Спосіб одержання суміші для підвищення родючості грунтів на основі твердих побутових відходів

1. Спосіб одержання суміші для підвищення родючості ґрунтів на основі твердих побутових відходів (ТПВ), який включає їх розкладання концентрованою сірчаною кислотою та регулювання рН, відповідно з типом оброблюваного грунту, який відрізняється тим, що як сировинну базу використовують різноманітні ТПВ, які сепарують та здрібнюють, процес розкладання проводять за допомогою концентрованої сірчаної кислоти з додаванням оксиду марганцю, а рН регулюють додаванням дефекату та лесу (лесовидного суглинку) у рівних частках. 2. Спосіб по п. 1, який відрізняється тим, що сірчану кислоту беруть із розрахунку 1 кг на 5 кг ТПВ, а оксид марганцю - 5-30 г на 1 кг сірчаної кислоти. (19) (21) 2000074062 (22) 10.07.2000 (24) 15.06.2001 (33) UA (46) 15.06.2001, Бюл. № 5, 2001 р. (72) Малюга Юрій Єгорович, Торосов Артем Сергійович, Тернопільський Петро Богданович, Яковенко Олексій Андрійович, Усцький Іван Мирославович, Смол'янинов Іван Іванович, Мостепанюк Андрій Андрійович, Кисіль Володимир Іванович, Козирєва Лариса Олександрівна, Зінченко Марія Борисівна, Ютіна Аліна Савеліївна, Дегтярьов Василь Володимирович, Чекар Олена Юріївна (73) Інститут грунтознавства та агрохімії ім. О.Н.Соколовського УААН, Український науководослідний інститут лісового господарства та агролісо-меліорації ім. Г.М.Висоцького 39402 Треба відзначити, що у суміші, яку одержано після гідролізу ТПВ, міститься свіжий лігнін, який внаслідок високої сорбційної властивості затримує поживні речовини (амонійний та нітратний азот та інші) від вимивання та сприяє пролонгованій дії одержаній суміші. Запаси лесу та лесовидних суглинків розповсюджені майже по всій території (74,8%) України. Вміст у них СаСО3 при максимальній потужності залягання пласта складає 18975 т/га, а при мінімальній - 2310 т/га. Крім того, вони містять різноманітні коло і дно-дисперсні мінерали типу каолініт і монтморилоніт, які здатні фіксувати рухомі важки метали в вузлах кристалічної решітки. Тому така суміш основана на використанні ТПВ, відходів цукрового виробництва та кальцієвмісних порід, кількість яких в Україні достатня, є ефективною, економічно вигідною та доступною. Спосіб, що пропонується, реалізується наступним чином. ТПВ пропускають крізь будь-який металоуловлюючий сепаратор відомого типу, потім подрібнюють їх на будь-якому млині, наприклад. МРП1, ИПП або МУП, завантажують у бункер, який використовують у гідролізному виробництві та заливають концентрованою (70-80%) сірчаною кислотою з розрахунку 1 кг Н2SО4 на 5 кг ТПВ та додають 5-30 г оксиду марганцю (МnO2) на кожний кілограм H2S04. "Мокре" спалювання ТПВ відбувається протягом 12-24 годин у агресивному середовищі з виділенням великою кількості тепла, у котрій повністю гинуть збудники різних інфекційних захворювань та яйця гельмінтів, що дає можливість одержати умовно стерильну речовину. Для нейтралізації одержаної суміші використовується відхід цукрового виробництва (дефекат), який вміщує 50% вапна та лес або лесовидні суглинки, що крім СаСО3 містять різні колоїдно-дисперсні мінерали типу каолініт і монтморилоніт, які здатні фіксувати рухомі важки метали в вузлах кристалічної решітки. Процес "мокрого" спалювання та нейтралізації здійснюється з виділенням великої кількості тепла та вуглекислого газу, які при бажанні можна використовувати для технічних та побутових потреб. Одержана таким способом суміш містить у собі (у перерахуванні на суху речовину) 0,6-1,2% N; 0,8-1,0% K20; 0,5-0,9% P205; до 20% СаО. За консистенцією вона може бути пастоподібною або такою, що розтікається. При необхідності її можна піддати сушці та гранулюванню. Використовувати одержану суміш можна на будь-яких ґрунтах, але її дія найбільш ефективна на ґрунтах з низьким рівнем родючості (легких ґрунтах, засолених, кислих і т.п.). Проведені досліди, як у польових, так і у лабораторних умовах на сільськогосподарських та лісових культурах дали приріст врожаю з кращою якістю, збільшився вміст органічних речовин та елементів мінерального живлення ґрунту, гумусу, азоту, фосфору, водотривких структурних агрегатів грунту, їх пористості та інших воднофізічних та агрохімічних властивостей. Лабораторний дослід у вегетаційних посудинах. Вивчалася врожайність і вміст біогенних елементів у рослинах салату (табл. 1). Як можна бачити з таблиці 1 при внесенні в грунт (чорнозем типовий), (повторність 3-х кратна) суміші на основі ТПВ по нормі 25 1 50 кг/га і повільно розчинного карбаміду у тих самих дозах (за вмістом поживних речовин) із вапнуванням призвело до найвищих результатів із застосуванням пропонованої суміші. Так, найвища врожайність салату на варіанті з сумішшю 50 кг/га - 67,8 г/посудина, контроль - 23,8 г/посудина, повільно розчинний карбамід - 43,5 г/посудина. На вміст біогенів (NPK) у салаті також позначаються найвищі розходження по нормі внесення 50 кг/га д.р., так по азоту: суміш - 4,03%, контроль - 3,23%, повільно розчинні добрива (ПРД) на основі карбаміду [2] - 3,77%; по фосфору: суміш - 0,53%, контроль - 0,32%, ПРД - 3,77%; по калію: суміш - 8,51%, контроль - 4,68%, ПРД - 5,96%. Польовий дослід на слабо солонцюватому чорноземі. Досліджувалися культури озимої пшениці та кормового буряку в умовах зрошення, для того, щоб виявити зміни фізико-хімічних властивостей грунту й обліку врожайності на другий рік після внесення суміші (післядія) табл. 2, 3. Проведені дослідження показали, що використання суміші дає подвійний результат. По-перше, суміш містить дуже велику кількість свіжого лігніну, який є джерелом для утворення гумусу, середовищем для розвитку мікроорганізмів, тобто джерелом поживних речовин для рослин. По-друге, кальцій, що міститься у суміші, з одного боку, сприяє закріпленню органічних речовин у ґрунті, з іншого, є джерелом поповнення грунту кальцієм, тобто забезпечує сприятливі умови для формування оптимальних водно-фізичних властивостей грунту. Таким чином суміш, що пропонується, дозволить вирішити одну з найважливіших проблем сучасного сільськогосподарського виробництва - забезпечення бездефіцитного балансу гумусу у ґрунті. Застосування суміші також призводить до деякої нейтралізації лужної реакції середовища в досліджуваному ґрунті (табл. 2). До того ж зниження лужності грунту у варіанті із застосуванням суміші значно більше ніж у варіанті з внесенням 4 т/га гіпсу й у варіанті спільного внесення 4 т/га гіпсу та ПРД, що пов'язане з більш високим вмістом органічного вуглецю у ґрунті при варіанті із застосуванням суміші, що надає грунту велику буферну спроможність. Крім того, більш високий вміст вуглецю у ґрунті, при варіанті з сумішшю, забезпечує покращення структурності грунту, зниження її щільності, що, в свою чергу, сприятливо впливає на водний, повітряний, тепловий та інші режими грунту. Також слід відзначити позитивний вплив суміші на склад обмінних катіонів досліджуваного слабо солонцюватого чорнозему. Так у ґрунті варіанту із застосуванням 4 т/га суміші збільшується як абсолютний вміст кальцію, так і ступінь насиченості грунту кальцієм. Таким чином, застосування суміші у дозі 4 т/га по своїй дії перевищує використання гіпсу в дозі 4т/га + Nk150. У таблиці 3 приведені дані з врожайності пшениці та кормового буряку. Скрізь, де використовувалась суміш, врожайність культур вища порівняно не тільки з контролем, а й з варіантами, в яких вносили чистий гіпс та ПРД + гіпс 2040%. Результати дослідження з приводу забруднення навколишнього середовища, що пов'язано з виносом амонійного та нітратного азоту приведені у таблиці 4, з якої видно, що суміш, яка пропону 2 39402 ється, більш ефективна в природоохоронних цілях, тому що вона краще затримує винесення особливо небезпечних, щодо забруднення водних джерел, нітратних іонів. Амонійний іон повністю затримується у верхніх шарах метрової товщі грунту як з ПРД, так і з сумішшю. Ґрунтові проби відбиралися буравленням кожні 10 см у 5-кратній повторності. Умови ті ж самі, що й у досліду з таблиці 3. Польовий дослід у лісовому розсаднику на темно-сірому підзоленому ґрунті. Дослідження проводилися на сіянцях дуба червоного одно та дворічного віку (табл. 5). Максимальний приріст за висотою за останній рік спостерігається у варіанті з внесенням суміші на основі ТПВ у дозі 4 т/га. Щодо приросту на контролі він складає 439%. У варіантах із застосуванням інших видів добрив цей показник дещо нижчий. У варіанті із звичайними добривами (доза внесення 50 кг/га діючої речовини карбаміду 150) цей показник складає 273%, а при внесенні такої ж дози повільно розчинного карбаміду Nk150 МРУ - 345%. Максимальний ефект, що досягається після застосування суміші, у даному випадку свідчить про її перевагу. Використана література: 1. Патент С 05 F 3/00 PCT (WO) 9529884, 28.04.95, Connel Harry V., US 94234228, 28.04.94 "Способ обработки органического материала" (ИСМ 1996, вып. 37 N 10). 2. А.С. С 05 С 1/02 SU 1490105, 23.02.89, УкрНИИЛХА, Пастернак П.С., Смольянинов И.И., Малюга Ю.Е. и др. Способ получения медленно растворимого минерального удобрения (30.06.89. Бюл N 24) Таблиця 1 Врожай, г/посудину Варіант досліду Середнє Контроль Суміш, 25 кг/га ПРД 25 кг/га + гіпс Суміш, 50 кг/га ПРД 50 кг/га + гіпс 23.80 51.33 31.40 67.80 43.50 % до контролю 100 215,5 131,9 284,8 182,8 % 3,23 3,35 3,40 4,03 3,77 N % до контролю 100 103,7 105,2 124,7 113,2 Вміст елементів, % P % до кон% тролю 0,38 100. 0,55 165,6 0.4 125,0 0,53 165,6 0.42 131,3 % 4,68 6,89 5,34 8,51 5,96 K % до контролю 100 147,2 114,1 181,8 127,4 Таблиця 2 Варіант досліду Контроль Гіпс, 4т/га Суміш, 4т/га ПРД Nk50 + гіпс, 4 т/га HCP05 Глибина відPH вобору ґрунтодяне вих зразків см 0-20 20-40 0-20 20-40 0-20 20-40 0-20 20-40 8,5 8,9 7,7 7,5 7,2 7,3 7,4 7,5 0,1 Утримання пог- Ступінь Сума поглинеОрганічний линеного Ca2+ насиченоних катіонів, мгвуглець, % мг-экв/100 г гру- сті грунту экв/100 г грунту нту Ca, % 2,75 58,69 32,50 84,0 2,54 53,04 30,27 88,9 2,91 57,37 33,70 87,8 2,82 53,90 31,63 88,1 3,27 58,96 34,12 87,6 2,63 50,12 32,78 91,2 2,91 59,12 33,18 87,0 2,77 52,48 31,33 90,9 0,04 0,22 Таблиця 3 Варіант досліду Чистий контроль Гіпс, 4 т/га Суміш,4 т/га ПРД Nк50 + гіпс, 4 т/га ц/га 34.5 38,5 48,9 39,7 Озима пшениця % до контролю % до гіпсу 100 89,66 111,6 100 141,7 120,0 115,1 103,1 ц/га. 702 784 988 827 Кормовий буряк % до контролю % до гіпсу 100 89,5 111,7 100 140,7 126,0 117,8 105,5 Таблиця 4 Варіант досліду Nk50 Звичайне добриво ПРД Nk50 + гіпс, 4 т/га Суміш, 4 т/га Винесення за межі метрового шаругрунтового профілю, % На 1 червня 1999 p. Підсумком, що нарастає на 20 вересня 1999 р. NО3NH4+ NO3NH4+ 35.7 17.5 44,9 5.3 5,5 2.5 3 39402 Таблиця 5 Варіант досліду Контроль Nк50 ПРД Nк50 Суміш 4 т/га Середня Середній приріст Середня висота в % у Середній приріст по висоті за рік висота, cм по висоті за рік, см відношенні до контролю в % у відношенні до контролю 100 100 8,7±0,19 3,3±0,29 12,0±0,23 138 273 9,0±0,30 14,4±0,35 166 345 11,4±0,37 18,4±0,46 211 439 14,5±0,42 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4