CC BY
35
CHEMICAL SCIENCES
OBTAINING OF LIQUID FERTILIZERS AND PLANT GROWTH STIMULANTS BASED ON BROWN COAL FROM THE ANGREN DEPOSIT, UREA, AMMONIUM NITRATE AND SULFATE Ganiev P.Kh.1, Tajieva G.R.2, Namazov Sh.S.3, Beglov B.M.4, Usanbaev N.Kh.5 (Republic of Uzbekistan) Email: [email protected]
1Ganiev Pirnazar Khudoynazarovich - Junior Researcher, PHOSPHATE FERTILIZER LABORATORY, INSTITUTE OF GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY ACADEMY OF SCIENCES OF THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN; 2Tajieva Galiya Ruslanovna - Master Student, DEPARTMENT OF CHEMICAL TECHNOLOGY OF INORGANIC SUBSTANCES, TASHKENT INSTITUTE OF CHEMICAL TECHNOLOGY; 3Namazov Shafoat Sattarovich - Professor, Academician, Head of Laboratory; 4Beglov Boris Mikhailovich - Professor, Academician, Chief Researcher; 5Usanbaev Nazhimuddin Khalmurzaevich - Leading Researcher, PHOSPHATE FERTILIZER LABORATORY, INSTITUTE OF GENERAL AND INORGANIC CHEMISTRY ACADEMY OF SCIENCES OF UZBEKISTAN,
TASHKENT, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: the main results of obtaining liquid potassium humate containing plant growth stimulants and fertilizers are described. The optimal ratio of the initial components is determined. To obtain a plant growth stimulant, the optimal ratio of the initial components is potassium humate: ammonium nitrate : urea : ammonium sulfate = 100 : 1,8 : 1,4 : 0,034, which produces a plant growth stimulant with a composition of nitrogen 1,26%, potassium humate 4,84% and sulfur 0,028 %. For use as a liquid fertilizer, the optimal ratio of the initial components is potassium humate : ammonium nitrate : urea : ammonium sulfate = 100 : 18 : 14 : 0.34 which produces a fertilizer having a composition of nitrogen 9.48%, potassium humate 3.78% and sulfur 0.163%. Keywords: brown coal, ammonium humate, potassium humate, ammonium nitrate, urea, ammonium sulfate, liquid fertilizer.
ПОЛУЧЕНИЕ ЖИДКИХ УДОБРЕНИЙ И СТИМУЛЯТОРОВ РОСТА РАСТЕНИЙ НА ОСНОВЕ БУРОГО УГЛЯ АНГРЕНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ, КАРБАМИДА, НИТРАТА И СУЛЬФАТА АММОНИЯ Ганиев П.Х.1, Тажиева Г.Р.2, Намазов Ш.С.3, Беглов Б.М.4, Усанбаев Н.Х.5 (Республика Узбекистан)
1Ганиев Пирназар Худойназарович - младший научный сотрудник, лаборатория фосфорных удобрений, Институт общей и неорганической химии Академия наук Республики Узбекистан;
2Тажиева Галия Руслановна - магистр, кафедра химической технологии неорганических веществ, Ташкентский химико-технологический институт;
3Намазов Шафоат Саттарович - профессор, академик, заведующий лабораторией;
4Беглов Борис Михайлович - профессор, академик, главный научный сотрудник;
5Усанбаев Нажимуддин Халмурзаевич - ведущий научный сотрудник, лаборатория фосфорных удобрений, Институт общей и неорганической химии Академия наук Республики Узбекистан г. Ташкент, Республика Узбекистан
Аннотация: описаны основные результаты получения жидких гумат калия содержащих стимуляторов роста растений и удобрений. Определены оптимальные соотношения исходных компонентов. Для получения стимулятора роста растений оптимальным соотношением исходных компонентов является гумат калия : аммиачная селитра : карбамид : сульфат аммония = 100 : 1,8 : 1,4 : 0,034 при котором получается стимулятор роста развития растений, имеющий состав: азот 1,26%, гумат калия 4,84% и серы 0,028%. Для использования в качестве жидких удобрений оптимальным соотношением исходных компонентов является гумат калия : аммиачная селитра : карбамид : сульфат аммония = 100 : 18 : 14 : 0,34, при котором получается удобрение, имеющее состав: азот 9,48%, гумат калия 3,78% и серы 0,163%.
Ключевые слова: бурый уголь, гумат аммония, гумат калия, аммиачная селитра, карбамид, сульфат аммония, жидкое удобрение.
Водорастворимые соли гуминовых кислот и гуматсодержащие удобрения находят все более широкое применение в сельском хозяйстве. При правильном их использовании с учетом индивидуального подхода к различным культурам, к особенностям почв и свойств самих стимуляторов и удобрений не только повышается урожайность культур, но и улучшается качество при значительном снижении их себестоимости, увеличивается зимостойкость растений и их сопротивляемость к болезням. Кроме этого, улучшается структура почвы, ее буферные и ионобменные свойства, активизируется деятельность почвенных микроорганизмов. Добавление очень малых количеств гуминовых веществ в растворы для обработки семян перед посевом, при внекорневых и корневых подкормках, а также внесение гуминовых удобрений в почву способствует тому, что растения лучше переносят жару и ранние заморозки, засоленность почвы, избыточной дозы минеральных удобрений. Влияние физиологически активных веществ на растения в виде гуматов может иметь большое значение при интродукции растений в районы со сложными метеорологическими условиями [1-3].
Как известно, источниками гуминовых веществ являются торф, сапропель, донный ил, некоторые виды каменного и бурых углей. Угли с содержанием гуминовых кислот выше 45% эффективно используются как сырьё для производства гуминовых удобрений и различных гуматов. А угли с содержанием гуминовых кислот до 20% необходимо окислять. В Узбекистане запасов угля довольно много. Прогнозные ресурсы - выше 10 млрд т. Годовой объем добычи угля составил в 2018 г 4 млн 174 тыс. т. Однако в буром угле Ангренского месторождения содержание гуминовых кислот очень мало. В работе [4] нами в целях превращения органической части угля в гуминовые кислоты был изучен процесс окисления. В опытах использовался бурый уголь Ангренского месторождения, имеющий после сушки до воздушно сухого состояния и измельчения в шаровой мельнице до размера 0,25 мм состав (вес. %): влага 14,1; зола 13,7; органика 72,2; гуминовые кислоты 4,1% на органическую массу. Процесс окисления угля проводился при концентрации азотной кислоты от 10 до 40%, температуре от 30 до 60°С, продолжительностью от 30 до 120 мин и весовом соотношении органической части угля к моногидрату азотной кислоты от 1 : 0,4 до 1 : 2. При оптимальных условиях степень окисления угля составила 65,5%. В полученном продукте окисления содержится 57,2% гуминовых кислот. Такой окисленный уголь можно использовать для получения жидких сложных удобрений с гуматом калия. В удобрениях будут содержаться аммонийная, амидная и нитратные формы азота, благодаря чему удобрение действует пролонгировано, а растения в течение вегетации обеспечиваются тремя формами азота.
Целью данной работы является получение удобрения и стимулятора роста растений содержащих различных форм азота, растворимых форм гумусовых веществ, а также серы. При выборе соотношений исходных компонентов исходили из того что получаемые растворы можно было использовать как стимулятор, где низкая концентрация растворов, а где их высокая концентрация как жидкое удобрение.
Для получения жидких сложных стимуляторов растений и удобрений использован бурый уголь вышеуказанного состава, также сульфат аммония (вес. %): влага - 0,21; N общий - 21,2;
14
аммиачная селитра (вес. %): влага - 0,3; N общий - 34,7 и карбамид (вес. %): влага - 0,3; N общий - 46,2. Окисленный уголь получили путем окисления бурого угля 30 %-ным водным раствором азотной кислоты при температуре 40°С в течение 75 мин. Весовое соотношение органической части угля к моногидрату азотной кислоты было взято 1 : 2. Полученный продукт окисления угля отделяли от жидкой путем центрифугирования. Для извлечения гуминовых кислот из окисленного угля (твердая фаза) его обрабатывали 1,0 %-ным раствором гидроксида калия при массовом соотношении твердой и жидкой фаз Т : Ж =1 : 8. Процесс экстракции проводили в смесителе в течение 60 минут при температуре 70°С, затем отделение жидкой фазы осуществляли центрифугированием, а оставшуюся твердую фазу дополнительно подвергали обработке на второй и третьей стадиях, на каждой стадии добавляли раствор щелочи, а до достижения соотношения Т : Ж = 1 : 8 проводили процесс экстракции и отделение жидкой фазы при тех же условиях, что и на первой стадии. Затем растворы гуматов получаемых в трёх стадиях совмещали и упаривали при температуре не более 70°С до содержания 95% влаги.
Далее упаренным раствором гумата добавляли аммиачную селитру, карбамид и сульфат аммония при соотношениях гумат : аммиачная селитра : карбамид : сульфат аммония = 100 : (0,9-45) : (0,7-35) : (0,017-1,36), затем перемешивали до полного растворения. Таким образом, получили жидкое удобрение содержащее различные формы азота, серы и гумата калия. Для определения условий хранения, транспортировки и внесения в почву определены плотность и вязкость жидких удобрений. Плотность замеряли пикнометрическим методом, а вязкость с помощью стеклянного капиллярного вискозиметра марки ВПЖ-2 диаметром 0,99 мм в интервале температур 20-40°С. Состав полученных жидких удобрений приведён в таблице 1.
Из таблицы видно, путем смешения 5% раствора гумата калия аммиачной селитрой, карбамида и сульфата аммония получено сложное жидкое удобрение с содержанием N от 0,05 до 17,31%, гумата калия от 5 до 2,76% и серы от 0,001 до 0,4%. Также из таблицы 2 видно, что с увеличением концентрации растворов и снижением температуры плотность растворов увеличивается. А вязкость пульпы в диапазонах температуры 20-40°С, и соотношениях гумат : аммиачная селитра : карбамид : сульфат аммония = 100 : (0,9-45) : (0,7-35) : (0,017-1,36) имеет низкие значения. А это значит, что раствор транспортабельна и не будет вызывать никаких затруднений при её перекачивании из аппарата в аппарат и дальнейшем использовании. С точки зрения агрохимии, для получения стимулятора роста растений оптимальным соотношением исходных компонентов является гумат : аммиачная селитра : карбамид : сульфат аммония = 100 : 1,8 : 1,4 : 0,034 при котором получается стимулятор роста развития растений, имеющий состав N 1,26%, гумат калия 4,84% и серы 0,020%. Для использования в качестве жидких удобрений оптимальным соотношением исходных компонентов является гумат : аммиачная селитра : карбамид : сульфат аммония = 100 : 18 : 14 : 0,34 при котором получается удобрение, имеющий состав N 9,48%, гумат калия 3,78% и серы 0,77%.
Таблица 1. Состав сложных жидких стимуляторов роста растений и удобрений, полученных на основе гумата калия, аммиачной селитры, карбамидаи сульфат аммония (гумат калий 5% раствор)
Соотношение Гумат калий: №И^03 : С0^Ы2)2 : (N^2304 Общий N % Общий ЭОз, % Гумат калий, % Влага, %
100 : 0 : 0: 0 0,05 0,010 5 95
100 : 0,9 : 0,7 0,017 0,65 0,019 4,92 93,49
100 : 1,8 : 1,4 : 0,034 1,26 0,028 4,84 92,02
100 : 2,7 : 2,1 : 0,051 1,83 0,037 4,77 90,6
100 : 4,5 : 3,5 : 0,085 2,94 0,056 4,63 87,89
100 : 9 7: 0,17 5,42 0,097 4,31 81,76
100 15 12 0,28 7,65 0,141 4,02 76,87
100 18 14 0,34 9,48 0,163 3,78 71,78
100 36 28 0,68 15,21 0,256 3,04 57,68
100 : 45 35 1,36 17,31 0,459 2,76 52,38
Таблица 2. Плотность и вязкость жидких стимуляторов роста растений и удобрений, полученных на основе гумата калия, аммиачной селитры, карбамида и сульфат аммония (гумат калия 5%раствор)
Соотношение Гумат калий: NHNO3 : CO(NH2)2 : (NHO2SO4 Плотность, г/см3 при температурах, °С Вязкость, сПз при температурах, °С
20 30 40 20 30 40
100 : 0 : 0: 0 1,029 1,021 1,013 1,34 1,08 0,87
100 : 0,9 : 0,7 0,017 1,039 1,029 1,021 1,68 1,31 1,03
100 : 1,8 : 1,4 : 0,034 1,051 1,041 1,031 2,01 1,56 1,23
100 : 2,7 : 2,1 : 0,051 1,056 1,046 1,037 2,35 1,78 1,38
100 : 4,5 : 3,5 : 0,085 1,062 1,051 1,046 2,68 2,03 1,56
100 : 9 7: 0,17 1,068 1,058 1,051 3,72 2,77 2,12
100 15 12: 0,28 1,101 1,078 1,075 3,61 2,68 2,09
100 18 14: 0,34 1,112 1,086 1,094 3,45 2,62 2,05
100 36 28: 0,68 1,152 1,131 1,137 3,21 2,47 1,97
100 : 45 35: 1,36 1,197 1,187 1,177 2,97 2,36 1,93
Таким образом, результаты исследований показывают о возможности получения различных сложных жидких растворимых гуминовых стиумляторов и удобрений на основе окисленного бурого угля Ангренского месторождения.
Список литературы /References
1. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Издательство МГУ, 1990. 325 с.
2. Титова И.Н. Гуматы и почва. Москва: ИЛКО, 2006. 28 с.
3. Мотовилова Л.В. Гуматы - экологически чистые стимуляторы роста и развития растений. М.: Колос, 2001. 105 с.
4. Усанбаев Н.Х, Намазов Ш.С., Беглов Б.М. Окисление бурого угля Ангренского месторождения азотной кислотой // Химическая промышленность, 2006. Т. 83. № 2. Стр. 55-61.
