Результат интеллектуальной деятельности: ТОРФОЦЕОЛИТОВОЕ УДОБРЕНИЕ ПРОЛОНГИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ, МОДИФИЦИРОВАННОЕ ИОДИДОМ КАЛИЯ

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к агрохимии, в частности к органоминеральным удобрениям с микроэлементами. Удобрение содержит низинный торф и природный цеолит, модифицированный иодидом калия, в соотношении 2.3:1-3.4:2 и отличающееся тем, что природный цеолит, измельченный до размеров зерен 0.5-0.7 мм, насыщают из 0.02-0.04% раствора иодида калия в течение 14-16 часов при соотношении массы природного цеолита и раствора иодида калия 1:7-1:13. Использование удобрения под сенокосные и пастбищные культуры на криаридных и мерзлотных малогумусных сухостепных почвах Забайкалья способствует повышению продуктивности сенокосов и пастбищ, улучшению качественного состава травостоя и ускорению созревания трав. В Забайкалье в связи с глубоким промерзанием почв и медленным их оттаиванием, коротким и засушливым вегетационным периодом достичь увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур невозможно без применения удобрений. Бедность ассортимента промышленных удобрений, высокие цены на промышленные туки и низкая платежеспособность сельхозпроизводителей сокращают объемы применения удобрений. Актуальной задачей является создание новых видов удобрений на основе местного органического и минерального сырья при использовании сорбционной технологии. Использование торфоцеолитового удобрения пролонгированного действия, модифицированного иодидом калия, на криаридных и мерзлотных малогумусных сухостепных почвах Забайкалья, характеризующихся жестким водным и термическим режимами, способствует интенсификации биохимических процессов за счет увеличения численности и активности микробоценоза, а также активизации обмена веществ.

Биогеохимические провинции Забайкалья являются иододефицитными, в которых наблюдается острый недостаток иода в почвах, растениях, гидросфере. Содержание иода в почвах Забайкалья варьирут в пределах 0.24-6.2 мг/кг почвы, в растениях 0.08-0.19 мг/кг сухой массы. Установлено, что при валовом содержании иода в почвах менее 0.2-0.5 мг/кг почвы в растениях он накапливается в недостаточном количестве для нормального роста и развития животных. Критическим считается наличие иода в кормах менее 0.005-0.012 мг/кг сухой массы. На территории Забайкалья чаще, чем в других регионах, всречаются заболевания с патологиями, вызванными иододефицитом, приводящие к нарушению общего обмена веществ в организме и заболеванию зобом. Для животных и человека иод - абсолютно незаменимый элемент. Иод входит в состав тиреоидных гормонов, регулирующих скорости биохимических реакций во всех клетках и тканях, метаболические процессы - общий, белковый обмен, углеводный, электролитный обмен, обмен витаминов, функционирование всех систем организма. Дефицит иода ведет к необратимому повреждению мембран клеток с их последующей деградацией и утрате функций.

В числе первоочередных проблем в отрасли сельского хозяйства Забайкалья является проблема стабилизации почвенного плодородия земель, которую невозможно решить без применения органических и минеральных удобрений. Потребность почв в удобрениях удовлетворяется менее чем на 5-7%.

Благоприятным фактором является высокая обеспеченность Забайкалья и, в частности, Республики Бурятия торфами (запасы более 120 млн тонн) и природными цеолитами (запасы более 500 млн тонн).

Торф широко используется в качестве удобрений вследствие высокого содержания азота (2.6-3.8%) и гуминовых кислот (29-47%). Торф улучшает плодородие сельскохозяйственных почв, характеризующихся легким гранулометрическим составом, низким содержанием гумуса, азота к и других питательных веществ и остро нуждающихся в органических и минеральных удобрениях. Неблагоприятным фактором для торфов является низкое содержание калия (0.11-0.14%), иода (8.4·10^-4-1.3·10^-3%). Необходимо проводить модифицирование торфов иодидом калия, применяя сорбционную технологию, а в качестве сорбента иодида калия использовать природный цеолит, что позволяет повысить продуктивность системы почва-растение и решить вопросы охраны окружающей среды от загрязнения химическими удобрениями. Наиболее перспективное направление использования торфов в аграрном секторе - создание торфоминеральных удобрительных смесей на основе природных цеолитов и других агромелиорантов (Васильев В.А., Полунин С.Ф. Эффективность торфа в чистом виде и в составе ТМАУ // Научно-технический бюллетень ВИУА. - М., 1977. №33. С.116-122).

Прототипом изобретения является торфоцеолитовое удобрение пролонгированного действия, модифицированное фосфатом калия, которое включает низинный торф и природный цеолит, модифицированный фосфатом калия К₃РО₄ в соотношении 2.7:1-3.2:2. Природный цеолит измельчают до размеров зерен 0.8:1.1 мм, насыщают из 0.4-0.6% раствора фосфата калия K₃PO₄ в течение 10-12 ч при соотношении массы природного цеолита и раствора фосфата калия 1:8-1:12 (RU 25022713 С1, МПК C05D 9/00 (2006.01), C05G 1/00 (2006/01), 27.12.2013, Бюл. №36), применение которого повышает урожайность овощных и кормовых культур, ускоряет сроки их созревания. Ввиду отсутствия в составе удобрения подвижных форм иода, который является важнейшими элементом плодородия в иододефицитных биогеохимических провинциях Забайкалья, по эффективности действия на криаридных (сухих, холодных) и мерзлотных почвах, интенсификации ферментативных процессов прототип уступает предлагаемому торфоцеолитовому удобрению пролонгированного действия, модифицированному иодидом калия, позволяющему увеличить продуктивность системы почва-растение.

Техническим результатом изобретения является повышение биопродуктивности малоплодородных криаридных и мерзлотных почв и урожайности сельскохозяйственных культур, улучшение их качественного состава за счет внесения торфоцеолитового удобрения пролонгированного действия, модифицированного иодидом калия, содержащего повышенное количество доступного растениям калия, гуминовых кислот, микроэлемента иода (0.016-0.024 мг I^-/г цеолита) в матрице природного цеолита.

Технический результат достигается тем, что торфоцеолитовое удобрение пролонгированного действия, модифицированное иодидом калия, получают путем смешивания низинного торфа и природного цеолита, модифицированного иодидом калия, содержащего (0.016-0.024 мг I^-/г цеолита), в соотношении 2.3:1-3.4:2.

Соотношение масс торфа и модифицированного иодидом калия цеолита обусловлено динамикой биохимической и ферментативной активности почвенных процессов при внесении торфоцеолитового удобрения пролонгированного действия, модифицированного иодидом калия, обеспечивающего оптимальное поступление в почву биофильных элементов, интенсификацию физико-химических и микробиологических процессов и пролонгированию их действия. Для получения торфоцеолитового удобрения пролонгированного действия, модифицированного иодидом калия, используют низинный торф Кабанского района (Республика Бурятия) и природный цеолит Мухор-Талинского месторождения (Республика Бурятия) с размерами частиц 0.5-0.7 мм.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами на культуре кукурузы.

Пример 1. 3.4 г торфа смешивают с 2 г измельченного до размера зерен 0.5 мм цеолита, насыщенного из 0.03% раствора иодида калия KI в течение 16 ч, при соотношении массы природного цеолита и иодида калия в соотношении 1:7, вносили в дерново-глеевую мерзлотную почву под пастбищный травостой из расчета на 1 кг. Повышение урожайности зеленой массы пастбищного травостоя (в пересчете на сухую массу) составило 21.7%. Содержание сырого протеина в зеленой массе соответствовало 18,6%. Сроки уборки урожая зеленой массы травостоя сократились на 10 дней.

Пример 2. 5.0 г торфа смешивают с 2,5 г измельченного до размера зерен 0.6 мм цеолита, насыщенного из 0.035% раствора иодида калия KI в течение 15 ч, при соотношении массы природного цеолита и иодида калия в соотношении 1:10, вносили в дерново-глеевую мерзлотную почву под пастбищный травостой из расчета на 1 кг. Повышение урожайности зеленой массы пастбищного травостоя (в пересчете на сухую массу) составило 23.4%. Содержание сырого протеина в зеленой массе соответствовало 19,4%. Сроки уборки урожая зеленой массы травостоя сократились на 12 дней.

Пример 3. 6.9 г торфа смешивают с 3 г измельченного до размеров зерен 0.7 мм цеолита, насыщенного из 0.04% раствора KI в течение 14 ч при соотношении массы природного цеолита и иодида калия в соотношении 1:13, вносили в дерново-глеевую мерзлотную почву под пастбищный травостой из расчета на 1 кг. Повышение урожайности зеленой массы пастбищного травостоя (в пересчете на сухую массу) составило 24.9%. Содержание сырого протеина в зеленой массе соответствовало 20.4%. Сроки уборки урожая зеленой массы травостоя сократились на 14 дней.

Уменьшение концентрации раствора KI до 0.025% приводит к снижению урожайности зеленой массы пастбищного травостоя до 18.7%. Уменьшение соотношения масс торфа и цеолита до 3.3:2 также способствовало снижению урожая зеленой массы до 15.9%. Увеличение соотношения свыше 2.3:1 не приводило к росту урожайности и составляло 15.5%, что значительно ниже заявляемого интервала соотношения масс торфа и цеолита. Увеличение соотношения масс цеолита и раствора KI свыше 1:13 увеличивало время насыщения до 22-23 часов, что выходит за рамки заявляемого времени насыщения.

Использование данного изобретения на практике позволит увеличить урожайность зеленой массы пастбищного травостоя на 21.7-24.9%), что выше по сравнению с аналогом и прототипом, интенсифицировать биохимические и микробиологические процессы, повысить эффективность торфоцеолитового удобрения пролонгированного действия, модифицированного иодидом калия, за счет уменьшения содержания микроэлемента иода в матрице цеолита до 0.016-0.024 мг/г цеолита и решить вопросы охраны окружающей среды от загрязнения химическими удобрениями.

Работа по оценке эффективности действия торфоцеолитового удобрения пролонгированного действия, модифицированного иодидом калия, на мерзлотных почвах криолитозоны Забайкалья выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант №12-05-00020а.