Старт в науке. Современные проблемы науки и образования Гумат натрия в пищевой промышленности

(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

В статье проведён анализ способов выделения из угля, или из низинного торфа биологически активных препаратов, в частности гуминовых препаратов. Анализировались способы извлечения гуминовых препаратов, описанные в литературе: физические, химические, микробиологические, биохимические, которые базируются на различном воздействии на органическое вещество. В качестве исходного опытного образца был взят низинный торф из месторождения «Горелище» Пензенской области. Показано, что из известных и исследованных способов воздействия на органическое вещество низинного торфа с целью получения биологически активных гуминовых препаратов предпочтение следует отдать способу, основанному на применения растворов едкого натрия и водного аммиака, обеспечивающие достижение выхода гуминовых кислот на уровне 80-85% от содержания общих гуминовых кислот, получившего название аммонизация торфа водным аммиаком с одновременным окислением извлекаемых из торфа органических веществ перекисью водорода.

стимуляторы роста растений

гуминовые кислоты

1. Отчёт о выполнении НИОКР по теме: "Исследование и разработка способов извлечения гумитоновых препаратов из торфа, разработка стимулятора роста растений Гумостим" (контракт №10203р/17354 от 28.04.2012) (заключительный)/ Донькин А. Е., Касимова Л. В., Роганов В.Р. и др. – ООО «ИнноТорф» ФГАНУ «ЦИТиС»№01201262318, Пенза, 2013.

2. Патент 2213452 РФ, МКИ 7 AOI N 65/00. Способ получения стимулятора роста растений /Л.В.Касимова. – Опубл. 10.10.03.

3. Применение гумата натрия в качестве стимулятора роста /Л.А.Христева, В.А.Реутов, Н.В.Лукьяненко и др. – //Гуминовые удобрения. Технология и практика их применения. – Днепропетровск,1973. – Т.4.

4. Христева Л.А. О природе действия физиологически активных форм гуминовых кислот и других стимуляторов роста растений //Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. – Киев: Урожай, 1968. – С.13-27/

5. Ярчук И.И. Данные к технологии получения гуматов натрия для удобрений из различных каустоболитов //Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. – Киев: ГИСХ УССР, 1962. – Т.2. – С. 513.

В настоящее время растёт интерес к торфу как источнику ценного сырья. Известные попытки использовать торф непосредственно как удобрение в виде торфяных горшочков не нашли широкого применения из-за невысокого эффекта. Более эффективно перерабатывать торф и полученные продукты использовать в сельском хозяйстве. Одним из таких направлений является получение гуминовых кислот и создания на их основе эффективных удобрений -- стимуляторов роста растений .

Анализ способов извлечения гуминовых кислот из торфов показал, что существуют различные способы получения биологически активных веществ из торфа, угля и другого природного органического вещества: физические, химические, микробиологические, биохимические, которые базируются на различном воздействии на органическое вещество, его гуминовый комплекс. Наиболее широкое использование для извлечения биологически активных веществ нашло применение водных растворов щелочей .

Из торфа получены такие стимуляторы роста растений как гумат натрия (Днепропетровск), оксидат (оксидат торфа, Минск), гидрогумат (Минск), оксигумат (Минск), нитрогуминовый стимулятор (Калинин), Гумостим (Томск). Все эти гуминовые препараты нашли широкое применение в растениеводстве и животноводстве.

Исследования по литературным источникам показали, что для максимального извлечения гуминовых кислот торф обрабатывают щелочным раствором пирофосфата натрия с последующим неоднократным действием на остаток торфа 1н раствора едкого натрия при нагревании . Особенностью этого процесса является использование:

1) высокой концентрации раствора щелочного раствора пирофосфата натрия (4,5% пирофосфата и 0,4% едкого натрия);

2) высокой концентрации раствора едкого натрия (4%);

3) широкого гидромодуля (1-2 части торфа в пересчете на сухую беззольную массу к 100мл щелочного раствора).

В препарате, полученном по этому способу, содержание гуминовых кислот было максимальным: 1,47%. Недостатком этого способа извлечения гуминовых кислот является многоступенчатость процесса, потребность в большом количестве щелочных препаратов, что в условиях производства усложняет процесс, повышает затраты на получение гуминового препарата.

Использование 1н (4%) раствора едкого натрия обеспечивает высокое извлечение гуминовых кислот из торфа благодаря высокой концентрации щелочи (4%), широкому гидромодулю (1-2 части торфа в пересчете на сухую беззольную массу к 100мл щелочного раствора). Недостатком этого способа извлечения гуминовых кислот из торфа является высокая концентрация раствора едкого натрия (4%), которая обуславливает высокие значения реакции среды (рН=13) . Сильно щелочная реакция в гуминовом препарате вызывает раздражение кожных покровов и может вызвать ожог семян и растений.

На практике для извлечения гуминовых кислот из торфа используют концентрацию щелочи 1-2,5% и гидромодуль на уровне 1:10. При таких показателях щелочного гидролиза торфа выход гуминовых кислот составляет 30-50% от содержания общих гуминовых кислот.

В СибНИИСХиТ Россельхозакадемии разработаны способы щелочного гидролиза торфа с применением растворов едкого натрия и водного аммиака, обеспечивающие достижение выхода гуминовых кислот на уровне 80-85% от содержания общих гуминовых кислот. Особенность способов заключается в применении:

1) невысоких концентраций щелочных реагентов (2-2,5%-ного раствора едкого натрия и 0,5-0,6%-ного раствора водного аммиака);

2) невысокого гидромодуля (соотношения абсолютно сухого вещества торфа к объему применяемого щелочного реагента): 1:7-1:12;

3) нагревание торфощелочной суспензии с едким натрием при 80ºС в течение 9-11часов при атмосферном давлении, торфощелочной суспензии с водным аммиаком при 115-120ºС в течение 4-х часов под давлением 2-4 атм.

В данной работе исследуется щелочной гидролиз торфа с применением растворов едкого натрия и водного аммиака по методикам ГНУ СибНИИСХиТ. Для примера исследовались физико-химические свойства и способы извлечения гуминовых препаратов из низинного торфа месторождения «Горелище» Пензенской области. Целью проводимых работ было:

1. Определение физико-химических свойств образцов торфа: влажность, зольность, содержание сухого и органического вещества, содержание гуминовых кислот, выход общих и свободных гуминовых кислот.

2. Апробация способов извлечения гуминовых кислот из низинного торфа: щелочной гидролиз с применением растворов щелочи NaOH, водного аммиака и перекиси водорода.

Физико-химические исследования проводились по стандартным методикам:

· реакция среды в торфе определялась по ГОСТ 11623-89. Торф. Обменная и активная кислотность,

Повторность анализов физико-химических свойств торфа - двукратная.

Результаты исследования приведены в таблице 1. Установлено, что в исследуемом образце торфа содержится 9,3% воды, 90,7% сухого вещества, 50,1% золы.

Массовая доля органического вещества составляет 40,6%, общих гуминовых кислот 14,7%, свободных гуминовых кислот 14,4% в сухом образце. Выход свободных гуминовых кислот достигает 98% от содержания общих гуминовых кислот.

Расчетным путем показано, что общий выход гуминовых кислот из органического вещества торфа достигает 36,3% (14,7%), свободных гуминовых кислот, единожды извлекаемых 1%-ным раствором едкого натра, составляет 35,5% (14,4%) (табл.1).

Согласно требований ТУ БССР физико-химические свойства торфа для получения из него биологически активных веществ должны иметь следующие показатели: влажность - не менее 60%, зольность - не более 25%, содержание гуминовых кислот - не менее 30%, степень разложения - не более 30% .

Таблица 1 - Физико-химические свойства низинного торфа с месторождения «Горелище» Пензенской области

Объект исследования	Влаж-ность, %	Содер-жание сухого вещест-ва,	Золь-ность,	Массо-вая доля общих гумино-вых кислот в сухом образце,	Массо-вая доля свобод-ных гумино-вых кислот в сухом образце, %	Выход свобод-ных гумино-вых кислот, % от общих	Общий выход гумино-вых кислот	Выход свобод-ных гумино-вых кислот
							% в пересчете на сухое органическое вещество торфа
Низинный торф месторождения «Горелище» Пензенской области

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что представленный образец низинного торфа характеризуется высокой зольностью (50,1%), невысоким содержанием гуминовых кислот (14,7%), но высоким выходом свободных гуминовых кислот (98% от содержания общих гуминовых кислот). Высокий показатель выхода свободных гуминовых кислот обусловлен особенностями исследуемого низинного торфа и свидетельствует о том, что при однократном извлечении их раствором щелочи в гуминовый препарат перейдет основная масса гуминовых кислот. Благодаря этому показателю низинный торф месторождения «Горелище» может быть использован для получения гуминовых препаратов, несмотря на невысокое содержание гуминовых кислот в нем.

Расчетами показано, что при щелочном гидролизе торфа содержание гуминовых кислот в препарате при поддержании гидромодуля (соотношения абсолютно сухого вещества торфа к жидкой фракции в торфощелочной суспензии) на уровне 1:10 не будет превышать 1,44%.

В таблице 2 показан компонентный состав торфощелочных суспензий для получения гуминовых препаратов из низинного торфа месторождения «Горелище» Пензенской области.

Получение гуминовых препаратов проведено на лабораторном экстракторе, в котором объем торфощелочной суспензии составляет 5л. Для разделения твердой и жидкой фракции использована лабораторная центрифуга марки ОС-6М. В процессе работы установлено, что при стоянии в течение ночи торфощелочная суспензия ускоренно разделяется на твердую и жидкую фракции. Это позволило разделить полученные торфощелочные суспензии с применением капронового, а затем лавсанового сит. Окончательное отделение твердой фракции торфощелочной суспензии проведено на лабораторной центрифуге. Преимуществом ускоренного разделения торфощелочных суспензий является то, что в процессе производства гуминового препарата примерно 2/3 объема суспензии можно разделить декантированием, остаток суспензии - на центрифуге.

Таблица 2 - Компонентный состав торфощелочной суспензии для получения гуминовых препаратов из низинного торфа месторождения «Горелище» Пензенской области.

	Количе-ство влажного торфа, в том числе абсолютно сухого г	Подготовка торфа	Объем воды в торфе, мл	Доза водного аммиака и пере-киси во-дорода, % от а.с.в. торфа	Объем перекиси водоро-да, мл	Объем (масса)щелоч-ного реаген-та	Количе-ство дистил-лирован-ной воды, л	Общее количество воды в ТЩС, мл
1. С применением водного аммиака и перекиси водорода	1013 (500г а.с.в.)	Измельче-ние на универсаль-ной мельнице пр-ва ГДР
	1013 (500г а.с.в.)

Способы извлечения гуминовых кислот из низинного торфа заключались в следующем.

В первом варианте опыта низинный торф, измельченный на универсальной мельнице, вносился в лабораторный экстрактор в дозе 500г в пересчете на абсолютно сухое вещество (а.с.в.), заливался водой объемом 42380 мл. Полученная водная суспензия торфа тщательно перемешивалась до полного смачивания торфа водой. Крышка экстрактора закрывалась, включалась мешалка. В экстрактор сначала заливалось при постоянном перемешивании 125мл 25%-ного раствора водного аммиака, затем 125мл 33%-ной перекиси водорода. Доза водного аммиака и перекиси водорода в торфощелочной суспензии составила 25% на а.с.в. торфа. Концентрация водного аммиака и перекиси водорода в торфощелочной суспензии не превышала 0,6%. Гидромодуль составил 1:10. Процесс экстракции гуминовых кислот из торфа аммиаком осуществлялся при постоянном перемешивании суспензии мешалкой при 115-120ºС в течение 4-х часов под давлением 2-4 атм.

В таблице 2 показаны качественные показатели гуминовых препаратов из торфа при разных способах их получения.

Таблица 3 - Влияние способов извлечения гуминовых кислот из торфа на качественные показатели гуминовых препаратов

Вариант щелочного гидролиза низинного торфа	Доза щелочного реагента, % от а.с.в. торфа	Объем перекиси водорода, мл	Реакция среды (рН)	Выход гуминовых кислот, % от содержания общих гуминовых кислот в торфе
1. С применением 0,6%-ного водного аммиака и перекиси водорода
2. С применением раствора 2%-ного NaOH

Во втором варианте опыта щелочной гидролиз торфа проведен раствором 2%-ного раствора едкого натра при нагревании торфощелочной суспензии при 80ºС в течение 5 часов при атмосферном давлении. В экстрактор внесен торф в дозе 500г в пересчете на абсолютно сухое вещество, 4487мл 2,23%-ного едкого натрия. С учетом воды в торфе содержание щелочи в торфощелочной суспензии составило 2%. Гидромодуль поддерживался на уровне 1:10. Процесс экстракции проведен при постоянном перемешивании мешалкой.

Извлечение гуминовых кислот из торфа 2%-ным раствором едкого натрия при нагревании при 80ºС в течение 5-х часов обеспечивает высокий выход гуминовых кислот из исследуемого образца низинного торфа: 77,8% от содержания общих гуминовых кислот в торфе. В готовом гуминовом препарате содержание гуминовых кислот составило 1,14% (табл. 3).

К основному недостатку этого способа получения гуминового препарата следует отнести то, что полученный гумат натрия имеет высокую реакцию среды (рН=13).

В варианте опыта с применением 0,6%-ного водного раствора аммиака в присутствии перекиси водорода показано, что препарат содержит 1,16% гуминовых кислот. Выход гуминовых кислот достигал 80% от содержания общих гуминовых кислот. Реакция среды не превышала рН=9 (табл. 3).

Из исследованных способов воздействия на органическое вещество торфа и получения биологически активных гуминовых препаратов следует отдать предпочтение способу, основанному на аммонизации торфа водным аммиаком с одновременным окислением извлекаемых из торфа органических веществ перекисью водорода.

Преимущества этого способа:

1. Оригинальный способ получения препарата, обеспечивающий окисление промежуточных продуктов до гуминовых, карбоновых, аминокислот, что подтверждается в 2 раза большим содержанием карбоксильных групп по сравнению с гуматом натрия, полученным без применения перекиси водорода.

2. Производство гуминового препарата обеспечивает высокий выход действующего вещества (не менее 80%), что превышает на 30-50% данный показатель у других препаратов.

3. Реакция среды в препарате не превышает рН=9.

4. Дополнительное содержание в препарате аммиачного азота за счет азота мочевины. Это обуславливает а) подкормку растений азотом при обработке семян и опрыскивании вегетирующих растений гуминовым препаратом; б) дополнительное внесение с гуминовой кормовой добавкой протеина для животных.

6. Более высокая биологическая активность по сравнению с другими продуктами переработки торфа, обусловлена содержанием в его составе преимущественно органических кислот, незаменимых аминокислот, витаминов, макро-, микроэлементов.

Опыты показали, что для повышения содержания гуминовых кислот в получаемом препарате следует понизить гидромодуль с 1:10 до 1:7-8. В связи с невысоким содержанием гуминовых кислот в торфе для повышения биологической активности гуминового препарата предложено снизить дозу водного аммиака и перекиси водорода при щелочном гидролизе низинного торфа.

Таким образом, по результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Низинный торф месторождения «Горелище» Пензенской области можно применять для производства гуминового препарата. При этом есть основания полагать, что образование хелатной формы макро-, микроэлементов с гуминовыми и аминокислотами повысит биологическую активность гуминового препарата, повысит эффективность его применения в животноводстве.

2. Наиболее перспективным способом извлечения гуминовых кислот из торфа является щелочной гидролиз с применением водного аммиака и перекиси водорода. Гуминовый препарат может быть применен в качестве удобрения и кормовой добавки аналогично известным гуминовым препаратам: Гумитону и Гумостиму.

3. Быстрая расслаиваемость торфощелочной суспензии позволит применить метод декантации в процессе производства гуминового препарата для разделения основной массы жидкой и твердой фракций.

4. Для повышения выхода гуминового препарата из низинного торфа следует изучить влияние на него технологических параметров, в том числе дозы водного аммиака и перекиси водорода, гидромодуля.

Рецензенты:

Урнёв И.В., д.т.н., профессор Пензенского государственного университета, Генеральный директор НПП ООО «Вольта» - Представитель Федерального государственного бюджетного учреждения «Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере» по Пензенской области, г. Пенза;

Михеев М.Ю., д.т.н., профессор Пензенского государственного технологического университета, г. Пенза.

Библиографическая ссылка

Роганов В.Р., Касимова Л.В., Тельянова А.В., Елисеева И.В. ИССЛЕДОВАНИЕ СПОСОБОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИЗ НИЗИННОГО ТОРФА ГУМИНОВЫХ ПРЕПАРАТОВ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=16446 (дата обращения: 01.02.2020). Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

Формула изобретения

Похожие патенты:

Изобретение относится к составам для брикетированного топлива и может быть использовано при утилизации углеводородных шламов и дисперсных углеродных отходов при производстве топлива, используемого в промышленности и для промышленно-бытовых нужд, в особенности в малых котельных

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

Гуматы (гуминовые вещества, соли гуминовых кислот – гумат калия, гумат натрия и пр.) – наилучший стимулятор роста микроорганизмов и растений, естественный катализатор биохимических процессов, обладающий активными свойствами, способный стимулировать рост растений и развитие микроорганизмов. Они повышают урожайность от 50 до 250%.

Гуматы: гумат калия, гумат натрия и пр.:

(гуминовые вещества, соли гуминовых кислот – гумат калия , гумат натрия и пр.) – наилучший стимулятор роста микроорганизмов и растений, естественный катализатор биохимических процессов, обладающий активными свойствами, способный стимулировать рост растений и развитие микроорганизмов.

Активно стимулируют иммунную систему растения . Благодаря гуминовым кислотам оздоравливается в целом как растение, так и почва , питающая его.

Гуминовые вещества способны связывать в малоподвижные или труднодиссоциирующие соединения токсичные и радиоактивные элементы, а также соединения, негативно влияющие на экологическую ситуацию в природе, в том числе они могут инкорпорировать некоторые пестициды, углеводороды , фенолы.

Гуминовые вещества обладают высокими концентрациями органических веществ и микроэлементов. Они абсолютно безвредны для почвенной микросферы, для растений и для человека.

Гуминовые вещества отдают живым организмам необходимые им элементы питания постепенно, по мере их потребления, сохраняя тем самым необходимый запас этих элементов для последующих поколений. В составе гуминовых веществ найдено от 40 до 60% углерода , 3-5% азота, 30-40% кислорода, а также водород , сера , фосфор , многие металлические катионы, в том числе так называемые микроэлементы.

Благодаря своей устойчивости гуминовые вещества сохраняются длительное время (по радиоуглеродному датированию сотни и тысячи лет), тем самым гарантируют непрерывное снабжение растений и микроорганизмов энергией и строительным материалом.

Гуминовые вещества имеют многофункциональное назначение, в т.ч. способствуют быстрому восстановлению плодородия истощенных почв в кратчайшие сроки, рекультивации земель, повышают урожайность от 50 до 250%.

Подкормка гуматом калия, гуматом натрия и пр. гуматами. Преимущества гуматов:

Подкормка растений гуматом калия, гуматом натрия и пр. гуматами:

– обеспечивает повышение урожайности от 50% до 250%,

– активизирует обмен веществ в живых организмах,

– усиливает деятельность почвенной микрофлоры: оказывает на почвенную микрокультуру, угнетённую длительным воздействием минеральных удобрений, пестицидами, гербицидами и т.п., благоприятное воздействие, воссоздавая многообразие полезных сообществ почвенных бактерий и грибов, присущих природной среде,

– активирует синтез белка, углеводов и витаминов,

– повышение коэффициента использования минеральных удобрений,

– повышение качества сельхозпродукции до класса Bio,

– повышение устойчивости к радиации,

– препятствует накоплению тяжелых металлов и пестицидов. Тяжёлые металлы и пестициды окисляются гуматом и становятся нерастворимыми, благодаря чему растение перестает их впитывать полностью,

– однократная обработка почвы гуминовым препаратом позволяет перевести в нетоксичную форму до 60% дизельного топлива, 40% нефти и 20-30% мазута в течение 3-4 месяцев,

– восстановление плодородия истощенных почв и рекультивация земель в кратчайшие сроки,

– способствует вермикуляции почв, способствует восстановлению и естественному образование гумуса,

– при разбуривании скважин препарат способствует увеличению нефте- и газоотдачи до 50%,

– активизирует рост активного ила в очистных сооружениях,

– увеличение метанообразования на 50% при получении биогаза.

Применение гуматов: гумата калия, гумата натрия и пр.:

Гумат калия, гумат натрия и пр. гуматы применяются:

– в агропромышленном комплексе. Борьба с эрозией и восстановление истощенных почв, повышение урожайности в 2 и более раз, выращивание экологически чистых органических продуктов, производство высококачественных органических удобрений,

– на предприятиях, производящих все виды удобрений,

– в медицине – сорбция,

– на очистных сооружениях стоков,

– в технологии получения биогаза ,

– в нефте –газодобыча: фильтрующие присадки, сорбция, буровые растворы.

Типы выпускаемых удобрений на основе гумата:

– комплексное удобрение на основе торфа, гумата калия (натрия и пр. гуминовых веществ), навоза и минеральных добавок,

– комплексное удобрение на основе гумата калия (натрия и пр. гуминовых веществ) и минеральных добавок,

– комплексное удобрение на основе гумата калия (натрия и пр. гуминовых веществ), торфа и навоза,

– гумат калия (натрия и пр. гуминовых веществ) на основе торфа .

Технология производства гумата и удобрений на его основе с заданными характеристиками методом окисления активным кислородом:

Среди технологий производства гумата и удобрений на основе гумата выделяется инновационная технология получения высококачественного органического удобрения на основе гумата калия методом окисления активным кислородом (“холодный синтез”).

Принцип действия метода основан на принудительном окислении содержащихся в воде примесей активным кислородом в камере сверхзвуковой кавитации, с последующим механическим отделением образующегося осадка.

Технология получения гумата методом окисления активным кислородом (“холодный синтез”) позволяет создавать комплексные органические и минеральные удобрения на основе гумата с заданными характеристиками по азоту, фосфору, калию, микроэлементам и т.п.

Преимущества технологии производства гумата и удобрений на его основе с заданными характеристиками методом окисления активным кислородом:

– сокращение расходов электроэнергии в процессе производства в 2,5 – 3 раза,

– сокращение времени производственного цикла до 2 – 2,5 часов,

– доведение концентрации гуминовых веществ в целевом продукте до 95 – 105 граммов в литре (у ведущих производителей – не более 35 грамм на литр),

– благодаря применению холодного синтеза полностью исключается проникновение гормонов, гельминтов и патогенной микрофлоры, т.к. давление в 10 000 атмосфер, присутствующее в процессе, не оставляет перечисленным группам ни малейшего шанса,

– возможность создавать высококачественные комплексные органические и минеральные удобрения с заданными параметрами по азоту, фосфору, калию, микроэлементам и т.п.,

– получение легкоусвояемой, полностью обеззараженной органики при минимальных (0.075 кВт на 1 т удобрения) энергозатратах в рекордно короткие короткий сроки (5–6 тонн за 30 мин),

– благодаря переработке всего торфа без остатка, кроме палок, камней и песка, сохраняются все минеральные соли (микроэлементов) из торфа,

– размер частиц в готовой продукции – не более 60 мкм. Концентрированный гумат имеет структуру, не выпадает в осадок, легко растворим в воде, не засоряет каналы гидропонных установок и за счёт своих наноразмеров полностью усваиваются растительной клеткой,

– низкие первоначальные затраты и быстрая окупаемость (до 3-х месяцев),

– позволяет получать гуматы из торфа 10,5% по сухому веществу (в то время как экстрагирование путём варки позволяет получать 3,5% по сухому веществу),

– время производственного цикла – 2-2,5 часов (в то время как 5-7 часов у других технологий получения гумата).

раствор бочка и четыре ведра гумата калия натрия
удобрение подкормка гумат калия для комнатных растений жидкое удобрение для комнатных цветов
гумат калия натрия жидкий торфяной с микроэлементами суфлер инструкция по применению как применять с микроэлементами овощной производители состав универсальный картофель микроэлементы концентрат подкормка порошок
как развести гумат способ применения стимулятор роста сухой торфа
сахалинские гуматы свойства
полив гуматом
производители получения производство использование состав гуматов 24 518