Органо-минеральное комплексное удобрение и способ его получения

Органо-минеральное комплексное удобрение и способ его получения

Реферат

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к технологии получения органо-минеральных комплексных удобрений из торфа и органических остатков, и может быть использовано для получения комплексных удобрений, которые повышают урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции.

Известны различные типы удобрений, служащие для повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Например, 1. Сапропелевый концентрат, содержащий гуминовые кислоты, и полученный в результате обработки влажного сапропеля щелочным агентом, причем в качестве сапропелевого концентрата используют продукт обработки влажного сапропеля золой под воздействием ультразвука, содержащий не менее 2,7 г/л гуминовых кислот и имеющий pH 9,8-12,5.

2. Способ получения сапропелевого концентрата, содержащего гуминовые кислоты, путем обработки влажного сапропеля щелочным агентом, при этом в качестве щелочного агента используют золу и обработку проводят под воздействием ультразвука при соотношении 2-10 мас.ч. золы на 100 мас.ч. влажного сапропеля.

Патент РФ на изобретение №2088557, МКИ: C05F 7/00; д. публ. 2005.11.20. Известен «Способ получения комплексного органоминерального удобрения», путем смешивания измельченного бурого угля с мочевиной и обработки полученной смеси электромагнитным полем, причем к полученной смеси добавляют измельченный глауконитовый песок при массовом соотношении компонентов 0,9:0,9:0,2, подвергают ее облучению высокочастотным электромагнитным полем частотой (1500+50) МГц в течение 3-5 мин, затем нагревают ее до 75-80°С и выдерживают при данной температуре 5 мин при постоянном перемешивании.

Патент РФ на изобретение №22119147, МПК: C05F 11/02; д. публ. 2003.12.20.

Известно «Органоминеральное удобрение», включающее бурый уголь, торф, кальцийсодержащий компонент и минеральные удобрения, причем в качестве кальцийсодержащего компонента оно содержит внепечную пыль-отход цементного производства, а в качестве минеральных удобрений-фосфоритную муку, поташ и карбамид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бурый уголь	12-24
Внепечная пыль	9-15
Фосфоритная мука	20-15
Поташ	4-6

Патент РФ на изобретение №2151757, МПК: C05F 11/02, д. публ. 2000.06.27.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является «Способ получения органоминеральных удобрений», основанный на кавитационном диспергировании гуматсодержащих веществ с последующим дополнительным введением микроэлементов, заключающийся в том, что предварительно приготавливают смесь расвора щелочи с pH не менее 12 с гуматосодержащим веществом, после чего производят кавитационное диспергирование воздействием ультразвуковым излучением из расчета удельной мощности 1-4 Вт на 1 см зоны обработки смеси в течение 5-15 мин, далее добавляют в эту смесь фосфорную кислоту в количестве, обеспечивающем снижение pH до 2-1, затем обрабатывают этот раствор ультразвуковым излучением тех же параметров в течение того же диапазона времени, далее полученный раствор смешивают с щелочью, в количестве, обеспечивающем нейтрализацию раствора до pH 7-7,5 и далее вводят в полученное жидкое гуминовое удобрение питательные микроэлементы. Патент РФ на изобретение №2350587, МПК: C05F 11/02, д. публ. 2009.03.27.

К техническому результату относится повышение эффективности действия комплексного удобрения на урожайность сельскохозяйственных культур за счет использования в удобрении высокого и сбалансированного содержания быстрорастворимых гуматов калия и элементов минерального питания.

Кроме того, органо-минеральное комплексное удобрение «Геотон» обладает повышенной, по сравнению с аналогами, доступностью для растений, активизирует биохимические процессы в растениях, стимулирует улучшение их иммунитета, значительно увеличивает эффективность корневого и не корневого питания растений, в результате чего значительно повышается урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции.

Технический результат достигается за счет того, что «Органо-минеральное комплексное удобрение и способ его получения» содержит в качестве гуматсодержащих веществ торф, минеральные компоненты и питательные микроэлементы. Причем в состав комплекса вводят азотно-аммиачную составляющую в виде мочевины и воду, обработанную УФ-излучением, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Торф	5,1
Гидроокись калия КОН	11,40
Мочевина CO(NH2)2	7,6
Ортофосфорная кислота H3PO4	12,6
Вода H2O	63,3

при этом полученное удобрение характеризуется следующим содержанием элементов, вес.%:

Азот N	9-14
окись калия K2O	23-29
Фосфорный ангидрид P2O5	23-25
Органическое вещество	32-45

(в котором содержание гуматов калия 9-12%)

2. Способ получения органо-минерального комплексного удобрения, путем кавитационного диспергировании гуматсодержащих веществ воздействием ультразвуковым излучением. В дальнейшем смесь обрабатывают ортофосфорной кислотой, и смешивают полученный раствор со щелочью. Затем вводят в полученное жидкое гуминовое удобрение питательные микроэлементы. При этом предварительно воду обрабатывают УФ-излучением, затем осуществляют кавитационное диспергирование измельченного торфа этой водой, при соотношении торф:вода, равном 1,6:20. В полученную суспензию добавляют в соотношении 1:1 гидроокись калия, а гидролиз смеси осуществляют в реакторе в течение 10 минут при смешивании и одновременной обработке ее в магнитном поле с магнитной энергией 300 кДж/м³, создаваемым с помощью магнитов из неодим-железо-бариевоего сплава. Затем смесь, предварительно обработанную в течение 2-3 минут ультразвуковым излучением, нейтрализуют 100% ортофосфорной кислотой H₃PO₄ в количестве, необходимом для достижения раствора рН=7-7,5. В том же реакторе в смесь вводят мочевину CO(NH₂)₂, при соотношении мочевина:смесь, равном 1:12. Затем твердые примеси отделяют с помощью центрофуги, а полученный продукт снова направляют в реактор, в котором вторично обрабатывают магнитным полем с той же магнитной энергией 300 кДж/м³.

Примеры конкретного выполнения способа.

«Геотон» хорошо растворим в воде и может применяться с использованием традиционных технологий внесения жидких агрохимикатов, совместим с большинством промышленные) используемых удобрений и средств защиты растений. Из применяемых в настоящее время в сельском хозяйстве гуминовых удобрений и удобрительных комплексов только Геотон характеризуется более высоким содержанием гуматов и элементов минерального питания растений (N, P₂O₅ и K₂O) - см. табл.1.

Таким образом, только «Геотон» характеризуется содержанием гуминовых веществ в пределах 9-12%. При поверхностной, листовой обработке концентрат разводится водой в соотношении: 2,5-3 л «Геотона» на 1000 л воды. Норма внесения - 300 л/га (0,03 л/м²), 1-3 раза за вегетационный период.

При предпосевной обработке семенного материала концентрат разводится в соотношении 2,0 л препарата на 80 л воды. Расход 10 л на 1 тонну семян. «Геотон» впервые был испытан в производственных условиях СПТК Комаричи Комаричского района Брянской области в 2008 г.

Производственный эксперимент, был заложен на поле яровой пшеницы сорта «Михаэль». Почвенный покров представлен серыми лесными среднесуглинистыми почвами, содержание гумуса составляет 2,5%, подвижных фосфора и калия 19-20 мг на 100 г почвы соответственно. Реакция почвенного раствора нейтральная, pH=6.5-6.8. Посевы пшеницы были обработаны водным раствором препарата (в дозе 750 г препарата в 300 литрах воды на 1 га) путем обработки вегетирующих растений с помощью промышленной установки (опрыскиватель штанговый ОПШ-18). Обработка проводилось дважды: в конце фаз выхода в трубку и колошения. Всего было обработано 7 га посевов. Эксперимент проводился на фоне агротехнических и агрохимических мероприятий, применяемых в хозяйстве.

Агрохимические мероприятия, применяемые в хозяйстве на посевах яровой пшеницы, включали:

- внесение Азофоски (N:P:K=16:16:16) под основную обработку, 1 ц/га физ. вес);

- подкормку аммиачной селитрой в фазы: кущение, выход в трубку, молочная спелость (по 1 ц/га при каждой обработке);

- подкормку Кемирой (N:P:K=18:18:18) 2 раза за сезон по листовой поверхности в жидком виде (по 2 кг/га физ.веса);

- обработку стимуляторами роста «Альбид» и «Новосилк» - по всходам яровой пшеницы;

- обработку гербицидами, фунгицидами и пестицидами - в течение вегетационного периода.

Испытания показали, что «Геотон», внесенный дважды в качестве листовой подкормки, оказал положительное влияние на состояние растений пшеницы. На опытном участке полностью отсутствовало полегание посевов. Наблюдалось наличие более мощной соломы, увеличенного по сравнению с контролем колоса и более раннее созревание зерна. Урожайность зерна на участке, обработанном комплексом, была выше на 13,7 ц/га (на 44,2%) по сравнению с урожайностью на участке без обработки препаратом. Урожайность соломы также была выше контрольной на 12,8 ц/га (на 54,7%). Вес 1000 зерен с опытного поля оказался выше, чем на контроле, на 11,0% (Табл. 2).

Статистически значимых различий в биохимических показателях зерна (содержании золы, протеина, жира, клетчатки) с контрольного и опытного участков не обнаружено, все они обусловлены сортовыми особенностями выращиваемого сорта Михаэль (Табл. 3).

Производственные испытания «Геотона» на зерновых культурах были проведены на экспериментальной базе ГНУ Калужский НИИСХ РАСХН (Перемышльский район, Калужской области) в 2009 г. по общепринятой методике (Журбицкий, 1968). Почва - серая лесная среднесуглинистая: pH_KCl 5,6-6,6; P₂O₅ - 200 мг/кг, K₂O - 150 мг/кг почвы, гумус - 2,9%. Культура - ячмень, сорт «Hyp» и овес, сорт «Привет». Комплексом обрабатывали вегетирующие растения ячменя и овса в фазу кущения в дозе 1000 мл маточного раствора на 300 л воды на 1 га.

Применение «Геотона» в фазу кущения растений повысило урожай зерна ячменя с 33,4 до 45,8 ц/га, т.е. на 37% по сравнению с контролем (вариантом без обработки препаратом). Урожайность овса при этом возросла с 42,2 до 57,4 ц/га (на 36%) - табл.4.

Испытания «Геотона» на картофеле различных сортов на дерново-подзолистых и серых лесных почвах проводили в серии полевых опытов в 2009-2010 гг. в различных хозяйствах Калужской области. Утверждены 10 актов испытаний «Геотона». Несмотря на неблагоприятные погодные условия 2010 г., обработка клубней картофеля различных сортов перед посадкой органо-минеральным препаратом Геотон^M на дерново-подзолистых и серых лесных почвах в хозяйствах различных форм собственности Калужской области способствовала повышению урожайности на 10-20%, а обработка вегетирующих растений в фазы массовых всходов и перед цветением - на 10-25% по сравнению с контролем (технология хозяйства). Содержание крахмала в клубнях при этом повысилось.

На базе ГНУ Калужский НИИСХ Россельхозакадемии испытания были проведены в 2010 г. на картофеле, сорт Удача, на серой лесной почве. Содержание гумуса в почве - 2,3%, pH_KCl 5,6; гидролитическая кислотность - 3,6 мг-экв/100 г почвы, содержание подвижного фосфора и обменного калия - 214 и 131 мг/кг почвы, содержание в почве нитратного азота - 21, аммонийного - 39 мг/кг почвы, соответственно. При обработке клубней «Геотоном» перед посадкой урожайность картофеля повысилась на 17,5% а количество товарных клубней - на 23%; при обработке растений картофеля препаратом в период массового появления всходов - на 19,5 и 33% по сравнению с контролем, соответственно (табл.5). Содержание крахмала при обработке клубней «Геотоном» перед посадкой повысилось на 1,17% по сравнению с контролем.

Результаты производственных испытаний в 2009 г.в условиях полевого опыта на картофеле, сорт Удача, на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве в КФХ «Петухов» в Бабынинском районе Калужской области (содержание гумуса - 1,82%, pH_KCl 4,5; гидролитическая кислотность - 4,23 мг·экв/100 г почвы, содержание P₂O₅ - 147, K₂O - 136 мг/кг почвы), показали существенное повышение урожайности клубней при использовании комплекса (на 98 ц/га, или на 25% по сравнению с контролем) (табл.6). В неблагоприятном по погодным условиям 2010 г. применение «Геотона» на картофеле, сорт Елизавета, способствовало повышению урожайности клубней на 10%. В КХ «Братья Фетисовы» на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве (содержание гумуса - 2,15%, pH_KCl 5,3; гидролитическая кислотность - 1,98 мг·экв/100 г почвы, содержание P₂O₅ - 183, K₂O - 84 мг/кг почвы) обработка посевов картофеля Геотоном способствовала повышению урожайности клубней картофеля, сорт Винетта, - на 14%, сорт Удача - на 21%, сорт Скарб - на 19% по сравнению с контролем (технология хозяйства) (табл.7).

В ОАО «Родина» Малоярославецкого района Калужской области опыты с обработкой картофеля «Геотоном» проводились на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве. Содержание гумуса в почве - 1,73%, pH_KCl 4,9; гидролитическая кислотность составляла 2,62 мг·экв/100 г почвы, содержание P₂O₅ - 152, K₂O - 121 мг/кг почвы. Результаты испытаний показали, что обработка растений картофеля, сорт Бриз, «Геотоном» в фазу массовых всходов повысила урожайность клубней на 16-19% по отношению к контролю, а обработка смеси сортов (Винетта, Джилла, Розалин) препаратом в фазу цветения - на 11% (табл.8).

Предпосадочную обработку картофеля «Геотоном» следует совместить с обработкой клубней рекомендуемыми против болезней и вредителей препаратами, проводить тракторами МТ3-82, Fend-310 или другими имеющимися в хозяйствах сельскохозяйственными машинами КСМ-4А, GRIMME и др. в день посадки картофеля (для Нечерноземной зоны РФ для картофеля средних и поздних сортов - с конца первой декады мая до конца месяца). В условиях полевого опыта в СПТК АФ «Культура» (Брянская область) на дерново-подзолистой почве одноразовая обработка листьев капусты, сорт Селема, «Геотоном», в фазу начала формирования вилка, способствовала повышению урожайности данной культуры с 417,9 до 470,2 ц/га, то есть на 13% по сравнению с контролем.

Таким образом, органо-минеральное комплексное удобрение «Геотон» является высокоэффективным препаратом на основе торфа, существенно повышающим продуктивность зерновых культур, картофеля и капусты при применении на дерново-подзолистых и серых лесных почвах.

«Геотон» предназначен для поверхностной обработки вегетирующих растений, и предпосевной обработки семян зерновых культур, картофеля и овощей, применяется в жидком виде методом опрыскивания.

Обработку вегетирующих растений картофеля «Геотоном» следует проводить в фазу появления массовых всходов, или перед началом бутонизации, с помощью опрыскивателя штангового ОПШ-1 или других, имеющихся в хозяйствах, на фоне агротехнических и агрохимических мероприятий, применяемых в соответствующих хозяйствах. Рентабельность применения органо-минерального комплекса Геотон составляет 220%.

Следовательно, предложенный в качестве изобретения «Органо-минеральное комплексное удобрение (ОМК «Геотон») и способ его получения» позволяют получить комплекс, который за счет высокого, сбалансированного содержания в удобрении быстрорастворимых гуматов калия и элементов минерального питания растений (NPK), а также повышенной, по сравнению с аналогами, доступностью для растений, активизирует биохимические процессы в растениях, стимулирует улучшение их иммунитета, значительно увеличивает эффективность корневого и не корневого питания растений, в результате чего значительно повышается урожайность сельскохозяйственных культур и качество продукции.

Таблица 1
Название применяемого препарата	Гуминовых кислот	Солей гуминовых кислот (гуматов)	N (азота общего)	P2O5	К2О
Гуминовое удобрение ЭДАГУМ®СМ	30-35 г/л (3,0-3,5%)
Жидкий препарат Гумистим, стимулятор роста растении на основе торфа (разработчик -Сибирский НИИ торфа)	4,5-4,8%
Комплексное гуминовое удобрение Теллура - М	8 г/л (0,8%)		1,2 г/л (0,12%)	5 г/л (0,5%)	3 г/л (0,3%)
Комплексное гуминовое удобрение Феникс	25 г/л (2,5%)		12 г/л (1,2%)	5 г/л (0,5%)	3 г/л (0,3%)
Жидкое гуминовое органо-минеральное удобрение ГУМАТ КАЛИЯ торфяной жидкий	80 г/л (8%)		0,35 мг/л (0,035%)	1,46 г/л (0,146%)	-
СТИМУЛАЙФ - жидкое органо-минеральное удобрение	1,8-2,0%
Сухое торфо-гуминовое удобрение «ФЛОРА-С»	12 г/л (1,2%)
OOO «Аграрные технологии» выпускает гуматизированные минеральные удобрения: Гуматизированная мочевина		1,8-2%	46,2%
Гуматизированный суперфосфат		2,8%		20%
Азофоска гуматизированная		1,9%	16%	16%	16%
Нитрофоска гуматизированная		1,8%	11%	10%	11%
Диаммофоска гуматизированная		1,8%	12,5%	20%	20%

Таблица 2
Влияние «Геотона» на урожайность и вес 1000 зерен яровой пшеницы сорт «Михаэль» на серой лесной почве
Урожайность, ц/га	Вес 1000 зерен, г
Зерно	Солома
Контроль - технология хозяйства
30,5±1,2	23,4±1,2	33,67±0,06
Применение ОМК 2 раза за вегетацию
44,2±1,5	36,2±1,3	37,14±0,08

Таблица 3
Биохимические показатели зерна яровой пшеницы при обработке «Геотоном»
Содержание в % на абсолютно сухое вещество
золы	протеина	жира	клетчатки
Контроль - технология хозяйства
1,26±0,05	18,22±0,50	3,02±0,06	1,16±0,04
Применение ОМК 2 раза за вегетацию
1,28±0,05	18,11±0,45	3,04±0,08	1,06±0,04

Таблица 4
Влияние Геотона на урожайность ячменя и овса на серой лесной почве
Вариант опыта	Урожай зерна, % к контролю
ячменя	овса
Контроль - технология хозяйства без обработки ГеотономM	100	100
Обработано ГеотономM	137	136

Таблица 5
Влияние Геотона на урожайность и качество картофеля на серной лесной среднесуглинистой почве (опыты ГНУ Калужский Россельхозакадемии, 2010 г.)
Вариант опыта	Урожайность клубней картофеля, %к контролю	Количество товарных клубней, % к контролю	Содержание крахмала, %
Сорт Удача
Контроль - технология хозяйства без обработки Геотоном	100	100	14,41
Обработка клубней Геотоном перед посадкой	117,5	123	15,58
Обработка растений Геотоном в период массового появления всходов	119,5	133	15,16

Таблица 6
Влияние Геотона на урожайность картофеля на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве (Бабынинский район Калужской обл., 2009-2010 гг.).
Вариант опыта	Урожайность клубней картофеля, % к контролю
Сорт Удача	Сорт Елизавета
Контроль - технология хозяйства без обработки ГеотономM	100	100
Обработка ГеотономM	125	110

Таблица 7
Влияние Геотона на урожайность картофеля различных сортов на дерново-подзолистой среднесуглинистой почве (Думиничский район Калужской обл., 2010 г.
Вариант опыта	Урожайность клубней картофеля, % к контролю
Сорт Винетта	Сорт Удача	Сорт Скарб
Контроль - технология хозяйства без обработки ГеотономM	100	100	100
Обработка ГеотономM	114	121	119

Таблица 8
Влияние Геотона на урожайность картофеля различных сортов на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве (Малоярославецкий район Калужской обл., 2010 г.)
Вариант опыта	Урожайность клубней картофеля, % к контролю
Сорт Бриз (предшественник - картофель), фаза массовых всходов	Сорт Бриз (предшественник - пар), фаза массовых всходов	Сорта: Винетта-34%, Джилла-33%, Розалин-33%, фаза цветения
Контроль - технология хозяйства без обработки Геотоном	100	100	100
Обработка ГеотономМ	119	116	111

1. Органо-минеральное комплексное удобрение, содержащее в качестве гуматсодержащих веществ торф, минеральные компоненты и питательные микроэлементы, отличающееся тем, что в состав комплекса вводят азотно-аммиачную составляющую в виде мочевины и воду, обработанную УФ-излучением, при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Торф	5,1
Гидроокись калия KOH	11,40
Мочевина CO(NH2)2	7,6
Ортофосфорная кислота H3PO4	12,6
Вода H2O	63,3

при этом полученное удобрение характеризуется следующим содержанием элементов, вес.%:

Азот N	9-14
Окись калия K2O	23-29
Фосфорный ангидрид P2O5	23-25
Органическое вещество,
в котором содержание гуматов калия 9-12%	32-45

2. Способ получения органо-минерального комплексного удобрения путем кавитационного диспергирования гуматсодержащих веществ воздействием ультразвуковым излучением, с дальнейшей обработкой ортофосфорной кислотой, с последующим смешиванием полученного раствора со щелочью и введением в дальнейшем в полученное жидкое гуминовое удобрение питательных микроэлементов, отличающийся тем, что предварительно воду обрабатывают УФ-излучением, затем осуществляют кавитационное диспергирование измельченного торфа этой водой, при соотношении торф: вода, равном 1,6:20, при этом в полученную суспензию добавляют в соотношении 1:1 гидроокись калия, а гидролиз смеси осуществляют в реакторе в течение 10 мин при смешивании и одновременной обработке ее в магнитном поле с магнитной энергией 300 кДж/м³, создаваемым с помощью магнитов из неодим-железобариевоего сплава, затем смесь, предварительно обработанную в течение 2-3 мин ультразвуковым излучением, нейтрализуют 100% ортофосфорной кислотой H₃PO₄ в количестве, необходимом для достижения раствора pH=7-7,5, в том же реакторе в смесь вводят мочевину CO(NH₂)₂ при соотношении мочевина: смесь, равном 1:12, затем твердые примеси отделяют с помощью центрифуги, а полученный продукт снова направляют в реактор, в котором вторично обрабатывают магнитным полем с той же магнитной энергией 300 кДж/м³.