Результат интеллектуальной деятельности: Влагозащитное парафиновое покрытие плодовых прививок и черенков яблони

Изобретение относится к области химии и сельского хозяйства, а именно к составу влагозащитного парафинового покрытия плодовых и виноградных прививок и черенков при производстве саженцев.

Известен состав для парафинирования прививок и саженцев "Фитикол" (АС СССР №843903, кл. A01N 3/04, бюллетень №25, 1981 г.), включающий технический парафин 87-97%; низкомолекулярный полиизобутилен 2-8%; глицириновый эфир талловой канифоли 1-5%. Однако добавка такого полимерного соединения, как полиизобутилен, в количестве 2% и выше, улучшая адгезию и эластичность, резко увеличивает вязкость парафиновой системы и требует значительных перегревов для достижения ее однородности, что может пагубно отразиться на растении. Применение полиизобутилена целесообразно для повышения адгезии лишь в горячих условиях (склеивание горячим способом). Адгезия растет только при большой добавке, в то время как вязкость резко повышается уже при малой концентрации (2% и выше). Второй компонент - глицериновый эфир талловой канифоли требует для его получения специального синтеза и в связи со сложностью и неопределенностью химического состава канифоли трудно надеяться на постоянный состав синтезируемого эфира. Рекомендуемое количество этого эфира также необоснованно велико.

Известен состав влагозащитного покрытия плодовых и виноградных черенков при производстве саженцев (Патент на изобретение №2155480, A01N, опубл. 10.09.2000 - прототип) на основе парафина, содержащий пластификаторы, диспергаторы и ПАВ, в качестве которых используют церезин, СЖК С₁₇-С₂₀ и атактический полипропилен, или полиэтиленовый воск, или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас. %: СЖК C₁₇-C₂₀ - 0,5-1,0; Церезин - 15-20; Атактический полипропилен, или полиэтиленовый воск, или их смесь - 0,5-1,0; парафин - остальное.

Известное влагозащитное покрытие имеет следующие недостатки:

- сложный состав, включающий компоненты различного происхождения и назначения, что создает неудобства в технологии получения заданной влагозащитной композиции;

- основной модифицирующий структуру парафина компонент церезин в количестве 15-20 мас. % представляет собой достаточно дорогостоящий, дефицитный нефтяной продукт;

- полимерные добавки - полиэтиленовый воск (ПВ) или атактический полипропилен (АЛЛ), рекомендованные в малом количестве, не более 1 мас. % недостаточно эффективны как пластификаторы. Эти высокомолекулярные соединения растворяются в парафине лишь при высоких температурах, при этом значительно увеличивается вязкость смеси и соответственно - толщина покрытия, что ухудшает эксплуатационные свойства. По своим характеристикам в малых количествах не более 1 мас. % они выполняют роль только диспергаторов структуры парафина, с которой может хорошо справиться и церезин.

- для обеспечения адгезии парафино-церезино-полимерного сплава к черенкам требуется специальная добавка поверхностно-активного вещества (ПАВ) - промышленная фракция С17-С20 синтетических жирных кислот (ГОСТ 23239-89).

Указанные недостатки не позволяют в полной мере обеспечить эффективную ресурсосберегающую защиту покрытий плодовых и виноградных прививок и черенков.

Техническим результатом изобретения является улучшение влагозащитных свойств парафинсодержащих покрытий, обладающих необходимой пароводонепроницаемостью и адгезией, что обеспечивает повышенный выход стандартных саженцев при снижении производственных затрат.

Технический результат достигается тем, что во влагозащитном парафиновом покрытии плодовых прививок и черенков яблони, включающем парафин, пластификатор, диспергатор и поверхностно-активное вещество согласно изобретению в качестве пластификатора, диспергатора и поверхностно-активного вещества используют подсолнечный воск при следующем соотношении компонентов, мас. %: подсолнечный воск 15-20, парафин - остальное.

Новизна и преимущество предлагаемого состава заключается в том, что значительно снижена стоимость влагозащитного покрытия за счет замены церезина на подсолнечный воск, являющийся отходом производства подсолнечного масла, что обеспечивает сбережение ресурсов церезина и решает важную экологическую задачу утилизации подсолнечного воска. Эффективное применение подсолнечного воска обусловлено тем, что в состав подсолнечного воска, кроме восковых эфиров, входят насыщенные высшие жирные кислоты от С₁₆ до С₂₄ и спирты растительного происхождения. Оптимальные количества этих ПАВ в подсолнечном растительном воске заложены природой, обеспечивая ему необходимые уникальные влагоудерживающие свойства. Присутствие поверхностно-активных жирных кислот придает воскам не только твердую при комнатной температуре консистенцию (Мелехина О.В., Лобанов В.Г. Изменение жирно-кислотного состава фракций липидов покровных тканей семян подсолнечника при созревании // Изв. вузов. Пищ. пром-ть. №1-2. - 1993. - С. 46-47], но и адгезионные свойства по отношению к образцам растительного происхождения. Увеличение адгезии покрытия к поверхности черенка за счет ПАВ подсолнечного воска имеет следующее научное обоснование. При адсорбции на поверхности растительной системы черенка молекулы ПАВ подсолнечного воска, согласно правилу уравнивания полярностей по Ребиндеру П.А., своей полярной группой направлены к полярной гидрофильной поверхности, а неполярной (алкильным радикалом) - наружу. Это приводит к изменению природы поверхности гидрофильной или олеофобной на гидрофобную или олеофильную, обладающую химическим сродством к неполярным молекулам н-алканов парафина и покрытию в целом.

Новизна заявляемого предложения заключается в применении подсолнечного воска в качестве диспергатора, пластификатора и ПАВ, что придает покрытию достаточную адгезионную способность, так как химический состав воска включает поверхностно-активные жирные кислоты и спирты. По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружена аналогичная заявляемой совокупность признаков, что позволяет судить об изобретательском уровне предложения.

Влагозащитное парафиновое покрытие плодовых и виноградных прививок и черенков представляет собой твердый композиционный парафино-восковой сплав при комнатной температуре светло-коричневого цвета, имеющий температуру плавления 60-65°С, без запаха, с неограниченным сроком хранения при нормальных условиях.

Основным признаком подсолнечного воска, предлагаемого в качестве диспергатора, пластификатора и ПАВ, является его эффективное влагозащитное свойство. К факторам, обусловливающим получение сплава с заданными влагозащитными свойствами, относится процентное соотношение компонентов, входящих в состав сплава. Количество вводимого подсолнечного воска (15-20 мас. %) регламентируется температурой плавления его сплава с парафином, которая должна быть не более 70°С. Это связано с необходимостью перегрева расплава на 10-15 градусов (не более чем до 85°С) перед погружением в него черенков. Перегрев выше 85°С может пагубно отразиться на плодовых и виноградных прививках и черенках.

Готовится парафиновая композиция (ПК) расплавлением парафина и подсолнечного воска в указанных пропорциях до однородной жидкой смеси при температуре 80-85°С и тщательном перемешивании.

Опыты проводились с одревесневшими черенками подвоев ММ 102, привитых районированным и перспективным сортом яблони Флорина. Черенки привоя парафинировали. Прививки стратифицировали и затем хранили при температуре 0÷2°С. Полевые опыты производили в соответствии с методикой Всероссийского НИИ садоводства им. И.В. Мичурина. Результаты опытов обрабатывали методами математической статистики. Нанесение влагозащитного покрытия на верхний конец черенков осуществляли путем их погружения в расплав композиции при температуре 80÷85°С. Экспозиция составляла 2÷3 с. Посадку проводили в начале апреля. Участок орошали. Уход за растениями выполняли в соответствии с агротехническими указаниями для Краснодарского края. Схема посадки 50×10 см. Повторность опыта 3-кратная (по 80 растений в повторности). Основным критерием оценки качества парафиновых покрытий был выход укорененных растений.

Результаты экспериментов обобщены в таблице.

Ниже приведены конкретные примеры приготовления парафино-восковых композиций (ПК) различного состава: ПК-1 с 10 мас. % подсолнечного воска (ПВ); ПК-2 с 15 мас. % ПВ; ПК-3 с 20 мас. % ПВ; и ПК-4 с 30 мас. % ПВ и результаты их эксплуатационных свойств (водопаропроницаемости и адгезии), а также укоренения черенков. Водопаропроницаемость определялась методом, основанным на измерении количества водяного пара, диффундирующего через пленку анализируемого образца площадью 1 м² в течение 24 часов. Адгезия оценивалась условно в процентах не разрушаемой поверхности покрытия от общей величины поверхности, покрытой парафиновой композицией.

Пример №1. В расплавленный до 85°С парафин массой 1800 г (90 мас. %) добавили 200 г (10 мас. %) подсолнечного воска и тщательно перемешали смесь при поддержании заданной температуры 85°С. Получили готовый расплав парафиновой композиции (ПК-1) следующего состава, мас. %: подсолнечный воск - 10, парафин - 90. Нанесение влагозащитного покрытия на черенки осуществляли путем их погружения в расплав композиции при температуре 85°С на 2-3 с последующим охлаждением при комнатной температуре. Результаты эксплуатационных свойств полученного состава влагозащитного покрытия в виде параметров водопаропроницаемости 6,4 г/м²⋅сутки, адгезии 63% и укоренения черенков 43,3% свидетельствуют, что они лучше, чем для контрольного состава в виде чистого парафина, но еще не достаточно хороши. Таким образом, данный сплав не обладает достаточными влагозащитными свойствами.

Пример №2. В расплавленный до 83°С парафин массой 1700 г (85 мас. %) добавили 300 г (15 мас. %) подсолнечного воска и тщательно перемешали смесь при поддержании заданной температуры. Получили готовый расплав парафиновой композиции (ПК-2) следующего состава, мас. %: подсолнечный воск - 15, парафин - 85. Результаты эксплуатационных свойств полученного состава влагозащитного покрытия в виде параметров водопаропроницаемости 5,6 г/м²⋅сутки, адгезии 71% и укоренения черенков 63,9% свидетельствуют, что они существенно лучше, чем для контрольного состава в виде чистого парафина. Таким образом, данный сплав обладает достаточно хорошими влагозащитными свойствами.

Пример №3. В расплавленный до 82°С парафин массой 1600 г (80 мас. %) добавили 400 г (20 мас. %) подсолнечного воска и тщательно перемешали смесь при поддержании заданной температуры. Получили готовый расплав парафиновой композиции (ПК-3) следующего состава, мас. %: подсолнечный воск - 20, парафин - 80. Результаты эксплуатационных свойств полученного состава влагозащитного покрытия в виде параметров водопаропроницаемости 5,9 г/м²⋅сутки, адгезии 79% и укоренения черенков 85,7% свидетельствуют, что они существенно лучше, чем для контрольного состава в виде чистого парафина. Таким образом, данный сплав обладает достаточно хорошими влагозащитными свойствами.

Пример №4. В расплавленный до 80°С парафин массой 1400 г (70 мас. %) добавили 600 г (30 мас. %) подсолнечного воска и тщательно перемешали смесь при поддержании заданной температуры. Получили готовый расплав парафиновой композиции (ПК-4) следующего состава, мас. %: подсолнечный воск - 30, парафин - 70. Результаты эксплуатационных свойств полученного состава влагозащитного покрытия в виде параметров водопаропроницаемости 7,1 г/м²⋅сутки, адгезии 75% и укоренения черенков 52,3% свидетельствуют, что они лучше, чем для контрольного состава в виде чистого парафина, но еще не достаточно хороши. Таким образом, данный сплав не обладает достаточными влагозащитными свойствами.

Исходя из представленных научно-исследовательских данных, новое влагозащитное покрытие в виде парафиновых композиций ПК-2 и ПК-3 обладает низкой водопаропроницаемостью, высокой адгезией и обеспечивает лучшее укоренение черенков яблони.

Таким образом, предлагаемое парафино-восковое покрытие, включающее подсолнечный воск 15-20 мас. % и остальное - парафин, является наиболее перспективным, так как позволяет в полной мере обеспечить эффективную ресурсосберегающую защиту плодовых и виноградных прививок и черенков при производстве саженцев.