УДОБРЕНИЕ-МЕЛИОРАНТ НА ОСНОВЕ ГЛАУКОНИТА
GLAUCONITE-BASED FERTILISER-AMELIORATOR

Изобретение «Удобрение-мелиорант на основе глауконита» относится к удобрению и мелиорации почв и может использоваться для снижения кислотности слабокислых почв и удобрения сельскохозяйственных культур, возделываемых на них. Мелиоративные свойства традиционных средств (цеп, туф, известь, доломит, мергель и др.) обусловлены содержанием карбоната кальция более 40%, который вытесняет водород (1) из почвенно-поглощающего комплекса (ППК)
3
2
3
3
2
CaCO+HCO=Ca(HCO)
3
2
2
2
2
2
Ca(HCO)+2HO=Ca(OH)+2HO+2CO
Далее происходит незначительный гидролиз гидроокиси кальция с водой:
2
+2
-
CaOH↔Ca2OH
После кальций поглощается ППК:
+
2+
2
3
2
(ППК)2H+Ca(HCO)=ППК)Ca+2HO
+
2+
2
2
(ППК)2H+Ca(OH)=ППК)Ca+2HO
Недостатком этого процесса является повышение содержания кальция в почве, в том числе и в почвенном растворе, так как не весь кальций поглощается ППК. При этом происходит химическое поглощение доступного для растений фосфора:
2
4
3
4
2
2
-
+2
2HPO +3Ca=Ca(PO)+2HO
3
3
2
2
5
Таким образом, кальций осаждается в почве в виде трикальцийфосфата и становится недоступным для растений. Стоимость вышеуказанных мелиорантов является высокой, к тому же они содержат чрезвычайно низкие количества макро - и микроэлементов для питания растений. Наиболее близким техническим решением является удобрение-мелиорант Трепел (2), который наряду с большим количеством CaCO и MgCO содержит 1.5% KO и 0,2% PO, а также цеолиты-адсорбенты, которые могут поглощать из почвенного раствора катионы макро- и микроэлеменов и удерживать в недоступной для растений форме, что является существенным недостатком данного аналога.
Задачей применения изобретения является фосфорно-калийное удобрение сельскохозяйственных культур и снижение кислотности почвы за счет разнообразного катионного состава удобрения-мелиоранта на основе глауконита (табл.1) и наличия гидроксильных групп при взаимодействии с почвенным раствором, что приводит к снижению активной обменной кислотностей почвы. Преимущество настоящей разработки заключается в простоте получения предлагаемого нами мелиоранта, дешевизне и низких энергозатратах его использования, а также отсутствии негативного радиационного фона, характерного для веществ подобного рода.
Предлагаемое нами удобрение-мелиорант характеризуется высокой катионообменной способностью и образованием свободных гидроксильных групп в почвенном растворе, что приводит к повышению суммы поглощенных оснований почвы, возрастанию ее буферной способности по отношению к кислой среде. Схематически процесс нейтрализации кислотности за счет содержащихся в предлагаемом нами удобрении-мелиоранте катионов и гидроксильных групп можно выразить следующим образом:
+
+2
2+
+
(ППК)2H+Kt=ППК)Kt+2H
+
-
2
2H+2OH=2HO
Более того, при попадании в почву настоящего удобрения-мелиоранта происходит повышение содержания доступных форм фосфора и обменных форм калия, что обеспечивает его использование в производстве как минерального сложного удобрения. Состав для проведения исследований получали путем специальной обработки глауконитового песчаника горных пород. Исследования проводили в ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет, кафедра агрохимии и институт прикладной экологии. Аттестат аккредитации лаборатории №РОСС RU.0001.21АЮ62 выдан 26.06.2009 и действителен до 29.06.2014. В таблице 1 представлены химические и агрохимические показатели удобрения-мелиоранта на основе глауконита.
Химический состав и агрохимические свойства удобрения-мелиоранта на основе глауконита.
Анализируя химические показатели, приведенные в таблице 1, можно отметить, что сумма оксидов составляет 78,58%.
Эффективность предлагаемого нами удобрения-мелиоранта подтверждена проведением полевых исследований (табл.2). Прибавка урожайности озимой пшеницы в условиях применения удобрения-мелиоранта на основе глауконита на лугово-черноземной почве Северо-Западного Кавказа составила 6,5 ц/га.
Структура элементов урожая и урожайность озимой пшеницы в условиях применения удобрения-мелиоранта на основе глауконита на лугово-черноземной почве
Таблица 2
Показатель
Без применения удобрения-мелиоранта на основе глауконита
С применением удобрения-мелиоранта на основе глауконита
Высота растений, см
50,1
48,6
Вес растений, г
2,2
2,5
Длина колоса, см
8,2
8,9
Вес зерна с колоса, г
1,5
1,7
Число зерен с растения, шт
35,2
38,2
Вес зерна со всего снопа, г
645,0
670,0
Масса 1000 зерен, г
40,0
42,0
Количество стеблей в снопе, шт.
500
591,0
Вес снопа без корней, г
1000,0
1110,0
Урожай зерна, ц/га
53,5
60,0
Положительное влияние предлагаемого нами продукта на почвенно-экологическое состояние и агрохимические свойства подтверждено проведением почвенно-агрохимических исследований опытного участка. Установлено, что применяемое удобрение-мелиорант на основе глауконита на лугово-черноземной почве способствовало повышению содержания фосфора и калия в почве, а также снижению ее кислотности. Более того, оно не является источником тяжелых металлов (табл.3).
Влияние удобрения-мелиоранта на основе глауконита на почвенно-экологическое состояние лугово-черноземной почвы
Таблица 3
Показатель
Без применения удобрения-мелиоранта на основе глауконита
С применением удобрения-мелиоранта на основе глауконита
рН водная, ед. рН
6,3
6,5
рН солевая, ед. pH
5,4
5,6
Гумус, %
2,7
2,7
ЕКО, мг-экв/100 г, почвы
36,8
41,5
Азот нитратный, мг/кг
17,7
19,5
Азот аммонийный, мг/кг
5,5
5,9
Фосфор по Чирикову, мг/кг
190,0
211,8
Калий по Чирикову, мг/кг
351,6
384,8
Цинк подвижный, мг/кг
5,7
5,5
Кадмий подвижный, мг/кг
0,075
0,07
Свинец подвижный, мг/кг
3,7
3,5
Медь подвижная, мг кг
5,7
5,6
Общий цинк, мг/кг
67,0
65,1
Общий кадмий, мг/кг
0,58
0,55
Общий свинец, мг/кг
18,5
19,3
Общая медь, мг/кг
17,3
18,2
Радиологическая безопасность подтверждена исследованиями, проведенными в Аккредитованном испытательном лабораторном центре ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Адыгея». Аттестат аккредитации №ГСЭН.RU/ЦОА.051 от 29.05.2007 действителен до 29.05.2012. Результатами исследований установлено, что удельная эффективная активность природных радионуклидов составляет не более 78 Бк/кг, при норме 370 Бк/кг.
В ходе проведенных исследований установлено, что предлагаемое удобрение-мелиорант на основе глауконита способствует повышению содержания обменного калия и подвижного фосфора в почве, а также способствует снижению ее кислотности. При этом доказано повышение урожайности сельскохозяйственных культур, которая на примере озимой пшеницы увеличивается на 6,5 ц/га на фоне применения предлагаемого нами удобрения-мелиоранта.