Способ получения двухкомпонентного жидкого концентрированного удобрения для гидропонного и аэропонного возделывания сельскохозяйственных культур Российский патент 2024 года по МПК C05G5/20 C05G1/00 A01G31/00 

Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству и может быть использовано в гидропонике, аэропонике, тепличном овощеводстве, поливном земледелии, комнатном цветоводстве и выращивании рассады.

Известен способ получения концентрата питательного состава для выращивания сельскохозяйственных культур в гидропонных системах [RU 2808836, C05D 9/02, A01G 31/00], состоящий в пересчете на элементы, масс. %: 4,4% азота, 4%, калия, 0,18% кальция, 0,09% магния, 0,2% серы, 6,13% фосфора, 0,005% железа, 0,28% бора, 0,0005% меди, 0,001% цинка, 0,002% марганца, 0,057% молибдена, остальное вода.

Недостатками данного способа является наличие балластных примесей в своем составе, которые выпадают в осадок. По химическому составу данное удобрение будет недостаточно эффективно в условиях стрессовых факторов, поскольку в составе не указано наличие всех необходимых микроэлементов, способствующих протеканию биохимических процессов в растении в доступной водорастворимой форме.

Известен питательная среда для выращивания растений на корм животным [RU 2013943, A01G 31/00], состоящий из элементов калия, азота, фосфора, кальция и магния, а также добавки микроэлементов при их содержании (в граммах на 1000 л воды): нитрат калия - 500, суперфосфат - 550, аммиачная селитра - 200, сульфат магния - 300, хлорное железо - 6, борная кислота - 0,72, сульфат марганца - 10-50, сульфат цинка - 15-75, сульфат меди 2-10, селенисто-кислый натрий - 0,1-3,0, хлорид кобальта - 0,3-6,0, иодид калия - 0,1-3,0, хлорид кальция - 100-2000, сульфат железа - 15-75.

Недостатком известного изобретения можно признать его невысокую эффективность, обусловленную неоптимальным составом питательных элементов и присутствием жизненно важных микроэлементов в форме минеральных солей, обеспечивающих низкую степень поглощения последних и, как следствие, недостаточное развитие растений.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному распространённый 3-компонентная система удобрений для гидропоники комплект жидкого удобрения Flora Series [https://www.terraaquatica.com/general-catalogue/], которая используется на разных стадиях развития растений. Компоненты этого концентрата не удается сохранить в виде одного раствора, поэтому они разделены на три концентрата, комбинируя их, можно получить необходимое питание для растения. Это вносит дополнительные сложности, особенно при подкормке растений методом полива. Flora Series не является универсальным средством для широкого применения, поскольку содержит низкое количество азота, фосфора, неустойчива при pH выше 7.

Недостатками данного является:

1. Выпадение некоторых солей в осадок и изменение рН раствора, что существенно влияет на рост растений.

2. Не сбалансированный химический состав удобрения

3. Отсутствие в своем составе отдельных L- аминокислот.

Задача изобретения - получение жидких концентрированных удобрений из простых минеральных солей с добавками L-аминокислот, обеспечивающих повышение урожайности и качества продукции в условиях гидропонного и аэропонного способа питания культур.

Поставленная задача решается за счет получения двухкомпонентного жидкого концентрированного удобрения для гидропонного и аэропонного возделывания сельскохозяйственных культур, включающий растворение в дистиллированной воде при температуре 20-25°С следующих компонентов в соответствующих рецепту количествах (г/л): раствор А - нитрат калия (KNO₃) 30-190, нитрат аммония (NH₄NO₃) 0-45, шестиводный нитрат магния (Mg(NO₃)₂⋅6H₂O) 0-150, четырехводный нитрат кальция (Ca(NO₃)₂⋅4H₂O) 70-260, L-метионин 0-10^-3, L-лизин 0-10^-3, L-цистин 0-10^-3, раствор Б - дигидрофосфат калия (KH₂PO₄) 0-60, дигидрофосфат аммония (NH₄H₂PO₄) 0-50, сульфат калия (K₂SO₄) 0-90, сульфат аммония ((NH₄)₂SO₄) 0-35, cемиводный сульфат магния (MgSO₄⋅7H₂O) 0-160, молибдат аммония ((NH₄)₆Mo₇O₂₄) 0,01-0,05, борная кислота (H₃BO₃) 0,1-0,6, оксилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ) 1-5, девятиводный нитрат железа III (Fe(NO₃)₃*9H₂O) 0,4-2, пятиводный сульфат марганца II (MnSO₄*5H₂O) 0,3-1,5, семиводный сульфат цинка (ZnSO₄*7H₂O) 0,2-1, пятиводный сульфат меди (CuSO₄*5H₂O) 0,1-0,5, остальное вода.

Двухкомпонентное жидкое концентрированное удобрение представляет собой комплект двух растворов - раствор А и раствор Б. Из-за высокого содержания питательных веществ, в отличие от прототипа, жидкое питательное удобрение может перевозиться на значительные расстояния. В то же время, у потребителя отпадает необходимость в длительном приготовлении питательного раствора путем последовательного растворения компонентов.

Компоненты растворяются в дистиллированной воде при температуре 20-25°С. При приготовлении раствора А сначала растворяются аминокислоты, затем нитрат калия, четырехводный нитрат кальция, шестиводный нитрат магния, нитрат аммония. При приготовлении раствора Б сначала растворяется оксилидендифосфоновая кислота ОЭДФ, затем соли железа, марганца цинка, меди, молибдат аммония, борная кислота. После их полного растворения растворяются соли, содержащие макроэлементы и
L- аминокислоты.

Примеры состава двухкомпонентного жидкого концентрированного удобрения для гидропонного и аэропонного возделывания сельскохозяйственных культур:

Пример 1. Рецепт двухкомпонентного жидкого концентрированного удобрения для аэропонного выращивания.

Раствор А, г/л: нитрат калия (KNO₃) 64,3, шестиводный нитрат магния (Mg(NO₃)₂⋅6H₂O) 91,2, четырехводный нитрат кальция (Ca(NO₃)₂⋅4H₂O) 158,7, Цистин -0,012.

Раствор Б, г/л: дигидрофосфат калия (KH₂PO₄) 33,8, сульфат калия (K₂SO₄) 38,7, сульфат аммония 7,5, молибдат аммония ((NH₄)6Mo₇O₂₄) 0,015, борная кислота (H₃BO₃) 0,32; оксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ) 2,1, девятиводный нитрат железа III (Fe(NO₃)₃*9H₂O) 0,76, пятиводный сульфат марганца II (MnSO₄*5H₂O) 0,52, семиводный сульфат цинка (ZnSO₄*7H₂O) 0,34, пятиводный сульфат меди (CuSO₄*5H₂O) 0,07.

Пример 2. Рецепт двухкомпонентного жидкого концентрированного удобрения для гидропонного возделывания.

Раствор А, г/л: нитрат калия (KNO₃) 179,7, четырехводный нитрат кальция (Ca(NO₃)₂⋅4H₂O) 244,2, метионин- 0,015.

Раствор Б, г/л: дигидрофосфат аммония (NH₄H₂PO₄) 43,0, сульфат калия (K₂SO₄) 19,3, cемиводный сульфат магния (MgSO₄⋅7H₂O) 134,5, молибдат аммония ((NH₄)6Mo₇O₂₄) 0,028, борная кислота (H₃BO₃) 0,49; оксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ) 3,1, девятиводный нитрат железа III (Fe(NO₃)₃*9H₂O) 0,76, пятиводный сульфат марганца II (MnSO₄*5H₂O) 0,78, семиводный сульфат цинка (ZnSO₄*7H₂O) 0,51, пятиводный сульфат меди (CuSO₄*5H₂O) 0,11.

Новые существенные признаки:

1. Сбалансированный и устойчивый состав микро- и макроэлементов.

2. Использование химически чистых минеральных солей от отечественных производителей удобрений.

3. Добавление в состав концентрированных жидких удобрений отдельных L-аминокислот, способствующих благоприятному прохождению стрессовых факторов в период вегетации, а также сбалансированному биохимическому составу у растений.

4. Элементы минерального питания находятся в водорастворимой, доступной для растений форме. Это достигается путем поэтапного приготовления удобрения.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными позволяют получить технический результат во всех случаях, на которые распространяется объем правовой охраны.

Технический результат

Технический результат заявляемого изобретения является в способе получения двухкомпонентного жидкого концентрированного удобрения для возделывания сельскохозяйственных культур в условиях гидропонного и аэропонного питания за счёт обеспечении постоянным сбалансированным питанием сельскохозяйственных культур в течение всего периода вегетации.

На фиг. 1 приведены урожайность и качество урожая индау посевного при корневых подкормках удобрениями, содержащими аминокислоты, в условиях полной светокультуры.

Достижение заявляемого результата подтверждается примерами.

Пример 1. Исследование включало в себя следующие варианты опыта:

1. ФОН - двух компонентное удобрение (st), компонент А 5мл/л + компонент Б 5 мл/л.

2. ФОН + Аминотал, 2 мл/л. Испанский аналог

3. ФОН + Реновации, 2 мл/л. Французский аналог

4. ФОН + L-Метионин, доза внесения 10^-2 моль/л.

5. ФОН + L-Цистин, доза внесения 10^-2 моль/л.

6. ФОН + L-Лизин, доза внесения 10^-2 моль/л.

В период вегетации до наступления фазы 2-х настоящих листьев во всех вариантах опыта полив осуществлялся фоновым раствором. После прохождения фазы 2-х настоящих листьев, осуществлялись 3 корневые подкормки, в соответствии со схемой опыта с интервалом 10 дней.

Применение цистина в качестве корневой подкормки привело к существенному увеличению урожайности у сорта Сицилия на 38% и несущественному - у сорта Корсика на 2,5%. Корневая подкормка удобрениями с аминокислотами и чистыми аминокислотами способствовала улучшению метаболизма нитратов в растениях (фиг.1).

Использование химически чистых минеральных солей способствуют минимизации образования осадков в гидропонной и аэропонной системе, а добавление отдельных L-аминокислот в качестве компонентов удобрения, способствующих повышению устойчивости к стресс-факторам и повышению урожайности; улучшению вкусовых качеств и более длительному сроку хранения.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ получения удобрения заключается в том, что растворяют в дистиллированной воде при температуре 20-25 °С два концентрата, содержащих в своем составе набор питательных элементов с добавлением отдельных L-аминокислот. Изобретение обеспечивает повышение урожайности и качества продукции в условиях гидропонного и аэропонного возделывания сельскохозяйственных культур за счет постоянного сбалансированного питания сельскохозяйственных культур в течение всего периода вегетации. 1 ил.

Способ получения двухкомпонентного жидкого концентрированного удобрения для гидропонного и аэропонного возделывания сельскохозяйственных культур, характеризующийся тем, что растворяют в дистиллированной воде при температуре 20-25 °С следующие компоненты в соответствующих рецепту количествах, г/л: раствор А - нитрат калия (KNO₃) 30-190, нитрат аммония (NH₄NO₃) 0-45, шестиводный нитрат магния (Mg(NO₃)₂⋅6H₂O) 0-150, четырехводный нитрат кальция (Ca(NO₃)₂⋅4H₂O) 70-260, L-метионин 0-10^-3, L-лизин 0-10^-3, L-цистин 0-10^-3, раствор Б - дигидрофосфат калия (KH₂PO₄) 0-60, дигидрофосфат аммония (NH₄H₂PO₄) 0-50, сульфат калия (K₂SO₄) 0-90, сульфат аммония ((NH₄)₂SO₄) 0-35, cемиводный сульфат магния (MgSO₄⋅7H₂O) 0-160, молибдат аммония ((NH₄)₆Mo₇O₂₄) 0,01-0,05, борная кислота (H₃BO₃) 0,1-0,6, оксиэтилидендифосфоновая кислота (ОЭДФ) 1-5, девятиводный нитрат железа III (Fe(NO₃)₃⋅9H₂O) 0,4-2, пятиводный сульфат марганца II (MnSO₄⋅5H₂O) 0,3-1,5, семиводный сульфат цинка (ZnSO₄⋅7H₂O) 0,2-1, пятиводный сульфат меди (CuSO₄⋅5H₂O) 0,1-0,5, остальное вода.