Удобрение комплексное на базе активированных (дегидратированных) природных цеолитов
COMPLEX FERTILIZER BASED ON ACTIVATED (DEHYDRATED) NATURAL ZEOLITES

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.
2
4
3
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 Nd(SO) 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».