УДОБРЕНИЕ "АКВАДОН" Российский патент 2009 года по МПК C08F222/10 C05F3/00 

Настоящее изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к удобрениям для растениеводства.

Проблема обеспечения растений различного происхождения элементами питания в течение периода вегетации решается использованием органических и минеральных удобрений.

Вместе с тем, недостатком органических удобрений является то, что они содержат малые дозы элементов питания и поэтому требуют высоких доз внесения их в почву. Кроме того, большинство из них перед внесением требует обеззараживания от патогенных микроорганизмов. Однако органические удобрения обладают последействием в течение 2-3 лет, способствуют сохранению гумусового слоя, обеспечивают улучшение структуры почвы и улучшают влаговоздушный режим. В частности, известно органическое удобрение, содержащее переработанный посредством микробиологической ферментации помет птиц или животных (RU, 2141932, 1999). Недостатками данного удобрения являются необходимость введения в него стимулятора роста микроорганизмов и значительные дозы внесения его в почву.

Известно органическое удобрение, приготовленное из продуктов утилизации жизнедеятельности живых организмов (RU, 2132320, 1999). Основным недостатком такого удобрения является его несбалансированность, обусловливающая необходимость обработки продукта щелочным агентом до достижения нужного рН.

Минеральные удобрения позволяют обеспечивать высокие концентрации питательных веществ относительно низкими дозами, но зачастую при длительном использовании вызывают засоление и закисление почвы, имеют низкий коэффициент использования питательных веществ - в открытом грунте не превышает 30-45% в зависимости от элемента питания, что вызывает загрязнение окружающей среды.

Так, известно минеральное удобрение, полученное азотно-кислотной переработкой фосфатных руд (ЕР 0039241, 1981). Недостатком удобрения является низкий коэффициент использования питательных веществ, что вызывает загрязнение окружающей среды.

Известны органоминеральные удобрения, которые обладают преимуществами как минеральных, так и органических удобрений. Органическая часть способствует накоплению (или сохранению, компенсации потерь) гумуса, улучшает структуру почвы, обеспечивает развитие почвенных микроорганизмов, а минеральная составляющая восполняет потери в элементах питания и также способствует структурированию почвы.

В частности, известно гранулированное комплексное удобрение, полученное путем смешивания и гранулирования суглинка, керамзита, каолинита, фосфогипса, аэросила с добавками торфа и природного цеолита в качестве сорбентов азота и фосфора в количестве 3,0-3,5 мас.% (SU 1302646, 1985). Недостатками полученного таким образом удобрения являются сложный компонентный состав, существенная сложность технологического процесса, нестандартизуемость состава.

Наибольшую известность получили смеси, содержащие торф (иногда вместе с органическими отходами), обогащенный питательными элементами. Однако торф содержит очень незначительное количество элементов питания и микроэлементов, поэтому все компоненты (с учетом микроэлементов до 20 наименований) необходимо вносить в смесь при приготовлении.

В настоящее время в качестве удобрений широко используют различные, как правило, природные полимерные соединения, такие как лигносульфонаты или полиаспартаты, которые могут использоваться в растениеводстве в качестве материалов, которые способствуют усвоению питательных веществ. Однако все они имеют определенные недостатки, ограничивающие область их применения.

В частности, лигносульфонаты, получаемые как побочный продукт в целлюлозно-бумажной промышленности, отличаются нестандартизуемостью, что не позволяет получать надежные результаты при их использовании. Полиаспартаты очень дороги и они не устойчивы при кислых рН.

Общим недостатком данных удобрений является отсутствие в их составе микроэлементов, что ограничивает их область воздействия на растения.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому изобретению является удобрение, представляющее собой полимер, содержащий повторяющиеся полимерные подзвенья, полученные из малеиновой кислоты или итаконовой кислоты, или их ангидридов. Полимеры используют самостоятельно или в смеси с фосфатными удобрениями, или с микроэлементами. Удобрение вносят непосредственно в грунт по соседству с растущими растениями или наносят непосредственно на семена (RU 2267499).

Недостатком удобрения является необходимость его использования в значительных количествах и в связи с этим высокая себестоимость, отсутствие в его составе микроэлементов, что осложняет технологию его применения.

Техническая задача, решаемая авторами, состояла в создании комплексного удобрения, способного давать эффект при малых дозах введения (1-3 л/га).

Технический результат достигался созданием полимера, получаемого в результате сополимеризации по крайней мере двух из следующей группы мономеров: акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновый ангидрид, N-виниламид, в состав которого входили бы микроэлементы.

Доля отдельных фрагментов мономеров в полимерной матрицы составляет: акриловой кислоты - 30-90% мас., метакриловой кислоты - 20-70% мас., малеинового ангидрида - 25-45% мас., N-виниламида -5-20% мас. Наличие микроэлементов в составе полимерной матрицы в виде полимерных комплексов указанного состава обеспечивает защиту их от быстрого вымывания почвенными водами и осадками, обеспечивает пролонгированный характер действия удобрения. В качестве микроэлементов удобрение содержит соли по крайней мере одного из следующих элементов в следующих количествах: 0.1-10,0 г/л Fe, 0.05-10,0 г/л Си, 0.01-10.0 г/л Мо, 0.05-10,0 г/л Zn, мг/л, 0.1-15 г/л В, 0.1-10.0 г/л Mn, 0.05-5.0 г/л Со.

При необходимости в его состав в зависимости от условий применения могут быть включены и иные микроэлементы, например магний, сера и т.п.

Удобрение используется как при основном внесении удобрений в почву, так и при некорневых подкормках растений в течение периода вегетации, в открытом или защищенном грунте в виде жидкости или аэрозоля. В концентрации, как правило, 0,1-0,2% при расходе 1-3 л/га, что обеспечивает прибавку урожая в среднем от 10 до 70%, в зависимости от обрабатываемой культуры.

Особенностью заявляемого удобрения является способность образовывать водно-полимерную систему, формирующую на органах растений и частицах почвы устойчивую к осадкам пленку, содержащую питательные элементы.

Удобрение может использоваться как самостоятельно, так и совместно с гербицидами и другими удобрениями. При использовании для высадки рассады его использование сохраняет рыхлую, мелкокомковатую структуру почвы, повышает воздухопроницаемость, обеспечивает высокую влагоудерживаемость.

Преимуществами нового удобрения, получившего наименование «Аквадон», является:

- постоянство состава при хранении и внесении в почву и распрыскивании по листу;

- возможность применять удобрение в почвах различной кислотности;

- возможность положительно влиять на агрохимические свойства и структуру почв;

- способность улучшить качество посевного материала - повысить всхожесть семян и энергию прорастания, стимулировать корнеобразование;

- повысить товарные характеристики и пищевую ценность культур;

- повысить иммунитет растений к неблагоприятным воздействиям погоды;

- повысить эффективность капельного орошения;

- возможность смешивать с другими видами удобрений и усилить действие минеральных удобрений.

Пример 1. В реактор загружали 25 кг малеинового ангидрида и 50 кг метакриловой кислоты, добавляли 300 л воды и 60 литров 40% едкого натра. Далее вводили 24 г CoSO₄·7H₂O и инициатор полимеризации. После достижения температуры 100°С производили постепенное разбавление реакционной смеси до 1000 л. На выходе получали 1000 л микроэлементного удобрения, содержащего 5 мг/л кобальта.

Пример 2. В реактор загружали 20 кг малеинового ангидрида, 5 кг N-виниламида, 20 кг акриловой кислоты, 10 кг метакриловой кислоты, добавляли 350 л воды и 60 л 40% едкого натра. Далее вводили 49,65 кг FeSO₄·7H₂O, 39 кг CuSO₄·5Н₂O, 15,1 кг Na₂MoO₄·2Н₂O, 45,7 кг ZnNO₃·6H₂O, 84,6 кг Н₃ BO₃, 39,44 кг MnSO₄·5H₂O, 24 кг CoSO₄·7Н₂О. Смесь термостатировали при 80°С в течение 3 часов, затем вводили инициатор полимеризации. После достижения 100°С производили постепенное разбавление водой до 1000 л.

Получали 1000 л микроэлементного удобрения, содержащего: Fe 10.000 мг/л; Cu 10.000 мг/л; Мо 6.000 мг/л; Zn 10.000 мг/л; В 15.000 мг/л; Mn 9.000 мг/л; Со 5.000 мг/л.

Пример 3. В реактор загружали 30 кг акриловой кислоты, 35 кг метакриловой кислоты, добавляли 400 л воды и 60 л 40% едкого натра. После чего вводили 7,4 кг Н₃ BO₃; 6,9 кг FeSO₄·7H₂O; 0,4 кг CuSO₄·5H₂O, 0,4 кг 7Zn(NO₃)₂·6Н₂О; 5,9 кг MnSo₄·5Н₂O; 137,8 кг MgSO₄·7Н₂О; 0,048 кг NaMoO₄·2Н₂O; 0,046 кг CoSO₄·7Н₂O. Смесь термостатировалась при 65°С в течение 3 часов, затем вводили инициатор полимеризации. После достижения температуры 100°С проводили постепенное разбавление смеси до 1000 л. Смесь термостатировали до прекращения реакции. Было получено 1000 л микроэлементного удобрения, содержащего 1500 мг/л Fe, 110 мг/л Cu, 22 мг/л Мо, 110 мг/л Zn, 1500 мг/л В, 1500 мг/л Mn, 11 мг/л Со, 15300 мг/л Mg, 23000 мг/л S.

Пример 4. В условиях примера 1 были проведены опыты по получению удобрений с различными количествами микроэлементов.

Характеристики полученных удобрений и рекомендуемая область их применения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика удобрений «Аквадон» (АК-акриловая кислота, МАК- метакриловая кислота, МА-малеиновый ангидрид, BA-N-виниламид)

Область примененияИсходные мономерыМикро- и макроэлементный состав, мг/лFeMgSДругие элементыУниверсальныйАК:МАК:ВА 70:20:1011001530022500Cu 110,Mo 22,Zn 110, B 220,Mn 1100, Со 11Плодово-ягодные культурыАК:МА 60:402300 1950Mo 400,Zn 110,B 2000, Mn 1100РисМАК:МА 70:302000 3420Cu 260, Мо 400, Zn 4000, В 2000, Mn 4000, Со 300СвеклаАК:МАК:МА 30:30:403000 4640Мо 3500, Zn 3000, В 8000, Со 6000Зерновые культурыАК:МАК:ВА 45:45:10  4000Cu 2000, Мо 500, Zn 110, B 220, Mn 1100, Со 11Овощные культурыАК:МАК 46:5415001530023000Cu 110, Мо 22, Zn 110, B1500,Mn 1500, Со 11Технические культурыАК:ВА 90:102000 4000Cu 1000, Мо 500, Zn 4000, B 1500, Mn 4000Бобовые культурыМАК:ВА 80:201200 1550Cu 110,Mo 22,Zn 4000, B 1500,Mn 1200, Со 300Многолетние травыАК:МАК:МА:ВА 30:30:35:5  1775Са 4150, Мо 1420, В 1690, Mn 2200, Со 870РапсАК:МА:ВА 70:25:5   Си 330, Мо 490, Zn 1650, В 1720

Результаты испытаний, проведенных с использованием удобрений «Аквадон», приведены в табл.2.

Пример 4. Испытания совместного применения удобрения «Аквадон» с гербицидами проводили в Кубанском государственном аграрном университете путем опрыскивания в смеси с гербицидом «Секатор» в дозе 120 г гербицида и 2 л удобрения на 1 га посевов. При обработке пшеницы длина колоса увеличилась с 9,2 до 9,9 см, высота растений с 85 до 91 см, урожайность - с 45,0 до 48,7 ц/га; при обработке риса - длина метелки увеличилась с 13,0 до 13,4 см, высота растений с 31,2 до 39,7 см, урожайность - с 46,0 до 49,8 ц/га; для сои - количество цветков на растении возросло с 49 до 62, количество стручков - с 38 до 50, урожайность - с 23,0 до 25,3 ц/га.

Таблица 2Наименование организации, областьКультураСорт, гибридУрожайность в контроле, ц/гаУрожайность с «аквадоном-Микро», ц/гаПрибавка, ц/гаПрибавка, %ЗАО «Агротехника», Ленинградская областьКапуста б/кКалорама F1680,001200,00520,0076,5Цветная капустаГудман F1130,00250,00120,0092,3ЗАО «Племхоз им. Тельмана», Ленинградская областьМорковьНарбона F1477,00530,0053,0011,1ЗАО «Победа», Ленинградская областьМорковьНандрин F1490,00520,0030,006,1Свекла столоваяБолтарди300,00340,0040,0013,3ФГУ «Федеральная государственная территориальная станция защиты растений в г.Санкт-Петербурге и Ленинградской области»МорковьБангор F1160,70357,50196,80122,5СПК «Племзавод «Детскосельский», Ленинградская областьСвекла столоваяПабло F1318,00350,0032,0010,1ЗАО «Предпортовый», Ленингр. обл.Свекла столоваяАкела F1324,00360,0036,0011,1ООО «МОРО-Агроцентр», Ленинградская областьКапуста б/кБартон F1500,00600,00100,0020,0МорковьДордонь F1150,00210,0060,0040,0КартофельЕлизавета 2-я репродукция140,00170,0030.0021,4ЗАО «Бугры», Ленинградская областьКукурузаПР39Х32300,00330,0030,0010,0ООО «Агрофирма Орел», Орловская областьГречихаДикуль6,807,901,1016,2ЗАО АПК «Белореченский», Свердловская областьКапуста б/кХаррикейн F1700,00775,0075,0010,7ЯчменьСонет44,9051.606,7015,0ООО «Агрофирма Комаровка», Курская областьЯровая пшеницаДарья30,0034,004,0013,3Сахарная свеклаМаша700,00715,0015,002,1ЗАО «Самара-Солана», Самарская областьКартофельРозара 1 репродукция429,00452.0023,005,4ЗАО «Агрофирма Колос», Краснодарский крайОзимая пшеницаДон-9550,2052,80 2,605,2Озимая пшеницаВита57,5060,402.905,0РисЛиман45,9050,704,8010,5СояВилана18,5025,206,7036,2Сахарная свеклаАтаманша480,00510,0030,006,25Канария445,00460,0015,003,37Доминго520,00590.0070,0013,46Краснодарский крайЛук репчатыйХалцедон    КХ «Волощука Н.В.», Ярославская областьКапуста б/кКуисто F1400,00490,0090,0022,5МорковьСамсон F1300,00345,0045,0015,0ООО «Агрофирма Глушковская Нива»». Курская областьСахарная свеклаМаша600,00730,00130,0021,6ФГУ «Ленинградский референтный центр Россельхознадзора»ЯчменьКриничный30,0039,009,0030,0КартофельНевский184,00204,0020,0011,0МорковьФорте537,00666,00129,0024,0СвеклаБонель508,00719,00211,0042,0Капуста б/кКингстон609,00803,00194,0032,0Льговская опытно-селекционная станцияСахарная свекла-348,00371,0023,006,6Сбор сахара-56,4061,705,309,4

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для удобрения растений в растениеводстве. Удобрение на основе полимерной матрицы содержит фрагменты карбоновых кислот, причем оно содержит не менее двух фрагментов мономеров, выбранных из следующей группы: акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновый ангидрид, N-виниламид, а также микроэлементы. Содержание в полимерной матрице акриловой кислоты составляет 30-90% мас., метакриловой кислоты - 20-70% мас., малеинового ангидрида - 25-45% мас., N-виниламида - 5-20% масс. Изобретение позволяет получить комплексное удобрение, способное давать эффект при малых дозах введения, обеспечить постоянство состава при хранении и внесении в почву и распрыскивании по листу, возможность применять удобрение в почвах различной кислотности, способность улучшить качество посевного материала, повысить всхожесть семян и энергию прорастания, стимулировать корнеобразование, обеспечить возможность смешивания с другими видами удобрений и усилить их действие. 5 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Удобрение на основе полимерной матрицы, содержащей фрагменты карбоновых кислот, отличающееся тем, что оно содержит не менее двух фрагментов мономеров, выбранных из следующей группы мономеров: акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновый ангидрид, N-виниламид, а также микроэлементы.2. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что содержание в полимере фрагментов акриловой кислоты составляет 30-90%.3. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что содержание в полимере фрагментов метакриловой кислоты составляет 20-70%.4. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что содержание в полимере фрагментов малеинового ангидрида составляет 25-45%.5. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что содержание в полимере фрагментов N-виниламид составляет 5-20%.6. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что оно в качестве микроэлементов содержит соли по крайней мере одного из следующих элементов в следующих количествах: 0,1-10,0 г/л Fe, 0,05-10,0 г/л Си, 0,01-10,0 г/л Мо, 0,05-10,0 г/л Zn, мг/л, 0,1-15 г/л В, 0,1-10,0 г/л Mn, 0,05-5,0 г/л Со.