СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ МИКРОЭЛЕМЕНТЫ (МИКРОВИТ) Российский патент 2002 года по МПК C05D9/02 

Описание патента на изобретение RU2179162C1

Изобретение относится к получению питательных растворов, содержащих микроэлементы, используемых для корневой и внекорневой подкормки, в смеси с макроудобрениями или самостоятельно.

Известен способ получения питательных растворов, содержащих микроэлементы, включающий растворение в горячей воде H3BO3 с последующим введением в раствор концентрированной H2SO4 и последовательное добавление сульфатных солей Zn, Fe, Mn, Cu, а также Co(NO3)2•6H2O и (NH4)6Mo7O24•4H2O. В полученную смесь снова добавляют концентрированную H2SO4 и дистиллированную воду.

Недостатком способа является достаточно низкая растворимость солей, что приводит к уменьшению содержания микроэлементов в готовом питательном растворе, а также то, что в растворе не образуется комплексонов, наиболее близкой к растениям формы, что также снижает качество питательных растворов. Раствор микроэлементов и макроэлементов готовят отдельно из-за образования малорастворимых соединений (фосфаты микроэлементов). Данные растворы используют в основном для гидропоники. (Рекомендации по применению удобрений для получения планируемых урожаев высокого качества овощных культур на искусственных субстратах (минеральная вата, цеолит) и их компонентах в защищенном грунте. - М.: Союзсельхозхимия, ЦИНАО, 1991, с. 11 и 12).

Наиболее близким к описываемому по технической сущности и достигаемому результату является другой известный способ получения питательных растворов, содержащих микроэлементы, включающий введение кислого компонента в горячую воду и добавление в кислый раствор последовательно солей микроэлементов. По этому способу борную кислоту растворяют в горячей воде, затем добавляют концентрированную H2SO4 или азотную кислоту для предупреждения выпадения осадка. Затем добавляют сернокислый цинк и сернокислое железо окисное или железо хелатное и раствор снова подкисляют кислотой, затем поочередно добавляют растворенные заранее соли Mn, Cu, Mo. Раствор охлаждают. Концентрация маточного раствора не должна превышать предел растворимости удобрений. Микроэлементы не рекомендуется смешивать с макроэлементами, так как многие из них взаимодействуют с фосфором, образуя нерастворимые фосфаты. (Рекомендации по применению микроудобрений для получения планируемого урожая высокого качества овощных культур в защищенном грунте. - М.: Союзсельхозхимия, ЦИНАО, 1991, с. 30 и 31). Недостатком способа является достаточно низкая растворимость микроэлементов, соответственно в готовом продукте - малое содержание микроэлементов. (Содержание микроэлементов в прототипе, г/л: B - 6,2; Zn - 5,7; Fe - 12,5; Mn - 5,7; Cu - 0,5; Co - 0,5; Mo - 1,4; ∑м.э. = 32,5 г/л действующего вещества).

Нами поставлена задача создать способ получения питательных растворов, содержащих микроэлементы, позволяющий получиить в готовом продукте микроэлементы в форме биометаллов (то есть связанных с органическим лигандом комплексообразователя), легко усвояемые растениями, а также в концентрациях, значительно превышающих растворимость неорганических солей благодаря образованию комплексных соединений микроэлементов, имеющих лучшую растворимость в воде.

Поставленная задача решена в способе получения питательных растворов, содержащих микроэлементы, включающем введение кислого компонента в горячую воду и добавление в полученный кислый раствор последовательно солей микроэлементов. В качестве кислого компонента берут лимонную кислоту. В полученный раствор добавляют натриевую соль оксиэтилендифосфоновой кислоты при соотношении 1:(0,4-0,7) соответственно и в смесь при pH раствора 1,5 - 2,3, вводят сульфаты Fe и Mn и перемешивают до полного их растворения, затем добавляют аммонийсодержащий или калийсодержащий компоненты (подщелачивающие агенты) до доведения pH раствора 2,4 - 3,5, после чего вводят неорганические соли Zn, Co и Mo, перемешивание ведут до полного их растворения и добавляют сульфаты Cu и Mg, а затем - борную кислоту. Температуру растворения солей поддерживают на уровне 75-90oC. Все микроэлементы вводят в количествах, регламентируемых марками питательных растворов. Возможно в раствор микроэлементов дополнительно вводить мочевину и/или нитрат аммония, а также нитрат или карбонат калия (количество всех элементов регламентируется марками питательных растворов). В качестве аммонийсодержащего компонента, вводимого для доведения pH раствора 2,5-3,5, берут цитрат аммония или аммиак. В качестве калийсодержащего компонента берут карбонат калия или KOH; в качестве солей Zn используют сульфат Zn, в качестве солей Co - сульфат или нитрат Co, а в качестве соли Mo - молибдат аммония.

Сущность способа заключается в следующем. Наиболее целесообразным в настоящее время считается получение питательного раствора, в котором микроэлементы находятся в виде комплексонатов. В связи с этим в процессе проводят хелатирование неорганических солей микроэлементов путем их взаимодействия в водных растворах с комплексообразователями при определенных условиях.

Лимонная кислота обеспечивает нужную величину pH водного раствора, а также сама является комплексообразователем, ее анион является органическим лигандом, имеющим сродство ко многим катионам микроэлементов, в первую очередь - железу. Натриевая соль оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФ) является комплексоном, который хорошо действует в кислой среде.

В композиции двух комплексообразователей: лимонной кислоты и натриевой соли ОЭДФ возможно образование хорошо растворимых разнолигандных (смешанных) комплексонатов металлов разного состава. Однако соотношение лимонной кислоты и натриевой соли должно быть определенным. Увеличение доли натриевой соли ОЭДФ приведет к снижению растворимости солей поливалентных Fe и Mn, а уменьшение ее - к снижению растворимости остальных микроэлементов (двухвалентных).

Одним из основных факторов комплексообразования является выбор величины pH. При введении солей Fe и Mn необходимо доведение кислого раствора до величины pH 1,5-2,3, так как при его снижении образуются малорастворимые протонированные формы микроэлементов, а его повышение приводит также к формированию малорастворимых соединений (бетаиновые структуры).

При введении ионов Zn, Co и Mo наиболее целесообразно поддерживать pH, равное 2,4-3,5, для чего в раствор добавляют аммонийсодержащий или калийсодержащий компонент (подщелачивающий агент). Снижение его приводит к образованию малорастворимых протонированных или малохелатированных соединений, повышение вышеуказанной величины также приводит к образованию малорастворимых полиядерных соединений.

Температуру растворения солей микроэлементов поддерживают в интервале 75-90oC. Ее снижение приводит к замедлению реакции взаимодействия ингредиентов (недостаточно тепловой энергии), а увеличение температуры выше 90oC нецелесообразно, так как приводит к увеличению испарения воды и NH3.

По предложенному способу возможно получать как питательные растворы, которые содержат только микроэлементы, так и питательные растворы, содержащие добавочно макроэлементы. Они применяются, в основном, для листового питания растений. Возможно добавлять питательные растворы в маточный раствор макроэлементов для получения удобрений корневого питания.

По предложенному способу в качестве аммонийсодержащего компонента можно использовать аммиак, но наиболее целесообразным является использование цитрата аммония. Последний выполняет роль не только подщелачивающего реагента и источника азота, но и цитратный ион является лигандом комплексообразователя - лимонной кислоты (при этом снижается дозировка лимонной кислоты).

Способ проиллюстрирован следующими примерами.

Пример 1. В 0,5 л горячей воды добавляют 100 г лимонной кислоты и 60 г натриевой соли ОЭДФ (соотношение 1 : 0,6). Температуру раствора поддерживают на протяжении всего процесса 90oC, pH раствора составляет 1,7. Затем в раствор добавляют 170 г сульфата Fe и 110 г сульфата Mn. Процесс перемешивания ведут до полного растворения компонентов. После этого в раствор вводят 30 г цитрата аммония, pH 3,0. При этом pH среды в раствор добавляют 15 г сульфата Co, 9 г молибдата аммония и 36 г сульфата Zn. Раствор тщательно перемешивают и вводят 35 г сульфата меди, 209 г сульфата Mg и 56 г H3BO3. В результате получают питательный раствор (концентрат микроэлементов), содержащий, г/л: Fe - 30; Mn - 30; B - 11; Zn - 8; Cu - 8; Co - 3; Mo - 5; Mg - 20, плотность раствора - 1,335 г/см3, pH - 3,0. ∑м.э.= 115 г/л действующего вещества.

Пример 2. Процесс осуществляют как показано в примере 1. Но после получения концентрированного раствора микроэлементов в него вводят 28 г мочевины и 53 г KNO3, в результате получают концентрат состава, г/л: Fe - 30; Mn - 30; B - 11; Zn - 8; Cu - 8; Co - 3; Mo - 5 и макроэлементы, г/л: N - 20; K - 20, плотность - 1,45, pH - 2,7. ∑м.э.= 115 г/л, N, K.

Результаты остальных опытов сведены в таблице.

Использование предложенного способа позволяет получить питательные растворы, содержащие микроэлементы, в двух видах (только содержащие микроэлементы и их смесь с макроэлементами), что делает их универсальными. Содержание в них питательных веществ широко варьируется в зависимости от заданной марки, при этом все микроэлементы гарантировано находятся в водорастворимой форме (независимо от их соотношения). Кроме того, микроэлементы находятся в полуорганической форме, для которой характерна высокая биологическая активность в тканях растительного организма и наилучшая усвояемость растениями.

Полученный по предложенному способу питательный раствор не уступает смеси сухих форм хелатированных микроэлементов, выпускаемых за рубежом, но значительно проще в технологическом отношении (отсутствует энергетически емкая стадия сушки). Так как полученный по предложенному способу питательный раствор является концентратом, то при его последующем разведении у потребителя гарантируется полное растворение в воде.

Похожие патенты RU2179162C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО РАСТВОРА ХЕЛАТА ЖЕЛЕЗА И ХЕЛАТ ЖЕЛЕЗА 2005
  • Пермитина Галина Васильевна
  • Верёвкин Евгений Лейзерович
RU2278868C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОЙ МИКРОЭЛЕМЕНТНОЙ СМЕСИ "КОМПЛЕКС" 2014
  • Лембриков Владимир Михайлович
  • Левин Борис Владимирович
  • Токмакова Татьяна Васильевна
  • Буркова Марина Николаевна
  • Гриценко Людмила Сергеевна
  • Киселева Ольга Васильевна
  • Волкова Валентина Вячеславовна
  • Афанасьева Лидия Гавриловна
RU2580962C2
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАТА ПИТАТЕЛЬНОГО РАСТВОРА ДЛЯ РАСТЕНИЙ 2017
  • Коваленко Дарья Викторовна
  • Якимов Юрий Евгеньевич
RU2646890C1
ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСОВ МЕТАЛЛА И АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ 2018
  • Амброзиак, Кшиштоф
  • Цайя, Тадеуш
  • Кардаш, Хуберт
RU2764545C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНЫХ ВОДОРАСТВОРИМЫХ УДОБРЕНИЙ 1996
  • Овчинникова К.Н.
  • Попкова З.Н.
  • Уманский Р.И.
  • Новиков П.Н.
  • Одерберг А.С.
RU2105742C1
БИОЛОГИЧЕСКИЙ СТИМУЛЯТОР ПЛОДООБРАЗОВАНИЯ 2001
  • Чекасина Е.В.
  • Егоров И.В.
RU2202186C2
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ И САДОВОДСТВЕ 2002
  • Вальберг София
RU2279802C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ ЖИДКИХ КОМПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИЙ 1999
  • Ракчеева Л.В.
  • Кузьмичева Т.Н.
  • Иванова И.К.
  • Малютина Н.Ю.
  • Колпаков Ю.А.
RU2167133C1
ПИТАТЕЛЬНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ 2012
  • Виссинг Альбертус
  • Бюлер Гуннар
  • Граф Кристиан
  • Шварц Килиан
  • Раппхан Михаэль
RU2608054C2
МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЕ УДОБРЕНИЯ, СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ 2010
  • Варадачари Чандрика
RU2535748C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 179 162 C1

Реферат патента 2002 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИТАТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ МИКРОЭЛЕМЕНТЫ (МИКРОВИТ)

Изобретение относится к получению питательных растворов, содержащих микроэлементы, используемых для корневой и внекорневой подкормки, в смеси с макроудобрениями или самостоятельно. Способ включает введение кислого компонента в горячую воду и добавление в полученный кислый раствор последовательно солей микроэлементов, при этом в качестве кислого компонента вводят лимонную кислоту, добавляют в нее раствор натриевой соли оксиэтилендифосфоновой кислоты при соотношении 1:(0,4-0,7) соответственно, в смесь при рН 1,5-2,3 вводят при перемешивании сульфаты железа и марганца до полного растворения солей и в полученный раствор добавляют аммоний или калийсодержащий компонент до доведения рН раствора до 2,4-3,5, после чего добавляют неорганические соли цинка, кобальта и молибдена, перемешивание ведут до полного их растворения и затем вводят сульфаты меди и магния, а затем борную кислоту, при этом микроэлементы вводят в количествах, регламентируемых марками питательных растворов и температуру поддерживают на уровне 75-90oС. В качестве аммонийсодержащего компонента берут либо цитрат аммония, либо раствор аммиака, в качестве калийсодержащего компонента - карбонат калия или гидроксид калия, а в качестве неорганических солей цинка берут сульфаты цинка, в качестве неорганических солей кобальта - сульфаты или нитраты кобальта, в качестве солей молибдена - молибдат аммония. Способ позволяет получать питательные растворы, содержащие микроэлементы в двух видах в смеси с макроэлементами, при этом все микроэлементы находятся в водорастворимой форме и для них характерна высокая биологическая активность. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 179 162 C1

1. Способ получения питательных растворов, содержащих микроэлементы, включающий введение кислого компонента в горячую воду и добавление в полученный кислый раствор последовательно солей микроэлементов, отличающийся тем, что в качестве кислого компонента в горячую воду вводят лимонную кислоту, добавляют в нее раствор натриевой соли оксиэтилендифосфоновой кислоты при соотношении 1: (0,4-0,7) соответственно, в смесь при рН= 1,5-2,3 вводят при перемешивании сульфаты железа и марганца до полного растворения солей, в полученный раствор добавляют аммоний или калийсодержащий компонент до доведения рН раствора до 2,4-3,5, после чего добавляют неорганические соли цинка, кобальта и молибдена, перемешивание ведут до полного их растворения и затем вводят сульфаты меди и магния и борную кислоту, при этом микроэлементы вводят в количествах, регламентируемых марками питательных растворов. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве аммонийсодержащего компонента берут либо цитрат аммония, либо раствор аммиака, в качестве калийсодержащего компонента - карбонат калия или гидроксид калия, а в качестве неорганических солей цинка берут сульфаты цинка, в качестве неорганических солей кобальта - сульфаты или нитраты кобальта, в качестве солей молибдена - молибдат аммония, при этом температуру процесса поддерживают на уровне 75-90oС. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в полученный питательный раствор микроэлементов дополнительно вводят мочевину и/или нитрат аммония, а также нитрат или карбонат калия в количествах, регламентируемых марками питательных растворов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2002 года RU2179162C1

Рекомендации по применению микроудобрений для получения планируемого урожая высокого качества овощных культур в защищенном грунте
Союзсельхозмаш
ЦИНАО
- М., 1991, с.30-31
0
  • Иностранцы Марион Липскомб Враук Альберт Уайз Грин Элмер Лэйделл Блэнтон Соединенные Штаты Америки
SU383269A1
Способ получения удобрения для гидропоники 1982
  • Федюшкин Борис Федорович
  • Агатова Ольга Ивановна
  • Новиков Анатолий Артемьевич
  • Терсин Валентин Аркадьевич
  • Убина Вера Борисовна
  • Гавлина Ольга Тихоновна
SU1060603A1
Способ получения жидких удобрений с микроэлементами 1984
  • Малахова Надежда Николаевна
  • Воробьева Инна Павловна
  • Третьяк Евгений Владимирович
  • Шабалин Валерий Иванович
  • Лембриков Владимир Михайлович
  • Чумак Вячеслав Трофимович
  • Карпович Лариса Михайловна
  • Панченко Иван Дмитриевич
SU1188153A1
Способ получения удобрений с микроэлементами 1985
  • Федюшкин Борис Федорович
  • Гришаев Игорь Григорьевич
  • Шумкова Наталья Георгиевна
  • Одерберг Адам Семенович
  • Фурина Вера Александровна
  • Ульманис Марис Альфредович
  • Шатц Ирина Анатольевна
  • Бендик Валерий Павлович
  • Смирнов Леонид Александрович
  • Кляйн Эдуард Германович
  • Гольдин Юрий Зиновьевич
SU1335555A1
DE 3517102 А1, 13.11.1986.

RU 2 179 162 C1

Авторы

Пермитина Г.В.

Даты

2002-02-10Публикация

2001-02-28Подача