомендуемся чта

сл о

4

удобрений (NeoPeoKeo кг/га). Главным критерием при подборе перспективного образца туколигнинэ служило влияние на рост, развитие растений и урожай зерна (табл.2,3,4,5). Для доказательств достоверности полученных данных проводили математическую обработку данных дисперсионным методом с вычислением наименьшей существенной разницы при уровне вероятности 95% (НСРэз).

Указанные в табл,1 виды туколигнина (Т, TI, Тг,Тз. Т4испытывали в дозах 50 и 500 т/га.

В год внесения состава в почву существенной разницы по высоте растений не обнаружено (табл.2).

Однако по урожаю в варианте с Т2 - 500 т/га, как в сравнении с лигнином, так и с контролем (рекомендуемая доза удобрений), разница математически доказуема. Доказуема разница в урожае между вариантами Тз - 50 т/га, Ti - 500 т/га, Тз - 500 т/га, Данные по вариантам Т и Тз явно выступают в качестве граничных по отношению кТ1,Т2, Тз в дозе 5.00 т/га. В дальнейшем в микро- полев IX опытах учет велся по вариантам TL Т2, Тз.

Данные последействия за 1984 и 1985 гг (табл.3) по .высоте (НСР 9,8) в сравнении с лигнином отмечены во всех вариантах, кроме TI и Тз - 50 т/га, в сравнении с контролем

-в вариантах Ti, Тз, Тз - 500 т/га, а по. урожаю (НСР 10,0) в сравнении с лигнином: Тз - 50 т/га, Ti, T2, Тз - 500 т/га, с контролем Та - 500 т/га.

1985 г. По высоте (при НСР 10.84) в сравнении с лигнином существенную прибавку дали варианты Т2, Тз - 500 т/га, Ti, Тз

-500 т/га, в сравнении с контролем - варианты Т к Т2, Тз - 500 т/га, по урожаю (НСР 5,2) е сравнении с лигнином - Ti, Тг, Тз - 50 т/га, Ti, T2, Тз - 500 т/га и в сравнении с контролем Тз 50т/га nTi,T2, Тз-500 т/га.

Правильность выбранного Направления

-работать одновременно над подборкой соотношений ингредиентов состава и его оптимальной дозы - подтверждается тем, что, например. TL который в дозе 50 т/га не обеспечивает грмеостаэ почвы и снижает как интенсивность роста, так и урожай растений, в дозе 500 т/га (табл.2,3) дает увеличение как высоты растений, так и урожая зерна. Поэтому а качестве рекомендуемых соотношений ингредиентов были взяты Ti, Та, Тз в дозе-500 т/га.

Пример 2. В 1986 г. был заложен производственный опыт по испытанию туколигнина Тг в дозе 500 т/га. Плош,адь делянок - один гектар. Повторность двукратная. Внесение туколигнина - после зяблевой вспашки. Контроль - рекомендуемая доза удобрений.

Приготовление туколигнина в производственных условиях проведено прямо в поле; С завода на машинах перевезли гидролизный лигнин, который выгрузили на специально отведенной площадке с целью более тесного укладывания по 500 т. Далее

0 каждую порцию в 500 т разравняли на площадке размером 20x40x0,5 м. Полученную площадку при помощи маркера условно разделили на квадраты 2x2 м, на которые внесли соответствующую дозу аммиака. Сразу

5 после окончания этого процесса произвели взрыхление субстрата и при помощи много- ковшевого смесителя-погрузчика Д-565 тщательно перемешали. Затем внесли остальные ингредиенты и опять перемешали.

0 После того как все четыре площадки перемешали по схеме, предусматривающей равномерное перемешивание, туколигнин уложили в бурты длиной 40 и шириной 15м для удобства, а затем при помощи кузовного

5 навозоразбрасывателя РПН-10 внесли на соответствующие опытные делянки с максимальным равномерным размещением по полю, После этого провели зяблевую вспашку. В годы изучения последействия туколиг0 нина на поле производственного испытания других удобрений не вносили.

Полученные данные (табл.4) показали, что уже в первом году действия туколигнин в производственных условиях оказал поло5 жительное влияние на рост, развитие и урожай растений кукурузы гибрида Молдавский 385. Растения по туколигнину достоверно превосходили по высоте на 21 % растения контрольных делянок,

0 Урожай зерна на делянках с туколигни- ном был выше на 37,6% (или 21,2 ц/га) и на 33,9%.{или 18,6 ц/га) соответствен но в первой и второй повторностях по сравнению с контрольными делянками (при НСРэб 4,16

5 ц/га). При этом увеличение урожайности растений произошло главным образом за счет увеличения веса зерна на одном початке и за счет выхода зерна (табл.4).

Пример 3. Для изучения последейст0 вия туколигнина в производственных условиях после кукурузы была посеяна озимая пшеница, сорт Одесская 51 (табл.5). В среднем урожай озимой пшеницы Одесская 51 на делянках с туколигнином досто5 верно выше (при НСРэ5 2,31 ц/га) на 41% по сравнению с контролем.

Анализ полученных данных показал, что прирост урожая происходил главным образом за счет увеличения количества продуктивных колосьев (на 16%).

Таким образом, предлагаемые соотношения веществ в туколигнине-2 (Т) в дозе 500 т/га позволяют обеспечить необходимый питательный режим для растений сельскохозяйственных культур, оказывают благотворное влияние на их рост, развитие и урожай как в год действия, так и последействия (на протяжении ряда лет).

Пример 4. В табл.б приведено сопоставление известного состава на основе гидролизного лигнина и нового состава туколигнина.

Пример 5. Проведены исследования влияния перспективного образца туколиг- нина на водно-физические, химические и структурные свойства почвы и -ее питательных элементов (табл.7-13).

Данные свидетельствуют о том, что на разных глубинах в метровом слое почвы под влиянием туколигнина происходит улучше- ние водного запаса: непродуктивная влага по отношению к контролю уменьшается, а запас продуктивной влаги значительно увеличивается (табл.7,8). То же отмечено в отношении аммиачной и нитратной форм азота в метровом слое почвы. На глубине 180-200 см нитратная форма азота, которая представляет опасность для загрязнения грунтовых вод, в варианте с туколигнином ниже контроля (табл.9,10).

Пример 6. Запас подвижного фосфора и калия в метровом слое почвы, особенно в последействии, выше, чем в контроле (табл. 11,12),

П р и м е р 7. На глубине 0-40 см структурные и водопрочные агрегаты почвы (табл.13), где явно видно благоприятное влияние туколигнина.

Таким образом, новое органо-мине- ральное удобрение - туколигнин в-дозе 500 т/га по сравнению с контролем препятствует вымыванию азота (особенно нитратной формы), приводит к более глубокому изменению физических свойств почвы (в лучшую сторону), которые даже черноземы теряют в процессе длительного их окультуривания.

Исследования показали, что туколигнин увеличивает влажность в пахотном слое почвы (благодаря гидрофильным свойствам лигнина). Например, 500 т/га предлагаемого туколигнина в пересчете составляют 190 т/га сухого лигнина. Пахотный слой - 20-25 см - удерживает весной дополнительно 400 т воды на гектар или 40 мм осадков (которые обычно в весенний период составляют дефицит).

Среднее количество осадков по Молдавии составляет 400-450 мм. При внесении в почву туколигнина увеличение количества

влаги составляет 10%, т.е. туколигнин возмещает почве дефицитные 40 мм влаги в весенний период. При этом увеличивается водопроницаемость почвы, что очень важно, учитывая, что в летний период в Молдавии основное количество осадков выпадает в виде ливня. Тем самым почва предохраняется от эрозии.

Пример 8. Отмечено, что туколигнин ускоряет развитие растений разных культур, например подсолнечника, озимой пшеницы. Цветение корзинок и созревание семян подсолнечника под влиянием туколигнина наступает на 4 дня раньше. У озимой пшеницы колошение отмечено на 4 дня раньше, созревание - на 2 дня.

Разработана схема использования ближайших к заводу 10-15 полей (расстояние 15-20 км) площадью около 100 га каждое с внесением годичной выработки .завода со средней мощностью (50 тыс.т гидролизного лигнина), каким является биохимический завод в г.Бельцы. Чередование полей необходимо обеспечить так, чтобы внесение туколигнина вторично на одном и том же поле происходило через 10-15 лет, что вполне обеспечит его положительное действие на почву и растения.

Таким образом, рекомендуемое соотношение ингредиентов и доза 500 т/га полностью обеспечивают рациональное использование многотоннажного отхода биохимической промышленности в сельском хозяйстве, а также избавление окружа- ющей среды от такого агрессивного загрязнителя, как гидролизный лигнин. Известный состав рекомендован к внесению в почву в дозе не выше 30 т/га.

Ф о р м ула изобретения

Органо-мйнеральное удобрение на основе гидролизного лигнина, содержащее источники минерального фосфора, минерального калия в виде хлористого калия и минерального азота в виде аммиака, отличающееся тем, что, с целью повышения полноты утилизации гидролизного лигнина путем внесения в почву повышенных доз удобрения, оно в качестве источника минерального фосфора содержит суперфосфат, а в качестве источника минерального азота дополнительно содержит аммиачную селитру при следующем соотношении компонентов, кг/т: .

Аммиак (водный, 25%-ный) 4,5-17,7 Аммиачная селитра0,6-4,6

Суперфосфат1,2-4,9

Хлористый калий0,4-1,2

Гидролизный лигнинОстальное.

Таблица1

Изобретение относится к сельскому хозяйству и направлено на обеспечение возможности утилизации опасного для окружающей среды отхода биохимической промышленности - гидролизного лигнина, на основе которого предложено новое органо- минеральное удобрение. Цель изобретения - повышение полноты утилизации гидролизного лигнина за счет обеспечения возможности внесения в почву повышенных доз удобрения. Новый состав позволяет вносить его в почву в количестве до 500 т/га, в то время как известный состав на основе гидролизного лигнина вносят в дозе не выше 30 т/га. Новое органо-минеральное удобрение содержит, кг/т: 25%-ный водный аммиак 4,5-17,7, аммиачная селитра 0,6- 4.6, суперфосфат 1,2-4,9, хлористый калий 0,4-1,2, гидролизный лигнин - остальное. 13 табл. 00 С

Соотношение ингредиентов в различных вариантах туколигнина,

кг/т готового продукта

Влияние полученных образцов туколигнина в разных дозах на высоту растений и урожай зерна кукурузы гибрида Пионер 3978 за 1983 г.

Влияние последействия внесенного в 1983 г. туколигнина на рост и урожай зерна кукурузы

гибрида Пионер 3978 н в 1984 и 1985 гг.

Таблица2

ТаблицаЗ

Т а 6 л и ц а 4 Влияние туколигнина на рост и урожай кукурузы гибрида Молдавский 385 (1986 г.)

Влияние последействия опытного лигнина (1986 г.) на урожай озимой пшеницы

Одесская 51

Продолжение табл.3

ТаблицаБ

Непродуктивная влага, т/га

Таблица 7

Таблица 10 Содержание- азота в нитратной орме, кг/га

Структурные и водопрочные агрегаты, %

38,72 47,88

79,02 78,19

Год внесения (кукуруза)

75,71 73,70

1-й год последействия(озимая пшеница)

78,37 42, 0780,67

72,94 47,82.ОД,19

2-й год последействия(горох)

76,29 55,6283,77

78,12 55,2181,65

Таблица 13

79,02 78,19

49,82 55,60

59,86 56,32

64,28 67,34