Органоминеральные удобрения на основе куриного помёта и шламовых фосфоритов Центральных Кызылкумов

Organic-mineral fertilizer based on cattle manure and slime phosphorite from Central Kyzylkum
Цитировать:
Органоминеральные удобрения на основе куриного помёта и шламовых фосфоритов Центральных Кызылкумов // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Темиров У.Ш. [и др.]. 2016. № 10 (31). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/3757 (дата обращения: 09.08.2020).
Прочитать статью:
Keywords: cattle manure, phosphorite slim, composting, phosphorus, calcium, humidity, humus substances, organic mineral ferti-lizer

АННОТАЦИЯ

В статье изучены процессы получения фосфорсодержаших органоминеральных удобрений путём компостирования куриного помёта с добавкой фосфоритного шлама, являющегося отходом процесса обогащения фосфоритов Центральных Кызылкумов при широких диапазонах массовых соотношений Помёт : Фосфорит (от 100 : 3 до 100 : 69). Определено влияние продолжительности выдержки компостов и количество птичьего помёта на увеличение усвояемого фосфора и кальция. Показано, что с увеличением продолжительности компостирования во всех соотношениях увеличиваются подвижные формы фосфора и кальция. С увеличением содержания фосфоритного шлама в компостах относительное содержание водорастворимых и усвояемых форм фосфора и кальция снижается. При весовом соотношении Помёт : Фосфорит 100 : 4 в период компостирования в течение 3 месяцев относительное содержание Р2О5усв. по тр. Б и в 2 %-ном растворе лимонной кислоте составляет 81,69 и 74,65, а при соотношении 100 : 19 относительное содержание Р2О5 усв. по тр. Б и в 2 %-ном растворе лимонной кислоте составляет 66,96 и 65,05 %. При изучаемых соотношениях куриный помёт : ФС после 3-х месячной выдержки получены фосфорсодержащие органоминеральные удобрения характеризующийся следующими показателями (вес. %): Р2О5общ. – 1,35-2,47; Р2О5усв. по трилону Б – 1,14-1,43; Р2О5усв. по лимонной кислоте – 1,03-1,26; СаОобщ. – 2,49-11,17; СаОусв. – 2,38-8,97.

ABSTRACT

In the article the phosphorus containing organic-mineral fertilizer by composting cattle manure with phosphorite slime is waste product of the enrichment process of phosphate thermal beneficiation of Central Kyzylkum with wide ranges of weight ratios Dung : Phosphorite (from 100 : 3 to 100 : 69) are studied. Addition effect of duration keep time of composts and amount of cattle manure on increasing acceptable phosphorus and calcium has been determined. It has been that with increasing composting duration time all ratios moving (acceptable) form of phosphorus and calcium are increased. With increasing amount of phosphorite slime in composts relative water-soluble and acceptable form of phosphorus and calcium are reduced. At that Dung: Phosphorite = 100:4 during the composting for 3 months relative Р2О5accep. on Trilon B and 2 %-solution of citric acid make 81,69 and 74,65, relative. In case 100 : 19 relative Р2О5 accep. on Trilon B and 2 %-solution of citric acid is 66,96 and 65,05 %. In studied ratio of cattle manure :PR after 3 months saving there were obtained the phosphorus containing organic-mineral fertilizer with content (wt, %): Р2О5tot.. 1,35-2,47; Р2О5accep. on Trilon B 1,14-1,43; Р2О5accep. on citric acid 1,03-1,26; СаОtot. 2,49-11,17; СаОaccep. 2,38-8,97.

 

Узбекистан является одной из стран, имеющих крупный аграрный сектор. В 2015 году в сельском хозяйстве республики собрано более 7 млн. 500 тыс. т зерна и свыше 3 млн. 350 тыс. т хлопка-сырца. Наряду с хлопком и зерном выращен богатый урожай других сельскохозяйственных культур. В частности, заготовлено 12 млн. 592 тыс. т овощей и картофеля, 1 млн. 850 тыс. т бахчевых культур, 1 млн. 556 тыс. т винограда и 2 млн. 731 тыс. т фруктов. При этом часть продукции экспортировалась.

Одна из проблем сельскохозяйственного производства связана с почвенным гумусом, являющегося основой плодородия любых почв. В почвах ежегодно происходит минерализация и потеря гумуса. Уменьшение содержания гумуса в почве на 1% приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур примерно на 5 центнеров зерновых единиц с гектара. Предотвратить потери гумуса и даже увеличить его содержание в почве можно путём совершенствования севооборотов и широким использованием органических удобрений. Лучшим органическим удобрением является навоз – отходы животноводческих ферм и птицеводства.

Проблема усугубляется ещё и тем, что остро ощущается дефицит фосфорных удобрений. В настоящее время три наших АО: «Аммофос-Максам», «Самаркандкимё» и «Кокандский суперфосфатный завод» производят в среднем 150 тыс. т фосфорных удобрений (в пересчете на 100% Р2О5), при потребности сельского хозяйства 525,3 тыс. т Р2О5. Основной проблемой, с которой сталкиваются производители фосфорных удобрений – это нехватка качественного фосфатного сырья. Основным фосфатным сырьем для производства фосфорных удобрений являются бедное, к тому же высококарбонатные фосфориты Центральных Кызылкумов. Чтобы получить качественные фосфорсодержащие удобрения из такого сырья Кызылкумский фосфоритовый комбинат осуществил многостадийное его обогащение: добыча, дробление, грохочение с получением рядовой фосмуки, отмывка от хлора, сушка и обжиг для удаления СО2. С 2014 года комбинат ежегодно выпускает 716 тыс. т мытого обожженного фосфоконцентрата с содержанием не менее 26% Р2О5. При этом добываемость фосфатной руды составляет 1 млн. 875 тыс. т фосфоритной руды при среднем содержании 17,12% Р2О5. Однако выпускаемый объем не хватает для обеспечения мощностей химических предприятий, производящих фосфорсодержащие удобрения. В то же время действующая схема термического обогащения является неэффективной. Так, повышение концентрации P2O5 в фосфоконцентрате (26%) по сравнению с его концентрацией в исходной руде (17%) происходят на фоне значительной потери P2O5 (134,77 тыс. т P2O5 или 42% от исходного Р2О5 в руде) с хвостами обогащения со статусом «Забалансовая руда». Из них 9,6% происходит при сухой сортировке на площадке рудоконтрольной станции, 28,3% при гидросортировке и 4,1% на стадиях сушки и обжига. Это соответственно минерализованная масса (12-14% P2O5), шламовый фосфорит (8-12% P2O5) и пылевидная фракция (18-20% P2O5). В этих отходах мы видим резерв для увеличения производства фосфорсодержащих удобрений. Традиционные методы переработки фосфатного сырья, такие как азотно-, соляно- и сернокислотные, для них не приемлемы. Как быть с такими отходными фосфоритами при нынешнем острейшем дефиците фосфорных удобрений?

Мировая практика свидетельствует о том, что некондиционное фосфатное сырье могут успешно вовлечены в сельскохозяйственное производство в виде компостов – смесей фосфоритов с органическими удобрениями. Органические удобрения повышают содержание гумуса в почве. При повышении содержания гумуса в пахотном горизонте от 1,5 до 5% коэффициент использования фосфора почвы увеличивается более чем в 10 раз. Органическое вещество оказывает влияние на доступность фосфора. В результате связывания железа и алюминия органическим веществом уменьшаются процессы осаждения нерастворимых фосфорных соединений. Повышается растворимость фосфатов кальция за счет высвобождаемых при разложении органического вещества органических кислот. При большом количестве органического вещества в почве или совместном внесении органических и минеральных удобрений количество доступного фосфора возрастает [1,2,4].

Ранее нами [5] были проведены исследования по получению органоминеральных удобрений на основе навоза крупного рогатого скота и шламовых фосфоритов Центральных Кызылкумов. Было показано, что при взаимодействии от 15 до 90 дней навоза крупного рогатого скота и шламовых фосфоритов обменная реакция, приводящая к изменению фазового состава продукта. Определены выход на органическую массу и относительное содержание Р2О5 усвояемое по тр. Б и в 2 %-ном растворе лим. к-ты продуктов. Так, при весовом соотношении навоз : фосфорит 100 : 3 в период компостирования потеря органических веществ в газовую фазу составляет 7,9 %, относительное содержание Р2О5усв. по тр. Б и в 2 %-ном растворе лим. к-ты составляет 81,58 и 72,22 %, а при соотношении 100 : 67 потеря органических веществ составляет 4,65 %, относительное содержание Р2О5усв. по тр. Б и в 2 %-ном растворе лим. к-ты составляет 53,62 и 41,81% соответственно.

В данном сообщении приводятся результаты лабораторных исследований по получению органоминеральных удобрений на основе куриного помёта и шламовых фосфоритов Центральных Кызылкумов.

Целью настоящей работы является определение компонентного состава органоминеральных удобрений получаемой путём компостирования куриного помёта с добавкой фосфоритного шлама в зависимости от массовых соотношений и продолжительности выдержки.

Для проведения лабораторных опытов по приготовлению органоминеральных удобрений в качестве исходных компонентов были взяты куриный помет следующего состава (масс.%): влага – 64,78; зола – 11,29; органические вещества – 23,93; гуминовые кислоты – 1,04; фульвокислоты – 7,27; водорастворимые органические вещества – 1,28; Р2О5 – 1,25; N – 0,95; К2О – 0,74; СаО – 1,55. Шламовый фосфорит состава (вес. %): 7,75 Р2О5; 41,03 СаО; 2,59 Al2O3; 1,58 Fe2O3; 0,15 MgO; 21,63 CO2. Компосты подготовили при весовых соотношениях помёт : фосфорит 100 : 3; 100 : 4; 100 : 8; 100 : 14; 100 : 19; 100 : 25; 100 : 37; 100 : 54 и 100 : 69.

В подготовленную смесь добавили воду исходя из расчета для достижения влажности 60-65 %. Полученные смеси помещали в банки емкостью 0,5 л. Условие приготовления компостов было близко к естественному условию: сверху смеси насыпали тонкий слой почвы. Затем банки помещались в термостат и выдерживались при 25°С в течение трех месяцев. Через каждые 15 дней образцы компостов анализировались на содержание Р2О5общ., Р2О5усв., СаОобщ. и СаОусв. по методикам [3]. Усвояемую форму Р2О5 определяли по растворимости как в 2 %-ной лимонной кислоте, так и в 0,2 М растворе трилона Б. Усвояемую форму СаО – только по лимонной кислоте.

Результаты экспериментов приведены в рисунках 1, 2 и таблицах 1-2. Из неё видно, что увеличение содержания фосфоритного шлама в компостах ведет к снижению относительной усвояемой формы фосфора. Так, при массовом соотношении навоз : ФС = 100 : 3 трёх месячной выдержке в компосте имеем: относительное содержание Р2О5усв. по тр. Б и в 2 %-ном растворе лимонной кислоте составляет соответственно 84,44 и 76,3 %, при 100 : 14 – 73,41 и 67,63 %, а при 100 : 54 – 59,83 и 52,99 % (рис. 1 и 2).

При изучаемых соотношениях куриный помёт : ФС после 3-х месячной выдержки получены фосфоритные компосты, характеризующимися следующими показателями (вес. %): Р2О5общ. – 1.35-2.47; Р2О5усв. по трилону Б – 1,14-1,43; Р2О5усв. по лимонной кислоте – 1,03-1,26; СаОобщ. – 2,49-11,17; СаОусв. – 2,38-8,97. Если, взять эти показатели в пересчете на сухую массу, то содержание питательных компонентов повышается в 2,5-4,0 раза (табл. 1 и 2).

Таким образом, полученные результаты показывают, что при компостировании куриного помёта со шламовым фосфоритом за счет взаимодействия органических кислот с фосфоритом увеличиваются подвижные формы фосфора и кальция.

Рисунок 1. Изменение усвояемой формы (2% лим.к-те.) фосфора компостов приготовленных на основе фосфоритных шламов Центральных Кызылкумов и ПП зависимости от времени выдержки

 

Рисунок 2. Изменение усвояемой формы Р2О5 (0,2м р-р Тр.Б)  фосфора компостов приготовленных на основе фосфоритных шламов Центральных Кызылкумов и ПП в зависимости от времени выдержки


Таблица 1.

Измерения усвояемой формы фосфора компостов приготовленных на основе куриного помёта и фосфоритных шламов Центральных Кызылкумов в зависимости от времени выдержки

Массовое соотношение навоза к фосфориту

Р2О5общ., %

Р2О5усв. (%) в образцах компостов, выдержанных в течение, сутки

15

30

45

60

75

90

по

тр. Б

по 2% лим.

к-те.

по

тр. Б

по 2% лим.

к-те.

По

тр. Б

по 2% лим.

к-те.

по

тр. Б

по 2% лим.

к-те.

по

тр. Б

по 2% лим.

к-те.

по

тр. Б

по 2% лим.

к-те.

100 : 3

1,35

0,60

0,48

0,76

0,64

0,92

0,80

1,05

0,92

1,12

0,99

1,14

1,03

100 : 4

1,42

0,61

0,49

0,77

0,66

0,93

0,81

1,06

0,93

1,13

1,01

1,16

1,06

100 : 8

1,55

0,62

0,51

0,78

0,67

0,96

0,82

1,08

0,95

1,17

1,04

1,22

1,10

100 : 14

1,73

0,63

0,53

0,81

0,71

0,98

0,87

1,12

1,02

1,21

1,11

1,27

1,17

100 : 19

1,86

0,64

0,55

0,82

0,74

1,01

0,90

1,15

1,04

1,25

1,15

1,30

1,21

100 : 25

1,98

0,65

0,56

0,83

0,75

1,03

0,92

1,16

1,05

1,27

1,16

1,32

1,22

100 : 37

2,16

0,66

0,58

0,84

0,76

1,04

0,93

1,19

1,07

1,30

1,18

1,37

1,24

100 : 54

2,34

0,67

0,60

0,85

0,78

1,06

0,93

1,21

1,07

1,34

1,17

1,40

1,24

100 : 69

2,47

0,68

0,61

0,87

0,78

1,09

0,95

1,25

1,09

1,36

1,19

1,43

1,26

 

Таблица 2.

Измерения усвояемой формы кальция компостов приготовленных на основе куриного помёта и фосфоритных шламов Центральных Кызылкумов в зависимости от времени выдержки

Массовое соотношение навоза к фосфориту

CaOобщ. ,

%

CaOусв. по 2% лим.к-те. (%) в образцах компостов, выдержанных в течение, сутки

CaOусв. / CaOобщ. по лимонный кислоте, %

15

30

45

60

75

90

15

30

45

60

75

90

100 : 3

2,49

1,86

2,02

2,17

2,28

2,36

2,38

74,70

81,12

87,15

91,57

94,78

95,58

100 : 4

2,98

2,20

2,40

2,54

2,69

2,77

2,82

73,83

80,54

85,23

90,27

92,95

94,63

100 : 8

3,95

2,84

3,11

3,33

3,49

3,60

3,65

71,90

78,73

84,30

88,35

91,14

92,41

100 : 14

5,39

3,79

4,16

4,46

4,66

4,80

4,85

70,32

77,18

82,75

86,46

89,05

89,98

100 : 19

6,35

4,44

4,79

5,10

5,38

5,53

5,61

69,92

75,43

80,31

84,72

87,09

88,35

100 : 25

7,32

5,03

5,44

5,76

6,05

6,27

6,33

68,72

74,32

78,69

82,65

85,66

86,48

100 : 37

8,76

5,96

6,37

6,69

7,05

7,24

7,33

68,04

72,72

76,37

80,48

82,65

83,68

100 : 54

10,20

6,77

7,16

7,61

8,00

8,18

8,30

66,37

70,20

74,61

78,43

80,20

81,37

100 : 69

11,17

7,27

7,70

8,11

8,54

8,78

8,97

65,09

68,93

72,61

76,45

78,60

80,30


Список литературы:

1. Коровкин М.А. Органоминеральные удобрения (смеси с фосфоритной мукой). М.: Знание, 1954, 24с.
2. Мамченков И.П. Компосты, их приготовление и применение. М.: Сельхозиздат, 1962, 80с.
3. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов / М.М.Винник, Л.М.Ербанова, П.М.Зайцев и др.-М.:Химия.-1975.-218с.
4. Сдобникова О.В. Фосфорные удобрения и урожай. М.: Агропромиздат, 1985. 111с.
5. Темиров У.Ш., Реймов А.М., Намазов Ш.С., Усанбаев Н.Х. Гумификация органических веществ навоза при компостировании их с некондиционными фосфоритами. Universum: Технические науки : электрон. Научн. Журн. – Москва, 2016. № 8 (29) – С. 43-47.


References:

1. Korovkin M.A. Organic mineral fertilizers. Moscow, Znanie Publ., 1954. pp. 11-12 (In Russian).
2. Mamchenkov I.P. Composts, preparation and application. Leningrad: Sel'khozizdat Publ., 1962. pp. 80 (In Rus-sian).
3. Vinnik М.М., Erbanova L.М., Zaysev P.М. Methods of phosphate raw analysis, phosphoric and complex fertiliz-ers, feed phosphates. Moscow, Khimiia Publ., 1975. 218 p. (In Russian).
4. Sdobnikova O.V. Phosphorus fertilizer and crop. Moscow, Agropromizdat Publ., 1985. 111 p. (In Russian).
5. Temirov U.Sh., Reymov A.M., Namazov Sh.S., Usanbaev N.X. Humification of dung organic substances in com-posting them with unconditioned phosphorites. Universum: Technical sciences: electron. Scientific journal. Mos-cow, 2016. № 8 (29). pp. 43-47. (In Russian).


Информация об авторах

Зам. директора по науке, доктор технических наук, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, 100170, Узбекистан, Ташкент, ул. Мирзо Улугбек, 77-а

Deputy on science, doctor of science of the Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Tashkent, Mirzo Ulugbek St., 77-a;

Заведующий лабораторией «Фосфорных удобрений», доктор технических наук, профессор, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан. 100170, г. Ташкент, Узбекистан, ул. Мирзо Улугбека, 77-а.

Head of «Phosphate fertilizers» laboratory, Doctor of science, professor Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Tashkent, Mirzo Ulugbek str., 77-a

старший научный сотрудник-соискатель, Институт общей и неорганической химии АН РУз, 100170, Узбекистан, Ташкент, ул. Мирзо Улугбек, 77-а

старший научный сотрудник-соискатель, Институт общей и неорганической химии АН РУз, 100170, Узбекистан, Ташкент, ул. Мирзо Улугбек, 77-а

Senior research Scientist - Applicant, Institute of general and inorganic chemistry AN RUZ, 100170, Uzbekistan, Tashkent, Mirzo Ulugbek St., 77-a;

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top