СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТИМУЛЯТОРА РОСТА РАСТЕНИЙ "ГУМИКС" И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ Российский патент 1994 года по МПК C05F11/00 

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству и может быть использовано для улучшения структуры и состава почв.

Известны способы получения удобрений и стимуляторов роста растений и их составы.

Так, способ получения гуминовых удобрений осуществляют путем обработки торфа или бурого угля растворами щелочей, например, аммичными.

Недостаток данного способа заключается в том, что он, обеспечивая получение уже известного по своему составу гуминового удобрения, не обеспечивает улучшения его качественных характеристик, что сужает его использование в сельском хозяйстве и требует больших затрат на транспортировку.

Известен способ получения органо-минерального удобрения, в котором в качестве одного из смешиваемых составов применяют торф или окисленный бурый уголь, а в качестве минеральных солей используют карбоаммофос, диаммофос и другие аналогичные соли.

Известны также составы гуминовых удобрений, в которые входят гуминовые кислоты и усваиваемые азот, фосфор, калий [1] .

Однако приведенный способ и состав гуминовых удобрений не обеспечивают комплексного решения задачи создания условий для растений, их постоянного активного развития в нормальных и экстремальных климатических условиях.

Известен также способ применения гуминовых удобрений, заключающийся в использовании их для корневой подкормки, который широко описан в мировой и отечественной литературе по земледелию и садоводству, например [2] .

Общим недостатком всех прототипов является их узкое применение только в тех районах, где они производятся, т. к. экономически нецелесообразны затраты на их транспортировку, а производство из них концентратов дорого и снижает их вес и объем не более, чем на 50% при более низкой концентрации усваиваемых элементов.

Задачей создания нового технического решения является получение нового модифицированного гуминового стимулятора роста растений с водорастворимой обогащенной азотом физиологически активной частью.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленных объектов, является, в частности, унификация технологии, расширение ассортимента выпуска гуминовых стимуляторов в твердом, жидком и суспендированном виде, снижение трудоемкости изготовления, трудозатрат на транспортировку, увеличение диапазона используемых растворимых элементов с применением их в сельском хозяйстве. При этом активизируется усвоение растениями питательных веществ, что дает повышение урожая традиционных культур.

Технический результат достигается применением способа получения стимулятора роста растений, включающего подготовку, то есть добычу и измельчение органического полуфабриката, обработку его щелочными составами и последующего его обогащение азотом. В процессе добычи в качестве органического полуфабриката выбирают торф, и/или бурый уголь, и/или сапропель, и/или растительный компост, и/или другие гуматсодержащие вещества с содержанием органического состава V₁ в объемных частях в пределах 0,01 - 0,95, производят измельчение органической составляющей до соотношения минимального размера d₁ к максимальному размеру частиц d₂ в пределах: 10^-3≅ d₁/d₂≅ 1,0, причем размер максимальных частиц не превышает 10 мм; при этом массу m₁, частиц меньшего размера d₁, доводят до соотношения с массой m₂ частиц максимального размера d₂ в единице объема в пределах: 0,3 ≅ m₁/(m₁+m₂) ≅ 0,95, обрабатывают подготовленный таким образом органический полуфабрикат щелочным раствором состава или КОН концентрации С₁, и/или NaOH концентрации С₂, и/или NH₄OH концентрации С₃, и/или соды, например, поташ, концентрации С₄, которые выбирают по отношению к содержанию С₅органической составляющей в единице объема полуфабриката в пределах: 0,005 ≅ (C₁+C₂+C₃+C₄)/C₅ ≅0,65, выделяют объем V₂ жидкой, или суспендированной, или кашеобразной фракции из полученного состава объема V₃ в пределах: 0,05 ≅ V₂/V₃ ≅ 0,97, обрабатывают полученную фракцию раствором азотсодержащих солей, в т. ч. или карбамида концентрации С₆, и/или сульфата аммония концентрации С₇, и/или аммофоса концентрации С₈, и/или других солей концентрации С₉ к содержанию С₁₀ органической составляющей в единице объема фракции в пределах 5·10^-4≅ (C₆+C₇+C₈+C₉)/C₁₀ ≅ 0,8, при этом реакцию их взаимодействия с гуминовыми соединениями ведут при температуре t₁ в пределах от 10^оС до 95^оС в течение 3 - 90 мин, а затем удаляют избыток влаги.

Указанный технический результат достигается применением способа использования стимулятора роста растения, включающего приготовление его водных растворов (суспезий) и внесение их на/под выращиваемые объекты, при котором концентрацию приготавливаемого базового раствора в смесительной емкости выбирают в пределах от 0,01% до 0,5% , поддерживают его температуру в пределах от 5^оС до 80^оС, а внесение на/под выращиваемые объекты производят замачиванием семян раствором концентрации в пределах от 0,01% до 0,2% , поливом растений с концентрацией раствора от 0,005% до 0,05% , например, еженедельно, и/или опрыскиванием концентрацией раствора в пределах от 0,002% до 0,05% , например 1 - 2 раза в месяц.

Указанный технический результат от применения вышеописанного способа получения стимулятора роста растений в виде концентрата или твердого вещества достигают удалением избытка влаги, которое ведут при температуре t₂ в пределах от 60^оС до 200^оС, получая влажность готового продукта соответственно в пределах от 60% до 3% .

Способ получения стимулятора роста растений состоит из следующих операций: приготовления полуфабриката, обработки его щелочным раствором с получением жидкой, и/или суспендированной, и/или кашеобразной фракции, обработки раствором азотсодержащих солей, а для получения в качестве готового продукта концентрата или сухого вещества - удаления необходимого избытка влаги. Причем каждая из операций имеет существенные отличия, которые делают ее принципиально новой.

Процесс приготовления органического полуфабриката предусматривает его добычу и сортировку, при которых выбирают органический материал, содержащий объем V₁ органического состава в объемных единицах в пределах 0,01 - 0,95, с помощью различных технических средств производят измельчение органической составляющей до соотношения минимального размера d₁ частиц к максимальному размеру d₂частиц в пределах:
10^-3≅ d₁/d₂ ≅ 0,97, при этом размельчение ведется до тех пор, пока размер d₂ частиц достигнет 10 мм, а масса m₁ частиц меньшего размера d₁ достигнет соотношения с массой m₂ частиц максимального размера d₂ в единице объема 0,3 ≅ m₁/(m₁+m₂) ≅ 0,95; после этого органический полуфабрикат обрабатывают щелочным раствором КОН концентрации С₁, и/или NaOH концентрации C₂: и/или NH₄OH концентрации С₃, и/или соды, например, поташ, концентрации С₄; которые выбирают по отношению к содержанию С₅ органической составляющей в единице объема полуфабриката в пределах
0,015 ≅ (C₁+C₂+C₃+C₄)/C₅ ≅ 0,65.

Операцию разделения полученного раствора осуществляют с помощью центрифугирования или применения других известных технических средств на твердую и жидкую, и/или суспендированную, и/или кашеобразную фракции. При этом выделяют объем V₂ жидкой, и/или суспендированной, и/или кашеобразной фракции из полученного раствора объемом V₃ в пределах0,05 ≅ V₂/V₃ ≅ 0,97.

Полученную фракцию обрабатывают раствором азотсодержащих солей карбамида концентрации С₆, и/или сульфата аммония концентрации С₇, и/или аммофоса концентрации С₈, и/или других солей концентрации С₉ к содержанию С₁₀ органической составляющей в единице объема продукта в пределах 5·10^-4 ≅ (C₆+C₇+C₈+C₉)/C₁₀ ≅ 0,8, а реакцию их взаимодействия с гуминовым соединением ведут при температуре t₁ в пределах от 10^оС - 95^оС в течение 3 - 90 мин.

Полученный таким образом стимулятор роста растений может выпускаться в трех видах: в натуральном виде, в виде концентрата или в виде сухого продукта, например, порошка, гранул, таблеток, брикетов и т. д. Для получения концентрата или сухого продукта выпариванием удаляют избыток влаги, при этом процесс ведут при температуре t₂ в пределах 60^оС - 200^оС, достигая влажности готового продукта в пределах от 60% - 3% .

В результате применения предлагаемого способа получается новый продукт - стимулятор роста растений, содержащий, мас. % на сухое вещество: гуминовые соединения, включающие щелочные металлы 0,001 - 80,0; гуминовые соединения, включающие щелочной аммоний 0,001 - 75,0; усваиваемый азот 0,01 - 12,0; усваиваемый калий 0,02 - 2,9; усваиваемый фосфор 0,002 - 3,0; микроэлементы 0,03 - 1,5; минеральный балласт - остальное.

Микроэлементы добавляют в виде минеральных солей, и/или оксидов, и/или комплексных соединений, что обеспечивает содержание их компонентов при следующем соотношении их мас. % на сухое вещество стимулятора: кобальт 0,01 - 0,6; никель 0,001 - 0,1; марганец 0,02 - 0,4; бор 0,01 - 0,4; цинк 0,02 - 0,5; медь 0,01 - 0,2; железо - 0,02 - 0,7; другие компоненты стимулятора - остальное.

Разработана технология использования стимулятора, включающая приготовление его водных растворов (суспензий) и внесение их на/под выращиваемые объекты, при этом концентрацию приготавливаемого базового раствора в смесительной емкости доводят до значений 0,01% - 0,5% и температуру t₃ поддерживают в пределах 5^оС - 60^оС, при этом перед внесением его дополнительно разбавляют до необходимой концентрации, а внесение на/под выращиваемые объекты производят замачиванием семян раствором концентрации 0,01% - 0,2% , поливом растений с концентрацией раствора 0,005% - 0,05% , например, еженедельно, и/или опрыскиванием концентрацией раствора 0,002% - 0,05% , например, 1 - 2 раза в месяц.

В каждом конкретном случае концентрация базового раствора выбирается такой, чтобы она обеспечивала получение рабочего раствора оптимальной концентрации.

Варианты практического осуществления заявленного способа получения стимулятора роста растений сопоставлены в табл. 1.

Как следует из табл. 1, при оптимальных значениях заявленных параметров способа получения стимулятора (вариант IV) достигается наибольшее значение Е₁ = 1,5, характеризующего соотношение совершенства технологии, результативности и достижения в совокупности новых качественных показателей продукта по изобретению в сравнении с их прототипом. Нижний (вариант II) и верхний (вариант V) пределы значений отличительных параметров, отраженных в пп. 1 и 3 формулы изобретения были получены на основании обработки статистических данных, экспериментальных исследований, их анализа и обобщений, при этом получены pезультаты о приближении параметра Е₁ к единице, т. е. достигнут минимальный результат.

Выход за нижний (вариант I) и за верхний предел (вариант VI) отличительных параметров, как следует из табл. 1, приводит к невозможности достижения указанного технического результата, т. е. Е₁становится меньше единицы. Вариант III таблицы 1 характеризует промежуточные значения отличительных параметров, отраженных в формуле изобретения, при которых значение параметра Е₁ = 1,3.

Результаты практического осуществления способа использования стимулятора роста растений сопоставлены в табл. 2.

Как следует из табл. 2, при оптимальных значениях заявленных параметров способа использования стимулятора (вариант IV) достигается наибольшее значение Е₂ = 1,6, характеризующего соотношение совершенства технологии, результативности и достижения совокупности качественно новых показателей при использовании продукта по изобретению в сравнении с использованием продукта прототипа. Варианты II и V в табл. 2, отражающие нижний и верхний пределы значений отличительных параметров, содержащихся в п. 2 формулы изобретения, полученные на основании обработки статистических данных, экспериментальных исследований, их анализа и обобщений, свидетельствуют о приближении параметра Е₂ к единице, т. е. этими параметрами может быть достигнут минимальный технический результат. Выход за нижний и верхний пределы параметров (варианты I и VI), отраженных в признаках п. 2 формулы изобретения, приводит к снижению конечного результата до значений Е₂ < 1, а вариант III, где показатели имеют средние значения между нижними и оптимальными показателями, характеризуют и значение результирующей Е₂ = 1,4.

П р и м е р 1. Одна тонна фрезерного торфа 60% влажности измельчается до размера частиц 0,1 - 0,5 мм, составляющих по массе 92 - 95% от исходного вещества, ее обрабатывают 800 л едкого калия с концентрацией 0,2% . Смешивание проводят при 69^оС в течение 60 мин в реакторе с мешалкой (50 об/мин). Объем жидкой фракции из суспензии выделяют центрифугированием и обрабатывают полученную фракцию 115 л концентрированного раствора сульфата аммония при 69^оС в течение 15 мин. Полученный раствор высушивают в распылительной сушилке при температуре гранул 130^оС до их влажности 7% . Полученный стимулятор на слеживается и не комкуется в процессе хранения.

Полученный таким образом стимулятор был использован для выращивания рассады капусты. На основе стимулятора был подготовлен базовый раствор концентрации 0,3% . Затем для замачивания семян капусты необходимый объем базового раствора был дополнительно разбавлен до концентрации 0,1% , а при поливе капусты под корень концентрацию выбрали равной 0,02% и поливали еженедельно. Сравнение полученных результатов выращенной капусты на основе применения стимулятора роста показало, что урожай по отношению к урожаю от прототипа увеличился в 1,6 раза, что соответствует максимальному значению Е₂.

П р и м е р 2. 50 кг твердого порошка гумата натрия растворяют в 1000 л воды при 90^оС в течение 50 мин. К полученному водному раствору гуминовы соединений добавляют 20 л концентрированного раствора сульфата аммония и 15 мл концентрированного раствора карбамида с температурой 60^оС. Смесь перемешивают в течение 10 мин при 90^оС и высушивают в распылительной сушилке при температуре гранул 210^оС до их влажности 2 - 2,5% . Сушка гранул стимулятора при 210^оС привела к тому, что при изготовлении базового раствора увеличилась пористость гранул, уменьшился при этом выход и изменился состав водорастворимых гуминовых соединений.

Это непосредственно отразилось на результатах его применения для выращивания капусты. При использовании технологии выращивания, принятой и описанной в примере 1, полученные результаты показали уменьшение урожая капусты по сравнению с прототипом до величины 0,99.

Кроме отмеченных достоинств следует указать на то, что совокупность существенных признаков заявленных объектов обеспечивает при их практической реализации значительное увеличение диапазона их использования за счет расширения культур, на которые он оказывает активное воздействие, например, подсолнечник, чечевица и другие, что вполне может говорить о его универсальности. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 882978, кл. C 05 F 11/02, 1981.

2. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. Днепропетровск, 1980, т. 7.

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, и, в частности, может быть использовано для улучшения структуры и состава почвы. Известны способы получения гуминовых удобрений, включающие обработку органических составляющих (например, торф) щелочными растворами, в состав которых входят гуминовые кислоты и усваиваемые азот, фосфор и калий, а также способы их применения, заключающиеся в замачивании в них семян, полива и опрыскивания растительных объектов. Изобретение имеет существенные отличия в том, что способ включает добычу, сортировку и измельчение гуматосодержащих веществ /торф, бурый уголь, сапропель, растительный компост и т. д. / с последующей их обработкой щелочными растворами КОН, NH₄OH, NaOH, сода с последующим выделением жидкой, суспендированной или кашеобразной среды и обработкой полученной фракции азотосодержащими солями (в том числе карбамида, сульфата аммония, аммофоса или других солей) с последующим выпариванием. А способ использования включает подготовку базового раствора с последующим его разбавлением до определенной концентрации перед внесением рабочего раствора на/под выращиваемые культуры. Каждый показатель, характеризующий сущность изобретения, имеет широкие пределы конкретных значений и рассмотрены несколько вариантов их осуществления. 2 з. п. ф-лы.

1. Способ получения стимулятора роста растений, включающий подготовку путем добычи и измельчения органического полуфабриката, обработку его щелочным реагентом и последующее обогащение его азотом, отличающийся тем, что в процессе добычи выбирают органический полуфабрикат с содержанием органического вещества V₁ в пределах 0,01 - 0,95 об. ч. , при этом в качестве органического полуфабриката выбирают торф, и/или бурый уголь, и/или сапропель, и/или растительный компост, и/или другие гуматсодержащие вещества, измельчение органического полуфабриката ведут до достижения соотношения минимального размера d₁ к максимальному размеру d₂ частиц в пределах 0,001 - 0,97 при условии, что максимальный размер частиц d₂ не превышает 10 мм, а соотношение массы частиц минимального размера m₁ и массы частиц максимального размера m₂ в единице объема не выходит за пределы 0,3 ≅ m₁/m₁ + m₂ ≅ 0,95, в качестве щелочного реагента используют водный раствор КОН концентрации C₁, и/или NaOH концентрации C₂, и/или NH₄OH концентрации C₃, и/или поташ концентрации C₄, а обработку щелочным реагентом органического полуфабриката ведут при соотношении концентрации раствора щелочного реагента и содержания органического вещества в органическом полуфабрикате в единице объема C₅, не выходящем за пределы
0.005≅ ≅ 0.65 ,
после обработки из полученного состава объема V₃ выделяют жидкую, или суспензированную, и/или кашеобразную фракцию объема V₂ в количестве, определяемом соотношением 0,05 ≅ V₂ / V₃ = 0,97, выделенную фракцию обогащают азотом путем обработки водным раствором азотсодержащих солей карбамида концентрации C₆, и/или сульфата аммония концентрации C₇, и/или аммофоса концентрации C₈, и/или других солей концентрации C₉ при соотношении концентрации раствора азотсодержащих солей и содержания органического вещества в единице объема обрабатываемой фракции C₁₀, не выходящем за пределы
5·10^-4≅ ≅ 0.8
и при температуре 10 - 95^oС в течение 3 - 90 мин. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что из состава, полученного после обогащения азотом, удаляют избыток влаги при температуре 60 - 200 ^oС до достижения влажности готового продукта 3 - 60% . 3. Способ использования стимулятора роста растений, включающий приготовление его водного раствора или суспензии и внесение их на или под выращиваемые объекты, отличающийся тем, что сначала готовят базовый раствор в смесительной емкости 0,019 - 0,5% -ной концентрации при температуре 5 - 60^oС, перед внесением на или под выращиваемые объекты его разбавляют до необходимой концентрации, при этом замачивания семян используют раствор с содержанием стимулятора роста 0,01 - 0,2% , для еженедельного полива растений - 0,005 - 0,05% , а для опрыскивания растений, например 1 - 2 раза в месяц - 0,002 - 0,05% .