Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО КОМПОСТА

Изобретение относится к способам получения органоминеральных компостов, используемых в качестве мелиорантов сельскохозяйственных земель.

Известен способ получения органоминеральных удобрений быстрого и пролонгированного действия, пригодных для повышения урожайности всех видов культур, улучшения структуры любых почв, рекультивации нарушенных земель, детоксикации почв, загрязненных пестицидами, нитратами и техническими жидкостями (патент РФ №2420500, кл. C05F 11/02, C05F 11/06, дата публикации: 10.06.2011), который включает смешение каустобиолитов угольного ряда с минеральными удобрениями, щелочами, лигноцеллюлозной составляющей и высокотоксичными отходами сельскохозяйственного производства (свиной навоз и птичий помет), обеззараживание, обезвоживание и передачу на гранулирование. Предварительно получают гуматы быстрого действия путем кавитационного диспергирования каустобиолитов в водном растворе щелочей до полного выхода гуматов и достижения температуры 75-90°C или гуматы пролонгированного действия путем кавитационного диспергирования каустобиолитов в водном растворе кислоты до достижения температуры 60°C. Затем добавляют щелочь и диспергируют до набора температуры 75-90°C и получения гуматов с регулируемым высвобождением действующего вещества. Получают лигноцеллюлозную составляющую быстрого действия путем кавитационного ферментационного диспергирования сырья в водном растворе с добавлением закваски из термофильных бактерий с участием химической и каталитической ферментации или лигноцеллюлозную составляющую пролонгированного действия путем кавитационного диспергирования сырья в водном растворе минеральных удобрений и микроэлементов с добавлением свиного навоза или птичьего помета до набора температуры 75-90°C. Высокотоксичные отходы сельскохозяйственного производства, составляющие органическую часть удобрений, перерабатывают в составляющую быстрого действия путем кавитационного диспергирования сырья в водном растворе термофильных бактерий с химическим и каталитическим воздействием и составляющую пролонгированного действия путем кавитационного диспергирования сырья в водном растворе минеральных удобрений и микроэлементов до набора температуры 75-90°C. Угнетение всех бактерий, микробов, возбудителей болезней, яиц глистов, семян растений, не потерявших своей всхожести, осуществляют путем кавитационного диспергирования и оказания на бактерии механического, теплового, электрического и химического воздействия. Обезвоживание органоминеральной суспензии проводят путем распыления нагретой до 75-90°С суспензии в вакууме с организацией взрывного кипения, тонкого распыления и быстрого обезвоживания.

Недостатком указанного способа является его сложность и длительность, поскольку проводится в несколько этапов. В связи с этим данный способ весьма трудоемкий и энергетически затратный.

Известен также способ производства для сельского хозяйства комплексного удобрения (патент РФ №2151757, кл. C05F 11/02, дата публикации: 27.06.2000), содержащего бурый уголь, торф, кальцийсодержащий компонент в виде внепечной пыли - отхода цементного производства, а также фосфоритную муку, поташ и карбамид в качестве минеральных удобрений при следующем соотношении компонентов, мас.%: бурый уголь 12-24, внепечная пыль 9-15, фосфоритная мука 20-30, поташ 4-6, карбамид 10-12, торф остальное. Изобретение может быть использовано для получения комплексного удобрения, содержащего необходимые компоненты для эффективного улучшения почвы, условий роста растений и создания благоприятных условий для жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, что дает возможность отказаться от дополнительного применения других (простых и сложных) минеральных удобрений, снизить нормы внесения удобрения на единицу удобряемой площади, сократить объем сельскохозяйственных работ и повысить плодородие почвы.

Недостаток - низкое содержание органического удобрения (торфа) в составе смеси и широкий спектр минеральных добавок, что усложняет производство и эффективность комплексного удобрения.

Известен способ получения сложного органического удобрения - мелиоранта (патент РФ №2349565, кл. C05F 3/00, дата публикации: 20.03.2009, прототип), содержащего навоз крупного рогатого скота, помет птиц, опилки и верховой торф. Причем помет и опилки используют не в виде отдельных компонентов, а в виде смеси, полученной предварительным насыщением опилок птичьим пометом. Верховой торф используют в виде смеси с навозом крупного рогатого скота, полученной предварительным насыщением торфа навозом. Дополнительно в состав вводят также низинный торф при следующем соотношении компонентов, мас.%: опилки, насыщенные птичьим пометом, 20-25, торф верховой, насыщенный навозом крупного рогатого скота, 30-35, торф низинный - остальное. Изобретение позволяет получать продукт с содержанием 12-15% гуминовых соединений, обогащенный комплексом аминокислот и микроэлементов, который может быть использован в качестве основного удобрения, биоактиватора для почвогрунтов, основой для получения комплексных органоминеральных удобрений, а также как эффективный мелиорант.

Недостатком способа является его сложность, так как в его состав входят не отдельные компоненты, а смеси, полученные предварительным насыщением опилок птичьим пометом, а верхового торфа навозом крупного рогатого скота. В связи с этим данный способ весьма длительный и трудоемкий. Недостатком способа также является то, что в субстрат входит только органическая составляющая, не включающая минеральные коллоиды, что снижает эффективность сложного компоста как мелиоранта.

Техническим результатом является упрощение и сокращение процесса получения компоста, повышение его эффективности в качестве мелиоранта сельскохозяйственных земель, а также снижение трудозатрат и энергоемкости.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения органоминерального компоста, включающем использование навоза крупного рогатого скота, согласно изобретению дополнительно содержится свиной навоз, осадки сточных вод и минеральная составляющая - фосфогипс при следующем соотношении компонентов, мас.%:

которые компостируют в летний период в течение 3 месяцев в условиях высоких среднесуточных температур компоста от 35 до 45°С, ежемесячно перемешивая до созревания.

Новизна заявленного способа обусловлена тем, что предлагается использовать различные отходы сельскохозяйственных и промышленных производств с целью получения органоминерального компоста, свойства которого улучшаются при взаимодействии предлагаемых компонентов на основе сочетания минеральных и органических коллоидов. Заявленный способ весьма прост, позволяет за короткий срок получить высокоэффективное удобрение, которое целесообразно использовать в сельском хозяйстве.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено аналогичное техническое решение, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Способ осуществляется следующим образом.

В летний период в условиях высоких среднесуточных температур смешивают фосфогипс, свиной навоз, осадки сточных вод и навоз крупного рогатого скота при следующем их соотношении (мас.%): фосфогипс - 10-13, свиной навоз - 11-13, осадки сточных вод - 6-8, навоз крупного рогатого скота - остальное. Затем ежемесячно перемешивают в течение 3 месяцев до созревания.

Вариация процентного соотношения отдельных компонентов обусловлена различиями показателей pH мелиорируемых почв, что позволяет регулировать реакцию почвенной среды в пределах от слабокислой (pH 6,5) до слабощелочной (pH 7,5).

Пример конкретного осуществления способа получения органоминерального компоста

Получение и оценку эффективности органоминерального компоста проводили на территории ОАО «Заветы Ильича» Ленинградского района.

Свойства сложного компоста, предлагаемого в качестве основного удобрения, были сравнены с используемым в хозяйстве органическим удобрением (навозом крупного рогатого скота). При компостировании навоза крупного рогатого скота совместно со свиным навозом осадками сточных вод (органическая составляющая) и фосфогипсом (минеральная составляющая) удобрение приобрело ряд положительных качеств. Использование в компосте фосфогипса с pH 5,0-5,5 способствовало нейтрализации щелочной реакции среды органических отходов (pH 7,5-8,0). На момент созревания сложного компоста реакция среды составила от 6,5 до 7,5.

При хранении чистого навоза крупного рогатого скота отмечены большие потери в нем азота (до двух третей и больше от первоначального его содержания) и органического вещества. Сохранение азота в навозе является важной практической и экологической задачей и поэтому его компостирование с другими органическими удобрениями совместно с фосфогипсом является предупреждающим мероприятием от бесполезных потерь азота. При совместном компостировании навоза крупного рогатого скота, свиного навоза, осадков сточных вод с фосфогипсом происходит поглощение аммиака в связи с обменом катионов фосфогипса на ионы аммония. Вместе с азотной частью в сложном компосте сохраняются органические вещества (потери сокращаются до 40%) в силу агрегирования фосфогипса с органической составляющей (навоз крупного рогатого скота, свиной навоз, осадки сточных вод). Кроме этого, при совместном использовании органической и минеральной составляющих компост обогащается за счет фосфогипса кальцием, серой, фосфором, кремнием и другими микроэлементами, необходимыми для роста и развития сельскохозяйственных культур.

Использование в компосте фосфогипса способствует обеззараживанию органической составляющей (главным образом, свиного навоза и осадков сточных вод). Это связано с влиянием серной, фосфорной и других кислот фосфогипса на гельминты, которые в кислой среде погибают в связи с мацерацией их оболочки.

Формируемый таким образом компост через 3 месяца становится безопасным, обладает положительными свойствами и может быть использован в качестве мелиоранта сельскохозяйственных земель, способствующего улучшению физики почвы, обогащению ее органическим веществом, кальцием, серой, микро- и мезоэлементами, оказывающего благоприятное воздействие на развитие сельскохозяйственных культур и их урожайность, функционирование сообществ микроорганизмов и мезофауны.

Эффективное воздействие органоминерального компоста было определено на опытном участке ОАО «Заветы Ильича» по следующим почвенным параметрам: повышается влагоемкость и снижается плотность почвы, реакция почвенной среды, увеличивается содержание органического вещества и основных элементов питания, сокращается содержание подвижных форм тяжелых металлов.

Использование сложного компоста на опытных полях хозяйства повлияло на агрофизические характеристики почвы: увеличилось по сравнению с контрольным вариантом (без внесения компоста) на 12% содержание мелкодисперсных фракций (<0,005 мм); плотность почвы снизилась на 20%; пористость почвы увеличилась на 15-19, а влагоемкость - на 40-45%. Это приводит к улучшению структуры корнеобитаемого слоя почвы, что в свою очередь создает благоприятные условия для интенсивного роста и развития сельскохозяйственных культур. Процесс агрегирования почвы при внесении органоминерального компоста усиливает стабильность органического вещества в почве, поскольку основным центром аккумуляции органического азота и углерода являются микроагрегаты, представляющие комплексы коллоидных частиц фосфогипса с органическими коллоидами почвы и органических отходов (навоза крупного рогатого скота, свиного навоза, осадков сточных вод). Совмещение органической и минеральной составляющих сложного компоста благоприятствует улучшению аэрации почвы, обогащению ее кислородом, повышению порозности и снижению плотности, активному поглощению и более экономному расходованию влаги.

Внесение в почву под сельскохозяйственные культуры предлагаемого компоста повышает (на 3%) и пролонгирует действие органического вещества. Увеличение в почве содержания фосфора и кальция обусловливается главным образом поступлением этих элементов с минеральной частью компоста (фосфогипсом), а повышение содержания азота связано со снижением трансформации органического вещества органических компонентов компоста. Это создает условия для сохранения органического вещества почвы и постепенного его пополнения.

На опытном участке, где вносился компост, повысилось содержание дождевых червей и энхитреид - важнейших производителей гумуса, что связано с повышением в почве органического вещества, продуктивной влаги. Увеличение численности популяции дождевых червей говорит о благоприятных условиях питания и развития при совместном внесении в почву сложного компоста. Так, численность дождевых червей на контроле составила 23, на опытном участке - 65 экз./м³, а энхитреид соответственно - 115 и 227 экз./м³.

Через год после внесения органоминерального компоста в дозе 60 т/га наблюдалось также снижение содержания подвижных форм тяжелых металлов. Это вероятно обусловлено усилением сорбционного потенциала состава испытываемого органоминерального компоста и, следовательно, связыванием подвижных форм тяжелых металлов в труднодоступные для растений соединения.

Заявленный способ весьма прост, позволяет за короткий срок получить высокоэффективный органоминеральный компост, который целесообразно использовать в сельском хозяйстве.