ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРИМЫХ ГУМАТОВ ИЗ

Н. М. СМОЛЬЯНИНОВА, С, И. ХОРОШКО, А. Н. МОСКАЛЬЧУК

За последнее время гуминовые кислоты получают все большее применение в различных отраслях народного хозяйства,. Они в виде, растворимых солей натрия (гуматов) с успехом используются в качестве стабилизаторов глинистых растоворов, применяемых при бурении нефтяных скважин, а также для изготовления красителей для древесины. Гуминовые кислоты вследствие хороших поверхностно-активных свойств применяются в аккумуляторной промышленности в качестве расширителя положительных пластин аккумуляторов. И, наконец, весьма перспективным является использование гуминовых кислот в виде растворимых гуматов в сельском хозяйстве в качестве стимуляторов роста. Высокая их эффективность доказана в многочисленных работах профессора Л. А. Христевой с сотрудниками и других авторов .

В настоящее время промышленное производство гуминовых кислот осуществляется на Тюменском аккумуляторном заводе. Твердые гуматы натрия для нужд мебельной промышленности производятся в небольшом количестве в Латвии на промкомбинате. Оба продукта являются дефицитными.

Вследствие возросшего спроса на гуминовые препараты необходима организация их промышленного производства, в крупных масштабах. Это позволит быстрее внедрить гуминовые кислоты и другие препараты на их основе в промышленность и сельское хозяйство.

Существующие технологические схемы обладают рядом серьезных недостатков, а именно: 1), периодичность процесса и как следствие громоздкость аппаратурного оформления, трудность автоматизации, малая производительность установок и высокие эксплуатационные расходы; 2) высокий расход тепла; 3) большие потери продукта и низкий коэффициент "извлечения гуминовых кислот.

Разумеется, если ставить вопрос о промышленном производстве кислот на современном уровне, то речь может идти только о непрерывном процессе.

Основной трудностью при разработке непрерывной технологии получения гуматов или гуминовых кислот является чрезвычайная длительность процесса их извлечения из топлива, обусловленная малыми скоростями диффузии активной части щелочного реагента внутрь твердых частиц и образовавшихся гуматов из твердого вещества в раствор, а также самой спецификой гуминовых кислот как высокомолекулярных органических кислот, обладающих свойствами коллоида. Кроме того, от-158

деление непрореагировавшего сырья от раствора гумата затруднительно, так как измельченное топливо, особенно торф, сильно набухает и частично пептизируется в щелочном растворе, образуя весьма стойкую суспензию, которая очень медленно отстаивается, а фильтровать ее практически невозможно.

Большие трудности [Возникают также при осуществлении процесса фильтрации и сушки гуминовых кислот. Отсюда вытекает необходимость поисков путей интенсификации процесса 1в целом и в первую очередь его первой стадии - извлечения гуминовых кислот из исходного сырья в виде растворимых гуматов.

Одним "из факторов, позволяющих интенсифицировать данный процесс, является температура. Известно, что нагрев торфощелочной суспензии до температуры 80-100°С позволяет значительно увеличить скорость образования и растворения гуматов. Наши опыты показали , что если при извлечении на холоду в течение 30 мин. выход гуминовых кислот из торфа составляет всего 5,73%, то уже при 50°С он равен 12,74%, а при кипячении смеси -29,72% за тот же самый промежуток времени.

Значительный интерес представляет так называемый диспергацион-ный метод извлечения гуминовых кислот, основанный на тонком измельчении исходного сырья в щелочной среде. По данным Г. М. Волкова , этот прием обеспечивает повышение выхода продукта и уменьшение продолжительности процесса, позволяя производить извлечение на холоду.

Большие перспективы может иметь ультразвуковой способ получения гуматов, позволяющий значительно интенсифицировать данный процесс. А. П. Гришин и В. Ю. Зорин показали, что под действием ультразвукового поля процесс извлечения гуминовых кислот из бурого угля в щелочной среде ускоряется примерно в 20 раз.

В проблемной лаборатории торфа ТПИ проведены исследования по выяснению возможностей диспергационного и ультразвукового способов интенсификации процесса, применительно к торфу. Изучено влияние типа, расхода и концентраций щелочного реагента, температуры процесса и интенсивности перемешивания торфо-щелочной смеси на скорость извлечения гуминовых кислот., Кроме того, были испытаны способы разделения торфо-гуматной суспензии - отстаивание, фильтрование, центрифугирование, действие полиакриламида (как флокулянта) .

На основании обсуждения полученных нами результатов, а также данных анализа работы действующих предприятий и литературных данных были сделаны следующие выводы:

1. Механическое диспергирование торфа в щелочной среде позволяет значительно интенсифицировать процесс извлечения гуминовых кислот из торфа и может быть положено в основу разрабатываемого технологического процесса в сочетании с последующим нагревом тонкодисперсной торфо-щелочной суспензии до температуры 80-100°С. Это позволит сократить продолжительность процесса обработки торфа щелочным раствором до 30-60 минут и проводить извлечение при меньшем расходе щелочи, т. е. при соотношении торф: щелочной раствор, равном 1: 10, по сравнению с 1: 100, являющемся оптимальным при извлечении обычным методом.

2. В качестве реагентов могут быть использованы растворы едкого натра или соды, последняя значительно дешевле и ее использование более экономично.

3. Для отделения раствора гумата от торфяного остатка целесообразно использовать центрифугу отстойного типа.

4. В случае применения в качестве реагента едкого натра может быть рекомендовано его двухкратное использование: первый раз-в виде

чистого раствора, во второй - в виде щелочного гумата, полученного при первом извлечении.

5. Интенсификация процесса извлечения гуминовых кислот путем сочетаний тонкого диспергирования торфа в щелочной среде с последующим нагревом см^си до температуры кипения при интенсивном перемешивании дает основание для разработки непрерывной технологической схемы производства гуматов, а также (при необходимости) и гуминовых кислот.

6. Целесообразно сооружение крупной установки для производства твердого гумата или концентрированного раствора, предназначенного для централизованного снабжения различных потребителей (сельского хозяйства, мебельной промышленности, нефтяных промыслов). Концентрирование раствора легко осуществить путем выпаривания.

Рис. 1. Технологическая схема получения гуматов натрия: 1-бункер -для сырья, 2 - элеватор, 3 - промежуточный бункер, 4 - молотковая дробилка, 5 - шнек-смее-титель 6 - емкость для раствора, 7 - собрник, 8 - механический диспергатор, 9 - реактор, 10 - осадительная центрифуга, 11 - выпарной аппарат, 12 - поверхностный конденсатор, 13 - вакуумнасос, 14 - сборник гуматов, 15-насос, 16 -

Приведенные выводы положены в основу разработки непрерывного варианта технологической схемы процесса получения гуматов на базе торфа Таганского месторождения Томской области. Производительность установки определялась ориентировочно, исходя из потребности в гум"а-тах основных районов области с развитым овощеводством, поскольку именно под овощные культуры применение гуминовых удобрений наиболее эффективно.

В качестве реагента использован 2%пный раствор кальцинированной соды. Несмотря на меньшую активность, сода обеспечивает достаточную степень извлечения гуминовых кислот при сочетании тонкого 160

диспергирования торфа в щелочной среде с последующим нагревом смеси до 80-100°С в течение 0,5-1,0 часа при интенсивном ее перемешивании. Отношение (веса торфа к объему раствора соды составляет 1: 10.

Для разделения торфо-щелочной суспензии применяется отстойная центрифуга 2НОГШ-300 (7).

Технологическая схема процесса приведена на рис. 1.

Воздушно-сухой торф в виде крошки подается из бункера (1) ковшевым элеватором (2) через промежуточный бункер (3) в молотковую дробилку (4), где происходит его измельчение до размера кусочков не более 1-2 мм. Измельченный торф смешивается в шнеке-смесителе (5) с раствором соды, подаваемым из емкости (6). Затем торфо-щелочная смесь поступает в механический диспергатор (8), оттуда она подается в реактор (9). В реакторе происходит окончательное извлечение гумино-вых кислот при нагреве и перемешивании суспензии острым паром, поступающим через эжектор. Непрореагировавший торф отделяется от раствора гумата в центрифуге отстойного типа (10). Последняя имеет два шнека, что дает возможность проводить промывку осадка с отдельным отводом промывных вод, которые (с целью уменьшения потерь гуматов) подаются в емкость (7) для приготовления содового раствора.

Промытый осадок идет в отвал, а слабый раствор гуматов (2,0%-ный) упаривается в выпарном аппарате (11) до концентрации 15% и поступает в сборник (14).

Вторичный пар из выпарного аппарата конденсируется в поверхностном конденсаторе (12). Горячий конденсат может быть использован для промывки осадка:на центрифуге. Разрежение в системе создается вакуум-насосом (13).

Как показал ^экономический расчет, полная себестоимость гуматов составила 465 руб. за тонну.. Высокая стоимость продукции объясняется малой производительностью установки, так как большая часть затрат (около 60%) приходится на зарплату и эксплуатационные расходы. Эти "затраты могут быть уменьшены за счет строительства более крупных установок.

Экономический эффект от применения гуматов натрия составил в среднем 8-10 руб. на каждый гектар посевов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Сб. «Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения», ч. I, Сельхозич-дат УССР, Киев, 1957.

2. Сб. «Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения», ч. II. Сельхоз-лздат УССР. Киев. 1962.

3. Г. М. Волков. О технологий производства гуминовых кислот. Труды ИГИ АН СССР, т. XII, 65-76. 1961.

4. А. П. Гришин, .В. Ю. Зорин Ультразвуковой способ выделения гуминовых веществ, Труды Грозненского нефтяного института, Сб. 25, № 3, 59-62. 1961.

5. Н. М. Смольянинова, А. Н. Москальчук. Исследование процесса получения гуминовых кислот из торфа. Изв. ТПИ. В печати.

6. Разработка технологии получения гуминовых кислот на основе торфа. Отчет п теме 162/63. Томск. 1965.

7. Центрифуги. Каталог-справочник. Машгиз, 1955.

1

В статье показано, что уникальное экономико-географическое, транспортное и геополитическое положение Дальневосточного федерального округа является прямой предпосылкой к осуществлению его прорывного социально-экономического развития. С целью решения проблем региона и его развития Правительством Российской Федерации принята Федеральная целевая программа «Экономическое и социальное развитие Дальнего Востока и Байкальского региона на период до 2025 г.», создаются территории опережающего социально-экономического развития, для закрепления трудовых ресурсов действует программа «дальневосточный гектар», в рамках которой производится бесплатное предоставление земельных участков для ведения сельского, лесного и охотничьего хозяйства или любого другого вида бизнеса. Поэтому существует необходимость заблаговременно обезопасить регион от экологических проблем, в частности проблем с деградацией и загрязнением почв. Один из способов восстановления плодородия почв и ее детоксикации – внесение в почву гуминовых веществ, которые с успехом могут быть извлечены из торфов, бурых углей, сапропелей. В Институте горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН разработан способ получения гуминовых веществ из бурых углей и торфа, разработана, изготовлена и испытана опытно-промышленная установка для производства жидких и сухих гуматов. Гуматы, полученные по методу ИГДС СО РАН, полностью растворяются в воде (т.е. относятся к категории «безбалластных»), что является наиболее предпочтительным видом искусственно полученных гуминовых веществ для восстановления почв. Авторами отмечается необходимость создания в этом направлении методических и организационных основ агроэкологического восстановления плодородия, составления прогнозов эволюции почв как при антропогенных воздействиях, так и для агротехнических мероприятий.

детоксикация

восстановление плодородия

бурый уголь

гуминовые вещества

«безбалластные» гуматы

1. Экономическое и социальное развитие Дальнего Востока и Байкальского региона на период до 2025 г.: федер. целевая программа [Электронный ресурс]. URL: https://urexpert.online/wp-content/uploads/2017/03/DVBR2025.pdf (дата обращения: 16.11.17).

2. Гаврилов В.Л. Оценка состояния открытой разработки угольных месторождений Центральной и Северной Якутии / В.Л. Гаврилов, С.А. Ермаков, Д.В. Хосоев // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2010. – № 11. – С. 29–36.

3. Москаленко Т.В. Получение водоугольных суспензий из каменного угля Южно-Якутского угольного бассейна / Т.В. Москаленко, В.А. Михеев, Е.В. Часовенко // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. – 2014. – № 4. – С. 113–120.

4. Чебан А.Ю. Техника и технологии разработки угольных разрезов Приамурья и перспективы их развития / А.Ю. Чебан, Н.П. Хрунина // Маркшейдерия и недропользование. – 2015. – № 1. – С. 19–21.

5. Перспективы развития дальневосточного региона и экологические аспекты ведения горных работ / А.Ю. Чебан [и др.] // Системы. Методы. Технологии. – 2015. – № 3 (27). – С. 156–161.

6. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и её окружения / В.И. Вернадский. – М.: Наука, 1965. – 374 с.

7. Орлов Д.С. Химия почв / Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, Н.И. Суханова. – М: Высшая школа, 2005. – 560 с.

8. Пат. 2174529 Российская Федерация, МКИ С 10 G 1/04, C 05 F 11/2. Способ получения гуминовых веществ / Новопашин М.Д., Бычев М.И., Михеев В.А., Петрова Г.И., Москаленко Т.В.; заявитель и патентообладатель Ин-т горного дела Севера СО РАН. – № 99122182/04; заявл. 22.10.99; опубл. 10.10.2001, Бюл. № 28. – 6 с.

9. Москаленко Т.В. Бурые угли республики Саха (Якутия) как сырье для получения гуминовых веществ / Т.В. Москаленко, В.А. Михеев // Разведка и охрана недр. – 2015. – № 3. – С. 24–27.

Дальневосточный федеральный округ (ДВФО) является наибольшим в России по величине территории и обладает уникальным экономико-географическим, транспортным и геополитическим положением по отношению к странам Азиатско-Тихоокеанского региона, численность населения которых составляет почти половину общемировой. ДВФО располагает целым рядом благоприятных факторов для дальнейшего социально-экономического развития. Наиболее значимыми из них являются: уникальный природно-ресурсный потенциал не только на суше, но и на море; наличие железных дорог (Транссиб и БАМ); приграничное положение; незамерзающие морские порты на юге; благоприятные условия для развития сельского хозяйства на юге. С другой стороны, экстремальные природно-климатические условия, слабая освоенность и труднодоступность территории, повышенная сейсмичность являются неблагоприятными природными факторами. К этому можно добавить удаленность территории от промышленно развитых районов страны, недостаточное развитие автодорожной сети, нестабильность и, следовательно, постоянный отток населения. Сложившаяся структура экономики региона имеет четко выраженную сырьевую направленность, что также сдерживает развитие Дальнего Востока.

С целью решения проблем региона и его развития Правительством Российской Федерации принята Федеральная целевая программа «Экономическое и социальное развитие Дальнего Востока и Байкальского региона на период до 2025 г.» , в рамках которой планируется создать современные комплексы инженерной и транспортной инфраструктуры, ведущие к поступательному развитию территорий. Инвестиционные проекты с привлечением внебюджетных средств ориентированы на освоение и развитие минерально-сырьевой базы макрорегиона, включая горнодобывающую отрасль и топливно-энергетический комплекс, а также модернизацию и строительство перерабатывающих производств. Планируется освоение крупных месторождений угля, железной руды, строительных материалов . Создание перерабатывающих производств в рамках Федеральной целевой программы (например, Восточного нефтехимического комплекса и Находкинского завода минеральных удобрений в Приморском крае, Гаринского горно-обогатительного комбината в Амурской области и др.) влечет за собой увеличение нагрузки на экологическую ситуацию в регионе .

Инструментом развития Дальневосточного федерального округа, ориентированным на глобальную конкурентоспособность, должны стать создаваемые территории опережающего социально-экономического развития (ТОРы), при работе в которых резидентам предоставляются масштабные налоговые льготы. В части привлечения и закрепления трудовых ресурсов на Дальнем Востоке действует программа «дальневосточный гектар», в рамках которой производится бесплатное предоставление земельных участков. Участок разрешается использовать для строительства частного дома, а землю - для ведения сельского, лесного и охотничьего хозяйства или любого другого вида бизнеса.

В связи с этим в регионе возрастает угроза глобального экологического кризиса, вследствие деградации почв. Нарушение почвенного слоя возникает не только в результате водной и ветровой эрозии, но и при загрязнении почв отходами добычи полезных ископаемых (различных руд, строительных материалов, нефти, газа) и создании дополнительных полигонов захоронения промышленных и бытовых отходов. Особое внимание следует уделить тяжелым металлам, а также радиоактивным элементам и ядохимикатам, применяемым в сельском хозяйстве.

Роль почвы в истории земной коры отнюдь не соответствует тонкому слою, какой она образует на её поверхности. Но она вполне отвечает той огромной активной энергии, которая собрана в живом веществе почвы . Почва является главной составляющей биосферы и выполняет основные функции. Прежде всего, это биотический круговорот веществ: биомасса суши неразрывно связана с почвенным покровом.

Чтобы улучшить физические свойства почвы, применяются удобрения, но необходимо помнить, что немаловажное значение имеет количество гумуса в почве, так как благодаря ему растения получают все нужные полезные вещества. Гуминовые вещества имеют прямое или косвенное влияние на растения. Благодаря их косвенному влиянию происходит активизация микрофлоры, улучшение водно-физических свойств почвы, повышение эффективности использования минеральных удобрений, а также влияние на миграцию питательных элементов. Немаловажным аспектом является связывание токсических реагентов (тяжелых металлов, пестицидов, гербицидов и др.). Прямое воздействие заключается в разносторонней регулятивной функции процессов роста и развития растений.

Природные органические соединения - гуминовые кислоты образуются в процессе гумификации продуктов животного, растительного и микробного происхождения. Основная их часть устойчива к биохимическому расщеплению, поэтому они накапливаются в почве, а также входят в состав торфов, бурых углей, сапропелей. Из этих источников они могут быть выделены растворами щелочей в виде растворимых солей - гуматов.

Большим количеством натурных испытаний показано, что гуминовые кислоты, выделенные из углей и торфов, обладают всеми качествами нативных почвенных гуминовых кислот. Извлечение этих кислот из разных видов сырья основано на их способности растворяться в щелочных растворах калия и натрия. Производные такого растворения - гуматы (соли гуминовых кислот) хорошо растворимы в воде, обладают физиологически активными свойствами.

Результаты исследования и их обсуждение

Действие гуматов в большей степени является регуляторным, в меньшей - удобряющим, поэтому исследователи не относят их напрямую ни к растительным гормонам, ни к удобрениям. Исследования особенностей этих веществ и оказываемого ими воздействия продолжаются. В данный момент гуматы принято считать совершенно новыми агрохимическими средствами, которые оказывают благотворное воздействие на все типы растений.

Подделок на рынке среди гуматов немного, так как изготовление поддельной продукции обходится намного дороже, чем производство по правильной технологии, но гуминовые препараты, поступающие на рынок от различных производителей, существенно различаются по своим свойствам в зависимости от вида сырья, способа производства препарата и формы готового продукта.

Гуминовые вещества из твердых горючих ископаемых выделяют двумя способами: первый, классический метод, при котором проводят щелочную экстракцию гидроксидами калия или натрия, второй, альтернативный способ, предполагает механическое измельчение бурого угля с твердой щелочью. Остальные существующие способы являются вариациями этих двух и направлены на снижение недостатков каждого из них. Основной недостаток классического способа - это низкий выход гуминовых веществ, сопоставимый с выходом свободных гуминовых кислот из исходного сырья. Альтернативный метод приводит к получению так называемых «балластных» гуматов недостатком которых является высокое содержание нерастворимого остатка. Введение в технологический процесс физических методов воздействия на уголь, температурной экстракции и фильтрации полученного раствора приводит к удорожанию их производства, но позволяет получить «безбалластные» гуматы с высоким выходом.

Гуминовые вещества включают в себя следующие составляющие:

Растворимые только в щелочных растворах гуминовые кислоты;

Растворимые в воде, щелочных и кислых растворах фульвокислоты (они выделяются после отделения гуминовых кислот осаждением и составляют полученный фильтрат);

Извлекаемые из сырого остатка (геля) гуминовых кислот этиловым спиртом гиматомелановые кислоты;

Органическое вещество, которое практически нерастворимо и не извлекается - гумин.

Таким образом, гуминовые вещества являются составными и кроме вышеперечисленных составляющих еще включают в свой состав микроэлементы.

Об этих группах гуминовых кислот обычно говорят во множественном числе (например, гуминовые кислоты), поскольку их состав и свойства меняются в зависимости от источника гуминовых веществ. Исследованиями доказано, что даже в препаратах, полученных из одного источника (одного типа почв, торфа, угля), гуминовые вещества неоднородны, полидисперсны и представлены большим набором сходных по строению, но неидентичных молекул .

«Безбалластные» гуматы, то есть полностью растворимые в воде, чаще называют препаратами или стимуляторами роста, а «балластные» гуматы, то есть гуматы, содержащие нерастворимый осадок в том или ином количестве, чаще называют удобрениями. Эта градация обуславливает различные способы их применения и вносимые в почву дозировки.

Для искусственного получения гуминовых кислот используются соли калия или натрия, а в некоторых случаях допускается применение солей аммония, в связи с этим искусственно полученные гуматы принято разделять на виды в зависимости от типа применяемой для извлечения щелочи. Чаще всего для производства используются соли калия или натрия, но в некоторых случаях допускается и применение солей аммония. Самым распространенным считается гумат калия. Он обладает оптимальной кислотностью, нейтрален по химической реакции, а дополнительное обогащение микроэлементами позволяет использовать его не только для обработки посадочного материала, но и для подкормки и стимуляции роста всходов. Гумат натрия имеет меньшую область применения, поскольку обладает более высоким значением рН (до 10 единиц), и его применение на щелочных грунтах противопоказано. Но все виды искусственно полученных гуминовых веществ обладают способностью повышать устойчивость растений к болезням, заморозкам, засухе и другим неблагоприятным условиям.

В сельском хозяйстве гуматы принято в настоящее время использовать несколькими способами: во-первых, растворы «безбалластных» гуматов применяют для предпосевной обработки семян, во-вторых, в период роста и плодоношения - для подкормки слабыми растворами. Для детоксикации почвы предпочтительнее использовать сухие «безбалластные» виды гуминовых веществ. Поскольку исследования в области получения гуминовых веществ и создания гуминовых препаратов продолжаются, сфера их применения постоянно расширяется. В частности, была доказана эффективность этих средств при обработке бедных тепличных грунтов.

В Институте горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН разработан способ получения гуминовых веществ из бурых углей . В соответствии с этой технологией бурый уголь перемешивается со щелочью и подвергается термообработке с последующей экстракцией гуминовых веществ водой. На основе этого способа разработана, изготовлена и испытана опытно-промышленная установка для производства жидких гуматов. Для получения сухих гуматов в технологическую схему добавляется блок сушки. Продуктом такой переработки являются «безбалластные» физиологически активные гуматы калия или натрия.

В настоящее время сырьем для производства гуматов является бурый уголь Ленского угольного бассейна. Применение в качестве сырья торфа (Нерюнгринский район, Республика Саха (Якутия)) так же показало высокие результаты как по эффективности процесса извлечения, так и по качественным характеристикам получаемого продукта. Испытания установки в опытно-промышленных условиях показали ее высокую эффективность с технологической точки зрения и хорошую физиологическую активность в аспекте последующего применения .

По результатам этих испытаний достигнуты следующие показатели:

Выход жидких гуматов из бурых углей Кангаласского месторождения составил 50-56 % (при выходе свободных гуминовых кислот 17,9 %), из бурых углей Кировского месторождения составил 70-77 % и в 4 раза превысил выход свободных гуминовых кислот из этого угля (18,2 %), из торфа составил 54-61 % (при выходе свободных гуминовых кислот 25,4 %);

Выход сухих гуматов из бурых углей Кангаласского месторождения составил более 80 %, из бурых углей Кировского месторождения - 78-86 % и из торфа - более 61-73 %.

В практике применения гуминовых веществ большое значение имеет правильность приготовления растворов для полива и опрыскивания растений. При разведении растворов в качестве основного вещества из всех входящих в состав гумата органических веществ принимают гуминовые кислоты. Современные рекомендации по применению данного класса препаратов рассматривают как наиболее эффективные следующие концентрации гуминовых веществ по цели применения:

Предпосевное замачивание семян предусматривает применение рабочих растворов концентрацией от 0,01 до 0,08 % по основному веществу, замачивание семян проводят от 2-3 часов до 1-2 суток;

Некорневая подкормка в период вегетации проводится рабочими растворами концентрацией по основному веществу от 0,001 до 0,008 %, некорневая подкормка в период вегетации производится 2-3 раза за сезон;

Корневая подкормка также проводится рабочими растворами концентрацией по основному веществу от 0,001 до 0,008 % до 3-4 раз за сезон с периодичностью 1 раз в 14-15 дней, начиная от появления всходов или после высадки рассады;

Восстановление почв (рекультивацию) рекомендуется проводить рабочими растворами с концентрацией от 0,1 до 0,2 % по основному веществу, при этом гумат вносится или непосредственно в почву, или им обрабатывают солому с последующей ее заделкой в почву. При этом кроме восстановления плодородия так же происходит и процесс связывания вредных веществ в почве и их перевод в не усваиваемую растениями форму.

Гуматы, полученные по методу ИГДС СО РАН, полностью растворяются в воде (т.е. относятся к категории «безбалластных»), концентрация в производимом продукте гуминовых кислот (так называемого основного вещества) в растворе при растворении 1 г сухих гуматов в 1 л воды для различных образцов изменяется от 0,16 до 0,29 г/л при рН 8,2-9,2. Разведение до рабочих концентраций снижает рН до 7-7,2.

Из угля в получаемые гуминовые удобрения переходят микроэлементы, столь необходимые для питания растений. Бурый уголь (сырье) и полученные из него гуминовые препараты были проверены на содержание 30 металлов, в том числе тяжелых. В результате установлено, что содержание «малых» элементов в угле и полученных из них гуминовых препаратах не превышает средних фоновых значений, характерных для углей бассейнов бывшего СССР, т.е. применение гуминовых препаратов в качестве удобрений является экологически безопасным.

Определение биологической активности по ГОСТ Р 54221-2010 показало следующие результаты: прирост корня - 20-66 %; прирост стебля - 70-85 %; прирост массы - 59-71 % (рисунок).

Изменение параметров растений при их проращивании под действием гуматов, полученных по методу ИГДС СО РАН из углей Республики Саха (Якутия), по сравнению с контрольным опытом (водный раствор без гумата): а - длина корня, мм; б - длина стебля, мм; в - масса проростков, г

Было проведено сравнительное тестирование на биологическую активность по проращиванию семян огурцов, рапса, пшеницы в растворе гуматов, полученных по технологии ИГДС, и в растворах гуматов сторонних производителей. Исследование показало, что биологическая активность гуматов, полученных по технологии ИГДС СО РАН, значительно превышает соответствующие показатели прироста длины корня, длины стебля и массы растений, проросших в растворах образцов гуматов сторонних производителей, некоторые из которых даже вели к угнетению роста проростков и снижению темпов набора их массы.

Заключение

Обобщая свойства гуминовых кислот и полученные результаты их тестирования, можно заключить, что «безбалластные» гуминовые вещества подходят для восстановления плодородия почв, в том числе и при комплексном эколого-экономическом подходе. Исследователями давно считается, что назрела необходимость для создания в этом направлении методических и организационных основ агроэкологического восстановления плодородия, составления прогнозов эволюции почв как при антропогенных воздействиях, так и для агротехнических мероприятий . А для ведения сельскохозяйственного производства на научной основе необходимо периодическое опробование и картирование почв на содержание в них гумуса. Это окажет влияние не только на обеспечение растений элементами питания, но и на интенсивность почвообразовательного процесса, что в общем будет способствовать устойчивому функционированию агросистем.

Библиографическая ссылка

Москаленко Т.В., Михеев В.А., Ворсина Е.В. ИСКУССТВЕННО ПОЛУЧЕННЫЕ ГУМИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОЧВ // Успехи современного естествознания. – 2018. – № 1. – С. 109-114;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36659 (дата обращения: 01.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

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

В состав препарата входит комплекс соединений гуминовых и фульвокислот с фосфором, калием, азотом и микроэлементами. В свою очередь все эти вещества оказывают положительное влияние на , и цветочные культуры.

Гумат натрия: описание и состав

Гумат натрия является солью гуминовой кислоты. В Древнем Египте это вещество применялось в качестве средства для . Тогда этот процесс происходил практически полностью без участия человека. Река Нил, выходя из своих берегов затапливала близлежащую почву, а после схода воды она покрывалась слоем плодородного ила.

На сегодняшний день для получения гумат натрия используются бурый уголь, отходы производства бумаги и спирта. Также гумат натрия как удобрение производится и органическим способом. Он является продуктом жизнедеятельности калифорнийских червей, хотя и обычные тоже способны вырабатывать это вещество.

Процесс образования гумат натрия довольно прост: беспозвоночные поглощают различные органические отходы, которые после переработки в кишечнике превращаются в удобрение.

Изначальная консистенция гумат натрия - это черный порошок, который можно растворить в воде. Но также бывает и жидкий гумат натрия. Стоит сказать, что гуминовые кислоты в сухом виде достаточно плохо усваиваются из-за их малой растворимости. Поэтому используя такой стимулятор роста растений, как гумат натрия желательно отдать предпочтение его применению в жидком состоянии.

Говоря о составе гумат натрия следует выделить основное действующие вещество - натриевые соли гуминовых кислот. Кислоты являются сложными веществами органического происхождения. В них содержатся более двадцати аминокислот, углеводы, белки и несколько дубильных веществ. Помимо этого, кислоты - источник воска, жиров и лигнина. Все это является остатками перегнившей органики.

Полезные свойства гумат натрия для растений

Проведение многочисленных исследований показало, что вещества, содержащиеся в удобрении гумат натрия, оказывают положительное влияние на . Гуматы содержат органические соли, которые активизируют снабжение растений всеми необходимыми микроэлементами. В свою очередь эти микроэлементы стимулируют развитие растений и повышают их иммунитет.

Также было отмечено, что гумат натрия снижает до 50% потребность растений в , а также на 15-20% увеличивает урожайность. Это органическое удобрение восстанавливает химические и физические свойства почвы, что в свою очередь повышает сопротивляемость растений к радионуклидам и нитратам.

Подкормка гуматом натрия обеспечивает:

• Увеличение количества биологически активных компонентов в растениях
• Лучшую приживаемость и всхожесть при обработке корней и перед посадкой
• Накопление витаминов и полезных веществ в овощах и
• Увеличение урожайности и ускорение сроков созревания

Знаете ли вы? Факт положительного влияния гумат натрия на развитие растений впервые был установлен в конце XIX века. После этого он нашел подтверждение во многих научных работах.

Как разводить гумат натрия, инструкция по применению для растений

Гумат натрия, применяемый для или других растений лучше всего усваивается ими через корни. Чтобы облегчить этот процесс необходимо подготовить специальный раствора для . Для его приготовления нужно взять одну столовую ложку гумата, который затем растворяется в десятилитровом ведре воды. Также необходимо упомянуть, что перед применением гумат натрия растение нужно постепенно приучить к такому удобрению.
Так, после пересадки растения, в период адаптации, в почву рекомендуется вылить 0,5 литров раствора. Затем в период, когда формируются и цветут бутоны, дозировку препарата нужно довести до одного литра.

Важно! Гумат натрия можно использовать для проведения детоксикации почвы. В таком случае дозировка составляет 50 грамм гумат натрия на каждые 10 квадратных метров почвы.

Для обработки семян

Гумат натрия для обработки семян применяется в пропорции 0,5 грамм на один литр воды. Для того, чтобы точно отмерять полграмма вещества, можно воспользоваться обычной чайной ложкой. Объем стандартной чайной ложки составляет 3 грамма. Исходя из этого полграмма - это 1/3 чайной ложки. Лучше запастись большим объемом вещества, для этого вам нужно развести 1 грамм гумата в двух литрах воды. Чтобы приготовить такой состав можно взять обычную , а потом при необходимости брать из нее раствор для обработки семян.
Гумат натрия становится жидким, а инструкция по применению такого удобрения гумат натрия достаточно проста: семена замачиваются в пполученном растворе на двое суток (семена огурцов и цветов – на сутки). После этого останется только хорошо их просушить.

Знаете ли вы? Для обработки одного гектара земли нужно всего 200 миллилитров гумат натрия.

Для поливов

Зачастую раствор гумат натрия используется на начальном периоде , интервал применения составляет 10-14 дней. В начале доза на одно растение составляет 0,5 литров, после этого она доводится до одного литра. Рекомендуется поливать высаженную гуматом сразу же после посадки или спустя несколько дней. Второй полив проводится в период бутонизации, а третий - во время цветения.

Для приготовления раствора нужно взять одну столовую ложку гумат натрия и растворить его в 10-ти литрах теплой воды. Лучше взять небольшой объем воды с температурой примерно +50˚С. В нее высыпается гумат и тщательно размешивается. Позже доливается оставшийся объем жидкости. Гумат натрия жидкий имеет ограниченный срок применения, который составляет один месяц. Все это время его нужно хранить в темном, прохладном месте.

Важно! Вливатьраствор гумата необходимо прямо под корень растения.

В качестве удобрения

В этом случае концентрация вещества должна быть несколько поменьше. В первую очередь гумат натрия применяется для внекорневой подкормки, то есть для опрыскивания. Такой способ имеет преимущество, поскольку в таком случае смачиваются листовые пластинки, а все полезные вещества впитываются на поверхности листа, и активно поступают в растение.

При этом значительно уменьшается расход раствора, поскольку вам не нужно переносить ведра по всему огороду. Особенно удобно использовать гумат натрия для опрыскивания помидор. Приготовление раствора для опрыскивания подразумевает разведение трех грамм гумата в 10-ти литрах воды.

Обработка грунта гуматом натрия

Раствор гумат натрия позволяет улучшить качество почвы, а также провести ее детоксикацию. Для этого нужно разбросать 50 грамм гумата на площади в 10 квадратных метров. Для удобства распределения вещества на данной площади его можно предварительно смешать с песком. После обработки почву нужно взрыхлить при помощи сапки или граблей.
Также если смешать гумат натрия с пеплом и песком, а затем разбросать этот порошок по снегу ранней весной, то вы подготовите грядку к последующему посеву. Снег начнет таять намного быстрее, а вам останется только накрыть это место пленкой и почва будет готова к посадке.