СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОГО ПРЕПАРАТА НА ОСНОВЕ СЕНА ЛЮЦЕРНЫ И СПОСОБ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ
METHOD OF PRODUCING BIOLOGICALLY ACTIVE PREPARATION BASED ON LUCERNE HAY AND METHOD FOR USE THEREOF

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано в качестве биостимулятора для улучшения роста, развития и повышения продуктивности растений.
В основном, в сельском хозяйстве в качестве биостимуляторов растений используют искусственно синтезированные химические препараты.
Известны также биостимуляторы растительного происхождения.
Известен жидкий биостимулятор для развития корневой системы Радиафарм [http://udobrenie.com/page68209]. Это растительный комплекс экстрактов, содержащий полисахариды, стероиды, глюкозиды, аминокислоты и бетаин, обогащенный специальными дополнительными витаминами и микроэлементами. Радиафарм стимулирует развитие боковых и дополнительных корней, тем самым способствуя развитию всей корневой системы растения.
Недостатками Радиафарма является то, что хелатных соединений и цинка и других химических соединений не достаточно для развития растений. Растения подвержены влиянию ультрафиолетовых лучей, корневая система подвергается гнилостным процессам, что снижает продолжительность жизни плодоношения растений, некоторые растения приходится выбраковывать.
Известен биологически активный препарат [патент №2335925, кл. A23L 1/30, A23L 1/304, A23L 1/305, A23L 1/302, A61K 36/00, опубл. 20.10.2008]. Данный биологически активный препарат, полученный на основе люцерны, получен обработкой его экстрагентом, содержащим макро- и микроэлементы, который содержит кальций, калий, натрий, магний, фосфор, железо, цинк, олово, кобальт, хром, ванадий, марганец, молибден, медь, а также свободные аминокислоты, липиды, белки. Биологически активный препарат может применяться в качестве пищевой добавки в лечебно-профилактических целях, а также в косметической, фармацевтической промышленности, в ветеринарии, а также в качестве кормовой добавки для животных и птиц. Однако данный биологически активный препарат не применяют в сельском хозяйстве.
Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение арсенала биологически активных веществ, полученных на основе люцерны для применения их в сельском хозяйстве в качестве биостимулятора для повышения продуктивности растений.
Поставленная задача решается тем, что предлагаемый способ получения биологически активного препарата на основе сена люцерны включает запарку сена в водном конденсате при температуре до 100ºС и массовом соотношении растительного сырья к конденсату 1:11, введение микро- и макроэлементов в виде водного раствора солей металлов с получением обогащенной суспензии сена, проведение высокотемпературного гидролиза обогащенной суспензии сена при температуре 150-160ºС и давлении 4,5-6 атм в течение 40-90 мин с получением концентрированного гидролизата, многократный рецикл концентрированного гидролизата, при этом на каждом этапе рецикла производится загрузка новой порции сена, водного конденсата и микро- и макроэлементов в блок запарки и очистка концентрированного гидролизата от отходов. Масса вновь загружаемого сена, водного конденсата и микро- и макроэлементов должна быть эквивалентной массе отходов. При достижении концентрации питательных веществ более 5% в концентрированном гидролизате часть концентрированного гидролизата направляется на выпарку при температуре 60-120°С для получения концентрированного продукта - искомого биологически активного препарата, в котором концентрация биологически активных веществ составляет 38,5-41,5%, при этом в блок запарки сена добавляется эквивалентное количество водного конденсата и микро- и макроэлемента.
Введение микро- и макроэлементов производится на этапе запарки сена в водном конденсате в следующем соотношении, мг/кг растительного сырья:
железо сернокислое 7-водное 0,450-0,650
цинк сернокислый 7-водный 0,13-0,17
марганец сернокислый 5-водный 0,065-0,089
медь сернокислая 5-водная 0,001-0,004
аммоний мольбденовокислый 0,006-0,007
аммоний ванадиевокислый 0,006-0,007
кобальт сернокислый 7-водный 0,015-0,017
хлорное олово 0,015-0,017
хлористый барий 0,005-0,007
магний сернокислый 0,4-0,7
ортофосфат аммония трехзамещенный 0,15-0,18
сернокислый калий 0,4-0,6
ортофосфат калия трехзамещенный 0,15-0,18
Также поставленная задача решается тем, что предлагается применять биологически активный препарат на основе сена люцерны, содержащий кальций, калий, натрий, магний, фосфор, железо, цинк, олово, кобальт, хром, ванадий, марганец, молибден, медь, а также свободные аминокислоты, липиды, белки в качестве средства, стимулирующего повышение продуктивности растений, причем производится обработка как семян, так и самих проросших растений. Семена замачиваются в водном растворе предлагаемого биологически активного препарата, а растения обрабатываются водным раствором предлагаемого биологически активного препарата путем чередования орошения надземной части растений и полива.
Свойства предлагаемого биостимулятора, повышающие продуктивность растений, обнаружены впервые. В предлагаемом способе получения биологически активного препарата на основе сена люцерны при высокотемпературном гидролизе питательные вещества извлекаются из люцерны посевной в виде водорастворимых соединений, представляющих собой хелатные агрегаты, полученные из органических веществ (из моносахаридов, дисахаридов, глюкозидов из ряда сапонинов, тиоглюкозидов, пектин - целлюлозные соединения, белковые соединения) и соединений макро- и микроэлементов (железа, цинка, кальция, фосфора, магния, марганца, серы, калия, кремния, фтора, олова, ванадия и бария). При гидролизе суспензии сена образуются органические соединения, прочно связанные с ионами металлов. Водный экстракт хелатных соединений способен образовывать конденсированный экстракт, в котором образуются поливитаминные комплексы, незаменимые аминокислоты, флаваноиды, уроновые кислоты.
Применение данного биологически активного препарата улучшает всхожесть семян, делает рассаду устойчивой к влиянию ультрафиолетовых лучей, улучшает развитие корневой системы, подавляет гнилостные процессы в ней, при этом растения имеют сочно-зеленый цвет, легче переносят заморозки, продлевается жизнедеятельность растений, то есть продлевается время плодоношения. Растения меньше подвержены заболеваниям. Выбраковка растений при промышленном испытаний не наблюдалась.
Предлагаемый способ получения биологически активного препарата на основе сена люцерны иллюстрируется схемой, где:
1 - блок запарки сена,
2 - блок высокотемпературного гидролиза обогащенной суспензии сена,
3 - блок получения готового продукта,
4 - блок очистки концентрированного гидролизата,
I - линия подачи исходного сырья,
II - линия подачи обогащенной суспензии сена,
III - линия подачи концентрированного гидролизата,
IV - линия подачи концентрированного гидролизата с твердыми отходами,
V - линия подачи очищенного концентрированного гидролизата,
VI - линия отвода отходов,
VII - линия подачи готового продукта,
VIII - линия подачи микро- и макроэлементов в виде водного раствора солей металлов,
IX - линия подачи водного конденсата.
Исходное сырье - измельченное сено люцерны по линии I подают в блок 1 для запарки в водном конденсате при температуре до 100°С и массовом соотношении растительного сырья к конденсату 1:11. По линиям IX и VIII в блок 1 вводят водный конденсат с температурой до 100°С и микро- и макроэлементы в виде водного раствора солей металлов для получения обогащенной суспензии сена. По линии II обогащенная суспензия сена подается в блок 2, где производится высокотемпературный гидролиз.
На первом этапе рецикла по линии IV из блока высокотемпературного гидролиза 2 концентрированный гидролизат выводится содержащий отходы подается в блок 4, для очистки. По линии V очищенный концентрированный гидролизат подается в блок 1 для приготовления следующей порции суспензии сена. Одновременно в блок 1 - новая порция сена, водного конденсата и микро- и макроэлементов. По линии VI из блока 4 отводятся отходы.
На последующих этапах рецикла все операции повторяются. На блоке проведения высокотемпературного гидролиза постоянно ведется контроль концентрации питательных веществ в концентрированном гидролизате.
При достижении концентрации питательных веществ более 5% в концентрированном гидролизате часть концентрированного гидролизата по линии III направляется в блок 3 на выпарку для получения концентрированного продукта, откуда и выводится по линии VII.
Изобретение поясняется примерами.
Пример 1. В блок 1 загружается 50 кг сена и 500 л водного конденсата с микроэлементами.
В Блок 2, представляющий собой стальной реактор, выполненный из стали Х18Н10Т объемом 1000 л, снабженный барботером для подачи пара внутрь реактора и наружной паровой рубашкой для подачи пара глухим методом, подается суспензия сена, приготовленная в 1 блоке. Гидролиз ведется при температуре 50 градусов, при атмосферном давлении. Полученный продукт подвергался анализам. Результаты занесены в таблицу 1.
Следующие примеры 2-10 проводились при температуре от 100 градусов и выше и при давлении от атмосферного до 6 атм. Результаты сведены в таблицу №1.
Таблица 1
Концентрация питательных веществ в концентрированном гидролизате, полученном при однократном рецикле
№
T, ºC
P, атм
Суспензия сена с водным конденсатом и микроэлементами, кг/операцию
Время гидролиза в мин
Концентрированный гидролизат, г/л
Примечание
1
50
Атм
Сена 50 кг, водный конденсат с микро- и макроэлементами 500 л
90
Гидролиз не идет
2
100
Атм
Сена 50 кг, водный конденсат с микро- и макроэлементами 500 л
90
Гидролиз не идет
3
115
1,5
Сена 50 кг,водный конденсат с микро- и макроэлементами 500 л
90
0,1
Гидролиз не идет
4
125
2,5
Сена 50 кг, водный конденсат с микро- и макроэлементами 500 л
90
0,3
Выход продукта 0,5%, извлечение питательных веществ 4,5%
5
140
4,0
Сена 50 кг, водный конденсат с микро- и макроэлементами 500 л
90
1,5
Выход продукта 7,4%, извлечение питательных веществ 66,66%
6
150
5,5
Сена 50 кг, водный конденсат с микро- и макроэлементами 500 л
90
2,3
Выход продукта 10,1%, извлечение питательных веществ 90,9%
7
160
5,9
Сена 50 кг, водный конденсат с микро- и макроэлементами 500 л
90
2,45
Выход продукта 10,9%, извлечение питательных веществ 98,19%
8
170
6,4
Сена 50 кг, водный конденсат с микро- и макроэлементами 500 л
90
2,45
Выход продукта 10,9%, извлечение питательных веществ 98,19%
Повышение температур выше 160ºC не целесообразно, т.к. питательные вещества извлечены полностью
9
160
5,9
Сена 50 кг. водный конденсат с микро- и макроэлементами 500 л.
60
2,45
Выход продукта 10,9%, извлечение питательных веществ 98,19%
10
160
5,9
Сена 50 кг, водный конденсат с микро- и макроэлементами 500 л
40
2,35
Выход продукта 10,9%, извлечение питательных веществ 98,19%
Проведение многократного рецикла с целью повышения концентрации питательных веществ в готовом продукте целесообразно при температуре 150-160ºC и давлении 4,5-6 атм в течение 40-90 мин.
Наращивание концентрации питательных веществ в результате трехкратного рецикла (пример 7)
№
T, ºC
P, атм
Суспензия сена с водным конденсатом и микроэлементами, кг/операцию
Время гидролиза в мин
Концентрированный гидролизат, г/л
Примечание
1
160
5,9
Сена 50 кг, водныйконденсат с микро- и макроэлементами, 500 л
90
2,45
Выход продукта 10,9%
2
160
5,9
Сена 50 кг, водный конденсат с микро- и макроэлементами 500 л
90
4,2
Выход продукта 10,9%, извлечение питательных веществ 98,19%
3
160
5,9
Сена 50 кг, водный конденсат с микро- и макроэлементами 500 л
90
7,9
Выход продукта 10,9%, извлечение питательных веществ 98,19%
Пример 11
ВГУСП «Совхоз Алексеевский» применялась обработка огурцов биологически активным препаратом на основе сена люцерны - полив и орошение надземной части растений.
3
Первый раз после всхода семян проводят полив. После этого через 7 дней проводят орошение. В дальнейшем полив и орошение чередуют так же через каждые 7 дней и проводят до окончания периода плодоношения. Биологически активный препарат добавлялся в поливочную воду при соотношении 100-120 г на 100 л. Полив и орошение производились из расчета не менее 5 м поливочной воды на 1 га.
По сравнению с обработкой препаратом Радиафарм было отмечено, что листья опытных растений имели более зеленый цвет, корневая система обработанных растений значительно превосходила контрольную, урожайность огурцов была выше (см. таблицу 3).
Таблица 3
Сравнительные показатели урожайности огурцов
Дата сбора
Обработанные Радиафармом (кг/секцию)
Обработанные биостимулятором на основе сена люцерны (кг/секцию)
разница
04.11.2011
18,4
18,39
-0,01
07.11.2011
51,27
52,60
+1,33
16.11.2011
23,6
29,16
+5,55
25.11.2011
22,62
23,9
+1,28
02.12.2011
21,73
24,5
+2,77
07.12.2011
21,74
25,1
+3,33
14.12.2011
41,44
42,55
+1,11
2
2
Урожайность огурцов, обработанных Радиафармом, составила 30 кг на 1 м, а обработанных биологически активным препаратом на основе сена люцерны - 32 кг на 1 м. В среднем, за пять месяцев сбора урожая, урожайность огурцов, обработанных биологически активным препаратом на основе сена люцерны, увеличилась на 20 т с 1 га площади. Следовательно, за год урожайность увеличится более чем на 40 т с 1 га площади.
Пример 12
Семена огурцов перед посадкой были предварительно обработаны биологически активным препаратом на основе сена люцерны. Семена замачивались водным раствором биологически активного препарата из расчета 150 г на 100 л и выдерживались 18 часов, что положительно сказалось на развитии растения. Рассада хорошо укоренилась, растения имели сочно-зеленый цвет, следы ожогов на листьях отсутствовали. Урожайность огурцов повысилась на 7,6%
Таким образом, использование биологически активного препарата на основе сена люцерны позволяет поднять урожайность и увеличивает время плодоношения. Резко снижается заболеваемость растений, снижается проблема ожогов, как термических, так и ультрафиолетовых, корневая система становится более мощной, что позволяет поддерживать в рабочем состояний более длинные плодоносящие плети, что увеличивает урожайность. При использовании биологически активного препарата на основе сена люцерны появилась возможность создать дополнительную корневую систему на плетях огурцов, что уменьшает путь поступления питательных веществ в плодоносящую зону растений.