[go: up one dir, main page]

RU2618274C1 - Solid fraction of product of oxidative cracking of vegetable raw material waste as water-accumulating nutrition additive for soil - Google Patents

Solid fraction of product of oxidative cracking of vegetable raw material waste as water-accumulating nutrition additive for soil Download PDF

Info

Publication number
RU2618274C1
RU2618274C1 RU2016110101A RU2016110101A RU2618274C1 RU 2618274 C1 RU2618274 C1 RU 2618274C1 RU 2016110101 A RU2016110101 A RU 2016110101A RU 2016110101 A RU2016110101 A RU 2016110101A RU 2618274 C1 RU2618274 C1 RU 2618274C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
water
catalyst
raw material
hydrogen peroxide
Prior art date
Application number
RU2016110101A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Михайлович Писаренко
Зоя Сергеевна Карташева
Ольга Тарасовна Касаикина
Людмила Магомедовна Апашева
Антон Валерьевич Лобанов
Наталья Анатольевна Рубцова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН)
Priority to RU2016110101A priority Critical patent/RU2618274C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2618274C1 publication Critical patent/RU2618274C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/40Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing mixtures of inorganic and organic compounds
    • C09K17/48Organic compounds mixed with inorganic active ingredients, e.g. polymerisation catalysts
    • C09K17/50Organic compounds mixed with inorganic active ingredients, e.g. polymerisation catalysts the organic compound being of natural origin, e.g. cellulose derivatives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2101/00Agricultural use

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: water-accumulating nutritional additive for soil represents a solid fraction of the product of oxidative cracking of vegetable raw material waste, obtained by the treatment of vegetable raw material waste in water at room temperature with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst based on trivalent iron oxide. The mass ratio of hydrogen peroxide to vegetable raw material waste is 0.5-1.0:1. The amount of the catalyst is 0.1-0.3% by weight with respect to the vegetable raw material waste in terms of Fe3+. The catalyst is obtained by heating at 60-70°C the mixture of FeCl3⋅6H2O, Na2CO3 and 0.5-1.0% aqueous ethanol with the following component ratio, wt %: FeCl3⋅6H2O - 0.1-0.2; Na2CO3 - 0.05-0.1; 0.5-1.0% aqueous ethanol - the rest. The additive for soil is characterized by the iron content of 0.03-0.04 wt %.
EFFECT: additive is provided, having high water-accumulating properties, which is sterile and environmentally safe.
2 cl, 7 tbl, 11 ex

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству и почвоведению, а именно к веществам, улучшающим состояние почвы, и может быть использовано в растениеводстве как в условиях закрытых грунтов, так и на открытых территориях.The invention relates to agriculture and soil science, in particular to substances that improve the condition of the soil, and can be used in crop production both in closed ground and in open areas.

В настоящее время наблюдаются серьезные противоречия между нарастанием достижений технической цивилизации и стремительным истощением почв. Человечество находится в абсолютной зависимости от состояния почв (Жирмунская Н.М. Секреты плодородной почвы. М., Диля, 2010 г.). Проблема улучшения состояния почвы и обогащения ее полезными для успешного выращивания растений добавками существует давно, ее пытаются решить разными методами. Древнейший способ - это внесение в почву навоза и древесной золы. В современных условиях из-за дефицита этих компонентов для больших площадей способ недоступен.Currently, there are serious contradictions between the growth of the achievements of technical civilization and the rapid depletion of soils. Humanity is in absolute dependence on the state of soils (Zhirmunskaya N.M. Secrets of fertile soil. M., Dilya, 2010). The problem of improving the condition of the soil and enriching it with useful additives for the successful cultivation of plants has existed for a long time, they are trying to solve it by different methods. The oldest way is to introduce manure and wood ash into the soil. In modern conditions, due to the shortage of these components for large areas, the method is not available.

Известно большое количество различных модифицирующих добавок, как природного происхождения, так и синтетических, применяемых для улучшения структурных и питательных свойств почвы.A large number of various modifying additives are known, both of natural origin and synthetic, used to improve the structural and nutritional properties of the soil.

Известен способ повышения плодородия песчаных почв, описанный в патенте RU 2265980, A01B 79/02, A01C 21/00, 20.12.2005 г., заключающийся в запашке в почву глины в дозе 25-50 т/га. Этот способ отличается простотой и низкой стоимостью, позволяет повысить содержание глины в почве, но малоэффективен для улучшения питательного режима почвы.There is a method of increasing the fertility of sandy soils described in patent RU 2265980, A01B 79/02, A01C 21/00, 20.12.2005, which consists in plowing clay in the soil at a dose of 25-50 t / ha. This method is simple and low cost, can increase the clay content in the soil, but is ineffective for improving the nutritional regime of the soil.

Предложен способ рекультивации песчаных почв в зоне полупустынь путем внесения в почву на глубину посевного слоя питательной влагоаккумулирующей добавки в виде водной смеси, содержащей влагоаккумулирующие растительные остатки (солома, древесные отходы, торф) и питательный наполнитель (перегной, биокомпост, сапропель, глина и минеральные удобрения и/или микроэлементы) (RU 2557618, C09K 17/00, 27.07.2015). Способ обеспечивает повышение влагообеспеченности и плодородия почвы, но требует приготовления многокомпонентной смеси, поэтому довольно сложен и дорог.A method is proposed for reclamation of sandy soils in the semi-desert zone by introducing into the soil to the depth of the seed layer a nutrient moisture-accumulating additive in the form of an aqueous mixture containing moisture-accumulating plant residues (straw, wood waste, peat) and nutrient filler (humus, biocompost, sapropel, clay and mineral fertilizers and / or trace elements) (RU 2557618, C09K 17/00, 07/27/2015). The method provides increased moisture and soil fertility, but requires the preparation of a multicomponent mixture, therefore, it is rather complicated and expensive.

Современное сельское хозяйство расходует почти 2/3 мирового водопотребления, поэтому большое внимание исследователей уделяется разработке добавок, обладающих влагоаккумулирующими свойствами.Modern agriculture consumes almost 2/3 of the world's water consumption, so a lot of researchers pay attention to the development of additives with moisture-accumulating properties.

Известны способы повышения водопрочности структуры почвы путем внесения модификатора - полиоксиэтилен (20) сорбитан моностеарата (RU 2430953, C09K 17/14, 10.10.2011; RU 2527784, C09K 17/42, 10.09.2014). Данные способы недостаточно эффективны.Known methods for increasing the water resistance of the soil structure by introducing a modifier - polyoxyethylene (20) sorbitan monostearate (RU 2430953, C09K 17/14, 10/10/2011; RU 2527784, C09K 17/42, 09/10/2014). These methods are not effective enough.

Известны полимеры, которые способны к сохранению больших количеств воды и ее последующему постепенному высвобождению. К таким полимерам относятся ультраабсорбирующие полимеры, так называемые SAP, являющиеся, например, сшитыми сополимерами на базе акриловой кислоты/акриламида с солеобразующими группами. Размер полимерных частиц должен быть меньше 1-3 мм, так как абсорбция ими воды пропорционально возрастает с уменьшением размера частиц, но применение такого тонкого порошка чрезвычайно затруднительно, как в оранжереях, так и на открытом воздухе.Polymers are known that are capable of preserving large amounts of water and its subsequent gradual release. Such polymers include ultra-absorbent polymers, the so-called SAP, which are, for example, crosslinked acrylic acid / acrylamide-based copolymers with salt-forming groups. The size of polymer particles should be less than 1-3 mm, since their absorption of water increases proportionally with decreasing particle size, but the use of such a fine powder is extremely difficult, both in greenhouses and in the open air.

В патенте RU 2531607, C05G 3/00, 27.10.2014 предложена агротехническая композиция в виде гранул в качестве влагоаккумулирующей добавки для почвы на основе ультраабсорбирующего полимера (SAP) (сшитый сополимер акриловой кислоты/акриламида) - прототип. Композиция содержит также гигроскопичный материал растительного происхождения (волокна злаковых растений, торф и/или рисовая шелуха, сердцевина кукурузного початка) и природный пластификатор минерального (бентонит, цеолит, каменная мука) или растительного (крахмал, мука, сердцевина кукурузного початка) происхождения. Композиция может содержать воду в количестве, не превышающем 20-30%.In the patent RU 2531607, C05G 3/00, 10.27.2014, an agrotechnical composition in the form of granules is proposed as a moisture storage additive for soil based on ultra-absorbent polymer (SAP) (crosslinked acrylic acid / acrylamide copolymer) - prototype. The composition also contains hygroscopic material of plant origin (cereal fibers, peat and / or rice husk, core of the corncob) and natural plasticizer of mineral (bentonite, zeolite, stone flour) or vegetable (starch, flour, corncob core) origin. The composition may contain water in an amount not exceeding 20-30%.

Основным недостатком композиции-прототипа является сложный состав и сложность технологии получения добавки в виде гранул. Кроме того, использование полимеров при выращивании сельскохозяйственных растений на больших площадях нежелательно по экологическим соображениям.The main disadvantage of the composition of the prototype is the complex composition and complexity of the technology for producing additives in the form of granules. In addition, the use of polymers in growing agricultural plants over large areas is undesirable for environmental reasons.

Задачей предлагаемого изобретения является создание эффективной влагоаккумулирующей питательной добавки для почвы на основе продукта растительного происхождения, более простой по составу и технологии получения и экологически безопасной как на стадии применения, так и при получении, благодаря экологически безопасной технологии.The objective of the invention is the creation of an effective moisture-accumulating nutrient additive for soil based on a product of plant origin, simpler in composition and production technology and environmentally friendly both at the application stage and upon receipt, thanks to environmentally friendly technology.

Решение поставленной задачи достигается предлагаемой влагоаккумулирующей питательной добавкой для почвы, представляющей собой твердую фракцию продукта окислительного крекинга отходов растительного сырья, полученную обработкой отходов растительного сырья в воде при комнатной температуре пероксидом водорода при массовом соотношении пероксида водорода к отходам растительного сырья 0,5-1,0:1 в присутствии катализатора на основе оксида трехвалентного железа в количестве 0,1-0,3 мас.% по отношению к отходам растительного сырья в пересчете на Fe3+, причем катализатор получен нагреванием при 60-70°С смеси FeCl3⋅6H2O, Na2CO3 и 0,5-1,0%-ного водного этанола при следующем соотношении компонентов, мас.%:The solution to this problem is achieved by the proposed moisture-accumulating nutrient additive for the soil, which is a solid fraction of the product of oxidative cracking of plant waste products obtained by treating plant waste products in water at room temperature with hydrogen peroxide at a mass ratio of hydrogen peroxide to plant waste products of 0.5-1.0 : 1 in the presence of a catalyst based on ferric oxide in an amount of 0.1-0.3 wt.% In relation to the waste of plant materials in terms of Fe 3+ , the catalyst obtained by heating at 60-70 ° C a mixture of FeCl 3 ⋅ 6H 2 O, Na 2 CO 3 and 0.5-1.0% aqueous ethanol in the following ratio, wt.%:

FeCl3⋅6H2OFeCl 3 ⋅ 6H 2 O 0,1-0,20.1-0.2 Na2CO3 Na 2 CO 3 0,05-0,10.05-0.1 0,1-1,0%-ный водный этанол0.1-1.0% aqueous ethanol остальноеrest

и выделенную центрифугированием, при этом влагоаккумулирующая питательная добавка для почвы характеризуется содержанием железа 0,03-0,04 мас.%.and isolated by centrifugation, while the moisture-accumulating nutrient additive for the soil is characterized by an iron content of 0.03-0.04 wt.%.

Обработку отходов растительного сырья в воде пероксидом водорода в присутствии катализатора можно проводить в 12-20-кратном массовом избытке воды по отношению к отходам растительного сырья.Treatment of waste plant materials in water with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst can be carried out in a 12-20-fold mass excess of water relative to waste plant materials.

Процесс окисления органического сырья в присутствии катализатора на основе оксида трехвалентного железа был предметом более ранних исследований авторов настоящего изобретения (RU 2425715, B01J 37/04, 10.08.2011; RU 2488445, B01J 37/04, 27.07.2013; RU 2515319, D21C 3/00, B01J 37/04, 10.05.2014). Было установлено (RU 2425715), что используемый катализатор представляет собой суспензию коллоидных твердых частиц окислов железа, содержащих органические примеси (в частности, этиловый спирт).The oxidation of organic materials in the presence of a ferric oxide catalyst was the subject of earlier studies of the authors of the present invention (RU 2425715, B01J 37/04, 08/10/2011; RU 2488445, B01J 37/04, 07/27/2013; RU 2515319, D21C 3 / 00, B01J 37/04, 05/10/2014). It was found (RU 2425715) that the catalyst used is a suspension of colloidal solid particles of iron oxides containing organic impurities (in particular ethyl alcohol).

При создании предлагаемого изобретения были проведены подробные исследования влияния различных параметров процесса окислительного крекинга отходов растительного сырья (древесные опилки, солома, льняная костра, шелуха семян риса, гречихи и подсолнечника, жом и др.) на выход и свойства твердой фракции продукта реакции.When creating the present invention, detailed studies were carried out on the effect of various parameters of the process of oxidative cracking of plant waste products (sawdust, straw, flax fire, husk of rice seeds, buckwheat and sunflower, pulp, etc.) on the yield and properties of the solid fraction of the reaction product.

В результате было установлено, что для достижения максимального выхода твердой фракции не требуется глубокий крекинг растительного сырья (сопровождаемый повышением выхода жидкой фракции), что позволило значительно уменьшить количества используемых реагентов и разработать технологию получения предлагаемой влагоаккумулирующей питательной добавки для почвы.As a result, it was found that in order to achieve the maximum yield of the solid fraction, deep cracking of plant materials is not required (accompanied by an increase in the yield of the liquid fraction), which significantly reduced the amount of reagents used and developed the technology for producing the proposed moisture-accumulating nutritional supplement for the soil.

Предлагаемая влагоаккумулирующая питательная добавка для почвы - твердая фракция продукта мягкого каталитического окисления отходов растительного сырья представляет собой целлюлозу, обогащенную железом, поли- и олигосахаридами, с примесью лигнина и органических веществ из жидкой фракции окислительного крекинга (смесь органических кислот, их эфиров, полифенолов и сахаров).The proposed moisture-accumulating nutrient additive for the soil — the solid fraction of the product of the soft catalytic oxidation of plant waste products — is cellulose enriched in iron, poly- and oligosaccharides, mixed with lignin and organic substances from the liquid fraction of oxidative cracking (a mixture of organic acids, their esters, polyphenols and sugars )

Высокие сорбционные свойства целлюлозы, составляющей основу предлагаемой влагоаккумулирующей питательной добавки (ЦД) для почвы, позволяют сохранять почвенную влагу и накапливать микроэлементы, что приводит к повышению плодородия почвогрунтов. Содержащиеся в предлагаемой ЦД к почвам перечисленные выше вещества также способствуют более эффективному развитию растений. Железо жизненно важно для развития всего живого, растениям железо необходимо для образования хлорофилла и фотосинтеза, оно усваивается растениями и содержится в тканях растений в наибольшем количестве по сравнению с другими металлами, в почве железо образует органоминеральные комплексы с гуминовыми кислотами, что способствует образованию водопрочных почвенных структур (Л.А. Красильникова, О.А. Авксентьева, В.В. Жмурко и др. Биохимия растений. Ростов н/Д, Феникс, 2004, 224 с.). Поли- и олигосахариды обладают ростстимулирующими свойствами (RU 2110177, A01N 65/00, С07Н 1/08, 10.05.1998).The high sorption properties of cellulose, which is the basis of the proposed moisture-accumulating nutrient additives (CDs) for the soil, allow soil moisture to be stored and trace elements to accumulate, which leads to an increase in soil fertility. The above substances contained in the proposed CD for soils also contribute to a more efficient development of plants. Iron is vital for the development of all living things, plants need iron for the formation of chlorophyll and photosynthesis, it is absorbed by plants and contained in plant tissues in the greatest amount compared to other metals, in the soil iron forms organomineral complexes with humic acids, which contributes to the formation of water-resistant soil structures (L.A. Krasilnikova, O.A. Avksentieva, V.V. Zhmurko et al. Plant biochemistry. Rostov n / A, Phoenix, 2004, 224 p.). Poly- and oligosaccharides have growth-promoting properties (RU 2110177, A01N 65/00, С07Н 1/08, 05/10/1998).

В отличие от большинства природных добавок для почвы (навоз, перегной, сапропель) предлагаемая ЦД стерильна, так как процесс ее получения происходит в среде водного раствора пероксида водорода, обладающего дезинфицирующими свойствами.Unlike most natural additives for the soil (manure, humus, sapropel), the proposed CD is sterile, since the process of its production takes place in an aqueous solution of hydrogen peroxide, which has disinfecting properties.

Следует отметить, что при получении предлагаемой добавки для почвы попутно решается задача утилизации отходов сельскохозяйственной и лесной перерабатывающей промышленности.It should be noted that upon receipt of the proposed soil supplement, the problem of disposing of waste from the agricultural and forest processing industries is simultaneously solved.

Предлагаемую ЦД для почвы получают следующим образом.The proposed CD for the soil is obtained as follows.

При температуре 60-70°C перемешивают смесь FeCl3⋅6H2O, Na2CO3 и 0,1-1%-ного водного этанола. Оставляют смесь до полного осаждения коллоидного катализатора, снова перемешивают, вносят отходы растительного сырья, добавляют воду и приливают пергидроль (30%-ный водный раствор пероксида водорода). Перемешивают полученную смесь при комнатной температуре до полного израсходования пероксида водорода, и выделяют ЦД - твердую фракцию продукта окисления - центрифугированием. Для определения содержания железа и выхода ЦД сушат до постоянного веса.At a temperature of 60-70 ° C, a mixture of FeCl 3 ⋅ 6H 2 O, Na 2 CO 3 and 0.1-1% aqueous ethanol is stirred. Leave the mixture until the colloidal catalyst is completely precipitated, mix again, add the waste from plant materials, add water and add perhydrol (30% aqueous solution of hydrogen peroxide). Stir the resulting mixture at room temperature until the hydrogen peroxide is completely consumed, and CD — the solid fraction of the oxidation product — is isolated by centrifugation. To determine the iron content and yield, the CD is dried to constant weight.

Железо определяли спектрофотометрически по следующей методике.Iron was determined spectrophotometrically by the following procedure.

Навеску m (0.05-0.50 г) высушенной ЦД смешивают с 5 мл (V1) 0.2 М соляной кислоты, выдерживают 30-40 минут в ультразвуковом диспергаторе и отделяют водную вытяжку, (Vx) мл (0.18-0.25 мл) полученного раствора, содержащего железо, добавляют к 2 мл (V0) 2 М раствора тиоцианата калия в 0.2 М соляной кислоте и измеряют оптическую плотность (D) в 1-сантиметровой кювете в максимуме поглощения при 480 нм комплексного соединения ионов Fe3+, образующегося в реакции с тиоцианатом калия, коэффициент экстинкции

Figure 00000001
. Содержание железа в мас.% рассчитывают по формуле:
Figure 00000002
.A portion of m (0.05-0.50 g) of dried CD is mixed with 5 ml of (V 1 ) 0.2 M hydrochloric acid, incubated for 30-40 minutes in an ultrasonic disperser and the aqueous extract is separated, (V x ) ml (0.18-0.25 ml) of the resulting solution, containing iron, is added to a 2 ml (V 0 ) 2 M solution of potassium thiocyanate in 0.2 M hydrochloric acid and the absorbance (D) is measured in a 1-centimeter cuvette at the absorption maximum at 480 nm of the complex compound of Fe 3+ ions formed in the reaction with potassium thiocyanate, extinction coefficient
Figure 00000001
. The iron content in wt.% Is calculated by the formula:
Figure 00000002
.

Приводим примеры синтеза заявляемой влагоаккумулирующей питательной добавки для почвы и примеры, подтверждающие ее влагоаккумулирующие свойства и эффективность влияния на развитие растений.We give examples of the synthesis of the claimed moisture-accumulating nutrient additives for the soil and examples confirming its moisture-accumulating properties and the effectiveness of the effect on plant development.

Пример 1.Example 1

Смесь 1,5 г FeCl3⋅6H2O, 0,75 г Na2CO3 и 1500 мл 0,5%-ного водного этанола перемешивают при 70°C в течение 10 мин. Оставляют смесь до полного осаждения коллоидного катализатора, затем снова перемешивают, добавляют при постоянном перемешивании 120 г древесных опилок сосны (размеры частиц 1-3 мм); количество катализатора по отношению к опилкам в пересчете на Fe3+ составляет 0,25 мас.%), приливают 420 мл пергидроля и 180 мл воды (массовое отношение пероксид водорода : опилки = 1 : 1, массовое отношение вода : опилки = 17,5); продолжают перемешивание при комнатной температуре до полного израсходования пероксида водорода и выделяют из водной реакционной смеси ЦД центрифугированием. Сушат ЦД до постоянного веса, вес полученного осадка 36 г, выход 30%. Содержание железа 0,030 мас.%.A mixture of 1.5 g of FeCl 3 ⋅ 6H 2 O, 0.75 g of Na 2 CO 3 and 1500 ml of 0.5% aqueous ethanol is stirred at 70 ° C for 10 minutes. Leave the mixture until the colloidal catalyst is completely precipitated, then mix again, add 120 g of pine sawdust with constant stirring (particle sizes 1-3 mm); the amount of catalyst relative to sawdust in terms of Fe 3+ is 0.25 wt.%), 420 ml of perhydrol and 180 ml of water are added (mass ratio of hydrogen peroxide: sawdust = 1: 1, mass ratio of water: sawdust = 17.5 ); stirring is continued at room temperature until the hydrogen peroxide is completely consumed and centrifugation is isolated from the aqueous reaction mixture. Dried CD to constant weight, the weight of the obtained precipitate 36 g, yield 30%. The iron content of 0.030 wt.%.

Пример 2. (на пилотной установке)Example 2. (on a pilot installation)

Смесь 11 г FeCl3⋅6H2O, 4,4 г Na2CO3 и 15 л 1,0%-ного водного этанола перемешивают при 70°C в течение 10 мин. Оставляют смесь до полного осаждения коллоидного катализатора, затем снова перемешивают, добавляют при постоянном перемешивании 1600 г сосновых опилок и 5,5 л пергидроля (массовое отношение пероксид водорода : опилки = 1 : 1, массовое отношение вода : опилки = 12, количество катализатора по отношению к опилкам в пересчете на Fe3+ составляет 0,14 мас.%), продолжают перемешивание при комнатной температуре до полного израсходования пероксида водорода, затем выделяют ЦД центрифугированием. Сушат ЦД до постоянного веса, вес полученного осадка 480 г, выход 30%. Содержание железа в осадке 0,032 мас.%.A mixture of 11 g of FeCl 3 ⋅ 6H 2 O, 4.4 g of Na 2 CO 3 and 15 l of 1.0% aqueous ethanol was stirred at 70 ° C for 10 minutes. Leave the mixture until the colloidal catalyst is completely precipitated, then mix again, add 1600 g of pine sawdust and 5.5 l of perhydrol with constant stirring (weight ratio hydrogen peroxide: sawdust = 1: 1, weight ratio water: sawdust = 12, amount of catalyst in relation to to sawdust in terms of Fe 3+ is 0.14 wt.%), stirring is continued at room temperature until the hydrogen peroxide is completely consumed, then CD is isolated by centrifugation. Dry the CD to constant weight, the weight of the resulting precipitate is 480 g, yield 30%. The iron content in the sediment is 0.032 wt.%.

Пример 3.Example 3

Смесь 0,7 г FeCl3⋅6H2O, 0,4 г Na2CO3 и 1000 мл 1%-ного водного этанола перемешивают при 70°C в течение 10 мин. Оставляют смесь до полного осаждения коллоидного катализатора, затем снова перемешивают, добавляют при постоянном перемешивании 60 г овсяной соломы (количество катализатора по отношению к соломе в пересчете на Fe3+ составляет 0,24 мас.%), приливают 200 мл пергидроля (массовое отношение пероксид водорода : солома = 1 : 1, массовое отношение вода : солома = 20); продолжают перемешивание при комнатной температуре до полного израсходования пероксида водорода, затем выделяют ЦД центрифугированием. Сушат ЦД до постоянного веса, вес полученного осадка 16,8 г, выход 28%. Содержание железа в осадке 0,027 мас.%.A mixture of 0.7 g of FeCl 3 ⋅ 6H 2 O, 0.4 g of Na 2 CO 3 and 1000 ml of 1% aqueous ethanol was stirred at 70 ° C for 10 minutes. Leave the mixture until the colloidal catalyst is completely precipitated, then mix again, add 60 g of oat straw with constant stirring (the amount of catalyst relative to the straw in terms of Fe 3+ is 0.24 wt.%), 200 ml of perhydrol is added (mass ratio of peroxide hydrogen: straw = 1: 1, mass ratio of water: straw = 20); stirring is continued at room temperature until the hydrogen peroxide is completely consumed, then CD is isolated by centrifugation. Dry the CD to constant weight, the weight of the obtained precipitate 16.8 g, yield 28%. The iron content in the precipitate is 0.027 wt.%.

Пример 4.Example 4

Смесь 0,38 г FeCl3⋅6H2O, 0,20 г Na2CO3 и 500 мл 1%-ного водного этанола перемешивают при 60°C в течение 10 мин. Оставляют смесь до полного осаждения катализатора, затем снова перемешивают, добавляют при постоянном перемешивании 28 г льняной костры (количество катализатора по отношению к костре в пересчете на Fe3+ составляет 0,28 мас.%), приливают 50 мл пергидроля и 25 мл воды (массовое отношение пероксид водорода : костра = 0,5 : 1, массовое отношение вода : костра = 20); продолжают перемешивание при комнатной температуре до полного израсходования пероксида водорода, затем выделяют ЦД центрифугированием. Сушат ЦД до постоянного веса, вес полученного осадка 15,9 г, выход 56,8%. Содержание железа в осадке 0,037 мас.%.A mixture of 0.38 g of FeCl 3 ⋅ 6H 2 O, 0.20 g of Na 2 CO 3 and 500 ml of 1% aqueous ethanol was stirred at 60 ° C for 10 minutes. Leave the mixture until the catalyst is completely precipitated, then mix again, add 28 g of flax fire with constant stirring (the amount of catalyst relative to the fire in terms of Fe 3+ is 0.28 wt.%), 50 ml of perhydrol and 25 ml of water are added ( mass ratio of hydrogen peroxide: campfire = 0.5: 1, mass ratio of water: campfire = 20); stirring is continued at room temperature until the hydrogen peroxide is completely consumed, then CD is isolated by centrifugation. Dried CD to constant weight, the weight of the obtained precipitate 15.9 g, yield 56.8%. The iron content in the sediment 0,037 wt.%.

Влагоаккумулирующие свойства предлагаемой ЦД для почвы исследовались методом моделирования засухи. При однократном увлажнении экспериментального грунта - в контроле: песок, в опыте: песок, соединенный с ЦД, полученной по примеру 2, учитывали количество выживших растений к 19-м суткам опыта. Результаты приведены в примерах 4 и 5 и в таблицах 1 и 2.The moisture storage properties of the proposed CD for the soil were investigated by drought simulation. With a single wetting of the experimental soil, in the control: sand, in the experiment: sand combined with the CD obtained in Example 2, the number of surviving plants by the 19th day of the experiment was taken into account. The results are shown in examples 4 and 5 and in tables 1 and 2.

Пример 5. Моделирование засухи при выращивании гороха сорта Сахарный.Example 5. Modeling of drought in the cultivation of peas cultivar Sugar.

Исследовали влияние различных количеств ЦД, полученной по примеру 2, на сохранность влаги в грунтах к 19 суткам опыта при однократном увлажнении грунта на примере гороха Сахарный. Культуральными средами были: в контроле песок, однократно увлажненный водой, в опыте - песок, соединенный с ЦД и однократно увлажненный водой. В Опыте 1 весовое соотношение песок: ЦД было 10:1, в Опыте 2 - 5:1. Эффект действия ЦД оценивали по количеству выживших растений гороха на 19-е сутки опыта.We studied the effect of various amounts of CD obtained in Example 2 on the moisture preservation in soils by 19 days of the experiment with a single moistening of the soil using the example of Sugar pea. The culture media were: in the control, sand, once moistened with water, in the experiment, sand combined with CD and once moistened with water. In Experiment 1, the weight ratio of sand: CD was 10: 1; in Experiment 2, it was 5: 1. The effect of CD was estimated by the number of surviving pea plants on the 19th day of the experiment.

Одновременно исследовалось влияние различных количеств ЦД на всхожесть семян гороха сорта Сахарный.At the same time, the effect of various amounts of CD on the germination of pea seeds of the Sugar variety was studied.

Figure 00000003
Figure 00000003

Пример 6. Моделирование засухи при выращивании растений огурца сорта Нежинский.Example 6. Modeling of drought during the cultivation of plants of cucumber Nezhinsky.

Исследовали влияние ЦД на развитие растений огурца сорта Нежинский, выращиваемых на средах, приготовленных по примеру 5. Эффект сохранности влаги оценивали: а) по средней высоте растений на 7-е сутки; б) по количеству растений, образовавших настоящий лист на 13-е сутки; в) по количеству живых растений на 19-е сутки.We studied the effect of CD on the development of plants of the Nezhinsky cucumber cultivated on media prepared according to Example 5. The effect of moisture preservation was evaluated: a) by the average height of plants on the 7th day; b) by the number of plants that formed this leaf on the 13th day; c) by the number of living plants on the 19th day.

Figure 00000004
Figure 00000004

Исследование влияния ЦД на развитие растений проводилось различными методами с ЦД, полученной по примеру 2. Оценивали влияние ЦД:The study of the influence of CD on the development of plants was carried out by various methods with CD obtained in example 2. The effect of CD was evaluated:

- на воздушно-сухой вес надземной части растений на примере овса и сорго;- the air-dry weight of the aerial parts of plants on the example of oats and sorghum;

- на скорость прорастания клубней картофеля;- the rate of germination of potato tubers;

- на корнеобразование этиолированных клубневых черенков картофеля;- the root formation of etiolated tuberous potato cuttings;

- на развитие зеленых черенков картофеля;- on the development of green potato cuttings;

- на количество хлорофилла в зеленых черенках картофеля.- the amount of chlorophyll in the green cuttings of potatoes.

Результаты приведены в примерах 7-11 и в таблицах 3-7; в примере 5 и таблице 1 приведены результаты по влиянию ЦД на всхожесть семян гороха сорта Сахарный.The results are shown in examples 7-11 and in tables 3-7; in example 5 and table 1 shows the results on the effect of CD on the germination of seeds of peas cultivar Sugar.

Пример 7. Влияние ЦД на воздушно-сухой вес надземной части растений овса и сорго. Семена овса (сорт Кормовой) и сорго (сорт Пищевой) высевали на культуральные среды, поддерживаемые во влажном состоянии. В контроле это был песок, в опыте - песок с добавлением ЦД,. Массовое соотношение песок : ЦД = 5 : 1. Через 20 дней оценивали воздушно-сухой вес надземной части растений. Вес контроля принят за 100%. Результаты приведены в таблице 3.Example 7. The effect of CD on the air-dry weight of the aerial parts of plants of oats and sorghum. The seeds of oats (cultivar Fodder) and sorghum (cultivar Pischevoy) were sown on culture media maintained in a wet state. In control it was sand, in experience - sand with the addition of CD ,. The mass ratio of sand: CD = 5: 1. After 20 days, the air-dry weight of the aerial parts of the plants was evaluated. The weight of the control is taken as 100%. The results are shown in table 3.

Figure 00000005
Figure 00000005

Пример 8. Влияние ЦД на скорость прорастания клубней картофеля.Example 8. The effect of CD on the rate of germination of potato tubers.

Клубни картофеля Удача закладывали для прорастания: в контрольном варианте в песок, увлажненный водой; в опыте - в смесь песка и ЦД, увлажненную водой. На 30-е сутки оценивали количество проросших клубней картофеля. Результаты приведены в таблице 4.Potato tubers Luck was laid for germination: in the control variant, in sand moistened with water; in the experiment - in a mixture of sand and CD moistened with water. On the 30th day, the number of sprouted potato tubers was estimated. The results are shown in table 4.

Figure 00000006
Figure 00000006

Пример 9. Влияние ЦД на корнеобразование белых этиолированных клубневых черенков картофеля.Example 9. The effect of CD on the root formation of white etiolated tuberous potato cuttings.

От пророщенных в темноте клубней картофеля отделяли белые клубневые этиолированные черенки (длина черенков 5-6 см, диаметр ~ 0,5 см) и помещали в культуральные сосуды по 30 штук с влажным грунтом, приготовленным по примеру 5. Сосуды с черенками устанавливали в люминостат с ритмом освещения свет/темнота 12/12. На 15-е сутки оценивали количество черенков (%), образовавших выраженную корневую систему. Результаты приведены в таблице 5.White tuber etiolated cuttings were separated from potato tubers sprouted in the dark (cuttings length 5-6 cm, diameter ~ 0.5 cm) and placed into culture vessels of 30 pieces each with moist soil prepared according to Example 5. Vessels with cuttings were installed in a luminostat with rhythm of lighting light / dark 12/12. On the 15th day, the number of cuttings (%) that formed a pronounced root system was estimated. The results are shown in table 5.

Figure 00000007
Figure 00000007

Пример 10. Влияние ЦД на развитие зеленых черенков картофеля.Example 10. The effect of CD on the development of green potato cuttings.

Выращивали зеленые растения картофеля Удача, отрезали зеленые черенки с нераскрытыми листьями величиной 10-11 см и помещали в культуральные сосуды по 30 штук с влажным грунтом, приготовленным по примеру 5 и для контроля с влажным песком. Через 10 суток оценивали количество растений (%), у которых были полностью раскрыты листовые пластины. Результаты приведены в таблице 6.Green potato plants were grown. Good luck, cut green cuttings with unopened leaves of 10-11 cm in size and placed in culture vessels 30 pieces each with moist soil prepared according to Example 5 and for control with wet sand. After 10 days, the number of plants (%) in which leaf plates were fully opened was estimated. The results are shown in table 6.

Figure 00000008
Figure 00000008

Пример 11. Оценка влияния ЦД на содержание хлорофилла в зеленых черенках картофеля.Example 11. Evaluation of the effect of CD on the content of chlorophyll in green potato cuttings.

От зеленых черенков, выращенных в примере 10, на 15-е сутки отделяли 4 см верхней части черенков с развитыми листьями. Черенки с листьями растирали в фарфоровой ступке, готовили экстракты согласно стандартной методике (VERNON, L. Р. Spectrophotometric determination of chlorophylls and pheophytins in plant extracts. Anal. Chem., 1960, 32, pp. 1144-1150) и измеряли оптическую плотность на длинах волн λ=662 и 644 нм (с помощью спектрофотометра Hach DR 4000V США) для расчета содержания хлорофилла. Результаты приведены в таблице 7.From green cuttings grown in Example 10, on the 15th day, 4 cm of the upper part of cuttings with developed leaves was separated. Cuttings with leaves were ground in a porcelain mortar, extracts were prepared according to the standard method (VERNON, L. P. Spectrophotometric determination of chlorophylls and pheophytins in plant extracts. Anal. Chem., 1960, 32, pp. 1144-1150) and the absorbance was measured on wavelengths λ = 662 and 644 nm (using a Hach DR 4000V USA spectrophotometer) to calculate the chlorophyll content. The results are shown in table 7.

Figure 00000009
Figure 00000009

Таким образом, как видно из приведенных примеров, предлагаемая ЦД является высокоэффективной влагоаккумулирующей питательной добавкой для почвы, несложной по составу и технологии получения, а также экологически безопасной. Кроме того, при получении предлагаемой добавки для почвы попутно решается задача утилизации отходов сельскохозяйственной и лесной перерабатывающей промышленности.Thus, as can be seen from the above examples, the proposed CD is a highly effective moisture-accumulating nutritional supplement for the soil, simple in composition and production technology, as well as environmentally friendly. In addition, upon receipt of the proposed additives for the soil along the way, the problem of waste disposal of the agricultural and forest processing industries is solved.

Claims (4)

1. Влагоаккумулирующая питательная добавка для почвы, представляющая собой твердую фракцию продукта окислительного крекинга отходов растительного сырья, полученную обработкой отходов растительного сырья в воде при комнатной температуре пероксидом водорода при массовом соотношении пероксида водорода к отходам растительного сырья 0,5-1,0 : 1 в присутствии катализатора на основе оксида трехвалентного железа в количестве 0,1-0,3 мас.% по отношению к отходам растительного сырья в пересчете на Fe3+, причем катализатор получен нагреванием при 60-70°С смеси FeCl3⋅6H2O, Na2СО3 и 0,5-1,0%-ного водного этанола при следующем соотношении компонентов, мас.%:1. A moisture-accumulating nutrient additive for soil, which is a solid fraction of the product of oxidative cracking of plant waste products, obtained by treating waste plant materials in water at room temperature with hydrogen peroxide at a mass ratio of hydrogen peroxide to plant waste products of 0.5-1.0: 1 in the presence of a catalyst based on ferric oxide in an amount of 0.1-0.3 wt.% with respect to the waste vegetable materials based on Fe 3+, wherein the catalyst is obtained by heating at 60-70 ° mixture of FeCl 3 ⋅6H 2 O, Na 2 CO 3 and 0.5-1.0% aqueous ethanol at the following component ratio, wt.%: FeCl3⋅6H2OFeCl 3 ⋅ 6H 2 O 0,1-0,20.1-0.2 Na2CO3 Na 2 CO 3 0,05-0,10.05-0.1 0,5-1,0%-ный водный этанол0.5-1.0% aqueous ethanol остальноеrest
и выделенную центрифугированием, при этом влагоаккумулирующая питательная добавка для почвы характеризуется содержанием железа 0,03-0,04 мас.%.and isolated by centrifugation, while the moisture-accumulating nutrient additive for the soil is characterized by an iron content of 0.03-0.04 wt.%. 2. Добавка для почвы по п. 1, отличающаяся тем, что обработку отходов растительного сырья в воде пероксидом водорода в присутствии катализатора проводят в 12-20-кратном массовом избытке воды по отношению к отходам растительного сырья.2. The soil additive according to claim 1, characterized in that the treatment of the waste of plant materials in water with hydrogen peroxide in the presence of a catalyst is carried out in a 12-20-fold mass excess of water relative to the waste of plant materials.
RU2016110101A 2016-03-21 2016-03-21 Solid fraction of product of oxidative cracking of vegetable raw material waste as water-accumulating nutrition additive for soil RU2618274C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110101A RU2618274C1 (en) 2016-03-21 2016-03-21 Solid fraction of product of oxidative cracking of vegetable raw material waste as water-accumulating nutrition additive for soil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016110101A RU2618274C1 (en) 2016-03-21 2016-03-21 Solid fraction of product of oxidative cracking of vegetable raw material waste as water-accumulating nutrition additive for soil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2618274C1 true RU2618274C1 (en) 2017-05-03

Family

ID=58697536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016110101A RU2618274C1 (en) 2016-03-21 2016-03-21 Solid fraction of product of oxidative cracking of vegetable raw material waste as water-accumulating nutrition additive for soil

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2618274C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07132021A (en) * 1993-11-11 1995-05-23 Sachiyo Taki Water holding composition and method for improving dry soil using the same
RU2515319C2 (en) * 2012-04-26 2014-05-10 Общество с ограниченной ответственнотью "Целлокорм" Method of processing biomass into cellulose and solution of low-molecular weight oxidation products (versions)
RU2531607C2 (en) * 2009-03-04 2014-10-27 Даниэла СТЕРНИНИ Agronomical composition
RU2557618C2 (en) * 2013-11-12 2015-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Теллура-бис" Method of reclamation of sandy soil in semi-desert zone and nutrient water-accumulating composition for its implementation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07132021A (en) * 1993-11-11 1995-05-23 Sachiyo Taki Water holding composition and method for improving dry soil using the same
RU2531607C2 (en) * 2009-03-04 2014-10-27 Даниэла СТЕРНИНИ Agronomical composition
RU2515319C2 (en) * 2012-04-26 2014-05-10 Общество с ограниченной ответственнотью "Целлокорм" Method of processing biomass into cellulose and solution of low-molecular weight oxidation products (versions)
RU2557618C2 (en) * 2013-11-12 2015-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Теллура-бис" Method of reclamation of sandy soil in semi-desert zone and nutrient water-accumulating composition for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Luo et al. Effect of co-application of wood vinegar and biochar on seed germination and seedling growth
Vaughn et al. Comparison of biochars derived from wood pellets and pelletized wheat straw as replacements for peat in potting substrates
CN109652088A (en) A kind of soil remediation charcoal improved materials
Bashir et al. The role of different organic amendments to improve maize growth in wastewater irrigated soil
CN102936174B (en) A coconut shell powder-based rice machine transplanting substrate
CN106986711A (en) A kind of Nutrition Soil
Abou-Baker et al. Transformation of lignocellulosic biomass to cellulose-based hydrogel and agriglass to improve beans yield
CN110105963A (en) A kind of high-efficiency multi-function soil conditioner and the preparation method and application thereof
KR100779756B1 (en) Manufacturing method of agricultural seedling soil using seaweed by-product
Sánchez-Orozco et al. Valorization of superabsorbent polymers from used disposable diapers as soil moisture conditioner
CN104130072B (en) The production method of gac residue compression Nutrition Soil
Oviasogie et al. Production, utilization and acceptability of organic fertilizers using palms and shea tree as sources of biomass
CN109627105A (en) A kind of soil conditioner of the anti-yellow of acid-proof and its preparation and application
Lawson et al. Effect of organic matter on the growth, nodulation, and nitrogen fixation of soybean grown under acid and saline conditions
CN104844380B (en) A kind of organic composite fertilizer of suitable potato class plant
RU2618274C1 (en) Solid fraction of product of oxidative cracking of vegetable raw material waste as water-accumulating nutrition additive for soil
CN103896679B (en) A kind of vegetable seedling raising substrate prepared by using water hyacinth and its preparation method
CN107057707A (en) A kind of prone soil biomass carbon modifying agent containing spirulina
KR102497005B1 (en) Mineral nano liquid fertilizer for growing sprout crops and manufacturing method thereof
WO2019065691A1 (en) Soil anticaking agent
RU2649634C1 (en) Composition of the soil conditioner and the method of its manufacture
RU2227130C2 (en) Method for preparing humatized organic fertilizer
KR102201367B1 (en) vegetation soil for slope and manufacturing method thereof
KR100781388B1 (en) Manufacturing method of seedling soil using irradiation technology
CN105850618A (en) Weakly alkaline ecological rice and method for planting same