способ пополнения запасов серы в почве

Формула изобретения

Способ пополнения запасов серы в почве, включающий гранулирование мелкодисперсной серы, предварительно покрытой пленкой бентонита в соотношении в мас. %: 93:7, с внесением гранул в почву, отличающийся тем, что гранулы вносят в количестве 140-210 кг/га с последующим интенсивным орошением, способствующим набуханию бентонита, а заделку серы в почву проводят не ранее чем через три часа после орошения на глубину 3,5-4,0 см.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Известны изобретения под названием: "Способ повышения плодородия почвы" авторов Осацкого Л.Г. и др. (см. патенты 2017789, 2020144). Авторское свидетельство СССР под названием: "Способ получения медленнодействующих гранулированных удобрений" авторов Головлева Ю.И. и др. (см. авторское свидетельство СССР 1224299).

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является изобретение под названием: "Гранулированное удобрение на основе порошкообразной серы" (см. патент на изобретение автора Цануколли, Италия, 2038342 от 27.06.1995).

Однако предлагаемое изобретение имеет следующие существенные отличия:

1. Согласно формуле патента на изобретение 2038342 в него входят следующие компоненты:

а) инертный продукт (глина, бентонит, каолин или их смеси) - от 3,0 до 10,0 мас. %;

б) смачивающий агент (лигнинсульфонат) в дозе от 0,5 до 2,0 мас. %.

По данным гигиенического сертификата на лигнинсульфонат он относится к 4 классу опасности по воздействию на организм человека и животных и содержит опасные продукты термораспада, являясь загрязнителем водоемов, и, наконец,

в) порошкообразная сера - остальное.

Кроме того, в состав известного гранулированного удобрения на основе порошкообразной серы по патенту 2038342 могут входить согласно формуле изобретения сульфаты калия и магния, гипс, другие удобряющие компоненты микроэлементы, органические удобрения, дозировки которых не приводятся, что не позволяет их использовать без соответствующих исследований, так как это может привести не только к повышению урожайности, но и к значительному его снижению.

В состав предлагаемого нами изобретения входит только 93% серы и 7% бентонита, которые являются нетоксичными (см. словарь-справочник "Химизация сельского хозяйства". М. : Наука, 1968, стр. 232-233, где указывается, что сера комовая, молотая и коллоидная безвредны для теплокровных животных), т. е. наш состав существенно отличается от состава, изложенного в патенте 2038342.

1. В патенте 2038342 предлагается лишь способ приготовления гранул, но отсутствуют какие-либо даже вегетационные опыты с растениями-индикаторами, которые могут позволить сделать предварительный вывод об эффективности изобретения.

Нами же предложен в первую очередь способ применения грянул в качестве удобрения и определены оптимальные и эффективные дозы его внесения в почву для различных культур, что также является существенным отличием от изложенного в патенте 2038342.

2. Согласно технологии способа приготовления гранул по патенту 2038342 гранулы получали путем смешивания трех указанных компонентов друг с другом с добавлением воды до получения пастообразной массы. Затем с использованием экструдера полученную пастообразную пластичную смесь экструдируют через тарелку с отверстиями приблизительно 4-5 мм в диаметре, а выдавленные тонкие волокна нарезают длиной в 4-5 мм или в соответствии с требуемым размером и эти гранулы направляют в сушилки для сушки. Полученные гранулы являются твердыми и прочными.

Предлагаемые нами гранулы для внесения в почву в качестве удобрения существенно отличаются от известных по патенту 2038342 и представляют собой гранулы, состоящие из тонкой пленки бентонита, внутри которой содержится порошкообразная сера. Такие гранулы напоминают медицинскою таблетку, покрытую оболочкой.

Под воздействием орошения бентонитовая пленка гранул серы набухает, самопроизвольно разрушается, отслаивается от сыпучей серы, равномерно распределяется и заделывается в почву на глубину 3,5-4,0 см культиватором не раннее чем через три часа после орошения.

Что же касается гранул серы, полученных по патенту 2038342, то связанные в грануле все частички серы с глиной и лигнинсульфонатом будут распределяться в почве под воздействием воды совсем по иному и далеко не сразу, а эффективность этих гранул на урожайность не доказана.

Исходя из изложенного, можно сделать вывод, то растворение предложенных нами гранул в почве под воздействием воды будет существенно отличаться от распределения известного состава.

Таким образом, в целом предлагаемое нами изобретение существенно отличается от известного, а результаты наших экспериментальных многолетних вегетационных опытов свидетельствуют о положительном эффекте, что нельзя сказать о предложенном способе применения гранул серы по патенту 2038342, так как никаких опытов с растениями не было проведено.

Цель данного предлагаемого изобретения - пополнение запасов серы в почве, включающая внесение элементарной серы в виде гранул, полученных в грануляторе и состоящих из 93% серы и 7% бентонита, обволакивающего поверхность серы в виде оболочки.

Если применение серы в сыпучем виде вызывает нарекание экологов из-за распыления во время ее транспортировки, погрузки и разгрузки, создает сложности с дозированием и невозможностью равномерного внесения в почву из-за распыления ветром по полю, является опасной для рабочих в случае применения ее в качестве удобрения, так как серный порошок, распыляясь, раздражающе действует на слизистую оболочку глаз, то гранулированная сера, как удобрение полей, имеет целый ряд преимуществ перед сыпучей серой. Так, по нашим исследованиям она оказывает более благоприятное влияние на повышение роста и развития растений в вегетационных опытах, легко дозируется, не распыляется и может обеспечить механизированное и равномерное распределение на поверхности почвы в заданной дозе 140-210 кг/га.

Способ приготовления гранулированной серы может быть реализован на Астраханском газоперерабатывающем заводе, так как завод сможет вырабатывать такую гранулированную серу в больших количествах.

Расчеты показывают, что приготовление гранулированной серы на Астраханском газоперерабатывающем заводе может быть в 40-50 раз дешевле дорогостоящих серосодержащих удобрений (сульфата калия и сульфата магния).

Это может позволить использовать гранулированную серу для удобрения полей во многих странах мира как одного из наиболее дешевых серосодержащих удобрений с целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур и его качества, в том числе повышения содержания в растениях белка, клейковины, сахара, протеина, каталазы и др.

Наукой доказано, что сера является незаменимым удобрением, существенно влияющим на урожай сельскохозяйственных культур и прежде всего на дерновых почвах песчаного и супесчаного механического состава, которые особенно недостаточно обеспечены серой.

Недостаточная обеспеченность серой сельскохозяйственных культур выявлена не только в ряде районов России, но также в западных и юго-западных штатах США, Скандинавских странах, в ряде районов Африки, Азии, Австралия и Новой Зеландии, на Украине, Казахстане и в других странах СНГ. Кроме того, по своему физиологическому значению в жизни растений среди питательных элементов сера занимает третье место после азота и фосфора. Вероятность использования гранулированной серы в качестве удобрения может объясняться тем, что сера окисляется в почве различными микроорганизмами до серной кислоты. Последняя, взаимодействуя с углекислыми солями почвы и с поглощающим комплексом, образует сернокислые соли, преимущественно сернокислый кальций, который в почвенном растворе диссоциирует на ионы кальция и сульфат-ионы. Из почвы сера поступает в таком виде в растения через корни, как правило, в виде сульфат-ионов, легко растворимых в воде. О повышении содержания растворимой в воде серы в конце опыта, которая вносилась в почву перед началом опыта, свидетельствуют результаты анализов по определению содержания в почве растворимых в воде сульфатов после завершения вегетационных опытов, которые приведены в табл. 1 и 2.

Поставленная цель пополнения запасов серы в почве в предлагаемом изобретении реализуется путем внесения на поверхность почвы гранулированной серы в дозе 140-210 кг/га изложенным выше способом, необходимым количеством поливов за сезон в зависимости от потребности выращиваемой культуры.

Изложенные технологические операции являются отличительными существенными признаками пополнения запасов серы в почве и в конечном итоге обеспечения реализации поставленной изобретением цели - получить повышение урожая сельскохозяйственных культур за счет внесения гранул серы в дозе 140-210 кг/га.

Таким образом, указанные существенные признаки являются необходимыми и достаточными для достижения поставленной цели. Исходя из изложенного, правомерным является вывод о соответствии выявленного технического решения критерию "Изобретательский уровень". Указанная в формуле изобретения совокупность существенных признаков обеспечивает неоднократную реализацию конкретного положительного эффекта, что делает возможным судить о соответствии заявляемого решения критерию "Промышленная применимость". Предлагаемый способ апробирован при проведении вегетационных опытов и анализов почвы в лаборатории РЗ и УГВ Астраханского научно-исследовательского и проектного института газовой промышленности.

Вегетационные опыты по выращиванию растений (яровой пшеницы, лука и фасоли) проводились в сосудах высотой 13-18 см, диаметром 30 см и площадью 380-850 кв. см. Для дренажа использовался просеянный щебень фракции 3-10 мм. Сосуды заполняли почвой и вносили на ее поверхность гранулированную серу, состоящую из мелкодисперсной серы (93%) с бентонитом (7%) в виде оболочки в количестве 140-210 кг/га.

В качестве контроля использовались сосуды с почвой без внесения в них гранулированной серы. После посева семян поверхность почвы покрывалась тонким слоем песка для предотвращения размывания ее поверхности водой. Для выращивания растений в сосудах их помещали в лаборатории в идентичных условиях.

Результаты вегетационных опытов приведены в табл. 3.

Проведенные нами вегетационные опыты позволили сделать вывод о том, что уже в начальный период роста и развития растений наблюдается стимулирующее влияние внесенной дозы гранулированной серы по сравнению с контролем (без внесенной в почву гранулированной серы).

Гранулированная сера оказывает положительное влияние на высоту растений, вес зеленой и воздушно-сухой массы растений.

Анализ почвы на содержание серы в почве проводился по методике согласно ГОСТа 26490-85 и свидетельствует о том, что содержание в почве растворимой в воде серы при внесении гранулированной серы в конце опыта повышается (см. табл. 1 и 2) по сравнению с контролем.