Способ получения капсулированных удобрений с ингибитором уреазы и соединением фунгицидного действия
METHOD FOR PRODUCING CAPSULAR FERTILISERS WITH A UREASE INHIBITOR AND A FUNGICIDAL COMPOUND

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам получения капсулированных удобрений с ингибитором уреазы и соединением фунгицидного действия, и может быть использовано при возделывании сельскохозяйственных культур.
Одним из приоритетных направлений сельского хозяйства является разработка новых высокоэффективных и экологически чистых удобрений пролонгированного действия.
Источником азота для растений служат азотсодержащие удобрения, основным из которых является мочевина. Преимущественно используются быстрорастворимые формы мочевины, которые легко участвуют в процессе трансформации в системе: почва-растение. Мочевина под действием микроорганизмов, содержащих фермент уреазу, превращается в аммиак и углекислый газ, что приводит к существенным потерям азота до 40%. Получение новых форм капсулированных азотных удобрений - одна из приоритетных задач в сельском хозяйстве.
4
2
Использование ряда соединений в качестве добавок к азотным удобрениям, способствует замедлению скорости разложения мочевины (CHNO) и образования аммиака [1-5]. Ингибиторы уреазы добавляют в удобрения, содержащие амидный азот. Принцип их действия сводится к блокировке фермента уреазы в зоне контакта удобрения с почвенным раствором. Фермент уреаза, выделяемый уреабактериями и корнями растений, превращает молекулу мочевины в гидрокарбонат аммония - нестабильное соединение, распадающееся с образованием свободного аммиака, который теряется в атмосфере. Также этот аммиак оказывается токсичным для молодых проростков.
Сульфат меди (II) - это антисептик, инсектицид и фунгицид широкого спектра действия, предназначенный для борьбы с комплексом заболеваний сельскохозяйственных растений. Механизм его действия заключается в том, что катионы меди (II) связываются с аминными и сульфгидрильными группами в грибах, вызывают неспецифическую
денатурацию белка. Кроме того, медь является важнейшим микроэлементом для роста и развития растений. Медь участвует в окислительно-восстановительных процессах в растениях, усиливает образование хлорофилла, способствует активации углеводного и азотного обмена, улучшает сопротивляемость растений грибковым и бактериальным заболеваниям, повышает морозо- и засухоустойчивость растений. Присутствие меди (II) в растительном питании способствует увеличению содержания белка в зерне, крахмала в клубнях картофеля, сахара в корнеплодах, жиров в зернах масличных культур.
Соли меди (II) в водной среде образуют комплексные соединения с фенолами, что способствует длительному высвобождению катионов меди (II) и гидроксильных групп фенола. Образование комплексных соединений между ингибитором фермента уреазы и фунгицидом ведет к пролонгированному действию капсулированного препарата.
В качестве прототипа выбран способ получения капсулированных удобрений путем обработки гранул раствором силиката натрия и раствором хлористого кальция [6]. Основным недостатком данного способа является то, что растворяющиеся гранулы мочевины очень быстро подвергаются гидролизу и нитрификации, вымыванию из почвенного слоя и эмиссии газообразных продуктов.
Задачей настоящего изобретения является разработка капсулированного препарата мочевины пролонгированного действия, состоящего из комплексного соединения ингибитора фермента уреазы и соединения с фунгицидными свойствами.
Техническим результатом изобретения является получение капсулированной мочевины пролонгированного действия с ингибитором уреазной активности - гидрохиноном и фунгицидом - сульфатом меди (II).
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения капсулированных удобрений путем обработки гранул мочевины растворами силиката натрия и хлористого кальция при стехиометрическом соотношении компонентов, в качестве ингибитора уреазной активности используют гидрохинон и сульфат меди (II) в качестве фунгицида, причем гидрохинон вводят в количестве 0,08 мас. % и сульфат меди (II) 0,5 мас. % в водный раствор силиката натрия, используемого для покрытия гранул.
Сущность изобретения заключается в использовании комплексного соединения гидрохинона - ингибитора уреазной активности и сульфат меди (II) - фунгицида в составе капсулированных азотных удобрений.
Гидрохинон действует как ингибитор фермента уреазы, а также как антиоксидант за счет двух гидроксигрупп [7].
Введение в состав капсулы комплексного соединения гидрохинона с сульфатом меди (II) позволяет значительно снизить скорость растворения азотных удобрений в почве и их превращение в легкорастворимые летучие соединения, которые ведут к потерям и загрязнению окружающей среды. Снижение скорости растворения удобрений в почве дает возможность растениям наиболее полно их использовать, что повышает урожайность сельскохозяйственных культур, их качество и общий экономический эффект от применения удобрений.
Пример 1.
2
3
2
В 20%-ный водный раствор силиката натрия, используемый в композиции для покрытия гранул мочевины, вводят гидрохинон в количестве 0,08 мас. % и сульфат меди (II) 0,5 мас. %. Навеску гранул мочевины в количестве 1 кг последовательно обрабатывают в "кипящем слое" аэрозолем 20%-ным раствором силиката натрия, с введенным предварительно ингибитором и фунгицидом, 33%-ным раствором хлористого кальция, при стехиометрическом соотношении компонентов, при температуре 30-40°С с расходом по NaSiO - 0,026 кг, по СаСl - 0,024 кг. Полученные капсулированные гранулы высушивают при температуре 60±5°С.
Результаты испытаний полученных удобрений представлены в таблицах 1, 2. Влияние удобрений, получаемых по предлагаемому способу, проверялось на урожайности картофеля.
Таблица 1. Урожайность картофеля по сортам (т/га), 2020 г.
№
вариант
<b>Н</b>
<b>Л</b>
<b>Ч</b>
<b>Т</b>
<b>Зл</b>
<b>С</b>
<b>Л11</b>
<b>Г</b>
<b>Л34</b>
<b>1</b>
1
35
29
33
22
40
28
25
28
21
2
43
29
29
21
42
29
27
29
22
3
39
28
31
19
41
33
26
33
23
<b>средняя</b>
<b>39</b>
<b>29</b>
<b>31</b>
<b>21</b>
<b>41</b>
<b>30</b>
<b>26</b>
<b>30</b>
<b>22</b>
<b>2</b>
1
38
25
29
19
34
16
24
28
23
2
37
28
28
18
39
14
26
26
21
3
36
31
24
23
38
18
25
27
19
<b>средняя</b>
<b>37</b>
<b>28</b>
<b>27</b>
<b>20</b>
<b>37</b>
<b>16</b>
<b>25</b>
<b>27</b>
<b>21</b>
Примечание:
1
– заявляемый состав капсул;
2
– прототип;
Сорт картофеля:
Н –
Л –
Ч –
Т –
Зл –
С –
Л11 –
Г –
Л34 –
«Невский», «Люкс», «Чароит», «Тулеевский», «Златка», «Сарма», «Линия11», «Гусар», «Линия 34».
Использование капсул мочевины с заявляемым составом увеличивает урожайность картофеля на 1 - 4 т/га по сравнению с прототипом.
При использовании капсулированной мочевины с добавками сульфата меди (II) поражение картофеля фитофторозом уменьшается на 3%.
Источники информации:
1. Fisher K.A., Yarwood S.A., James В.R. Soil urease activity and bacterial ureC gene copy numbers: Effect of pH. Geoderma, 2017, 285: 1-8. (https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2016.09.012)
2. Horta L.P., Mota Y. С.C, Barbosa G.M., Braga Т.C, Marriel I. E., Fatima A. de, Modolo
L. V. Urease Inhibitors of Agricultural Interest Inspired by Structures of Plant Phenolic Aldehydes. J. Braz. Chem. Soc, 2016, 27 (8): 1512-1519. (http://dx.doi.org/10.21577/0103-5053.20160208).
3. Keerthisinghe D.G., Freney J.R. Inhibition of urease activity in flooded soils: Effect of thiophosphorictriamides and phosphorictriamides. Soil Biology and Biochemistry, 1994, 26 (11): 1527-1533. (https://doi.org/l0.1016/0038-0717(94)90094-9).
4. Mathialagan R., Mansor N., Al-Khateeb В., Helmi M., Muhammad M., Shamsuddin R. Evaluation of Allicin as Soil Urease Inhibitor. Procedia Engineering, 2017, 184: 449-459. (https://doi.org/l0.1016/j.proeng.2017.04.116).
5. Li В., Chen Y, Liang W-Z, Mu L., Bridges W. C, Jacobson A. R., Darnault C. J.G. Influence of cerium oxide nanoparticles on the soil enzyme activities in a soil-grass microcosm system. Geoderma, 2017, 299: 54-62. (https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.03.027).
3
6. A.c. 1353767 СССР, МКИ C05G 3/00. Способ получения медленнодействующих удобрений / Тюменский сельскохозяйственный институт. Комиссаров И.Д., Панфилова Л.А. Опубликовано 23.11.1987, Бюл. №43.
7. Перевозкина М.Г. Тестирование антиоксидантной активности полифункциональных соединений кинетическими методами: монография. - Новосибирск: Изд. СибАК, 2014.-240 с.