Способ получения биоорганического удобрения на основе торфа - RU2631033C2

Описание

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к способам получения биоорганического удобрения на основе торфа.

Известен способ производства сидерально-сапропелевого удобрения, включающий смешивание измельченной зеленой массы естественных трав до цветения с малозольным биогенным типом озерного сапропеля влажностью 60% и зольностью не более 30%, при объемных отношения измельченной зеленой массы к сапропелю, равной 4:1 (патент РФ №2350586, С05F 11/00, опубл. 2007).

Недостатком данного способа является то, что для данного удобрения, помимо возделывания фитомелиорантов, требуется биогенный тип сапропеля, который трудно добыть на территории Республики Карелия, что удорожает процесс получения удобрения.

Известен способ получения биоорганического удобрения, включающий предварительное обустройство траншеи, закладку в нее исходных компонентов и их компостирование естественным способом при атмосферном давлении и положительной температуре воздуха. Предварительно дозируют исходные компоненты компостной смеси в заданных количествах, мас. %: табачная пыль - 40-60, почва (чернозем) - 20-40, торф низинный - 10-30, после чего их смешивают, полученную однородную смесь закладывают в траншеи, затем увлажняют до влажности 50-60%, компостирование осуществляется в течение 60-65 суток при среднесуточной температуре воздуха не ниже 15°С (патент РФ №2520730, C05F 11/00, опубл. 2013).

Недостатком этого способа является то, что на Северо-Западе России отсутствует чернозем, а дефицит табачной пыли и высокая требуемая среднесуточная температура воздуха для компостирования составляет 15°С, что ограничивает его применение. Способ также предполагает доставку материалов к траншее, что в свою очередь повышает себестоимость готовой продукции.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения удобрения на основе торфа на осушенных полях заготовки низинного торфа. Согласно данному способу весной осуществляют дискование торфа, проводят известкование, внесение фосфорно-калийных удобрений и посев семян однолетних сидеральных культур, обработанных нитрагином для стимуляции развития клубеньковых бактерий. В фазу цветения сидеральные культуры прикатывают, а затем дискуют бороной, которая измельчает зеленую массу и заделывает ее в верхний пахотный слой торфянника на глубину 13-15 см. Затем массу собирают в валки бульдозером и выдерживают в течение месяца, после чего валки собирают в штабеля для компостирования в естественных условиях. К зимней вывозке процесс компостирования заканчивается. При выращивании картофеля на осушенных торфяных почвах с использованием полученного удобрения урожайность составила 188 ц/га. На следующий год фитомелиоративную обработку почвы осуществляют на другом участке осушенного болота (Использование осушенных земель под кормовые культуры / Н.П. Брусева, Е.Д. Крапивко, Ю.К. Макаров, P.C. Павлова, Т.П. Хааянен, М.М. Цыба. - Петрозаводск: Карелия, 1983. - 39-42 с.).

Однако способ является высокозатратным, т.к. предполагает известкование почв и внесение минеральных удобрений, а также требует использования парка многочисленной разнопрофильной техники (тракторы Т-74, ДТ-54А, ДТ-75, МТЗ-50, разбрасыватели минеральных удобрений РМГ-4, бульдозер Д-159-Б, плуги, бороны, катки и т.д.). Способ предполагает многократные проходы техники по полю, повышающие расход топлива, что значительно увеличивает экономические и энергетические затраты при его использовании. Недостатком является также неэффективное использование площади осушенных низинных торфяников, связанное с необходимостью ежегодно выбирать новый участок для фитомелиорации торфяника. Кроме того, данный способ не обеспечивает достаточного повышения содержания основных питательных веществ и гумуса.

Задачей заявляемого изобретения является создание эффективного, экономичного и ресурсосберегающего способа получения биоорганического удобрения на основе торфа, обеспечивающего высокую питательную ценность и экологичность.

Техническим результатом является повышение в удобрении содержания основных элементов питания и гумуса. Увеличение интенсивности использования площади полей низинного торфа при упрощении процесса получения биоорганического удобрения.

Заявленный технический результат достигается тем, что в способе получения биоорганического удобрения на основе торфа, включающем дискование низинного торфа на осушенных полях, возделывание фитомелиорантов до фазы цветения, измельчение с заделкой их в верхний пахотный слой торфяника на глубину 13-15 см, формирование общей массы для компостирования в естественных условиях до зимней вывозки, согласно изобретению в предшествующий год в качестве фитомелиоранта используют естественную растительность, которую после измельчения заделывают в корнеобитаемый слой торфа и сразу формируют в общую массу в виде буртов, которые закрывают слоем торфа 30-40 см, а в последующие годы на этих же полях возделывают фитомелиоранты, которые после измельчения и заделки в корнеобитаемый слой торфа формируют бурты аналогично как с естественной растительностью.

В республики Карелия имеются значительные запасы низинного торфа, однако, низинный торф имеет повышенную кислотность и недостаточное количество питательных веществ, что усложняет его использование в сельском хозяйстве. Исследованные показатели низинного торфа на осушенных полях: образец 1 в период произрастания естественной растительности и образец 2 после снятия корнеобитаемого слоя перед посевом фитомелиорантов представлены в таблице 1.

Предлагаемый способ получения биоорганического удобрения на основе торфа осуществляют следующим образом.

Выбирают участок осушенного поля низинного торфа с естественной растительностью, состоящей из крапивы двудомной, одуванчика лекарственного, кипрея узколистного, сныти обыкновенной, щавеля и многолетних трав (тимофеевка, лисохвост и др.), произрастающих на кислых почвах. До фазы цветения, когда растения формируют максимальную растительную массу, проводят их измельчение дискованием с заделкой в верхний пахотный слой торфяника на глубину 13-15 см. Затем бульдозером Т-130Б снимают корнеобитаемый слой не более 15 см и сразу собирают в общую массу для компостирования в виде буртов высотой 3-5 м, шириной 18-20 м, длиной 20-30 м, которые сверху закрывают слоем торфа 30-40 см. На поле бурты оставляют на зиму до завершения процесса ферментации. Диапазон размеров бурта зависит от размеров поля и технологической схемы транспортировки биоорганического удобрения.

После вывозки полученного биоорганического удобрения на основе торфа весной следующего года на этой же площади проводят дискование и посев фитомелиорантов, при этом глубина поверхности обрабатываемого поля превосходит предыдущую на 13-15 см. Опыт выполняли в трех вариантах с использованием различных фитомелиорантов: 1. вико-овсяная смесь, 2. рожь озимая, 3. горчица белая.

До фазы цветения осуществляют измельчение фитомелиорантов дискованием с заделыванием их на глубину 13-15 см. Затем бульдозером снимают корнеобитаемый слой глубиной не более 15 см и сразу собирают его в общую массу для осуществления компостирования, в качестве которого образуют бурты высотой 3-5 м, шириной 18-20 м, длиной 20-30 м. Бурты сверху закрывают слоем торфа 30-40 см и оставляют на зиму до завершения процесса компостирования.

Образцы полученного биоорганического удобрения на основе торфа исследовали на содержание основных питательных элементов, зольности и органического вещества, данные приведены в таблице 2.

При сравнении данных таблиц 1 и 2 видно, что получившееся биоорганическое удобрение (таблица 2) превосходит показатели низинного торфа на осушенных полях (таблица 1), а именно повышение рН в варианте с естественной растительностью на 22%, калия на 146%, фосфора 150%, азота на 31%, органическое вещество на 3%. В варианте с фитомелиорантами (вика-овсяная смесь, рожь озимая, горчица белая) рН на 4-7%, калия на 53-205%, фосфора на 183-328%, азота на 27-166%, органическое вещество на 16-17%.

Также были проведены экологические исследования биоорганического удобрения, данные которых приведены в таблице 3.

Из таблицы 3 следует, что полученное биоорганическое удобрение является экологически чистым, так как содержание кадмия в 20 раз ниже нормы, ртуть в 63 раза, свинец в 24 раза, медь в 9 раз. Реакция среды (кислотность) благоприятна для выращивания большинства культурных растений, известковые материалы добавлять не надо.

Также исследовали биологическую активность экстрактов полученного биоорганического удобрения на всхожесть и энергию прорастания семян ячменя и гороха, данные приведены в таблице 4.

Результаты эксперимента показали положительное влияние экстракта из биоорганического удобрения на основе торфа на морфологические характеристики проростков (таблица 4). Так, изучаемая концентрация экстракта стимулировала прорастание семян ячменя на 104,2% по сравнению с контрольным вариантом. При обработке семян гороха незначительное увеличение всхожести (на 2,1% по сравнению с контролем) выявлено лишь под воздействием вытяжки концентрации 1:40.

Для более точной степени оценки влияния экстрактов из биоорганического удобрения на основе торфа проводили учет длины образовавшегося проростка, а также зародышевого корешка. Получены достоверные превышения над контролем по обеим культурам. Увеличение длины проростка семян ячменя составило 26%, причем наибольшие показатели зарегистрированы с максимальной концентрацией 1:60 - на 2,5 см выше контрольных значений. По показателю длины корешка получены аналогичные результаты - превышение составило 9,4% по отношению к показателям контроля.

При обработке семян гороха наибольшая длина проростка выявлена при воздействии экстракта концентрацией 1:40, данный показатель был в 2,4 раза выше контрольных значений. Стимулирующий эффект наблюдали также по показателю длины корешка. Экстракт с концентрацией 1:40 обеспечил превышение над контролем в 1,6 раза.

Заявляемое биоорганическое удобрение использовали при выращивании картофеля, данные по продуктивности картофеля приведены в таблице 5. Для сравнения осуществляли выращивания картофеля без внесения биоорганического удобрения. Во всех таблицах представлены статистически обработанные данные.

Из анализа данных таблицы 5 видно, что заявляемое удобрение позволяет повысить продуктивность картофеля по сравнению с контролем на 21-29% и по сравнению с прототипом повысить на 50-58%.

Таким образом, заявляемый способ получения биоорганического удобрения позволяет исключить расходы на закупку извести, минеральных удобрений, упростить технологический процесс получения биоорганического удобрения на основе торфа, сократить количество проходов техники по полю и расходы топлива и при этом получить экологичное и высокопитательное удобрение с улучшенными агроэкологическими показателями. Использование способа в практике дает возможность увеличить эффективность использования площадей, обеспечивая ресурсосбережение.

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к получению биоорганического удобрения на основе торфа. Произрастающую естественную растительность на полях низинного торфа перед фазой цветения измельчают дискованием с заделкой в корнеобитаемый слой торфа на глубину 13-15 см. После чего сразу собирают в общую массу и формируют бурты, которые сверху закрывают слоем торфа 30-40 см и оставляют на зиму для компостирования в естественных условиях. В последующие годы на этих же полях осуществляют дискование торфа, посев и возделывание фитомелиорантов до фазы цветения. Затем фитомелиоранты измельчают с заделкой в корнеобитаемый слой и сразу формируют бурты аналогично как с естественной растительностью. Изобретение обеспечивает повышение питательной ценности удобрения при упрощении процесса его получения. 5 табл.

Формула