Здобрююча суміш для рослин і спосіб її внесення до грунту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к выращиванию растений в естественном и искусственном грунте с использованием дозированной подачи удобрений в корневую систему растения. Основным недостатком этого удобрения, а также способа его приготовления и внесения в грунт является его короткое действие т.к. гранулы имеют малый вес и разлагаются быстро, и большой расход полимерной пленки т.к. обволакиванию подвергается каждая гранула удобрения. Задачей, положенной в основу настоящего изобретения создание комплексного удобрения, состоящего из питательной смеси для растений, в которой используются органические компоненты и отходы технологии, а также способа и устройства ее внесения в грунт, позволяющей обеспечить высокие агротехнические показатели удобрения и эффективное внесение смеси в грунт с высокой надежностью в течение всего периода вегетации растения. Поставленная задача решается питательной смесью для растений на основе органических компонентов, на основе комплексных удобрений, макро- и микроэлементов, которая содержит следующие компоненты при их соотношении (% мас.): Поставленная задача решается также способом внесения питательной смеси в грунт, осуществляемым путем ее размещения в корневой системе растений на период вегетации, в котором смесь предварительно покрывают оболочкой из полупроницаемого полимерного материала на подложке, обеспечивающего скорость дозирования смеси в гр унт от 7-1,5 до 23-7 мг/час, при температуре гр унта 15-30°С и влажности 20-100%, а затем устанавливают ее в гр унте. При этом в качестве оболочки для питательной смеси используют полимеры полиолефинового ряда с молекулярной массой 90-120000. Кроме того, оболочку для питательной смеси выполняют из полиэтилена или поливинилхлорида или полипропилена с толщиной подложки 0,1-1,0 мм. Сущность изобретения состоит в том, что предлагаемая питательная смесь для растений включает такой комплекс компонентов, что при его использовании обеспечивается эффективное питание растений в течение всего периода вегетации. В питательной смеси используются в большинстве своем натуральные органические реагенты и отходы различных производств, утилизация которых на данном этапе повсеместно представляет определенные трудности. В частности в питательной смеси используется 20-45% мас. органического фекального компонента с влажностью до 86% мас. т.е. это свежие птичий помет с влажностью 50 86% и навоз с влажностью до 86% мае, что позволяет не производить их дополнительную переработку и упрощает их использование. До настоящего времени использование органического фекального компонента с такой влажностью не производилось ввиду его высокой активности. Требовалась его сушка и/или дезинфекция, и/или переработка в компост, что затрудняло и удорожало использование, а также приводите к частичной потере питательных веществ. Это обусловлено наличием веществ пагубно влияющих на развитие растений, вероятно наличие болезнетворных микроорганизмов, возможный смыв с полей экскрементов и попадание их в окружающую среду. В предлагаемом составе питательной добавки для растений при внесении в ее состав фекального компонента с влажностью до 86% мас. происходит его дезактивация и разбавление до величин легко усвояемых растениями. Одновременно происходит частичное связывание элементов питания углем и зольным компонентом, что приводит к медленной отдаче, Кроме того добавление аммиака изменяет величину РН фекального компонента, что предотвращает процессы гниения и развития болезнетворных форм микроорганизмов. В результате этого эффекта не требуется предварительная обработка фекального компонента для его эффективного использования. В предлагаемую питательную смесь включен газообразный или водный аммиак в количестве 0,45-3,0% мае, выполняющий функцию дезинфекта и буферной составляющей. Его наличие в смеси позволяет провести дезинфекцию фекальных стоков за счет прекращения процессов гниения и предотвращения развития болезнетворных микроорганизмов. Обеспечить необходимый уровень РН среды порядка 7,5-7,8. В результате повышается содержание выводимое из оболочки азота, особенно на начальной стадии развития растения. Вводимый в питательную смесь аммиак (газообразный и водный) кроме того обеспечивает извлечение гуминовых кислот из угля за счет протекания реакции растворения гумматов при РН действия. Бурый уголь с размером частиц от 10 до 100 мкм введенный в смесь в количестве 5,0-15,0% мас. выполняет функцию сорбента, дегельминтезатора. Он сорбирует вещества, несущие запах фекальной составляющей, поглощает яйца гельминтов всех видов, снижает общую влажность, является источником гуматов. Экспериментально было установлено, что степень помола угля 10-100 мкм. Способствует увеличению поверхности контакта порошка с пометом и аммиаком и обеспечивает более полное выведение гуминовых кислот из угля и из оболочки вцелом и тем самым увеличивает срок активного использования удобрений. Бурый уголь является дополнительным источником· органических веществ, таких как гуминовые кислоты, стимуляторы роста (ауксинового ряда) и низкомолекулярные соединения углерода, благотворно влияющие на развитие почвенных микроорганизмов. Кроме того, этот компонент является регулятором скорости выведения питательных элементов растения, таких как макро- и микроэлементы необходимые для оптимального развития растений в весь период вегетации. Его присутствие в смеси обеспечивает улучшение органолептических показателей, поглощение влаги, поглощение и медленную отдачу аммиака и элементов питания, выведения гумминовых кислот. Заявленная степень помола угля 10-100 мкм обусловлена увеличением поверхности порошка, полнотой выделения гумминовых кислот и увеличения времени использования удобрений. При меньшей степени помола бурого угля т.е. менее 10 мкм происходит увеличение стоимостных показателей, удорожание оборудования, что сказывается на с/с удобрений. При степени помола большей 100 мкм имеет место ухудшение сорбционных свойств, снижение функции регулятора скорости отдачи удобрений, снижение поступления гумминовых кислот. Питательная смесь включает 5-15% мас. комплексных бесхлорных удобрений, с торговыми марками "Кристаллин" (20:16:10), "Урожай" (11:10:11). "Рост" (11:10:11) и других с соотношением Ν:Ρ2О5:Κ 2О = 10:10:10 до 20:16:10. Использование удобрений допустимо и в виде смеси отдельных солей, таких как: сульфаты калия аммония, дигидрофосфат аммония, карбонат калия, нитраты аммония, калия и кальция, гидрофосфат аммония. Присутствие комплексных удобрений в питательной смеси обеспечивает повышение осмотического давления, повышение содержания элементов питания, совместный вынос малорастворимых ве ществ. Это происходит за счет увеличения осмотического давления, сорастворимости и образования буферных смесей. В состав смеси, кроме того, в качестве коагулир ующего компонента входит зола или золоотвалы, или углеотходы (отвалы шахт) и τ д. с размером частиц 20-100 мкм в количестве от 39 до 49% мас. Зола в предполагаемой питательной смеси выполняет функцию источника микроэлементов, таких как магний, бор, цинк, селен, медь и др. Кроме того зола имеет функцию структуратора, а именно после разложения оболочки улучшает газововакуумный и влажностный режим почвы. Также зола является дегельминтезатором и подавляет развитие гельминтов из возможно присутствующи х яиц. Она также выполняет функцию коагулянта фекальной составляющей и способствует коагулированию фекальных стоков и разрушает органоминеральные мицеллы. Ее присутствие в смеси обеспечивает подачу всех необходимых микроэлементов, дегельминтезацию, структур у питательной смеси и коагуляцию фекальных веществ. Количество каждого компонента, входящего в предлагаемую питательную смесь установлено экспериментально и использование компонентов в других количества х приводит к дисбалансу состава смеси и снижению эффективности ее использования. Предлагаемая питательная смесь для растений используется с значительно менее высокой эффективностью в отрыве от предлагаемого способа ее внесения в грунт путем использования предлагаемого устройства. Сущность предлагаемого способа внесения питательной смеси состоит в том, что заявленную питательную смесь перед внесением в грунт предварительно покрывают оболочкой из полупроницаемого полимерного материала на подложке, изготовленного из полимера ряда полиолефинов, имеющего молекулярную массу в пределах 90 до 120000. Оболочку предпочтительно выполняют из полиэтилена или поливинилхлорида или полипропилена с толщиной стенки 10-30 мкм. Экспериментально было установлено, что при этой толщине мембраны скорость выделения удобрений является достаточной для питания растений, а время пребывания питательной смеси в оболочке является достаточным для обеспечения растений всем необходимым комплексом макро- и микроэлементов в течение всего периода вегетации. Вместе с тем достигается полнота выведения гумминовых кислот. Подложку к мембране изготавливают пористой из целлюлозы или ее производных,в частности из бумаги, картона, ткани, марли и т.п. Толщина подложки составляет 0,1-1,0 мм. Подложка из целлюлозных материалов выполняет функцию накопителя влаги и дополнительно регулирует скорость подачи элементов питания к растению, а также предохраняет полимерную пленку от механических повреждений и позволяет повысить механическую влагу для нормального поступления ее во внутрь оболочки и за счет пористости регулировать поступление элементов питания к растению. Толщина стенки для подложки обусловлена созданием необходимой пористости, и механической прочности. Предлагаемая питательная смесь, согласно изобретению, дозируется в грунт в течение периода вегетации растения порционной с определенной скоростью. Заявленная скорость дозирования питательной смеси в грунт, составляющая от 7-1,5 до 23-7 мг/час при температуре грунта 15-30°С и влажности 20-100% определена экспериментально исходя из необходимости обеспечения растений всем комплексом макро- и микроэлементов на весь период вегетации, причем при снижении потребления элементов питания растением за счет накопления их в пористой подложке скорость подачи уменьшается и может стать равной 0 при неблагоприятных условиях. При изменении скорости дозирования питательной смеси в сторону уменьшения происходит снижение эффекта за счет недостатка элементов питания. При увеличении скорости дозирования питательной смеси наблюдается передозировка элементов питания, безвозвратная потеря питательных веществ и попадание их в окружающую среду. Питательная смесь заявленного состава помещается в виде навески между двумя стенками корпуса и открытые концы корпуса запаиваются или скрепляются любыми известными способами. Возможность осуществления изобретения подтверждается следующими конкретными примерами. Пример 1 (Способ приготовления питательной смеси). Через 100 кг помета птиц влажность 83% барботируют газообразный аммиак в количестве 2,4 кг. После пропускания всего количества аммиака в течение 10 минут со скоростью 4 г/сек, а затем переносят в лопастной или шнековый смеситель, куда последовательно добавляют размолотый бурый уголь с содержанием гумминовых кислот не менее 4%, Размер частиц угля не должен превышать 100 мк (преимущественно 50 мк). Количество частиц угля 75,11 кг на указанную выше смесь. Затем, не прекращая перемешивания добавляют 75,11 кг комплексных бесхлорных удобрений (допустимо и в виде отдельных солей) с соотношением Ν:Ρ2О5:Κ 2О от 10:10:10 до соотношения 20:16:10. После смешения добавляют золу из золоотвалов шахт (или золу ГРЭС с электрофильтров иди отвалов, или иные золоотходы) в количестве 248,18 кг, причем размер частиц также не должен быть более 100 мкм (предпочтительно 30-50 мк). Далее смесь перемешивают до однородной массы, время смешения зависит от типа смесителя и его производительности. Соотношение компонентов в смеси составляет: Пример 2. В помет птиц в количестве 100 кг с влажностью 83% добавляют при перемешивании 10 кг водного аммиака с концентрацией 25,8% мас. Затем при перемешивании в лопастном смесителе последовательно добавляют 75 кг размолотого угля, 75 кг комплексных бесхлорных удобрений и 240 кг золу ГРЭС с электрофильтров. В результате получают питательную смесь для растений состава (% мас): Пример 3. В лопастной или шнековый смеситель последовательно вносят 100 кг свиного навоза, 18,3 кг водного аммиака, 50 кг размолотого угля, 33,3 кг комплексных удобрений с соотношением Ν:Ρ2О5:Κ 2О = 20:16:10 и 131,7 кг золы с электрофильтров, перемешивают до однородного состава. В результате получают питательную смесь для растений состава (% мас): Данные по свойствам образцов питательной смеси для растений представлены в таблице 1. Перед внесением питательной смеси в почву или искусственный грунт навеску смеси с массой от 10 до 100 г предварительно покрывают с использованием известных способов (окунание, сварка, напыление и др.) оболочкой из полунепроницаемого полимерного материала, полученной согласно следующей те хнологии. Пример 8. (Способ получения полунепроницаемой мембраны из полиэтиленовой пленки). М.масса 90, подложка бумага 0,1 мм, толщина 10 мкм. Предварительно сформированную полиэтиленовую пленку из полиэтилена высокой плотности с ММ = 90000 дублир уют бумагой на каландровом агрегате. Полученный ламинат после каландрирования оценивают по массе, которая в данном примере составляет 60 г/м 2 (суммарная масса - бумага + п/э). При этом толщина п/э слоя составляет 10 = 2 мкм, а толщина бумажного слоя 0,1 = 0,05 мм. Пример 9 (Способ получения мембраны-пленки из полипропилена). М.масса 120000, подложкамарля 0,5 мм, толщина 20 мкм. Ламинат получают аналогично примеру 8, Исходная пленка - полипропилен с мм = 120000 с толщиной 20 = 5 мкм. В качестве подложки используют марлю с толщиной 0,5 = 0,1 мм. Пример 10 (Способ получения мембраны-пленки из поливинилхлорида). М.масса 90000, подложка ткань 0,1мм толщина 30 мкм. Ламинат получают аналогично примеру 8. Исходная пленка - поливинилхлорид с мм = 90000 и толщиной 30 мкм. При каландировании проводят ориентирование, а затем дублируют тканью толщиной 1 = 0,2 мм. Полимерными мембранами полученными по примерам 4-6 покрывают навески питательной смеси по следующей технологии. Пример 11. Питательную смесь полученную по примеру 1 и составляющую из (% мас): на фасовальном автомате типа АРВ-5 развешивают на навески массой 20 г и упаковывают на нем же пленкой, полученной по примеру 8 и запаивают корпус. Полученное удобрение готово к употреблению. Пример 12. Питательную смесь полученную по примеру 7 и состоящую из (% мас): на фасовочном автомате развешивают на навески массой 30 г и покрывают навески пленкой, полученной по примеру 9 и запаивают корпус. Полученное удобрение готово к употреблению. Пример 13. Питательную смесь, полученную по примеру 4 и состоящую из (% мас): развешивают на навески массой 100 г и покрывают пленкой, полученной по примеру 10 методом высокочастотной сварки. Полученное удобрение готово к использованию. Удобрения, полученные по примерам 11, 12, 13 испытывают для выращивания растений. Пример 14. Способ выращивания саженцев в контейнерах. В контейнер массой до 3 кг, при загрузке смеси, торфа с песком, в среднюю часть устанавливают упаковку с корневой питательной смесью, полученной по примеру 11. В закрытой части контейнера выполняют отверстие, куда вставляют зимнюю прививку саженца яблони "Голден Делиес" на подвое М-9. Контейнер открытой частью устанавливают на бетонированную площадку для выращивания. Средняя скорость дозирования элементов питания составляет 10 = 3 мг/час. Смесь начинает поступать в субстрат через 20 суток после установки. Общее время выращивания саженцев до товарного вида составляет 4,5-5 месяцев. Контроль. В контейнеры вместе с субстратом внесено аналогичное количество комплексных удобрений. Время выращивания аналогичное. Общее количество саженцев на 1 га составляет 560 тыс. штук. Повторность трехкратная. Результаты испытаний представлены в таблице 1. Пример 15. Способ выращивания цветочных растений. Под кусты роз сорта "Super Star" на расстоянии 15 см от ствола и на глубин у 10-15 см (в зону корневой системы) помещают удобрение, полученное по примеру 12. Всего кустов 27 при трехкратной повторности. Средняя скорость дозирования удобрений (в течение двух лет) составляет контроль - 27 кустов в тре хкратной повторности, под каждый из которых внесено аналогичное количество минеральных удобрений. Общее время проведения эксперимента - два года. Результаты испытаний представлены в таблице 2. Пример 16. Применение удобрений в защищенном грунте при выращивании огурца сорта "НИИОХ-419". Плотность посадки 1,8 раст/м 2. В эксперименте использовали удобрения, полученные по примеру 13. Используемый субстрат - грунт тепличный, мульчированный соломой. При установке рассады под каждое растение в лунку помещали удобрения, которые обеспечивали скорость дозирования в течение 8 месяцев 23 = 7 мг/час. Далее в процессе выращивания растения только поливали. Всего в эксперименте задействовано 360 растений в 12 повторностях. Контроль. Такое же количество растений - 360 штук в 12 повторностях. В качестве основной заправки (субстрат одинаков) внесено из расчета на 1 м 2: 300 г смеси, содержащей азотные, калийные, магниевые, фосфа тные, кальциевые удобрения. Под каждое растение - 150 г смеси, В процессе выращивания (в периоде января по июль) в зависимости от рекомендаций агрохимиков вместе с поливной водой было внесено еще 42 г/раст азотных, калийных и магниевых удобрений. Также проведены внекорневые подкормки раствором мочевины. В таблице 3 представлены сопоставительные результаты испытаний. В таблице 4 представлены данные по свойствам предлагаемой питательной смеси при внесении ее в грунт по предлагаемому способу и устройству. В таблице 5 представлены данные по методике внесения питательной смеси в грунт. Использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить следующие преимущества . - Использовать ранее неиспользуемые продукты и вещества. - Получать биологически активные комплексные удобрения, не вызывающие засоления почв, обеднение микроорганизмами. - Резко сократить расход минеральных удобрений для получения одного и того же урожая. - Снизить содержание нитратов и нитритов в с/х продукции. - Исключить прямой контакт людей и животных с минеральными удобрениями. - Исключить или хотя бы значительно сократить попадание удобрений в окружающую среду и резко снизить безвозвратные потери удобрений. - Исключить потерю питательных веществ при переработке фекальных стоков - Повысить урожайность с/х к ультур. - Удобрения отличает широкий спектр действия на овощных, цве точных культурах, ягодных куста х и деревьях.