ВЫСОКОЭЛАСТИЧНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ЗАЩИТЫ РАСТЕНИЙ Российский патент 2008 года по МПК C05F11/08 A01N65/00 

Изобретение относится к полимерному пленкообразующему веществу, которое может быть использовано в агротехнике возделывания сельскохозяйственных культур для защиты семян и проростков растений от комплекса патогенов, уничтожения всех видов головни, корневых гнилей, плесневения семян и др.

Применение для защиты растений пленкообразующих полимерных композиций имеет преимущество перед использованием микробиологических средств и химических средств, направленных на уничтожение патогенных грибов и возбудителей болезней. Они достаточно дороги и имеют узконаправленное действие, а химические средства, как правило, являются токсичными.

Преимущество пленкообразующих полимерных композиций в качестве средств защиты растений связано с тем, что такие композиции при предпосевной и заблаговременной обработке семян позволяют обеспечить адгезию к их поверхности пестицидов и ионов микроэлементов, влияющих на рост и качество возделываемых культур.

Известны полимерные пленкообразующие композиции для защиты растений, основанные на использовании сложных химических соединений, например на основе полимерного имидазола (US 6207695, 27.03.2001), на основе циклических амидов, замещенных в α-положении различными арильными группами (RU 2126392 С1, 20.02.1999) и др. Недостатками таких композиций являются их высокая стоимость, высокая дозировка и недостаточная эффективность.

Настоящее изобретение относится к полимерным микроэлементсодержащим композициям на основе лигнинсодержащего вещества (лигносульфонатов). Лигнинсодержащие вещества получают как отходы целлюлозно-бумажной промышленности, а источником микроэлементов являются, в частности, лигносульфонаты, получаемые при переработке отходов ванн травления печатных плат, очистке отработанного электролита, промывных вод гальванических ванн и т.п., что обуславливает их дешевизну и делает привлекательными для использования.

Известно применение для защиты растений композиции, представляющей собой водную суспензию лигносульфоната с различными пестицидами-протравителями (RU 2058072 С1, 20.04.1996). Эта композиция выбрана в качестве прототипа.

Недостатком этой композиции является недостаточно высокая ее эффективность из-за низкой эластичности образующейся пленки. Эластичность пленки связана с температурой стеклования пленки: чем ниже температура стеклования пленки, тем выше ее эластичность. Стеклообразность пленки при предпосевной и заблаговременной обработке семян растений не обеспечивает прочного закрепления на их поверхности пестицидов и ионов микроэлементов, не позволяет эффективно использовать протравители (пестициды) и ионы микроэлементов, соблюдать высокий уровень санитарно-гигиенических и экологических требований при работе со средствами защиты (пестицидами).

Техническим результатом, получаемым при использовании изобретения, является повышение эффективности композиции за счет повышения эластичности образующейся пленки.

Согласно изобретению в композицию на основе водного раствора лигносульфоната и пестицида введен глицерин в количестве 6,2-32,0% по отношению к массе лигносульфоната.

Целесообразно ввести в композицию микроэлементы в количестве 0,5-4,0% по отношению к массе лигносульфоната.

Целесообразно также ввести в композицию пестициды в количестве 3,0-12,5% по отношению к массе лигносульфоната.

В основе изобретения лежит экспериментально установленный факт, что введение в композицию указанного количества глицерина предотвращает стеклование пленки при температурах от -25°С и выше, т.е. пленка находится в высокоэластическом состоянии.

Указанное содержание глицерина и добавок в процентном отношении к массе лигнинсодержащего вещества является оптимальным, так как при этом достигается наибольшее снижение температуры стеклования при одновременном достижении максимальной эффективности применения композиции в сельском хозяйстве (примеры, табл.1, табл.2-6).

В табл.1 представлена зависимость температуры стеклования пленкообразующей композиции от содержания глицерина, пестицидов, ионов микроэлементов, ионов микроэлементов и пестицидов (композиции 1, 2, 3). Содержание глицерина, микроэлементов и пестицидов указано в процентном отношении к массе лигносульфоната. Т_с - температура стеклования лигнинсодержащего компонента, T_с1 - температура стеклования композиции с добавкой пестицидов, Т_с2 - температура стеклования композиции с добавкой ионов микроэлементов, Т_с3 - температура стеклования композиции с добавкой ионов микроэлементов и пестицидов.

Из табл.1 видно, что при введении в композиции микроэлементной добавки (в виде ионов микроэлементов) температура стеклования снижается на 12-16%, введение пестицидов снижает температуру стеклования на 6-8%, а при совместном введении ионов микроэлементов и пестицидов - на 18-20%.

Введение глицерина в композиции значительно повышает их эффективность. Так, из табл.2, где в качестве примера приведено сравнение эффективности композиций 3 (содержащих совместно пестициды и ионы микроэлементов) с добавкой глицерина и без него, видно, что степень осыпаемости пестицида с поверхности семян различных культур после обработки их композицией 3 с глицерином значительно меньше (от 12,1% до 62%), чем в результате обработки их композицией 3, не содержащей глицерин.

Это в значительной степени улучшает экономическую эффективность использования дорогостоящих протравителей, санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала и экологическую ситуацию на территории, где проводится предпосевная обработка семян различных сельскохозяйственных культур.

Таблица 2
Степень осыпаемости пестицида с поверхности семян различных культур после обработки их композицией 3 с глицерином и без него.Культура (сорт)Содержание глицерина в композиции, %Композиция 3 с глицерином (содержание микроэлементов 0,5-4,0, пестицидов 3,0-12,5)Композиция 3 без глицерина (содержание микроэлементов 0,5-4,0, пестицидов 3,0-12,5)Эффективность композиции с глицерином по отношению к композиции без глицерина, %Степень осыпаемости пестицида, %Степень осыпаемости пестицида, %Пшеница (Московская)6,22,0-2,35,2-5,838,5-39,67,81,9-2,15,0-5,538,0-38,210,91,9-2,15,0-5,538,0-38,214,11,9-2,15,0-5,538,0-38,218,71,9-2,15,0-5,538,0-38,232,01,9-2,15,0-5,538,0-38,2Ячмень (Зазерский)6,23,1-3,44,1-4,475,6-77,37,82,9-3,24,0-4,472,5-72,710,92,9-3,24,0-4,472,5-72,714,12,9-3,24,0-4,472,5-72,718,72,9-3,24,0-4,472,5-72,732,03,0-3,34,1-4,573,2-73,3Кукуруза (Бемо-181 СВ)6,22,7-3,03,3-3,681,8-83,37,82,5-2,83,1-3,480,6-82,310,92,5-2,83,0-3,380,6-82,314,12,5-2,83,0-3,380,6-82,318,72,5-2,83,0-3,380,6-82,332,02,6-2,93,1-3,383,9-87,9

При использовании композиций (1-3) данного состава с глицерином улучшается эффективность действия различных протравителей (ТМТД, фенорам, фундазол, байтан, витатиурам и др.) по предотвращению таких заболеваний, как каменная и пыльная головня, корневые гнили (табл.3-6) и др., повышается урожайность различных сельскохозяйственных культур (зерновых, зернобобовых, овощных культур, хлопчатника, кукурузы и сахарной свеклы и др.) на 7-11% (композиция 1, пример - табл.3), на 18-24% (композиция 2, пример - табл.4), на 18-19% (композиция 3, пример - табл.5) по отношению к использованию композиций без глицерина.

Таблица 3
Эффективность действия композиции 1 (с пестицидами).Содержание глицерина в композиции, %Содержание в композиции 1 микроэлементов и пестицидов, %Эффективность действия композиции 1Микроэлементов, %Пестицидов, %На каменной головне, %На пыльной головне, %На корневых гнилях в фазе кущения, %На корневых гнилях в фазе восковой спелости, %УрожайностьКомпозиция с глицерином, ц/гаКомпозиция с глицерином/композиция без глицерина, %6,20,03,082,8-84,580,9-83,560,5-62,520,8-22,035,5-37,5107-1117,80,04,084,2-84,783,5-84,761,5-63,522,1-23,035,8-37,9107-11110,90,08,084,2-84,783,5-84,761,5-63,522,1-23,035,8-37,9107-11114,10,012,584,2-84,783,5-84,761,5-63,522,1-23,035,8-37,9107-11118,70,012,584,2-84,783,5-84,761,5-63,522,1-23,035,8-37,9107-11132,00,012,584,2-84,783,5-84,761,5-63,522,1-23,035,8-37,9107-1110,00,03,070,4-71,568,8-71,351,3-53,317,7-19,033,1-33,8 0,00,04,071,6-73,071,0-72,052,3-53,818,9-19,833,5-34,1 0,00,08,071,6-73,071,0-72,052,3-53,818,9-19,833,5-34,1 0,00,012,571,6-73,071,0-72,052,3-53,818,9-19,833,5-34,1 0,00,012,571,6-73,071,0-72,052,3-53,818,9-19,833,5-34,1 0,00,012,571,6-73,071,0-72,052,3-53,818,9-19,833,5-34,1 

Причем все композиции, содержащие глицерин, более эффективны, чем композиции не содержащие его (примеры - табл.3-6). Наиболее эффективна композиция 3 (с глицерином, микроэлементами и пестицидами, пример - табл.6).

Таблица 4
Эффективность действия композиции 2 (с микроэлементами).Содержание глицерина в композиции, %Содержание в композиции 2 микроэлементов и пестицидов, %Эффективность действия композиции 2Микроэлементов, %Пестицидов, %На каменной головне, %На пыльной головне, %На корневых гнилях в фазе кущения, %На корневых гнилях в фазе восковой спелости, %УрожайностьКомпозиция с глицерином, ц/гаКомпозиция с глицерином/композиция без глицерина, %6,20,50,030,0-30,127,9-28,833,5-35,016,5-17,836,4-37,2118-1197,81,00,030,0-30,127,9-29,033,5-35,016,8-17,837,0-39,5119-12410,93,00,030,0-30,127,9-31,033,5-35,016,8-17,837,0-39,5119-12414,14,00,030,0-30,127,9-31,033,5-35,016,8-17,837,0-39,5119-12418,74,00,030,0-30,127,9-31,033,5-35,016,8-17,837,0-39,5119-12432,04,00,030,0-30,127,9-31,033,5-35,016,8-17,837,0-39,5119-1240,00,50,025,5-25,823,7-24,528,5-29,714,0-15,130,9-31,3 0,01,00,025,7-26,123,7-24,628,6-29,814,2-15,331,1-31,8 0,03,00,025,7-26,123,7-26,028,6-29,814,2-15,331,1-31,8 0,04,00,025,7-26,123,7-26,028,6-29,814,2-15,331,1-31,8 0,04,00,025,7-26,123,7-26,028,6-29,814,2-15,331,1-31,8 0,04,00,025,7-26,123,7-26,028,6-29,814,2-15,331,1-31,8 

Таблица 5
Эффективность действия композиции 3 (с микроэлементами и пестицидами).Содержание глицерина в композиции, %Содержание в композиции 3 микроэлементов и пестицидов, %Эффективность действия композиции 3Микроэлементов, %Пестицидов, %На каменной головне, %На пыльной головне, %На корневых гнилях в фазе кущения, %На корневых гнилях в фазе восковой спелости, %УрожайностьКомпозиция с глицерином, ц/гаКомпозиция с глицерином/композиция без глицерина, %6,20,53,094,3-97,188,2-92,268,5-72,328,4-31,039,4-42,5118-1197,81,04,097,1-98,092,1-96,072,0-76,131,1-33,542,2-45,5118-11910,93,08,097,1-98,092,1-96,072,0-76,131,1-33,542,2-45,5118-11914,14,012,597,1-98,092,1-96,072,0-76,131,1-33,542,2-45,5118-11918,74,012,597,1-98,092,1-96,072,0-76,131,1-33,542,2-45,5118-11932,04,012,597,1-98,092,1-96,072,0-76,131,1-33,542,2-45,5118-1190,00,53,080,1-82,575,0-78,458,2-61,424,1-26,333,5-35,8 0,01,04,082,5-83,378,3-81,661,2-64,726,4-28,335,8-38,2 0,03,08,082,5-83,378,3-81,661,2-64,726,4-28,335,8-38,2 0,04,012,582,5-83,378,3-81,661,2-64,726,4-28,335,8-38,2 0,04,012,582,5-83,378,3-81,661,2-64,726,4-28,335,8-38,2 0,04,012,582,5-83,378,3-81,661,2-64,726,4-28,335,8-38,2 

Таблица 6
Эффективность действия композиции 3 (с микроэлементами и пестицидами) по отношению к композициям 1 и 2.Содержание глицерина в композиции, %Эффективность действия композиции 3 по отношению к композициям 1 и 2На каменной головне по отношению к композиции, %На пыльной головне по отношению к композиции, %На корневых гнилях в фазе кущения по отношению к композиции, %На корневых гнилях в фазе восковой спелости по отношению к композиции, %Урожайность по отношению к композиции, %КомпозицияКомпозицияКомпозицияКомпозицияКомпозиция12121212126,2114-115317-318109-110316-320113-116204-207136-141172-174111-113108-1147,8115-116324-326110-113330-331117-120215-217141-146185-188118-120114-11510,9115-116324-326110-113330-331117-120215-217141-146185-188118-120114-11514,1115-116324-326110-113330-331117-120215-217141-146185-188118-120114-11518,7115-116324-326110-113330-331117-120215-217141-146185-188118-120114-11532,0115-116324-326110-113330-331117-120215-217141-146185-188118-120114-115

Обогащение композиции микроэлементами для получения микроэлементсодержащей полимерной композиции, обладающей защитными свойствами или совмещенной с пестицидами (протравителями) возможно как введением их в виде ионов соответствующих элементов из их чистых солей, так и путем использования отходов различных производств при получении содержащих ионы биогенных элементов лигнинсодержащих веществ (например, при использовании отходов: отработанного цинк- или медьсодержащего электролита или цинк- или медьсодержащих промывных вод гальванических производств). При этом лигнинсодержащее вещество представляет собой или медноаммиакатную или медную или цинковую или другую соль лигносульфоната. Введение пестицида (протравителя) проводится путем добавления его в водный раствор медноаммиакатной или медной или цинковой или другой микроэлементной соли лигносульфоната, содержащей или не содержащей глицерин.

Один из способов (пример 1) приготовления микроэлементсодержащей полимерной композиции, обладающей защитными свойствами, заключается в пропускании через ионнообменные фильтры (колонны), заполненные ионитом, содержащим ионы микроэлементов, раствора смешанного с глицерином лигносульфоната.

Пример 1. Получение микроэлементсодержащей полимерной композиции, обладающей защитными свойствами.

Процесс проводят в натрий-катионитовом фильтре (ионообменной колонне) типа ФИП-1,0-0,6, заполненном 1,5 т соли катионита, например медной, полученной в результате очистки медьсодержащих отработанного электролита или промывных вод гальванических ванн. Через фильтр пропускают раствор глицерина (в количестве 7% по отношению к массе лигносульфоната) в лигнинсодержащем веществе (32%-ный водный раствор соли лигносульфоната) до достижения концентрации меди в растворе на выходе из фильтра - 0,1 кг/м³. Полученная в результате композиция представляет собой водный раствор медной соли лигносульфоната - микроэлементсодержащую полимерную композицию, обладающую защитными свойствами, содержащую 7% глицерина, 0,75% ионов меди - по отношению к массе лигнинсодержащего вещества, 32% медной соли лигносульфоната и 60,2% воды - по отношению к массе раствора.

Содержание ионов микроэлементов определяли атомно-адсорбционным методом на приборе "Перкин Элмер-603" с электротермическим трубчатым графитовым атомизатором НСД-76. Погрешность метода - не более 3%. Содержание глицерина определяли хроматографически с помощью газового хроматографа "Цвет-101".

Ниже приведен пример приготовления микроэлементсодержащей полимерной композиции, обладающей защитными свойствами, путем смешения соответствующей микроэлементной формы (пример 2) лигнинсодержащего вещества с глицерином.

Пример 2. Получение микроэлементсодержащей полимерной композиции, обладающей защитными свойствами.

Процесс проводят в емкости-смесителе, заполненной водным раствором микроэлементной, например, цинковой соли лигносульфоната, полученной в результате пропускания через натрий-катионитовый фильтр типа ФИП-1,0-0,6 с 1,5 т цинковой солью катионита 32%-ного водного раствора лигносульфоната (см. пример 1).

Используют водный раствор лигносульфоната, содержащий ионы цинка в количестве 0,75% по отношению к массе лигнинсодержащего вещества и 32% лигносульфоната цинка по отношению к массе раствора. В емкость-смеситель с указанным раствором добавляют глицерин в количестве 7% по отношению к массе лигнинсодержащего вещества и перемешивают. Полученная в результате композиция представляет собой водный раствор лигносульфоната цинка - микроэлементсодержащей полимерной композиции, обладающей защитными свойствами, содержащей 7% глицерина, 0,75% ионов цинка - по отношению к массе лигнинсодержащего вещества, 32% цинковой соли лигносульфоната и 60,2% воды - по отношению к массе раствора.

Пример 3. Получение микроэлементсодержащей полимерной композиции, содержащей протравители для защиты растений.

Процесс проводят в емкости-смесителе, заполненной водным раствором микроэлементной, например, цинковой соли лигносульфоната, полученной в результате пропускания через натрий-катионитовый фильтр типа ФИП-1,0-0,6 с 1,5 т цинковой солью катионита 32%-ного водного раствора лигносульфоната (см. пример 1).

Используют водный раствор лигносульфоната цинка, содержащий ионы цинка в количестве 0,75% по отношению к массе лигнинсодержащего вещества и 32% лигносульфоната цинка по отношению к массе раствора. В емкость-смеситель с указанным раствором добавляют глицерин в количестве 7% по отношению к массе лигнинсодержащего вещества и перемешивают (см. пример 2). Затем в полученную таким образом композицию добавляют 3,5% по отношению к массе лигнинсодержащего вещества протравителя. Полученная в результате композиция представляет собой микроэлементсодержащую полимерную композицию с протравителем для защиты растений - водную суспензию протравителя в лигносульфонате цинка, содержащую 7% глицерина, 0,75% ионов цинка, 3,5% протравителя - по отношению к массе лигнинсодержащего вещества, 32% лигносульфоната цинка и 56,7% воды по отношению к массе раствора.

Содержание протравителя определяли фотоколориметрическим методом с погрешностью не более 5%.

Изобретение относится к полимерному пленкообразующему веществу, которое может быть использовано в агротехнике возделывания сельскохозяйственных культур. Композиция на основе лигносульфоната дополнительно содержит глицерин в количестве 6,2-32% по отношению к массе лигносульфоната. Кроме того, в композицию целесообразно ввести микроэлементы в количестве 0,5-4,0% по отношению к массе лигносульфоната и пестициды в количестве 3,0-12,5% по отношению к массе лигносульфоната. За счет более высокой эластичности образующейся пленки композиция обеспечивает прочное закрепление на поверхности семян растений при их предпосевной или заблаговременной обработке пестицидов и ионов микроэлементов, позволяет соблюдать высокий уровень санитарно-гигиенических и экологических требований при работе со средствами защиты (пестицидами). 2 з.п. ф-лы, 6 табл.

1. Высокоэластичная полимерная композиция для защиты растений на основе водного раствора лигносульфоната, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен глицерин в количестве 6,2-32% по отношению к массе лигносульфоната.2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в нее введена микроэлементная добавка в количестве 0,5-4,0% по отношению к массе лигносульфоната.3. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что в нее введены пестициды в количестве 3,0-12,5% по отношению к массе лигносульфоната.