SU1411323A1 - Способ получени субстрата дл выращивани растений - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству и может быть использовано при выращивании растений в защищенном грунте. Цель изобретени  - повышение ионообменной емкости субстрата , улучшение его структуры и водных свойств. Способ заключаетс  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 раздел ют на водорастворимую фракцию и осадок. Гидролизный лигнин вначале смещивают с водорастворимой фракцией, смесь известкуют и затем смещивают с осадком . В полученньш продукт дополнительно ввод т 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 содержани  водопрочных агрегатов в нем в 1,5 - 2 раза. 6 табл. (Л С

Description

Изобретение относитс  к сельскому хоз йству, а именно к способам получени  субстратов дл  выращивани  растений в теплицах, оранжере х и других автономных объектах, удрвлет- вор ющих требовани м замкнутьк экологических систем.

Цель изобретени  - повышение ионообменной емкости субстрата, улучшение его структуры и водных свойств.

Пример 1. Получение гуми- нового мелиоранта.

Готов т 2%-ную суспензию торфа, гидролизованного , дл  чего 10 кг влажного (w 80 мас.%) предпочтительно верхового торфа, переработанного в шнековом механизме, перемешивают с 80 л воды. Затем в суспензию при перемешивании ввод т вод- ный раствор аммиака до рН суспензии 9,5. После этого объем суспензии довод т до 100 л и пойторно корректируют рН суспензли аммиаком до 9,5. Таким образом получают 100 кг мелио- ранта (суспензию торфа, гидролизо- ванного аммиаком), содержащего 2 мас,% активного вещества. Аналогично получают суспензию мелиоранта с концентрацией активного вещества - 1, 3, 4 и 5 мас.% с различной степенью гидролиза (рН 8; 8,5; 10,5; 11). Пример 2. Определение дозы гуминового мелиоранта.

К 10 кг гидролизного лигнина влаж ностью 50 мас.% при перемешивании добавл ют 2%-ную суспензию мелиоранта (продуктов гидролиза торфа NHyOH), периодически измер   рН смеси, до рН 5. Регистрируют количество сусцен зии мелиоранта, израсходованное дл  модификации лигнина (в данном случае 1,8 л).

Дозу мелиоранта определ ют отдель но дл  суспензии разной концентрации аналогично примеру 1.

Пример 3. Определение дозы извести дл  известковани  мелиорант та.

Модифицированный по примеру 2 гу- миновым мелиорантом лигнин, содержащий 5 кг сухого веществу, смешивают с 12,5 кг верхового торфа низкой степени разложени  (R 15%) влажностью 60 мас.%. Получают субстрат при соотношении лигнин : торф 50 : 50, после чего в субстрат внос т известь до рН 7. Регистрируют расход извести (на сухое вещество). В данном случае

расход Са(ОН),. составл ет 200 г или в расчете на 1 т лигнина с 50%-ной влажностью и 1,25 т торфа с 60%-ной влажностью 20 кг. Дозу извести дл  каждого случа  определ ют отдельно аналогично примеру 1.

Пример 4. Технологи  получени  субстрата в производственных услови х.

Берут 1 т лигнина влажностью 50%, который в виде бурта складируют на площадке. Готов т 180 кг гуминового мелиоранта аналогично примеру 2 с концентрацией активного вещества в суспензии 2 мас.%. Дозу мелиоранта дл  каждого конкретного случа  определ ют аналогично примеру 1. Суспензию мелиоранта предварительно отстаивают в течении 12 - 24 ч. В результате водонерастворима  фракци  мелиоранта выпадает в виде осадка в донной части емкости, в которой хранит- с  суспензи  мелиоранта в заранее определенном количестве. Водорастворимую фракцию мелиоранта (надосадоч- ную жидкость) осторожно сливают -и при перемешивании внос т в буфер лигнина . Затем в модифицированньй лигни внос т 20 кг извести (согласно предварительно проделанному анализу аналогично примеру 3) и тщательно перемешивают . Известь внос т в виде водной суспензии, что позвол ет более равномерно ввести ее в лигнин. После этого полученную смесь оставл ют в течении 2-5 сут дл  завершени  процессов нейтрализации.

Затем в бурт лигнина при его перемешивании внос т водорастворимую фракцию мелиоранта (осадок) и перемешивают с 1,25 т торфа низкой степени разложени  с влажностью 60 мас.%. В итоге получают примерно 1 т субстрат дл  выращивани  растений (в расчете на сухое вещество) с рН 7 при содержании лигнина 50 мас.% и торфа 50 мас.%.

Аналогично готов т модификацию субстрата при других соотношени х ингредиентов.

Дл  каждого конкретного вида ,гредиентов и их соотношений (лигнин, торф, гуминовый мелиорант) дозы мелиорантов (извести, суспензии гидроли- затов) определ ют индивидуально, аналогично примерам 2 и 3. Это обусловлено тем, что лигнин и торф 314

системы не стабильные по качественному составу (рН, влажность, содержание гуминовых веществ и др.), из-за чего количественна  сторона доз ингредиентов может значительно варьировать .

Содержание водопрочных агрегатов в субстратах определ ют с помощью мокрого ситового анализа.

Величину емкости обмена (буфер- ность) образцов субстрата оценивают их потенциометрическим титрованием 0,2 н.водным раствором в диапазоне рН субстрата от 6,5 до 4,5 (диапазон рН, обеспечивающий развитие растений).

Водные свойства образцов субстрата определ ют с помощью влагопотенцио- метров по величине равновесного вла- госодержащего субстрата при заданной величине потенциала влаги ( 0 400 мм вод.ст.).

Пористость (содержание газовой фазы) субстрата определ ют расчетным методом по влажности и весу субстрата в единице объема.

Вли ние способа получени  субстрата на величину емкости его ионообме- на (буферность) показано в табл. 1,

«

Из данных табл. 1 видно, что субстрат , полученный по предлагаемому способу, обладает гораздо большей бу- ферностью, емкостью обмена. Причем раздельное внесение фракций мелиоранта обеспечивает повышение емкости обмена субстрата по сравнению с одновременным внесением фракций мелио- 0 ранта (контроль), т.е. предлагаемый способ получени  мелиоранта обеспечивает получение более качественного в агрохимическом отношении субстрата.

5 Вли ние концентрации гуминового мелиоранта (торф, гидролизованный аммиаком, рН 9,5) на формирование водопрочной структуры субстрата показано в табл. 2.

0Таблица2

25

Лигнин + мелиорант до рН 5 + Са(ОН)2 до рН 6,5

То же

78

81

Известньй (лигнин + птичий

помет до рН 6,5)

Контроль (лигнин + суспензи  торфа, гидролизованного аммиаком (рН 5), + Са(ОН) до рН 6,5)

Предлагаемый (лигнин + водорастворимые соединени  мелиоранта + Са(ОН) + нерастворима , в воде фракци  мелиоранта; рН субстрата 6,5)

Примечание.

и и и„ - объем

0,1 н. HjPO, затраченный на титрование от рН 6,5 до рН 4,5 субстратов, полученных по предлагаемому и известным способам соответственно.

40

4 5

76 61

45

50

Примечание. Гуминовый мелиорант внос т раздельно при его общей дозе, обеспечивающей нейтрализацию лигнина ;до рН 5, Р,- - .содержание водопрочных агрегатов с диаметром больше 1 мм.

Из данных табл. 2 видно, что наиболее высокий выход водопрочных агрегатов получают при внесении сус- 55 пензии с концентрацией 2% С 4%.

В табл. 3 показано вли ние щелочного реагента дл  получени  гуминового мелиоранта на эффективность агрегирующего действи  в лигнине.

Таблица 3

получени  субстрата

мас.%,

при

4 1 мм

Лигнин + суспензи  торфа, гидро изованного аммиаком (2%-на  суспензи ) до рН 5, + Ca(OH)ij до рН 6,5

Лигнин + суспензи  торфа, тидролизованного КОН (2%- на  суспензи ) до рН 5, + + Ca(OH)j, до рН 6,5

20

Содержание агре- 1 мм в исходном

Примечание, гатов с диаметром 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 эффект мелиоранта с КОН также довольно высок, что позвол ет рекомендовать его использование.

Вли ние степени гидролиза мелиоранта на водопрочную структуру лигни- нового субстрата приведено в табл. 4. Таблица 4

Лигнин + мелиорант до рН 5 + Са(ОН) до рН 6,5

То же

и II и

113236

Данные табл. 4 показывают, что наибольшее количество водопрочных агрегатов с диаметром больше I мм 5 образуетс  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 посто нной величины рН лигнина, В табл. 5 показано вли ние дозы мелиоранта (2%-ной суспензии торфа, . гидролизованного аммиаком до рН 9,5) на эффективность водопрочного действи  в лигнине.

Таблица 5

10

15

Доза мелиоранта, характеризуема  величиной рН лигнина после введени  мелиоранта

5

.

мас.%

при содержании водопрочных агрегатов d 1 мм

Исходный лигнин, рН 1,6 29

Лигнин + Са(ОН) до рН

А

35

Лигнин + мелиорант до

+ Са(ОН)2 до ,рН 6,5

Лигнин + мелиорант до 40 4,2 + Са(ОН)2 до рН

Лигнин + мелиорант до

+ Са(ОН)2 до рН 6,5

5 Лигнин + мелиорант до

+ Ca(OH),g до рН 6,5

Из данных табл. 5 видно, что с

увеличением количества мелиоранта содержание водопрочных агрегатов возрастает . При дозах, обеспечивающих рН смеси мелиорант - лигнин в пределах 5 - 6, содержание водопрочньгх агрегатов достигает 81 - 82%,

Известкование лигнина, содержащего серную кислоту, субстратом до рН 6,5- 7,5 обусловлено услови ми практически полного св зывани  сульфат-иона кальцием с образованием числа, а также созданием оптимальных агрохимических условий дл  развити  растений ,

Вли ние соотношени  лигнин : торф (верховой низкой степени разложени , R 15%) на водные свойства субстрата рН 6,5 показано в табл. 6.

Таблицаб

100:О (безторфа)

90:10

80:20

50t50

40:60

Из данных табл. 6 видно, что водо- ,удерживающа  способность субстрата Б возрастает с увеличением содержани  в нем торфа. Введение торфа более 50% нецелесообразно, так как субстрат тер ет свое основное качество - устой

5

0

Б

чивость к мин6paлизaцI и (распаду), поэтому оптимальным соотнoneнием лигнин : торф считают (80 - 50) : (50 - 20).

Таким образом, применение предлагаемого способа позвол ет 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 дл  выращивани  растений на основе лигнина.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  субстрата дл  выращивани  растений, включающий смешивание гидролизного лигнина с органическим мелиорантом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  ионообменной емкости субстрата, улучшени  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 5- 6, которую перед использованием раздел ют на водорастворимую фракцию и осадок, причем гидролизный лигнин вначале смещивают с водорастворимой фракцией, смесь известкуют до рН 6,5 - 7,5 и затем смешивают с осадком, а в полученный продукт допол- нительно ввод т торф при массовом соотношении торфа и лигнина (20 - 50) : (50 - 80).