Способ получения органоминерального удобрения

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и мелиорации, а именно к способам получения удобрений. обладающих более длительным периодом действия, например, для тепличных грунтов. Цель изобретения -улучшение качества удобрения за счет снижения вьшывания компонентов минерального питания растений. Используют торфяную крошку влажностью 3035% с водопрочными свойствами. Пропитывают крошку водным раствором минеральных компонентов для проникновения их внутрь гранул. Регулирование рН раствора минеральных удобрений осуществляют введением КОН или NH4.0H до рН 7-8, Проводят обработку торфа щелочным реагентом из расчета 2-5 мас.% на сухое веществоj, что (/) создает Иа поверхности гранул плотный слой с низкой проницаемостью для с ионов. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (l9) SUoll (50 4 C 05 F 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ЯО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 ) з ъ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3833656/30-15 (22) 30. 12. 84 (46) 30. 10. 86. Бюл. Р 40 (71) Институт торфа АН БССР и Белорусский научно-исследовательский институт картофвлеводства и плодоовощеводства (72) И.И. Лиштван, П.И. Омецинскйй, А.М. Абрамец, Г.П. Бровка и Л.С. Ивашкевич (53) 631.878 (688.8) (56) Авторское свидетельство СССР, У 882978, кл. С 05 F,11/02, 1980. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОИИНЕ-

РАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и мелиорации, а именно к способам получения удобрений, обладающих более длительным периодом действия, например, для тепличных грунтов. Цель изобретения — улучшение качества удобрения за счет снижения вымывания компонентов минерального питания растений. Используют торфяную крошку влажностью 3035Х с водопрочными свойствами. Пропитывают крошку водным раствором минеральных компонентов для проникновения их внутрь гранул. Регулирование рН раствора минеральных удобрений осуществляют введением КОН или

NH<0H до рН 7-8. Проводят обработку торфа щелочным реагентом из расчета

2-5 мас.X на сухое вещество, что создает на поверхности гранул плотный слой с низкой нроницаемостью для ионов. 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

1266844

Изобретение относится к сельскому хозяйству и мелиорации, а именно к способам получения удобрений, обладающих более длительным периодом действия, например, для тепличных грунтов.

Цель изобретения — улучшение качества удобрения за счет снижения вымывания компонентов минерального питания растений. 10

В теоретической основе предлагаемого способа получения органоминерального удобрения лежат принципы физико-химического воздействия на процессы, отвечающие за транспорт ио- 15 нов в природных ионообменниках. Сущность такого воздействия заключается в создании в периферийной части (на поверхности) гранул сорбента зоны с низкой проницаемостью для ионов, 20 что достигается обработкой гранул щелочными реагентами. Природные органические сорбенты (торф, сапропе" ли) интенсивно набухают в щелочной среде. Обработка щелочными реаген- 25 тами приводит к образованию на поверхности гранул плотной зоны (своеобразной оболочки), тормозящей вымывание ионов (минеральных удобрений) из гранул сорбента. 30

2 в растворе), т.е. обработкой гранул раствором удобрений в несколько приемов, либо заливкой гранул избыточным количеством раствора минеральных удобрений. Длительность периода пропитки гранул можно определять визуально по границе пропитки гранулы раствором на ее изломе. Для ускорения пропитки гранул растворами удобрений можно использовать поверхностно-активные вещества (улучшающие смачивание торфа), либо пропитку гранул растворами солей осуществлять при более высокой температуре и оптимальном рН среды (7-8), что интенсифицирует диффузионные процессы электролитов и воды. Полученные

200 кг органоминеральных удобрений разделяют на 20 проб по 10 кг каждая.

Один килограмм таких удобрений содержит 80 r калия. Если торфяная крошка не впитала полностью раствора минеральных удобрений, избыток раствора сливают. Регулирование рН раствора минеральных удобрений осуществляют введением КОН или NH40H до рН = 7-8.

Затем готовят водный раствор щелочного реагента, например аммиака.

Для чего берут 120, 240, 360, 600, Пример, Готовят насыщенный раствор минеральных удобрений, например, путем растворения 30 кг КС1 в

70 кг воды при 50 С (калий — один из наиболее легко вымываемых компонентов минерального питания растений).

В целях снижения затрат вместо гранул торфа используют торфяную крошку (отход производства кускового торфа) при ее влажности 30 мас. (rpa- 40 нулы торфа, торфяная крошка обладают водопрочными свойствами при влажности не более 30-35 мас. ). Разбрызгиванием при перемешивании полученным раствором КС1 обрабатывают 100 кг торфяной крошки. Обработанную раствором КС1 крошку периодически (1-2 раза в сутки) перемешивают и выдерживают в течение 4-6 сут для полной пропитки крошки и полного впитывания 50 раствора минеральных солей. Для получения более насыщенных минерачьными удобрениями гранул (крошки) их пропитку растворами удобрений ведут до состояния полного насыщения (ве.личина поглощения гранулами раствора зависит от нида торфа, влажности гранул, состава и концентрации солей

720 г 25 .-ного водного раствора аммиака и доводят объем раствора в каждом случае до 1 л. Полученными растворами щелочного реагента обрабатывают при перемешивании 5 проб (по 10 кг каждая) гранул, пропитанных КС1. Доза щелочного реагента (аммиака) в расчете на сухое вещество торца составляет соответственно 1, 2, 3, 5, 6 мас.%, Обработанные щелочными реагентами гранулы выдерживают 1 сут с целью завершения процессов набухания и образования плотной оболочки в периферийной части гранул торфа. Гранулы торфа интенсивно набухают в щелочной среде и полностью поглощают весь раствор щелочного реагента. Аналогично готовят растворы КОН. !

В данном случае образцы, обработанные вначале щелочным реагентом (ИН ОН, КОН, поташом), а затем минеральными удобрениями, взяты как известные.

Подготовченные образцы влажных органоминеральных удобрений помещают в колонки и промывают водой с одинаковым расходом. Вымывание К из гра1266844 удобрения добавляют в виде соли,т.е. в нерастворенном виде.

Введение в торф вначале минеральных удобрений, а затем обработка щелочными реагентами, предлагаемая последовательность операций обеспечивает получение удобрения с низкой вымываемостью из него минеральных солей, а именно обработка гранул торфа после их пропитки раствором минеральных удобрений обеспечивает создание на поверхности гранул плотного слоя с низкой проницаемостью для ионов, т.е. находящиеся внутри ассоциатов торфа соли вымываются водой гораздо меньше °

Использование NH OH и КОН в ка4 честве щелочных реагентов, обусловлено потенциальной агрономической т + ценностью NH и К как компонентов минерального питания растений. Кроме нул торфа оценивают по величине его остаточного содержания в гранулах.

Для чего из колонок через равные интервалы времени отбирают пробы. Гранулы растирают и готовят водные вы- 5 тяжки с последующим определением содержания в них К с помощью ионселективных электродов °

Использование торфа влажностью 3035 мас. обусловлено тем, что при данной влажности структура торфа претерпевает необратимые изменения и

его каркас (гранулы, крошка) приобретают свойства, обеспечивающие ему устойчивость к разрушению в воде,т.е. 5 торфяная крошка или гранулы при влажности не более 35% являются водопрочными и могут служить в качестве своеобразной пористой матрицы для иммобилизации минеральных удобрений. 20

В известном способе для получения органоминерального удобрения используют торф влажностью 50-60, При влажности больше 35% удобрения не обеспечивают иммобилизации минеральных солей в каркасе гранул торфа (из-за их разрушения в воде),. т.е. не предотвращают вымывание солей инфильтрационными потоками), а при

N < 30 торфяная крошка (гранулы) 30 слабо набухают, т.е. уменьшается потенциальная емкость для иммобилизации минеральных удобрений.

Введение минеральных удобрений в торф путем пропитки гранул (крошки) торфа раствором минеральных удобрений, обусловлено необходимостью проникновения минеральных удобрений внутрь гранул, что обеспечивает предотвращение их смыва водой между частицами (в порах) почвенных систем.

В известном способе минеральные того, данные щелочные реагенты являются более сильными щелочами,чем поташ(известный способ вследствие чего обеспечивают более интенсивное набухание торфа и формирование более плотной защитной оболочки на по-. верхности гранул. В предлагаемом способе получения органоминерального удобрения возможно использование любых сильных щелочных реагентов, поскольку именно в щелочной среде возникает оболочка на поверхности гранул торфа, предотвращающая вымывание солей из гранул.

Доза щелочных реагентов 2-5 мас.% обусловлена условиями, обеспечивающими оптимальное действие щелочного реагента.

Изменение содержания К и гранулах торфа при промывке их водой (Т = о

20 С) представлено в табл.1.

1 а б л и ц а 1

Способ получения удобрения

Содержание К в гранулах торфа по отношении к содержанию в них К до промывки

О 1 3 5 10 15 20 30

Гранулы торфа +

+ КС1 (Контроль) 0,31 0,19 0,08 0,037 0,011 0,008

0,57

Известный

Гранулы торфа +

+ Поташ 5 + КС1 1 О, 66 0,39 0,32 0,.19 О, 12 0,09 0,05

1266844

Продолжение табл. 1

Способ получения удобрения

Содержание К в гранулах торфа по отношению к содержанию в них К до промывки время промывки, сут

I I I 1 I l

0 1

3 5 10 15 20 30

Предлагаемый

Гранулы торфа +

+ КС1 + 4

0,61 0,37 0,18 0,14 0,09 0,06

07 059 031 025 02 015

0,76 0,62 0,44 0,33 0,29 0,25

0,79 0,66 0,5 0,4 0,36 0,3

0,8 0,69 0,53 0,42 0,37 О,32.

0,08

0,86

0,89

0,9

0,9

Таблица 2 рН раствора КС1 после погружения в него гранул торфа

Время полной пропитки гранул, сут

6,5

4,7

5,0

7,0

3 5

8,0

9,4

Из данных табл.1 видно, что вымываемость К из органоминерального удобрения, получаемого ло предлагаемому способу значительно ниже, чем в известном способе. Причем эффектив- 30 ность способа возрастает с увеличением периода промывания удобрения водой. Так, через 30 сут в удобрении, получаемом по известному способу К содержится только 0,05 от первона- З5 чального, а в удобрении, полученном по предлагаемому спо".îáó, — 0,150,3, что соответственно в 3 и б раза больше.

Согласно данным табл.1, оптималь- 40 ной .дозой, щелочных реагентов следует считать 2-5 мас.% на сухое вещество торфа. При дозе ИН ОН менее 2% изменение вымываемости минеральных солей по сравнению с контролем незначительно, При дозе более 5% скорость вымывания К из гранул торфа примерно одинакова, что и при 5%. При больших дозах щелочного реагента (С > 6%) может произойти разрушение гранул в воде (потеря водопрочности), вследствие интенсивного набухания торфа.

Погружение ионообменника (торфа) . в растворы электролитов сопровождается снижением (как правило) рн раст- вора (вследствие ионообмена). Особенно большое изменение рН имеет место при пропитке гранул электролитами,при температуре раствора более о

50 С. Снижение рН раствора вызывает уменьшение скорости впитывания электролита в торф.

Влияние рН растворов электролитов на впитывание их в гранулы торфа (Т = 20 C) (диаметр гранул 10 мм) представлено в табл.2.

П р и м е ч а н и, е. Изменение рН раствора КС1 с погруженными в него гранулами торфа осуществляют введением Н РО (рН = 3,4), и БНАМОН (рН 4,7).

66844

Таблица 3

Содержание К и ИН4в гранулах торфа по отношению к содержанию К и NH до промывки, С;/С

Способ получения удобрения время промывки, сут О 2О

0 30

Гранулы торфа + КС1 + NH40Н (ЗХ) 0,44

0,28

0,25

Гранулы торфа + KN0 + NH OH (ЗЕ)

Ф

Гранулы торфа + NH Сl Ф КОН (ЗЖ) 0,41

0,3

0,22

0,49

0,36

0,27

П р и м е ч а н и е. Доза щелочного реагента во всех случаях 3 мас.Е на сухое вещество торфа.

Из данных табл.3 видно,что пропит-40 ка гранул торфа растворами различных минеральных удобрений не приводит к существенному изменению вымываемости их из гранул. Все минеральные удобрения вымываются примерно одина- 45 ково. Можно отметить несколько меньшую скорость вымывания NH4 при использовании в качестве щелочного реагента КОН. В данном случае, это связано с большей силой КОН как ос- 50

I нования, т.е. с большим набуханием поверхностного слоя гранулы, а значит и меньшей диффузией через набухшую оболочку ионообменника компонентов минерального питания растений.

Влияние последовательности обработки гранул раствором КС1 и щелочного реагента NH40H на аккумуляцию минеральных компонентов (К) удобрением приведено в табл.4.

7 12

Из данных табл.2 видно, что с увеличением рН растворов солей скорость их впитывания в гранулы торфа возрастает (сокращается время пропитки гранул солями). Однако, учитывая,что при полной пропитке гранул растворами с рН > 8 может наступить потеря водопрочной структуры торфа, оптимальной реакцией среды растворов электролитов следует считать 6 рН 78. B данном диапазоне рН скорость пропитки гранул растворами более высокая и не ухудшаются водопрочные свойства гранул, т.е. они не разрушаются во влажной среде и выполняют функцию аккумулятора компонентов минерального питания растений. Обработка гранул щелочными реагентами (растворами с рН 8) не ухудшает водопрочных свойств гранул в случае, если не происходит полной их пропитки раствором (табл.1), а модифицируются лишь поверхностные слои.

Предлагаемый способ позволяет снизить вымывание любых минеральных удобрений, которые хорошо растворимы !

О в воде и легко вымываются из почвы нри промывном водном режиме, например в тепличных грунтах. Подтверждением этому являются результаты табл. 3, где представлено измене I5 ние содержания К и NH4 в гранулах торфа при промывке их водой (Т =

20 С).

Таблица 4

1266844

Способ получения удобрения (последовательность операций

Содержание K в гранулах торфа по отношению к содержанию

К в гранулах, получаемых по известному способу

2,04

Гранулы торфа + КС1 + ИН4ОН (3%) (предлагаемый) 2,14

Гранулы торфа + NH4OH (3% + р-р KCl (известный) 1,0

Гранулы торфа + (NH

П р и м е ч а н и е. Время пропитки 5 сут. Доза КС1 и концентрация раствора во всех случаях одинакова. Пропитку осуществляют полным погружением гранул в раствор удобрений. (В известном способе в качестве щелочного реагента используют

МН4 ОН) раствором приводит к обратному, негативному эффекту, в результате которого затруднено проникновение солей вглубь гранулы, т.е. уменьшается аккумулирующая способность гранул.

Таким образом, предлагаемый способ получения органоминеральных удобрений позволяет примерно в 46 раз снизить скорость вымывания компонентов минерального питания растений из органоминерального удобрения, повысить эффективность и увели-. чить период его действия.

1. Способ получения органоминерального удобрения, включающий обработку торфа щелочным реагентом, введение в него минеральных компонентов, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества удобрения за счет снижения: вымывания компонентов минерального питания растений, используют торф влажностью

30-35%, введение в торф минеральных

Гранулы торфа + КС1 (контроль) Из данных табл.4 следует, что в случае получения удобрения по предлагаемому и по способу, взятому в качестве контроля, аккумуляция 1(С1 З5 гранулами примерно одинакова, посколт..ку в обоих случаях гранулы, погруженные в раствор удобрения, набухают одинаково, а зпачит и впитывают примерно равное количество раствора 4р удобрснпя (КС1). Последующая обработка гранул пористого сорбента (торфа) NH

В случае, если мы обрабатываем гранулы сорбента щелочным реагентом

Ъ (БНАМОН), а затем КС1 (известпый способ) или при пропитке гранул раствором КС1 совместно со щелочным реагентом, количество аккумулированных удобрений в гранулах ниже, Обусловлено зто также процессами набухания, но здесь набухание поверхностного слоя при его контакте со щелочным

Формула из обр етения

1266844

Составитель Л. Рубинова

Техред И.Попович Корректор И. Муска

Редактор И. Сегляник

Заказ 5723/19

Тираж 419 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4 компонентов осуществляют перед обработкой его щелочным реагентом путем пропитки водным раствором минеральных компонентов при рН 7-8 до полного насыщения, после чего обрабатывают щелочным реагентом из расчета

2 — 5 мас. Х на сухое вещество торфа.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве щелочных реагентов используют NH OH или КОН.