Результат интеллектуальной деятельности: Органоминеральное гранулированное удобрение

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к получению и использованию органоминеральных удобрений для выращивания сельскохозяйственных культур.

Известен способ получения органоминерального удобрения, включающий смешивание помета, суперфосфата и азотфиксирующей добавки, в котором в качестве азотфиксирующей добавки используют клиноптилолит с размером частиц менее 0,5 мм при массовом соотношении помета, суперфосфата и клиноптилолита 1:(0,03-0,15):(0,05-0,17), соответственно, см. RU 2094410, МПК C05F 3/00 (1995.01), 1997

Недостатком известного органоминерального удобрения является потери азота при хранении.

Известно органоминеральное гранулированное удобрение, включающее помет и природную минеральную составляющую, в качестве природной минеральной составляющей удобрение содержит природную кремнистую цеолитсодержащую породу (КЦП) следующего минерального состава, мас. %:

в том числе

при этом суммарное содержание опал-кристобалита, клиноптилолита и монтмориллонита в породе составляет 55-80 мас. %, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

см. RU Патент №2184102, C05F 3/00 (2000.01), C05G 3/04 (2000.01), 2002.

Недостатком известного органического удобрения является высокое внесение удобрения в почву из расчета 10-20 т/га.

Технической проблемой является снижение количества вводимого в почву удобрения на основе природных компонентов до 800 кг/га и увеличить срок его службы за счет пролонгирующего действия до 4-5 лет.

Техническая проблема решается тем, что органоминеральное удобрение, содержащее органический компонент - помет птиц и минеральный компонент - природную минеральную составляющую, согласно изобретению в качестве птичьего помета удобрение содержит биологически переработанный птичий помет с влагопоглощающим материалом с использованием консорциума штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides В-691, Bacillus mycoides B-46, Streptococcus thermophilus B-907, Candida tropicalis Y-1520, Candida utilis Y-2441 в количестве 1⋅10⁸-1⋅10⁹ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета, удобрение дополнительно содержит фульвовую кислоту, а в качестве природной минеральной составляющей удобрение содержит термоактивированную природную кремнистую цеолитсодержащую породу (КЦП) следующего минерального состава, мас. %:

при этом суммарное содержание опал-кристобалита, клиноптилолита и монтмориллонита в породе составляет 74-85 мас. %, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Решение технической задачи позволяет уменьшить количество органоминерального удобрения, вводимого в почву, до 800 кг/га и увеличить срок его службы за счет пролонгирующего действия до 4-5 лет. Характеристика компонентов комплексного удобрения

В качестве птичьего помета удобрение содержит биологически переработанный птичий помет с влагопоглощающим материалом, в качестве которого используют, например подстилочный помет, торф. Аэробную ферментацию ведут с использованием консорциума штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides В-691, Bacillus mycoides B-46, Streptococcus thermophilus B-907, Candida tropicalis Y-1520, Candida utilis Y-2441 в количестве 1⋅10⁸-1⋅10⁹ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета, при перемешивании в отсутствие ультрафиолетовых лучей до естественного снижения температуры до 25-30°С.

Полученный биологически переработанный птичьий помет с влагопоглощающим материалом имеет состав микроэлементов, приведенный

см. RU Патент №2322427, C05F 11/08 (2006.01), C12N 1/20 (2006.01), 2008

В качестве компонента органоминерального удобрения используют Цеолит активированный ZEOL ТУ 2163-001-27860096-2016 Татарско-Шатрашанского месторождения: Минеральный состав цеолита и его свойства:

Внешний вид: гранулы светло - серого цвета, белого цвета;

Запах: нет

Пористость: 37,25-55,72%

Плотность: 2,03-2,37 г/см³

Механическая прочность на раздавливание:

при 20°С - 46 кг/см²

при 250°С - 59 кг/см²

Виброизнос: 0,96%

Насыпная масса (в зависимости от фракции и усреднения), г/см³ - 0,4-1,2 Эффективный диаметр пор: 0,4 nm (4 angstrom, ) Статическая влагоемкость, P/P_s=0,11-2,5%; P/P_s=0,47-4,5%; P/P_s=0,98-20,4%

Динамическая влагоемкость, - 3,8%

Термическая устойчивость: выше 450°С

Ионообменные свойства: Суммарная ионообменная (катионообменная) способность природного цеолита ZEOL составляет 130,0 мг-экв/100 г, Основная роль в обмене принадлежит кальцию, на его долю приходится 86-88%, на калий 5-8%, натрий 3-4%, магний 3%.

Проводимая термомеханическая активация цеолита способствует его сорбционной и ионообменной способности. Цеолит активированный производится разного фракционного состава, востребованного в той или иной отрасли

Цеолитовая порода проявляет свои полезные свойства в полной мере только после определенной механической и термической активации. Влажная порода проходит следующие стадии переработки: дробление, сушку, воздействие ультразвука, выдержку при определенных температурах, последующее измельчение, помол и фракционирование. В результате этих процессов из породы удаляются вода и углекислый газ, увеличивается объем пор и удельная поверхность. Уходит не только вода из пор, но также и часть воды, которая связана непосредственно с кристаллической решеткой, благодаря чему на внутренней поверхности цеолита появляются активные центры - цеолит становится активированным и готовым к применению. Цеолит является селективным энтеродоноросорбентом. Структура минерала обладает определенным размером пор - эффективный диаметр 0,4 нм. Фульвовая кислота - это один из двух классов гумусовых кислот -органических соединений, присутствующих в грунте, осадочных породах и водоемах, имеет усредненную химическую формулу C₁₃₅ Н₁₈₂ O₉₅ N₅ S₂ и может быть идентифицирована, как аминокислота, которая отвечает за комплексообразование и мобилизацию минералов для ассимиляции растениями, а впоследствии - животными и людьми.

Фульвовые кислоты невозможно синтезировать из-за их чрезвычайно сложного характера.

Фульвовая кислота содержит огромное количество естественных биохимических веществ, супернасыщенных антиоксидантов, акцепторов свободных радикалов, супероксиддисмутаз («SOD»), питательных веществ, ферментов, гормонов, аминокислот, натуральных антибиотиков, натуральных антивирусов и натуральных фунгицидов. Из-за низкого молекулярного веса, фульвовая кислота вступает в реакцию с простыми неорганическими молекулами минеральных веществ и разбивает их на биодоступные вещества в форме ионов, она имеет способность легко связывать минералы и элементы в своей молекуле, что приводит к их растворению и мобилизации. Затем они в идеальной естественной форме поглощаются и взаимодействуют с живыми клетками.

Для лучшего понимания изобретения, приводим примеры конкретного выполнения.

Пример 1 приготовления органоминерального удобрения.

В качестве птичьего помета удобрение содержит биологически переработанный птичий помет с влагопоглощающим материалом с использованием консорциума штаммов Bacillus subtilis В-168, Bacillus mycoides В-691, Bacillus mycoides B-46, Streptococcus thermophilus B-907, Candida tropicalis Y-1520, Candida utilis Y-2441 в количестве 1⋅10⁸-1⋅10⁹ клеток в 1 мл на 1 т птичьего помета, взятого в количестве 70 мас. %. Удобрение содержит фульвовую кислоту в количестве 1 мас. %

В качестве природной КЦП используют термоактивированную породу следующего минерального состава, содержащую, мас. %: опал-кристобалит 28, клиноптилолит 20,1, монтмориллонит 30, кальцит 10,6, кварцевый материал 11,3 при суммарном содержании, мас. %: опал-кристобалит + клиноптилолит + монтмориллонит 29, см. Таблица 4.

Термоактивированную природную кремнистую цеолитсодержащую породу (КЦП), размолотую до 1,0-3,0 мм, биологически переработанный птичий помет и фульвовую кислоту при соотношении: 29:70:1, соответственно, загружают в бетономешалку и тщательно перемешивают в течение 0,5 часа до влагосодержания 35-70%. Полученную тщательно перемешанную смесь оставляют при комнатной температуре на 2 часа для набухания, затем пропускают на роторном грануляторе (ГАР-250). Полученные гранулы раскладывают тонким слоем и сушат сначала при комнатной температуре, а затем в сушильной камере с принудительной вентиляцией (скорость подачи воздуха 2 тыс. м³/час) при температуре 40-50°С до остаточной влажности 12%.

Пример 2 аналогичен примеру 1, в качестве природной КЦП используют термоактивированную породу следующего минерального состава, содержащую, мас. %: опал-кристобалит 36,7, клиноптилолит 20, монтмориллонит 28,1, кальцит 10,6, кварцевый материал 4,6 при суммарном содержании опал-кристобалит + клиноптилолит + монтмориллонит 9 мас. %, см. Таблица 1.

Термоактивированную природную кремнистую цеолитсодержащую породу (КЦП), размолотую до 1,0-3,0 мм, биологически переработанный птичий помет и фульвовую кислоту берут при соотношении: 9:90:1, соответственно.

Пример 3 аналогичен примеру 1, в качестве природной КЦП используют термоактивированную породу следующего минерального состава, содержащую, мас. %: опал-кристобалит 24,4, клиноптилолит 30 монтмориллонит 20, кальцит 21, кварцевый материал 4,6 при суммарном содержании опал-кристобалит + клиноптилолит + монтмориллонит 19 мас. %, см. Таблица 1.

Термоактивированную природную кремнистую цеолитсодержащую породу (КЦП), размолотую до 1,0-3,0 мм, биологически переработанный птичий помет и фульвовую кислоту берут при соотношении: 19:80:1, соответственно.

Данные по результатам опытов 2014-2019 г. г.с использованием органоминерального гранулированного удобрения на ряде сельскохозяйственных культур приведены в Таблице 7:

Как видно из примеров конкретного выполнения, при внесении органоминерального удобрения в почву в количестве до 800 кг/га, наблюдается увеличение урожайности, по сравнению с контролем, при этом пролонгирующий эффект действия заявленного органоминерального гранулированного удобрения составил от 3-5 лет.

Совокупность признаков изобретения позволяет получить удобрение, содержащее все необходимые растениям питательные стимулирующие их развитие органические вещества и микроэлементы, повышает сопротивляемость растений к бактериальным и грибковым заболеваниям (фитофторозу, парше, корневым гнилям, фузариозу и др.), способствует улучшению аэрации почвы и лучшему развитию корневой системы растения, благоприятно влияет на активность организмов, что приводит к повышению содержания в пахотном слое доступных растениям элементов питания, способствует повышению водоудерживающей способности почвы и экономному расходованию влаги и элементов питания, выступающее в роли мелиоратора и пролонгатора за счет постепенного высвобождения питательных веществ, а также регулированию кислотности почв и адсорбированию мышьяка, кадмия, свинца, меди из плохих по составу почв, обладает защитными свойствами, повышает устойчивость стеблей зерновых культур к полеганию.

Органоминеральное гранулированное удобрение может быть использовано как в гранулированном виде, так и без его грануляции в количестве до 800 кг/га, удобрение не слеживается, не токсично, при контакте с кожей не оказывает вредного влияния на организм, при замораживании и размораживании удобрение сохраняет свои свойства, срок годности не ограничен, приготовлено из доступных природных ингредиентов местного природного сырья и помета птицеводчиских коплексов, что позволяет улучшить экологическую обстановку вокруг животноводческих комплексов и населенных пунктов.