Результат интеллектуальной деятельности: Удобрение комплексное на базе активированных (дегидратированных) природных цеолитов

Изобретение относится к сельскому хозяйству, агрохимии и касается органоминеральных удобрений. Удобрение комплексное на базе активированных (дегидратированных) природных цеолитов пролонгированного действия, которое включает гуминовые и фульвовые кислоты, аминокислоты и пептиды, а также небольшое количество традиционных минеральных удобрений в минимальных количествах, причем природный цеолит, измельченный до размеров зерен 1-7 мм, обрабатывают водным раствором активных компонентов не допуская изменения степени сыпучести цеолита, т.е. насыщая этим раствором микро- и макропоры цеолита для облегчения процедуры внесения полученного удобрения в почву, пролонгирования действия его активных компонентов, что позволяет достичь увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур и обеспечить стабилизацию почвенного плодородия земель без применения традиционных удобрений и может быть использовано как ресурсосберегающий агроприем, уменьшающий токсическую нагрузку на агросистемы за счет повышения эффективности действия агрохимических препаратов. Кроме того, существенно повышаются сроки хранения этих удобрений, вследствие невозможности попадания бактерий в микропоры цеолита. Бедность ассортимента промышленных удобрений, высокие цены на промышленные туки и низкая платежеспособность сельхозпроизводителей сокращают объемы применения удобрений. Потребность почв в удобрениях удовлетворяется менее чем на 10%. Актуальной задачей является создание новых видов удобрений на основе природного органического и минерального сырья при использовании сорбционной технологии. Изобретение позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур, ускорить их созревание и улучшить качественный состав. Применение удобрения комплексного на базе активированных (дегидратированных) природных цеолитов пролонгированного действия способствует интенсификации биохимических процессов из-за наличия в составе гуминовых, фульвовых и аминокислот, что позволяет увеличить продуктивность системы почва-растение, кроме того, разработка таких препаратов является актуальной задачей ввиду усиления негативных последствий антропогенного воздействия на природные экосистемы.

Известен ряд изобретений, в которых задача повышения эффективности решается за счет пролонгированного поступления активных компонентов к растениям благодаря распределению ингредиентов в полимерной органической матрице (см., например, патент RU 2243657).

Известен состав для пролонгированной доставки активного ингредиента к семенам и растениям и способ применения этого состава, описанный в патенте RU 2203547. В данном патенте предложен состав, представляющий собой микрочастицы, имеющие средний диаметр 0,2-200 мкм, полученные из раствора полимера и активного ингредиента в органическом растворителе. Активный ингредиент является фунгицидом, регулятором роста растений, питательным веществом для растений или их комбинацией. Микрочастицы содержат от 1 до 50% по весу активного ингредиента, распределенного в полимерной матрице, состоящей из полимера, выбранного из группы, включающей полиметилметакрилат, полимер молочной кислоты, сополимеры молочной и гликолевой кислоты, ацетатбутират целлюлозы, полистирол, акриловый полимер, сополимер винилпирролидона и винилацетата и другие.

В данных изобретениях применяются полимеры, не уменьшающие антропогенную нагрузку на сельскохозяйственные угодья вследствие плохой деградации в окружающей среде, что является их недостатком.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является состав для пролонгированной доставки биологически активного ингредиента к семенам и растениям и способ применения состава, защищенные патентом RU 2305404.

Состав для пролонгированной доставки биологически активного ингредиента к семенам и растениям включает полимерную матрицу и распределенный в полимерной матрице активный ингредиент. В качестве активного ингредиента он содержит пероксид водорода, обладающий ростстимулирующими и криопротекторными свойствами, полимерная матрица состоит из поливинилпирролидона с М.М. 25000-30000, растворенного в воде в концентрации 1-2%, при этом массовое соотношение пероксида водорода и поливинилпирролидона составляет 1:29-1180.

Способ применения состава для пролонгированной доставки биологически активного ингредиента к семенам и растениям включает нанесение состава на семена, при этом семена обрабатывают составом в количестве 0,3-0,5 л на 1 кг семян и подсушивают до сыпучего состояния.

Недостатком данного состава является ограничение функций активного ингредиента ростостимулирующими свойствами. В результате для повышения урожайности сельскохозяйственных культур требуется дополнительное внесение отдельными технологическими операциями необходимого количества питательных веществ. При этом целевые преимущества прототипа влияют на процессы минерального питания растений косвенным образом.

Прототипом изобретения также является комплексное торфоцеолитовое удобрение пролонгированного действия, включающее низинный торф и природный цеолит, модифицированный ионами неодима, в соотношении 3:1-3:2 и отличающееся тем, что природный цеолит насыщают из 0.01-0.15% раствора сульфата неодима Nd₂(SO₄)₃ в течение 20-22 ч при соотношении массы природного цеолита и раствора сульфата неодима 1:9-1:10. (RU 2322426), применение которого повышает урожайность овощных и кормовых культур, ускоряет сроки их созревания, но ввиду отсутствия в составе удобрения стимуляторов роста и набора микроэлементов, которые являются одними из основных элементов плодородия, предлагаемому Удобрению комплексному на базе активированных (дегидратированных) природных цеолитов пролонгированного действия.

Задачей изобретения является разработка состава и способа применения удобрения, которое обеспечат пролонгированную доставку к растениям эффективного количества активного ингредиента, содержащего компоненты более широкого спектра действия и усиливающего целевое применение компонентов, а именно: гуминовые и фульвовые кислоты, аминокислоты и низкомолекулярные пептиды, а также азот, фосфор и калий в количествах, необходимых для развития растений.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении урожайности сельскохозяйственных культур.

Указанный результат достигается тем, что матрица для пролонгированной доставки биологически активного ингредиента к растениям, представляет собой активированный (дегидратированный) природный цеолит (микропористая кристаллическая «губка», объем пор в которой составляет до 50% объема каркаса цеолита, являющейся активным адсорбентом). Кроме того, цеолит содержит микроэлементы Mn, Mg, Fe, Co, P, К, В и другие, а также аморфный кремний, необходимые для питания растений. Увеличивается водоемкость почв и возможность связывания ионов тяжелых металлов в почвах.

Указанный результат достигается также тем, что состав, предназначенный для пролонгированной доставки к растениям, включает в себя либо раствор гуминовых и фульвовых кислот, полученных из природного торфа, либо смесь аминокислот и пептидов, полученных биохимическими методами и содержащими максимальное количество L-изомеров, либо их смесь в количестве, суммарно не превышающем 1000 г на тонну цеолита, а также минеральные удобрения, в количестве не более 10-20 кг на 1 тонну цеолита, причем внекорневую подкормку растений осуществляют 450-500 кг готового удобрения на 1 га посевов. Такое удобрение становится полным заменителем комплекса питательных веществ, необходимых растениям, и имеет, кроме того, функции биостимулятора. При этом вся продукция, произведенная с использованием такого удобрения, будет абсолютно химически безопасной и относится к разряду биологически чистой.

Пример производства удобрения комплексного на базе активированных (дегидратированных) природных цеолитов.

1. Отбор образцов.

В присутствии перечисленных выше лиц проведен отбор цеолита для изготовления опытной партии. Отбор производился из бункера готового материала в мешки весом 25 кг каждый (после промышленного дозатора). Количество отобранного цеолита составило 500 кг (20 мешков) фракция цеолита (после промышленного классификатора) 1 -3 мм. Кроме указанного количества отобрано 5 кг цеолита фракции 1-3 мм для проведения предварительных опытов по определению водопоглощения цеолита. Измерена влажность исходного образца в лаборатории ОАО «ПРОМЦЕОЛИТ».

2. Проведение опытов по установлению максимальной влагоемкости цеолита.

Для внесения растворов гуминовых, фульвовых кислот (использовался препарат ГумиАгро, производства ООО «Эссон», Россия) а также растворов аминокислот (использовался препарат Nomar N 148, производства фирмы Inagrosa, Испания) необходимо определить максимальное количество воды, поглощаемой цеолитом Хотынецкого месторождения без образования крупных агрегатов, без слипания отдельных частиц цеолита, с целью предотвратить изменение степени сыпучести и избежать слеживания конечного продукта.

2.1. Взята навеска цеолита фракции 1-3 мм весом 500 г.

Навеску поместили в чистую, сухую металлическую емкость объемом 5 л и оросили 180 мл воды из пульверизатора при интенсивном перемешивании цеолита. В образце образовались крупные влажные агрегаты частиц. Количество воды - избыточно.

2.2. Взята навеска цеолита фракции 1-3 мм весом 500 г.

Навеску поместили в чистую, сухую металлическую емкость объемом 5 л и оросили 120 мл воды из пульверизатора при интенсивном перемешивании цеолита. В образце образовались крупные влажные агрегаты частиц. Количество воды - избыточно.

2.3. Взята навеска цеолита фракции 1-3 мм весом 500 г.

Навеску поместили в чистую, сухую металлическую емкость объемом 5 л и оросили 100 мл воды из пульверизатора при интенсивном перемешивании цеолита. В образце образовались крупные влажные агрегаты частиц. Количество воды - избыточно.

2.4. Взята навеска цеолита фракции 1-3 мм весом 500 г.

Навеску поместили в чистую, сухую металлическую емкость объемом 5 л и оросили 80 мл воды из пульверизатора при интенсивном перемешивании цеолита. В образце не образовались агрегаты, отдельные частицы изменили цвет из-за влажности. Количество воды признано максимальным.

ВЫВОД: для получения опытной партии цеолитов, модифицированных аминокислотами необходимо применять раствор в объеме, не превышающем 60 мл на 500 г цеолитов. В пересчете на 100 кг цеолита максимальное количество воды составляет 12000 мл (12 л).

Исходя из полученных данных, произведен расчет количества препарата ГумиАгро и препарата Nomar N 148 и объема их раствора.

Учитывая имеющуюся в наличии бетономешалку объемом 250 л для перемешивания цеолитов и вес цеолита, необходимого для ее заполнения (100 кг, определено опытным путем) составлена таблица дозировки ГумиАгро и N 148.

Исходя из приведенной выше таблицы 1, был приготовлен раствор, содержащий 600 мл ГумиАгро и 60 мл N 148 в 20 л воды.

Каждая партия цеолита Хотынецкого месторождения была обработана соответствующим количеством приготовленного раствора при интенсивном перемешивании и распылении раствора пульверизатором (имеется фото- и видеофиксация процесса).

После перемешивания отобраны образцы каждой партии обработанного цеолита, оставшееся количество помещено в чистые мешки и помечено соответствующим образом (имеется видеофиксация).

Влажность каждого образца была измерена после обработки в лаборатории ОАО «ПРОМЦЕОЛИТ», данные приведены в таблице 2.

Полученные образцы переданы для испытаний в федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина».