Способ получения удобрения-мелиоранта для солонцов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 19) 05 Р 3/О 05 С 9/О 09 К 17/00,РЕТЕН САНИЕ ПЬЮ особ по я .тем щ и и вильныи растта железа 1 Оты 50-150 г/1000 мг/и. УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ Й АВТОРСКОМУ СВИ(71) Новочеркасский ордейа "Знак Почета" инженерно-мелиоративный институт и Ростовский ордена Знак Почета институт народного хозяйства (72) Н.А. Юкин, М.Т. Иупиков, В.Н. Конобеев и Б,М. Кравченко (53) 63 1.895:63 1.8 12(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 206590, кл. С 05 С 9/02, 1966.Авторское свидетельство СССР Р 844614, кл. С 05 Р 3/00, 1979.Авторское свидетельство СССР У 685653, кл. С 05 Г 3/00, 1978. (54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УДОБРЕНИЯ"МЕЛИОРАНТА ДЛЯ СОЛОНЦОВ путем послойной укладки в штабеля органических и минеральных компонентов и последующего компостирования, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения эффективности удобрения-мелиоранта, в качестве органического компонента используют подстилочный навоз на соломенной основе, на каждый слой которого распыляют раствор мочевины в отработанном травильном растворе сернокислотного травления черных металлов, а затем 35-377.-ный раствор формалина, причем соотношение навоза, травильного раствора, мочевины и Формалина в иас,Е составляет 100:(1-1,5):(1 - 1,5): 1.2. Сп п. 1, отличаю что используют тра с содержанием сульф 00 г/л, серной кисло микроэлементов 700123765 20 Таблица Навоз на соломенной подстилке, 7свиньи КРС Овцы смешанный 21,0 Фосфор Р 0Калий К О О 23 Оо 50 0,60 Изобретение Относится к способам получения удобрений-мелиорантов для засоленных почв с использованием промъппленньос отходов,и может быть использовано при восстановлении пподо- РОДНЯ СОЛОНЦОВЫХ ПОЧВЦель изобретения - увеличение эфФективности удобрения-мелиоранта. Способ закпючается в раздельном импрегнировании, навоза отработанным 1 О травильйм раствором сернокислотногс травления черных металлов,.в котором растворена мочевина, и затем 35- 377-ным Формалином, в результате чего в органической массе навоза рав номерно Образуются комплексные соединения метиленмочевины с серной кислотой, сульфатом железа и микроэлементами с образованием комплексного удобрения мелиоранта (КУМ).Для получения КУМ использован травильный раствор наиболее типичного химического состава: 107 свободнои серной кислоты, 207. сульФата Основными Факторами, определякнщими получение комплексного удобрения-мелиоранта заданного состава и свойстВя являются Весовое сООтноше ние между навозом, травильным раствором мочевиной и Формалином, соотВетстЬенно равным 100:1-1,5:1,5: 1, а также взаимодействие в навозной массе химических реагентов раздельно вносимых на навоз разбрыэгиВанием при послойном компостировании. Оптимальность выбранных соотношений реагирушщих ингредие.:ов опреде 5 3железа, 25 мг/л меди, 500 мг/л никеля, 20 мг/л кобальта, 6 мг/л цинка,20 мг/л марганца, 15 мг/л ванадия и2 мг/л молибдена,В качестве органического носителядля комплексного удобрения-мелиоранта выбрана активная основа, а именноподстилочный навоз р сОстоящий изтвердых выделений животных В смеси сподстилочным материалом - соломой.Сам навоз является полньмОрганическим удобрением щелочной Формы, содержащий все необходимые для растенийпитательные элементы. Внесение навоза в бОльших количестВах не стабильно и медленно улучшает структуру солонцовой почвы, ее водный и Воздушныйрежим. Однако навоз является источникомд повышаюцим содержание гумуса Впочве, й ис еочником СО, который усиливает синтез Органических веществрастениями. Характеристика использо"Ванного подстилочного навоза представ"лена в ".:ч ляется заданным количеством вводимого в навоз травильного раствора в количестве 10-15 л/т с концентрацией свободной серной кислоты 107., сульфата железа 207., микроэлементов61000 мг/л, при весовом соотношениинавоэ: травильный раствор, равный 100; 1-1, 5, Введение 10- 15 л травильного раствора на 1 т навоза создает концентрацию водородных ионов рН 2,0- 55 3,0, что является необходимым условием для его же закрепления. Для повышения прониканнцей и смачивающей способности травильного раствора в ор123765,(4) ССН 11 НСОН Ре 04 +Не ганической массе навоза в нем препварительно растворяют мочевину в массовом соотношении травилььй раствор; мочевина, равном 1:1, и после этого ведут закрепление травльного раствора в навозе формалином, не допуская охлаждения формалина нже + 100 Г воо избежании образования параформа и обрыва цепи конденсации с мочевиной.Процесс закрепления травилького раствора протекает при мольном соотношении мочевина:формальдегид от1,35: 1 до 2:1, что соответствуетмассовому соотношению между мочевиной и 35-377-ым формалином, равном 1 - 1,5; 1.Увеличение отработанного травильного раствора более 15 л на 1 т навоза смещает концентрацию водородных ионов ниже двух, что неблагоприятно отражается на койдесациимочевины с формалином - в навозе кроме линейного полимера образуется исшитый полимер, который растением неусваивается.Снижение массовой доли отработанного травильного раствора менее 1 О лна 1 т навоза овцшает рН до 5,05,5, что замедляет процесс конденсации мочевины и формальдегида иснижает массовую долю микроэлементовв целевом продукте.Иочевино-формальдегидый конденсат,полученный в сильно кислой среде(РН(2), сходен с природным лигнином,как тот, так и другой очень медленногидролизуются в почве и не усваиваются растениями,Конденсация мочевины с формальдегидом протекает нормально в условиях саморазогрева навоза, напримерпри температуре закладки не ниже+10 С, и последующим саморазогревом,онапример до 30 С. В результате протекающей реакции конденсации навоз обогащается микроалементами, мелиорирующими и удобри- тельными веществами, такими как метиленмочевина, железосульфатметиленмочевина, сернокислая метиленмочевина, которые способствуют повышению эффективности навоза по восстановлению плодородия солонцовых почв.Процесс получения КУИ описывается следующими химическими реакциями,При растворении в травильном растворе избытка мочевины свободная 1 сера я кис.о та с пя зыл етсл с моче виной в прочное соеинеиг сернокис.ф лой мочсвины, сульфат железа обра-зует мало устойчивое комплексное соединение с мочевиной КН СОП 1 +Н ЯОЖгСОБН Н 50 ( ) ИНг С 011 Нг +Ре 504 - ИН СОИН РеБО (2) 1 ОКислая реакционная масса, содержащая свободную мочевину и ее комплексные соединения с серной кислотой и сульфатом железа, быстро впитывается в органическую массу навоза и закрепляется в ней формальдегидом с образованием твердых медленно раствормых комплексных соединений в виде сернокислой метиленмочевины и железосульфатметиленмочевины, . в которые включены микроэлементы травильного раствора.025 НН СОИН 2 НгЯ 04+Н - С НН СоицгН ИН г С 01 ЯНСН г ЯНСООН гН 504Н г О ( 3 ) ЭО ,фЖНСОИНг Ре 504 +Н С +ИН СОННОН 35 При внесении КУМ в щелочную солонцовую почву серная кислота, сульфат железа и метиленмочевина являются активным химическими мелиорантамидля засоленных почв, предпочтительно 40 солонцового типа.Так, сернокислая метиленмочевинаэффективно устраняет почвенную щелочность солонцов беэ разрушения минерального состава почвы. Железосульфатметиленмочевина оструктуривает практически бесструктурную солонцовую почву, метиленмочевина адсорбирует вредные соли, связывает почвенные соли в комплексные соедине О ния, снижая осматическое давлениепочвенного раствора, препятствуетвторичному засолению и удобряет солонцовую почву азотом в медленно" ипродолжительнодействующей форме.55 Микроэлементы, которые в обработанном навозе присутствуют почти все,повышают физиологическую активностьнавоза. Сам навоз служит источнираствора, моченнны и формальдегида собразованием комплексного мелиоранта (КУМ), содержащего в 1 т навоза2,5 кг сернокислой метиленмочевины;.ЖСИЫ:ИИ равно 1: 1,6;3,4,П р и и е р 2. На площадке раэбрасьвают навоз с влажностью 70-807и бульдозером разравнивают слоем40-50 см, затем механическим опрыс-.кивателем нат навоза распыляют15 л травильного раствора, воторомраствоено 15 кг моченииы, и далееследуют примеру 1.Полученное комплексное удобрениемелиорант содержит н 1 т навоза3,5 сг сернокислой метиленмочевины,6 кг железосульфатметиленмочевины,2 кг метиленмочевины и 15 кг мик"роэлементов. Массовое соотношениемежду С 1 КЖСИИ ИИ равно 1: 1, 6: 3,4.Б табл,. 2 приведен химический состав исходного навоза и навоза, превращенного в комплексное удобрение"мелиорант (КУИ). Т а б л и ц а 2 Содержание в "оставах,ЕИсходныйнавоз 5 1237655ком повышения гумуса солонцовойпочвы, н которой его содержаниекрайне ннзкое.При внесении в солонцовую почву 40 т/га навоза, одновременно вносят 600-800 кг/га метилен. моченины и ее солей, 400-600 г/гамикроэлементов. Кроме того, указанное выше массовое соотношение реагирующих компонентов 100;(1-1,5)::(1-, 5): обеспечивает массовое со ботношение между продуктами реакции,а именно метилениочевиной, железосульфатметиленмочевиной и сернокислой метиленмочевиной на уровне34:., б."1, чем достигается эффектинность протекания н солонцовой почве процессов нейтрализации щелочности структурообразонания, адсорбции вредных почвенных солей и обогащения медленно-действующим азотом. ММелиоративное действие ГеБО насолонцоные почвы сходно с мелиоративным действием Н БО При его гидрализе образуется свободная серная кислота, которая вступает в реакцию с25почвенными солями,В результате этих реакций в почве появляются как легко растворимые(Иа БО и др,), так н относительномало растворимые (СаБО 4, ИМБО и др.) 30соединения, участвующие, н разнообразных почвенных процессах.КомпонентыКорплексное мелиоративное действие серной кислоты,. сульфата железа и метиленмочевитщ в солонцЬвой у;почве ускоряется на фоне навоза, который сам обладает мелиоративнымдействием на солонцовую почвуОрганическоевещество 21 ь 0 19,0 1,0 Азот общий Азот аммонийный 0,15 0,15 0,25 Фосфор Р ОКалий КОСерная кислотаЖелезо сульфат 0,25 0,60 Оф 60 0,1 0,2 0,001 Иикроэлементы П р и м е р . На площадке разбрасывают навоз с влажностью 70-807 40 и бульдозером разравнивают слоем . 40-50 см, затем механическим опрыс.кинателем распыляют на 1 т навоза 10 л транильного раствора, н котором предварительно растворено 1 О кг нат навоза,Последующую послойную укладку н штабель ведут погрузчиком с поочередным распылением травильного раствора с мочевиной и Формалином и разравни- ф ванием, Штабель завершается слоем навоза толщиной 30-40 см, Подготовленный таким способом штабель имеет ширину у основанй 9 3-4 см высоту до 2 м и произвольную длину.55Э органической массе навоза при 10-30 С протекает процесс конденсации составных частей травильного7 1237655П р и м е р 3. На площадке разбрасывают навоз с влажностью 70-807 и бульдозером разравнивают слоем 40-50 см, затем механическим опрыскивателем распыляют на 1 т наноза 12,5 л отработанного травильного раствора, в котором предварительно растворено 12,5 кг мочевины, далее процесс ведут по примеру 1.Получают навоз, в 1 т которого 10 содержится 3 кг сернокислой метиленмочевины, 5 кг желеэоеульфатметиленмочевины, 10 кг метиленмоченины и 12 кг микроэлементов. Иассоное соотношение между С 1 К:СЖИМ:МИ равно 15 1 ф 1,66;3,4.В табл. 3 приведен химический состав конечных продуктов, получени; ,при граничных и средних значениях реагирующих компонентов н нанозног массе. Варианты Урожайзеленой, КУМ10 т/га . 602,0 Н 1 Р,нижнему верх- среднему нему 158,0 135,6 0,95 ц/га 28,4 Метиленмочевина, кг 8,5 12 10 Железосульфат- метиленмочеви 6 на, кг Сернокислаяметиленмоневина, кг 2,5 3,5 3 Микроэлементы, г 10 Продукты реак- Содержитс.-". н 1 т ции, полученные навоза по пределам в навозной массе П р и м е р 4, Для изучения эффективности КУМ были заложены опыты на пойменно-луговой солонцовой почве, Удобрения, полученные по примерам 1, 2 и 3, а также удобрения, полученные по известному способу, вносились под вспашку зяби из расчета 10 т/га. Схемы опыта приведены в табл. 4 и 5. В перном варианте высевают гибрид кукурузы ВИР 156, Повторность опыта 4-кратная. Посевная площадь делянок 250 м, учетная ,100 м, Кукурузу убирают вручную в конце молочной - вначале нсконой спелости початков.. Метеорологические условия в год проведения исследований сложились благоприятные. За вегетационный период апрель-август выпало 438 мм осадков что на 207 мм выше средне- многолетней, Результаты исследонаьий представлены в табл,Таблица 4,Как видно из данных табл. 1 наибольшая прибавка урожая получена при внесении комплексного удобрениямелиоранта 158 ц/га, что на 104 ц/га больше, чем при внесении чистого навоза,Во втором, варианте площадь делянок 130 .мф, учетная 100 м 2. Повторность 4-кратная. Высевался гибрид Краснодарский 440. Посев проводился пунктирнья способом сеялкой СПЧна глубину 4-5 см, норма высева семян кукурузы составляла 6-7 зерен на погонный метр что к моменту уборки на 1 га насчитывалось 70- 80 тыс. растений. Для борьбы с сорняками использовалчсь почвенные гербицнды и имазин а по всходам аьинная соль (2,4 Д). Полив кукурузы проводили поверхностным способом из расчета 1000 м /га четыре раза.Учет урожая проводился сплошным методом по каждой делянке, Окончательная величина урожая устанавливалась при пересчете веса зерна по базиснЫ: влажности. В табл. 5 представленовлияние комплексного удобрения инавоза на урожай эерка кукурузы.1237655 Табли,; Как показывают данные табл. 5,комплексное удобрение и навоз повышает урожайность зерна кукурузы, Так,если внесение одного навоза обеспе 5 чило приоавку урожая в 5,4 ц/га(108,2), а известные удобречия2,9 ц/га (10,42), то наибольшаяприбавка урожая получена на вариантеКУМ9, 3 ц/га ( 11 ч, 27) . Увеличениеприбавки урожая зерна кукурузы навариантах с внесением комплексногоудобрения мелиорантг произошла эасчет улучшения Физико-химическогосостава почвы и более полногоиспользования биологических нозиожностей кукурузы,Прибавка Рарианты ц/га. с сГ Беэудобрений 100,0 108,2 Нанон 1 10, 2 118, 2 72, 1 с 74,7"сурКУ сс",- 7 И,5 9,1 КУИ АзнестОднако судить об эффективности удобрений только по прибанкаи урожая2 б бьло бы неверно. Влияние КУМ и наво 10 чс,4снд 8 СР,0,95 Б/га сырого протеина кукурузы представ эа на содержание в зеленой массе вено н табл, 6,Т а б л Оодержание, 7 варианты ссзот Протеин 2 сухоесвещество,ц/". веэ удобре" ний (конт 270 1620 0,7 1 2,96 111,0 и ;со эст/гаКУ",.: 1 О т/га 26; с 6,62 0,73 3 .,64 288 794 О 79 3 81 150. 5 Данные табл. 6 показывают, что наибольшее содержание азота (2883) и сырого протеина (17,947.) в зеленой массе кукурузы получено на вариантах с внесением комплексного удобрения мелиОранта, что на 0,28 и ;32 выше, чем на вариантепиеи чистого наноэа, КУМ "посабству 5 О ет также повышению содержания в растениях Фосфора и калия.Талии ОбраэОИ КУМ не ТОлькО уне личнвает урожайность эеленой массы кукурузы, но и повышает в ней количество протеина, ФОСФора и калин что имееч немаловажное значение в обеспе:"ЕНИИ КарМОВ Этнмн КОМПСЧ.НтаМИ. П р и и е р 5, Для изучения влияния ХУИ на почву проводились следуюшие исследования, Отбор почвенных образцов проводили по диагонали делянок в пяти точках с помощью почненного бура на глубину 0-20 и 20-40 см,полученные образцы по слоям смепивали, затеи тонкии слоем растипали набумаге и методом крестообразного деления Отбирали средний образец. Определение катионо-обменной спо"обностипочны проводили на пламеннои Фотометре по методу Шолленбергера. Поскольку этот метод применим как длябескарбонлтных, так и карбонатныхпочв, не содержащих легкораствори237655 2 Таблица 7 Содержание Состава обменных катионов в пойменно"луговой солонцеватой почве под влиянием удобрений мг,7 экв. на 100 г почвы) Глубина Варианты+ в Р,О И Без удобрений ай 0 11 7 05 7 0,30 8,8 й 0-40 10,3 9,2 0,55 6,0 Навоз О-йа 10,8 0,42го13,5 0,65 3,9 . 9,5 5,1 4 Р 8 11,0 0,63 5,7 0,80 й,й 9,9 0-20 .14,9й 0-40 13,6О-йО 15,7 0,33 0,71 КЖ-й 1,08 6,8 10,2 0,40 0,3 й . 2,6 й 0-40 13,4 . О,й 5 1,9 12,1 0-га 15,й 0,50 33 100 011 б;8 й 0-40 13,7 0,93 0,70 Удобрение поа.с. О-йа 13,8 О,бй 4,5 9,3 0,29 3,1 145 1 Р 10 7 Р 5 10 РО ОР 71 й 06590 мих солей и гипса, то перед определением водорастворимые соли удалялись из навесок почвы промыванием507.-ным спиртом. После проверки почвы на отсутствие в ней легкорастворимых солей и гипса брались навески почвы по 10 г и промывались 1 ираствором ацетата аммония до отрицательной реакции на кальций, что устанавливали по индикатору хромогенучерному. Отсутствие характерной винно-красной окраски свидетельствовало о полном вытеснении кальция и магния. В полученном фильтрате определяли кальций, магний и натрий пламенно - фотометрическим методом. Параллельно проводили обработку почвыдистиллированной водой. Затем наст раивяли прибор и вели определение,Сняв все показания на приборе, строили калибровочные прямые, по которьпи определяли концентрации элементовв почвенных растворах. Разность результатов анализа в солевом раствореи водной вытяжке дает истинное содержание обменных элементов в почве.Определение каждого элемента проводили в 3-кратной повторности. Полученные результаты химического анализа обрабатывались методом вариацяон"ной статистики, где .кроме среднейарифметической (И) вычисляли квадратическое отклонение (б), ошибку средней ш) и показатель точности Р,Е),Полученные данные представлены втабл, 7. 5,г 11,80 О, 12,1 1,0,5"яу из полученных дакух покязы :е етт О в лучпем ВариантеЯсодер:.я;ие иоия кальция а слое О- ,ч,;,); )О а в н ки) с из и е)т ив) удод" ретт ; ВО зрОсло ия 1,. 9 мг / 3 кв"а ,;,; я натрии уме,; ьшЙО сь цяьг,)зкв иаОО г поаы (на 4,77.,", а .-ОЛИчество Магнии УВЕЛКЧИЛОСь КЯа мгз-,.;в (иа , 1 Х)АнйАОГичцая закономеркОсть нЯблО" дается и и слое ОС см по сравнению с .ввести)и удобрением гри кс-. ) )Ь ЭОЯ Ии У ) СОде 1 жанне ка)5 Ьця3 .). )3 Ь,Я О370 ), магйия Иа ) У )натрия лецыпилось кя ,67 Ув. - ПИЧЕЧИК ОбМЕККОО КЯЛЬция И СицжЕКИ) иатркк спосОбствОаалО восстаиОВлекию пяо")О )ку солокд(Вой почва Что скя з-.)О:ь кя повенин урожая зерня Я ;укуу=".;.,ЗО 6,8 32,2 2:,О Таким образом, предложенный способ расширяет ассортимент удобрений мслиорактов для зясолеккх почв эя счег использования крупкотокяжкых Отработаикьгх трааилькых растворОВ ма 7 икостроекия;, Обе сте-Квает беспро мьшлениое получение комплексного удобрения мелиоракта по безотходкой технологии в любом колхозе, сов" козе сбычкьщ методом компостирований навоза; увеличивает срок действия комплексного удобрения мелиораита в почве, так как Обеспечивает сниже" кие. Вымываемости его из почВы; Обогащает удобрение биологически активными веществами и медленно высвобождаемой формой азота к увеличивает удобрительцую и мелиорирующую зффектквность удобрения; и навозном компоненте обезвреживается патогенная мкврсфлора и яйца гельмиктов,