Комплексное средство защиты растений на базе активированных (дегидратированных) природных цеолитов
COMPLEX PLANT PROTECTION PRODUCT BASED ON ACTIVATED (DEHYDRATED) NATURAL ZEOLITES

Изобретение относится к сельскому хозяйству, агрохимии и касается средств защиты растений. Комплексное средство защиты растений на базе активированных (дегидратированных) природных цеолитов пролонгированного действия, которое включает растворы пестицидов различного назначения биологического и химического происхождения 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 средства защиты в почву, пролонгирования действия его активных компонентов, что позволяет достичь увеличения продуктивности сельскохозяйственных культур и обеспечить стабилизацию почвенного плодородия земель без применения традиционных средств защиты и может быть использовано как ресурсосберегающий агроприем, уменьшающий токсическую нагрузку на агросистемы за счет повышения эффективности действия агрохимических препаратов и существенного снижения их концентраций. Актуальной задачей является создание новых видов средств защиты растений на основе природного органического и минерального сырья, а также применение минимально возможного количества химических средств защиты растений при использовании сорбционной технологии. Изобретение позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур, существенно сокращая их потери от сельскохозяйственных вредителей различной природы. Применение комплексного средства защиты растений на базе активированных (дегидратированных) природных цеолитов пролонгированного действия способствует интенсификации уничтожения сельскохозяйственных вредителей различной природы, что позволяет увеличить продуктивность системы почва-растение при минимальной концентрации активных веществ, находящихся в прикорневом слое почвы, кроме того, разработка таких препаратов является актуальной задачей ввиду усиления негативных последствий антропогенного воздействия на природные экосистемы.
Пестициды оказывают влияние не только на окружающую среду, но и на населяющие ее организмы - человека, животных, рыб, птиц и другие. Наиболее подвержены заражению дикие животные, столкнувшиеся с отравленными водоемами и растениями. Большой не решенной до конца на сегодняшний день проблемой является влияние применяемых в сельском хозяйстве ядохимикатов на водоемы. Пресные воды рек и озер, важные как для населения, так и для животных, заражаются ядохимикатами ежедневно. Больше половины используемых пестицидов, в конечном счете, оказываются в водоемах. Опасности, таким образом, подвергаются многие виды рыб и птиц. Пестициды, попадая в биосферу, нарушают нормальный процесс функционирования экосистемы: нарушается процесс очистки вод и воздуха.
Всего этого удается избежать применяя цеолит, обработанный раствором пестицидов предлагаемым способом.
Известен ряд изобретений, в которых задача повышения эффективности решается за счет пролонгированного поступления активных компонентов к растениям благодаря распределению ингредиентов. 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.
Задачей изобретения является разработка состава и способа применения комплексного средства защиты растений, которое обеспечат пролонгированную доставку к растениям эффективного количества активного ингредиента, содержащего компоненты более широкого спектра действия и усиливающего целевое применение компонентов, а именно: гербициды, фунгициды, инсектициды и пр. для воздействия на вредителей, находящихся в прикорневом слое почвы.
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, Со, Р, K, 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 природные стимуляторы роста.
Пример производства комплексного средства защиты растений на базе активированных (дегидратированных) природных цеолитов.
1. Отбор образцов.
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 пестицидов 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 растворами пестицидов 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 Казим (фунгицид, действующее вещество: карбендазим, 500 г/л, обычная норма применения для зерновых - 0,5 л/га корневые, вредный объект - прикорневые гнили и предотвращение полегания, мучнистая роса, гельминтоспориоз) и Террастар (гербицид, действующее вещество: трибенурон-метил, 750 г/кг, обычная норма применения - 0,02 кг/га, вредный объект - однолетние двудольные сорняки) и объема их раствора. Содержание активных компонентов варьировалось в пределах 0,01 дозы препарата в пересчете на га до 0,1 дозы препарата в пересчете на га. Доза внесения конечного продукта (модифицированного цеолита) составляет 500 кг/га.
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 Казима и Террастара.
Исходя из приведенной выше таблицы 1, был приготовлен раствор, содержащий 18 мл Казима и 8 г Террастара в 20 л воды.
Каждая партия цеолита Хотынецкого месторождения была обработана соответствующим количеством приготовленного раствора при интенсивном перемешивании и распылении раствора пульверизатором с применением средств защиты дыхания.
После перемешивания отобраны образды каждой партии обработанного цеолита, оставшееся количество помещено в чистые мешки и помечено соответствующим образом. Следует отметить, что после обработки полученный продукт практически безвреден, поскольку активные компоненты полностью абсорбированы и прочно удерживаются цеолитом.
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».