Состав кондиционера почв и способ его изготовления

Состав кондиционера почв и способ его изготовления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Изобретение относится производству материалов, улучшающих состояние почвы или стабилизирующих почву.

Предшествующий уровень техники

Известно изобретение «Кремнийсодержащее хелатное микроудобрение и способ его получения» (патент РФ №2515389, МПК C05F 11/02, C05D 9/00). Изобретение относится к сельскому хозяйству. Кремнийсодержащее хелатное микроудобрение для внекорневой обработки растений, получаемое смешиванием и разбавлением в водопроводной воде в заданном соотношении двух маточных компонентных водных растворов: маточного раствора микроэлементов и маточного раствора, содержащего кремний, в котором маточный раствор микроэлементов содержит железо сернокислое, борную кислоту, марганец сернокислый, медь сернокислую, кобальт хлористый, цинк сернокислый, аммоний молибденовокислый и комплексообразователь в количестве, дающем рН раствора микроэлементов 2,5-3, причем маточный раствор микроэлементов содержит в качестве комплексообразователя гумусовые кислоты. Все компоненты взяты при определенном соотношении. В качестве маточного раствора, содержащего кремний, использован однопроцентный раствор силиката калия или натрия, а рабочий раствор кремнийсодержащего хелатного микроудобрения получен разбавлением и смешением маточных растворов в водопроводной воде. Все компоненты взяты при определенном соотношении. При этом рН рабочего раствора становится равным 5,5-6,0. Изобретение позволяет создать кремнийсодержащее хелатное микроудобрение с повышенными фитопротекторными и адаптогенными свойствами, увеличить срок хранения маточных растворов.

Недостатком предлагаемого удобрения является то, что оно не эффективно на черноземных почвах и при выращивании таких культур как, например, подсолнечник, рапс, лен и т.д.

Наиболее близким к заявляемому составу является патент РФ №2122903 «Кондиционер почв», МПК В09С 1/08, C05F 11/02, С09K 17/00. Изобретение относится к природоохранным технологиям и предназначено для восстановления загрязненных почв и их эксплуатации в условиях сильного химического и физического прессинга. В кондиционере почвы в качестве минерального компонента использована смесь из двух или более твердых кремнийсодержащих веществ с содержанием Si от 5-45%, при этом, по крайней мере, одно из указанных веществ, расход которого составляет 50-10000 кг на 1 га, находится в некристаллической форме с частицами размером не более 1 мм, а другие вещества, общий расход которых составляет 100-20000 кг на 1 га, находятся в некристаллической или кристаллической форме с частицами размером не более 5 см. В качестве твердых кремнийсодержащих веществ могут быть использованы экологически безопасные твердые кремнийсодержащие отходы промышленности и сельского хозяйства в виде золы, шлаков, пыли и т.п., химически чистые кремнийсодержащие соединения, например аморфный диоксид кремния, кварцевый песок, силикат кальция, силикат магния и т.п., а также молотые кремнийсодержащие горные породы, например песок, песчаник, цеолит, туф и т.п. Кондиционер почвы обеспечивает снижение уровня загрязнения почвы тяжелыми металлами, улучшение водно-воздушных свойств верхнего горизонта почв, усиление устойчивости растений к неблагоприятным условиям роста.

Недостатком данного кондиционера является то, что он обеспечивает исключительно снижение уровня загрязнения, не стимулирует рост и не улучшает жизнедеятельность организмов.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является создание эффективного и безопасного состава кондиционера почв, стимулирующего рост и улучшающего жизнедеятельность растений.

Поставленная задача решается за счет того, что состав кондиционера почв содержит кремнийсодержащий материал и янтарную кислоту. В качестве кремнийсодержащего материала используют диатомит. Состав кондиционера почв выполняют при следующем соотношении компонентов, мас.%: кремнийсодержащий материал 85-90, янтарная кислота 15-10.

Способ изготовления состава кондиционера почв заключается в том, что предварительно обжигают диатомитовую крошку при температуре 700-900°С. После чего наносят на крошку раствор янтарной кислоты. Затем обработанные гранулы перемешивают в течение 15-20 минут в грануляторе при частоте оборотов от 30 до 40 Гц при наклоне чаши от 40 до 50 градусов до момента исчезновения комочков и влажных зон. После этого гранулы просушивают при температуре от 15 до 25°С, распределив их тонким слоем на ровной, сухой и чистой поверхности.

Реализация изобретения

Состав кондиционера почв содержит кремнийсодержащий материал и янтарную кислоту. В качестве кремнийсодержащего материала используют диатомит. Состав кондиционера почв выполняют при следующем соотношении компонентов, мас.%: кремнийсодержащий материал 85-90, янтарная кислота 15-10.

Способ изготовления состава кондиционера почв заключается в том, что предварительно обжигают диатомитовую крошку при температуре 700-900°С. После чего наносят на крошку раствор янтарной кислоты. Затем обработанные гранулы перемешивают в течение 15-20 минут в грануляторе при частоте оборотов от 30 до 40 Гц при наклоне чаши от 40 до 50 градусов до момента исчезновения комочков и влажных зон. После этого гранулы просушивают при температуре от 15 до 25°С, распределив их тонким слоем на ровной, сухой и чистой поверхности.

Примеры состава компонентов предлагаемого состава кондиционера почв.

Для доказательства эффективности работы предлагаемого состава кондиционера почв авторами были проведены исследования, для которых использовали состав при следующих соотношениях, мас. %:

Диатомовые водоросли, или диатомеи (лат. Diatomeae), или бациллариофициевые водоросли (лат. Bacillariophyceae) - группа одноклеточных и колониальных водорослей, отличающаяся наличием у клеток своеобразного «панциря», состоящего преимущественно из диоксида кремния, а также содержащего железо, алюминий, магний и органические вещества. Всегда одноклеточны, но встречаются колониальные формы. Обычно планктонные или перифитонные организмы, морские и пресноводные.

Являясь важнейшей составляющей морского планктона, диатомовые создают до четверти всего органического вещества планеты.

Разработана специальная система обработки и гранулирования диатомита, позволяющая добиться сохранения целостности пористой структуры при увеличении сорбционных свойств за счет высокой удельной поверхности (не менее 10-12 га/кг). Это дает два главных свойства диатомита - высокую сорбцию и механическую фильтрацию жидкостей. Кроме того, технология обжига диатомита при 600°С позволяет гарантировать отсутствие токсичных органических соединений, неметаллов и тяжелых металлов.

В природе в небольших количествах янтарная кислота встречается повсеместно, она входит в состав растений и животных организмов, содержится в янтаре и буром угле, а искусственным путем ее получают благодаря специальной обработке малеинового ангидрида. Это - порошок белого цвета без запаха, является прекрасным стимулятором роста растений.

Янтарная кислота участвует в процессе клеточного дыхания кислорододышащих организмов. Янтарная кислота помогает микроорганизмам в почве быстрее разрушать органические вещества с повышенной токсичностью, а также не позволяет токсинам накапливаться в растении. Янтарная кислота укрепляет растения, увеличивает сопротивляемость болезням. Повышение уровня урожайности происходит благодаря свойствам янтарной кислоты к увеличению количества хлорофилла, что ускоряет развитие растения. Важно понимать, что янтарная кислота не является удобрением как таковым, а скорее помогает удобрениям быстрее усваиваться, а также снижает количество удобрений, которые обычно вносятся.

Янтарная кислота нормализует естественную микрофлору почвы, жизнедеятельность микроорганизмов, находящихся в ней. Обработка растений кислотой повышает устойчивость к неблагоприятному воздействию окружающей среды. Янтарная кислота является прекрасным реаниматором для растений. Ею обрабатывают растения и почву для улучшения всхожести и повышения устойчивости. Янтарная кислота стимулирует клеточный рост и противостоит проникновению бактерий, защищая каждый молодой побег. Кислота способна спасти погибающие корни, она улучшает всхожесть семян и увеличивает число молодых побегов.

Внесение в почву янтарной кислоты дает растениям силы противостоять болезням, повышает содержание хлорофилла в зелени, что и приводит к буйному цветению. Вещество настолько уникально, что его применяют везде и всюду. Так, на бедных почвах янтарная кислота предохраняет культуры от вымирания, уменьшая содержание в земле азотистых вредных накоплений, препарат стабилизирует жизнедеятельность естественной микрофлоры почвы. Из-за прекрасной естественной утилизации янтарной кислоты в природе она не загрязняет окружающую среду.

Способы применения состава кондиционера почв

Используемые в данном составе кондиционера почв вещества -это аморфное соединение кремния (SiO₂) и янтарная кислота. Эти кислоты нейтрализуют действие тяжелых металлов, оптимизируют питание растений и микроорганизмов, повышают их устойчивость к неблагоприятным условиям.

Пример №1. В полевых условиях определялось влияние состава кондиционера почв на урожайность различных овощных культур. Для этой цели три опытные делянки размером 2 м × 0,5 м были разделены на четыре равные части каждая. Первая часть являлась контролем, поэтому дополнительные питательные вещества в почву не вносили, на трех остальных участках проводились вегетационные опыты со следующими овощными культурами: редис «Жара», листовой салат «Гранд», лук «Мячковский».

Агротехнические условия роста овощных культур на всех опытных делянках были равноценными. Урожайность оценивалась по средней массе овощной культуры. Средняя масса определялась из выборки 20 кг.

Результаты вегетационных опытов приведены в таблице 1.

Анализ результатов вегетационных опытов, приведенных в таблице 1, показывает, что на делянках с применением состава кондиционера почв прибавка урожайности в сравнении с контрольной делянкой составила: по редису 6,52%, по салату 53,33%, по луку 70%.

Пример №2. Для проверки влияния состава кондиционера почв на урожайность картофеля было заложено три производственных опыта в следующих хозяйствах: опыт №1 - ОНО "ОС ПО КАРТОФЕЛЮ "УЛЬЯНОВСКАЯ", п. Красноармейский, опыт №2 - «АГРО-ПРОДСЕРВИС» ООО, Республика Татарстан, Лениногорский р-н, с. Ивановка и опыт №3 - «МАГНИТ» ООО Россия, Ульяновская обл., Чердаклинский р-н, п. Мирный.

Варианты внесения удобрений были следующие:

1. Почва без добавок - контроль.

2. Почва + состав кондиционера почв в дозе 1,0 т/га.

3. Почва + состав кондиционера почв в дозе 2,0 т/га.

Картофель выращивали по традиционной технологии.

Как видно из данных таблицы 1, урожайность картофеля практически не зависит от дозы внесенного состава кондиционера почв, что позволяет вносить в почву его минимальное количество. Использование предлагаемого состава кондиционера почв, как видно из данного примера, очень экономично, так как растения усваивают определенное количество состава, за счет наличия янтарной кислоты, при этом, если добавить большее количество состава для кондиционера почв, передозировки тоже не будет. Кроме того, добавление состава кондиционера почв позволяет добиться увеличения массы клубней картофеля и количества клубней на одном растении (таблица 2 и 3).

Следует отметить, что с увеличением дозы внесения состава кондиционера почв наблюдалась тенденция к увеличению крупной фракции клубней (≥ 80 г) за счет снижения остальных фракций.

Таким образом, для повышения урожайности картофеля желательно применять состав кондиционера почв.

Результаты исследований ульяновских ученых показали высокую эффективность состава кондиционера почв при возделывании овощных, зерновых и пропашных культур.

Прибавка урожайности в среднем составляла: озимой пшеницы 9-25%, яровой пшеницы 9-15%, ячменя 30-52%, картофеля 39-42%, огурцов 20%, томатов 13%, моркови 14%, свеклы 13%. При этом улучшалось качество продукции: содержание клейковины в зерне пшеницы повышалось на 2,4-3,3%, витамина С и крахмала в клубнях картофеля на 5,5 и 4,4% (абсолютные значения).

Внесение в почву состава кондиционера почв способствовало получению экологически более безопасной продукции: накопление нитратов снижалось до 15-20%, поступление тяжелых металлов до трех раз и более.

Одновременно предлагаемый состав кондиционера почв позволит решить проблемы:

- переуплотнение почв,

- истощение почв,

- нарушение структуры почвы,

- повреждение культурных растений различными болезнями и вредителями.

Преимущества состава кондиционера почв:

- способствует улучшению аэрации почвы и лучшему развитию корневой системы растения;

- благоприятно влияет на активность почвенных организмов, что приводит к повышению содержания в пахотном слое доступных растениям элементов питания (в том числе и кремния);

- способствует благодаря высокой пористости повышению водоудерживающей способности почвы и экономному расходованию влаги в течение вегетации сельскохозяйственных культур;

- сокращает сроки начала плодоношения культур (картофеля, огурцов, томатов на 10-14 дней) и т.д.;

- повышает иммунитет растения, благодаря чему оно становится более устойчивым к агрессивным факторам окружающей среды и болезням;

- активизирует обмен веществ, что, в свою очередь, ускоряет рост и не дает возможности накопления нитратов и других вредных соединений в тканях растения;

- способствует усвоению всего спектра удобрений;

- увеличивает количество хлорофилла в листьях;

- восстанавливает растения после стресса (ошибки в уходе, сильное повреждение болезнями или вредителями, пересыхание или переувлажнение, пересадка и прочее);

- стабилизирует жизнедеятельность и активность естественной микрофлоры почвы, обеспечивая интенсивную биологическую переработку минеральных удобрений, а также восстановление плодородия и очистки участков, загрязненных токсичными веществами;

- эффективен в борьбе с заболеваниями грибковой и бактериальной природы у различных видов растений за счет утолщения эпидермальных тканей;

- обеспечивает активный рост здорового, биологически полноценного, экологически чистого, устойчивого к заболеваниям растения;

- обеспечивает увеличение урожайности корнеплодов до 15-20%, огурцов - до 40%. В растениях и плодах повышается содержание биологически ценных веществ, в частности аскорбиновой кислоты, незаменимых аминокислот, суммы сахаров и органических кислот. Обеспечивает стабильное получение повышенного урожая экологически чистого и биологически высокопроцентного продукта без использования избытка минеральных удобрений;

- передозировки не опасны, поскольку его избыток не используется растением и микроорганизмами как продукт питания. Вместе с тем опыт показывает, что максимальный эффект достигается при применении рекомендованных дозировок состава. Чем раньше в период роста растения произведена его обработка составом, тем дольше сохраняется эффект. Обработка семян и молодых проростков приводит к закреплению действия состава в период всей жизнедеятельности растения.

Все приведенные примеры подтверждают выполнение поставленной задачи, а именно создание эффективного состава кондиционера почв.

Промышленная применимость доказана примерами 1 и 2.

1. Состав кондиционера почв, содержащий кремнийсодержащий материал,

отличающийся тем, что

состав кондиционера почв дополнительно содержит янтарную кислоту, а в качестве кремнийсодержащего материала используют диатомит, причем состав выполняют при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремнийсодержащий материал	85-90
Янтарная кислота	15-10

2. Способ изготовления состава кондиционера почв, заключающийся в том, что предварительно обжигают диатомитовую крошку при температуре 700-900°C, после чего наносят на крошку раствор янтарной кислоты, затем обработанные гранулы перемешивают в течение 15-20 минут в грануляторе при частоте оборотов от 30 до 40 Гц при наклоне чаши от 40 до 50° до момента исчезновения комочков и влажных зон, после этого гранулы просушивают при температуре от 15 до 25°C, распределив их тонким слоем на ровной, сухой и чистой поверхности.