способ приготовления удобрительно-мелиорирующей смеси на основе карбонатного сапропеля

Формула изобретения

Способ приготовления удобрительно-мелиорирующей смеси на основе карбонатного сапропеля, включающий компостирование в буртах смеси промороженного сапропеля, органических отходов и минеральных удобрений NPK, отличающийся тем, что промороженный карбонатный сапропель обрабатывают пероксидом водорода в соотношении 10:1 в пересчете на воздушно-сухое вещество, органические отходы доводят до влажности 60-65%, смешивают с сапропелем в соотношении, обеспечивающем оптимальное значение рН 6,5÷7,5, добавляют минеральные удобрения, после чего смесь укладывают в бурт и при перемешивании обрабатывают композицией почвенных микроорганизмов ЭМ-культуры в количестве 1 л раствора на 1 т смеси при ее влажности 60-65%, температуре 22-24°С и оставляют созревать неделю, затем после повторного перемешивания оставляют созревать еще две недели при температуре не выше 30°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к области производства удобрений и повышения плодородия почв.

Для сохранения и повышения потенциального плодородия в почве должны постоянно идти процессы накопления энергии. Для расширенного воспроизводства почвенного плодородия необходима система целенаправленных мелиоративных и агротехнических действий, способствующих гумусообразованию и устойчивому накоплению гумуса как источника потенциальной энергии. Увеличение запаса органического вещества в почве повышает ее потенциальную энергию, которая полностью реализуется в виде урожая сельскохозяйственных растений. Для этих целей разработан ряд технологий получения удобрительно-мелиорирующих смесей на основе сапропеля.

Известен способ получения удобрительной смеси компостированием сапропеля с навозом и NPK (1,25:1:1,5) в соотношении 1:0,2:0,4 в расчете на сухое вещество (Лопотко М.З., Евдокимова Г.А. Сапропели и продукты на их основе. Минск: Изд. «Наука и техника», 1992, стр.119).

Однако при эмпирическом объединении вышеназванных компонентов без учета агрохимических свойств почв и специфических свойств сапропелей не удается получить смеси с высокими мелиорирующими качествами и обеспечить целенаправленное формирование почвенных процессов. Кроме того, существует высокий энергетический барьер для процесса трансформации гуминовых веществ сапропеля в гумус почвы, и основные элементы питания в сапропелях находятся в труднодоступной для растений форме.

Устранить указанные недостатки позволяет предлагаемый способ приготовления удобрительно-мелиорирующей смеси (УМС) на основе карбонатного сапропеля, включающий компостирование в буртах смеси промороженного сапропеля, органических отходов и минеральных удобрений NPK, в котором промороженный карбонатный сапропель обрабатывают пероксидом водорода в соотношении 10:1 в пересчете на воздушно-сухое вещество, органические отходы доводят до влажности 60-65%, смешивают с сапропелем в соотношении, обеспечивающем оптимальное значение рН 6,5-7,5, добавляют минеральные удобрения, после чего смесь укладывают в бурт и при перемешивании обрабатывают композицией почвенных микроорганизмов ЭМ-культуры в количестве 1 л раствора на 1 т смеси, при ее влажности 60-65% и температуре 22-24°С и оставляют созревать неделю, затем после повторного перемешивания оставляют созревать еще две недели при температуре не выше 30°С.

Сущность предложенного способа заключается в том, что он позволяет получить УМС многоцелевого назначения при том, что основное ее назначение - стимулирование процессов гумусообразования в почвах. В качестве матрицы для создания УМС предложены карбонатные сапропели, характеризующиеся высоким содержанием карбоната кальция, гуминовых веществ (ГВ) и имеющие коллоидную структуру. Высокое содержание СаСО₃ в карбонатных сапропелях формирует в них особо устойчивую буферную систему ГВ-СаСО₃ и обеспечивает наиболее благоприятную кислотность для активизации почвенной микрофлоры, оказывая тем самым мелиорирующее действие. Коллоидная структура, сформированная в почве сапропелем, позволяет повысить ее влагоемкость и способствует закреплению биогенных элементов. Однако использование чистых сапропелей приносит эффект ниже ожидаемого, так как существует высокий энергетический барьер для процесса трансформации ГВ сапропеля в гумус почвы. Таким образом, ГВ, являющиеся наиболее ценной частью сапропелей и основными элементами питания растений, находятся в труднодоступной для них форме. Для снижения энергетического барьера трансформации ГВ сапропеля в гумус почвы за счет частичного разрушения органоминеральных комплексов сапропель обрабатывают пероксидом водорода - H ₂O₂.

УМС в качестве источника энергии и вещества для гумуса содержит органический материал - органические отходы: навоз, промышленные отходы, ОСВ и т.д. При подборе количественного соотношения сапропеля и органических отходов учитывают показатель кислотности, оптимальное значение которой рН 6,5-7,5, так как при большей кислотности теряется часть гуминовых веществ в виде подвижной фульвокислоты, угнетается полезная микрофлора и развивается плесневый грибок. При более щелочной среде часть фосфора переходит в недоступные для растений формы. Суммарное содержание органического материала в смеси должно составлять не менее 45-50%.

Для активизации микробиологической деятельности требуется определенное количество доступных элементов питания (NPK), поэтому в УМС необходимо вносить минеральные удобрения. В одной тонне УМС должно содержаться 50-65 кг (5-6,5%) действующего вещества NPK, в том числе азота 2,5-3,0%, фосфора - 1,5-2,0%, калия - 1,0-1,5% (ТУ 9841-001-0066732-93). Исходя из содержания NPK в сапропеле и органических отходах, рассчитывают дозу минеральных удобрений, которую необходимо добавить в УМС.

Для активизации трансформации органических отходов и гумусообразования в УМС вносят композицию почвенных микроорганизмов ЭМ-культуры. Для осуществления предлагаемого способа подходит любая модификация ЭМ-культуры, поскольку все они содержат почвенные микроорганизмы в различных соотношениях и молочно-кислые бактерии, все способствуют гумификации органических отходов и подавляют патогенную микрофлору. Благодаря наличию молочно-кислых бактерий в органических отходах протекает процесс брожения, а не гниения.

Влажность УМС должна составлять 60-65%, чтобы не нарушать физико-механических свойств почвы.

Предлагаемый способ приготовления удобрительно-мелиорирующей смеси на основе карбонатного сапропеля осуществляют следующим образом.

Промороженный карбонатный сапропель при перемешивании обрабатывают раствором пероксида водорода - H₂О₂ в соотношении 10:1 в пересчете на воздушно-сухое вещество. Для этого можно воспользоваться промышленным 4% пероксидом водорода. Затем к обработанному сапропелю добавляют органические отходы. Это может быть навоз и/или гуано, осадки сточных вод, активный ил или другие источники органического вещества. Органические отходы должны иметь оптимальную влажность 60-65%, поэтому при необходимости их подсушивают (например, добавлением торфа). Определяют содержание NPK в смеси сапропеля с органическими отходами и добавляют недостающее по ТУ количество минеральных удобрений. Основные инградиенты УМС помещают в бурт и производят механическое перемешивание. Параллельно готовят раствор ЭМ-культуры из расчета 1 л исходного раствора на 50 л воды при оптимальной температуре 24-25°С. Этим раствором при перемешивании обрабатывают смесь в соотношении 1 л препарата на 1 тонну смеси. Оптимальная влажность смеси после обработки раствором ЭМ-культуры должна составлять не менее 60%, а температура 22-24°С. Затем смесь оставляют созревать в течение недели, снова перемешивают и вновь оставляют на две недели для компостирования. Температура смеси весь период созревания не должна превышать 30°С, повышение температуры приводит к угнетению микроорганизмов. При сильном разогреве смесь уплотняют.

Свежеприготовленная смесь имеет гомогенную структуру и темно-коричневую окраску. Она проявляет новые качества, не характерные для отдельных инградиентов смеси: формирует коллоидную структуру почвы, создает устойчивую буферную систему, увеличивает емкость катионного обмена ЕКО мелиорируемых почв, обладает сорбционными свойствами, активизирует почвенную микрофлору, улучшает качественный состав почвы, повышает ее органическую составляющую.

УМС была внесена в выщелоченный чернозем в АОЗТ «Малинищи» Пронского района Рязанской области в количестве 10 т/га под однолетние травы. Урожайность вико-овсяной смеси на сено увеличилась на 32% по сравнению с традиционной технологией. В фитомассе однолетних трав было на 12% меньше меди, на 37% - свинца и на 34% - кадмия по сравнению с контролем. Улучшились агрофизические свойства почвы: гумус возрос на 0,4%, сумма поглощенных оснований увеличилась на 9,8-12 ммоль/100 г почвы, значение рН изменилось с 5,1 до 5,7, повысилось содержание P₂О ₅ и К₂О.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать высококачественную смесь многоцелевого назначения, основным из которых является стимулирование гумусообразования в почвах и повышение их плодородия.