Способ получения почвогрунта
METHOD FOR OBTAINING SOIL

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в садово-огородных хозяйствах, теплицах для выращивания рассады и при посадке и культивировании растений с использованием почвогрунтов, в частности, при посеве семян сельскохозяйственных культур, огородных, лекарственных растений, посадке луковиц или клубнелуковиц, а также для выращивания рассады растений в контейнерах.
Известен состав почвогрунта (патент RU №2288907, C05F 11/00, 10.12.2006 г), содержащий торф, песок и гумусосодержащий компонент, в качестве которого использовано биоорганическое удобрение, полученное путем аэробной ферментации смеси отходов животноводства и измельченных древесных отходов при следующем соотношении компонентов, мас. %
Торф
25-30
Песок
50-60
Биорганическое удобрение
2-5
Древесные опилки
остальное
Известен способ приготовления субстрата (патент RU №2013942), включающий смешивание торфа с минеральными удобрениями, известью и микроудобрениями, отличающийся тем, что дополнительно при смешивании вносят природный цеолит в количестве 3,79-19,62 кг на 100 кг субстрата. Основной недостаток способа - полученный субстрат имеет не достаточно высокий водно-воздушный режим.
Известен также способ получения биологически активного средства для роста и развития растений (патент RU №2264460). Способ включает предварительное измельчение органических отходов и торфа при соотношении компонентов 50:50 с последующим их перемешиванием, введение в смесь фосфорнокислого калия в количестве 0,01-0,5 мас. % исходной смеси, дополнительное перемешивание компонентов и проведение процесса биоконверсии в две стадии при повышенной температуре.
Почвогрунты, полученные приведенными известными способами расширяют ассортимент растительных питательных смесей, но их основной недостаток заключается в том, что они имеют недостаточное количество органических веществ, кроме того обладают низкой биологической активностью и высоким содержанием водорастворимых питательных элементов, что сказывается на их качестве. Кроме того, в их состав входят природные минералы и компоненты (торф, цеолит), т.е. не возобновляемые природные компоненты.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению относится способ получения биоудобрения (патент RU №2458894), который включает смешивание сапропеля и измельченной соломы, компостирование и аэрацию, причем сапропель и солому смешивают в соотношении 2,5:1, увлажняют, поддерживают значение влажности смеси в пределах 60-70%, а температурный режим внешней среды - в пределах 10-30°С.
Изобретение позволяет улучшить обеспечение культурных растений комплексом минеральных веществ. Однако известный способ в достаточной степени не обеспечивает оптимальное соотношение органического вещества и макрокомпонентов, и в этом случае также используются невозобновляемые источники органических и минеральных компонентов, которые в природе синтезируются в течение многих сотен лет.
Проведя анализ существующего уровня техники, было выявлено, что технической проблемой в данной области является недостаточный ассортимент почвогрунтов с оптимальным соотношением органического вещества и макрокомпонентов в виде азота, фосфора и калия, для посева и выращивания различных сельскохозяйственных культур, а также для выращивания рассады растений в контейнерах.
Ожидаемым техническим результатом предлагаемого технического решения является увеличение урожайности сельскохозяйственных культур, за счет обеспечения выращиваемых растений всем комплексом необходимых органических веществ и макрокомпонентов.
Решение указанной проблемы и достижение заявленного технического результата достигается за счет того что в способе приготовления почвогрунта, на основе органических компонентов, которые предварительно измельчают и перемешивают, в качестве органических компонентов используют отходы льнопроизводства - негуминифицированную льнокостру и пенькокостру, которые активируют путем обработки 10-20% раствором фосфорной кислоты, полученную смесь перемешивают и проводят дополнительную активацию, обрабатывая ее раствором дигидрофосфата аммония, а из гумифицированной пенькокостры технической конопли и льнокостры льна-долгунца, взятых в равном соотношении, добавляя раствор гидроксида калия, получают гуминово-фульватный комплекс, который фильтруют, отделяя фильтрат от твердой фазы, при этом в качестве фильтра используют биомассу ранее активированной негуминифицированной льнокостры и пенькокостры. Сорбированный гуминово-фульватный комплекс и биомассу активированной негуминифицированной льнокостры и пенькокостры перемешивают до однородности, в полученную смесь добавляют до 4% нитрата аммония и около 1% мелкодисперсной серы, все перемешивают и подсушивают до воздушно-сухого состояния. В случае необходимости готовую полученную смесь перед высушиванием прессуют, придавая форму таблетки.
Обработка негумифицированной пенькокостры и негумифицированной льнокостры растворами фосфорной кислоты и дигидрофосфатом аммония способствует повышению сорбционных характеристик костры, образованию лабильных комплексов макро- и микрокомпонентов на поверхности костры.
В процессе переработки растительного сырья технической конопли, остается значительное количество растительных отходов в виде костры, хранящихся в отвалах (костра - непрядомая, одревесневшая часть стебля технической конопли, образуется в процессе первичной переработки тресты (извлечение пенькового волокна путем трепания). Пенькокостра состоит из целлюлозы (45-58%), лигнина (21-29%), пентозанов (23-26%) и других компонентов и является прекрасным природным органо-минеральным удобрением, которое насыщает почву макро- и микроэлементами, такими как фосфор, калий, кальций, марганец, кремний в оптимальных сочетаниях.
Аналогично в процессе переработки растительного сырья льна-долгунца, после выделения льняного волокна остается значительное количество растительных отходов в виде льнокостры, хранящихся в отвалах (костра - непрядомая, одревесневшая часть стебля льна-долгунца, образуется в процессе первичной переработки льняной тресты. Льняная костра состоит из целлюлозы (48-62%), лигнина (18-25%), пентозанов (20-25%) и других компонентов, содержит до 3-5% зольных минеральных макро- и микроэлементов, таких как: фосфор, калий, кальций, магний, марганец, кремний и другие.
В отвалах, с течением времени под действием природно-климатических факторов и микроорганизмов отходы в виде льняной костры подвергаются процессам гумификации и минерализации с образованием ценных гуминовых веществ. Эти специфические органические соединения представляют собой компоненты высокомолекулярных азотсодержащих кислот, элементный состав которых меняется в зависимости от исходного сырья и условий образования. В процессе гумификации в течение 12 месяцев льнокостра также приобретает темно-коричневый цвет с полностью измененной структурой. Это новая экологически безопасная и полностью натуральная и ежегодно возобновляемая продукция.
Мелкодисперсная сера также является отходом нефтеперерабатывающей промышленности и важным биогенным элементом. Среднее содержание серы по важнейшим нефтеносным районам страны колеблется от 0,4 до 5,3%. Ежегодно извлекается с добытой нефтью более 1 млн тонн серы, которая хранится в отвалах. Вводимая в почвогрунт сера обладает фунгицидным действием и снижает поражение проростков и растений болезнями и отпугивает вредителей вследствие окисления серы до диоксида серы. При этом оксид серы активно сорбируется на поверхности пенькокостры и льнокостры и постепенно выделяется в атмосферу, тем самым обеспечивая длительную фунгицидную обработку и защиту растений от болезней и вредителей.
Далее приведены примеры осуществления способа, которые наглядно демонстрируют возможность достижения технического результата в различных вариантах осуществления изобретения.
Пример 1.
Для испытания использовали две сельскохозяйственные культуры: редис и лен масличный. В качестве контрольного варианта использовали плодородный почвогрунт по патенту RU №2458894.
Готовили почвогрунт следующим образом: смешивали 20 г негумифицированной льнокостры из льна-долгунца сорта Восход и 20 г негумифицированной пенькокостры технической конопли сорта Сурская предварительно активировали путем обработки 50 г раствора фосфорной кислоты, в котором содержалось 5 г фосфорной кислоты. Компоненты полученной смеси тщательно механически перемешивали в течение 1-2 минут. Затем дополнительно проводили активацию путем обработки 50 г раствора дигидрофосфата аммония, содержащего 5 г дигидрофосфата аммония. Компоненты полученной смеси также тщательно механически перемешивали в течение 1-2 минут. Получают смесь №1.
Далее смешивая 30 г гумифицированной пенькокостры технической конопли сорта Сурская и 30 г гумифицированной льнокостры льна-долгунца сорта Восход, получили смесь №2.
К смеси №2 добавляют 1 литр теплого (температура 35-40°С) раствора гидроксида калия, содержащего 6 г гидроксида калия, тщательно механически перемешали и оставляют на 2 часа для полного извлечения растворимых компонентов в виде гуминово-фульватного комплекса. Затем от смеси №2 отделяют фильтрат от твердой фазы путем пропускания раствора через фильтр, представляющий собой смесь №1. Темный гуминово-фульватный комплекс сорбировался на поверхности смеси №1, а светлый фильтрат удаляют. После этого твердые фракции смеси №1 и смеси №2, смешивают, добавляют к полученной смеси 2 г нитрата аммония, добавили 1 г мелкодисперсной серы, тщательно механически перемешивают и дают подсохнуть до воздушно-сухого состояния. Полученный почвогрунт можно использовать сразу после изготовления и при необходимости, например, для выращивания рассады, готовую полученную смесь перед высушиванием прессуют, придавая форму таблетки.
Смесь тщательно перемешивали и помещали в вегетационные сосуды, в которые высевали взятые для проведения опытов семена редиса и льна масличного. В качестве контроля использовали вариант по прототипу.
Пример 2.
Аналогично примеру 1, готовили почвогрунт для выращивания растений с максимальным количественным значением взятых компонентов: гумифицированная пенькокостра технической конопли - 24 г, гумифицированная льнокостра - 24 г, негумифицированная пенькокостра технической конопли - 16,3 г, негумифицированная льнокостра льна-долгунца - 16,3 г, гидроксид калия - 8,5 г, нитрат аммония - 3,0 г, сера мелкодисперсная - 1 г, фосфорная кислота - 10,5 г, дигилрофосфат аммония - 7,3 г.
Все подготовленные варианты почвогрунтов испытывали в условиях теплицы.
Почвогрунт для выращивания растений, полученный по предложенному способу, с использованием в качестве
гумусосодержащего компонента, гумифицированной в естественных условиях пенькокостры технической конопли, взятой из средних слоев отвалов, гумифицированной в естественных условиях льнококостры льна-долгунца, взятой из отвалов, с активированными добавками негумифицированной пенококостры технической конопли и негумифицированной льнокостры льна-долгунца отвечал требованиям, предъявляемым к нему при проращивании семян и выращивании растений, обладал достаточной водостойкостью, хорошо удерживал влагу, содержал весь комплекс питательных веществ, необходимых в течение всего процесса выращивания растений. При этом, в ходе выращивания растений наблюдалось дальнейшее биоразрушение пенькокостры и льнокостры, что приводило к росту почвенных организмов, обогащающих состав соединениями, способствующими сокращению сроков начала плодоношения и повышению урожайности сельскохозяйственных культур. При этом вводимая в состав почвогрунта сера обладает фунгицидным действием и снижает поражение проростков и растений болезнями и отпугивает вредителей вследствие окисления серы до диоксида серы. При этом оксид серы активно сорбируется на поверхности пенькокостры и льнокостры и постепенно выделяется в атмосферу, тем самым обеспечивая фунгицидную обработку и защиту растений от болезней и вредителей.
Предложенный способ получения почвогрунта для выращивания растений дает возможность увеличения урожайности сельскохозяйственных культур, за счет обеспечения выращиваемых растений всем комплексом необходимых органических веществ и макрокомпонентов, расширяет ассортимент растительных натуральных питательных смесей, основан на использовании доступного сырья и отходов, не сложен в приготовлении, может использоваться в открытом и закрытом грунтах и в течение длительного времени, т.к. является долговременным источником органических питательных веществ и способен длительное время сохранять свою структуру, способен к биоразложению в окружающей среде.