Комплексное органоминеральное удобрение с гуматами на основе фосфоритной муки Верхнекамского месторождения
ART 86554
Автор:
Е.
Е. Татаринова
Е.
Е. Татаринова Библиографическое описание статьи для цитирования:
Татаринова
Е.
Е. Комплексное органоминеральное удобрение с гуматами на основе фосфоритной муки Верхнекамского месторождения // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2016. – Т. 11. – С.
2616–2620. – URL:
http://e-koncept.ru/2016/86554.htm.
Аннотация. Новые виды удобрений, содержащие гуминовые вещества, способствуют оптимизации минерального питания растений и снижению общего расхода удобрений на единицу продукции. Разработаны рецептура и технология гранулирования комплексных органоминеральных удобрений на основе фосфоритов Верхнекамского месторождения, электролизного хлорида калия (отход магниевого производства), аммиачной селитры и торфогеля (источник гуматов) с соотношением питательных элементов (N:Р:К) 3:16:16. Данные удобрения могут проявлять высокую эффективность на дерново-подзолистых кислых почвах при осеннем внесении.
Ключевые слова:
отработанный электролит магниевого производства, органоминеральное удобрение, торфогель, фосфоритная мука, аммиачная селитра, гуматы
Текст статьи
Татаринова Елена Евгеньевна,студентка 4го курсакафедры химии Института естественных наук ФГБОУ ВПО «Вятский государственный гуманитарный университет»,г. КировElenaWisokoram@yandex.ru
Комплексное органоминеральное удобрение с гуматами на основе фосфоритноймуки Верхнекамского месторождения
Аннотация. Новые виды удобрений, содержащие гуминовые вещества, способствуют оптимизации минерального питания растений и снижению общего расхода удобрений на единицу продукции. Разработана рецептура и технология гранулирования комплексныхорганоминеральныхудобренийна основе фосфоритов Верхнекамского месторождения, электролизного хлорида калия(отход магниевого производства), аммиачной селитры и торфогеля (источник гуматов) с соотношением питательных элементов (N:Р:К)3 : 16 : 16. Данные удобрения могутпроявлять высокую эффективность на дерново
подзолистых кислых почвах при осеннем внесении.
Ключевые слова: отработанный электролит магниевого производства, органоминеральное удобрение, торфогель, фосфоритная мука, аммиачная селитра, гуматы.
Важнейшей задачей экономического развития России на современном этапе является повышение эффективности и экологизация сельскохозяйственного производства [1]. Решение этой задачи сопряжено с большими проблемами, поскольку значительная часть сельскохозяйственных земель РФ находится в зоне рискованного земледелия и имеет низкое естественное плодородие. Основным условием повышения плодородия пахотных земель иобеспечения высокого уровня урожайности является внесение достаточных доз удобрений, содержащих необходимый для питания растений набор макро и микроэлементов [2]. Согласно современным требованиям, удобрения должны не просто восполнять дефицит элементов питания, но и обеспечивать улучшение баланса питательных веществв почвах. Кроме того использование удобрений не должно оказывать отрицательного воздействия на состояние различных компонентов агроландшафтов[1].
В этом отношении весьма перспективными становятся новые виды удобрений, содержащие биологически активные компоненты, способствующие оптимизации минерального питания растений[3]. К числу таких компонентов относятся гуминовые соединения [4]. Создание новых видов доступных по цене и сбалансированных по составу органоминеральных удобрений (ОМУ) с заданным соотношением основных питательных элементов (NPK) представляет большой практический интерес[2].Цель работы:разработать состав и получить комплексное гранулированное органоминеральное удобрение для осеннего применения на кислых дерновоподзолистых почвах Кировской областина основе местного сырья.
Задачи:
Определить сырьевые источники для производства ОМУ; Разработать оптимальный состав ОМУ для осеннего внесения в кислые дерновоподзолистые почвыКировской области; Определить параметры гранулирования и получить образцы ОМУ;Рассчитать стоимость удобрения.
Обоснование состава ОМУДля многих районов Кировской области характерны бедные гумусом кислые и слабокислые дерновоподзолистыепочвы с низким содержанием обменного кальция [5]. В условиях кислых почв в качестве фосфорсодержащего компонента ОМУ может быть использована фосфоритная мука [2]. Повышенная кислотность способствует переходу малорастворимых фосфатов в более растворимые гидрофосфаты, что приводит к повышению биодоступности фосфора и снижению кислотности почвы. Эффективность применения фосфоритноймуки повышается при осеннем внесении удобрения в почву.
Кировская область располагает огромными запасами фосфоритов, сосредоточенными в Верхнекамском районе. Верхнекамский рудник в условиях устойчивой работы в год способен производить 500…600 тысяч тонн фосфоритной муки, содержащей 21…23 % Р2О5 [2, 7]. Следует отметить, что фосфоритная мука считается наиболее дешевым и экологически безопаснымфосфорным удобрением [6]. В качестве калийного компонента ОМУ может быть использован электролитный хлорид калия (отход магниевого производства ОАО «Соликамскиймагниевый завод»), содержащий до75% KCl.Важнейшим достоинством этого продукта является практически полное отсутствие тяжелых металлов и наличие такого важного микроэлемента как магний. Установлено, что электролит, содержащий до 2% МgО, существенно превосходит чистый КСlпо действию на урожайность большинства культур.Несмотря, на перспективность применения ОЭ в сельском хозяйстве, основным направлением утилизации этого ценного отхода до настоящего времени является противогололедная обработка дорог. Хлорид калия является высокоэффективным минеральным удобрением, способствующим повышению урожайности и зимостойкости сельскохозяйcтвенных культур. Входящий в состав этого отхода магний, повышает эффективность использования удобрения на кислых почвах.Отрицательное воздействие хлорид ионов на развитие растений снижается при использовании удобрения в осенний период[8]. Для обеспечения необходимого содержания азота в состав ОМУ включается аммиачная селитра, выпускаемая ОАО «Завод минеральных удобрений КЧХК»(Кировская область). NH4NO3является одним из наиболее дешевых, концентрированных и эффективных источников азотного питания растений. В присутствии аммиачной селитры повышается биодоступностьфосфора, содержащегося в фосфоритной муке. Это удобрение выпускается в Кировской области, что существенно снижает логистические затраты на его транспортировку.Карбонат кальция, который содержится в фосфоритной муке, выступит в качестве мелиоранта для снижения кислотности почвы.Для повышения эффективности комплексного удобрения в его состав включается торфогель, содержащий 30…35 г/лгуминовых веществв форме гуматов.Эффективность минеральных удобрений, в том числе калийных, повышается при внесении в почву гуматов.
Гуматы способствуют росту и развитию растений, резко повышают эффективность усвоения всех минеральных удобрений, способствуют повышению иммунитета растений, позволяют снизить дозу внесения минеральных удобрений в почву [4].
Проектирование состава удобренияСостав удобрений для осеннего внесения существенно отличается от состава удобрений для использования в весеннийпериод. Основное отличие осенних удобрений низкое содержание азота. Проектируемый состав ОМУ (%): N3; P(P2O5)16; К (К2О) 16; гуматы 170г на 100 кг ОМУ.Для получения проектируемого соотношения минеральных элементов в ОМУ в смесьдля гранулирования включается(кг):
NН4NО387,6
Фосфоритная мука 730,0
Электролитный KCl182,5
Торфогель 30
Технология гранулированияИзмельчение и смешивание компонентов органоминерального удобрения выполнялось вручную. Смесь сухих компонентов готовилась в соответствии с рецептурой. В готовую смесь добавлялся торфогель (3% от массы сухих компонентов). Приготовление пастообразной смеси компонентов, пригодной для гранулирования, сопряжено с определенными проблемами. При смешивании сухих компонентов с торфогелем смесь начинает расслаиваться на плотный нижний слой и слой жидкости в верхней части смеси. Расслаивание системы значительно усложняет процесс гранулирования. Решение проблемы возможно только при строгом контролировании технологии смешивания и влажности смеси. Гранулирование смеси проводилось методом продавливания через металлическую сетку с последующим окатыванием гранул на сите в присутствии фосфоритной муки.Сушка гранул производилась в термостатируемых условиях в термостате SNOL/58/350. Гранулы высушивались при температуре 100105оС. Начальная влажность гранул составляла 5%. Остаточная влажность после высушивания находилась в пределах
0,51,0%. Цвет высушенных гранул темносерый.Прочность гранул измерялась в кг на гранулу. Гранула помещаласьмежду двумя керамическими плитками. На верхнюю плитку ставился груз различной массы. Фиксировалась масса груза, при которой происходило разрушение гранулы удобрения.Установлено, что полученные в ходе эксперимента гранулы выдерживают нагрузку не менее 2 кг на 1 гранулу. Гранулы удобрения не проявляют признаков слеживания или разрушения при хранении в открытом виде в течение 6 месяцев.Стоимость готового удобрения (цеховая) с учетом текущих цен на сырье, расходов на электроэнергию, аренду помещения, заработную плату и тару составляет 15061руб/т. С учетом накладных расходов (90% от цеховой стоимости) и плановой прибыли (20%) отпускная стоимость удобрения составит 36163руб/т.
Выводы:На основе Верхнекамской фосфоритной муки, электролизного хлорида калия, аммиачной селитры и торфогеля может быть получено сбалансированное гранулированноеОМУ (NРК+гуматы) для осеннего внесения в кислые дерновоподзолистые почвыКировской области. Соотношение минеральных элементов в ОМУ составляет(%): N3; P(P2O5)16; К (К2О) 16; гуматы 170 г на 100 кг ОМУ. Состав компонентов, условия смешивания, гранулирования и высушивания позволяют получить прочные, неслеживающиесягранулы. Стоимость готового удобрения составляет15061руб/т.Внедрение полученных результатов в практику позволит:
1.Расширить рынок сбыта фосфоритов Верхнекамского месторождения;2.Решить проблему рационального использования отработанного электролита магниевого производства;3.Наладить выпуск высокоэффективногоорганоминерального удобренияпредназначенного для применения на кислых подзолистых почвах в осенний период.4.В настоящее время проводятся эксперименты по изучению влияния удобрения на развитие сельскохозяйственных культур (овес, рожь, горох) и оценкавоздействия удобрений на химический состав почв.
Ссылки на источники1.Постановление Правительства РФ от 14 июля 2012 г. №717 "О Государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013 2020 годы".
2.Малявин А.С.,Разработка технологических приемов использования низкосортового фосфатного сырья в производстве нитроаммофосфатов: дис. канд. техн. наук. Москва, 2006. 163с.3.Тимошина Н.А., Влияние новых органоминеральных удобрений на рост и развитие, продуктивность и качество картофеля в условиях дерновоподзолистой супесчаной почвы: дис. канд. с.х. наук. Москва, 2003. 152с.4.Дмитриченко Е.Ф., Влияние гуминовых препаратов на формирование продуктивности и качества картофеля на
дерновоподзолистой супесчаной почве: дис. канд. с.х.наук. Пенза, 2009. 167 с.5.Соболев Н.В. Переработка низкосортного фосфатного сырья с получением удобрений, обогащенных серой, кальцием и магнием: дис. канд. техн. наук. Москва, 2007. 157с.6.Лякина О.А. Использование фосфатов пониженной растворимости и соединений кремния при выращивании сельскохозяйственных культур в условиях дерновоподзолистых почв: дис. канд. с.х. наук. Москва, 2012. 161 с.7.ПероваВ.П., Краснов А.А.,Состояние сырьевой базы Верхнекамского фосрудникаи возможное направление использования его фосфатной продукции // В кн. "Проблемы фосфатного сырья России". Люберцы:ЗАО"Горхимпрогресс". 1999, С.37.8.И.Р. Вильдфлуш, С.П. Кукреш, В.А. Ионас и др., Агрохимия: Учебник Минск.:Ураджай, 2001. С. 172.
Комплексное органоминеральное удобрение с гуматами на основе фосфоритноймуки Верхнекамского месторождения
Аннотация. Новые виды удобрений, содержащие гуминовые вещества, способствуют оптимизации минерального питания растений и снижению общего расхода удобрений на единицу продукции. Разработана рецептура и технология гранулирования комплексныхорганоминеральныхудобренийна основе фосфоритов Верхнекамского месторождения, электролизного хлорида калия(отход магниевого производства), аммиачной селитры и торфогеля (источник гуматов) с соотношением питательных элементов (N:Р:К)3 : 16 : 16. Данные удобрения могутпроявлять высокую эффективность на дерново
подзолистых кислых почвах при осеннем внесении.
Ключевые слова: отработанный электролит магниевого производства, органоминеральное удобрение, торфогель, фосфоритная мука, аммиачная селитра, гуматы.
Важнейшей задачей экономического развития России на современном этапе является повышение эффективности и экологизация сельскохозяйственного производства [1]. Решение этой задачи сопряжено с большими проблемами, поскольку значительная часть сельскохозяйственных земель РФ находится в зоне рискованного земледелия и имеет низкое естественное плодородие. Основным условием повышения плодородия пахотных земель иобеспечения высокого уровня урожайности является внесение достаточных доз удобрений, содержащих необходимый для питания растений набор макро и микроэлементов [2]. Согласно современным требованиям, удобрения должны не просто восполнять дефицит элементов питания, но и обеспечивать улучшение баланса питательных веществв почвах. Кроме того использование удобрений не должно оказывать отрицательного воздействия на состояние различных компонентов агроландшафтов[1].
В этом отношении весьма перспективными становятся новые виды удобрений, содержащие биологически активные компоненты, способствующие оптимизации минерального питания растений[3]. К числу таких компонентов относятся гуминовые соединения [4]. Создание новых видов доступных по цене и сбалансированных по составу органоминеральных удобрений (ОМУ) с заданным соотношением основных питательных элементов (NPK) представляет большой практический интерес[2].Цель работы:разработать состав и получить комплексное гранулированное органоминеральное удобрение для осеннего применения на кислых дерновоподзолистых почвах Кировской областина основе местного сырья.
Задачи:
Определить сырьевые источники для производства ОМУ; Разработать оптимальный состав ОМУ для осеннего внесения в кислые дерновоподзолистые почвыКировской области; Определить параметры гранулирования и получить образцы ОМУ;Рассчитать стоимость удобрения.
Обоснование состава ОМУДля многих районов Кировской области характерны бедные гумусом кислые и слабокислые дерновоподзолистыепочвы с низким содержанием обменного кальция [5]. В условиях кислых почв в качестве фосфорсодержащего компонента ОМУ может быть использована фосфоритная мука [2]. Повышенная кислотность способствует переходу малорастворимых фосфатов в более растворимые гидрофосфаты, что приводит к повышению биодоступности фосфора и снижению кислотности почвы. Эффективность применения фосфоритноймуки повышается при осеннем внесении удобрения в почву.
Кировская область располагает огромными запасами фосфоритов, сосредоточенными в Верхнекамском районе. Верхнекамский рудник в условиях устойчивой работы в год способен производить 500…600 тысяч тонн фосфоритной муки, содержащей 21…23 % Р2О5 [2, 7]. Следует отметить, что фосфоритная мука считается наиболее дешевым и экологически безопаснымфосфорным удобрением [6]. В качестве калийного компонента ОМУ может быть использован электролитный хлорид калия (отход магниевого производства ОАО «Соликамскиймагниевый завод»), содержащий до75% KCl.Важнейшим достоинством этого продукта является практически полное отсутствие тяжелых металлов и наличие такого важного микроэлемента как магний. Установлено, что электролит, содержащий до 2% МgО, существенно превосходит чистый КСlпо действию на урожайность большинства культур.Несмотря, на перспективность применения ОЭ в сельском хозяйстве, основным направлением утилизации этого ценного отхода до настоящего времени является противогололедная обработка дорог. Хлорид калия является высокоэффективным минеральным удобрением, способствующим повышению урожайности и зимостойкости сельскохозяйcтвенных культур. Входящий в состав этого отхода магний, повышает эффективность использования удобрения на кислых почвах.Отрицательное воздействие хлорид ионов на развитие растений снижается при использовании удобрения в осенний период[8]. Для обеспечения необходимого содержания азота в состав ОМУ включается аммиачная селитра, выпускаемая ОАО «Завод минеральных удобрений КЧХК»(Кировская область). NH4NO3является одним из наиболее дешевых, концентрированных и эффективных источников азотного питания растений. В присутствии аммиачной селитры повышается биодоступностьфосфора, содержащегося в фосфоритной муке. Это удобрение выпускается в Кировской области, что существенно снижает логистические затраты на его транспортировку.Карбонат кальция, который содержится в фосфоритной муке, выступит в качестве мелиоранта для снижения кислотности почвы.Для повышения эффективности комплексного удобрения в его состав включается торфогель, содержащий 30…35 г/лгуминовых веществв форме гуматов.Эффективность минеральных удобрений, в том числе калийных, повышается при внесении в почву гуматов.
Гуматы способствуют росту и развитию растений, резко повышают эффективность усвоения всех минеральных удобрений, способствуют повышению иммунитета растений, позволяют снизить дозу внесения минеральных удобрений в почву [4].
Проектирование состава удобренияСостав удобрений для осеннего внесения существенно отличается от состава удобрений для использования в весеннийпериод. Основное отличие осенних удобрений низкое содержание азота. Проектируемый состав ОМУ (%): N3; P(P2O5)16; К (К2О) 16; гуматы 170г на 100 кг ОМУ.Для получения проектируемого соотношения минеральных элементов в ОМУ в смесьдля гранулирования включается(кг):
NН4NО387,6
Фосфоритная мука 730,0
Электролитный KCl182,5
Торфогель 30
Технология гранулированияИзмельчение и смешивание компонентов органоминерального удобрения выполнялось вручную. Смесь сухих компонентов готовилась в соответствии с рецептурой. В готовую смесь добавлялся торфогель (3% от массы сухих компонентов). Приготовление пастообразной смеси компонентов, пригодной для гранулирования, сопряжено с определенными проблемами. При смешивании сухих компонентов с торфогелем смесь начинает расслаиваться на плотный нижний слой и слой жидкости в верхней части смеси. Расслаивание системы значительно усложняет процесс гранулирования. Решение проблемы возможно только при строгом контролировании технологии смешивания и влажности смеси. Гранулирование смеси проводилось методом продавливания через металлическую сетку с последующим окатыванием гранул на сите в присутствии фосфоритной муки.Сушка гранул производилась в термостатируемых условиях в термостате SNOL/58/350. Гранулы высушивались при температуре 100105оС. Начальная влажность гранул составляла 5%. Остаточная влажность после высушивания находилась в пределах
0,51,0%. Цвет высушенных гранул темносерый.Прочность гранул измерялась в кг на гранулу. Гранула помещаласьмежду двумя керамическими плитками. На верхнюю плитку ставился груз различной массы. Фиксировалась масса груза, при которой происходило разрушение гранулы удобрения.Установлено, что полученные в ходе эксперимента гранулы выдерживают нагрузку не менее 2 кг на 1 гранулу. Гранулы удобрения не проявляют признаков слеживания или разрушения при хранении в открытом виде в течение 6 месяцев.Стоимость готового удобрения (цеховая) с учетом текущих цен на сырье, расходов на электроэнергию, аренду помещения, заработную плату и тару составляет 15061руб/т. С учетом накладных расходов (90% от цеховой стоимости) и плановой прибыли (20%) отпускная стоимость удобрения составит 36163руб/т.
Выводы:На основе Верхнекамской фосфоритной муки, электролизного хлорида калия, аммиачной селитры и торфогеля может быть получено сбалансированное гранулированноеОМУ (NРК+гуматы) для осеннего внесения в кислые дерновоподзолистые почвыКировской области. Соотношение минеральных элементов в ОМУ составляет(%): N3; P(P2O5)16; К (К2О) 16; гуматы 170 г на 100 кг ОМУ. Состав компонентов, условия смешивания, гранулирования и высушивания позволяют получить прочные, неслеживающиесягранулы. Стоимость готового удобрения составляет15061руб/т.Внедрение полученных результатов в практику позволит:
1.Расширить рынок сбыта фосфоритов Верхнекамского месторождения;2.Решить проблему рационального использования отработанного электролита магниевого производства;3.Наладить выпуск высокоэффективногоорганоминерального удобренияпредназначенного для применения на кислых подзолистых почвах в осенний период.4.В настоящее время проводятся эксперименты по изучению влияния удобрения на развитие сельскохозяйственных культур (овес, рожь, горох) и оценкавоздействия удобрений на химический состав почв.
Ссылки на источники1.Постановление Правительства РФ от 14 июля 2012 г. №717 "О Государственной программе развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013 2020 годы".
2.Малявин А.С.,Разработка технологических приемов использования низкосортового фосфатного сырья в производстве нитроаммофосфатов: дис. канд. техн. наук. Москва, 2006. 163с.3.Тимошина Н.А., Влияние новых органоминеральных удобрений на рост и развитие, продуктивность и качество картофеля в условиях дерновоподзолистой супесчаной почвы: дис. канд. с.х. наук. Москва, 2003. 152с.4.Дмитриченко Е.Ф., Влияние гуминовых препаратов на формирование продуктивности и качества картофеля на
дерновоподзолистой супесчаной почве: дис. канд. с.х.наук. Пенза, 2009. 167 с.5.Соболев Н.В. Переработка низкосортного фосфатного сырья с получением удобрений, обогащенных серой, кальцием и магнием: дис. канд. техн. наук. Москва, 2007. 157с.6.Лякина О.А. Использование фосфатов пониженной растворимости и соединений кремния при выращивании сельскохозяйственных культур в условиях дерновоподзолистых почв: дис. канд. с.х. наук. Москва, 2012. 161 с.7.ПероваВ.П., Краснов А.А.,Состояние сырьевой базы Верхнекамского фосрудникаи возможное направление использования его фосфатной продукции // В кн. "Проблемы фосфатного сырья России". Люберцы:ЗАО"Горхимпрогресс". 1999, С.37.8.И.Р. Вильдфлуш, С.П. Кукреш, В.А. Ионас и др., Агрохимия: Учебник Минск.:Ураджай, 2001. С. 172.
