Патент на изобретение №2272799

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА УДОБРЕНИЯ ИЗ МОРСКИХ ВОДОРОСЛЕЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам производства удобрений из сырья морского происхождения, и может быть использовано для удобрения почв как открытого, так и закрытого грунта, а также аквакультуры. Способ включает помещение исходного сырья в емкость-хранилище и выдерживание в течение 8-10 суток. В качестве исходного сырья используют бурые водоросли Cystoseira, которые перед помещением в емкость-хранилище промывают в морской воде, затем в пресной, измельчают, обрабатывают 1-2% раствором соляной кислоты и перемешивают. Полученную массу после извлечения из емкости-хранилища смешивают с опилками лиственных пород деревьев и песком до влажности конечного продукта 10-15%, при этом выдерживают соотношение измельченной массы водорослей с соляной кислотой 10:1-2, извлеченной из емкости-хранилища массы с опилками лиственных пород деревьев и песком 1:1-2, а песка с опилками 1:1-1,5 соответственно. Способ позволяет повысить содержание в удобрении биологически активных веществ и микроэлементов и снизить содержание морских солей. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам производства удобрений из сырья морского происхождения, и может быть использовано для удобрения почв как открытого, так и закрытого грунта, а также аквакультуры.

Известен способ производства удобрения для почвы, использующего отходы, полученные в результате комплексной переработки черноморской красной водоросли Phillophora после экстракции из нее полисахаридов и белковых веществ [1] на агародобывающих предприятиях. Конечный целевой продукт, применяемый непосредственно в качестве удобрения, получают путем обработки вторичных отходов Phillophora кипящей азотной кислотой, затем фильтрации и промывки.

Удобрение из Phillophora недостаточно высоко повышает урожайность растений, т.к. в процессе первичной переработки из него извлечены необходимые для почвы органические и биологические активные вещества, являющиеся основными элементами биогенного питания растений, значительно стимулирующими их развитие и, в конечном итоге, рост урожайности.

Известен также выбранный в качестве прототипа способ производства удобрений из морских водорослей [2], в котором сырую массу водорослей загружают в ямы или в емкости-хранилища, где за 8-10 суток слоевища превращаются в бесформенную полужидкую массу, которую для транспортировки загружают в контейнеры и герметично упаковывают.

Присутствие в удобрении соединений йода стимулирует рост и плодоношение, азотфиксирующие бактерии, которые находятся на поверхности морских водорослей усиливают обогащение почвы азотом. Кроме того, водорослевые удобрения улучшают физические свойства почвы и способствуют удержанию влаги.

Недостаток известного способа производства удобрений заключается в том, что полученное этим способом удобрение содержит повышенное содержание морских солей, что приводит к засолению удобренной почвы. Входящие в состав водорослей многие биологически активные вещества (БАВ) находятся в связанном состоянии и при перегнивании в процессе производства удобрения разрушаются или остаются в связанном состоянии, что снижает эффективность удобрения. Конечный продукт имеет полужидкую консистенцию, и упаковка его для транспортировки требует специальной тары, что удорожает использование такого удобрения.

Используются для производства известного удобрения океанические водоросли – ламинариевые. Сырьевая база этих водорослей находится на Дальнем Востоке и на Севере России, т.е. удалена от крупных сельскохозяйственных регионов. Ламинарии труднодоступны для добычи, запасы их ограничены. Поэтому ламинариевые водоросли экономически более целесообразно использовать в медицине, пищевой промышленности, косметике и парфюмерии.

Предлагаемый способ решает задачу получения удобрения из бурых морских водорослей, предпочтительно Cystoseira, повысить в удобрении содержание БАВ и микроэлементов органического происхождения и снизить содержание морских солей.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении данного способа, состоит в возможности получения дешевых органических удобрений, насыщенных микроэлементами, т.к. в качестве исходного сырья используются черноморские бурые водоросли Cystoseira, запасы которой превышают в России 2 млн тонн, а штормовые выбросы достигают 200 тыс. тонн в год, т.е. добыча не требует затрат. Конечный продукт имеет рассыпчатую массу, расфасовка которой не требуется специальной тары, и ее можно упаковывать в полиэтиленовые мешки.

Указанный результат достигается тем, что морские водоросли помещают в емкость-хранилище, где выдерживают в течение 8-10 суток, согласно изобретению, в качестве исходного сырья используют бурые морские водоросли, предпочтительно Cystoseira, например их штормовые выбросы, которые перед помещением в емкость-хранилище промывают в морской воде от песка и гальки, затем в пресной, измельчают и обрабатывают 1-2% раствором соляной кислоты, перемешивают, а полученную массу после извлечения из емкости-хранилища смешивают с опилками лиственных пород деревьев и песком до влажности конечного продукта 10-15%, при этом выдерживают соотношение измельченной массы водорослей с соляной кислотой 10:1-2, извлеченной из емкости-хранилища массы с опилками лиственных пород деревьев и песком 1:1-2, а песка с опилками 1:1-1,5 соответственно.

Эффект действия соляной кислоты заключается в том, что при перемешивании она разрушает клеточную оболочку водорослей, разлагается при этом, увеличивая таким образом выход органических и биологически активных веществ, в частности альгиновых кислот, необходимых для нормального питания и развития растений.

Кроме того, соляная кислота, вступая в реакцию с морскими солями, разрушает их и переводит в неактивное состояние.

Концентрация кислоты выбрана 1-2%, при соотношении сырье: соляная кислота 10:1-2, т.к. такое соотношение наиболее оптимально для разрушения клеточных оболочек и увеличения выхода БАВ, а также для нейтрализации солей. Более высокая концентрация соляной кислоты может привести к подкислению удобрения, что вредно для некоторых видов почв.

Предварительная промывка сырья в пресной воде и последующая обработка соляной кислотой уменьшает содержание солей в конечном продукте на 40-50%, что способствует меньшему засолению почвы.

Смешивая полученный полужидкий компост с опилками и песком, получаем следующее: опилки впитывают в себя раствор с микроэлементами и при внесении в почву медленно в течение 2-4 месяцев отдают их в почву.

Кроме того, опилки создают запас влаги при поливе, делают почву более рыхлой, воздухопроницаемой и увеличивают срок поступления в почву удобрения, а также сами являются источником удобрения.

Использование опилок лиственных пород деревьев более целесообразно, т.к. в отличии от хвойных опилок они не содержат смолистых веществ, которые ухудшают структуру почвы и отрицательно действуют на многие почвенные макро- и микроорганизмы.

Песок служит инертным наполнителем, также впитывает влагу, улучшает структуру почвы, делая ее более мягкой и воздухопроницаемой.

Конечный продукт представляет собой рассыпчатую массу влажностью 10-15%.

Совокупность отличительных признаков описываемого способа обеспечивает достижение указанного технического результата.

В результате проведенного анализа уровня техники не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение прототипа из выявленных аналогов позволило выявить совокупность существенных по отношению к техническому результату отличительных признаков.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию “новизна”.

При дополнительном поиске других технических решений, относящихся к способам производства удобрений из морских водорослей, указанных отличительных признаков не обнаружено, таким образом, заявленное изобретение соответствует условию “изобретательский уровень”.

Способ осуществляют следующим образом.

Штормовые выбросы бурых морских водорослей Cystoseira промывают в морской воде от песка и гальки, затем в пресной воде, после чего измельчают, смачивают 1-2% раствором соляной кислоты при соотношении сырье: раствор кислоты 10:1-2, перемешивают, после чего помещают в емкость-хранилище, где выдерживают в течение 8-10 суток, затем извлекают и добавляют опилки лиственных пород деревьев с песком при соотношении сырье-опилки с песком 1:1-2, где соотношение опилки:песок составляет 1:1-1,5, до впитывания и получения массы влажностью 10-15%. Полученное удобрение расфасовывают в полиэтиленовые мешки для дальнейшей транспортировки.

Пример 1. Контрольную массу бурых водорослей Cystoseira, например их штормовые выбросы, предварительно промытую в морской воде от песка и гальки, загружают в емкость-хранилище, где за 8-10 суток слоевища превращаются в бесформенную полужидкую массу.

Через 8-10 суток проводили хроматографический и атомно-абсорбционный анализ полученного удобрения на наличие БАВ, микроэлементов, органических веществ

Результаты анализа приведены в таблице 1.

Пример 2. Штормовые выбросы бурых водорослей Cystoseira, предварительно промытые в морской воде от песка и гальки, дополнительно промывают пресной водой, измельчают и смачивают 0,5% раствором соляной кислоты при соотношении сырье: раствор кислоты 10:0,5, перемешивают, после чего помещают в емкость-хранилище, где выдерживают в течение 8-10 суток, затем извлекают и добавляют опилки лиственных пород деревьев с песком при соотношении сырье-опилки с песком 1:0,5 до впитывания и получения массы влажностью 10-15%. Соотношение опилки:песок составляют 1:1.

Данные хроматографического и атомно-абсорбционного анализа наличия БАВ, микроэлементов в полученном удобрении даны в таблице 1.

Пример 3. Штормовые выбросы бурых водорослей Cystoseira, предварительно промытые в морской воде от песка и гальки, дополнительно промывают пресной водой, измельчают и смачивают 2% раствором соляной кислоты при соотношении сырье:раствор кислоты 10:1, после чего помещают в емкость-хранилище, где выдерживают в течение 8-10 суток, затем извлекают и добавляют опилки лиственных пород с песком при соотношении сырье-опилки с песком 1:1 до впитывания и получения массы влажностью 10-15%. Соотношение опилки:песок составляет 1:1.

О наличии в удобрении БАВ, микроэлементов, органических и минеральных веществ судили по результатам хроматографического и атомно-абсорбционного анализа. Полученные данные приведены в таблице 1.

Пример 4. Штормовые выбросы бурых водорослей, предварительно промытые в морской воде от песка и гальки, дополнительно промывают пресной водой, измельчают и смачивают 2% раствором соляной кислоты при соотношении сырье: раствор кислоты 10:2, после чего помещают в емкость-хранилище, где выдерживают в течение 8-10 суток, затем извлекают и добавляют опилки лиственных пород деревьев с песком при соотношении сырье-опилки с песком 1:2 до впитывания и получения массы влажностью 10-15%. Соотношение опилки:песок составило 1:1,5.

С помощью хроматографического и атомно-абсорбционного анализа определяли наличие в удобрении БАВ, микроэлементов, органических и минеральных веществ.

Полученные данные приведены в таблице 1.

Анализ данных таблицы 1 показал наличие БАВ, микроэлементов, органических и минеральных веществ во всех вариантах эксперимента.

Однако из таблицы 1 видно, что в 1-м опыте, в котором отсутствуют операции измельчения и обработки соляной кислотой сырья, в выходном продукте содержится наименьшее количество БАВ и минеральных веществ по сравнению с другими опытами.

Кроме того, из таблицы 1 видно, что во 2-м варианте опыта, где проводится измельчение и обработка сырья соляной кислотой, но при процентном содержании соляной кислоты 0,5% и при соотношении сырье: раствор кислоты 10:0,5, в полученном удобрении почти не увеличилось количество БАВ, микроэлементов, органических и минеральных веществ по сравнению с примером 1.

Это можно объяснить тем, что в 1-м и 2-м вариантах опытов почти не произошло разрушение клеточных оболочек водорослей.

Из таблицы 1 видно, что удобрение с наиболее высоким выходом БАВ, микроэлементов и минеральных веществ в удобрении получено в 3, 4 опытах. Из этого следует, что для получения удобрений наиболее оптимальными условиями является обработка сырья 1-2% раствором соляной кислоты при соотношении сырье-опилки с песком 1:1-2.

В этом случае соляная кислота наиболее полно разрушает клеточную оболочку водорослей, разлагаясь при этом, увеличивая при этом выход органических и биологически активных веществ.

Проверка удобрений на наличие солей показало, что в 3, 4 вариантах опытов количество солей на 40-50% меньше, чем в 1, 2 опытах.

Проведенные испытания предлагаемого удобрения на овощных культурах показали, что при внесении его в почву повышается устойчивость растений к заболеваниям, например мучнистой росой. При этом ускоряется прорастание семян на 2-5 дня, плодоношение на 8-15 дней, увеличивается срок плодоношения на 10-20 дней, увеличивается урожайность на 100%, улучшается качество плодов овощных культур, повышается морозоустойчивость. Опыты проводили с огурцами “Нежинские”, помидорами “Астраханец”, кабачками “Грибовские”. При этом ядохимикаты, минеральные, органические удобрения других видов не применялись. Срок действия удобрений, внесенных в почву, составляет 2-3 года.

Формула изобретения

Способ производства удобрения из морских водорослей, включающий помещение исходного сырья в емкость-хранилище и выдерживание в течение 8-10 суток, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют бурые водоросли Cystoseira, которые перед помещением в емкость-хранилище промывают в морской воде, затем в пресной, измельчают, обрабатывают 1-2%-ным раствором соляной кислоты, перемешивают, а полученную массу после извлечения из емкости-хранилища смешивают с опилками лиственных пород деревьев и песком до влажности конечного продукта 10-15%, при этом выдерживают соотношение измельченной массы водорослей с соляной кислотой 10:1-2, извлеченной из емкости-хранилища массы с опилками лиственных пород деревьев и песком 1:1-2, а песка с опилками 1:1-1,5 соответственно.