Соли гуминовых кислот принято относить к отдельному классу органоминеральных удобрений. Это пока небольшая, но очень перспективная с точки зрения агрохимии и растениеводства группа. Обладая высокой эффективностью, гуматы способны заменить многие минеральные удобрения. О том, что представляют собой эти вещества и как их применять при выращивании растений, расскажет настоящий материал.

Гуминовые вещества и их природные источники

Гуминовые вещества – это продукт разложения органики в почве. Они представляют собой высокомолекулярные азотосодержащие соединения тёмного цвета и, в основном, имеют кислотную природу.

Впервые выделил гуминовые вещества химик Франц Ахард ещё в конце XVIII века. Над их исследованиями трудились многие химики и почвоведы, предложив следующую классификацию этих соединений:

• Гумин – продукт, не способный к растворению во всём диапазоне pH.
• Гуминовые кислоты – вещества, не способные к растворению в кислотах, но хорошо растворимые в щелочах.
• Фульвокислоты – вещества, способные к растворению и в кислотах, и в щелочах.

Таким образом, из гумусовых веществ для агрохимиков и растениеводов интерес представляют гуминовые и фульвокислоты – компоненты, легко вступающие во всевозможные реакции. Вместе они именуются гумусовыми кислотами.

Гумусовые вещества в природе встречаются повсюду, где есть жизнь и накапливается большое количество биомассы, в том числе – в почвах. Их концентрация в разных типах почв может быть различной. Например, в сильноподзолистых грунтах их всего около 1%, а в чернозёмах – до 12%.

Наиболее богат гуминовыми веществами бурый уголь. В нём их содержание доходит до 85%. Это органогенное полезное ископаемое служит основным источником получения гумусовых кислот в мире. На втором месте – торф. Российские производители гуминовых удобрений чаще всего используют именно его.

Актуальные вопросы о гуминовых удобрениях

Ответы на наиболее частые вопросы от читателей. Нажмите, чтобы прочитать ↓

Вопрос №1. Что такое «Гумат +7» и как его использовать?

«Гумат +7» — это гумат калия, обогащённый микроэлементами – бором, железом, кобальтом, цинком, молибденом, медью и т.д. Есть также удобрение «Гумат +7 йод», при листовой обработке повышающий устойчивость растений к грибкам. Использовать их можно так же, как другие гуматы.

Вопрос №2. Нужно ли сыпать гуматы в компост?

Не обязательно, но можно. Гуминовые удобрения повысят активность микрофлоры, которая занимается гумификацией органической массы, и компост созреет быстрее. Но на компостную кучу потребуется немало порошка или раствора, поэтому нужно смотреть по своим возможностям.

Получение гуматов калия и натрия

В чистом виде гумусовые кислоты в растениеводстве не используются. Сначала их переводят в форму водорастворимых солей – гуматов.

В зависимости от вещества, которым воздействуют на гумусовые кислоты в ходе производства, различают три вида гуматов:

• гумат калия;
• гумат натрия;
• гумат аммония.

Таким образом, гуминовые удобрения – это соли, содержащие гуминовые и фульвокислоты и минеральные элементы. Они могут выпускаться в разных формах. Чаще всего – в жидкой концентрированной, но встречаются также порошковые и пастообразные гуматы.

Влияние гуминовых удобрений на почву и растения

Гуминовые удобрения родственны почве. В этом и заключается их главное преимущество перед минеральными солями: они не оказывают никакого токсического эффекта на почвенный биоценоз, мягко и естественно повышая плодородие.

При внесении в почву, гуматы проявляют следующие свойства:

• повышают буферные характеристики грунта;
• повышают ионообменные свойства почвы;
• повышают микробиологическую активность грунта.

В результате, происходит быстрая и заметная структуризация почвы, минеральные элементы переходят в биодоступные формы, улучшается их усвоение из почвенного раствора.

Влияние гуматов на растения выражается в повышении их адаптации к засухам, инфекционным заболеваниям, переувлажнению, высокой концентрации солей. Заслуживает отдельного внимания и ростостимулирующее свойство гуминовых удобрений.

Сотрудниками института общей и экспериментальной биологии РАН была проведена серия опытов по изучению стимулирующего эффекта гумата аммония на ряд культур. Исследование проводилось в Забайкалье, на проблемных мучнисто-карбонатных, малогумусных почвах с низкой ёмкостью катионного обмена. Гумат аммония применялся в концентрации 0,01% для предпосевного замачивания семян гороха, укропа, овса и петрушки в течение 24 часов:

Культура	Результат обработки семян гуматом аммония
Укроп сорта Обильнолиственный	Высота кустов, выросших из обработанных семян, на 11,3% превысила высоту контрольных образцов. Прибавка урожая зелёной массы составила 31,7%.
Петрушка сорта Богатырь	Высота обработанных растений на 4,9% превысила высоту контрольных образцов. Прибавка урожая зелёной массы – 18,3%
Овёс сорта Гэсэр	Высота стебля обработанных растений превысила высоту контрольных образцов на 1,8%.
Горох сорта Русский богатырь	Высота куста обработанных растений превысила высоту контрольных на 1,7 %. Прибавка урожая составила 3,7%.

В ходе испытания было доказано, что обработка солями гуминовых кислот повышает интенсивность клеточного дыхания и фотосинтеза. Особенно этот эффект выражен у молодых растений. Анализы показали повышенные концентрации аскорбиновой кислоты и хлорофилла в их листьях.

Важно! Способность стимулировать рост растений – общее свойство всех гуминовых удобрений. Но разные культуры в разной степени отзываются на обработку гуматами. Самую активную реакцию показывают зеленные культуры.

Гумат калия: общая характеристика

Гумат калия – наиболее распространённое и популярное гуминовое удобрение. Частота его применения обусловлена двумя важными характеристиками:

• нейтральное значение pH;
• обогащённость калием.

Первая характеристика важна тем, что растворы с нейтральной кислотностью одинаково эффективно работают в любых почвенных условиях. Калий же в составе этого удобрения – элемент, необходимый всем растениям на всех фазах вегетации.

Гумат калия может использоваться практически во всех операциях: предпосевная обработка семян, клубней, луковиц, корневищ и корней, весенняя и осенняя обработка почвы в теплицах и в огороде, поливы вегетирующих культур, внекорневые подкормки.

Совет #1. Гумат калия подходит для подкормки всех культур без исключения, независимо от сезона. Он оказывает мощное стимулирующее действие на развитие корневой системы. Приобретая сильные и разветвлённые корни, растения активно питаются, становятся более устойчивыми к неблагоприятным факторам среды. В итоге, увеличивается их общая урожайность.

Производители гумата калия: анализ предложений и цены

Гумат калия производится многими агрохимическими предприятиями, занимающимися изготовлением удобрений. В тройку самых продаваемых входят следующие продукты:

Название	Производитель	Описание	Средняя цена
Гумат калия «Суфлёр» («Октябрина Апрелевна»)	АО «Щёлково Агрохим»	Жидкий раствор, с концентрацией гуминовой соли в 2,5 раза выше, чем у аналогов.	75 рублей за 500 мл
«Joy Лигногумат»	Кирово-Чепецкая химическая компания	Жидкий раствор, содержащий помимо калия другие макро- и микроэлементы. Может рассматриваться как полное комплексное органоминеральное удобрение.	140 рублей за 330 мл
«Гуми-Оми Калий»	«БашИнком»	Гранулированный сухой препарат или гель. Входит в линейку уникальных удобрений «Гуми Кузнецова». Доза калия повышена, что делает удобрение эффективным для стимуляции плодоношения и повышения устойчивости к болезням.	79 рублей за 500 г

Гуматы калия выпускаются под торговыми марками «БиоМастер», «Гера», «Огородник» и многими другими.

Гумат натрия: общая характеристика

Гумат натрия применяется садоводами немного реже. Во-первых, свою роль играет присутствие натрия, который не так критически важен для растений, как калий. Во-вторых, гумат натрия – физиологически щелочной препарат. Его можно применять только на кислых почвах. На карбонатных он почти не эффективен.

Данное гуминовое удобрение в большей степени подходит для внекорневых опрыскиваний любых растений. При поливе он наиболее эффективен для культур, любящих натриевые соли: свёкла, лук, чеснок, капуста, брюква, картофель, томаты, баклажаны. Огурцы и другие тыквенные лучше подкармливать под корень гуматом калия.

Производители гумата натрия: торговые марки и цены

Гумат натрия можно приобрести под следующими торговыми марками:

• «Сила жизни» — раствор с микроэлементами по цене 50 рублей за 120 мл;
• «Бочка и четыре ведра» — раствор с высокой концентрацией гумусовых кислот по цене 88 рублей за 600 мл;
• «Гумат натрия Сахалинский» — буроугольный раствор с микроэлементами по цене 60 рублей за 500 мл.

По эффективности и свойствам натриевые гуматы разных производителей заметных отличий не имеют.

Практическое применение гуминовых удобрений на участке

Гуминовые удобрения используются в довольно большом разведении. В зависимости от цели применения рабочие растворы готовятся в разной концентрации:

• Для замачивания семян и посадочного материала: 1 столовая ложка жидкого концентрата на 1 л воды или 1 чайные ложки с горкой сухого гумата на 1 л воды.
• Для корневых подкормок овощных культур: 10 мл жидкого концентрата на 10 л воды или 1 столовая ложка сухого гумата на 10 л воды.
• Для корневых подкормок плодовых деревьев и кустарников: 100 мл концентрата или 10 столовых ложек сухого гумата на 10 л воды.
• Для листовых подкормок: 1 чайная ложка сухого гумата или 5 мл жидкого концентрата на 10 л воды.

Ещё один способ использования гуминовых соединений на участке – рекультивация засолённой или загрязнённой отходами почвы.

«Гумусовые кислоты, обладающие высокой способностью связывать различные химические вещества, можно применять для очистки почвы от нефтепродуктов и других токсических отходов. Для этой цели сухие гуматы в смеси с древесной золой распределяют по загрязнённому участку и тщательно промывают почву водой. Норма расхода гуматов – 5 г на 1 м 2 ».

Д. Костюхина, кандидат химических наук

Сырьем для получения гуматов служит торф, сапропель, бурый уголь. В общих чертах технологии получения гуминовых препаратов достаточно просты. Воздействие на сырье, содержащее повышенное количество гуминовых кислот, щелочами, возможно в автоклавах, с последующей фильтрацией и нейтрализацией полученного продукта.

По подобной технологии гуминовые биостимуляторы в РФ получают уже не менее пятидесяти, а может и сотни различных предприятий. Разброс по качеству получаемого продукта огромный. Среди современных технологий, обеспечивающих получение продукции на высоком уровне, на сегодня используют технологии механохимической активации. Сущность технологии заключается в мощном импульсном механическом воздействии на гумат содержащее сырье, окисленные бурые угли, торф, и сухую щелочь. Например, в некоторых модификациях шаровых мельницах, в которых мелющие тела обеспечивают перегрузку в несколько десятков g. Понятно, что такие аппараты весьма непросты и энергоемки.

Другим эффективным способом, завоевывающим все большую популярность, является проведение стандартных химических процессов в жидкой фазе при организации в ней развитой зоны кавитации.

Кавитацией называют процесс исчезновения ( « схлопывания») парогазовых пузырьков, возникающих в жидкости при ее резком растяжении. При этом, как правило, возникают следующие эффекты:

• В зоне с характерными размерами не более 0,1 мм возникают импульсные локальные давления до 50 - 70 тысяч атмосфер.
• Температура в этих зонах практически мгновенно может подняться до 7 - 15 тысяч градусов.
• Как установлено экспериментально, на последней стадии сжатия пузырьки могут трансформироваться в тороидальные структуры с мощным иглообразным выбросом вещества. При этом скорость острия такой « иглы» может достигать нескольких сотен метров в секунду, и может приближаться к скорости звука в данной среде.
• Объемная плотность кавитационных пузырьков, при грамотной организации процесса, может составлять 1 миллион на см 3 среды.
• При определенных условиях могут возникать зоны довольно мощного ультрафиолетового излучения.

Все эти обстоятельства обуславливают не только сверх эффективное ускорение экстракции полезных веществ из данного сырья, но и обуславливают протекание специфических реакций, в частности реакций гидротермального синтеза, промышленное протекание которых в мягких условиях практически невозможно.

Таким образом, кавитация работает уже на « молекулярном» уровне.

Если говорить конкретно об использовании « кавитации» для получения эффективных профессиональных гуминовых препаратов, то уже общепринятым считается то, что при этом получаются препараты с существенно более высоким уровнем физиологической активности, даже при несколько меньшей концентрации в препарате гуминовых соединений.

Это и понятно. Гуминовые кислоты и их соли относятся к неупорядоченным полимерным структурам полифенольного типа, у которых понятие молекулярной массы достаточно условно. Таким образом, чем мельче мы имеем фрагменты такого « полимера», тем эффективнее идет их усваивание мембранами клеточной структуры растений.

О высокой эффективности использования кавитационных аппаратов для получения качественных профессиональных гуминовых препаратов с высоким содержанием действующего начала говорят многие исследователи. Например, по некоторым данным выход водорастворимых органических веществ, при такой обработке торфа, может достигать 100 г/л.

Если использовать этот же химизм, но при условиях классического синтеза препарата, то данный показатель будет ниже, как минимум в 5 - 6 раз.

Важно подчеркнуть, что при подобной обработке исходная суспензия сырья испытывает в своей массе минимальный нагрев, на уровне не более 40 - 50 градусов. При этом в получаемом продукте в максимальной степени сохраняются, не разрушаются, многие полезные соединения, целостность которых в других условиях эффективной экстракции, например, при автоклавировании, обеспечена быть не может.

Более эффективным, как в плане получаемых результатов, так и в плане организации технологии является использование ультразвуковых кавитационных аппаратов, использующих в качестве излучателей ультразвука пьезокерамику.

Но и здесь не все однозначно. Как показала практика работ в данном направлении, использование таких аппаратов с погружными излучателями имеет ряд недостатков. К ним можно отнести ограниченный ресурс таких излучателей вследствие кавитационной эрозии и ряд технологических проблем при работе на мягком растительном сырье, в частности, торфе.

Использование ультразвуковых кавитационных реакторов с наружным расположением керамических излучателей и дополнительной фокусировкой ультразвукового излучения непосредственно в потоке обрабатываемой среды снимает не только большую часть физических и технологических проблем, но и обеспечивает получение продукции с высоким качеством и хорошими технико — экономическими показателями. Качество получаемого препарата, например, по валовому содержанию гуминовых соединений не уступает лучшим аналогам

Отметим, что в аппаратах серии « РУЗ» реализуется сверх мощный режим кавитации, так называемая « стриммерная» кавитация. Плотность ультразвукового излучения в осевой зоне таких реакторов может достигать нескольких десятков Вт/см 3 . Подобных параметров даже в самых лучших роторных аппаратах достичь в принципе невозможно

Нами создан производственный комплекс для производства гуматов из торфа, сапропеля с применением ультразвукового оборудования, которое позволяет получить высокое качество конечного продукта при снижении его себестоимости. Рабочая технологическая температура 40-50⁰С.

Результаты анализа гуматов калия, произведенные с применением ультразвука:

Применение комплекса позволяет:

• Уменьшить производственные площади;
• Снизить энергетические затраты;
• Снизить себестоимость продукции;
• Производить биоактивные низкомолекулярные гуматы;

Мы предлагаем;

• Оборудование.
• Технологию.
• Обучение персонала.

Комплекс изготавливается как в стационарном исполнении, так и в мобильном исполнении.

Владимирская область, виноград сорта ИЗАБЕЛЛА, открытый грунт, 3-декада июня.
В 1-ой декаде июня обработан гуматом калия, изготовленным на нашем оборудовании.

Гуматы и ультразвуковая кавитация

в вопросах экологии

В связи с высокой актуальностью задач по разработке эффективных технологий санации зараженных территорий, а также разработки эффективных технологий оперативного уничтожения высоко токсичных отходов, перевозка которых на централизованные полигоны проблематична, становится актуальной проблема разработки не только эффективных и дешевых комплексообразователей (сорбентов), но и создания эффективных мобильных комплексов для решения данных проблем. В пределе, такие мобильные комплексы должны использовать, в качестве сырья для получения эффективных комплексообразователей, многие подручные природные материалы.

Одним из вариантов решения данных проблем может быть разработка мобильных комплексов на основе использования надежных сверхмощных проточных ультразвуковых кавитационных реакторов с осевой фокусировкой ультразвукового излучения, например, ультразвуковых кавитационных реакторов серии « РУЗ», производимых нашей фирмой многие годы.

Отличительной особенностью этих аппаратов является высокая плотность накачки ультразвукового излучения по оси реактора, до 10 Вт/см 3 и более при опорной частоте ультразвукового излучения 20 - 22 кГц.

Столь высокая плотность акустического излучения обуславливает, в частности, возможность кавитационной деструкции воды с плотностью образования гидроксил-ионов до 3 мг-экв/л и более. Уже само по себе это может обеспечивать безреагентное обеззараживание некоторых химических соединений, поскольку гидроксил-ионы являются самым мощным окислителем из всех известных соединений.

Дополнительно, при деструкции воды в таких условиях, образуется значительное количество перекиси водорода.

При самоуничтожении кавитационных микро пузырьков возникает УФ излучение в диапазоне 300 - 360 нм, возникают импульсные локальные давления до нескольких десятков тысяч атмосфер, импульсно температура в таких зонах может вырасти до 10 - 15 тысяч градусов. Кроме того, могут возникать импульсные локальные струйные течения со скоростью острия до 600 м/с.

Данные обстоятельства позволяют дробить на « нано уровне» многие не только аморфные, но и кристаллические материалы, свежие сколы которых уже сами по себе имеют высокую каталитическую активность. То есть, возникает реальная возможность использования многих подручных материалов для получения качественных « сорбентов-комплексообразователей», практически мгновенно реагирующих с уничтожаемыми химическими соединениями в рамках единого технологического процесса.

Реализация подобной идеологии также может обеспечить получение высоко активных гуминовых комплексообразователей из почвенных структур, например, из торфа и сапропеля. Это может обеспечить проведение качественной детоксикации достаточно обширных территорий почвы при минимальных затратах.

В данном случае суть проблемы заключается в том, что, с одной стороны, сами по себе гуминовые комплексы торфа и сапропеля являются достаточно эффективными комплексообразователями для необратимого связывания многих токсических химических соединений, радионуклидов и тяжелых металлов. С другой стороны, высокая активность таких комплексообразователей в значительной степени связана с содержанием в них легких фракций, а именно, фульвокислот.

Что касается последнего обстоятельства, то отметим, что гуматы, получаемые по разработанной кавитационной технологии имеют повышенное содержание таких легких активных фракций. Например, как показывают анализы, содержание фульвокислот в препаратах, получаемых по данной технологии, как минимум в 10 раз выше, чем содержание фульвокислот в препаратах аналогичной химической структуры, получаемых по классической автоклавной технологии.

В качестве примера возможности использования гуминовых комплексообразователей при санации территорий в районах хранения и уничтожения химического оружия, а также обеззараживания земли от некоторых радионуклидов, приведем работы /1/ и /2/.

При использовании некоторых модификаций гуминовых сорбентов /2/ как поглотителей радионуклидов, емкость катионного обмена таких сорбентов составляет: до 3100 мг-экв по UO 2 +2 ; до 79 мг-экв по Cs + ; до 16 мг-экв по Sr +2 .

При этом прочность хелатных соединений таких сорбентов с редкоземельными и трансурановыми элементами может быть столь велика, что такие комплексы не разрушаются вплоть до 800 С 0 .

Актуальными технологиями использования таких комплексообразователей является очистка сточных вод от тяжелых металлов, а также их использование в стандартных системах биологической очистки стоков общего назначения /3/ и /4/.

В частности, в работе /3/ приводятся данные по зависимости степени извлечения ионов Fe +3 и Cu +2 никеля и цинка гуматами калия, натрия и аммония. Указывается, что сорбционная емкость таких комплексообразователей может составлять: по ионам железа - 3,1 мг-экв/г, по ионам меди - 1,4 мг-экв/г, по ионам никеля - 1,2 мг-экв/г и по цинку - 1,1 мг-экв/г.

В работе /4/ изучалась активность растворов гумата натрия на рост активного ила в способах биологической очистки сточных вод. Исследования сами по себе достаточно актуальные, поскольку на сегодняшний день очистка сточных вод с помощью активных бактерий является одним из перспективных технологических процессов, имеющим достаточно широкое практическое применение.

Здесь две проблемы.

С одной стороны, при классическом использовании данной технологии, бактерии плохо работают на последних стадиях очистки, когда концентрации загрязняющих элементов близки к ПДК,

С другой стороны, активность бактерий в зимний период, при пониженных температурах очищаемых стоков, весьма низка и приходится применять подогрев очищаемых стоков.

В работе указывается, что в летний период, при прочих равных условиях, содержание активного ила, с использованием гуматов, может быть увеличено на 30 - 32%. Скорость роста активного ила увеличивается в 7 - 8 раз, по сравнению со скоростью роста без данного реагента.

В зимнее время, при температуре стоков от 6 и до 12 С 0 , использование гуматов может дать повышение производительности работы аэротенков на 25 - 30% без каких либо дополнительных затрат, в первую очередь затрат тепла.

Приведенные данные весьма убедительны. Однако широкое использование качественных гуминовых препаратов в имеющихся технологиях очистки стоков в некоторых случаях затруднено ввиду наличия проблемы « цветности» очищенных вод. Продукты взаимодействия фульвокислот, как правило, растворимы в воде, и приходится дополнительно использовать финишную коагуляционно-флокуляционную очистку очищенных стоков для снижения цветности воды. Для этих целей используют стандартные реагенты, многие из которых имеют достаточно узкий рабочий диапазон рН.

Чрезвычайно высокая универсальность использования гуминовых препаратов, как в живой, так и « не живой» природе: начиная от растениеводства, ветеринарии, медицины, производства керамики, литейного дела и многих других отраслей бизнеса, обусловила наши требования к отработке единой технологии использования данного природного соединения, в том числе в вопросах экологии.

С учетом особенностей используемой кавитационной технологии удалось отработать достаточно универсальную технологию очистки различных стоков, не вводя дополнительные специфические технологические операции.

В работе /5/ приведены данные по возможности использования доломитовых песков для удаления из воды примесей Fe2+ и Fe3+, Hg2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+, Mn2+, в режиме кипящего слоя под действием ультразвуковой кавитации.

В частности указывается, что при увеличении времени воздействия ультразвука при постоянной массе доломита происходит значительное снижение содержания примесей. При времени обработки 40с — цинка (II ) в 1,7 раза. При времени обработки 80с: железа (II ) и (III ) в 12,1 раз; ртути (II ) в 2,8 раз; кадмия (II ) в 2,5 раза; меди (II ) в 4,9 раза. При времени обработки 160с концентрация свинца (II ) снизилась в 4,0 раза.

Отмечается, что непосредственно в условиях кавитации на доломитовых частичках образуются отверстия. Размеры отверстий, составляют ~ 1 мкм, что соответствует размерам кавитационного пузырька в момент его схлопывания. При этом давление в пузырьке достигает 10 3 атм.

Пробой отверстий в частичках доломита и образование свежих каталитически активных сколов, как мы считаем, обусловлен эффектом сверхглубокого проникновения микрочастиц-ударников в мишени, открытым в 1974 году белорусским ученым Ушеренко. При этом происходит выделение колоссального количества энергии, в 10 2 …10 4 раз превосходящей кинетическую энергию частиц-ударников.

По крайней мере, условия возникновения данного эффекта не противоречат энергетическим параметрам и особенностям сверх мощной кавитации.

Что касается возможностей использования некоторых известных катализаторов совместно с ультразвуком в химических технологиях гидрирования, например, при использовании смешанных Ni - Mg катализаторов из формалатов и оксалатов при гидрировании циклогексана, то в работе /6/ отмечается, что активность таких катализаторов в ультразвуковом поле может возрасти на 60 - 200%.

В заключение приведем некоторые данные, иллюстрирующие особенности конструкции и работы установки, использующей данные проточные кавитационные реакторы.

Рабочая зона реактора выполнена в виде цилиндра диаметром 100 мм и длиной 470 мм. Акустическая мощность излучения может составлять, в зависимости от модификации аппарата, от 4 и до 7 кВт, при КПД аппарата не менее 0,85. Вес аппарата, в комплекте с генератором, не более 40 кг.

На видео, приведенном на сайте, представлен штатный режим работы реактора. Наблюдается так называемый « стриммерный» режим кавитации с центральным (осевым) кавитационным « жгутом», имеющим отходящие в различные стороны разветвленные кавитационные дорожки. При работе реактора хорошо слышен характерный шум, обуславливаемый рекомбинацией кавитационных дорожек. Центральный (осевой) жгут стримеров расположен по всей оси аппарата, 470 мм, и имеет диаметр примерно 20 мм. Объемная плотность энерговыделения в его зоне составляет не менее 10 Вт/см 3 .

Вариант компоновки реактора в установке с ориентировочной производительностью до 440 кг/час по некоторым типам обрабатываемых водных суспензий имеет габаритные размеры (длина × ширина × высота) не более 2500 × 2000 × 2000 мм. Вес, не более 300 кг (ультразвуковой реактор с генератором, химический реактор с мешалкой, циркуляционный насос, платформа и пульт управления).

Гумат калия

Ультразвуковой модуль синтеза гуматов

Литература.

1. « Санация загрязненных территорий в районах хранения и уничтожения химического оружия», В.И. Скоробогатова, А.А. Щербаков, В.Г. Мандыч, Ж. Российского хим. об - ва им. Д.И. Менделеева, 2007, т. LI, № 2, с. 71 - 74.
2. « Модифицированные природные сорбенты как поглотители радионуклидов», Л.И. Гилинская, Т.И. Маркович, электронный научно-информационный журнал « Вестник наук о Земле РАН», № 1 (27 ), 2009, ISSN 1819-6586.
3. « Сорбция ионов тяжелых металлов гуматами аммония, натрия и калия», Будаева А. Д., Золтоев Е. В., Бодоев Н. В., Бальбурова Т. А. Байкальский институт природопользования СО РАН, Улан-Удэ. Работа представлена на III научной конференции « Приоритетные направления развития науки, технологий и техники», 2005, Хургада (Египет).
4. Патент РФ 2081853, Шульгин А. И., Способ биологической очистки сточных вод.
5. Малушкин В. М. « Физико-химические процессы в кипящем слое доломита под действием ультразвука и разработка установки для доочистки питьевой воды», автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Томск 2009.
6. « Об эффективности использования ультразвука в гетерогенном катализе», Роменский А. В., ЗАО « Северодонецкое объединение „Азот“, технология катализаторов и сорбентов, УДК 66.084.

Хализев К.А. 1

1 МБОУ "СОШ № 1г. Строитель Белгородской области"

Меремьянина Т.Г. 1

1 Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа № 1 г. Строитель Яковлевского района Белгородской области»

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

СОДЕРЖАНИЕ

	ВВЕДЕНИЕ
	АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
	Состав гуминовых кислот
	Механизм действия гуминовых кислот в составе вермикомпоста
	Ассортимент выпускаемых гумусовых препаратов
	ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
	Материалы и методы исследований
	РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
	Физико-химический состав гумусового препарата
	Изучение биологической активности препарата
	ЗАКЛЮЧЕНИЕ
	СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
	ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Гумусовые вещества - это сложные смеси устойчивых к биодеструкции высокомолекулярные темноокрашенные органические соединения природного происхождения, образующихся при разложении растительных и животных остатков под действием микроорганизмов или абиотических факторов среды.

Гуминовые кислоты можно извлекать из гумифицированных природных продуктов (торф, бурый уголь, каменный уголь и вермикомпост) водными растворами щелочей.

Гумусовые кислоты - это высокомолекулярные полимерные соединения, нерастворимые в воде и обладающие свойством малоподвижности . Поэтому для использования в сельскохозяйственном производстве их необходимо максимально перевести в доступное для растений и животных растворимое состояние.

Основой для получения гуминовых препаратов является способность их образовывать водорастворимые соли с одновалентными катионами натрия, калия и аммония.

Препараты, изготовленные на основе гуминовых кислот, содержат аминокислоты, полисахариды, углеводы, витамины, макро и микроэлементы, гормоноподобные вещества. Они характеризуются устойчивостью, полифункциональностью и обладают сорбционными, ионообменными и биологически активными свойствами. Для гуминовых кислот (ГК) характерен общий тип состава и строения. Однако в зависимости от исходного субстрата, метода выделения и хранения показатели состава и строения могут варьировать, а в связи с этим меняется их физиологическая активность.

Актуальность данного исследования определяется необходимостью разработок новых экологически безопасных биологических препаратов, использование которых в значительной степени будет способствовать повышению урожайности сельскохозяйственных культур.

Гипотеза исследования: гуминовые соединения в растворенной форме можно получить из вермикомпоста с помощью химических, физических и механических воздействий.

В качестве теоретической основы и информационной базы проводимого исследования использовались работы отечественных авторов в области агрохимии и почвоведении. Информационными источниками для написания данной работы стали стандарты и научные публикации.

Цель исследования: выделение гумусовых веществ путем использования химических, физических и механических воздействий на вермикомпост для максимального перевода гуминовых соединений в раствор.

Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи :

изучить научную литературу о составе и механизме влиянии гуминовых веществ на сельскохозяйственные растения;

изучить ассортимент выпускаемых гумусовых препаратов и методы их выделения;

освоить физико-химические методы выделения гумусового препарата, а также испытать полученный препарат на соответствие качеству и безопасности;

изучить биологическую активность полученного гумусового препарата по результатам его воздействия на семена огурцов сорта «Дальневосточный».

Объектом исследования являлся вермикомпост, полученный в мини-вермилаборатории Испытательной лаборатории УНИЦ «Агротехнопарка» ФГБОУ ВПО БелГСХА им.В.Я.Горина от компостных червей гибридной линии Белгородская.

Предметом исследования стали гуминовые вещества, выделенные из вермикомпоста.

При проведении исследования были использованы следующие методы: экспериментальный метод (экстракция и осаждение гуминовых веществ, физико-химические и биологические испытания препарата), наблюдение и методы статистического анализа.

Исследования проводились в химической лаборатории МБОУ «СОШ №1 г. Строитель Яковлевского района Белгородской области» и в Испытательной лаборатории ФГОУ ВПО БелГСХА им. В.Я.Горина.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Состав гуминовых веществ

История изучения гуминовых веществ насчитывает уже более двухсот лет. Впервые их выделил из торфа и описал немецкий химик Ф.Ахард в 1786 году. Немецкие исследователи разработали первые схемы выделения и классификации, а также ввели и сам термин - «гуминовые вещества» (производное от латинского humus - «земля» или «почва»). В исследование химических свойств этих соединений в середине XIX века большой вклад внес шведский химик Я.Берцелиус и его ученики, а потом, в XX веке, и наши ученые-почвоведы и углехимики: М.А. Кононова, Л.А. Христева, Н. Александрова, Д.С. Орлов, Т.А. Кухаренко и другие. В классических работах Л.А. Христевой и М.М. Кононовой было впервые описано влияние обработки семян фульвокислотами и солями гуминовых кислот (гуматами) на рост первичных корней тест-культур.

Но затем интерес химиков к гуминовым веществам резко упал, так как было достоверно установлено, что это не индивидуальное соединение, а сложная смесь макромолекул переменного состава и нерегулярного строения (рис.1), к которой неприменимы законы классической термодинамики и теории строения вещества. В составе гумуса выделяют три группы соединений: специфические гумусовые вещества, неспецифические органические соединения и промежуточные продукты распада и гумификации. Третья группа включает в себя продукты частичного разложения органических остатков, которые по сумме признаков еще не могут быть отнесены к специфическим гумусовым веществам, но уже не являются веществами, характерными для живых организмов. Специфические вещества и неспецифические гумусовые соединения образуются в результате протекания процессов образования почв. Неспецифические гумусовые соединения синтезируются в живых организмах и поступают в почву в составе растительных и животных остатков. Специфические гумусовые вещества образуются непосредственно в почве в результате протекания процессов гумификации. Среди них выделяют прогуминовые вещества, гумусовые кислоты и гумин.

Гумин, или негидролизуемый остаток, - это та часть органического вещества почвы, которая не растворима в кислотах, щелочах и органических растворителях. Прогуминовые вещества сходны с промежуточными продуктами распада органических остатков. Их присутствие обнаруживается при детальном фракционировании выделенных из почвы препаратов. Гумусовые кислоты - класс высокомолекулярных азотсодержащих оксикислот с ароматическим ядром, входящим в состав гумуса и образующихся в процессе гумификации.

Рис. 1. Формула структурной ячейки гуминовой кислоты (по Д. С.Орлову)

На основании различной растворимости в воде, кислотах, щелочах и спирте гумусовые кислоты подразделяют на гуминовые кислоты, гиматомелановые кислоты и фульвокислоты. Гуминовые кислоты - группа темно-окрашенных гумусовых кислот, растворимых в щелочах и не растворимых в кислотах. Гиматомелановые кислоты - группа гумусовых кислот, растворимых в этаноле. Фульвокислоты - группа гумусовых кислот, растворимых в воде, щелочах и кислотах.

Обычно при проведении анализов гумусовые кислоты экстрагируют из почвы растворами щелочей (0,1-0,5 н. NaOH). При подкислении щелочной вытяжки до рН (1 - 2) гумусовые и гиматомелановые кислоты выпадают в осадок. В растворе остаются только фульвокислоты. При обработке образовавшегося осадка этанолом гиматомелановые кислоты переходят в спиртовой раствор, окрашивая его в вишнево-красный цвет.

Группу гуминовых кислот разделяют на две подгруппы: черные (серые) и бурые гуминовые кислоты. Гуминовые кислоты, обогащенные углеродом (преимущественно в черноземных почвах), в отечественной литературе называют черными, а в зарубежной - серыми. Черные и бурые гуминовые кислоты могут быть разделены методом высаливания: при обработке 2 н. раствором NaCl черные гуминовые кислоты коагулируют и выпадают в осадок.

Гуминовые кислоты имеют следующий элементный состав: 50-60% углерода, 2-6% водорода, 31-40% кислорода и 2-6% азота. Колебания в элементном составе гуминовых кислот объясняются тем, что они не являются химически индивидуальными кислотами определенного строения, а представляют собой группу высокомолекулярных соединений, сходных по составу и свойствам.

По данным гель-хроматографических исследований, нижний предел молекулярных масс гуминовых кислот определяется значениями 5000-6000 Дальтон (Д). Встречаются кислоты с молекулярной массой 400 000-650 000 Д. Однако основное количество гуминовых кислот имеет молекулярную массу 20 000-80 000 Д.

Таким образом, гумусовые кислоты благодаря особенностям молекулярного строения активно влияют на миграцию и аккумуляцию химических элементов в почве и природных вода.

1.2.Механизм действия гуминовых веществ в составе вермикомпоста

Механизмы, благодаря которым вермикомпост реализуют свое регуляторное действие на почву и растения окончательно не раскрыты. Более высокую эффективность применения вермикомпостов и их фракций на рост и развитие растений объясняют их влиянием на синтез белков, воздействием на метаболические реакции, снижение активности ингибиторов дыхания и проявления гормоноподобных свойств. В литературе описаны несколько возможных главных механизмов влияния фракций вермикомпоста на растения:

1.Оптимизация корневого питания растений. Непосредственное поступление питательных веществ и микроэлементов; мобилизация соединений фосфора в биодоступные формы; мобилизация и транспорт катионов переходных металлов (в частности, меди, железа и цинка) в доступной растениям хелатной форме. Оптимизация свойств почвы: обеспечение энергии для почвенных микроорганизмов и усиление микробиологической деятельности, усиление водоудерживающей способности, упрочнение структуры и др.

2.Оптимизация внекорневого питания растений. Фракции вермикомпостов содержат в разных количествах гуминовые и фульвокислоты, которые будучи поверхностно-активными веществами, снижают поверхностное натяжение водных растворов, увеличивая тем самым проницаемость клеточных мембран. В свою очередь это оптимизирует пропускную способность транспортной системы растений: ускоряет передвижение питательных веществ. Это ускоряет метаболизм энергии, интенсивность фотосинтеза и синтез хлорофилла.

3. Влияние гуминовых веществ на физиологические процессы растений. Предполагается, что гуминовые вещества усиливают синтез высокоэнергетического аденозинтрифосфата (АТФ) в клетках, который участвует в оптимизации дыхания растений. Некоторые молекулярные составляющие гуминовых веществ приводят к формированию ростовых фитогормонов или действуют как «гормоноподобные» вещества, усиливают ферментативную активность, в частности содержание каталазы, пероксидазы, дифенилоксидазы и инвертазы. Вермиудобрения влияют на детоксикацию или инактивацию токсикантов в почве - ее обычно связывают с сорбционной емкостью биогумуса, количеством сильных и слабых кислых функциональных групп, гидрофобностью, сорбционной емкостью в отношении тяжелых металлов и ксенобиотиков.

На взгляд Демина В.В., Терентьева В.А., Завгородней Ю.А. и Бирюкова М.В. биологическое действие гуминовых веществ на живые организмы обусловлено тем, что интактные молекулы гуминовых веществ и остатки их внутриклеточного переваривания локализуются в клеточных стенках или в слое, непосредственно, примыкающем к цитоплазматической мембране . Таким образом, на поверхности живой клетки возникает подобие активного ажурного фильтра, способного выполнять следующие функции:

перехватывать ионы тяжелых металлов, связывая их в устойчивые комплексы хелатного типа;

перехватывать молекулы ксенобиотиков;

связывать свободные радикалы, образующиеся в плазматической мембране, в результате перекисного окисления липидов.

Из литературы известно, что гуматы безвредны для человека и животных, не обладают аллергирующим, анафилактогенным, тератогенным, эмбриотоксическим и канцерогенными свойствами .

1.3. Ассортимент выпускаемых гумусовых препаратов

Ассортимент выпускаемых регуляторов обмена веществ гуминового происхождения:

Гуминат - гумат натрия. Разработан в Днепропетровском СХИ, представляет собой натриевые соли суммы гуминовых кислот в виде порошка. Получают методом щелочной экстракции. Препарат относится к биогенным стимуляторам;

Гумин НS-1500 - синтетический продукт, биоаналог гуминовым веществам. Получают путем аутооксидации, производят в виде щелочной соли высокой степени чистоты и постоянного состава (фирма Rudgers-Werke, ФРГ). Исходными продуктами являются ароматические полигидроксильные соединения, преобразуемые многоступенчатой реакцией в препарат со средней молекулярной массой 1500. Полученное гуминовое вещество полностью и легко растворяется в воде;

Биостимулятор торфяной (БСТ). Разработан во ВНИИ торфяной промышленности (г. Санкт-Петербург). Препарат получают окислением кислородом воздуха водно-щелочной суспензии торфа. Получаемые продукты окисления представляют собой полифункциональные органические кислоты с молекулярной массой от 1000 до 40000;

Оксидат - предложен институтом торфа АН БССР. Получают его по новой технологии при окислении-аммонизации торфяной органики. Препарат представляет собой жидкость, содержащую 5-10% сухого вещества, в которой имеется широкий спектр макро- и микроэлементов.

Нитрогуминовый стимулятор (НГС). Технология получения разработана в Калининском филиале ВНИИТП методом окисления азотной кислотой верховых торфов повышенной степени разложения с последующей нейтрализацией аммиачной водой;

Гумадапт - новый гуминовый препарат, регулятор обменных процессов и активный детоксикант и другие .

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Материалы и методы исследований

Материалом для исследования послужил вермикомпост (Приложение - I , таблица - 1) , полученный в мини-вермилаборатории Испытательной лаборатории УНИЦ «Агротехнопарка» ФГБОУ ВПО БелГСХА им.В.Я.Горина от компостных червей гибридной линии Белгородская (Приложение - II). Это структурированный продукт темно-коричневого цвета с приятным землистым запахом. Из него получали гуминовый препарат. Рабочий раствор гуминового препарата готовили на дистиллированной воде путем разбавления исходных концентратов. Тестирование биологической активности полученного препарата осуществляли на семенах огурцов в соответствие с ГОСТ Р 54221, рН - ГОСТ Р 54221.

В работе также приведены данные лабораторных исследований полученного гуминового препарата, которые были проведены в аккредитованной испытательной лаборатории с использованием аппаратуры и приборов для химического исследования состава препаратов.

По данным элементного состава оценивались изменения в химическом составе микрокомпозитов выделенных фракций. Массовую долю влаги определяли по ГОСТ Р 52917; зольность - по ГОСТ 11022; общий азот, азот аммонийный и нитратный - ГОСТ 26715, ГОСТ 26716; свободные гуминовые кислоты (ГК) - ГОСТ Р 54221 и ГОСТ 9517; Р 2 О 5 и К 2 О - ГОСТ 26 717, ГОСТ 26718; минеральные элементы - по ГОСТ 30692; определение группового фракционного состава гумуса осуществлялось по схеме Тюрина в модификации Пономаревой и Плотниковой.

Факторы, влияющих на выход гуминовых кислот: температура, время экстракции, концентрации щелочи, массовое соотношение субстрат: щелочь. Оптимальными условиями экстракции гуминовых кислот из вермикомпоста являются: температура экстракции - 25 0 С, время проведения экстракции -24 часа, с использованием ротатора - 240 мин, концентрации щелочи для экстракции - 0,2 н NaOH, концентрации кислот для осаждения ГВ - 1н H 2 SO 4 .

Меры безопасности :

Класс oпаснoсти перпарата - IV (малoопасное вещество)

При работе неoбхoдимo пoльзоваться перчатками, нельзя пить, курить, принимать пищу. Пoсле работы следует вымыть лицo и руки водой с мылом.

При пoпадании на кожу - прoмыть водoй с мылом.

При попадании в глаза - прoмыть большим количеством воды.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Путем подбора параметров и реактивов для экстракции и осаждения гуминовых веществ был получен гуминовый препарат с максимальным выходом растворимых гуминовых кислот.

Таблица 2 - Выход гумусовых кислот

3.1. Физико-химический состав гумата натрия

Химическая характеристика гуминового препарата представлена в таблице 3 (данные Испытательной лаборатории БелГСХА).

Таблица 3 - Физико-химический состав гумусового препарата

Наименование показателя	ГУМАТ НАТРИЯ
Влага, %
Зольность, %
Общий азот, мг%
Азот аммонийный, мг%
Азот нитратный, мг%
Свободные гумусовые кислоты, г/л
рН, ед.
Р 2 О 5, мг/л
К 2 О, мг/л
Натрий, мг/л
Кальций, мг/л
Кадмий, мг/л
Свинец, мг/л
Мышьяк, мг/л
Ртуть, мг/л
Железо, мг/л
Медь, мг/л
Марганец, мг/л
Цинк, мг/л
Сера, мг/л
Магний, мг/л

При определение рН приготовленного раствора выяснили, что значение этого показателя находится в пределах 7,89-8,75, что предполагает стабильность препарата в отношении фотодеструкции и повышенную устойчивость к воздействию света.

3.2. Изучение биологической активности препарата

В опытах на семенах огурцов под действием 0,005% водных растворов, приготовленных из изучаемого препарата, отмечено увеличение всхожести семян, биологической активности ГК по увеличению массы проростков, длины стеблей и корней в среднем на 2,0-4,0% (табл. 4, рис. 2-3). Всхожесть семян на третьи сутки выращивания составила 62 % против контроля 35%. То есть все препарат служил стимулятором всхожести семян в тестовом опыте.

Таблица 4 - Биологическая активность гуминовых препаратов

Рис. 2. Изучение интенсивности роста зародышевых корешков

Рис. 3. Изучение интенсивности роста зародышевых корешков

методом тестирования на семенах огурцов по ГОСТ Р 54221- 2010

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выделен препарат ГУМАТ НАТРИЯ из вермикомпоста (полученного при переработке навоза компостными червями гибридной линии Белгородская, Приложение - 2 ). Препарат содержат в 1 л: гуминовых кислот не менее 78г, питательные вещества фосфор, калий, натрий, сера и биогенные микроэлементы.

Полученный препарат можно использовать для производства органической продукции, для повышения урожайности сельскохозяйственных культур. Рекомендательно препарат ГУМАТ НАТРИЯ применять в виде рабочего раствора концентрацией 0,005-0,01% по основному веществу путём предпосевной обработки посевного или посадочного материала и некорневой обработки растений в период вегетации.

Экономическая эффективность - применение гуминовых препаратов повышает урожайность сельскохозяйственных культур в среднем на 5-17%.

5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.СанПиН 2.3.2.2354 - 2008. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы, VI. Санитарно-эпидемиологические требования к органическим продуктам. Дополнения и изменения № 8 к СанПиН 2.3.2.1078-01. Зарегистрировано в Минюсте России 23.05.2008 № 11741

2.ГОСТ 9517-94 Топливо твердое. Методы определения выхода гуминовых кислот- М.: изд. Стандартов. -1996

3.ГОСТ 26713-85. Удобрения органические. Метод определения влаги и сухого остатка. - М.: изд. Стандартов. -1986, с. 4-6.

4. ГОСТ 26715-85. Удобрения органические. Метод определения общего азота. - М.: изд. Стандартов. -1986, с. 9-20.

5.ГОСТ 26716-85. Удобрения органические. Метод определения аммонийного азота. - М.: изд. Стандартов. -1986, с. 21-28.

6. ГОСТ 26717-85. Удобрения органические. Метод определения общего фосфора. - М.: изд. Стандартов. -1986, с. 29-34.

7. ГОСТ 26718-85. Удобрения органические. Метод определения общего калия. - М.: изд. Стандартов. -1986, с. 35-38.

8.ГОСТ 30178-1996. Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов

9.ГОСТ 30692-2000. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Атомно-абсорбционный метод определения содержания меди, свинца, цинка и кадмия

10. ГОСТ Р 52917-2010. Гуминовые препараты из бурых и окисленных каменных углей. Методы испытания. - М.: Стандартинформа- 2012

11.ГОСТ Р54221-2010 Гуминовые препараты из бурых и окисленных каменных углей. Методы испытания. - М.: Стандартинформа- 2012

12.Асмаев М.П. Кинетическая модель процесса получения биогумуса с использованием вермикультуры / М.П.Асмаев, Д.Л. Пиотровский // Изв.вузов.пищетехнолгия. -1997. - № 2-3. С.84.

13.Балабанов С.С. Попытки исправить (ускорить) естественный процесс гумусообразования в обрабатываемых почвах / С.С. Балабанов, Н.И. Картамышев, В.Ю. Тимонов, Н.М. Чернышева // Вестник Курской ГСХА. - 2010. -№ 1- с.63 - 66

14.Барне А. Ж. Динамика сброса коконов у компостного червя Eisenia foetida / А.Ж. Барне // В сб.: Материалы I-й международной конференции «Дождевые черви и плодородие почв». - Владимир, 2002. - С. 7 - 8.

15.Беркович А.М. Антиоксидантные свойства нового ветеринарного препарата, содержащего гуминовые вещества - лигфола /А.М. Беркович, С.В. Бузлама // Свободные радикалы, антиоксиданты и здоровье животных: международная научно-практическая конференция, 21-23 сентября 2004 г., Воронеж: сб. науч. тр. - Воронеж: изд-во ВГУ, 2004. - С. 174-179

16.Бирюкова О.Н. Характеристика органического вещества вермикомпостов / О.Н. Бирюкова, Суханова Н.И. // Материалы IV Международного конгресса по биоконверсии органических отходов/, г. Ковров-2004

17.Болотецкий Н. М. О технологии получения гибридных линий навозного червя Eisenia foetida (Sav.) / Н.М. Болотецкий, Кодолова О. П., Нефёдов Г. Н., Правдухина О. Ю., Трувеллер К. А. // В сб.: Тезисы докладов II Международной конгресса. Биоконверсия органических отходов народного хозяйства и охрана окружающей среды. - Ивано-Франковск. - 1992. - С. 17-18.

18.Быкин А.В. Биологические аспекты воспроизводства плодородия почвы при внесении вермикомпоста. / Быкин А.В. // Агрохимический вестник. - 1997. - №6. - стр.5-6.

19.Гоготов И.Н. Характеристика биогумусов и почвогрунтов, производимых некоторыми фирмами России / И.Н.Гоготов // Агрохимический вестник. - 2003. - №1. - стр.11.

20.Горовая А.И. Гуминовые вещества. Строение, функции, механизм действия, протекторные свойства, экологическая роль / А.И.Горовая, Орлов Д.С., Щербенко О.В. // Гуминовые вещества. Строение, функции, механизм действия, протекторные свойства, экологическая роль. - Киев, Наукова Думка. - 1995.

21.Демин В.В. Вероятный механизм действия гуминовых веществ на живые клетки / В.В.Демин, Терентьев В.А., Завгородняя Ю.А., Бирюков М.В. // В сб.: Материалы IV съезда Докучаевского общества почвоведов. Новосибирск, 9-13 августа 2004г.-Новосибирск, Изд-во Наука-центр, 2004. - С. 494

22.Евлоев Я.В. Эффективность современных форм организации сельскохозяйственного производства / Я.В. Евлоев // Международный сельскохозяйственный журнал. - 2000. № 3 - с. 10 - 14.

23.Олива Т.В. Современные подходы к выращиванию экологически чистой растениеводческой продукции в условиях защищенного грунта / Т.В.Олива // В сб.: Решение экологических проблем при производстве сельскохозяйственной продукции, Белгород, 2004.-С.50-52.

24.Олива Т.В. Опыт выращивания экологически чистой растениеводческой продукции в теплице с применением вермикомпоста / Т.В.Олива, Николаева И.В // В сб.: Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Биотехнология на службе сельского хозяйства», Рязань, 2004.- С.44-48.

25.Орлов Д.С. Сравнительная характеристика некоторых вермикомпостов / Д.С. Орлов, Аммосова Я.М.., Садовникова Л.К. и др. // В сб. : Тез. докл. 3 междунар. конгресса “Биоконверсия органических отходов”. - Москва.- 1994 г. - С. 69-70.

26.Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Саврова А.Л. // Доклады АН, сер. «Геохимия», 1995, 345(4), - С. 1-3.

27.Христева Л.А. Действие физиологически активных гуминовых кислот на растения при неблагоприятных внешних условиях / Христева Л.А. // Гуминовые удобрения: теория и практика их применения. Днепропетровск, 1973, Т.4, с.15-23.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение I

Таблица 1 - Характеристика вермикомпоста на основе навоза КРС

№ п/п	Показатели
	Массовая доля влаги, % не более
	Органическое вещество, на сухой продукт, %, не менее
	Массовая доля азота общего, на сухой продукт, %, не менее
	Массовая доля фосфора общего в пересчете на Р 2 О 5 , %, не менее
	Массовая доля калия общего в пересчете на К 2 О, %, не менее
	Массовая доля подвижного цинка, мг/кг, не более
	Массовая доля подвижного кобальта, мг/кг, не менее
	Массовая доля подвижного меди, мг/кг, не более
	Семена сорных растений, тыс.шт., не более 100
	Жизнеспособные яйца гельминтов, спороцисты	отсутствуют
	Патогенные микроорганизмы, шт./дм 3 , в том числе сальмонеллы	отсутствуют
	Пестициды в сухом веществе, мг/кг

Приложение II

Фото 1. Компостный червь из рода эйсении Белгородской линии

Приложение III

Фото 2. Созданный вермикомпост в вермидорожке

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУМАТА НАТРИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к способам переработки торфа, а именно к способу получения гумата натрия. Исходный материал (торф) с естественной влажностью просеивают до размера частиц не более 3 мм. Фасуют его вместе с реагентом NaOH в пакеты из нетканого гигроскопичного материала, причем NaOH помещают в отдельный пакет также из нетканого гигроскопического материала. Пакеты с торфом и реагентом NaOH плотно укупоривают. Для получения маточного раствора пакет с торфом и NaOH помещают в емкость, заливают водой, нагретой до 60-65 o С, в соотношении исходный материал /жидкость 1:20-1:25. Надавливают на пакет до намокания. Емкость плотно закрывают и настаивают в течение 5 ч. Затем тщательно перемешивают жидкость в емкости. Пакет отжимают и вынимают из емкости. Объем пакета для реагента NaOH выбирают в два раза больше объема этого реагента. Объем пакета для торфа в 3-3,5 раза больше объема торфа. На 1 кг исходного материала используют 100-120 г NaOH. Изобретение позволяет получить концентрированный и биологически активный маточный раствор гумата натрия. 1 табл.

Изобретение относится к способам переработки торфа, а именно к способу получения маточного раствора гумата натрия из торфа, и может найти применение в различных областях - в сельском хозяйстве, ветеринарии, медицине и в пищевой промышленности. Гумат натрия - биологически активное вещество (БАВ), которое может применяться, например, в сельскохозяйственном животноводстве и птицеводстве в качестве ветеринарного препарата, в качестве кормовой добавки; в медицине как биологически активная добавка (БАД), в пищевой промышленности в качестве БАД. Поиск нетрадиционных источников сырья (исходного материала) для приготовления БАВ и БАД всегда актуален. Известно получение гумата натрия из торфа и каменного угля путем обработки щелочью натрия ("Аграрная наука", 1, 2000, с.13-14). Известен способ получения гумата натрия (пат. РФ 2150484, С 10 F 7/00 от 21.04.99), включающий сушку торфа, измельчение его до размера частиц не более 1 мм, просеивание и фасовку вместе с реагентом NaOH в пакеты из нетканого гигроскопического материала размером 3640 см. На 1 кг торфа берут 50 г NаОН, пакеты плотно укупоривают. Для получения маточного раствора пакеты помещают в пластмассовую емкость и заливают водой при температуре 70-80 o C в соотношении исходный материал: жидкость 1:20-1:25. Надавливая на пакет, жидкость тщательно перемешивают в течение 10-15 мин до появления пены коричневого цвета, затем емкость плотно закрывают и запаривают в течение 2-3 часов, снова тщательно перемешивают жидкость в емкости, пакет вынимают из емкости и тщательно отжимают (прототип). Технической задачей изобретения является упрощение способа, а также получение более концентрированного и биологически более активного маточного раствора гумата натрия. Для решения технической задачи предлагается способ получения гумата натрия, включающий просеивание исходного материала, обработку исходного материала с выделением целевого продукта, причем в качестве исходного материала используют, например, осоковый низинный фрезерный торф, который после просеивания фасуют вместе с реагентом NaOH в пакеты из нетканого гигроскопического материала, пакеты плотно укупоривают, для получения маточного раствора пакеты помещают в емкость и заливают водой в соотношении исходный материал: жидкость 1:20-1:25, надавливая на пакет тупым предметом до намокания пакета, емкость плотно закрывают, после обработки исходного материала полученный исходный материал снова тщательно перемешивают в емкости, пакет вынимают из емкости и тщательно отжимают, отличающийся тем, что исходный материал используют с естественной влажностью 45%, просеивают его до размера частиц не более 3 мм, реагент NaOH помещают в отдельный пакет из нетканого гигроскопического материала для обеспечения исключения несанкционированного контакта реагента NаОН с исходным материалом, размер пакета для реагента NaOH выбирают исходя из условия: объем пакета в два раза больше объема реагента, размер пакета для исходного материала (торфа) выбирают из условия: объем пакета в 3-3,5 раза больше объема торфа, на один килограмм исходного материала (торфа) берут 100-120 г реагента NаОН, воду для обработки исходного материала нагревают до температуры 60-65 o С, настаивание ведут в течение 5 часов. Пакеты с исходным материалом и реагентом пропаивают двойным швом. Укупоренный пакет помещают еще в один пакет из полиэтилена толщиной не менее 40 мкм, который тоже пропаивают двойным швом. Для предотвращения начала частичной реакции нейтрализации торфа пакеты хранят при температуре от -10 до +10 o C. Для получения маточного раствора гумата натрия используют любые емкости, кроме алюминиевых. Используемые емкости имеют плотно закрывающуюся крышку и горловину, в которую должен проходить пакет с исходным материалом. В сравнении с прототипом предлагаемый способ позволяет упростить и удешевить технологию получения гумата натрия за счет исключения операций сушки и измельчения торфа; получить более концентрированный и биологически активный маточный раствор гумата натрия за счет более полной нейтрализации торфа. За счет снижения температуры воды до 60-65 o C, увеличения количества реагента NаОН, увеличения времени настаивания удалось значительно изменить химический состав маточного раствора по сравнению с аналогом, например: в составе появилось пятнадцать аминокислот, отсутствующих в аналоге, т.к. при температуре 70 o С эти аминокислоты распадаются; увеличилось количество гуминовых кислот в растворе с 2,1% (в аналоге) до 3,6%; содержание натрия в растворе увеличилось в 4,0 раза, содержание кальция - в 4,5 раза, йода - в 2,4 раза; рН изменился с 6,5 (аналог) до 7,15, т.е. раствор более нейтральный; отсутствуют тяжелые металлы и вредные примеси: свинец, мышьяк, хром, никель, нитраты. Далее для сравнения приведена таблица химического состава гумата натрия, полученного способом-аналогом и предлагаемым способом.

Формула изобретения

Способ получения гумата натрия, включающий просеивание исходного материала, например, осокового низинного фрезерного торфа, обработку его с выделением целевого продукта - маточного раствора, причем после просеивания исходный материал фасуют вместе с реагентом NaOH в пакеты из нетканого гигроскопического материала, пакеты плотно укупоривают, для получения маточного раствора пакеты помещают в емкость и заливают водой в соотношении исходный материал/жидкость 1: 20-1:25, надавливают на пакет тупым предметом до намокания пакета, емкость плотно закрывают, ведут обработку исходного материала, после которой жидкость в емкости тщательно перемешивают, пакет вынимают из емкости и тщательно отжимают, отличающийся тем, что исходный материал используют с естественной влажностью, просеивают его до размера частиц не более 3 мм, реагент NaOH также фасуют в отдельный пакет из нетканого гигроскопического материала, размер пакета для реагента NaOH выбирают исходя из условий: объем пакета в два раза больше объема реагента, размер пакета для исходного материала выбирают из условия: объем пакета в 3-3,5 раза больше объема исходного материала, на 1 кг исходного материала берут 100-120 г реагента, воду для обработки исходного материала нагревают до температуры 60-65 o С, настаивание ведут в течение 5 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1 , Рисунок 2

MM4A - Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе