SU1237655A1 - Способ получени удобрени -мелиоранта дл солонцов - Google Patents

Description

f12

Изобретение относитс  к способам получени  удобрений-мелиорантов дл  засоленных почв с использованием про мьппленных отходов, и может быть использовано . при восстановлении плодороди  солонцовых почв,

Цель изобретени  - увеличение эффективности удобрени -мелиоранта, Способ заключаетс  в раздельном им- прегнировани }. навоза отработанным травиль&1м раствором сернокислотногс травлени  черных металлов,-8 котором растворена мочевина, и затем 35- 37%-ным формалином, в результате чего в органической массе навоза равномерно образуютс  комплексньш соединени  метиленмочейины с серной кислотой , сульфатом железа и микрозле- мейтз.ми с образованием комплексного удобрени  мелиоранта (КУМ).

Дл  получени .КУМ использован травильный раствор наиболее типичного химического состава: 10% свободной серной кислоты, 20% сульфата

Вода Органическое ве77 ,3

Основными факторамиJ определ ющими получение комплексного удобре- ни -М1глиоранта заданного состава и свойства5  вл ютс  весовое соотношение между навозом травильным раствором ,, мочевиной и формалином, ;оот- ветст}зенио равным 100:1-1,5г 1,5; I а гаюке взаимодействие в навозной массе кимических реагентов раздельно вносимьгх на навоз разбрызгиванием при послойном компй стировании.

Оптимальность выбранных соотношений реагирующих ингредие :гов опредеJ

железа, 25 мг/л меди, 500 мг/л никел  j 20 мг/л Кобальта, 6 мг/л цинка, 20 1мг/л марганца, 15 мг/л ванади  и 2 мг/л молибдена.

В качестве органического носител  дл  комплексного удобрени -мелиоранта выбрана активна; основа, а именно подстилочный навозS состо щий из твердых выделений  швотных в смеси с

подстилочным материалом соломой. Сам навоз  вл етс  полным органическим удобрением щелочной формы, содер- все необходимые дл  растений питатель п 1е элементы. Внесение навоза в больших количествах не стабильно и ме цленно улзгчшает структуру солонцовой почвы, её водный и йоздушный режт- о Однако навоз  вл етс  источни- KOMs повьшшк дим содержаниг гумуса в

почве,, и источником СО , который усиливает синтез органических веществ раст«гни ми. Характеристика использованного подстилочного навоза представ- лена в табЛо 1.

i Таблица

64,6

75,0

л етс  заданным количеством вводимого в навоз травильного раствора в количестве 10-15 л/т с концентрацией свободной серной кислоты 10%, сульфа- та железа 20%, микроэлементов . 1000 мг/л,, при весовом соотношении - навозS травильный раствор, равный 100;1-1,5„ Введение 10-15 л травильного раствора на 1 т навоза создает концентрацию водородных ионов рН 2jO- 3,0, что  вл етс  необходимым условием дл  его же закреплени . Дл  повы- гаени  проникающей и смачивакнцей способности травильного раствора в ор3

ганической массе навоза в нем предварительно расттзор ют ьгочевину в массовом соотношении травильньп раствор мочевина, равном 1:1, и после этого ведут закрепление травильного раствора в навозе формалином, не допуска  охлаждени  формалина н -гке -100 с во избежании образовани  параформа и обрыва цепи конденсации с мочевиной.

Процесс закреплени  травильного раствора протекает при мольном соотношении мочевина:формальдегид от 1,35:1 до 2:, что соответствует массовому соотношению между мочевиной и 35-37%-ным формалином, рав- мом 1-1,5:1.

Ун личение отработанного травильного раствора более 15 л на 1 т навоза смещает концентрацию водородных ионов ниже двух, что неблагопри тно отражаетс  на коАденсации мочевины с формалином - в навозе кроме линейного полимера образуетс  и сшитый полимер, который растением не усваиваетс .

Снижение массовой доли отработанного травильного раствора менее 10 л на 1 т навоза повышает рН до 5,0- 5,5, что замедл ет процесс конденсации мочевины и формальдегида и снижает массовую долю микроэлементов в целевом продукте.

Мочевино-формальдеп-щный конденса полученный в сильно кислой среде (), сходен с природт1м лигнином, как тот, так и другой очень медленно гидролизуютс  в почве и не усваиваютс  растени ми.

Конденсаци  мочевины с формальдегидом протекает нормально в услови х саморазогрева навоза, например при температуре закладки не ниже ЮС, и последующим саморазогревом, например до 30°С. .

В результате протекающей реакции конденсации навоз обогащаетс  микроэлементами , мелиорирующими и удобрительными веществами, такими как метиленмочевина, железосульфатмети- ленмочевина, сернокисла  метилен- мочевина, которые способстоуют повышению эффективности навоза по вое- становлению плодороди  солонцовых почв.

Процесс получени  КУН оплсывает- с  следующими xим rчecкими реакци ми.

При растворении в травильном растворе избытка мочевины свободна 

:

1237635«

ссри   кислот  св г ыо етс  г мочевиной в прочное спединр.нир сернокислой мочевины, сульфат железа обра- ; зует мало устойчивое комплексное соединение с мочевиной

rffl CONHj

NH CONHj

H,SO,

FeSO,

(1) (2)

Кисла  реакционна  масса, содержаща  свободную мочевину и ее комплексные соединени  с серной кислотой и сульфатом железа, быстро впитываетс  в органическую массу навоза и закрепл етс  в ней формаЯьде- Г1ЩОМ с образованием твердых медленно растворимых комплексных соединений в виде сернокислой метиленмоче- вины и железосульфатметиленмочевины, в которые включены mкpoэлeмeнты травильного раствора

,0

х

NHjCOffflj - С

ЮТ СОКНг

NH CONHCH NHCONT-I. Т1 .SO

(3)

30

NHCONHj.FeSO +П

Nfllj CONCHA NHCOH; FeSO -t-Hj О

(4)

35

40

При внесении КУМ в щелочную солоцовую почву серна  кислота, сульфат железа и метиленмочевина  вл ютс  активными химическими мелиорантами дл  засоленных почв, предпочтительно солонцового типа.

Так, сернокисла  метиленмочевина эффективно устран ет почвенную щелочность солонцов без разрушени  минерального состава почвы. Железо 5 сульфатметклеимочевина оструктурива- ет практически бесструктурную солонцовую почву, метиленмочевина адсорбирует вредные соли, св зывает почвенные соли в комплексные соедине5 ни , снижа  осматическое давление почвенного раствора, преп тствует вторичному засолению и удобр ет солонцовую почву азотом в медленно- и продолжительнодействующей форме.

55 Микроэлементы, которые в обработанном навозе присутствуют почти все, повьшают физиологическую активность навоза. Сам навоз служит источником повышени  гумуса солоицоиой. .почвы, в которой его содержание крайне низкое. При внесении в солонцовую почву 40 т/га навоза, одновременно внос т 600-800. кг/га метилен-мочевины и ее солей, 400-600 г/га микроэлементов. Кроме того,, указанное выше массовое соотношение реа- гируклцих компонентов 100: (1-1,5): г (1- ,5) °, обеспечивает массовое соотношение между продуктами реакцииj а именно метиленмочевиной -железо- сульфатметиленмочевиной и сернокислой метилеимочевиной на уровне 3.4П,, 6Н, чем достигаетс  эффективность протекани  в солонцовой поч зе процессов нейтрализации щелочности , структурообраэовани , адсорбции вредных почвенных- солей и обогащени  медленно-действуюпщм азотом. Мелиоративное действие FeSO на солонцовые почвы сходно с мелиоративным действием . При его гидролн эе образуетс  свободна  серна  кис- лота, котора  «ступает в реакцию с Почвенными сол ми.

В результате этих реакций в почве по вл ютс  как легко растворимые (. и др.), т-ак и относительно мало растворимые (CaS04,, MgSO идр . соединени  J у -таствующие. в ра знооб- разныэс, почвенных процессах,.

Комплексное мелиоративное действие серной кислоты,, сульфата железа и метиленмочевины в солондЬвой почве ускор етс  на фоне навоза, который сам обладает мелиоративным действием на солонцовую почву,

П р и м е р 1, На площадке раз- брасьшают навоз с влажностью 70-80% и бульдозером разравнивают слоем 40-50 см, затем механическим опрыс- :Кивателем распьш ют на t т навоза 10 л травильного раствора, в котором предварительно растворено 10 кг на 1 т навоза,

Последующую послойную укладку в штаб«1ль ведут погрузчиком с поочередным расшлпением травильного раствора с мочевиной и формалином и разравниванием . Штабель завершаетс  слоем навоза толщиной 30-40 см. Подготовленный таким способом штабель имеет ширину у основание 3-4 см, высоту до 2 м н произвольную длину.

В органической массе навоза при протекает процесс кощценса- цни составных частей -травильного

S

0

5

раствора, мочевины и формальдегида с образованием комплексного мелиоранта (КУМ), содержащего в 1 т навоза 2,5 кг сернокислой метиленмочевины (СММ) 5 4 кг железосульфатметиленмо- чевины (лемм), 8,5 кг метиленмочевн- :ны (ММ) и 10 г микроэлементов. Массовое соотношение между СММ: гЖСММ:ММ равно 1:1,:3,4,

Пример 2. На площадке разбрасывают навоз- с влажностью 70-80% .1 бульдозером разравнивают слоем 40-50 см, затем механическим опрыс кивателем на 1 т навоза распьш ют 15 л травильного раствора, в готором растЕго ено 15 .кг мочевиныj и далее следуют примеру К

Полу генное комплексное удобрение- мелиорант содержит в 1 т навоза 3,5 кг сернокислой метиленмочевины, 6 кг железосульфатметиленмочевины, 12 кг метиленмочевины и 15 кг мик-- роэлементов. Массовое, соотношение между СМНгЖСММ:ММ равно Is 1,6:3,4.

В табл, 2 приведен химический состав исходного навоза и навозаj превращенного в комплексное удобрение- мелиорант (КУМ).

Таблица 2

41}

Вода

75.0

77,0

Органическое

Пример 3. На площадке разбрасывают навоз с влажностью 70-80% и бульдозером разравнивают слоек 40-50 см, затем механическим опрыскивателем распыл ют на 1 т навоза 12,5 л ofpa6oTaHHoro травильного раствора, в котором предварительно растворено 12,5 кг мочевины, далее процесс ведут по примеру 1.

Получают навоз, в 1 т которого содержитс  3 кг сернокислой метгшен мочевины, 5 кг железоеульфатметилен- мочевины, 10 кг метиленмочевины и 12 кг микроэлементов. Массовое соот ношение между СММ:СЖММ:№1 равнб 1:1,66:3,4..

В табл. 3 приведен химический состав конечных продуктов, получеиньг; ,при граничных и средних зкачени к реагирующих компонентов в навоэнок массе, 1- Т а б л и ц а о

8 ,5

4

2 ,5

г 10

12

3,5

15

Пример 4. Дл  изучени  эффективности КУМ бьти заложены опыты на поименно-луговой солонцовой почве . Удобрени , полученные по примерам 1, 2 и 3, а также удобрени , по- лученные по известному способу, вносились под вспашку з би из расчета 10 т/га. Схемы опыта приведены в табл. 4 и 5. В первом варианте высевают гибрид кукурузы ВИР 156. Повторность опыта 4-кратна . Посевна  площадь дел нок 250 м, учетна  .100 м . Кукурузу убирают вручную в

376558

конце молочной - вначале РОСКОВОЙ спелости початков.

, Метеорологические услови  в год проведени  исследований сложились 5 благопри тные. За вегетационный пе- риод апрель-август выпало 438 м( осадков, что на 207 мм выше средне- многолетней г Результаты исследований представлены в табл, 4 10Т а б л и ц а 4

fS

уд-обреНИИ (контроль )

Навоз to т/га

444,0

498,0

100,0

;КУМ

10 т/га . 602,0 HtP, о,95 ц/га 28,4

54,0 112,2 158,0 135,6

35

45

50 55

.Как ввдно из данных табл. 1 наибольша  прибавка урожа  получена при внесении комплексного удобретт  мелио ранта 158 ц/га,, что на 104 ц/га больше, чем при внесении чистого на воза/

Во втором.варианте площадь дел нок 130 м, учетна  100 м. Повтор- ность 4-кратна S Высевалс  гибрид Краснодарский 440. Посев проводил- с  пунктирнь м способом се лкой на глубину 4-5 см, норма высева сем н кукурузы составл ла 6-7 зерен на погонный метр, что к моменту уборки на 1 га насчитывалось 70- 80 тыс. растений Дл  борьбы-с сорн ками использовались почвенные гербициды и имазин. а по всходам на  соль (2,4 Д). Полив кукурузы проводили поверхностным способом из расчета 1000 м /га-четыре раза. Учет урожа  проводитьс  сплошным ме- ,тодом по каждой дел нке. Окончательна  величина урожа  устанавливалась при пересчете веса зерна по базисной влажности. В табл. 5 представлено вли йне. комплексного удобрени  н навоза на урожай зеркА кукурузы.

га

65,4 70,8

72,1 74,7

74,5

Сз t

т -f

68.3 2100 ,0 108 Л

110,2 tH,2

113,9

104,4

.24

Без удобрений (контроль )

назоз 10 т/га

i

КШ iO т/га

Данные табл. 6 показывают, что наибольшее содержание азота () W сырого протеина (17,94%) ,в (вле- йой массе кукурузы получено на вариантах с внесением комплексного удобрени  мелиоранта, что на и IP32% выше,, чем на варианте с внесе- чистого навоза, КУМ способствует также повьвпению содержани  в рас- тешшх фосфора и кали .

Таким образом, К5 на только увеличивает урожайность зеленой м;ассы кукурузы,, но и повьЕпает в ней количество протеина5 фосфора и кали ,, чт немаловажное значеш- е в обеспечении кормов этими .;;антами,

23765510

Как покалывают данные табл. 5,

комплексное удобрение и папоз повьша- ет урожайность зерна кукуруг Ы. Так, если внесение одного навоза обеспе- 5 чнло гфибавку урожа  в 5,4 ц/га (108,2%), а известные удобрени  2,9 ц/га (104,4%), то наибольша  прибавка получена на варианте 9,3 ц/га (114,2%), Увеличение прибавки урожа  зерна кукурузы на вариантах с внесением комплексного удобрени  мелиоранта произопша за счет улучшени  физикo-xи fичecкoгo состава почвы и более полного ис- - пользовани  биологических возможное-- гей кукурузь.

Однако судить об эффективности удобрений только по прибавкам урожа  20 было бы неверно. Вли ние КУМ и навоза на содержание сьфого протеина а зеленой массе кукурузы представлено в табл. 6.

Таблица 6

2,70 гб..20 0,71 2,95

2„б4 ,62 0,73 3,64 2.i88 7.94 3.81

Пример 5, Дл  изучени  вли ни  КУМ на почву проводились следузо- ш.ие исследовани . Отбор почвенных образцов проводили по диагонали дел нок в п ти точках с помощью, почвенного бура на глубину 0-20 и 20-40 см, полученные образцы по сло м смешивали , затем тонким слоем растипали на бумаге и методом крестообразного делени  отбирали средний образец. Определение катионо-обменной способности почвы проводили на пламенном фото-метре по методу Иолленбергера. Поскольку этот метод применим как дл  бескарбонатт-,гх, так и карбонатных почв, не содержащих легкораст оримЫх солей и гипса, то перед определением водорастроримые соли удал лись из навйсок почвы промыванием 50%-ным спиртом. После проверки почвы на отсутствие в ней легкорастворимых солей и гипса брались навески почвы по 10 г и промьшались 1 Я, раствором ацетата аммони  до отрицательной реакции на кальций, что устанавливали по индикатору хромогену черному. Отсутствие характерной вин- но-красной окраски свидетельствовало о полном вытеснении кальци  и магни . В полученном фильтрате определ ли кальций, магний и натрий пламенно - фотометрическим методом. Параллельно проводили обработку почвы дистиллированной водой. Затем настСодержание состава обменных катионов в поимённо-луговой Солонцеватой почве под вли нием удобрений (мг/зкв. на 100 г почвы)

Удобрение по а. с.

206590

0-20 13,8 0,62 4,5 9,3 0,29 3,t 20-40 14,5 1,10 7,5 10,0 0,71 7,1

раивали прибор н вел  определение. Сн в все показани  на приборе, строили калибровочные пр мые, по которые и определ ли концентрации элементов в почвенных растворах. Разность результатов анализа в солевом растворе и водной выт жке дает истинное содержание обменных элементов в почве. Определение каждого элемента провоД11ли в 3-кратной повторности. Полученные результаты химического ана-пи- за обрабатывались методом вариационной статистики, где .кроме средней арифметической (М) вычисл ли квадратическое отклонение (б), ошибку средней (tffl) к показатель точности (Р,%). Полученные данные представлены в табл, 7,

Таблица

З досрение по а, с с

Анализ получеккм  даншж показывает/ что в лучшем варианте К Ш--2 содержание иска кальци  в слое О- 20 сн по сравнению с извест№ ;м удоб- : возросло ка 1,, 9 мг/экв (йа ),, а катрнк уме;-:ьшилось на 1 о 1 ш /экв на 100 г почвы (на )9 а колн чество магни  увеличилось на мг/экв (на 1,1%),

35 .

Таким образом5 предложенньтй способ расшир ет ассортимент удобрений - мелиорантов дл  засоленных почв за счет использовани  крупнотонажных 48 отработанных травршьных растворов ма- ашностроени ; обеспечивает беспро- нышленное получение комплексного .удобрени  мелиоранта по беэотхед- ной технологии в любом колхозе, сов- 4f хоэе обычным методом компостировани 

Акшюп-гчна  эакономер. ость наблю- навоза| увеличивает срок .действи  р аетс  и в слое 0-40 см по. сравне- комплексного удобрени  мелиоранта НИК) G известным удобрением при ис- в почве, так как обеспечивает скиже- псхльэовании KYI-I содержан: е кг.льци  ние вь ваемости его из почвы; обо- узешйчклось на 0,,3%5 магйи  на ..ЗЛ,, 50 гащает удобрение биологически актив- .а натри  гтченьпишось на 4,6%, Уве- кьп-ш веществами и медленно высвобож- личенка обменного кальци.  и снквение даемой формой азота и увеличивает .нагри.ч способствовало эосстановле жо удобрительную и мелиорирующую зффек- плодороди  солонцовой почвы, что ска- TbSBHocTb удобрени ; в навозком ком- зшюсь на повыгаенин урожа  55 покенте обезвреживаетс  патогенна  кукурузы. .микрс флора и  йца гелььшнтов

ВНИИПИ За.каз Гнр.зж 419Подписное

,-ПОЛЯГ;: , Ге Ужгород, ул. Проектна  3 4

Продолжение табл.7

Claims (2)

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЯ-МЕЛИОРАНТА ДЛЯ СОЛОНЦОВ путем послойной укладки в штабеля органических и минеральных компонентов и последующего компостирования, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности удобрения-мелиоранта, в качестве органического компонента используют подстилочный навоз на соломенной основе, на каждый слой которого рас- . пыляют раствор мочевины в отработанном травильном растворе сернокислотного травления черных металлов, а затем 35-37%-ный раствор формалина, причем соотношение навоза, травильного раствора, мочевины и формалина в мас.% составляет 100:(1-1,5):(11,5):1.

2. Способ поп. 1, отличаю- g щ и й с я тем, что используют травильный раствор с содержанием сульфата железа 100-300 г/л, серной кислоты 50-150 г/л и микроэлементов 7001000 мг/л.

SU „„ 1237655 А1 f