Спосіб виготовлення органо-мінерального добрива для кислих грунтів

Спосіб виготовлення органо-мінерального добрива для кислих грунтів (ОМД), який включає компостування подрібненого торфу з вуглеамоній Корисна модель належить до сільського господарства, зокрема до землеробства, а саме до технології виготовлення органо-мінеральних добрив на основі місцевих сировинних ресурсів, наприклад торфу, фосфоритів, відходів виробництва, які можуть бути використані для внесення під сільськогосподарські культури на кислих та вапнованих ґрунтах в господарствах з різними формами власності. Відомий спосіб одержання органомінерального добрива (Трускавецький Р.С., Цапко Ю.Л., Чешко Н.Ф. Мобілізація фосфору фосфоритів під впливом технології локального окультурення ґрунту // Агрохімія і ґрунтознавство - 2002. Вип. 63. - С.67-72). Спосіб включає використання залізовмісних фосфоритів з вмістом фосфоритів 7-9% для виготовлення ОМД. Недоліком відомого способу є недостатня ефективність одержаного ОМД для використання на кислих ґрунтах, воно виявилося також малопридатним для використання на слабо окультурених ґрунтах західного регіону, що містять надлишок заліза. Хоч залізо і є необхідним елементом для нормального росту і розвитку рослин, однак за високого вмісту його в грунтах можуть проявлятися властивості його як важкого металу. Очевидно, що збагачення ОМД на фосфор за допомогою залізовмісних фосфоритів з наступним внесенням у кислий ґрунт призводить до поповнення запасів та нагромадження в ньому заліза, яке за високого його вмісту в ґрунтах та низького - кальцію і магнію може негативно впливати на ріст і розвиток культурних рослин, знижувати їх продуктивність і якість вирощуваної продукції, що підтверджується результатами раніше ними солями протягом ЗО діб в умовах господарств або безпосередньо на торфовищі, фасування та доставку готового ОМД на місце застосування, який відрізняється тим, що у компостну масу додатково вносять фосфоритне борошно, що містить 19-20% Р205 та 30-32% карбонатів кальцію і магнію, в кількості 5-15%, а готове органо-мінеральне добриво використовують на кислих грунтах, вносячи його під основний обробіток з розрахунку 10 т/га сівозмінної площі. проведених нами досліджень. Відомий спосіб виготовлення органомінерального добрива на основі торфу в умовах господарства (А.С. СРСР №1608176), та безпосередньо на торфовищі (патент України №343 79А), який включає обробку торфу вуглеамонійними солями в кількості 1,8-2,9% з наступним рихлим укладанням суміші у штабелі і компостуванням протягом ЗО діб. Недоліком зазначеного способу є незбалансованість одержаного органо-мінерального добрива за вмістом і співвідношенням мінеральних речовин, зокрема азоту до фосфору та кальцію до магнію, оскільки вони є лише азотовмісними добривами. Для використання на кислих ґрунтах, зокрема ґрунтах західного регіону, достатньо забезпечених калієм, такі ОМД доцільно збагачувати не лише азотом (за рахунок активізації органічної речовини торфу), але й фосфором і кальцієм, а на вапнованих - ще й магнієм, доповнюючи їх компонентами, що містять ці елементи живлення рослин. Заявлений нами спосіб, усуває недоліки прототипа і забезпечує виготовлення ОМД збагаченого на азот, фосфор, кальцій, магній, яке має меншу кислотність та ефективніше у порівнянні до відомих і може використовуватися на кислих і вапнованих, переважно слабо окультурених ґрунтах західного регіону. В основу винаходу покладено завдання розробити спосіб виготовлення органо-мінерального добрива з вмістом азоту і фосфору у співвідношенні, близькому до 1:1, збагаченого на кальцій та магній і придатного для використання на кислих со о ю 5040 ґрунтах, бідних на ці елементи. Технічний результат досягають шляхом додаткового включення у процес компостування фосфоритного борошна, що містить 19-20% фосфору та 30-32% карбонатів кальцію і магнію у кількості 5-15% від маси торфу, що компостується, а готове органо-мінеральне добриво використовують на кислих грунтах, вносячи його під основний обробіток з розрахунку 10 т/га сівозмінної площі. Внесення в компостну масу, що містить торф і вуглеамонійні солі, фосфоритного борошна збагачує органо-мінеральне добриво азотом, фосфором, карбонатами кальцію, магнію. Відомо, що азот, фосфор, калій, а на кислих ґрунтах також кальцій та магній, мають вирішальне значення у формуванні рівня продуктивності сільськогосподарських культур. Вапнування кислих ґрунтів без внесення магнію може призвести до порушення оптимального кальцій магнієвого співвідношення, що негативно позначається на умовах живлення рослин. При виготовленні ОМД безпосередньо на торфовищі, фосфоритне борошно, як і вуглеамонійні солі, наносять рівномірно на поверхню робочої частини карт торфовища, на якому ведеться торфорозробка, з розрахунку 5-15% від маси торфу, що знімається фрезою (перед початком її роботи), включаючи, таким чином, його у процес поверхнево-пошарової заготівлі торфу на добриво з одночасним перемішуванням компонентів та наступним штабелюванням суміші і видержуванням її у штабелях не менше ЗО діб. У випадку, коли ОМД виготовляється в умовах господарства, роботи по перемішуванню компонентів і формуванню суміші в бурти для наступного її компостування проводять механізовано, використовуючи наявну в господарстві техніку. Враховуючи сучасний стан промислової розробки торфу на добриво, окремим, особливо невеликим індивідуальним і фермерським господарствам, доцільно, за наявності в них вихідної сировини, виготовляти ОМД безпосередньо у полі, на якому воно буде вноситись після завершення процесу компостування, або поблизу нього. При проведенні патентно-інформаційного пошуку виявлено спосіб виготовлення ОМД в умовах господарства (А.С. СРСР №1608176) та безпосередньо на торфовищі (патент України №34379А), що містить найбільшу кількість ознак, спільних із заявленим (компостування порідненого торфу з вуглеамонійними солями в умовах господарства або безпосередньо на торфовищі, фасування та доставку готового ОМД на місце застосування). Однак, наявність зазначених, спільних з прототипом ознак не забезпечує технічного результату, що досягається заявленим способом. Технічних рішень, які б за сукупністю ознак повністю співпадали із заявленим, не виявлено. Це дозволяє зробити висновок про відповідність заявленого технічного рішення критерію винаходу (корисної моделі) "новизна". У патентній і науково-технічній інформації не знайдено технічних рішень, в яких були б описані відомості про ознаки, що відрізняють заявлений спосіб від прототипу і забезпечують досягнення технічного результату: одержання високоефектив ного органно-мінерального добрив за вмістом азоту і фосфору в оптимальних кількостях і співвідношенні (1:1), збагаченого карбонатами кальцію і магнію для використання на кислих ґрунтах шляхом додаткового внесення в компостну массу фосфоритного борошна, що містить 19-20% фосфатів та 30-32% карбонатів кальцію і магнію в кількості 5-15%, при цьому готове органномінеральне добриво використовують на кислих ґрунтах, вносячи його під основний обробіток в дозі 10т/га сівозмінної площі. Отже, заявлене технічне рішення не випливає явним чином з рівня техніки, що дозволяє зробити висновок про його відповідність критерію винаходу (корисної моделі) "винахідницький рівень". Заявлений спосіб належить до сільського господарства, зокрема до землеробства і може бути використаний при виготовленні комплексних органо-мінеральних добрив на основі низинного, переважно кислого торфу та вуглеамонійних солей з додаванням у компостну суміш компоненту, що містить фосфор, кальцій, магній та інші елементи. Спосіб придатний для використання в умовах конкретного господарства та на промисловій основі безпосередньо на торфовищі (шляхом включення операцій по перемішуванню компонентів, штабелюванню суміші у загальний цикл поверхневопошарової (фрезерної) заготівлі торфу на добриво), з використанням нових компонентів, тому відповідає критерію винаходу (корисної моделі) "промислова придатність". Таким чином, заявлене технічне рішення є новим, промислове придатним, має винахідницький рівень, тобто відповідає всім умовам патентоспроможності винаходу (корисної моделі) відповідно до пункту 7 розділу II Закону України "Про охорону прав на винаходи і корисні моделі №1771111, 2000р." Запропонований спосіб виготовлення органомінерального добрива реалізують таким чином : Варіант способу, сприйнятливий для господарств, які мають власну вихідну (основну) сировину, або розташовані поблизу її покладів, полягає в тому, що ОМД виготовлять безпосередньо біля місця його використання, тобто поля, на якому воно буде вноситись. На відведену ділянку поля завозять необхідну кількість подрібненого торфу (торфокрошки) вологістю 60% для необхідного внесення в нього інших компонентів, яке здійснюється механізовано, або вручну, залежно від партії ОМД, що виготовляється та можливостей господарства. Перемішування торфу з вуглеамонійними солями, внесеними у кількостях 1,8-2,4% мас. Та фосфоритного борошна - 5-10% мас, що містить у своєму складі 19-20% Р2О5 та 30-32% карбонатів кальцію і магнію, здійснюють наявними в господарстві механізмами (переважно грейферними навантажувачами), далі суміш формують у бурти і видержують в них до завершення процесу компостування, яке повинно тривати не менше ЗО діб. У промисловому варіанті виконання - безпосередньо на торфовищі, де ведеться заготівля торфу на добриво фрезерною обробкою покладу, на поверхню робочої частини карт торфовища рівномірно наносять вуглеамонійні солі з розрахунку 2,4-2,9% від маси торфу. Що знімається фрезою 5040 та фосфоритне борошно. Збагачене на кальцій і магній у кількості 5-10% мас. і негайно заробляють у торф. Далі проводять старанне перемішування компонентів і компостування суміші за рахунок процесів фрезерної обробки покладу: ворушіння, валкування і складання суміші у штабелі для її компостування. Яке повинно тривати також не менше ЗО діб. Перераховані вище дії забезпечують технічний результат заявленого способу: одержання високоефективного комплексного органо-мінерального добрива з вмістом азоту і фосфору у кількостях і співвідношеннях, близьких до оптимальних для більшості сільськогосподарських культур (1:1). Збагачення ОМД на кальцій і магній, що вносяться у компостну суміш з фосфоритним борошном у вигляді карбонатів, зменшує його кислотність, що дає можливість ефективніше використовувати його на кислих грунтах, а також на вапнованих завдяки поліпшенню умов магнієвого живлення рослин. Приклади конкретного виконання Для визначення оптимальної кількості досліджуваного фосфоритного борошна, яку необхідно внести у склад компостної суміші, що підвищувало б ефективність готового ОМД, зменшувало його кислотність, позитивно впливало на вміст у ньому легкодоступних для рослин форм азоту і фосфору та співвідношення між ними, для підтвердження переваги заявленого способу перед прототипом були проведені лабораторні дослідження та агрохімічні аналізи відібраних зразків. В умовах лабораторії агрохімії Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН та кафедри біології Львівської національної академії ветеринарної медицини ім.. С.З.Гжицького було виготовлено 3 дослідні партії ОМД за заявленим способом. Приклад 1. Поліетиленові посудини ємністю 1,5 л наповнюють сумішшю торфу і 1,8-2,4% вуглеамонійних солей, змішаних за відомим способом, додають різну кількість досліджуваного фосфоритного борошна, а саме : при мінімальній кількості - 5%, при середній - 10%, при максимальній - 15% і компостують протягом ЗО діб. Після завершення процесу компостування у кожну посудину висівають однакову кількість життєздатного насіння сільськогосподарської культури, наприклад, озимої пшениці. Проміри висоти і визначення маси рослин проводять в динаміці. Отримані нами результати досліджень наведені в табл. 1 і 2. Таблиця 1 Середня висота рослин, см Заявлений спосіб з викориВідомий спосіб (без фосфо- станням фосфоритного борошна у % мас. ритного борошна) 10 15 5 37,2 25,9 35,9 39,3 Як це видно з наведених даних табл. 1 і 2, зростання висоти і маси рослин відбувається із збільшенням кількості фосфоритного борошна у складі компостної суміші до певної межі, а саме від 5 до 10% мас. Наступне збільшення кількості досліджуваного фосфоритного борошна у складі компостної суміші призводить до зменшення цих показників, тобто до пригнічення росту і розвитку рослин в зв'язку з ураженням їх грибковими хворобами. Таблиця 2 Середня маса 10 рослин, г Заявлений спосіб з виВідомий спосіб (без фо- користанням фосфоритного борошна у % мас. сфоритного борошна) 5 10 15 5,2 4,6 4,6 3,3 Слід визначити, що вже за внесення у торф 15% мас. фосфоритного борошна рослини поражаються борошнистою росою (Helmintosporium gramilis) в зв'язку з чим пригнічується їх ріст і розвиток, різко зменшується наростання зеленої маси. Отже, найбільш оптимальною кількістю досліджуваного фосфоритного борошна, згідно наведених даних, слід вважати 5-15% від маси торфу, що компостується. Наступне збільшення дози фосфоритного борошна у складі суміші - вище 15% від маси торфу виявилось недоцільним. Приклад 2. У виробничих умовах, за необхідністю, таку кількість фосфоритного борошна (5-15% мас.) і більше можна додавати до торфу безпосередньо на торфовищі, вносячи його, як і вуглеамонійні солі, за способом (патент України №34379А). Якість одержаного ОМД наведена в табл. 3. Із різних варіантів добрив, після завершення процесу компостування сумішей, відбирають середні змішані зразки готових ОМД для визначення в них вмісту та співвідношення азоту до фосфору залежно від способу виготовлення. Вміст азоту у добриві, як це видно з даних табл. З, із збільшенням кількості фосфоритного борошна у складі суміші зменшується. Близьке до оптимального поєднання у добриві азоту до фосфору (1:0,9) формується за компостування суміші торфу і ВАС за відомим способом (А.С. №1608176) з додаванням випробовуваного фосфоритного борошна у кількості 5% від маси торфу, що компостується. За додавання 10% фосфоритного борошна це співвідношення змінюється до 1:1,7. Таким чином, очевидно, що бажане співвідношення азоту до фосфору в добриві, як 1:1, після завершення процесу компостування суміші, буде формуватися за умови використання фосфоритного борошна в межах 5-10% від маси торфу, що компостується. 5040 Таблиця З Доза фосСпосіб форитного виготов- борошна у лення складі ОМД ОМД, % мас ВІДОМИЙ 5 заявле10 ний 15 Вміст у сухій речовині, % заг Р2О5 Відношення NP2O5 2,57 2,34 0,77 2,1 4,0 1 1,7 1,99 5,85 зразки готових добрив для визначення їх кислотності Зміни величини рН готових ОМД, виготовлених відомим і заявленим способами, тобто залежно від КІЛЬКОСТІ доданого у компостну суміш Са і Mg-вмісного фосфоритного борошна, показані в табл 4 1 0,3 1 0,9 2,34 8 1 2,9 Таблиця 4 Приклад З В фермерському господарстві "Кільган", Самбірського р-ну, Львівської обл , що має торфовище з сильно кислою реакцією торфу (рН ) проведено виготовлення ОМД за заявленим способом Для проведення досліджень відбирають торф, що має дуже сильнокислу початкову реакцію, характерну для більшості низинних торфів, розташованих в зоні розповсюдження кислих грунтів західного регіону Після завершення процесу компостування сумішей торфу, ВАС і випробовуваного фосфоритного борошна відбирають середні змішані Комп'ютерна верстка М Клюкін Величина рН ОМД ВІДОМИЙ спосіб без Заявлений спосіб, за викори фосфоритного борошна 4,7 стання фос борошна у % мас 5 10 15 52 5,3 5,1 Початкова, дуже сильно кисла, реакція торфу під впливом внесених у нього ВАС зменшується, як це видно з даних табл 4, до середньо кислої (рН 4,7), а з додаванням випробовуваного фосфоритного борошна - до слабо кислої (рН 5,15,3) Дані табл 4 показують також, що кислотність суміші торфу та вуглеамонійних солей за додавання до неї зростаючих доз фосфоритного борошна, що містить 30-32% карбонатів кальцію і магнію, зменшується адекватно Підписне Тираж 37 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності вул Урицького, 45 м Київ, МСП 03680, Україна ДП'Український інститут промислової власності" вул Глазунова 1 м Київ-42, 01601