RU2802755C1 - Состав кондиционера почв и способ его изготовления - Google Patents

Состав кондиционера почв и способ его изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2802755C1
RU2802755C1 RU2023101917A RU2023101917A RU2802755C1 RU 2802755 C1 RU2802755 C1 RU 2802755C1 RU 2023101917 A RU2023101917 A RU 2023101917A RU 2023101917 A RU2023101917 A RU 2023101917A RU 2802755 C1 RU2802755 C1 RU 2802755C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
composition
humic acid
natural zeolite
soil conditioner
Prior art date
Application number
RU2023101917A
Other languages
English (en)
Inventor
Максим Павлович Мещеряков
Вера Николаевна Хавронина
Елена Геннадьевна Мещерякова
Виктор Вадимович Якубов
Илья Максимович Мещеряков
Сергей Денисович Фомин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2802755C1 publication Critical patent/RU2802755C1/ru

Links

Abstract

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства. Состав кондиционера почв содержит кремнийсодержащий материал и гуминовую кислоту. В качестве кремнийсодержащего материала используют природный цеолит фракцией 3-5 мм с содержанием клиноптилолита 50-75%. Состав с влажностью не более 18% выполняют при следующем соотношении компонентов, мас.%: природный цеолит 80-92, гуминовая кислота 8-20. Изобретение касается также способа изготовления состава кондиционера почв. Техническим результатом является улучшение агрофизических свойств почвы при внесении состава на основе природного цеолита и гуминовой кислоты в почву в процессе рекультивации, увеличение всхожести семян не менее чем на 20%. 1 табл.

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к способу рекультивации почв.
Известен состав кондиционера почвы, где в качестве минерального компонента использована смесь из двух или более твердых кремнийсодержащих веществ с содержанием Si от 5-45%, при этом, по крайней мере, одно из указанных веществ, расход которого составляет 50-10000 кг на 1 га, находится в некристаллической форме с частицами размером не более 1 мм, а другие вещества, общий расход которых составляет 100-20000 кг на 1 га, находятся в некристаллической или кристаллической форме с частицами размером не более 5 см. В качестве твердых кремнийсодержащих веществ могут быть использованы экологически безопасные твердые кремнийсодержащие отходы промышленности и сельского хозяйства в виде золы, шлаков, пыли и т.п., химически чистые кремнийсодержащие соединения, например аморфный диоксид кремния, кварцевый песок, силикат кальция, силикат магния и т.п., а также молотые кремнийсодержащие горные породы, например песок, песчаник, цеолит, туф и т.п. Кондиционер почвы обеспечивает снижение уровня загрязнения почвы тяжелыми металлами, улучшение водно-воздушных свойств верхнего горизонта почв, усиление устойчивости растений к неблагоприятным условиям роста. (Патент RU №2122903, опубл. 10.12.1998)
К недостаткам известного технического решения, препятствующего достижению заявленного технического результата, можно отнести то, что его действие направлено исключительно на снижение уровня загрязнения почв, без учета влияния на ее агрофизические свойства и на рост растений.
Известен состав кондиционера почвы в форме гранул, включающий минеральные компоненты с использованием золошлаковой смеси и извести, гранулы нерегулярной формы в интервале фракций от 1,0 до 6,0 мм водостойкого пористого конгломерата с плотностью от 300 до 400 кг/м3 и со структурой пористости, имеющей капиллярную и некапиллярную форму, при их соотношении между собой, равной 0,85:1, в свою очередь конгломерат состоит из сухой смеси, обработанной смешением с водой до однородной консистенции при соотношении вода: сухая смесь, равном 0,75:1, при этом сухая смесь содержит в качестве золошлаковой смеси - золу биотоплива, а также цемент, негашеную известь и порообразователь при следующем соотношении компонентов, масс. %: зола биотоплива 53,2; цемент 41,6; негашеная известь 4,6; порообразователь 0,6 Кондиционер почвы содержит порообразователь в виде смеси из алюминиевой пудры, известковой муки и сульфоната натрия, полученной совместным помолом до 10 мкм при следующем соотношении компонентов, масс. %: алюминиевая пудра 10-60; известковая мука 39-99; сульфонат натрия остальное (Патент RU №2013 146 908, опубл. 27.04.2015).
К недостаткам известного технического решения, препятствующего достижению заявленного технического результата, можно отнести сложный компонентный состав.
За прототип выбран состав кондиционера почв и способ его изготовления (Патент RU №2 649 634, опубл. 04.04.2018). Состав кондиционера почв, содержащий кремний и дополнительно содержащий янтарную кислоту, в качестве кремнийсодержащего материала используют диатомит, причем состав выполняют при следующем соотношении компонентов, мас. %: кремнийсодержащий материал 85-90 и янтарная кислота 15-10. Способ изготовления состава кондиционера почв, заключается в том, что предварительно обжигают диатомитовую крошку при температуре 700-900°С, после чего наносят на крошку раствор янтарной кислоты, затем обработанные гранулы перемешивают в течение 15-20 минут в грануляторе при частоте оборотов от 30 до 40 Гц при наклоне чаши от 40 до 50° до момента исчезновения комочков и влажных зон, после этого гранулы просушивают при температуре от 15 до 25°С, распределив их тонким слоем на ровной, сухой и чистой поверхности. (Патент RU №2 649 634, опубл. 04.04.2018).
К недостаткам известного технического решения, препятствующего достижению заявленного технического результата, можно отнести высокую стоимость заявленных компонентов, отсутствие исследовательских данных степени влияния данного состава на агрофизические свойства почвы, такие как: плотность сложения, порозность аэрации, предельная полевая влагоемкость.
Задачей предлагаемого изобретения является создание эффективного и безопасного состава кондиционера почв, улучшающего структуру и агрофизические свойства почв и стимулирующего рост растений.
Технический результат - улучшение агрофизических свойств почвы при внесении кондиционера на основе природного цеолита и гуминовой кислоты в почву в процессе рекультивации, увеличение всхожести семян не менее чем на 20%.
Технический результат достигается за счет того, что состав кондиционера почв дополнительно содержит гуминовую кислоту, а в качестве кремнийсодержащего материала используют природный цеолит фракцией 3-5 мм с содержанием клиноптилолита 50-75%, причем состав с влажностью не более 18% выполняют при следующем соотношении компонентов, мас. %: природный цеолит 80-92 и гуминовая кислота 20-8.
Способ изготовления состава кондиционера почв, заключается в том, что природный цеолит предварительно измельчают до фракции 3-5 мм, замачивают в 30-35% растворе гуминовой кислоты на 25-40 минут, перемешивают и просушивают до влажности не более 18%.
К общим существенным признакам, влияющим на достижение заявленного технического результата, относятся:
- использование природного цеолита с содержанием клиноптилолита 50-75%;
- использование природного цеолита с размером фракций 3-5 мм;
- соотношении компонентов, мас. %: природный цеолит 80-92 и гуминовая кислота 20-8;
- замачивание измельченного природного цеолита в 30-35% растворе гуминовой кислоты на 25-40 минут;
- сушка насыщенного гуминовой кислотой природного цеолита до влажности не более 18%;
Гуминовые препараты и цеолиты - это сорбенты мелиоранты природного происхождения. Цеолиты - природные минералы алюмосиликаты вулканического происхождения. Химический состав цеолитов отличается в зависимости от места добычи. При внесении в почву они являются источниками макро- и микроэлементов, их ценные каталитические и сорбционные свойства определяются степенью наличия в составе таких элементов как шабазит, эрионит, модернит, ломонит, филлипсит в том числе и клиноптилолита, которые имеют кристаллическую структуру и обладают ионообменными свойствами. Природные цеолиты при внесении в почву структурируют ее, повышают влагоемкость и воздухопроницаемость, стимулируют развитие полезной почвенной микробиоты.
Гуминовые кислоты - сложная смесь природных органических соединений, образовавшихся в результате биохимических превращений органических остатков при участии микроорганизмов, влаги и кислорода атмосферы. По химической структуре гуминовые кислоты представляют собой высокомолекулярные конденсированные органические соединения, в которых установлено наличие фенольных гидроксилов карбоксильных, карбонильных, ацетильных и других активных групп.
Гуминовая кислота участвует в процессе клеточного дыхания кислорододышащих организмов, помогает микроорганизмам в почве быстрее разрушать органические вещества с повышенной токсичностью, а также блокирует токсины не позволяя им накапливаться в растениях, укрепляет растения, увеличивает их сопротивляемость болезням. Гуминовая кислота нормализует естественную микрофлору почвы, стимулирует жизнедеятельность полезных микроорганизмов, находящихся в ней. Немало важно, что присутствие гуминовой кислоты в питательном растворе приводит к увеличению скорости и повышению процента прорастания семян.
Гуминовая кислота для растений - это совершенно безопасный биостимулятор, широко используемый на протяжении всего цикла роста растения, добавление которого приводит к серьезному повышению урожая
Природные цеолиты и гуминовые кислоты являются результатом естественного преобразования органической материи, содержат более 50-ти важнейших макро- и микроэлементов, которые полезны не только растениям, но и любым другим живым организмам и экологически безопасны.
В результате применения природного цеолита с содержанием клиноптилолита 50-75%, достигаются оптимальные показатели необходимые для получения заявленного технического результата, при изменении процентного содержания клиноптилолита не наблюдается увеличение всхожести семян не менее чем на 20%.
Размер фракции цеолита 3-5 мм установлен экспериментально, в результате исследований, так как при уменьшении размера зерен, почва менее структурирована, увеличивается срок промачивания корнеобитаемого слоя сокращается влагоемкость почвы, в результате чего увеличивается число поливов, а увеличение фракции, отрицательно влияет на процесс всхожести семян.
Соотношении компонентов, мас. %: природный цеолит - 80-92 и гуминовая кислота - 20-8; подтверждены опытно-экспериментальным путем и являются достаточными и необходимыми, так как их изменение отрицательно влияет на процесс всхожести семян.
Процентное содержание 30-35% гуминовой кислоты в растворе определено опытным путем и является достаточным для достижения заявленного технического результата, т.к. при такой его концентрации происходит модификация природного цеолита в результате увеличения общего объема пор, что при дальнейшем внесении в почву улучшает ее агрофизические свойства, такие как воздухопроницаемость, влагоемкость. При снижении концентрации раствора необходимая модификация природного цеолита не происходит, а увеличение концентрации раствора не приводит к существенным изменениям характеристик сорбента и соответственно не оказывает заметного влияния на достижение заявленного технического результата.
Время замачивания измельченного природного цеолита в растворе гуминовой кислоты на 25-40 минут установлено экспериментально, в результате исследований, так как именно в течении этого времени происходит достаточная модификация природного цеолита и полное насыщение его гуминовыми веществами, содержащимися в растворе, при сокращении вымени замачивания эти условия не обеспечиваются, а увеличение не оказывает заметного влияния на достижение заявленного технического результата.
Необходимость сушки насыщенного гуминовой кислотой природного цеолита до влажности не более 18% обусловлена технологическим процессом внесения в почву препарата с использованием технических средств, так как при большем уровне влажности материала происходит склеивание зерен природного цеолита. При внесении препарата механизировано, происходит его налипание в районе выходных отверстий, что затрудняет процесс внесения и отрицательно сказывается на равномерности распределения состава в рекультивируемой почве.
Предложенный кондиционер почвы прошел испытания, результаты которых изложены далее.
Примеры конкретного выполнения.
1. Определяли влияние почвенного кондиционера на агрофизические свойства почвы в полевых условиях. Для этого опытный земельный участок со светло-каштановой, среднесуглинистой почвой размерами 6 м × 1,0 м разделяли на три равные делянки. 1-я делянка служила контролем. На 2-й делянке в почву добавляли вермикулит из расчета 5 кг на 1 м2 и перемешивали с почвой на глубину 30 см. На 3-й делянке в почву добавляли кондиционер почвы из расчета 5 кг на 1 м2 и перемешивали с почвой на глубину 30 см. Отбор проб на определение агрофизических характеристик производился со следующей периодичностью: в первый день, через 20 суток, через 40 суток, через 60 суток. Во время проведения испытаний опытные участки подвергались одинаковому атмосферному воздействию.
Плотность сложения почвы (рс) определена по стандартной методике (буровым методом), принятой в почвоведении.
Плотность твердой фазы почвы (ртф) определяли пикнометрическим методом.
Предельную полевую влагоемкость (ППВ) определяли термостатно-весовым методом.
Общую порозность почвы (Побщ) определяли по формуле:
Побщ=(1-Рстф)*100, где
рс - плотность сложения почвы;
ртф - плотности твердой фазы почвы.
Порозность аэрации (ПА) рассчитывали по формуле:
ПА=Побщ-ППВ* рс, где
ППВ - предельную полевую влагоемкость;
Побщ - общую порозность почвы.
Результаты определения влияния почвенного кондиционера на агрофизические свойства почвы приведены в таблице 1.
Анализ данных, приведенных в таблице 1, показывает, что кондиционер почвы оказывает значительно большее воздействие на агрофизические характеристики почвы, чем вермикулит. Внесение почвенного кондиционера заметно улучшило агрофизические свойства почвы, а именно, уменьшилась на 29% плотность сложения - почва стала рыхлой и неслеживаемой, на 24,4% увеличилась порозность общая и в 2 раза возросла порозность аэрации, следовательно, значительно улучшился водно-воздушный режим почвы.
2. Определялось влияние кондиционера почвы на всхожесть семян различных овощных культур в полевых условиях. С этой целью описанные ранее три выделенные опытные делянки размером 2 м × 1,0 м были разделены на четыре равные части каждая. Первая часть оставлялась незасеянной и предназначалась для исследований агрофизических характеристик почвы, на трех последующих проводились вегетационные опыты со следующими овощными культурами: перец сладкий сорт «Белозерка», томаты сорт «Волгоградский розовый», морковь гибрид «Тангерина F1».
Внешние условия для прорастания семян овощных культур на всех опытных делянках были одинаковыми. Эксперимент проводился в трехкратной повторности при высеве по 100 семян анализируемой овощной культуры, процент всхожести определяли арифметически путем как отношение числа проросших семян к числу посеянных.
Результаты приведены в таблице 2, в которой
* состав I - природный цеолит фракцией 5 мм, с содержанием клиноптилолита 50%, замоченный в 30% растворе гуминовой кислоты на 40 мин. в соотношении компонентов, масс. %: природный цеолит 80, гуминовая кислота 20.
* состава II - природный цеолит фракцией 3 мм, с содержанием клиноптилолита 75%, замоченный в 35% растворе гуминовой кислоты на 25 мин. в соотношении компонентов, масс. %: природный цеолит 92, гуминовая кислота 8.
Анализ результатов опытов, приведенных в таблице 2, показывает, что на делянках с применением кондиционера почвы всхожесть семян овощных культур в сравнении с контрольной делянкой увеличилась: по перцу сладкому на 20-22%, по томатам на 20%, по моркови на 22-23%.
Следовательно, предлагаемое в качестве изобретения техническое решение обеспечивает улучшение агрофизических свойств почвы при внесении кондиционера на основе природного цеолита и гуминовой кислоты в почву в процессе рекультивации и способствует увеличению всхожести семян не менее чем на 20%.

Claims (3)

1. Состав кондиционера почв, содержащий кремнийсодержащий материал, отличающийся тем, что состав кондиционера почв дополнительно содержит гуминовую кислоту, а в качестве кремнийсодержащего материала используют природный цеолит фракцией 3-5 мм с содержанием клиноптилолита 50-75%, причем состав с влажностью не более 18% выполняют при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Природный цеолит 80-92 Гуминовая кислота 8-20
2. Способ изготовления состава кондиционера почв по п.1, заключающийся в том, что природный цеолит предварительно измельчают до фракции 3-5 мм, замачивают в 30-35%-ном растворе гуминовой кислоты на 25-40 минут, перемешивают и просушивают до влажности состава не более 18%.
RU2023101917A 2023-01-27 Состав кондиционера почв и способ его изготовления RU2802755C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2802755C1 true RU2802755C1 (ru) 2023-09-01

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005269956A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Kobe Techno Bussan:Kk 植物用培土及び植物栽培方法
CN106281340A (zh) * 2015-05-14 2017-01-04 北京市农林科学院 重金属钝化组合物
RU2754448C1 (ru) * 2021-02-01 2021-09-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) Способ очистки и рекультивации нефтезагрязненных почв
RU2787140C1 (ru) * 2021-10-26 2022-12-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Органоминеральный комплекс для детоксикации почв, загрязненных гербицидами

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005269956A (ja) * 2004-03-24 2005-10-06 Kobe Techno Bussan:Kk 植物用培土及び植物栽培方法
CN106281340A (zh) * 2015-05-14 2017-01-04 北京市农林科学院 重金属钝化组合物
RU2754448C1 (ru) * 2021-02-01 2021-09-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) Способ очистки и рекультивации нефтезагрязненных почв
RU2787140C1 (ru) * 2021-10-26 2022-12-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова Российской академии наук (ИНЭОС РАН) Органоминеральный комплекс для детоксикации почв, загрязненных гербицидами

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11384031B2 (en) Biochar as a microbial carrier
Sangeetha et al. Zeolite and its potential uses in agriculture: A critical review
US10118870B2 (en) Additive infused biochar
US11390569B2 (en) Methods for application of biochar
KR102228276B1 (ko) 바이오차를 활용한 유기 탄소 비료 조성물 및 그 제조 방법
KR20180115541A (ko) 바이오차 및 미생물을 이용한 상토 조성물, 토양개량제, 유기질비료 및 그 제조 방법
KR101805390B1 (ko) 절개지의 생태 복원을 위한 녹생토 조성물 및 이를 이용한 생태 복원 공법
JP4573924B2 (ja) 団粒構造ゼオライト、その製造方法および育苗培土
CA3009977C (en) Additive infused biochar
Aslam et al. Effects of biochar and zeolite integrated with nitrogen on soil characteristics, yield and quality of maize (Zea mays L.)
RU2802755C1 (ru) Состав кондиционера почв и способ его изготовления
KR100420573B1 (ko) 식물 재배용 고형 비료의 제조방법, 그에 의하여 제조되는고형 비료칩 및 그 고형 비료칩을 포함하는 식물재배용 용기
US11053172B2 (en) Method for application of biochar in turf grass and landscaping environments
KR102056285B1 (ko) 탄닌 저감 방식의 코코피트 제조 방법 및 이로부터 제조되는 코코피트를 포함하는 식물처리제
RU2649634C1 (ru) Состав кондиционера почв и способ его изготовления
RU2547431C1 (ru) Кондиционер почвы
US20230146899A1 (en) Biochar as a microbial carrier
Kwiatkowska-Malina The influence of exogenic organic matter on selected chemical and physicochemical properties of soil
JPH01312934A (ja) 植物栽培用培地
KR20210131550A (ko) 인공 토양 및 이의 제조 방법
RU2724698C1 (ru) Органоминеральное гранулированное удобрение
RU2794351C1 (ru) Способ получения гранулированного удобрения на основе подстилочного куриного помета и леонардита
RU2797415C1 (ru) Удобрение органоминеральное пролонгированного действия
RU2790973C1 (ru) Способ рекультивации почв, загрязненных тяжелыми металлами
Nweke et al. An evaluation of three contrasting rates of animal wastes on degraded sandy soil and their immediate and residual effect on dry matter yield of maize