ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОЕ УДОБРЕНИЕ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК C05G3/00 

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства, а именно к производству гранулированных минеральных удобрений.

Для обеспечения населения продовольствием, а промышленности - многими видами сырья необходимо наряду с механизацией, электрификацией и автоматизацией осуществлять и химизацию.

Основные ее направления в сельском хозяйстве - это широкое применение минеральных удобрений, позволяющих повышать плодородие почвы, химических средств защиты растений, а также химикатов, регулирующих процессы роста и плодоношения растений, облегчающих их уборку, улучшающих структуру почв (Констандов Л.А. «Развитие научной и материально-технической базы химической промышленности, М.: 1984, Том 1, с.303).

Применение удобрений не только повышает урожай, но и улучшает его качество: увеличивает содержание сахара в свекле и винограде, крахмала - в картофеле, белка - в зерне, повышает прочность волокна льна, хлопка.

Повышение урожайности кормовых культур, в свою очередь, влечет за собой рост продуктивности животноводства.

Наряду с минеральными расширяются масштабы использования органических удобрений.

Однако при этом возникает опасность ухудшения качества продуктов питания и загрязнения сопряженных с почвой атмосферы и природных вод избытком агрохимикатов.

Химизация земледелия подразумевает грамотное и рациональное использование удобрений. Постоянно ведутся поиски новых форм удобрений, уточняются оптимальные дозы и сроки их внесения.

Одной из таких форм являются смешанные (органоминеральные) удобрения для основного внесения и подкормки в период вегетации овощных, плодово-ягодных, цветочно-декоративных культур, всех видов комнатных и декоративных садово-парковых растений в открытом и защищенном грунте.

Смешанные удобрения содержат полный сбалансированный набор элементов питания, необходимых для нормального роста и развития растений. Ускоряют созревание и улучшают качество урожая (повышают содержание сахаров и витаминов). Стимулируют длительное и пышное цветение, улучшают декоративные свойства.

В отличие от обычных минеральных удобрений, которые содержат только азот, фосфор, калий, органоминеральные удобрения, кроме перечисленных, содержат органическое вещество, гуминовые компоненты, а также микроэлементы. Их использование позволяет почти вдвое повысить эффективность усвоения растениями минеральных компонентов и, соответственно, снизить нормы внесения их или существенно повысить урожайность при тех же нормах внесения.

Известно гуматизированное минеральное удобрение, включающее гранулированное минеральное удобрение, гумат щелочного металла и карбамидо-формальдегидную смолу. Способ получения данного удобрения заключается в том, что гранулы удобрения после плакирования гуматовой оболочкой дополнительно обрабатывают раствором гумата щелочного металла и карбамидо-формальдегидной смолы (см., например, RU 2110503 С1, 10.05.1998).

Известно гуматизированное минеральное удобрение, содержащее гранулированную аммиачную селитру и гумат щелочного металла, способ получения которого включает обработку гранул аммиачной селитры опрыскиванием водным раствором аммиачной селитры, в котором предварительно растворяют гуматы щелочного металла (см., например, RU 2206553 С1, 20.06.2003).

Введение гуматов увеличивает рост наземной и корневой части растений, повышает устойчивость растений к неблагоприятным воздействиям среды, болезням и вредителям, а также позволяет повысить эффективность усвоения минеральных компонентов удобрения за счет перевода их в более доступную для растений форму.

Однако повышение содержания органических веществ, вследствие нанесения на гранулы минерального удобрения гумата щелочного металла, может быть небезопасным для окружающей среды. Кроме того, содержание гумата щелочного металла в количестве более 3,0 мас.% приводит, например, к росту взрывоопасности аммиачной селитры при получении, транспортировке и применении такого минерального удобрения.

Современные же негативные тенденции в динамике показателей здоровья населения и состояния окружающей среды определяют проблему обеспечения гигиенической безопасности как приоритетную задачу государственной политики. При этом возрастание угрозы безопасности жизнедеятельности диктует необходимость разработки и совершенствования мероприятий по снижению опасности воздействия вредных факторов среды обитания (Г.Г. Онищенко, 2000-2007; А.И. Потапов, 2001-2006; В.Н. Ракитский, 2001-2005; Н.Ф. Измеров, 2002-2006).

Задачей заявленной группы изобретений является получение органоминерального удобрения, состоящего из прочных и стойких при хранении гранул, позволяющего повысить урожайность сельскохозяйственных культур при снижении нормы внесения удобрений, а также повысить плодородие почв при минимальном воздействии на окружающую среду.

Поставленная задача в части способа получения органоминерального удобрения, включающего обработку при гранулировании минерального удобрения водным раствором, решается тем, что, согласно изобретению, обработку минерального удобрения осуществляют раствором бензоата натрия в деионизированной воде, в который при постоянном перемешивании добавляют экстракт Юкки Шидигера и гуминовый препарат растительного происхождения, затем полученный раствор смешивают с диспергатором НФ, полученную смесь с помощью горячего сжатого воздуха напыляют в грануляторе на минеральное удобрение, после чего готовый продукт охлаждают и фасуют.

Поставленная задача решается также тем, что для приготовления раствора смешивают 0,1-2,0 кг бензоата натрия и 99,9-98,0 л деионизированной воды.

Затем в раствор бензоата натрия в деионизированной воде добавляют экстракт Юкки Шидигера в количестве 30-40 мас.%.

Кроме того, в раствор бензоата натрия в деионизированной воде добавляют гуминовый препарат растительного происхождения в количестве 20-30 мас.%.

Задача решается также тем, что бензоат натрия растворяют в деионизированной воде при температуре 20-22°C.

При этом растворение бензоата натрия в деионизированной воде осуществляют путем перемешивания в течение 10-15 мин со скоростью 100-120 об/мин.

Поставленная задача решается также тем, что в качестве гуминового препарата растительного происхождения используют преимущественно гумус морских водорослей или гуминовые препараты, полученные из древесины и растительных отходов (кора, опилки, солома, шелуха пшеницы, гречихи, риса, кукурузные початки и др.).

Кроме того, задача решается также тем, что после добавления экстракта Юкки Шидигера и гуминового препарата растительного происхождения в раствор бензоата натрия его перемешивают в течение 10-15 минут с частотой вращения мешалки 20-30 об/мин.

Затем смесь экстракта Юкки Шидигера, гуминового препарата растительного происхождения и бензоата натрия смешивают с диспергатором НФ в соотношении 1:10-1:11

Целесообразно для напыления смеси экстракта Юкки Шидигера, гуминового препарата растительного происхождения и бензоата натрия с диспергатором НФ при гранулировании минерального удобрения использовать сжатый воздух с температурой 45-50°C. При этом напыление смеси экстракта Юкки Шидигера, гуминового препарата растительного происхождения и бензоата натрия с диспергатором НФ при гранулировании минерального удобрения осуществляют в количестве 2,90-3,0 л смеси на 1000 кг гранул.

Поставленная задача в части органоминерального удобрения решается тем, что, согласно изобретению, полученное по заявленному способу органоминеральное удобрение содержит экстракт Юкки Шидигера, гуминовый препарат растительного происхождения, бензоат натрия, диспергатор НФ, остаточную воду и минеральное удобрение при следующем соотношении ингредиентов (в г на 1 кг удобрения):

экстракт Юкки Шидигера 0,06-0,08 гуминовый препарат растительного происхождения 0,04-0,06 бензоат натрия 0,0002-0,004 диспергатор НФ 0,0001-0,0003 остаточная вода 0,56-0,58 минеральное удобрение 1 кг

Техническим результатом заявленной группы изобретений является получение высокоэффективного экологически чистого удобрения, прочного и стойкого при хранении, позволяющего значительно снизить расход минерального удобрения без риска снижения урожайности выращиваемых культур или существенно повысить урожайность при тех же нормах внесения, повысить рентабельность аграрного производства и улучшить экологическую ситуацию в аграрной сфере.

Экстракт Юкки Шидигера, который входит в состав заявленного продукта, содержит стероидные сапонины, которые обладают широким спектром биологического действия: фунгицидной, антимикробной, противовирусной, инсектицидной активностью; повышают усвояемость питательных веществ, усиливают устойчивость к стрессовым факторам среды и др.

Гуминовый препарат растительного происхождения, который также входит в состав полученного продукта, содержит гуминовые вещества, которые действуют главным образом на водно-физические свойства почвы - повышают капиллярную и полевую влагоемкость легких почв и водопроницаемость тяжелых почв, улучшают структуру и водопрочность почвенных агрегатов, что повышает их водоудерживающую способность и воздухообмен в корнеобитаемом слое - стимулируют рост бактерий, ускоряющих образование гумуса. Гуминовые препараты растительного происхождения по функциональной активности действуют как мелиоранты и препараты для детоксикации, ремедиации и рекультивации деградированных и загрязненных почв, а также стимуляторы роста растений, причем стимулирующий эффект гуминовых веществ заметен как на ранних стадиях развития растений, так и в течение всего онтогенеза, включая урожай растительной продукции.

Бензоат натрия - натриевая соль бензойной кислоты, оказывает сильное угнетающее действие на дрожжи и плесневые грибы, включая афлатоксинообразующие, подавляет в микробных клетках активность ферментов, ответственных за окислительно-восстановительные реакции, а также ферментов, расщепляющих жиры и крахмал. Диспергатор НФ дает возможность снизить гигроскопичность, влагоемкость, слеживаемость и повысить рассеваемость гранулированных удобрений.

Пример. Получение органоминерального удобрения.

В 98,9 л деионизированной воды с температурой 21°С растворяют 1,1 кг бензоата натрия. Раствор тщательно перемешивают в течение 13 минут со скоростью 110 об/мин. Затем в полученный раствор с помощью дозирующего устройства при постоянном перемешивании вносят 35 кг Юкки Шидигера и 25 кг гумуса морских водорослей. Полученный раствор перемешивают в течение 12 мин с частотой вращения мешалки 20-30 об/мин.

В смесь добавляют диспергатор НФ в соотношении 1:10,8. В барабанный гранулятор-сушилку помещают минеральное удобрение в количестве 1000 кг и наносят на него посредством напыления через сопло с помощью горячего (температура 47°С) сжатого воздуха смесь полученного препарата и диспергатора НФ в количестве 2,950 л. Готовый продукт поступает на конвейер, далее в охладитель гранул и на фасовку.

Получают готовый продукт следующего состав (в г на 1 кг удобрения):

экстракт Юкки Шидигера 0,07 гуминовый препарат растительного происхождения 0,05 бензоат натрия 0,0021 диспергатор НФ 0,0002 остаточная вода 0,57 минеральное удобрение 1 кг

При производстве продукта может быть использовано любое минеральное удобрение.

Заявленный способ был испытан как на простых (карбамид, хлористый калий, сернокислый калий, поташ, аммиачная селитра, суперфосфат и др), так и на комплексных (калийная селитра, аммофос, карбофос, нитроаммофос, нитрофос, фзофос, метафосфат калия и др.) минеральных удобрениях.

Испытания физико-химических свойств полученного продукта показали, что основные функциональные свойства удобрений (влажность, пыление и слеживаемость) не изменяются.

Результаты испытаний показали, что обработка гранул любого минерального удобрения заявленным способом способствует лучшему усвоению растениями минеральных питательных веществ, улучшает прочность и водостойкость гранул самого удобрения и снижает вымываемость легко растворимых питательных веществ удобрений.

Полученный продукт был также испытан на различных видах сельскохозяйственных растений и разных типах почв. В качестве гуминового препарата растительного происхождения были использованы, кроме гумуса морских водорослей, также гуминовые препараты, полученные из древесины и растительных отходов (кора, опилки, солома, шелуха пшеницы, гречихи, риса, кукурузные початки и др.) см. http://www.humate.spb.ru/

Так, при обработке озимой пшеницы получена прибавка урожая на 41% больше относительно стандартного минерального удобрения при снижении нормы внесения минерального удобрения на 25-30%, увеличилась масса зерна в 1,92 раза, а количество мякины снизилось в 2,5 раза, при этом в биомассе урожая возрастает доля генеративных органов, что особенно важно для зерновых культур в современных условиях, повысилось качество и сохранность продукции при зимнем хранении.

При обработке столового картофеля сорта Сатурн на 35% увеличилась доля товарных клубней и улучшилось их качество (по содержанию крахмала).

Использование препарата на редьке сортов ТСХА-Р и Зимняя круглая привело к увеличению их урожайности на 40-45% (по сравнению с использованием только минерального удобрения) без ухудшения товарного качества продукции.

Результаты многочисленных испытаний полученного органоминерального удобрения показали, что его использование приводит к стабильному (на 30-40%) повышению урожайности сельскохозяйственных культур с одновременным улучшением биохимического состава продукции, что позволяет потребителю обеспечить высокую урожайность при норме внесения удобрений на 25-40% меньше, чем при применении традиционных минеральных удобрений. При этом повышается устойчивость растений на стрессовые природные воздействия, снижаются общие затраты на внесение удобрений и подкормки, обеспечивается получение экологически чистой сельскохозяйственной продукции, а также поддержание плодородия почв при минимальном воздействии на окружающую среду. Повышается экономическая эффективность применения удобрений, создаются предпосылки для снижения норм применения гербицидов контактного действия, снижается опасная химическая нагрузка на окружающую среду.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения органоминерального удобрения включает обработку при гранулировании минерального удобрения водным раствором, причем обработку минерального удобрения осуществляют раствором бензоата натрия в деионизированной воде, в который при постоянном перемешивании добавляют экстракт Юкки Шидигера и гуминовый препарат растительного происхождения, затем полученный раствор смешивают с диспергатором НФ, полученную смесь в грануляторе напыляют с помощью горячего сжатого воздуха на минеральное удобрение, после чего готовый продукт охлаждают и фасуют. Органоминеральное удобрение, полученное по данному способу, содержит экстракт Юкки Шидигера, гуминовый препарат растительного происхождения, бензоат натрия, диспергатор НФ, остаточную воду и минеральное удобрение. Все компоненты взяты при определенном соотношении. Изобретения позволяют получить высокоэффективное экологически чистое удобрение, прочное и стойкое при хранении, позволяющее значительно снизить расход минерального удобрения без риска снижения урожайности выращиваемых культур или существенно повысить урожайность при тех же нормах внесения и улучшить экологическую ситуацию в аграрной сфере. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 пр.

1. Способ получения органоминерального удобрения, включающий обработку при гранулировании минерального удобрения водным раствором, отличающийся тем, что обработку минерального удобрения осуществляют раствором бензоата натрия в деионизированной воде, в который при постоянном перемешивании добавляют экстракт Юкки Шидигера и гуминовый препарат растительного происхождения, затем полученный раствор смешивают с диспергатором НФ, полученную смесь в грануляторе напыляют с помощью горячего сжатого воздуха на минеральное удобрение, после чего готовый продукт охлаждают и фасуют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для приготовления раствора смешивают 0,1-2,0 кг бензоата натрия и 99,1-98,0 л деионизированной воды.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в раствор бензоата натрия в деионизированной воде добавляют экстракт Юкки Шидигера в количестве 30-40 мас.%.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в раствор бензоата натрия в деионизированной воде добавляют гуминовый препарат растительного происхождения в количестве 20-30 мас.%.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что бензоат натрия растворяют в деионизированной воде при температуре 20-22°С.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что растворение бензоата натрия в деионизированной воде осуществляют путем перемешивания в течение 10-15 мин со скоростью 100-120 об/мин.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гуминового препарата растительного происхождения используют преимущественно гумус морских водорослей или гуминовые препараты, полученные из древесины и растительных отходов.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что после добавления экстракта Юкки Шидигера и гуминового препарата растительного происхождения в раствор бензоата натрия его перемешивают в течение 10-15 минут с частотой вращения мешалки 20-30 об/мин.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь экстракта Юкки Шидигера, гуминового препарат растительного происхождения и бензоата натрия смешивают с диспергатором НФ в соотношении 1:10,0-1:11,0.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что для напыления смеси экстракта Юкки Шидигера, гуминового препарата растительного происхождения и бензоата натрия с диспергатором НФ при гранулировании минерального удобрения используют сжатый воздух с температурой 45-50°С.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что напыление смеси экстракта Юкки Шидигера, гуминового препарата растительного происхождения и бензоата натрия с диспергатором НФ при гранулировании минерального удобрения осуществляют в количестве 2,90-3,00 л смеси на 1000 кг удобрения.

12. Органоминеральное удобрение, полученное по любому из пп.1-11,
отличающееся тем, что содержит экстракт Юкки Шидигера, гуминовый препарат растительного происхождения, бензоат натрия, диспергатор НФ, остаточную воду и минеральное удобрение при следующем соотношении ингредиентов (в г на 1 кг удобрения):
экстракт Юкки Шидигера 0,06-0,08 гуминовый препарат растительного происхождения 0,04-0,06 бензоат натрия 0,0002-0,004 диспергатор НФ 0,0001-0,0003 остаточная вода 0,56-0,58 минеральное удобрение 1 кг