Способ получения субстрата для выращивания растений
Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании растений в защищенном грунте. Цель изобретения - повышение ионообменной емкости субстрата , улучшение его структуры и водных свойств. Способ заключается в смешивании гидролизного лигнина с органическим мелиорантом, в качестве которого используют 2-4%-ную водную суспензию продуктов гидролиза торфа аммиачной водой или водным раствором КОН до рН 8,5 - 10,5. Суспензию используют в количестве, обеспечивающем нейтрализацию лигнина до рН.5-6. Перед использованием ее разделяют на водорастворимую фракцию и осадок. Гидролизный лигнин вначале смещивают с водорастворимой фракцией, смесь известкуют и затем смещивают с осадком . В полученньш продукт дополнительно вводят торф при массовом соотношении торфа и лигнина (20 - 50) : : (50 - 80). Способ обеспечивает увеличение водоудерживающей способности субстрата в 4,3 - 2 раза, емкости обмена в 1,2 - 1,6 раза и содержания водопрочных агрегатов в нем в 1,5 - 2 раза. 6 табл. (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1411323 А1
Ш 4 С 05 F 11/02, А 01 С 31/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4185481/30-15 (22) 26.01 ° 87 (46) 23.07.88. Бюл. У 27 (71) Белорусский научно-исследовательский институт картофелеводства и плодоовощеводства.и Институт торфа
АН БССР (72) П. И. Омецинский, А. M. Абрамец, Г. Ф. Кострома и А, И. Сорокин (53) 631.895(088.8) (56) Страхов В. Л. Компосты на основе отходов промышленности. — Химия в сельском хозяйстве, 1985, У 9, с. 16 — 19. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУБСТРАТА ДЛЯ
ВЫРАЩИВАНИЯ РАСТЕНИЙ (57) Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при выращивании растений в защищенном грунте. Цель изобретения — повышение ионообменной емкости субстрата, улучшение его структуры и водных свойств. Способ заключается в смешивании гидролизного лигнина с органическим мелиорантом, в качестве которого используют 2-4%-ную водную суспензию продуктов гидролиза торфа аммиачной водой или водным раствором
К0Н до рН 8,5 — 10,5 ° Суспензию используют в количестве, обеспечивающем нейтрализацию лигнина до рН .5 - 6.
Перед использованием ее разделяют на водорастворимую фракцию и осадок.
Гидролизный лигнин вначале смешивают с водорастворимой фракцией, смесь известкуют и затем смешивают с осадком. В полученный продукт дополнительно вводят торф при массовом соот- Я нсшении торфа н лигнина (20 — 50) (50 — 80). Способ обеспечивает уве- (/1 личение водоудерживающей способности субстрата в 4,3 — 2 раза, емкости обмена в 1,2 — 1,6 раза и содержания водопрочных агрегатов в нем в 1,5—
2 раза. 6 табл.
1411323
Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам получения субстратов для выращивания растений в теплицах, оранжереях и других автономных объектах, удовлетворяющих требованиям замкнутых экологических систем.
Цель изобретения — повышение ионообменной емкости субстрата, улучшение 10 его структуры и водных свойств.
Пример 1. Получение гуминового мелиоранта.
Готовят 2Х-ную суспензию торфа, гидролизованного NH 10 кг влажного (w = 80 мас. .) предпочтительно верхового торфа, переработанного в шнековом механизме, перемешивают с 80 л воды. Затем в суспензию при перемешивании вводят вод - 20 ный раствор аммиака до рН суспензии 9,5. После этого объем суспензии доводят до 100 л и повторно корректируют рН суспензии аммиаком до 9,5. Таким образом получают 100 кг мелиоранта (суспензию торфа, гидролизованного аммиаком), содержащего 2 мас. . активного вещества. Аналогично получают суспензию мелиоранта с концентрацией активного вещества — 30 1, 3, 4 и 5 мас.Х с различной степенью гидролиза (pH 8; .8,5; 10,5; 11). Пример 2. Определение дозы гуминового мелиоранта. К 10 кг гидролизного лигнина влаж- 35 ностью 50 мас.Х при перемешивании добавляют 2Х-ную суспензию мелиоранта (продуктов гидролиза торфа OH). периодически измеряя рН смеси, до рН 5. Регистрируют количество суспен- 40 эии мелиоранта, израсходованное для модификации лигнина (в данном случае 1,8 л). Дозу мелиоранта определяют отдель- но для суспензии разной концентрации аналогично примеру 1. 1I р и м е р 3. Определение дозы извести для иэвесткования мелиоран та, Модифицированный по примеру 2 ry- 50 миновым мелиорантом лигнин, содержащий 5 KI сухого вещества, смешивают с 12,5 кг верхового торфа низкой степени разложения (R = 15X) влажностью 60 мас.X. Получают субстрат при соотношении лигнин : торф = 50 : 50, после чего в субстрат вносят известь до рН 7. Регистрируют расход извести (на сухое вещество). В данном случае расход Са(ОН). составляет 200 г или в расчете «а 1 т лигнина с 50Х-ной влажностью и 1,25 т торфа с 60Х-ной влажностью 20 кг. Дозу извести для каждого случая определяют отдельно аналогично примеру 1. Пример 4. Технология получения субстрата в производственных условиях. Берут 1 т лигнина влажностью 50, который в виде бурта складируют на площадке. Готовят 180 кг гуминового мелиоранта аналогично примеру 2 с концентрацией активного вещества в суспензии 2 мас.Х. Дозу мелиоранта для каждого конкретного случая определяют аналогично примеру 1. Суспензию мелиоранта предварительно отстаивают в течении 12 — 24 ч. В результате водонерастворимая фракция мелиоранта выпадает в виде осадка в донной части емкости, в которой хранится суспензия мелиоранта в заранее определенном количестве. Водорастворимую фракцию мелиоранта (надосадочную жидкость) осторожно сливают и при перемешивании вносят в буфер лигнина. Затем в модифицированный лигнин вносят 20 кг извести (согласно пред-/ варительно проделанному анализу аналогично примеру 3) и тщательно перемешивают. Известь вносят B виде водной суспензии, что позволяет более равномерно ввести ее в лигнин. После этого полученную смесь оставляют в течении 2 — 5 сут для завершения процессов нейтрализации. Затем в бурт лигнина при его перемешивании вносят водорастворимую фракцию мелиоранта (осадок) и перемешивают с 1,25 т торфа низкой степени разложения с влажностью 60 мас. . В итоге получают примерно 1 т субстрата для выращивания растений (в расчете на сухое вещество) с рН 7 при содержании лигнина 50 мас. и торфа 50 мас. .. Аналогично готовят модификацию субстрата при других соотношениях ингредиентов. Дпя каждого конкретного вида ин гредиентов и их соотношений (лигнин, торф, гуминовый мелиорант) дозы мелиорантов (извести, суспензии гидролизатов) определяют индивидуально, аналогично примерам 2 и 3. Это обусловлено тем, что лигнин и торф— 1323 Из данных табл. 1 видно, что субстрат, полученный по предлагаемому способу, обладает гораздо большей бу5 ферностью, емкостью обмена. Причем раздельное внесение фракций мелиоранта обеспечивает повышение емкости обмена субстрата по сравнению с одновременным внесением фракций мелио10 ранта (контроль), т.е. предлагаемый способ получения мелиоранта- обеспечивает получение более качественного в агрохимическом отношении субстрата. 3 141 системы не стабильные по качественному составу (рН, влажность, содержание гуминовых веществ и др.), из-за чего количественная сторона доз ингредиентов может значительно варьировать. Содержание водопрочных агрегатов в субстратах определяют с помощью мокрого ситового анализа. Величину емкости обмена (буферность) образцов субстрата оценивают их потенциометрическим титрованием 0,2 н.водным раствором НЗРО4 в диапазоне рН субстрата от 6,5 до 4,5 (диапазон рН, обеспечивающий развитие растений). Водные свойства образцов субстрата определяют с помощью влагопотенциометров по величине равновесного вла- 20 госодержащего субстрата при заданной величине потенциала влаги (8 = = 400 мм вод.ст.). Пористость (содержание газовой фазы) с 1бстрата определяют расчетным 25 методом по влажности и весу субстрата в единице объема. Влияние способа получения субстрата на величину емкости его ионообмена (буферность) показано в табл. 1, Таблица 2 Р„, мас.7 нценация спени меоранс.й 31игнин + мелиорант до рН 5 + Са(ОН) до рН 6,5 Таблица 1 Та же 1,0 40 П р и м е ч а н и е. Гуминовый мелиорант вносят раздельно при его общей дозе, обеспечивающей нейтрализацию лигнина .-до рН 5, Р; — .содержание водопрочных агрегатов с диаметром боль50 2,76 4,33 Примеч ание. U u U объем 0,1 н. НЗРО+, затраченный на титрование от рН 6,5 до рН 4,5 субстратов, полученных по предлагаемому и известным способам соответственно. Способ получения субстрата U,/U„ для выращивания растений Известный (лигнин + птичий помет до рН 6,5) Контроль (лнгнин + суспензия торфа, гидролизованного аммиаком (рН 5), + Са(ОН) ро рН 6,5) Предлагаемый (лигнин + водорастворимые соединения мелиоранта + Са(ОН) + нерастворимая. в воде фракция мелиоранта; рН субстрата 6,5) Влияние концентрации гуминового мелиоранта (торф, гидролизованный аммиаком, рН 9,5) на формирование водопрочной структуры субстрата показано в табл. 2. Способ получения субстрата Из данных табл. 2 видно, что наиболее высокий выход водопрочных агрегатов получают при внесении суспензии с концентрацией 27. С - 47. В табл. 3 показано влияние щелочного реагента для получения гуминового мелиоранта на эффективность агрегирующего действия в лигнине. 1411323 Таблица 3 P), мас.%, при Й) 1мм Таблиц а 5 Р;, мас.% при содержании водопрочных агрегатов d> 1мм 39 Способ получения су страта одерание 42 одоро чных 58 греатов, ас.%, ри мелиорант до рН. 5 + до рН 6,5 Лигнин + + Са(ОН) 45 Лигнин + + Са(ОН) мелиорант до рН 6 + до рН 6,5 1 мм Аигнин + мелиорант до рН 5 + Са(ОН) до рН 6,5 То же 9,5 10,5 и 11,5 Способ получения субстра Лигнин + суспензия торфа, ! гидролизованного аммиаком (2%-ная суспензия) до рН 5, + Са(ОН), до рН 6 5 Лигнин + суспензия торфа, ! гидролиэованного КОН (2%ная суспензия) до.рН 5, + + Са(ОН) до рН 6,5 ( (П р и и е ч а н и е. Содержание агрегатов с диаметром 1 мм в исходном лигнине 29 мас.%. . Результаты табл. 3 свидетельствуют, что агрегирующее действие мелиоранта, полученного с использованием КОН, несколько ниже по сравнению с NH40H однако в целом агрегирующий 1 эффект мелиоранта с КОН также довольно высок, что позволяет рекомендовать его использование. Влияние степени гидролиза мелиоранта на водопрочную структуру лигнинового субстрата приведено в табл. 4. Таблица 4 Данные табл. 4 показывают, что наибольшее количество водопрочных агрегатов с диаметром больше 1 мм образуется при внесении суспензии торфа, гидрализованного до рН 8,5 10,5. При рН ниже 8,5 уменьшение количества агрегатов обусловлено низкой степенью гидролиза гуминовых веществ торфа, а при рН выше 10,5 — уменьшением количества вносимого активного вещества мелиоранта при его внесении до постоянной величины рН лигнина. В табл. 5 показано влияние дозы мелиоранта (2%- ной суспензии торфа, гидролизованного аммиаком до рН 9,5) на эффективность водопрочного действия в лигнине. Доза мелиоранта, характеризуемая величиной рН лигнина после введения мелиоранта Исходный лигнин, рН 1,6 Лигнин + Са(ОН) до рН 6,5 Лигнин + мелиорант до рН 3 + + Са(ОН) до рН 6,5 Лигнин + мелиорант до рН 40 4 2 + Са(ОН) до рН = 6,5 Из данных табл. 5 видно, что сувеличением количества мелиоранта содержание водопрочных агрегатов возрастает. Лри дозах, обеспечивающих рН смеси мелиорант — лигнин в пределах 5 — 6, содержание водопрочных . 55 агрегатов достигает 81 — 82%. Известкование лигнина, содержащего серную кислоту, субстратом до рН 6,5 - 7,5 обусловлено условиями практичесСоотношение лигнин торф, мас.% Равновесное влагосодержание субстра- 15 та, соответствующее потенциалу влаги 400 мм рт. ст кг/кг 20 формулаизобретения 100: 0 (без торфа) 90: 10 80 : 20 0,91 1,12 1,27 1,9 50 : 50 40 ; 60 2,1 Составитель В. Сальников Редактор И. Дербак Техред А.Кравчук Корректор 0, Кравцова Заказ 3618/23 Тираж 425 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 1411 ки полного связывания сульфат-иона кальцием с образованием числа, а также созданием оптимальных агрохимических условий для развития растений. Влияние соотношения лигнин : торф (верховой низкой степени разложения, R = 15%) на водные свойства субстрата рН 6,5 показано в табл. 6. Таблица 6 Из данных табл. 6 видно, что водоудерживающая способность субстрата возрастает с увеличением содержания в нем торфа. Введение торфа более 50% нецелесообразно, так как субстрат теряет свое основное качество - устой323 8 чивость к минерализации (распаду), поэтому оптимальным соотношением лиг— нин: торф считают (80 — 50): (50 20). Таким образом, применение предлагаемого способа позволяет в 1,3— 2 раза увеличить водоудерживающую способность, в 1,2 — 1,6 раза увеличить емкость обмена, в 1,5 — 2 раза увеличить содержание водопрочных агрегатов в субстрате для выращивания растений на основе лигнина. Способ получения субстрата для выращивания растений, включающий смешивание гидролизного лигнина с органическим мелиорантом, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения ионообменной емкости субстрата, улучшения его структуры и водных свойств, в качестве органического мелиоранта используют 2-4%-ную водную суспензию продуктов торфа с аммиачной водой при водном растворе КОН до рН 8,5 — 10 5 в количестве, обеспечивающем нейтрализацию лигнина до рН 56, которую перед использованием разделяют на водорастворимую фракцию и осадок, причем гидролизный лигнин вначале смешивают с водорастворимой фракцией, смесь известкуют до рН 6,5 — 7,5 и затем смешивают с „ осадком, а в полученный продукт дополI нительно вводят торф при массовом соотношении торфа и лигнина (20— 50) : (50 — 80).
