ГОМОГЕННОЕ ГРАНУЛИРОВАННОЕ УДОБРЕНИЕ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ РОСТА РАСТЕНИЙ Российский патент 1995 года по МПК C05C7/02 

Изобретение относится к азотному удобрению, представляющему собой гомогенное твердое вещество, которое обеспечивает после внесения повышенное поглощение азота растениями, а именно к улучшенному азотному удобрению на основе мочевины, обладающему пониженной склонностью к потерям азота.

Известно гранулированное удобрение, включающее мочевину и дициандиамид.

Указанное удобрение получают расплавлением смеси мочевины с 5-30 мас. дициандиамида при 120-125^оС в присутствии слабых или сильных кислот или их кислых солей, добавляемых в количестве 0,25-1,5 от массы смеси. Полученную смесь гранулируют. В качестве солей используют кислые однозамещенные ортофосфаты натрия или аммония [1]
Известен также способ повышения роста растений за счет внесения основной массы применяемых удобрений в почву под посевы [2]
Новое и улучшенное азотное удобрение представляет собой гомогенное гранулированное композиционное удобрение. Полное содержание азота в композиционном удобрении в первую очередь обеспечивается мочевиной. Гомогенное гранулированное композиционное удобрение в первую очередь включает: мочевину, дициандиамид и тиосульфат аммония. Возможно присутствие фосфата. В качестве фосфатного соединения рекомендуется аммоний фосфат, наиболее предпочтительно полифосфат аммония. Компоненты композиционного удобрения присутствуют в количестве 90-98 мас. мочевины, 1,4-3 мас. дициандиамида и 0,4-1 мас. тиосульфата аммония. Если композиция включает фосфатное соединение, то оно присутствует в количестве 0,3-1 мас. Остальное количество композиции, в основном, включает некоторое количество влаги и побочные продукты синтеза мочевины. Однако в гранулы в качестве части удобрения могут быть введены: гербицид, краситель, питательные микродобавки и другие вещества.

Гранулированное удобрение получают из расплава мочевины. Дициандиамид и тиосульфат аммония прибавляют к расплавленной мочевине, предпочтительно при содержании влаги в мочевине по меньшей мере 2 мас. наиболее предпочтительно по меньшей мере 4 мас. Дициандиамид и тиосульфат аммония легко растворяются в расплавленной мочевине при добавлении. В случае присутствия в композиции фосфата, такого как фосфат аммония, его прибавляют в то же время. Другие добавки, такие как: кондиционное средство, краситель и питательные микродобавки могут быть добавлены в это же время или на ранних стадиях обработки мочевины. В рекомендуемом варианте часть расплава мочевины отводят в виде бокового потока, в который добавляют тиосульфат аммония, дициандиамид и другие добавки. После этого боковой поток присоединяют к основному потоку расплава мочевины. После смешивания обоих потоков расплав мочевины подвергают испарению с пониженным содержанием влаги до менее чем 1 мас. Затем расплав мочевины впрыскивают в барабанный гранулятор. Фракцию частиц с диаметром 0,84-4,76 мм отбирают в качестве продукта, частицы меньшего диаметра непосредственно рециркулируют, а более крупные частицы размалывают и рециркулируют.

Изобретение направлено на улучшенное гранулированное мочевинное удобрение. Таким удобрением может быть обработана сельскохозяйственная культура, такая как кукуруза во время ее высева, и удобрение остается доступным в почве в течение всего периода роста кукурузы. При этом примерно на 25% повышается эффективность азота и значительно уменьшается склонность к потерям азота в удобрении со времени его внесения и до момента усвоения растением. В результате экономится количество удобрения, снижаются расходы на внесение удобрения и экономится время, необходимое на многократное внесение удобрения на поля.

Это же гранулированное удобрение может быть эффективно использовано для обработки газона. В этом случае удобрение остается в области корневой системы газона более длительное время и в более доступной форме. Общий результат заключается в регулируемой скорости роста газона и более густом покрове.

Новые улучшенные композиционные удобрения относятся к удобрениям на основе мочевины. Такие композиции на основе мочевины включают некоторое количество дициандиамида и тиосульфата аммония, равномерно распределенных в композиции. Композиция может также включать фосфатное соединение. В этом случае в качестве фосфатного соединения рекомендуется аммонийфосфат, наиболее предпочтительно полифосфат аммония. Композиция может включать: кондиционное средство, краситель и питательные микродобавки.Все они равномерно распределены в композиционном удобрении. Композиционное удобрение включает: 90-98 мас. мочевины, 1,4-3 мас. дициандиамида и 0,4-1 мас. тиосульфата аммония. При наличии фосфатного соединения оно присутствует в количестве 0,3-1 мас. на композиционное удобрение. Остальное количество композиции в первую очередь приходится на воду и побочные продукты синтеза мочевины, а также возможно краситель и минеральные питательные микродобавки.

Тиосульфат аммония, являющийся компонентом композиционного удобрения, следует добавлять к расплаву мочевины в виде водного раствора, при этом используют 40-70% -ный водный раствор, предпочтительно 6%-ный водный раствор. Остальные компоненты обычно добавляют в виде твердых веществ.

В рекомендуемых композициях удобрение содержит: 96 мас. мочевины, 2,2 мас. дициандиамида, 0,8 мас. тиосульфата аммония. При наличии фосфата рекомендуемое его количество составляет 0,6 мас.

Назначение дициандиамида в удобрении служит источником медленно выделяющегося азота. Находясь в форме аммонийного азота, азот остается связанным с гумусом и глиной почвы и не подвержен потерям. Соответственно, дициандиамид доступен растениям в качестве источника азота более длительное время. При превращении мочевины в аммонийный азот некоторое количество аммиака может улетучиться в атмосферу. Назначение тиосульфата аммония служить источником как азота, так и серы, а также снижать возможность потерь аммиака при превращении мочевины в аммонийную форму азота. Фосфатный компонент композиционного удобрения действует в качестве питательного вещества, а также для удержания в почве дициандиамида. Фосфат-ион замедляет разложение в почве дициандиамида, а также для удерживания в почве дициандиамида. Фосфат-ион замедляет разложение в почве дициандиамида, и тем самым продлевает срок жизни дициандиамида в почве. Назначение фосфатного соединения заключается также в способствовании снижению содержания свободного аммиака в суспензии удобрения.

Такое новое гомогенное гранулированное удобрение получают использованием расплава мочевины. При этом дициандиамид, тиосульфат аммония и другие компоненты добавляют в расплав мочевины, содержащий по меньшей мере 2 мас. влаги, более предпочтительно более 4 мас. влаги в момент добавления дициандиамида и тиосульфата аммония. Фосфатное соединение, в случае его присутствия, добавляют предпочтительно в этот же момент. Однако оно может быть добавлено на более ранних стадиях, еще до концентрации мочевины до 94-96% В этот же момент могут быть добавлены питательные микродобавки, красители и кондиционные средства. Кондиционное средство должно быть добавлено при большом содержании влаги в расплавленной мочевине. К приемлемым кондиционным средствам относятся мочевиноформальдегид и лигносульфонат кальция. Кондиционные средства уменьшают гигроскопичность гранул удобрения и повышают текучесть гранул.

В рекомендуемом варианте синтеза кондиционное средство добавляют к расплаву мочевины до того, как содержание влаги в нем будет снижено до 2-7% После добавления расплав мочевины подвергают испарению с понижением содержания воды до 2-7% В этот момент из основного потока расплава мочевины отбирают боковой поток, в который добавляют дициандиамид и тиосульфат аммония. Тиосульфат аммония добавляют в виде 40-70%-ного (мас.) водного раствора, предпочтительно в виде 60%-ного (мас.) водного раствора. В этот же момент добавляют другие компоненты вместе с красителем и питательными микродобавками. Фосфатный компонент, если есть намерение ввести его в удобрение, также добавляют в этот момент. Краситель добавляют единственно с целью окрасить конечный гранулы с тем, чтобы они отличались от других сортов удобрения. По окончании прибавления боковой поток расплава мочевины вновь смешивают с основным потоком расплава мочевины. Объединенный поток направляют в испаритель с целью понижения содержания влаги до менее 1 мас. Затем расплав мочевины разбрызгивают в цилиндрическом устройстве для получения гранул. Разбрызгиваемый поток мочевины непрерывно покрывает частицы удобрения, по мере их движения из одного конца цилиндрического устройства к другому. Гранулы, покидающие цилиндрическую камеру для образования гранул, просеивают. Те гранулы, которые проходят через сито ((по Тилеру) 4,76 мм) и остаются на сите ((20 по Тилеру) 30,84 мм), отбирают в качестве продукта. Частицы меньшего размера рециркулируют, а частицы большего размера измельчают и рециркулируют. Может быть использован либо непрерывный, либо периодический способ. Рекомендуется пользоваться непрерывным способом.

Удобрения вносят с помощью разбросанной туковой сеялки или разбросной туковой сеялки с нижним высевом, первый тип сеялки предпочтителен. Туковые сеялки вносят гранулированное удобрение в обрабатываемые площади в возможно более короткий период времени.

П р и м е р 1. В данном примере отражен периодический способ получения удобрения настоящего изобретения. В нагреваемый чан загружают 1934 фунта (876 кг) мочевины и нагревают до 133^оС с расплавлением мочевины. Содержание влаги в мочевине 8-10 мас. В расплавленной мочевине растворяют 8 фунтов (3,6 кг) мочевиноформальдегида (кондиционное средство), после чего расплав мочевины направляют в испаритель, в котором содержание влаги понижают до 4-6 мас. Из расплава мочевины отбирают порцию, в которую добавляют 44 фунта (19,9 кг) дициандиамида вместе в 14 фунтами (6,3 кг) тиосульфата аммония в виде водного 60% -ного раствора. Дициандиамид и тиосульфат аммония быстро растворяются и расплавленную мочевину, содержащую дициандиамид и тиосульфат аммония, возвращают в чан с расплавом мочевины. После смешивания расплав мочевины подают в испарители, в которых содержание влаги понижают до менее чем 1 мас. Мочевинную смесь охлаждают и взбрызгивают в гранулирующий барабан. Гранулы размером по меньшей мере 0,84 мм, но менее 4,76 мм, отбирают в качестве продукта. Остальные гранулы рециркулируют или размельчают и рециркулируют. В результате получают гомогенное гранулированное удобрение, в котором дициандиамид и аммонийсульфат равномерно распределены во всей грануле.

П р и м е р 2. Данный пример направлен на получение композиционного удобрения примера 1, но с добавкой фосфата.

Воспроизведена методика примера 1, но вместе с дициандиамидом и тиосульфатом аммония добавляют 15 фунтов (6,7 кг) полифосфата аммония. Получают гранулы, содержащие эффективное количество фосфата.

П р и м е р ы 3-16. В нижеприведенных примерах проведено сравнение удобрения примера 1 с другими удобрениями при обработке газона. Сравнение сделано для мочевины, нитрата аммония, а также промышленных удобрений Сульфур Коут и Осмоуоут. В табл.1 отражен состав удобрений, азот в фунтах (коэффициент пересчета в кг 0,453) на 1000 д фут²/93 м²) и граммы материала на делянку в 9 фут² (0,84 м²). Обозначение (46-0-0) соответствует: 46 ч. азота, 0 ч. калия и 0 ч. фосфата.

В табл. 2 приведены средние цветовые оценки в зависимости от времени. Использована десятибалльная шкала. Чем зеленее газон, тем выше оценка в баллах (например: 1 желтый, 2 приемлемо зеленый, 8 оптимально зеленый и 10 избыточно зеленый). Из табл.2 видно, что удобрение примера 1 делает газон более зеленым более длительное время.

П р и м е р ы 17-27. В ниже приведенных примерах проведено сравнение применения удобрения примера 1 с применением ряда других типов удобрения для обработки кукурузы. Испытания проведены в штатах Кентуки, Иллинойс, Индиана. Удобрение вносят в дозировке 140 фунтов (63,5 кг) на акр. Для каждого удобрения проведено девять дублей, результаты которых усреднены. В табл.3 отражено применяемое удобрение и урожай кукурузы в бушелях (1 бушель 35,23 л) на акр. Во всех случаях урожайность приведена к содержанию влаги в кукурузе в 15,5%
Как видно из табл.3, урожайность в случае применения удобрения примера 1 в целом выше, чем при использовании других удобрений.

П р и м е р 28. В данном примере сравнивается применение мочевины при различных дозировках и удобрения примера 1 тоже при различных дозировках для обработки кукурузы. Испытания проводились в графстве Фэйетт, штат Огайо, и каждое внесение включало ряд дублей испытательных делянок. В результате испытаний найдено, что внесение мочевины в дозировке 140 фунтов (63,5 кг) азота на акр, приводит к урожаю в среднем 136 бушелей (4792,5 л) кукурузы на акр, а при дозировке азота 210 фунтов (95,1 кг) на акр урожайность кукурузы в среднем 142 бушеля (5003 л) кукурузы на акр. Для сравнения удобрение примера 1 при его внесении в дозировке 140 фунтов (63,5 кг) азота на акр приводит к урожайности в среднем 149 бушелей (5249 л), а при дозировке азота 105 фунтов (48 кг) на акр в среднем дает урожайность в 140 бушелей (4932 л) кукурузы на акр. Из приведенных испытаний видно, что использованием удобрения примера 1 можно достичь той же урожайности, но применением на 35 фунтов (16 кг) азота меньше. Это дает экономию вносимого удобрения. Кроме того, это приводит к меньшим потерям вносимого азота, вымываемого в виде нитрата в водоносный слой.

Гомогенное гранулированное удобрение содержит, мас.%: мочевину 90-96; тиосульфат аммония 0,4-1,0; дициандиамид 1,4-3,0 и кондиционирующую добавку - остальное. В качестве кондиционирующей добавки используют мочевино-формальдегид или полифосфат аммония, или фосфатное соединение. Способ получения гранулированного удобрения с размером гранул от 0,84 до 4,75 мм включает введение в расплав или часть расплава мочевины дициандиамида и водного раствора тиосульфата аммония с последующей грануляцией всей массы расплава; содержание влаги в расплаве мочевины поддерживают от 2-8 мас.%, а в случае введения кондиционирующей добавки - 4 мас.%. Фосфатное соединение вводят в мочевину вместе с дициандиамидом и тиосульфатом аммония. Способ повышения роста растений включает внесение указанного удобрения в почву. Изобретение способствует повышению эффективности усвоения азота растениями и уменьшению его потерь. 3 с. и 7 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Гомогенное гранулированное удобрение, включающее мочевину и дициандиамид, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности усвоения азота растениями и уменьшения его потерь, удобрение дополнительно содержит тиосульфат аммония и кондиционирующую добавку при следующем соотношении компонентов, мас.

Мочевина 90 98
Тиосульфат аммония 0,4 1,0
Дициандиамид 1,4 3,0
Кондиционирующая добавка Остальное
2. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что в качестве кондиционирующей добавки используют мочевино-формальдегид или полифосфат аммония.

Мочевина 90 98
Тиосульфат аммония 0,4 1,0
Дициандиамид 1,4 3,0
Кондиционирующая добавка Остальное