Результат интеллектуальной деятельности: Известковое удобрение для кислых почв

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для выращивания зерновых культур на кислых почвах.

Известно применение кальцийсодержащих мелиорантов кислых почв, полученных из отходов производства Ачинского глиноземного комбината и золы бурых углей Канско-Ачинского бассейна. В работе приведены результаты модельных опытов на агросерых и дерново-подзолистых почвах и изучено действие нефелинового шлама и золы бурых глей на зольность и усвоение азота, фосфора, калия и кальция зерновыми и кормовыми культурами [Н.Г. Рудой, Я.И. Лубите Об использовании шламов Ачинского глиноземного комбината для мелиорации кислых почв // Совершенствование гидротехнического строительства и мелиорации в Сибири. - Красноярск: Изд-во СибНИИГиМ, 1976. - Вып. 1. - С. 128-134].

Недостатком данного способа является, то, что процесс раскисления почвы протекает замедленно и требует значительных затрат на приготовление мелиоранта для нейтрализации кислых почв.

Известно удобрение для кислых почв, содержащее 84-90% мае. карбоната кальция, находящегося в мелкодисперсной форме со средними размерами частиц 17 мкм [Шиян П.Н. Новое известковое удобрение / Сахарная свекла, 1993. - №6. - с. 13-15].

Недостатком данного удобрения является его низкая эффективность и необходимость предварительной его подготовки, что увеличивает затраты при его использовании.

Наиболее близким по технической сущности является известковое удобрение, содержащее пористую известковую породу [Патент SU №1239129, C05D 3/02, 1986]. Это удобрение состоит из более крупных (до 0,25 мм) кристаллических малорастворимых частиц, но эффективность егопроявляется только ближе к середине и в конце ротации севооборота. При этом снижение кислотности почвы происходит медленно и общая урожайность за ротацию севооборота невысока, то есть действие этого удобрения как мелиоранта за ротацию севооборота недостаточно действенно.

Задачей изобретения является ускорение процесса раскисления почвы и повышение раскисляющей способности удобрения-мелиоранта, что позволит быстро определить целесообразность его применения и дозировки в процессе нейтрализации кислых почв.

Поставленная задача достигается тем, что для повышения раскисляющей способности и эффективности мелиоранта применяют тонко дисперсную пыль 1-3 поля электрофильтра печей спекания глиноземного производства, имеющую в своем составе более 30% активного оксида кальция.

Сопоставительный анализ с ближайшим аналогом позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое известковое удобрение отличается тем, что вместо известняковой крупнодисперсной пористой породы в качестве известкового удобрения применяют тонкодисперсную пыль 1-3 поля электрофильтра печей спекания глиноземного производства, имеющую в своем составе более 30% активного оксида кальция. Следовательно, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Предлагаемое изобретение придает известковому удобрению новое техническое решение использования для раскисления кислых почв и повышения урожайности культур ранее не применяемую пыль 1-3 поля электрофильтров печей спекания глиноземного производства, которая ранее для этих целей не применялась, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".

В качестве известкового удобрения была опробована пыль электрофильтров печей спекания глиноземного производства. В АО «РУСАЛ Ачинск» для очистки атмосферного воздуха от пыли применяются 5-ти польные электрофильтры СФ НИОГАЗ производитель-ЗАО «Кондор-Эко» (п. Семибратово, Ярославская область). Пыль электрофильтров печей спекания АО «РУСАЛ Ачинск» является отходом газоочистных сооружений глиноземного производства и содержит по полям электрофильтра в своем составе различное количество активного оксида кальция в тонкодисперсной форме. Как показал ситовой анализ пыль электрофильтров печей спекания содержит тонкодисперсные частицы крупностью менее 20 мкм.

Химический анализ пыли всех полей электрофильтров печи спекания №9 АО «РУСАЛ Ачинск» приведен в табл. 1.

Как показал химический анализ пыли электрофильтров распределение компонентов в пыли разное. Наибольшая массовая доля оксида кальция, необходимого для применения в качестве известкового мелиоранта, отмечается в пыли, отобранной с 1, 2 и 3 полей электрофильтра, которая соответственно равна 33,8; 32,8 и 31,2% мас. Пыль 4 и 5 полей электрофильтра содержит намного меньше активного оксида кальция, соответственно 8,96 и 16,2% мас. Поэтому, для заявляемого изобретения можно применять только пыль 1-3 полей электрофильтров печей спекания АО «РУСАЛ Ачинск».

По существующей в АО «РУСАЛ Ачинск» технологии пыль электрофильтров частично возвращают в производство и частично ее размещают в промотвалах. Для лабораторной проверки практической реализации заявляемого изобретения пыль 1, 2 и 3 поля электрофильтров печи спекания АО «РУСАЛ Ачинск» без перемешивания использовали в качестве известкового удобрения мелиоранта для нейтрализации кислых почв.

Примеры выполнения способа получения известкового удобрения приведены в табл. 2. Примеры 1-2 - по прототипу, примеры 4-7 - по заявляемому изобретению.

Известковое удобрение из пыли электрофильтров газоочистных сооружений печей спекания глиноземного производства АО «РУСАЛ Ачинск» проверено на пробах кислых почв, отобранных на лесных серых почвах полей Большеулуйского района Красноярского края. Анализ полученных экспериментальных данных (табл. 2 примеры 4-7) показал, что раскисляющая способность у заявляемого известкового удобрения значительно выше и его для нейтрализации кислой среды почвы требуется вводить значительно меньше, чем известкового удобрения, содержащего пористую известковую породу по прототипу.

Известковое удобрение из пыли 1-3 поля электрофильтров печей спекания, решает поставленную задачу, то есть обеспечивает ему более высокую раскисляющую способность и позволяет получить по сравнению с прототипом более высокий технический результат, заключающийся в повышении эффективности предлагаемого изобретения за счет увеличения содержания активного оксида кальция и активной поверхности тонкодисперсных частиц пыли 1-3 полей электрофильтра печей спекания глиноземного производства. Наличие в заявляемом известковом удобрениивысокого содержания тонкодисперсных частиц оксида кальция приводит к повышению его раскисляющей способности.

Анализ табл. 2 показывает, что ввод известнякового удобрения, содержащего пористую известковую породу (табл. 2 пример 1) не обеспечивает повышение рН водной вытяжки кислой почвы до нейтральной среды и только ввод данного известкового удобрения-мелиоранта в количестве 18,4 т/га (табл. 2, пример 2) позволяет достичь рН=7,0.

Применение пыль 1-3 поля электрофильтров печей спекания глиноземного производства для раскисления пробы кислой серой лесной почвы с рН 4,5-4,7 позволяет снизить расход необходимой дозы известкового удобрения до 3,0-3,5 т/га (табл. 2, примеры 3, 4, 5) за счет увеличения раскисляющей способности заявляемого известкового удобрения. Использование пыли 4 и 5 полей электрофильтров печей спекания хотя и обеспечивает достижение поставленной задачи повышения раскисляющей способности удобрения - мелиоранта, но при этом увеличивается его расход (табл. 2 примеры 6 и 7).

Применение тонко дисперсной пыли, отобранной с 1-3 полей электрофильтра печей спекания, содержащей в ней большое количество активного оксида кальция, позволяет увеличить раскисляющую способность заявляемого известкового удобрения и увеличивает всхожесть культурных растений.

Использование заявляемого удобрения способствует более эффективному его применению для раскисления серых лесных почв и увеличивает всхожесть и продуктивность выращиваемых на них культурных растений.

Таким образом, на основе данных лабораторных испытаний заявляемый способ обеспечивает в отличие от прототипа повышение раскисляющей способности известкового удобрения также за счет увеличения активного оксида кальция. Применение заявляемого известкового удобрения позволяет в отличие от прототипа сократить его расход и обеспечить необходимую нейтрализацию кислой среды почвы. Использование изобретения позволяет существенно сократить расход необходимого известкового удобрения для раскисления серых лесных почв и обеспечить условия для улучшения всхожести и продуктивности культурных растений.