Способ получения удобрения на основе пироугля, содержащего микроэлемент иод, и удобрение, полученное указанным способом Российский патент 2020 года по МПК C05G3/00 C05F3/00 

Заявленное техническое решение относится к удобрениям, а именно - к удобрениям на основе пироугля, содержащего микроэлемент иод и способу его получения. Предназначено для расширения ассортимента удобрений для повышения содержания иода в почвах и растениях, повышения качества зерна путем усиления пролонгированного действия удобрения на основе пироугля, содержащего микроэлемент иод.

Обмен веществ в организме обеспечивается гормонами, среди которых существенную роль играют продукты секреции щитовидной железы – иодсодержащие тиреоидные гормоны - тироксин и трииодтиронин [Северин Е. С. Биохимия: Учеб. для вузов //М.: ГЭОТАР-Медиа. – 2003]. При недостатке иода в организме у животных и человека может развиваться целый класс иододефицитных заболеваний. Одним из наиболее распространенных является гипофункция щитовидной железы, сопровождающаяся замедлением обменных процессов, снижением основного обмена, температуры тела и т.п. Кроме того, при неспособности железы секретировать в достаточном количестве тиреоидные гормоны, может развиться хроническое заболевание - незлокачественная гипертрофия щитовидной железы [Строев Е. А. и др. Патобиохимия. – М: ГОУ ВУНМЦ, 2002], снижающая качество жизни, в частности, вызывающая снижение когнитивных функций человека различных степеней тяжести [Fuge R. Soils and iodine deficiency //Essentials of Medical Geology. – Springer, Dordrecht, 2013. – С. 417-432]. На фоне иододефицита могут развиваться также и эндокринные злокачественные новообразования [Feldt-Rasmussen U. Iodine and cancer //Thyroid. – 2001. – Т. 11. – №. 5. – С. 483-486]. Этот класс заболеваний способен приводить к полной или частичной утрате трудоспособности даже в случае успешной терапии [Edis A. J. Surgical treatment for thyroid cancer //The Surgical clinics of North America. – 1977. – Т. 57. – №. 3. – С. 533-542], кроме того, постоперационная смертность в случаях тиреоидэктомии остаётся значимой хирургической проблемой [Bergamaschi R. et al. Morbidity of thyroid surgery //The American journal of surgery. – 1998. – Т. 176. – №. 1. – С. 71-75.].

В целом, согласно текущим исследованиям [Delange F. The role of iodine in brain development //Proceedings of the nutrition society. – 2000. – Т. 59. – №. 1. – С. 75-79], в 118 странах мира более полутора миллиарда людей подвержены риску иододефицитных заболеваний. По статистике Глобальной сети по борьбе с дефицитом иода (Iodine Global Network), в 2017 году 19 стран мира были классифицированы как страны с недостаточным потреблением иода среди населения. В этом списке Россия занимает третье место, т.к. не имеет территорий, свободных от иодного дефицита [из сообщения Минздрава РФ]. Отсюда следует, что профилактика дефицита иода имеет высокую социально-экономическую значимость.

Отметим, что помимо проблем профилактики иододифицита среди населения, существуют аналогичные проблемы и в животноводстве, поскольку недостаток иода в рационе приводит к угнетению роста крупного рогатого скота и формированию яловости, повышению риска развития ряда заболеваний [Орлов Д. С. Микроэлементы в почвах и живых организмах //Соросовский образовательный журнал. – 1998. – №. 1. – С. 61-68.; Фофанова И. Ю. Роль витаминов и микроэлементов в сохранении репродуктивного здоровья //Гинекология. – 2005. – Т. 7. – №. 4. – С. 244-249].

В настоящее время указанная проблема существует в связи с дефицитом микроэлементов в почвах средней полосы РФ, в частности, иода, что, соответственно, и приводит к проблеме недостаточного потребления иода человеком.

Основными источниками иода в пище служат иодированная соль, морские водоросли, морская рыба и морепродукты, молочные продукты и яйца, однако вводить в рацион хлебные и злаковые продукты с повышенным содержанием иода также считается целесообразным, в том числе, по экономическим причинам [Протасова Н. А. Микроэлементы: биологическая роль, распределение в почвах, влияние на распространение заболеваний человека и животных //Соросовский образовательный журнал. – 1998. – Т. 4. – №. 12. – С. 32-37].

Недостаток или избыток иода в почве приводит к снижению урожайности растений, ухудшению качества сельскохозяйственной продукции. Поступление иода в живые организмы осуществляется посредством пищевого трофического фактора (по происхождению абиотического и биотического, по степени влияния — лимитирующего) в трофической цепи почва - растения - животные — человек. Поступление же иода в растения и содержание его в продуктах растениеводства, в свою очередь, зависят от содержания этого элемента в почве, от биологических особенностей растений, от свойств применяемых удобрений [Hong C. L. et al. Transfer of iodine from soil to vegetables by applying exogenous iodine //Agronomy for sustainable development. – 2008. – Т. 28. – №. 4. – С. 575-583].

Отсюда следует, что наиболее эффективным путём повышения содержания иода в продуктах питания является повышение содержания иода в злаковых и зеленных культурах (первые характеризуются высоким потреблением у населения, вторые отличаются коротким сроком вегетации и высоким уровнем аккумуляции иода в тканях растения [Smoleń S., Kowalska I., Sady W. Assessment of biofortification with iodine and selenium of lettuce cultivated in the NFT hydroponic system //Scientia Horticulturae. – 2014. – Т. 166. – С. 9-16]) путём повышения его содержания в почве методами биофортификации [Zimmermann M. B., Jooste P. L., Pandav C. S. Iodine-deficiency disorders //The Lancet. – 2008. – Т. 372. – №. 9645. – С. 1251-1262], поскольку природные концентрации микроэлементов в условиях интенсивного земледелия при нарушении устойчивости экосистем не могут обеспечить должных потребительских требований к показателям продукции [Kabata-Pendias A. Soil–plant transfer of trace elements—an environmental issue //Geoderma. – 2004. – Т. 122. – №. 2-4. – С. 143-149]. Наряду с повышением содержания иода в вегетативных и генеративных частях растения, его применение в качестве компонента удобрения может способствовать улучшению качества получаемой продукции растениеводства [Сафроновская Г. М. Действие иода, марганца и цинка на урожайность и качество сельскохозяйственных культур при различной кислотности дерново-подзолистой суглинистой почвы. – 2002; Костин В. и др. Влияние иода на содержание аминокислот и биологическую ценность кормов в чистых и смешанных посевах кормовых культур //Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2014. – №. 2] и повышению урожайности зерновых культур [Синдирева А. В., Кекина Е. Г., Степанова О. В. Экологическая оценка влияния йодсодержащих удобрений на урожайность яровой мягкой пшеницы в условиях южной лесостепи Омской области //Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. ВР Филиппова. – 2016. – №. 1. – С. 41-46].

Согласно источнику [Каталымов М. В. Микроэлементы и микроудобрения. – Рипол Классик, 2013], содержание иода в почвах средней полосы РФ варьирует в диапазоне 0.3 – 6.0 мг/кг, при среднем значении 2.5 мг/кг, когда в зоне распространения чернозёмных почв диапазон составляет уже 2.0 – 9.8 мг/кг при среднем значении 5.3 мг/кг, однако не вся доля этого иода оказывается доступной растениям, а при минерализации органического вещества интенсивно мигрирует из области биогенной аккумуляции в нижележащие профили [Протасова Н. А., Копаева М. Т. Редкие и рассеянные элементы в почвах Среднерусской возвышенности //Почвоведение. – 1985. – №. 1. – С. 29-37]. Иод может встречаться в природе в различных формах [I^-, I₃^-, IO₃^-, H₄IO₆^-, среди которых наиболее распространены первые два (Kabata-Pendias A., Mukherjee A. B. Trace elements from soil to human. – Springer Science & Business Media, 2007]), но наиболее целесообразной формой для искусственного внесения считается иодид I^-, аккумуляция которого в разы превышает аккумуляцию, например, иодата [Muramatsu Y., Christoffers D., Ohmomo Y. Influence of chemical forms on iodine uptake by plant //Journal of radiation research. – 1983. – Т. 24. – №. 4. – С. 326-338].

Естественные пути поступления иода в почву имеют различный характер:

- восходящий характер: происходят при почвообразовании на тех или иных материнских породах, где иод концентрируется в гумусовом слое;

- нисходящий характер: с наносами в пойме и устье рек и из атмосферного воздуха в виде газообразных соединений или частиц аэрозоля.

Нисходящий путь считается наиболее важным источником поступления для растений [Kabata-Pendias A. Trace elements in soils and plants. – CRC press, 2000]. Именно он присущ территориям, близким к береговой линии внутренних морей и не оказывающим влияния на распределении иода в почвах сельскохозяйственных угодий большей части РФ.

Указанный выше восходящий характер миграции с последующим накоплением иода в биогенном горизонте (гумусовом слое) сопровождается включением иода в состав органических веществ, в том числе внутри живых организмов или детритной массы: аккумуляция иода в верхних частях профиля преимущественно биологическая. Имеется зависимость от степени гумуссированности, механического и минералогического состава почв (увеличение органического вещества органики и доли минералов с развитой поверхностью, таких как глинистые минералы группы смектита, повышение дисперсности частиц будет обеспечивать эффективность геохимический барьера), однако такое накопление не сопровождается повышением доступности форм иода для растений [Gerzabek M. H. et al. Iodine and bromine contents of some Austrian soils and relations to soil characteristics //Journal of plant nutrition and soil science. – 1999. – Т. 162. – №. 4. – С. 415-419], способных усваивать легкорастворимые соединения иода. Отсюда следует необходимость искусственного внесения соединений иода в легкодоступной для культурных растений форме (как правило, иодид калия).

Однако, попадая в биогенные горизонты почвенного профиля в составе комплексных удобрений, анион иода может оказаться в связанной и недоступной растениям форме органических комплексов, или мигрировать как в газовую фазу при микробиологически-индуцированном переходе в иодистый метил [Amachi S. et al. Microbial participation in iodine volatilization from soils //Environmental science & technology. – 2003. – Т. 37. – №. 17. – С. 3885-3890] и окислении до I2 почвенной средой [Fuge R. The role of volatility in the distribution of iodine in the secondary environment //Applied Geochemistry. – 1990. – Т. 5. – №. 3. – С. 357-360], так и ниже по профилю под воздействием атмосферных осадков: присутствие иода в почвах в минеральных формах не установлено по причине высокой мобильности соединений, не способных зафиксироваться в почвенном профиле (вымываются водой) [Кашин В. К., Тихомиров Ф. А. Биогеохимия, фитофизиология и агрохимия иода. – наука, 1987]. В кислых почвах, распространённых в средней полосе РФ, подвижность иода возрастает, соответственно, происходит более интенсивное его вымывание, такая подвижность не позволяет создать достаточного содержания иода в почвенном профиле для обеспечения питания культурных растений во все фазы вегетации [Kabata-Pendias A. Trace elements in soils and plants. – CRC press, 2000].

Таким образом, при возделывании сельскохозяйственных культур на территории РФ остаётся проблема обеспечения пахотного слоя почв, и впоследствии, растений, достаточным содержанием иода, с учётом почвенно-климатических условий, минимизируя при этом потери на испарение, вымывание в нижележащие горизонты, и сохраняя подвижность соединений иода на всех этапах вегетации растений, поскольку мгновенные высокие дозы не усваиваются растениями или оказывают токсический эффект [Lawson P. G. et al. Soil versus foliar iodine fertilization as a biofortification strategy for field-grown vegetables //Frontiers in plant science. – 2015. – Т. 6. – С. 450], который должен быть исключён как снижающий активность почвенной микробиоты и ухудшающий продуктивность растений [Mackowiak C. L., Grossl P. R., Cook K. L. Iodine toxicity in a plant-solution system with and without humic acid //Plant and soil. – 2005. – Т. 269. – №. 1-2. – С. 141-150]. При этом восприимчивость растений к иоду и диапазон токсических эффектов для разных культур недостаточно изучены [Shitou X. et al. Effects of Iodine Application on Growth and Content of Iodine, Amino Acid, Vitamin C and Fibre in Radish Sprouts //Acta Horticulturae Sinica. – 2003. – Т. 30. – №. 2. – С. 218-220]. Решение указанной проблемы в рамках выбора предпочтительной стратегии биофортификации способно увеличить содержание иода в растениях, употребляемых человеком и животными, при одновременном повышении урожайности и качества производимой продукции.

Наиболее распространённая в сельскохозяйственной практике форма иода в составе иодида калия, используется, преимущественно, в качестве компонента комплексных минеральных удобрений [Потатуева Ю. А., Прокофьева Р. И. Повышение содержания йода в растениях, имеющих пищевое значение //Микроэлементы в медицине. – 2005. – Т. 6. – №. 4. – С. 40-42], что не позволяет обеспечить достаточного содержания иода в пахотном горизонте, по причине интенсивного вымывания из-за высокой подвижности, или внекорневой подкормки, вносимой опрыскивателем [Старовойтов В. И., Старовойтова О. А., Манохина А. А. Влияние сочетания высокоточного внесения минеральных удобрений и регуляторов роста на урожайность и качество клубней картофеля //Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет им. ВП Горячкина». – 2014. – №. 2], эффективность которой очень мала, поскольку поступление иода в растворимой форме, главным образом, происходит через корневую систему [Голубкина Н. А., Кекина Е. Г., Надежкин С. М. Перспективы обогащения сельскохозяйственных растений йодом и селеном (обзор) //Микроэлементы в медицине. – 2015. – Т. 16. – №. 3. – С. 12-19]. Соответственно, становится необходимым подбор наиболее оптимального носителя микроэлемента иода, который сводится к тому, что носитель должен обладать совокупностью следующих потребительских свойств:

- не проявлять химической активности по отношению к почвенной матрице и почвенному раствору;

- иметь развитую пористую поверхность;

- иметь характеристики поверхности, благоприятные для технологических процессов изготовления;

- иметь высокие потребительские и технологические качества (длительные сроки хранения, сыпучесть, низкую слеживаемость, отсутствие жестких требований к условиям хранения, технологичность внесения удобрения и т.д.);

- обеспечивать пролонгированное поступление иодида калия в почву.

Заявителем были рассмотрены известные из уровня техники варианты носителя, включающие наиболее распространенные:

- диатомит [Weng H. X. et al. Increment of iodine content in vegetable plants by applying iodized fertilizer and the residual characteristics of iodine in soil //Biological trace element research. – 2008. – Т. 123. – №. 1-3. – С. 218-228, Weng H. X. et al. Iodine biofortification of vegetable plants—An innovative method for iodine supplementation //Chinese Science Bulletin. – 2013. – Т. 58. – №. 17. – С. 2066-2072],

- цеолит [Reha M. et al. Ac and dc conductivity study of natural zeolitic material of the clinoptilolite type and its iodine forms //Solid State Ionics. – 1993. – Т. 66. – №. 1-2. – С. 189-194].

Однако их использование имеет ряд недостатков:

- не описано пролонгированное поступление иода в почву,

- способ их изготовления не является технологичным или сопровождается существенными экономическими издержками - цеолит и диатомит являются полезными ископаемыми, не требующими специального изготовления, однако необходимо обеспечить добычу, обогащение исходной породы и очистку продукта, доставку к месту изготовления удобрения,

- отмечаются такие нежелательные эффекты при регулярном внесении в почву, как изменение физических свойств почвы и динамики питательных соединений при сорбции катионов.

Исходя из вышеизложенных требований, заявителем, в результате проведения анализа уровня техники заявителем был выбран пироуголь, являющийся продуктом пиролиза отходов птицеводческой деятельности, производство которого может быть организовано в непосредственной близости к земледельческим угодьям. Пироуголь обеспечивает выгоды экологического характера (секвестрация углерода при одновременной утилизации отходов [Spokas K. A. et al. Biochar: a synthesis of its agronomic impact beyond carbon sequestration //Journal of environmental quality. – 2012. – Т. 41. – №. 4. – С. 973-989]. При этом, пироуголь обладает всеми свойствами, предъявляемыми к носителю для заявленного технического решения, т.к. он способен благоприятно воздействовать на почву (обеспечивает улучшение физико-механических свойств, аэрации, благодаря подщелачивающему эффекту повышает рН на почвах с кислой реакцией среды, является источником дополнительного углерода для микроорганизмов и подвижных катионов для растений, [Chan K. Y. et al. Agronomic values of greenwaste biochar as a soil amendment //Soil Research. – 2008. – Т. 45. – №. 8. – С. 629-634]), не имеет нежелательных эффектов при регулярном внесении в почву.

Из указанного выше становится очевидным, что пироуголь способен выполнять роль высокоэффективного носителя. При этом свойства самого пироугля, являющегося удобрением нового поколения, в сочетании с присутствием микроэлемента иода, позволяет получить удобрение обладающею более высокими потребительскими качествами по сравнению с известными на дату подачи заявки аналогами.

Заявленный способ получения заявленного удобрения на основе пироугля с иодом обеспечивает получение удобрения, позволяющего достигнуть при внесении в почву пролонгированное действие и распределение соединений иода в верхнем пахотном слое в доступной для растений форме. Указанные свойства заявленного удобрения, полученного заявленным способом, позволяют реализовать на практике заявленные технические результаты, а именно:

- повышение содержания микроэлемента иода в почве и в растениях при внесении заявленного удобрения, полученного заявленным способом;

- повышение качества зерна при внесении заявленного удобрения, полученного заявленным способом.

При этом, по мнению заявителя, пролонгированный характер действия и распределение соединений иода в верхнем пахотном слое в доступной для растений форме способствует повышению качества зерновых культур за счет эффективного микроэлементного питания растений, приводящего к интенсификации биохимических процессов в растениях, улучшению их роста, развития и формированию большого объёма генеративной части (зерна) [Rengel Z., Batten G. D., Crowley D. E. Agronomic approaches for improving the micronutrient density in edible portions of field crops //Field crops research. – 1999. – Т. 60. – №. 1-2. – С. 27-40].

Далее в тексте заявителем приведены термины, которые необходимы для облегчения однозначного понимания сущности заявленных материалов и исключения противоречий и/или спорных трактовок при выполнении экспертизы по существу.

Пироуголь - продукт, богатый углеродом, полученный из биомассы (древесина, помет, растительные остатки и т.д.) путем пиролиза (термическое разложение органических материалов в отсутствии кислорода); классифицируется в зависимости от исходной биомассы и параметров пиролиза (температуры, длительности, режима пиролиза); применяется в качестве удобрения, источника углерода, сорбента для тяжелых металлов и т.п. [Biochar for Environmental Management: Science and Technology / J. Lehmann and S. Joseph - Earthscan - 2009.]

Заявитель поясняет, что в контексте настоящего описания для обозначения пироугля используется также термин-синоним биочар, употребляемый в ряде патентов-аналогов.

Биофортификация – комплекс мер по улучшению питательных качеств культурных растений методами селекции с использованием ряда биотехнологий [https://ru.wikipedia.org/wiki/Биофортификация].

Качество зерна – под указанным термином заявитель в контексте настоящего описания понимает соответствие показателей качества зерна требованиям ГОСТ, например, ГОСТ 9353-2016 Пшеница. Технические условия и ГОСТ Р 53900-2010. Ячмень кормовой. Технические условия.

Вынос иодида калия – под указанным термином в контексте настоящего описания заявитель подразумевает процесс переноса из удобрения в почву соединений микроэлемента иода.

Далее заявителем представлена информация выявленного заявителем уровня техники из научной и патентной информации.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлены источники, в которых описаны различные подходы к биофортификации, в том числе и в развивающихся странах и выявлены попытки увеличения микроэлементного питания растений.

Из исследованного уровня техники выявлено изобретение по заявке на изобретение WO2016040564 «Micronutrient fertilizer» («Микронутриентное удобрение»). Сущностью является жидкая композиция микроудобрения, включающая водную дисперсию растворимых и нерастворимых микроэлементов, где микроэлементы могут быть немедленного высвобождения, замедленного высвобождения или их смеси, полиэлектролит и комплексообразующий металл агент. Композиция по п.1, в которой растворимый микроэлемент может представлять собой любую форму микроэлемента, которая растворима в воде или водных системах и присутствует в концентрации примерно 0,5-25 мас.%. Композиция по п.1, в которой нерастворимым микроэлементом может быть любая форма микроэлемента, которая не растворима в воде или водных системах и присутствует в интервале концентраций примерно от 1 до 80 мас.%. Композиция по п.1, в которой растворимый микроэлемент включает борную кислоту, буру, трихлорид бора, трифлорид бора, трибромид бора, трийодид бора, триоксид бора, борогидрид натрия, динатрия октабората тетрагидрат, ортоборную кислоту, тетраборат калия, борат кальция, хлорид магния, магний. фторид, бромид магния, йодид магния, нитрат магния, сульфат магния, сульфит магния, ацетат магния, цитрат магния, хромат магния, бикарбонат магния, перхлорат магния, нитрат алюминия, хлорид алюминия, фторид алюминия, бромид алюминия, йодид алюминия, сульфат алюминия, гидроксид алюминия, молибдат алюминия, сульфат калия-алюминия, силикат натрия, кремниевая кислота, серная кислота, сульфид натрия, карбонат кальция, хлорид кальция, сульфат кальция, нитрат кальция, известь, цитрат кальция-аммония, цитрат кальция, хлорид хрома (III), хром (III) бромид, хром (III) йодид, хром (III) нитрат, гидратированный хром (III) сульфат, хромовая кислота, хромат калия, дихромат калия, нитрат марганца, хлорид марганца, бромид марганца, йодид марганца, сульфат марганца, оксисульфат марганца, ацетат марганца, цитрат марганца, марганцовая кислота, перманганат калия, манганат натрия, нитрат серебра, серебро, серебро фторид, хлорид железа (II), бромид железа (II), сульфат железа (II), ацетат железа (II), цитрат железа (II), глюконат железа (II), лактат железа (II), нитрат железа (III), хлорид железа (III), оксихлорид железа (III), феррит калия, феррицианид калия, ферриоксалат калия, хлорид калия, йодид калия, бромид калия, нитрат калия, бикарбонат калия, хромат калия, дихромат калия, фосфат калия, гидроксид калия, сульфат калия и их смеси. Композиция по п.1, в которой нерастворимый микроэлемент включает элементарный бор, нитрид бора, карбид бора, элементарный магний, карбонат магния, доломит, гидратированный доломит, гидроксид магния, оксид магния, оксалат магния, струвит, элементарный алюминий, додекаборид алюминия, оксид алюминия, гидроксид алюминия, боксит, элементарный кремний, диоксид кремния, элементная сера, сульфат кальция, гипс, карбонат кальция, фосфат кальция, кальцитовый известняк, яичная скорлупа, костная мука, апатит кальция, элементный хром, фосфат хрома, оксид хрома (III), элементарный марганец, родохрозит, оксид марганца (II), элементарное железо, оксид железа (II), оксид железа (III), гидроксид железа, сукрат железа, элементарный кобальт, оксид кобальта (II), оксид кобальта (III), оксид кобальта (II, III) оксид, гидроксид кобальта (II), гидроксид кобальта (III), сульфид кобальта (II), селенид кобальта (II), фосфид кобальта (II), цианид кобальта (II), элементарный никель, оксид никеля (II), никель (III) ) оксид-гидроксид никеля, карбонат никеля (II), хромат никеля (II), гидроксид никеля (II), миллерит, селенид никеля (II), титанат никеля, фосфид никеля, элементарная медь, цианид меди (I), хромит меди, медь (I) оксид, халькоцит, селенид меди (I), фосфид меди (I), оксид меди (II), карбонат меди (II), фосфат меди (II), ковеллит, селенид меди (II), арсенат меди (II), элементарное серебро, хлорид серебра, бромид серебра, йодид серебра, оксид серебра, элементарный цинк, цианид цинка, хромат цинка, молибдат цинка, оксид цинка, гидроксид цинка, нитрид цинка, обманка цинка, вюрцит, селенид цинка, теллурид цинка, пирофосфат цинка, фосфид цинка фосфат цинка, оксид олова (II), гидроксид олова (II), сульфид олова (II), селенид олова (II), оксид олова (IV), сульфид олова (IV) и их смеси и сплавы.

Таким образом, в известном техническом решении, аналогично заявленному техническому решению, используется носитель, при этом носитель имеет полимерную природу, что обеспечивает характер немедленного освобождения за счет наличия в композиции растворимых форм микроэлементов и замедленного освобождения микроэлементов за счет наличия в композиции нерастворимых форм микроэлементов, удерживаемых полимерной матрицей. Известная композиция представляет собой водную дисперсию микроэлементов, которую можно вносить один раз в течение вегетационного периода, чтобы немедленно исправить любые недостатки питательных микроэлементов в почве. Кроме этого, в известном удобрении, аналогично заявленному техническому решению, присутствует иодид калия.

При этом заявленное техническое решение расширяет ассортимент удобрений с микроэлементами и пролонгированным действием благодаря заявленному способу, по которому получается заявленное удобрение, содержащее пироуголь в качестве носителя и микроэлемент иод.

Недостатком известного технического решения является то, что в нем не приведены доказательств повышения качества зерна, в отличие от заявленного технического решения, в котором описано достижение указанного технического результата.

Также дополнительные шаги в известном способе (по сравнению с заявленным техническим решением), такие как необходимость выравнивания рН до диапазона 6-10 может приводить к формированию в жидкой фазе суспензии растворимых солей, оказывающих нежелательное влияние на почвы с низким плодородием и находящиеся в условиях ослабленного экологического равновесия (например, ухудшена буферность почв). Кроме того, повышенные значения рН нежелательны для применения на карбонатных почвах, например, южных чернозёмах, потребность которых в микроэлементах, при всём плодородии, также существует. Также в известном техническом решении не описано, насколько полиэлектролитный комплекс, используемый в качестве носителя, будет эффективен для распределения микроэлементов в верхних слоях почв с низким плодородием.

Кроме этого, в известном техническом решении не описан вопрос о последствиях регулярного внесения удобрения (например, несколько сезонов подряд). При этом возможно накопление комплексообразующих агентов, которые потенциально вредны для почв в повышенных дозах, так как они могут образовывать комплексы с ионами тяжёлых металлов, например, такие комплексообразователи, как ЭДТА, содержащиеся в известной композиции. Указанные комплексы впоследствии потенциально переносятся в ткани растений с последующим угнетением их роста и развития и изменением качества сельхозпродукции. Также не описано, насколько полно и за какой период происходит процесс деградации полиэлектролитных комплексов при регулярном внесении в почву.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлен ряд изобретений, где пироуголь или активированный уголь используется в системах водоподготовки и водоочистки, при этом в антисептических целях в него добавляется иодид калия. Заявителем выявлено наиболее схожее по техническим результатам изобретение «Activated carbon associated with alkaline or alkali iodide» (Активированный уголь, связанный со щелочью или щелочным йодидом) по патенту US20120263801A1, сущностью которого является применение активированного угля, по структуре схожего с пироуглем, в качестве сорбента для очистки вод и, в то же время, как носителя для иодида калия, влияющего на качество воды. Сущностью известного технического решения является способ фильтрации загрязняющих веществ из потока жидкости, включающий: использование фильтрующего материала, содержащего как иодид калия, так и углерод с возможностью регенерации; пропускание потока загрязненной жидкости через фильтрующий материал; адсорбцию загрязняющих веществ из потока жидкости на фильтрующем материале; пропускание электрического тока через фильтрующий материал с адсорбированным загрязнителем на нем; удаление загрязняющих веществ из фильтрующего материала; а также удаление загрязнений из фильтрующего материала путем выноса загрязнений в потоке жидкости. Способ подразумевает использование фильтрующего материала активированного угля и, по меньшей мере, 0,05% по массе соли иода в твёрдом состоянии. Соль иода, при этом, включает иодид калия, тщательно перемешанный с активированным углем. Распределение, по меньшей мере, происходит на некоторых поверхностях активированного угля. В указанном способе электрический ток подают при напряжениях от 2,0 до 15 вольт, в том числе, после удаления фильтрующего материала из потока загрязненной жидкости. Электрический ток обеспечивает диссоциацию загрязняющего вещества без необратимого восстановления или необратимого окисления загрязняющего вещества. Способ реализуется посредством использования устройства для удаления загрязнений из потока жидкости, содержащего: а) корпус, содержащий фильтрующий материал, содержащий углерод и иодид калия; б) впускное отверстие для жидкости в корпус; в) выпускное отверстие для жидкости из корпуса; г) источник загрязненной жидкости, доступный для впускного отверстия для жидкости; д) устройство для перемещения жидкости через впускное отверстие и через выпускное отверстие; е) источник тока, который пропускает ток через фильтрующий материал; а также ж) источник перемещения массы жидкости над фильтрующим материалом после или во время прохождения постоянного тока по фильтрующему материалу. Способ также включает жидкий антимикробный раствор, содержащий: по меньшей мере, 80% от общей массы жидкости-носителя, содержащей воду, спирт или смесь воды и спирта; по меньшей мере 0,001% по массе раствора K + I^-; по меньшей мере 0,001 мас.% CuSO₄; а также достаточное количество кислоты в растворе для обеспечения pH менее 6,5.

Недостатком известного технического решения в отношении способа является то, что не описаны подробности процедуры внесения иодида калия в активированный уголь. При этом известным способом, по мнению заявителя, невозможно достичь технических результатов достигнутых в заявленном техническом решении, поскольку известное техническое решение направлено на улучшение и очистку качества воды, соответственно, не имеет направленности на решение сельскохозяйственных задач, в отличие от заявленного технического решения, в котором описано достижение указанных технических результатов.

Недостатком известного технического решения в отношении композиции в случае использования известного технического решения в качестве удобрения, содержащего микроэлемент иод, является то, что отсутствует информации о том, каким образом известная композиция обеспечивает распределение микроэлемента иода в верхнем пахотном слое почвы, пролонгированность действия и повышение качества зерна. Кроме того, не представляется возможным оценить вынос микроэлемента иода в растения из известного технического решения в случае попытки использования известного технического решения в качестве удобрения.

Из исследованного уровня техники заявителем выявлено изобретение «Biomass organic potash fertilizer» (Органическое калийное удобрение на основе биомассы) по патенту CN105924322, сущностью которого является органическое калийсодержащее удобрение, улучшающее плодородие почвы, при котором содержание доступного азота, фосфора, и особенно калия и различных микроэлементов улучшается, а также улучшаются физические и химические свойства почвы. Удобрение по указанному патенту изготавливается из следующих компонентов в весовых отношениях: 12-14 частей отходов животноводства (шерсть животных), 1-2 части порошка флавоноидов листьев бамбука, 1-3 части иодида калия, 9-10 частей жмыха сала, 4-7 частей порошка кукурузного белка, 3-5 частей карбоната калия, 1-2 части сульфата меди, 80-90 частей соломы сельскохозяйственных культур, 24-25 частей золы растений, 3-5 частей порошка карналлита, 6-7 частей дигидрофосфата калия, 2-3 хлората калия, 45-50 частей водоросли Elodea canadensis, 2-3 части порошка целлюлазы, 2-3 части порошка протеазы, 23-26 индийского финика Tamarindus indica и соответствующее количество воды. Технология приготовления включает следующие варианты исполнения:

а) отжим и сушку водоросли Elodea canadensis, смешивание c сульфатом меди и иодидом калия при нагреве до 74-76 °С, перемешивание в течение 20 минут, высушивание и получение порошка для дальнейшего использования;

б) сушку водоросли Elodea canadensis и пиролиз при 450 °С в течение 90-120 минут. Готовый пироуголь измельчают и просеивают, отделяя фракцию в диапазоне 0,15-0,25 мм, для дальнейшего использования;

в) смешивают полученный биочар с водой в пропорции 1:9 по массе, выдерживают 18-24 часа, центрифугируют, отделяя супернатант, снова промывают водой до появления прозрачных промывных вод, отмытый биочар подсушивают при 50-55 °С;

г) полученный по пункту в) биочар смешивают с раствором перманганата калия 0,2 моль/л при массовом соотношении 1:12, используя ультразвук с частотой 30-40 кГц и мощностью 15 Вт в течение 60-80 минут для перемешивания и помещают его в высокотемпературную печь при 500-550 °С на 30-40 минут для анаэробного пиролиза с получением биочарового материала, иммобилизованного на оксиде марганца;

д) добавляют 5-6 частей воды к отмытому биочару, полученному по пункту г) добавляют препарат целлюлазы и препарат протеазы, обеспечивают достижение pH суспензии до 5,0-5,5, медленно перемешивают при комнатной температуре в течение 10-20 минут и выдерживают в течение 7 часов, отфильтровывают и сушат при 48-52 ° С для получения композиционного материала на основе биочара с иммобилизованным экзогенным ферментом;

е) смешивают отжатые и подсушенные водоросли с индийским финико Tamarindus indica, соломой, жмыхом сала и отходами животноводства (шерстью животных) и подвергают компостированию и ферменации. Через 20 дней температура компоста снижается, при этом добавляют порошок флавоноидов - листьев бамбука, порошок кукурузного белка и растительную золу, добавляют композиционный материал на основе биочара с иммобилизованным экзогенным ферментом, полученный по пукту д), оставляют ферментироваться в течение 12-15 дней;

ж) ферментированный материал, полученный на стадии по пункту е), сушат при низкой температуре 45-50 °С и измельчают и смешивают с дигидрофосфатом калия, хлоратом калия, карбонатом калия, порошком карналлита, порошком водоросли Elodea canadensis, полученным по пункту а) и другими оставшимися материалами и помещают на производственную установку для грануляции.

Таким образом, в известном изобретении предлагают способ иммобилизации биологических ферментов на пироугле из биомассы для улучшения стабильности ферментов и устойчивости к их ингибированию, с целью компенсации недостатка калия в почве.

Недостатками известного технического решения в отношении способа является высокая технологическая сложность изготовления, включающая множество стадий производства, таких как необходимость нейтрализации компоста, многократного высушивания и т.п.

Недостатками известного технического решения в отношении композиции является сложность состава известного удобрения, что не позволяет установить, каким образом известная композиция обеспечивает распределение микроэлемента иода в верхнем пахотном слое почвы, в отличие от заявленного технического решения.

Также отсутствуют данные о том, что известное техническое решение обеспечивает пролонгированный характер выноса иода, данные о содержании иода в почве и переходе его в растения при использовании известного удобрения. Кроме того не подтверждены приведенные в описании известного технического решения данные об улучшении качества зерна, по сравнению с заявленным техническим решением.

Из исследованного уровня техники выявлено техническое решение по патенту RU2557432C1 «Торфоцеолитовое удобрение пролонгированного действия, модифицированное иодидом калия» сущностью которого является, модифицированное иодидом калия, включающее низинный торф и природный цеолит, модифицированный иодидом калия KI, в соотношении 2.3:1-3.4:2 и отличающееся тем, что природный цеолит, измельченный до размеров зерен 0.5-0.7 мм, насыщают из 0.02-0.04% раствора иодида калия в течение 14-16 ч при соотношении массы природного цеолита и раствора иодида калия 1:7-1:13.

Известное техническое решение предполагает повышение биопродуктивности малоплодородных криаридных и мерзлотных почв и урожайности сельскохозяйственных культур, улучшение их качественного состава за счет внесения удобрения, содержащего повышенное количество доступного растениям калия, гуминовых кислот, микроэлемента иода в матрице природного цеолита. При этом известный способ предполагает смешивание низинного торфа и природного цеолита, модифицированного иодидом калия.

К недостаткам известного технического решения по отношению к композиции можно отнести отсутствие в описании характера распределения иода на твердом пористом носителе – цеолите. Также в описании известного изобретения отсутствуют данные, подтверждающих пролонгированный характер выноса иода из твердого пористого носителя и данных, подтверждающих обеспечение распределения иода в верхних почвенных слоях и, соответственно, доступность микроэлементов для растений. При этом в описании не приведены доказательства повышения уровня микроэлемента иода в зеленой массе растений, а отмечается лишь увеличение отдельных параметров качества урожая зеленных культур, которые могут быть в большей степени связаны с внесением в почву торфа, как составляющей части известного удобрения. Такой вывод может быть сделан, так как в описании отсутствует сравнение качества сельскохозяйственных культур при внесении торфа и известного удобрения, содержащего торф и насыщенный иодом цеолит. Также в известном техническом решении отсутствуют данные об улучшении качества зерновых культур, в отличие от заявленного технического решения.

К недостаткам по отношению к способу также можно отнести отсутствие информации о процедуре нанесения иодида калия на цеолиты, отсутствуют данные о характеристиках цеолитов, помимо размеров частиц, не указан растворитель и требования к условиям насыщения цеолита раствором иодида калия. Таким образом, описание известного изобретения не позволяет, по мнению заявителя, оценить возможность получения заявленного технического результата известным способом. Также в описании известного технического решения не указана форма известного удобрения, что не позволяет, по мнению заявителя, оценить технологические и потребительские качества удобрения по сравнению с заявленным техническим решением.

Из исследованного уровня техники выявлены ряд технических решений, где техническим результатом является улучшение качества зерна.

Известно изобретение по патенту CN107935657 (A) «Biological organic fertilizer special for grain and preparation method of biological organic fertilizer» (Биологическое органическое удобрение для зерновых культур и способ приготовления биологического органического удобрения. Изобретение раскрывает биологическое органическое удобрение, специально предназначенное для зерновых культур и способ приготовления биологического органического удобрения. Сущностью является то, что свежий помет домашнего скота и птичий помет, натуральная дерновая почва и сельскохозяйственные отходы равномерно смешиваются для ферментации, и ферментированную смесь смешивают с биочаром, гуминовой кислотой, глиной и т.п. для приготовления органического удобрения, где весовые соотношения основных компонентов следующие: следует: 10-15 частей дерновой почвы, 60-70 частей помёта птицы и крупного рогатого скота, 5-10 частей гуминовой кислоты, 15-20 частей сельскохозяйственных отходов, 5-10 частей глины, 5- 10 частей биочара и 0,1-0,5 части биологических агентов; способ приготовления включает стадии ферментации, смешивания, грануляции, сушки, охлаждения, просеивания и упаковки. Биологическое органическое удобрение для зерновых культур обладает преимуществами доступного сырья, простым процессом и низкой стоимостью, способствует урожайности зерновых культур, улучшает качество зерна и пищевых качеств, улучшает плодородие почвы и способствует проблемы потери питательных веществ из помёта сельскохозяйственных животных сельскохозяйственных отходов, а также решает проблему утилизации отходов сельскохозяйственного производства и помёта животных.

Недостатком по отношению к способу является его сложная и многостадийная технология изготовления известного удобрения, при этом удобрение, полученное известным способом, по мнению заявителя, не обладает пролонгированным действием, распределения микроэлемента в верхнем пахотном слое почвы и повышения содержания микроэлемента иода в почве и растениях, ввиду его отсутствия в композиции известного технического решения.

Недостатком известного технического решения в отношении композиции является наличие глинистых наполнителей, способных оказывать нежелательное влияние на плодородный слой при регулярном внесении, а также отсутствие микроэлемента иода в составе, что, в отличие от заявленного технического решения, не обеспечивает достижения технического результата в виде повышения содержания иода в растениях.

При этом, хотя в известной композиции присутствует биочар, в данном случае он выступает в качестве компонента ферментируемой смеси, а не как носитель для микроэлемента иода, в отличие от заявленного технического решения.

Наиболее близким по количеству совпадающих существенных признаков, выбранным заявителем в качестве прототипа, в отношении способа получения удобрения и удобрения, полученного указанным способом, является изобретение по патенту RU 2698659 «Способ грануляции пироугля с иммобилизованными микроорганизмами и гранулы, полученные указанным способом». Сущностью является способ грануляции пироугля из помета домашней птицы с иммобилизованным консорциумом микроорганизмов, характеризующийся тем, что в гранулятор подают пироуголь в количестве 1 кг с влажностью до 5%, со средним линейным размером частиц пироугля не более 2 мм ± 0,5 мм, добавляют на 1 кг пироугля с иммобилизованными микроорганизмами 500 мл пластификатора, представляющего собой водный раствор Кремнезоля «ЛЭЙКСИЛ®» 40-AL в соотношении кремнезоль : вода = 4:1, затем выполняют процесс гранулирования при температуре 40°С ± 10°С и атмосферном давлении с получением целевого продукта в виде гранул с размером 4 мм, далее выполняют сушку гранул при комнатной температуре в течение 2 часов. Гранулы пироугля, полученные способом по п. 1, имеющие размер макропор не менее 5 μм, удельную площадь поверхности не менее 10 м²/кг, токсичность (Кр10) в отношении P. caudatum не более 5 и D. magna не более 20, содержание по сухому веществу углерода не менее 40% вес., азота не менее 3,5% вес., фосфора не менее 1,5% вес., калия не менее 4% вес.

Недостатками прототипа в отношении способа является то, что последовательность действий прототипа не позволяет достигнуть заявленного технического результата из-за отсутствия этапа внесения раствора иодида калия в раствор кремнезоля, используемого в качестве пластификатора для грануляции.

Недостатками прототипа в отношении композиции является то, что в пироугле отсутствует микроэлемент иод как таковой, в результате чего не достигаются технические результаты, описанные в заявленном техническом решении, а именно:

- повышение содержания микроэлемента иода в растениях;

- улучшение качества зерна;

Основываясь на анализе исследованного уровня техники, заявитель считает, что заявленное техническое решение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень», т.к. не только устраняет недостатки прототипа, но и дополнительно обеспечивает возможность одновременного улучшения качества зерна и повышения содержания иода в растениях при использовании иодида калия, что по мнению заявителя является дополнительным доказательством соответствия заявленного технического решения критерию «изобретательский уровень».

Целью и техническими результатами заявленного технического решения являются:

1. Пролонгированный характер выноса микроэлемента иода в почву и его распределение в верхнем пахотном слое почвы, что обеспечивает доступность микроэлемента иода для растений;

2. Повышение содержания микроэлемента иода в почве и в растениях при внесении заявленного удобрения, полученного заявленным способом, благодаря доступности микроэлемента иода для растений;

3. Повышение качества зерна при внесении заявленного удобрения, полученного заявленным способом.

Косвенным результатом, логически следующим из технического результата, можно считать перенос микроэлементов в организм человека при потреблении вегетативных или генеративных частей растений что, в конечном счете, приводит к улучшению качества жизни человека и профилактике большого количества заболеваний человека в целом, связанных с дефицитом иода.

Сущностью заявленного технического решения является способ получения удобрения, заключающийся в том, что берут 10 мг иодида калия, растворяют в 100 мл дистиллированной воды; берут кремнезоль с массовой концентрацией диоксида кремния 39-41% и размером мицелл не более 6 нм, смешивают с водой в соотношении 1 часть кремнезоля к 3 частям воды; смешивают 100 мл раствора иодида калия и 400 мл раствора кремнезоля; берут 1 кг пироугля и добавляют 500 мл полученного водного раствора иодида калия и кремнезоля; далее пироуголь гранулируют; далее гранулы пироугля выдерживают при температуре 35 °С в течение 4-х часов. Удобрение по п.1. на основе пироугля с кремнезолем, размер мицелл которого не превышает 6 нм, отличающееся тем, что содержит микроэлемент иод в концентрации 7,5 мкг/г по отношению к пироуглю.

Заявленное техническое решение иллюстрируется Фиг.1 – Фиг.4.

На Фиг.1 представлена Таблица 1, в которой приведены результаты изучения пролонгированного характера выноса иодида калия из заявленного удобрения.

На Фиг.2 представлена Таблица 2 и Таблица 3, в которых приведены результаты изучения распределения микроэлемента иода в верхнем пахотном слое под кресс-салатом и шпинатом соответственно.

На Фиг.3 представлены Таблица 4 и Таблица 5, в которых приведены результаты изучения содержания иода в зеленных и зерновых культурах соответственно.

На Фиг.4 представлены Таблица 6 и Таблица 7, в которых приведены результаты изучения качества зерна пшеницы и ячменя соответственно.

Заявленное техническое решение осуществляется следующим образом:

- Берут, например, 10 мг иодида калия, растворяют, например, в 100 мл дистиллированной воды, получают раствор иодида калия.

- Берут кремнезоль, например, «ЛЭЙКСИЛ®» 40-AL, производства "Научно-технический центр "КОМПАС", с массовой концентрацией диоксида кремния 39-41% и размером мицелл не более 6 нм, смешивают с водой в соотношении 1 часть кремнезоля к 3 частям воды.

- 100 мл раствора иодида калия смешивают с 400 мл раствора кремнезоля, получают 500 мл водного раствор кремнезоля с иодидом калия.

- Берут пироуголь в количестве 1 кг с влажностью до 5%, предпочтительно из помета домашней птицы, в основном куриного помета, со средним линейным размером частиц пироугля не более 2 мм ± 0,5 мм, добавляют 500 мл водного раствора кремнезоля с иодидом калия.

- Выполняют процесс гранулирования по известному способу (патент заявителя RU 2698659) (например, c помощью бытового гранулятора ZLPS 120B) при температуре 40 °С ± 10 °С и атмосферном давлении в соответствии с инструкцией гранулятора, для чего исходные материалы подают в гранулятор с получением гранул с размером, например, 4 мм.

- Выдерживают гранулы при комнатной температуре в течение 4 часов при температуре 35 °С.

В результате осуществления заявленного технического решения заявителем получено удобрение с заявленными свойствами на основе пироугля, содержащего микроэлемент иод в концентрации 7,5 мкг/г по отношению к пироуглю.

Далее заявителем приведены доказательства достижения заявленных технических результатов в следующей последовательности:

1. Пролонгированный характер выноса микроэлемента иода в почву и его распределения в верхнем пахотном слое почвы, что обеспечивает доступность микроэлемента иода для растений;

2. Повышение содержания микроэлемента иода в почве и в растениях при внесении заявленного удобрения, полученного заявленным способом, благодаря доступности микроэлемента иода для растений;

3. Повышение качества зерна при внесении заявленного удобрения, полученного заявленным способом.

Пример 1. Определение концентрации микроэлемента иода в заявленном удобрении, полученного заявленным способом.

Определение концентрации иода в заявленном удобрении проводили известным методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) на приборе Perkin Elmer Elan DRC-II (США).

В результате проведенных измерений установлено, что концентрации иода в заявленном удобрении составляет 7,5 ± 0,025 мкг/г.

Доказательство заявленного технического результата № 1:

Пример 2. Изучение пролонгированного характера выноса микроэлемента иода из заявленного удобрения, полученного заявленным способом.

Изучена интенсивность выноса соединений микроэлемента иода в зависимости от времени отстаивания (пролонгированность) путем измерения электропроводности водной вытяжки заявленного удобрения и исходного пироугля (контрольный образец) при различном времени отстаивания.

Изучена интенсивность выноса (пролонгированность) соединений микроэлемента иода на примере контакта заявленного удобрения с деионизированной водой. Продолжительность контакта составляла следующие временные интервалы: 5 минут, 60 минут, 24 часа, 72 часа и 168 часов.

Степень выноса растворимых солей, в том числе иодида калия и других соединений иода, оценивали по показателю увеличения электропроводности в водной вытяжке из удобрения по сравнению с контрольным образцом.

Опыт проводили по следующей методике:

Образцы удобрения массой 2.5 г помещают в деионизированную воду массой 47.5 г в конических колбах, перемешивают стеклянной палочкой и устанавливают на шейкер в режиме 800 толчков/мин на 5 минут, затем оставляют на 5 минут и на 60 минут. Для отстаивания вытяжки в течение 24 часов, 72 часов и 168 часов суспензии переливают из конических колб в стаканчики и закрывают часовым стеклом, отстаивание производится при тех же условиях.

Далее определяют электрическую проводимость полученной водной вытяжки, погружая датчик кондуктометра в вытяжку. После каждого измерения датчик промывают дистиллированной водой.

Результаты измерения приведены в Таблице 1 на Фиг.1.

Из данных, приведенных в Таблице 1, видно, что показатели электрической проводимости в вытяжках из заявленного удобрения и контрольного образца не имеют существенных отличий в течение первых 24 часов эксперимента, что, по мнению заявителя, обусловлено выносом растворимых солей из пироугля, присутствующего изначально в обоих образцах.

Далее, в период от 24-х до 168-ми часов, значения электрической проводимости в вытяжке из заявленного удобрения превышают на 70% значения контрольного образца что, по мнению заявителя, обусловлено выносом соединений иода, внесенных по заявленному способу и отличающих заявленное удобрение от контрольного образца.

Доказательство заявленного технического результата № 2:

Пример 3. Изучение распределения микроэлемента иода в верхнем пахотном слое при внесении заявленного удобрения, полученного заявленным способом.

Опыт произведен в условиях лабораторного эксперимента на примере почвенных образцов. Моделирование свойств верхнего пахотного слоя обеспечивалось использованием серой лесной почвы с высаженными зеленными культурами – шпинатом и кресс-салатом, в период времени, совпадающим с соответствующим вегетационным циклом данных растений, при соблюдении соответствующих температурных показателей, показателей влажности почвы, воздуха, степени и режима освещенности в течение времени эксперимента. Также благодаря наличию специального дренажа и режиму полива в вегетационных сосудах моделировался водный режим соответствующей почвы.

Берут заявленное удобрение, полученное по заявленному способу, в количестве, например, не более 1% от массы образца почвы, что соответствует дозе внесения удобрения на основе пироугля в полевых условиях. Почву помещают в вегетационные сосуды, перемешивают с ней заявленное удобрение и увлажняют до состояния полевой влагоемкости. Далее высаживают в подготовленную почву с внесенным удобрением предварительно пророщенные семена шпината и кресс-салата.

Аналогичным способом готовят контрольные вегетационные сосуды:

- без внесения удобрения;

- с внесением раствора иодида калия с концентрацией 10 мкг/г;

Отбор образцов почв производили в течение вегетационного периода - на 1, 7, 14 и 21 сутки, последующие измерения содержания в них иода производили методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой.

Результаты приведены в Таблицах 2 и 3 на Фиг. 2.

Из данных, приведенных в Таблицах 2 и 3, видно, что в начале вегетационного периода образец почвы с внесенным раствором иодида калия содержит несколько бóльшую концентрацию иода, чем образец почвы с заявленным удобрением. К концу вегетационного периода содержание иода в почве в вегетационных сосудах с кресс-салатом при внесении заявленного удобрением выше на 85%, по сравнению с контрольными без внесения удобрения и с внесением раствора иодида калия. Аналогичное повышение доказано для почвы в вегетационных сосудах со шпинатом, в которой прирост концентрации иода составил 146% по отношению к контролю без удобрения и 68% по отношению к контролю с внесением раствора иодида калия.

Данный факт, по мнению заявителя, означает, что, благодаря свойствам заявленного удобрения и его влиянию на физические свойства почвы, при его внесении уменьшается интенсивность миграции соединений иода из верхних слоев почвы в нижние при вымывание и в атмосферу при испарении.

Наблюдаемый эффект также может быть следствием и косвенным подтверждением пролонгированного выноса соединений иода из заявленного удобрения.

Доказательство заявленного технического результата № 2:

Пример 4. Изучение содержания иода в зеленных культурах растений при действии заявленного удобрения, полученного заявленным способом, в условиях лабораторного эксперимента.

Настоящий опыт произведен в условиях лабораторного эксперимента на примере почвенных образцов. Моделирование свойств верхнего пахотного слоя обеспечивалось использованием серой лесной почвы с высаженными зеленными культурами – шпинатом и кресс-салатом, в период времени, совпадающим с соответствующим вегетационным циклом данных растений, при соблюдении соответствующих температурных показателей, показателей влажности почвы, воздуха, степени и режима освещенности в течение времени эксперимента. Также благодаря наличию специального дренажа и режиму полива в вегетационных сосудах моделировался водный режим соответствующей почвы.

Выбор зеленных культур – шпината и кресс-салата был обусловлен их коротким вегетационным периодом и эффективной аккумуляцией микроэлементов из почвы.

Берут заявленное удобрение, полученное по заявленному способу, в количестве, например, не более 1% от массы образца почвы. Почву помещают в вегетационные сосуды, перемешивают с ней заявленное удобрение и увлажняют до состояния полевой влагоемкости. Далее высаживают в подготовленную почву с внесенным удобрением предварительно пророщенные семена шпината и кресс-салата.

Одновременно готовят контрольные вегетационные сосуды:

- без внесения удобрения;

- с внесением пироугля без иодида калия;

По истечении вегетационного периода сравнивают результаты определения содержания иода в растениях, полученных в опытных и контрольных вегетационных сосудах. Определение содержание иода проводят согласно ГОСТ 15111-2015.

Результаты приведены в Таблице 4 на Фиг. 3.

Из данных, приведенных в Таблице 4, видно, что содержание иода в растениях в опытном вегетационном сосуде выше, чем в контрольных сосудах. Таким образом, при внесении заявленного удобрения, доказано повышение концентрации микроэлемента иода в зелёной массе кресс-салата на 18% по отношению к контролю без удобрения и на 10% по отношению к контролю с внесённым пироуглем без иода. Аналогичное повышение доказано для зелёной массы шпината, в которой прирост концентрации иода составил 21% по отношению к контролю без удобрения и 18% по отношению к контролю с внесённым пироуглем без иода.

Полученный технический результат, по мнению заявителя, позволяет утверждать, что внесение заявленного удобрения, полученного заявленным способом, повышает содержание микроэлемента иода в зеленных растениях.

Доказательство заявленного технического результата № 2:

Пример 5. Изучение содержания иода в зерновых культурах при действии заявленного удобрения, полученного заявленным способом.

Берут заявленное удобрение, полученное по заявленному способу, в количестве, например, не более 1% от массы пахотного слоя, вносят в почву (опытный участок).

Одновременно готовят контрольные участки:

- без внесения удобрения;

- с внесением пироугля без иодида калия.

Затем проводят стандартные агротехнические мероприятия, рекомендованные для данного типа почвы и характера севооборота, например, культивация почвы с дальнейшим посевом, например, пшеницы и ячменя.

По истечении вегетационного периода собирают урожай пшеницы и ячменя, который выражается в единицах, например, ц/га.

Результаты приведены в Таблице 5 на Фиг.3.

Из данных, приведенных в Таблице 5, видно, что содержание иода в зерновых культурах на опытном участке выше, чем на контрольных участках. Так, при внесении заявленного удобрения доказано повышение концентрации микроэлемента иода в зерне пшеницы на 30% по отношению к контролю без удобрения и на 18% по отношению к контролю с внесённым пироуглем без иода. Аналогичное повышение доказано для зерна ячменя, в котором прирост концентрации иода составил 184% по отношению к контролю без удобрения и на 157% по отношению к контролю с внесённым пироуглем без иода.

Полученный технический результат, по мнению заявителя, позволяет утверждать, что внесение заявленного удобрения, полученного заявленным способом, повышает содержание микроэлемента иода в зерновых культурах.

Доказательство заявленного технического результата № 3:

Пример 6. Изучение повышения качества зерна пшеницы и ячменя при действии заявленного удобрения, полученного заявленным способом.

Берут заявленное удобрение, полученное по заявленному способу, в количестве, например, не более 1% от массы пахотного слоя, вносят в почву.

Одновременно готовят контрольные участки:

- без внесения удобрения;

- с внесением пироугля без иодида калия.

Затем проводят стандартные агротехнические мероприятия, рекомендованные для данного типа почвы и характера севооборота, например, культивация почвы с дальнейшим посевом, например, пшеницы и ячменя.

По истечении вегетационного периода собирают урожай пшеницы и ячменя, который выражается в единицах, например, ц/га и анализируют качество зерна пшеницы согласно требованиям ГОСТ 9353-2016 Пшеница. Технические условия и ячменя согласно требованиям ГОСТ Р 53900-2010. Ячмень кормовой. Технические условия.

Сравнивают результаты оценки качества зерна, полученные на опытном и контрольных участках. Результаты приведены в Таблицах 6 и 7 на Фиг. 4.

Из данных, приведенных в Таблицах 6 и 7, видно, что качество зерна пшеницы и ячменя на опытном участке выше, чем на контрольных участках.

Таким образом, при внесении заявленного удобрения доказано повышение показателей качества зерна пшеницы по отношению к контролю без удобрения:

- массовой доли белка на 37% (пироуголь без иода на 31%);

- клейковины на 33% (пироуголь без иода на 14%);

- натуры на 2,1 % (пироуголь без иода на 2,5 %);

- массы тысячи зёрен на 7,8% (пироуголь без иода на 5,6%);

- числа падения на 4% (пироуголь без иода на 1,1%).

Аналогичное улучшение доказано для зерна ячменя по отношению к контролю без удобрения:

- повышение содержания сырого протеина на 14,4 % (пироуголь без иода на 11,6%),

- снижение содержания сырой клетчатки на 21,4 % (пироуголь без иода на 15,7 %);

- снижение содержания сырой золы на 19,1% (пироуголь без иода на 10,5%).

Полученные результаты, согласно приведенным выше ГОСТам, позволяют относить указанные изменения к повышению показателей качества зерна.

Из изложенного выше можно сделать вывод, что заявленное удобрение, полученное по заявленному способу, повышает качество зерна пшеницы и ячменя по основным показателям качества.

Полученный технический результат, по мнению заявителя, позволяет утверждать, что внесение заявленного удобрения, полученного заявленным способом, повышает качество зерновых культур в целом.

Таким образом, из описанного выше можно сделать общий вывод, что заявленная совокупность признаков приводит к достижению целого ряда неочевидных технических результатов, превышающих суммарно технические результаты, описанные в аналогах и прототипе, а именно:

1. Обеспечен пролонгированный характер выноса микроэлемента иода в почву и его распределение в верхнем пахотном слое почвы, что обеспечивает доступность микроэлемента иода для растений (см. Пример 2, Таблица 1 на Фиг.1);

2. Повышено содержание микроэлемента иода в почве и в растениях при внесении заявленного удобрения, полученного заявленным способом, благодаря доступности микроэлемента иода для растений (см. Примеры 3, 4, 5, Таблицы 2, 3, 4, 5 на Фиг.2, 3);

3. Повышено качество зерна при внесении заявленного удобрения, полученного заявленным способом (см. Пример 6, Таблицы 6, 7 на Фиг.4);

Косвенным результатом, логически следующим из технического результата, можно считать перенос микроэлементов в организм человека при потреблении вегетативных или генеративных частей растений.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна», предъявляемому к изобретениям, так как при определении уровня техники не обнаружено средство, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, представленным в независимом пункте формулы изобретения, включая характеристику назначения, при достижении более высоких, по сравнению с прототипом, технических результатов.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень», предъявляемому к изобретениям, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявленного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат. При этом заявленное техническое решение является неочевидным для специалиста вследствие того, что заявителю удалось одновременно обеспечить пролонгированное действие заявленного удобрения, полученного по заявленному способу, повышение содержания иода в зерновых и зеленных культурах, улучшение качества зерна.

Заявленное техническое решение соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям, т.к. может быть реализовано в промышленных масштабах посредством использования известных стандартных технических устройств и оборудования.

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения удобрения на основе пироугля заключается в том, что берут 10 мг иодида калия, растворяют в 100 мл дистиллированной воды, берут кремнезоль с массовой концентрацией диоксида кремния 39-41% и размером мицелл не более 6 нм, смешивают с водой в соотношении 1 часть кремнезоля к 3 частям воды, смешивают 100 мл раствора иодида калия и 400 мл раствора кремнезоля, берут 1 кг пироугля и добавляют 500 мл полученного водного раствора иодида калия и кремнезоля, далее пироуголь гранулируют, далее гранулы пироугля выдерживают при температуре 35°С в течение 4-х часов. Удобрение на основе пироугля с кремнезолем, размер мицелл которого не превышает 6 нм, которое содержит микроэлемент иод в концентрации 7,5 мкг/г по отношению к пироуглю. Изобретения позволяют повысить содержание микроэлемента иода в почве и в растениях, а также повысить качество зерна. 2 н.п. ф-лы, 4 ил., 6 пр.

1. Способ получения удобрения на основе пироугля, заключающийся в том, что берут 10 мг иодида калия, растворяют в 100 мл дистиллированной воды; берут кремнезоль с массовой концентрацией диоксида кремния 39-41% и размером мицелл не более 6 нм, смешивают с водой в соотношении 1 часть кремнезоля к 3 частям воды; смешивают 100 мл раствора иодида калия и 400 мл раствора кремнезоля, берут 1 кг пироугля и добавляют 500 мл полученного водного раствора иодида калия и кремнезоля, далее пироуголь гранулируют, далее гранулы пироугля выдерживают при температуре 35°С в течение 4-х часов.

2. Удобрение, полученное способом по п.1, на основе пироугля с кремнезолем, размер мицелл которого не превышает 6 нм, отличающееся тем, что содержит микроэлемент иод в концентрации 7,5 мкг/г по отношению к пироуглю.