Развивающаяся в России интенсивная система земледелия с введением наиболее продуктивных сортов и культур, мелиорацией земель, увеличением доз минеральных удобрений приводит к повышению продуктивности сельскохозяйственных культур, а одновременно к снижению содержания доступных форм магния в почве и, как следствие, к необходимости широкого использования магнийсодержащих удобрений. За последние годы отмечается высокая эффективность магний-гуминовых удобрений при низкой обеспеченности почв магнием не только для сельскохозяйственных культур с высокой потребностью в нем (картофель, овощные), но и зерновых, технических культур, чая и др.
По данным Центра по сапропелю прибавки урожая зерновых от применения магний-гуминовых удобрений достигают 0,3-0,8 т/га, клубней картофеля — 1,6-3,5, корнеплодов сахарной свёклы — 2,4-6, зеленой массы кукурузы — 2-6, сена многолетних трав — 0,4-0,7, чайного листа — 0,5-1,0 т/га. Магнийсодержащие гуминовые удобрения обычно не только повышают уровень, но и улучшают качество урожая. Увеличивается в растительной продукции содержание крахмала, сахара, белка, витамина С. Отмечается при этом улучшение семенного качества урожая — повышение всхожести и энергии прорастания получаемых семян и усиление устойчивости выращиваемых растений к неблагоприятным условиям внешней среды, различным грибным заболеваниям.
Для оптимизации магниевого питания сельскохозяйственных культур в севообороте и применения рациональных доз гуминовой составляющей удобрений важно знать следующее:
- потребность сельскохозяйственных культур в магнии и гуматах на планируемый урожай;
- обеспеченность почвы доступными для растений формами магния;
- наиболее надежные методы диагностики необходимости применения магний-гуминовых удобрений (хорошо коррелирующие с урожайностью культур);
- состояние баланса магния и гуматов в системе почва-растение конкретного севооборота.
Потребность растений в магнии и почвы в гуматах зависит от вида культуры и величины урожая.
Общий вынос магния культурами и истощения гуминового содержания в почвах за ротацию севооборота существенно колеблется в зависимости от его специализации. При увеличении в структуре посевных площадей зернобобовых, овощных, картофеля и других пропашных вынос магния из почвы возрастает, а сама почва требует увеличения гуминовых веществ. Между потребностью сельскохозяйственных культур в магнии, почв - в гуматах и отзывчивостью их на магний-гуминовые удобрения наблюдается определенная связь: более требовательные к магнию культуры, а гуматам - почвы дают более высокий относительный прирост урожая при его внесении.
Основным источником для производства магнийсодержащих гуминовых удобрений являются природные соединения этого элемента, торф или сапропель. Свыше 200 минералов представлены типично магниевыми соединениями. Многие из них используются непосредственно как источник магния или перерабатываются на магнийсодержащие удобрения: сульфаты, хлориды, карбонаты, силикаты, гидроксилы, алюмосиликаты. Разнообразие сырьевых ресурсов позволяет получать различные формы магнийсодержащих удобрений и использовать их с учетом биологических требований культур и почвенно-климатических условий.
Существует несколько путей обеспечения растений магнием, а почвы – гуминовыми соединениями:
- известкование почв магнийсодержащими гумато-известковыми удобрениями: в один прием в больших дозах вносятся известковые и гуминовые удобрения, обеспечивающие питание всех культур севооборота магнием и устраняющие - применение магниевых и магнийсодержащих минеральных удобрений под каждую культуру севооборота с учетом ее биологической потребности в этом элементе;
- использование органических удобрений, в химическом составе которых имеется магний в пределах 0,01-0,09%.
В нашей стране наибольший удельный вес в ассортименте магниевых удобрений приходится на известково-магниевые и калийно-магниевые удобрения. Магний-гуминовые удобрения до 2016 года в России не производились.
По степени их растворимости магний-гуминовые удобрения делятся на:
- частично нерастворимые в воде – сапропель или торф и тонко размолотые природные материалы или породы (дунит, серпентинит, вермикулит, доломит, магнезит, брусит и доломитизированные известняки), которые при взаимодействии с кислой почвой выделяют в почвенный раствор магний;
- растворимые в воде – жидкий сапропель, гумат калия на основе торфа, сырые соли и продукты магнийсодержащих пород их переработки - эпсомит (сульфат магния), каинит, карналлит;
- растворимые в лимонной кислоте и усвояемые растениями - магниевый плавленый фосфат с добавками сапропеля или мукообразного торфа.
Применение магний-гумино-содержащих известковых удобрений для химической мелиорации кислой почвы приводит к обогащению ее подвижными соединениями магния и гуматами; является практически самым действенным и дешевым способом решения проблемы снабжения магнием и органической составляющей песчаных и супесчаных почв.
От применения магний-гуминовых удобрений увеличивается урожайность культур и качество получаемой продукции (содержание крахмала, сахара, белка, витамина С). Отмечается при этом улучшение семенного качества урожая - повышение всхожести и энергии прорастания получаемых семян и усиление устойчивости выращиваемых растений к неблагоприятным условиям внешней среды, различным грибным заболеваниям.
Важным источником пополнения содержания обменных форм почвенного магния, следовательно, улучшения питания растений этим элементом являются органические удобрения. Систематическое их внесение заметно увеличивает накопление поглощенного магния в почве, что приводит к росту урожаев сельскохозяйственных культур севооборота, особенно на дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах. Применение сапропеля, молотого торфа, навоза снижает эффективность минеральных форм магниевой составляющей удобрений, что подтверждает важную роль его как источника магниевого питания растений. На супесчаных почвах в условиях дефицита магния максимальные урожаи могут быть получены при совместном применении органических удобрений и минеральных форм магния.
Для Республики Дагестан, например, возможно эффективное применение собственного сырья торфяных месторождений и привозного серпентинита из Кабардино-Балкарии. Месторождения серпентинита уже разрабатываются. В год добычные и дробильные предприятия дают более 240 тыс. т этого продукта в виде щебенки фракции 10-20, 20-40, 40-60 и отсева фракцией 0-2 мм. Месторождения торфа пока предстоит ввести в эксплуатацию. Для чего потребуется ряд последовательных мероприятий:
- поисково-оценочные работы торфа на выявленных ранее проявлениях с подсчетом запасов по категории Р1,
- детальные геологоразведочные работы на месторождениях с подсчетом запасов по категории С1 и С2,
- подготовка технического проекта добычи и переработки торфа в компонент для производства магний-гуминовых удобрений пролонгированного действия.
Таким образом, предложение Центра по сапропелю относится к способам получения комплексных органоминеральных удобрений и может быть использовано в сельском хозяйстве для повышения урожайности, восстановления плодородия почвы и увеличения содержания в ней гумуса и микроэлементов, в частности – магния.
Задачей предстоящей работы является расширение перечня органоминеральных удобрений и способов их получения из местного сырья Республики Дагестан, а именно создание органоминеральной основы для получения комплексных органоминеральный магний-гуминовых удобрений.
Поставленная задача решается подготовкой собственных республиканских торфяных месторождений, добычей и подготовкой торфяных гуматов и гуминовой основы, получения органической составляющей требуемого содержания удобрений и договорным приобретением магнийсодержащих серпентинитов требуемой фракции дробления с ее помолом в муку, физико-химическим смешиванием составляющих при заданных температурах в интервале массовых соотношений 2:1-1:2 в течение времени полной гомогенизации продукта. Процесс смешивания осуществляется в кавитационной среде с подогревом и добавлением требуемых тех или других микро- и макро- элементов. За счет химической реакции, сопровождаемой экзотермическим эффектом, получается сухая рассыпчатая смесь, а при ограничении времени кавитационного смешения – пастообразная смесь.
Технический результат предложенного Центром по сапропелю способа получения требуемых удобрений заключается в том, что при смешивании органических отходов животноводства и/или птицеводства с тонкомолотым серпентинитом происходит водопоглощение из местного торфа до рассыпчатой массы, без применения энергозатратных методов осушения, дорогостоящих аппаратов по сушке органики, а полученный продукт может быть применен в сельском хозяйстве как отдельное минеральное удобрение или компонент комплексных минеральных удобрений для повышения урожайности, восстановления плодородия почвы и насыщения ее микроэлементами.
Предлагаемое технологическое решение предусматривает:
- использование серпентинита месторождений Кабардино-Балкарии в виде порошка крупностью менее 60 мкм;
- использование торфа месторождений Дагестана в молотом сухом, так и в жидком/влажном виде;
- проведение процесса кавитационного смешивания компонентов позволяет получать рассыпчатую или пастообразную смесь, состоящую из органики, сульфата магния, макро- и микроэлементов.
По необходимости для расширения линейки производимой продукции к полученной органоминеральной основе можно добавлять мелкодисперсный мел или известь для нейтрализации органоминерального комплекса, с содержанием массового процента СаСО3 не менее 10 от общего количества конечного удобрения, а также аммиачную селитру или карбамид и другие минеральные компоненты в зависимости от требований к конечному составу органоминерального комплекса, после чего все компоненты тщательно перемешиваются в кавитационном смесителе.
Полученную смесь гранулируют и упаковывают в герметичную тару.
Как одним из компонентов в снабжении получаемых удобрений органикой на оборудовании от Центра по сапропелю можно использовать не только торф, но и куриный помет, свиной навоз.
Для состава - куриный помет/MgSO4*nH2O/мел = 65/25/10 массовых процентов был проведен комплексный агрохимический анализ.
Результаты исследования приведены в таблице ниже:
При опытно-промышленном производстве магний-гуминовых удобрений в качестве органической составляющей использовали свиной навоз и стоки очистных сооружений свинокомплекса.
Для состава - свиной навоз/МgSO4*nН2O/мел = 65/25/10 массовых процентов был проведен комплексный агрохимический анализ.
Результаты исследования приведены в таблице ниже:
Полученные таким образом удобрения подвергались полевым испытаниям на кукурузе. Была зафиксирована высокая биологическая активность и высокая эффективность использованной органоминеральной основы по сравнению с известными удобрениями. Результаты сравнительного анализа приведены в таблице 3 ниже:
Для обеспечения эффективными магниевыми органо-минеральными удобрениями потребностей Республики Дагестан вполне можно обойтись собственным органическим сырьем и привозными серпентинитами из Кабардино-Балкарии.
Поисково-оценочные работы месторождений торфа и оценочные исследования возможностей использования свиного навоза и куриного помета займут по времени от 3 до 5 месяцев. Исходя из ранее полученных результатов геологоразведочных работ на торф в республике, месторождения Дагестана могут быть использованы в качестве промышленных запасов требуемого сырья для производства магний-гуминовых удобрений. Запасы серпентинита в Кабардино-Балкарии только на одном из уже разрабатываемых месторождений насчитывают более 1,6 млн. т.
Техническое проектирование производства магний-гуминовых удобрений производительностью до 34 тыс. т готовой продукции в год займет не более 3,5 месяцев.
Изготовление, поставка, монтаж и запуск оборудования по спецификации из технического проекта по времени не превысит 5-6 месяцев.
Результатом проделанной работы является полное обеспечение магний-гуминовыми удобрениями собственных нужд Республики Дагестан с частичной продажей продукции соседним республикам и в Азербайджан.
По данным Центра по сапропелю производственный комплекс с геологической и проектной документальной обеспеченностью, зданиями и сооружениями под заводское оборудование и склады обойдется в 96-124 млн. руб. Точная стоимость определяется экономической частью технического проекта предприятия.
Смортие Документв формате
