Органо-минеральное удобрение на основе гидролизного лигнина

Органо-минеральное удобрение на основе гидролизного лигнина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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 органоминеральное 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s С 05 F 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4 вЪ Ql (О (21) 4165624/63 (22) 08,10.86 (46) 29.02,92, Бюл, N 8 (71) Молдавский научно-исследовательский институт полевых культур (72) В.С. Горя, M.З. Горя, 8.8, Патрашку, С.И, Тома, Н.П. Иванченко и П.В. Савиных (53) 661.71(088.8) (56) Осиновский А,Г, и др. Приготовление органо-минерального удобрения путем компостирования гидролизного лигнина с минеральными солями. — Использование лигнина и его производных в сельском хозяйстве. — Рига, Зинатне, 1978, с.81-84, (54) ОРГАНО-МИНЕРАЛЬНОЕ УДОБРЕНИЕ

НА ОСНОВЕ ГИДРОЛИЗНОГО ЛИГНИНА (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и направлено на обеспечение возИзобретение относится к сельскохозяйственной науке и практике и может быть испол ьзова но для утил изации ежегодной выработки гидролизного лигнина для повышения плодородия почвы, увеличения урожая сельскохозяйственных культур и защиты окружающей среды от загрязнения многотоннажным отходом биохимической промышленности — гидролиэным 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.

„„!Ж „„1715794 А1 можности утилизации опасного для окружающей среды отхода биохимической промышленности — гидролизного лигнина, на основе которого предложено новое органоминеральное 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/ra, 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.

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(T)) — 8,1(Т4).

Затем вносили аммиачную селитру, калий хлористый и суперфосфат.

Укаэанную последовательность операций необходимо соблюдать.

В качестве контроля в наших испытаниях служил вариант — рекоменлчем я чоча

1715794

30

55 удобрений (МбоР6оК6о кгl га). Главным критерием при подборе перспективного образца туколигнина 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 957 (НСР95).

Указанные в табл,1 виды туколигнина (T, T), Т, Тз, Т ) испытывали в дозах 50 и 500 т/га.

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

Однако по урожаю в варианте с Тг — 500 т/га, как в сравнении с пигнлном, так и с контролем (рекомендуемая доза удобрений), разница математически доказуема.

Доказуема разница в урожае между вариантами Тз — 50 т/га, T> — 500 т/га. Тз — 500 т/га, Данные по вариантам Т и Т4 явно выступают в качестве граничных по отношению к Т1, Т, Тз в д"ле 500 т/га; В дальнейшем в микрополевых опытах учет велся по вариантам Т1, Tz, Тз.

Данные поспедействия за 1984 и 1986 гг (табл.3) по высоте (Н СР = 9,8) в сравнении с лигнином отмечены во всех вариантах, кроме Т1 и Т вЂ” 50 т/га, в сравнении с контролем — e вариантах Т1, Тр, Тз — 500 т/га, а по урожаю (HCP = 10,0) в сравнении с пигнином:: э — 50 т/га, Т1., Т2, Тз 500 т/гэ, с конт-опем Tg — 500 т/га.

1985 г, По высоте (при НСР = 10,84) в сравнении с лигнином существенную прибавку дали варианты Т, Тз — 500 т/гэ, Т1, Тз — 500 т/га, в сравнении с контролем — варианты Т1, Т2, Гз — 500 т/га, по урожаю (НСР =

=5,2} в сравнении с пигнином — Т1, Тр, Тэ—

50 т/га, Т1, Tz, Тз — 500 т/га и в сравнении с контролем T3 — 50.т/га и Tl, Tz, Тз-500 т/га.

Правильность выбранного направления — работать одновременно над подборкой соотношений ингредиентов состава и его оптимальной дозы — подтверждается тем, что, например, Т1, который в дозе 50 т/га не обеспечивает гомеостаэ 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 в качестве рекомендуемых соотношений ингредиентов были взяты Ti, Тг, Тз в дозе 500 т/га.

Пример 2. В 1986 г. был заложен производственный опыт по испытанию туколигнина Тр в дозе 500 т/га, Площадь 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 каждую порцию в 500 т разравняли на площадке размером 20х40х0,5 м. Полученную площадку при помощи маркера условно разделили на квадраты 2х2 м, на которые внесли соответствующую дозу аммиака. Сразу после окончания этого процесса произвели вэрыхпение субстрата и при помощи многоковшевого смесителя-погрузчика Д-565 тщательно перемешали. Затем внесли остальные ингредиенты и опять перемешали.

После того как все четыре площадки перемешали по схеме, предусматривающей равномерное перемешивание, туколигнин уложили в бурты длиной 40 и шириной 15 м для удобства, а затем при помощи кузовного навоэоразбрасывателя РПН-10 внесли на соответствующие опытные делянки с максимапьным равномерным размещением по полю, После этого провели зяблевую вспашку. В годы изучения последействия туколигнина на поле производственного испытания других удобрений не вносили, Полученные данные (табл.4) показали, что уже в первом году действия тукопигнин в производственных условиях оказал положительное влияние на рост„развитие и урожай растений кукурузы гибрида

"Молдавский 385". Растения по туколигнину достоверно превосходили по высоте íà 21 растения контрольных делянок, Урожай зерна на делянках с туколигнином был выше на 37,6 (или 21,2 ц/га) и на

33,9 g,.(или 18,6 ц/га) соответственно в первой и второй повторностях по сравнению с контрольными делянками (при НСР95 4,16 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 последействия туколигнина в производственных усповиях после кукурузы была посеяна озимая пшеница. сорт "Одесская 51" (табл,5). В среднем урожай озимой пшеницы "Одесская 51" на делянках с туколигнином достоверно выше (при HCPg5 = 2,31 ц/га) на 417 . по сравнению с контролем.

Анализ полученных данных показал, что прирост урожая происходил главным образом эа счет увеличения количества продуктивных колосьев (на 167;).

1715794 влаги составляет 10, т.е. туколигнин возмещает почве дефицитные 40 мм влаги в весенний период. При атом 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 r.Áåëüöû. 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 окружающей среды от такого агрессивного загрязнителя, как гидролизный лигнин. Известный состав рекомендован к внесению в почву в дозе не выше 30 т/га.

Формула изобретения

Органо-минеральное удобрение íà основе гидролизного лигнина, содержащее источники минерального фосфора, минерального калия в виде хлористого калия и минерального азота в виде аммиака, о т л ич а ю щ е е с я 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:

Таким образом, предлагаемые соотношения веществ в туколигнине-2 (Т ) в дозе

500 т/га позволяют обеспечить необходимый питательный режим для растений сельскохозяйственных культур, оказывают 5 благотворное влияние на их рост, развитие и урожай как в год действия, так и последействия (на протяжении ряда лет).

Пример 4. В табл.6 приведено сопоставление известного состава на основе 10 гидролизного лигнина и нового состава туколигнина.

Пример 5. Проведены исследования влияния перспективного образца туколигнина на водно-физические. химические и 15 структурные свойства почвы и.ее питательныхх элементов (табл.7 — 13).

Данные свидетельствуют о том, что на разных глубинах в метровом слое почвы под влиянием туколигнина происходит улучше- 20 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 25 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). 30

Пример 6. Запас подвижного фосфора и калия в метровом слое почвы, особенно в последействии, выше, чем в контроле (табл.11,12), Пример 7. На глубине 0-40 см 35 структурные и водопрочные агрегаты почвы (табл.13), где явно видно благоприятное влияние туколигнина.

Таким образом, новое органо-минеральное удобрение — туколигнин в дозе 500 40 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 45 процессе длительного их окультуривания.

Исследования показали, что туколигнин увеличивает влажность в пахотном слое почвы (благодаря гидрофильным свойствам лигнина). Например, 500 т/га предлагаемого 50 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). 55

4,5-17,7

0;6-4,6

1,2-4,9

0,4-1,2

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

Аммиак (водный, 25 ь-ный)

Аммиачная селитра

Суперфосфат

Хлористый калий

Гидролизный лигнин

1715794

Таблица1

Соотношение ингредиентов в различных вариантах туколигнина, кг/т готового продукта

Таблица2

Влияние полученных образцов туколигнина в разных дозах на высоту растений и урожай зерна кукурузы гибрида" Пионер 3978" за 1983 r. Âà ивнт оль(рекомендуема рений ЙбоРщК6з кг лизный лигнин -50 игнин (Т) - 50 т/га игнин 1 (Т ) - 50 т/ игнин 2 (Т ) -50 лигнин 3 (Тз)-50 лигнин 4 (Т4)-50 игнин (Т)- 500т игнин 1 (Т )-500 лигнин 2 (T2)-500 лигнин 3 {Тз)-500 олигнин 4 (Т )-500

Таблица3

Влияние последействия внесенного в 1983 r. туколигнина на рост и урожай зерна кукурузы гибрида " Пионер 3978 " в 1984 и 1985 гг, 10

1715794

Продолжение табл.З

Таблица5

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

" Одесская 51 "

Табл ица4

Влияние туколигнина на рост и урожай кукурузы гибрида ™ Молдавский 385 "(1986 г.) 1715794! 1

Ф ° . 1

1 1 1 ! 1 Е

I !

1 !

1 j" ! !

I

1

\ ос фс се ааео с оооиеес

1 I е! Ох ! с 1 бс е ! g б- б1 1 )Л3 ф

X с бо

I1 3 !3 R

1о33

1 I б

1 С 1 е с

I I X Z 1

3 . 116 й11 =

j31 С

-" !,1:! ,в!ië (л! 33

11 1

О l el осб И

C3 !. с!

1 б

3 !

Ф

33\ бо Й 31 ((! 1Й

11, Р б 3! 3 4

I.. 5

I. С

z c

33

l l

I аб

1I

l

С! о

333 1д

Л11 a1

1:!1.3е

%3,1

I лД

h3 Х л ®

4е ! о к3

3., 3, .ЛЕ1

3==)

ЪИ б!3 ) я бе

I -Ф бе е

va o

О 1 л с Ф

1-Сz,33 3е113

1 a."., k о 3 !

3 . е

CL

,)vent, 1 ИВ о а

1

1 4 ф 1 i 1 3 j s ggf e ei л li".. аг3i а*:." ) t

2! уд Я с.

O ф

)1 Л1ЯГз 1!

339!

l

1 !

1

-l

1 с

1

1

I

1 !

3

1

1

1

1

1

1

3

1

1

3

1 !

1

1

1

1 . 1

1 !

1 !

1715794

Таблица 7

Непродуктивная влага, т/га

Вариант

Слой почвы, см

0-20 20-40 40««60 60-80 80-100 0-100

Отклонение от контроля.

Факт, 2 т/ra

Год внесения (кукуруза)

352,6 413,8 421,2 389,3 385,7

328,5 420,7 428,2 392,4 386,1

1-й год последействия (озимая пшеница)

392,1 455,1 439,2 430,8 413,5

328,5 4Ь2,6 452;6 437,8 413,9

2-й год последействия (горох)

387,4 422,5 416,8 412,1

361,5 . 421,3 . 427,0 416,5

Чонтроль

1962,6

1955,9

«6,7

-0,3

1уколигнин ,I

2130,7

2095>4

Контроль

Туколигннн

-1,7

-35 3.2026 3

2017,3 -9,0

387,5

391 >0

Контроль

Туколигнин

0,4

Вариант

Слой почвы> см

0-20 20-40 40-60 60-80 80-100

Факт, т/га

Год внесения (кукуруза)

151 О 187 7 !92 5 217 О 261 3

297,4 401,3 153,9 217,0 270,8

l-й год яоследействия (озимая пшеница)

195,1. 241.,6 170,9 136,5 206,9

507,7 359 7 23,8 69,7 196,8

2-й год последействия (горох)

135,4 189,0 201,7 206,5

228,7 256,2 192,8 193,2

1009,3

1390>3

Контроль

Туколигнин

32>(330,8

950,9

1157,6

Комтроль

Туколигнин

206,7

21,7

975,3

1123,4

Контроль

Туколигнин

148, 1

15,2

Содерканне азота в аммиачной p»e er/ra

Таблица

Ъ

« »

C/>ea почвы> см

Вариант

0-20 1 20-40 ) 40-60 1 60-80

>» »«Ъ

Год внесения (кукуруза)

54,8 49,7 54,9 . 46,4 38,0

200,8 235,4 199,6 80,6 58,5

1-й год последействия (озимая пшеница)

39,2 62,9 34,0 28,6 36,0

27,2

3l >0

187,4

202,0

243>7

774,5

Комт роль

Туколигнин

36,3

200,7 277,6

490,4 464,2

Контроль

Туколигмим

143 6 145 6 60 9 73,7

2"й год последействи)> (горох)

77>0 63,7 76,0 BЬ,Ь

67,8 70,1 75,2 81,5

104,7

66,7

105,9

84,6

450>0

394,0

72,3

78,9

375,5

373,4

Контроль

Туколигнин

Т а б л и ц а 8

Sa»ac продуктивной влаги, т/га

Увеличение

0-100

1715794

Таблица 10

Содержание азота в нитратной форме, кг/га

Слой почвы, си

40 40-60

Вариант г

t 100-гоо / 180-200, l

0-20 ) 20- 60-80 ) 80-100

Год внесения (кукуруза)

31,9 51,9 76,2 75,5 54,1

148 8 261 5 138,3 114,0 102,6

l-й год послвдействия (озимая пшеница)

13 1 47 1 12 4 8 1 14 1

41 8 64,4 51 О ° 73,8 78,6

2-й год последействия (горох)

7,7 28,6 22,6 9,2 11,2

35,6 75,1 26,6 66,2 58,9

289,6 177,2

765,2 320,3

12,6

Контроль

Туколигнин

11,,2. 94,7

309,5

23;6

218,3

166,5

Контроль

Туколигмин 10,6

50,4

9,8

79,2

262,4

Контроль

Туколигнин

48,4.

Теблица 11

Содержание подвижного фосфора, кг/га

Слой почвы, см

Вариант

Год внесемия (кукуруза)

176,2 1 11;4 119,4 98,8 107,2

126,0 150 ° 5 82,7 141,1 87,2

1-й год последействия (озимая пшеница) .

133,1 88,6 48,3 51,6 53,6

324,9 241,о 89 6 41 3 59,4

2-й год последейстеия (горох)

104 3 80,8 78,3 52,4 51,3

333,7 312,7 82,7 52,0 55,0

613, 1

587,5

Контроль

Туколигнин

375,2

Кон;роль

Тукот игнин

756,2

367,1

Контроль

Туколигнин

836,1

Таблица 12

Содержание обменного калия, кг/га

Слой почвы, см

Ва риант

20-40 40-60 60-80 80-100 0-100

0-20

Год внесения (кукуруза)

388,3 433,7 420,9 436,8 425,3

319,2 379,1 329,5 474,0 399,6

1-й год последействия (озимая пшеница)

288,5 307,3 243,6 259,8 237,7

350,7 329,5 286,0 276,8 271,9

2-й год последействия (горох)

272,2 276,8 226,8

384,6 308,9 328,5

Контроль

Туколигнин

2105,0

1901,4

Контроль

Туколигнин

1336,9

1514,9

Контроль

Туколигнин

270,7 245,2 1291,7

247,8 275,0 1544,8 т т

««

0-20 (20-40 Р 40-60 (60-80 80-100 0-100

1715794

Таблица 13

Структурные и водопрочные агрегаты, Ф

Глубина отбора образца, си

Туколигнин

Контроль

Структурные Водопрочные (10т0,25) (3-0,25) Структурные Водопрочные (10-0,25) (3-0,25) 0-20

20-40

49,82

55,60

0-20

20-40

59,86

56,32

64,28

67,34. 0-20

20-4 0

Составитель Л.Серова

Редактор А.Маковская Теехред M.Ìîðãåíòàë Корректор В. Гирняк

Заказ 577 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Год внесения (кукуруза

75,71 38,72

73,70 47,88

1-й год последействия

78,37 42,07

72,94. 47,82 .

2-й год последействия

76,29 55,62

78, 12 55,21

79,02

78,19 (озимая пшеница)

80,67

84,19 (горох)

83,77

81 65