Гранульоване органомінеральне добриво “ормін”

Гранулированное органо-минеральное удобрение, содержащее органические и ми неральные компоненты, поливиниловый спирт, целевую добавку и воду, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно содержит в качестве органического компонента компост из смеси 80-90 мзс.% куриного помета и 10-20 мас.% древесных опилок, а в качестве целевой до бавки - природный цеолит модифицирован ный ионами меди и/или цинка, железа, марганца, кобальта и/или их комплексами с бензойной, салициловой или Ы-3,4-диметилфенилантраниловой кислотами, при следую щем соотношении компонентов, в мае %: компост 50-65 минеральные компоненты 20-35 поливиниловый спирт 2-8 природный модифициро ванный цеолит 5—10 вода остальное Изобретение относится к сельскому хозяйству. Наиболее близким к заявляемому является удобряющий состав [1], в котором присутствует не менее 10% гуано - натуральной органической субстанции, 0,3-5% воды, поливиниловый спирт (ПВС), в качестве термопластичного связующего при массовом соотношении гуано; ПВС от 0,12 до 9. Состав дополнительно содержит неорганические и синтетические органические вещества, являющиеся источником биогенных элементов: минеральные соли (нитраты, фосфаты, а также простые соли микроэлементов) и медленно действующие азотные компоненты (производные мочевины, цианамид кальция). Описанный состав позволяет мобилизовать комплекс естественных компонентов гуано (макро- и микроэлементы, фитогормоны) для активации ростовых процессов и в то же время: 1. Не обеспечивает пролонгированного высвобождения биогенных элементов, кроме азота на весь период вегетации. 2. Может обусловить нарушение экологической обстановки в корнеобитаемой среде за счет: - сдвига равновесий процесса нитрификации в сторону накопления нитратов вслед ел О 6577 ствие сосуществования азотсодержащих компонентов различной природы; - инфицирования среды; - накопления продуктов термодеструк ции гуано, ухудшающих в процессе вегета- 5 ции качество и развитие растений; - использование малодоступного ком понента "гуано" - метаболита птичьих отхо дов естественных гнездований на морских побережьях Перу и Чили. 10 В основу изобретения положена задача разработки состава органо-минерального удобрения, обеспечивающего повышение урожайности и качества растительной продукции, а также обладающего пролонгиро- 15 ванным действием, за счет использования другого состава органических и минеральных компонентов, модифицированного цеолита в качестве целевой добавки и оптимального соотношения компонентов 20 удобрения. Задача решается составом гранулированного органо-минерального удобрения, содержащего органические и минеральные компоненты, ПВС, целевую добавку и воду, 25 который в соответствии с изобретением содержит в качестве органического компонента компост из смеси 80-90 мас.% куриного помета, 10-20 мас.% древесных опилок, а в качестве целевой добавки - природный цео- 30 лит, модифицированный ионами меди и/или цинка, железа, марганца, кобальта и/или их комплексами с бензойной, салициловой или М3,4-диметилфенилантраниловой кислотами, при следующем соотношении компонен- 35 тов, мас.%: компост 50-65 минеральные компоненты 20-35 поливиниловый спирт 2-8 природный модифици40 рованный цеолит 5-10 вода остальное Пример. Исходные твердые компоненты удобрения "Ормин" (компост, минеральные пита- 45 тельные вещества, целевые добавки) в массовых соотношениях, указанных в таблице 1, дозировали в шаровой измельчитель типа Ш1-4.00-В-Ц-02, где осуществлялось их измельчение одновременно с перемешива- 50 нием. Посредством ленточного дозатора полученную однородную смесь, а затем определенное количество водного раствора ПВС (масса и концентрация раствора указаны в таблице 1) подавали в смесительное 55 устройство одношнекового экструдера с диаметром и длиной шнека 150 мм и 270 мм, соответственно, фильерной пластиной толщиной 12 мм с 64 выходными отверстиями диаметром 6 мм. Затем осуществляли экс трузию композиции без дополнительного нагрева. Выходящий профиль нарезали на цилиндрики длиной 8-20 мм, которые сушили на воздухе в тонком слое при температуре 25-30°С в течение суток. Принципиально при получении предлагаемого гранулированного удобрения могут быть использованы все стандартные виды экструдеров. Вводимый в удобрение органический компост из смеси (80-90)% куриного помета и (20-10)% древесных опилок инкубировали при 30-40°С в течение 10-12 месяцев. При этих условиях происходит максимальное на копление доступных биогенных элементов. В качестве минеральных питательных компонентов использованы простые соли основных биогенных элементов в следую щем количественном соотношении, мас.%: аммоний азотнокислый - 10,57 калий азотнокислый -2,91 калий сернокислый -1,16 кальций углекислый - 47,33 магний углекислый - 24,44 железо сернокислое - 8,72 марганец сернокислый - 3,83 медь сернокислая - 0,35 кислота борная -0,16 Конкретное содержание, минеральных веществ в приготавливаемых составах представлено в таблице 2. Применение ПВС обеспечивает прочность гранул и способствует пролонгации эффекта биогенных компонентов и в данном составе не требует введения пластификаторов. В качестве водорастворимого термопластичного связывающего средства принципиально возможно применение всех типов ПВС. Согласно изобретению, ПВС вводится в экструзионную смесь в виде водного раствора, который готовили, предварительным выдерживанием ПВС в воде для набухания с последующим растворением при 60°С. Природные цеолиты, модифицированные ионами и комплексами d-металлов, впервые использованы в качестве целевых добавок. Они удачно сочетают росторегулирующие и удобрительные свойства модифицированного носителя и иммобилизированного ингредиента. Важно, что использованные комплексы не только не обладают негативным биологическим действием, но проявляют фармакологическую активность на фоне чрезвычайно низкой токсичности. Физико-химические характеристики идентифицируют модифицированные цеолиты в качестве соединений, в которых ионы d-металлов имеют кислородное окружение октаэдрического типа, создаваемое кислородом карбоксильной группы лиганда-кис 6577 лоты и "квазилиганда" - цеолита, а соотношение металл (в цеолите):!- (анион кислоты)3^ (таблица 3). П р и м е р 2 (прототип). Гуано, минеральные, синтетические пи- 5 тательные вещества и ПВС в массовых соотношен иях , указанных в табл иц е 1, посредством ленточного дозатора загружали в одношнековый экструдер (в описании прототипа указано на принципиальную воз- 10 можность использования всех стандартных типов экструдеров), куда затем вводили определенное количество воды. В зоне питания экстру д е ра смесь перем еш и вал и одновременно с нагревом до 180°С. Пол- 15 ученная пластичная масса формовалась через фильеры с диаметром отверстий 6-8 мм при температуре на выходе головки зкстру-дера 150°С. Выходящий профиль охлаждали и нарезали на цилиндрики длиной 20 мм. 20 В составах N? 12 и 13 использовали гуано со стандартным содержанием питательных веществ, близким к таковому в прототипе (мас.%): 14 (весь азот) (в том числе органический - 10.5; связанный - 3,0); 18 органиче- 25 ский углерод; 10 Р2О5; 2 КгО; 0,5 Мд; 10 Са; 0,0265 микроэлементы. Физико-механические характеристики предлагаемого "Ормина" и прототипа представлены в табл.4. Предлагаемый "Ормин" 30 обладает большой прочностью, сопоставимой, а в ряде случаев превосходящей таковую для прототипа. Прочность несколько снижена у состава № 6, где содержание ПВС -менее 2 %, воды ~ более 10%. В целом, гранулы 35 "Ормина" имеют гладкую поверхность, а их прочность удовлетворяет требованиям сохранности при изготовлении, упаковке, транспортировке и использовании. Оценка удобряющего действия и других 40 биологических свойств предлагаемого "Ормина" (составы № 1-11) проведена в сравнении с прототипом (N? 12 и 13). Эффективность удобряющего действия оценивали по влиянию на рост, развитие и 45 качество урожая фасоли, перца и пекинской капусты, а также на рост и развитие диффенбахии, т.е. использован довольно широкий набор овощных и декоративных культур. Эксперимент выполнен в условиях защи- 50 щенного грунта на почвосмеси (торф, песок, лесная подстилка, дерновая почва в соотношении, мас.ч.: 1:1:1:0,5) и волокнистом субстрате для выращивания растений при температуре в теплице в пределах 22-28°С 55 и относительной влажности воздуха 65-80%. Освещение естественное. Агротехнические приемы культивирования растений были одинаковыми. Все удобрения в количестве 4,5 г вносили в вегетационный блок объемом 20x20x10 см3, заполненный почвосмесью или субстратом, однократно до высадки семян (или ростков диффенбахии). равномерно распределяя гранулы по площади блока на глубину 3-4 см от поверхности. Наблюдения велись при 6-кратной повторности эксперимента и продолжительности вегетационн ог о период а 1 мес яц (пекинская капуста) и 3 месяца (перец, фасоль, диффенбахия). Дополнительное внесение любых удобрений исключалось. Контрольный эксперимент выполнен с идентичной агротехникой с поливом стандартной питательной смесью Ольсена дважды в 7 суток. При микробиологических исследованиях объектов (гранулированных удобрений и субстратов) общее число микроорганизмов определяли чашечным методом Коха на мясо-пептонном агаре. Специфические группы микроорганизмов выделяли на подкисленной среде Чапека, бактерии группы кишечной палочки (БГКП) - на среде Эндо, проводя статистическую обработку данных. Активность летучих фитонцидов определяли по снижению парамеций клеток Paramaecium candatum, находящихся над растительным материалом. Активность нелетучих фитонцидов оценивали по площади зон стерильности вокруг мезги растений на поверхности агаризованных сред, засеянных тест-культурой. Согласно полученным данным (табл.5) удобрение "Ормин" обладает пролонгированным удобряющим действием по отношению к растениям различных видов на различных типах почвенных субстратов, а именно: - увеличивает прирост и развитие кор невой системы растений, соответственно, в 1,1 и 1,3 раза в сравнении с прототипом; - обладает существенными преимуще ствами по продуктивности растений, пре восходя по накоплению зеленой массы прототип в 1,7-2,1 раза, а по массе плодов (перца и фасоли) - в 2,0-2,5 раза. Опережающая тенденция роста и урожайности, выявленная на фоне длительного периода вегетации, отражает устойчивый характер пролонгированного удобряющего действия "Ормина", более выраженный, чем у прототипа. Об этом свидетельствует также увеличение подвижности биогенных элементов в корнеобитаемой среде в присутствии заявляемого объекта в 1,5-3,3 раза в сравнении с прототипом. Особо ценные свойства "Ормина" выявлены по его влиянию на качество растений по различным показателям биологической ценности и безвредности растительной продукции (табл.6). Согласно полученным дан 6577 8 ным нл \юне предлагаемого удобрения, в в присутствии прототипа, где одновременно срлвнрнии с прототипом обеспечивается: в 100 раз возрастает уровень плесневых грив 1 1 13 раза более высокое содержабов ние хлорофила (а и Ь) и каратиноидов; Таким образом, по сочетанию микробив 1 6 2 3 раза более высокая фитон- 5 ологических показателей заявляемый "Орцидная активность, как летучих, так и нелемин" обладает высокой экологической тучих фитонцидов, безвредностью, а его применение не ослож- в 1,5-3,2 раза более низкий уровень няется, в отличие от прототипа, инфициронакопления нитратов; ванием почвенных субстратов. - в 1,1-1,3 раза более выраженное на 10 Выраженный синергический эффект предлагаемого удобрения обусловлен тем, копление аскорбиновой кислоты. что "Ормин" является удобрением, сбаланПо всем показателям качества растисированным по элементам питания и динательной продукции заявляемый "Ормин" мике их усвоения растениями (таблица 7) оказывает более высокое положительное 15 Об этом свидетельствуют и результаты действие и в сравнении с контролем. сравнения влияния "Ормина", его отдельНаряду со снижением накопления нитраных компонентов и их комбинаций на содертов, экологическая безвредность "Ормина" установлена и при сопоставлении показателей микробной обсемененности, как собственно удобрений, так и субстратов при выращивании растений на фоне предлагаемого и известных удобрений. Согласно полученным данным, у "Ормина" и субстрата после вегетации растений на его фоне общая бактериальная обсемененность низка, в том числе отсутствуют БГКП и плесневые грибы. При этом: - уровень общей микрофлоры в 1,2-2,2 раза ниже, чем в прототипе; - отмечен нулевой уровень плесневых грибов; - отмечен нулевой уровень БГКП, что совпадает с прототипом; - после вегетации на фоне "Ормина" уровень микрофлоры субстрата возрастает в меньшей степени в 3-8 раз, чем у субстрата жание биогенных элементов в субстрате после вегетации растений (таблица 8). 20 Таким образом, путем создания гранулированного органо-минерального удобрения "Ормин", содержащего компост на основе куриного помета и древесных опилок, смесь минеральных питательных веществ, моди25 фицированный ионами и/или комплексами d-металлов с карбоновыми кислотами цеолит, а также ПВС и воду, получено новое удобрение пролонгированного действия, превосходящее известные гранулирован30 ные удобрения на основе органических субстанций, неорганических и синтетических органических веществ, термопластичных связующих по показателям продуктивности и качества растений, микробиологической и 35 экологической безвредности. 6577 10 1 і f> і и і я ! Примрры составов гранулированного удобрр іия Ормин и прототипа Органи tec кое питательное ее Минераль примера щество мае % ные пита тельные вещества мае % 1 2 3 1 ____ ПВС мас % Вода в ВИДР раствора концент масса на рация 100 м і смеги 6 7 мас % 4 5 8 7 0(1 КМ 1 N- 9 2 Г> 12 1 NMS 2 КЬ 20 10 21 7 60 56 20 319 67 45 20 25 1 56 43 20 23 8 52 30 10 34 5 100 17 10 20 5 150 Ормин 55 0 компост (80% куриного по 30 1 мета -• 20% древесных опилок) 2 Целевая доблпка* міг % 55 6 компост (90% куримпго nj 18 сої лаг но таблиц? Ч) 22 Т МРТЭ + 10% древесиых опило») tO 0(1 К> 2 2W-3 1№ 16 1 КМЧ гоглас но таблице 3) 3 64 0 компост (80% куриного по 20 5 ЦЄІ) мета + 20% древесных опилок) 4 50 4 компост (90% куриного по 35 0 мета + 10% древесных опипок) 5 60 0 компост (80% куриного по 50 0 компост (90% куриного по мета ♦ 10% древесных опилок) 5 1 (1 К* 7 1 N- 11 1 г> 17 1 N-20 11 t\M4 согласно таблице 3) 20 0 мета * 10% древесных опилок) 6 54 (2 №21 3 4 N- 24 согласно табли 7 0 (1 Kfc 8 3 Kfc 22 3 г* 23 согласно таблице 3) 20 8 12 5 (2 Kfc 6 2 Kfc 9 2 КМ2 2 КМ «і 2 Kfc 18 2 5 №21 согласно таблице 3) Продолжение ^абл 1 1 7 2 3 70 1 компост (80% куриного по 4 188 5 1 (2 Kfc 22 3 1 Kfc 23 согласно мета + 20% древесных опилок) 8 47 3 компост (90% куриного по 5 6 7 8 21 20 112 39 таблице 3) 38 5 4 3 (№21) 43 20 27 8 56 20 2 50(1 K fc6 1K fc9 1K M2 1 № 15 45 20 25 0 55 5 0 (2 Kfc 22 2 Kfc 23 1 Kfc 24) 80 20 482 90 3 0(2 Kfc 7 2 Kfc 10 2 Kfc 13 40 20 215 50 22 1 12 25 22 1 12 25 мета +10% древесных опилок) 9 65 0 компост (90% куриного по мета + 10% древесных опилок) 10 56 0 компост (80% куриного по 1 Kfc 18 согласно таблице 3) 22 0 мета + 20% древесных опилок) 11 50 0 компост (90% куриного по 33 0 мета + 10% древесных опилок) 1 Kfc 16 1 Kfc 19) Прототип - гранулированное удобрение 12 55 5 гуано 19 9(11 1 К.2НРО4 .* ! 8 8 иэобутилированная мочевина) 13 18 4 гуано 52 8 (3 8 (NH4)2HPO4 0 6 простые соли микроэлементов 25 9 циклодиночееина) * - конкретней расшифровка целевой добавки представлена в таблице 3 11 6577 12 Таблица Минеральные питательные вещества а составе "Ормина Содержание минеральных веществ мае % к Всего примера в "Ормину" Соединение макроэлементов таблице 1 NH4NO3 КНОз KjSO* Соединение микроэлементов СаСОз МдСОз FeSCM MnSCM CuSO4 ZnSO» Н3ВО3 1 30 0 31 09 04 73 14 2 25 12 0U 0 20 0 06 2 22 1 26 08 03 10 0 52 20 09 0 12 0 14 0 04 3 20 5 22 06 02 97 49 19 08 0 07 011 0 02 4 35 0 37 10 04 166 85 30 13 0 18 0 24 0 08 5 200 21 06 02 94 49 18 08 0 07 011 0 02 в 20 8 22 06 02 98 51 19 03 0 07 011 0 02 7 18 8 20 06 02 89 45 17 07 0 07 011 0 02 8 385 43 11 04 181 90 36 16 0 12 021 0 07 9 200 21 06 02 94 49 18 08 0 07 011 0 02 ID 22 0 23 07 03 10 3 53 19 09 0 1? 0 14 004 11 33 0 35 10 04 15 5 80 29 13 0 14 0 20 0 06 Таблица 3 Физико-химические характеристики цеолитов (клиноптилолитэ) модифицированного ионами с! металлов и их комплексами с карбоновими кислотами 1 d-ме Kap талл г* ЮНО 2 1 ZnO») 4 5 МіЧЮ 8 3 CuOl) 2 3 вая кис лота Кол во металла и Растворимость моль/г в Спект ЭПРд оензолі ры отра женияв фактор макс ! в металл-ор глице рине пиганда в цеолите моль/г воде М 1 4 25 5 10* 25 6 10* н/р _ 11 12 13 н/р 800 208 отсут голубой •--. .*. оте 580 оте 4 00 2 08 песочный .--• • оте 600 2 02 2 03 песочный зеленый 645 2 20 болотно -• 670 2 20 124(H2U*) 19(430*) зелен 1 1 .- 685 2 20 ЩНзО*) » бесцв оте оте ЩНзО*) 124(H2U ) -. -•-• -• Co(«) -• -• Со(И) HU . -• ". -"- 2 6 10' 7 -• HUi . - • -«- »8 10 6 .-. HUII • • - --- 14 10 9 Znp») ни 10 11 -. -• HUi 12 Fe