Комплексное минеральное удобрение
COMPLEX MINERAL FERTILIZER

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к удобрениям, применяемым для различных растений в качестве питательно-профилактических средств на различных этапах развития растений, включая обработку посевного материала, а также вегетирующих растений, что способствует повышению всхожести семян, устойчивости к заболеваниям, оптимизации минерального питания, в конечном итоге повышению продуктивности сельскохозяйственных культур и улучшению качества конечной продукции.
Известен аналог применение концентрированной жидкой минеральной композиции для опрыскивания листьев в описании изобретения к патенту РФ №2519233, МПК A01N 59/00; A01N 59/14; A01N 59/02; A01N 59/16; A01N 59/04; A01N 59/20; A01N 59/06; A01N 25/04; A01N 59/12; А01Р 3/00; A01P 7/04; A01P 1/00; C05G 1/00, от 12.01.2010, по заявке №2011134084/13, опубл. 10.06.2014, в Бюл. №16, следующего состава:
общий аммиачный азот N (%)
0,08-2%
калий, выраженный в K<sub>2</sub>O (%)
3-6%
магний, выраженный в MgO (%)
0,4-0,8%
натрий, выраженный в Na<sub>2</sub>O (%)
1-2%
кальций, выраженный в СаО (%)
0-0,5%
общие сульфаты, выраженные в SO<sub>3</sub> (%)
3-6%
общий фосфор, выраженный в P<sub>2</sub>O<sub>5</sub> (%)
0%
хлориды Cl (%)
1-2%
бикарбонаты (в % HCO<sub>3</sub>)
1,2-3,0%
бор (%)
0,1-0,2%
медь (%)
0,018-0,03%
марганец (%)
0,00005-0,006%
йод (%)
0,02-0,04%
цинк (%)
0,00005-0,006%
железо
0,0002-0,003%
вода
остальное до 100%
при этом процентное содержание выражено в массовых процентах относительно общей массы композиции, для улучшения адаптивной реакции растений на изменение условий окружающей среды. Композиция улучшает адаптивную реакцию растений на биотический или абиотический стресс. Абиотический стресс выбирают из группы, в которую входят водный стресс, осмотический стресс, термический стресс, стресс от чрезмерного воздействия, ионизирующего или не ионизирующего облучения, дефицит питательных веществ, стресс, вызванный токсичными соединениями. Биотический стресс выбирают из группы, в которую входят бактерии, вирусы, грибки, фитофаги, насекомые и патогенные организмы. Композиция формулы (I) способствует также улучшению корневого развития растений. Перед опрыскиванием листьев концентрированную композицию формулы (I) разбавляют в воде или в водосодержащей жидкости в пропорции композиция (1) : вода или водосодержащая жидкость в пределах от 0,1:500 (об./об.) до 10:500 (об./об.). Перед опрыскиванием листьев концентрированную композицию формулы (I) разбавляют в воде или в водосодержащей жидкости в пропорции композиция (I) : вода или водосодержащая жидкость в пределах от 0,1:500 (об./об.) до 10:500 (об./об.). Концентрированную композицию формулы (I) разбавляют в воде или в водосодержащей жидкости в пропорции композиция (I) : вода или водосодержащая жидкость в пределах от 0,5:500 (об./об.) до 2:500 (об./об.). Концентрированную композицию формулы (I) разбавляют в воде или в водосодержащей жидкости в пропорции композиция (I) : вода или водосодержащая жидкость в пределах от 0,5:500 (об./об.) до 2:500 (об./об.).
Недостатки: не обеспечивает высокую устойчивость к неблагоприятным условиям среды, урожайность, качество и пищевую ценность сельскохозяйственных культур.
Известен аналог комплексная безхлорное удобрение с микроэлементами для хмеля в описании изобретения к евразийскому патенту №15264, МПК C05D 9/02, от 2008.01.30, по заявке №200800608, опубл. 2011.06.30, содержащее удобрение азотно-фосфорно-калийное бесхлорное, серу, магний и бор, отличающееся тем, что содержит удобрение азотно-фосфорно-калийное бесхлорное марки 1:(0,54-0,76):(1,15-1,46) и дополнительно содержит цинк, железо и, при необходимости, медь и марганец, биологически активное вещество Эпин и связующее при следующем соотношении компонентов, мас. %:
сера - (4,0-20,0),
магний - (1,0-3,0),
бор - (0,05-0,25),
цинк - (0,05-0,35),
железо - (0,04-0,20),
медь до 0,15,
марганец до 0,25,
биологически активное вещество Эпин до 0,0000125 и связующее до 0,25
В качестве связующего содержит водорастворимые полимеры или полиакриламид. Содержит цинк, железо, медь и марганец в форме сульфатов или в хелатной форме.
Недостатки: не обеспечивает высокую устойчивость к неблагоприятным условиям среды, урожайность, качество и пищевую ценность сельскохозяйственных культур.
Известен наиболее близкий аналог комплексная микроэлементная добавка для интенсификации процесса биоферментации, в описании изобретения к патенту РФ №2158720, МПК C05F 11/08, от 17.02.1999, по заявке №99103232, опубл. 10.11.2000, Бюл. №31, содержащая никель азотнокислый, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит железо сернокислое, марганец сернокислый, кобальт сернокислый, цинк сернокислый, медь сернокислую, йодистый калий, ванадиевокислый аммоний, двухромовокислый калий, молибденовокислый аммоний, сернокислый магний, мышьяковистокислый натрий, селенистокислый натрий, бромистый калий, рубидий азотнокислый, борную кислоту, цезий азотнокислый при следующем соотношении компонентов, мг/кг сухой массы исходной массы органических отходов:
Никель азотнокислый - 0,3-0,5
Железо сернокислое - 70-90
Марганец сернокислый - 25-50
Кобальт сернокислый - 5,0-6,2
Цинк сернокислый - 55-70
Медь сернокислая - 15-20
Йодистый калий - 2,5-3,0
Ванадиевокислый аммоний - 0,2-0,4
Двухромовокислый калий - 2,5-3,0
Молибденовокислый аммоний - 1,0-3,0
Сернокислый магний - 100-140
Мышьяковистокислый натрий - 0,1-0,2
Селенистокислый натрий - 0,1-0,2
Бромистый калий - 10-14
Рубидий азотнокислый - 1,0-1,8
Борная кислота - 15,5-23,0
Цезий азотнокислый - 0,6-0,9
Вода - 1500-2500
Недостатки: не обеспечивает высокую устойчивость к неблагоприятным условиям среды, урожайность, качество и пищевую ценность сельскохозяйственных культур. Недостаточно высокое действие на скорость роста, развитие, урожайность растений и качество конечной продукции. Состав содержит хлориды, которые оказывают отрицательное воздействие на развитие растений. Недостаток нитратной формы азота может привести к накоплению и избытку хлора в листьях, что влияет на нарушение биохимических процессов и отмирание тканей. Поглощение хлора в течении вегетационного периода приводит к солевому отравлению и хлорозу листьев. Содержащиеся в продукте микроэлементы: никель, хром, литий, являются токсичными для растений. Низкая концентрация микроэлементов в готовом продукте, приводит к использованию больших объемов удобрения. Низкая растворимость солей, приводит к уменьшению содержания микроэлементов в готовом питательном растворе, в котором не образуется комплексонов, наиболее близких к природным формам растений, а это снижает качество питательных растворов. Раствор микроэлементов и макроэлементов готовят отдельно из-за образования малорастворимых соединений (фосфаты микроэлементов). Из-за недостатка минеральных элементов происходит нарушение сбалансированного питания растений, что снижает устойчивость к неблагоприятным условиям среды, снижает урожайность, качество и пищевую ценность сельскохозяйственных культур.
Технический результат: повышение устойчивости к неблагоприятным условиям среды, урожайности и качества пищевой ценности сельскохозяйственных культур.
Технический результат в комплексном минеральном удобрении достигается за счет того, что содержит глицерин, янтарную кислоту, цинк сернокислый, калия сульфат, натрий азотнокислый, кремниевую кислоту, медь (II) сернокислую 5-водную, натрий тетраборнокислый 10-водный, натрия сульфат 10-водный, калий азотнокислый, магний сернокислый 7-водный, марганец (II) сернокислый 5-водный, воду при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
глицерин
8,0-12,0
янтарную кислоту
1,2-1,3
цинк сернокислый
5,0-7,0
калия сульфат
0,4-0,6
натрий азотнокислый
0,4-0,6
кремниевая кислота
5,0-7,0
медь (II) сернокислая 5-водная
0,1-0,3
натрий тетраборнокислый 10-водный
0,1-0,2
натрия сульфат 10-водный
3,0-4,0
калий азотнокислый
0,1-0,3
магний сернокислый 7-водный
0,2-0,4
марганец (II) сернокислый 5-водный
0,2-0,4
вода
остальное
Заявляемое комплексное минеральное удобрение дает удовлетворительные результаты, в частности, корректирует дефицит питательных элементов и стимулирует защитные механизмы растений от неблагоприятных условий окружающей среды.
Отклонение в любую сторону от указанных значений ингредиентов приводит к снижению продуктивности возделываемых культур. Использованные в составе заявляемого удобрения ингредиенты, обеспечивают:
Глицерин - в водном растворе распадается на моно- и диглицериды образуя низкодисперсную эмульсию, физиологически близкую по структуре к естественной среде питания растений, хелатирует в составе препарата микроэлементы и доставляет их до клеток растений. Исполнившие роль транспорта элементов питания молекулы моно- и диглицеридов в дальнейшем используются клеткой в качестве питания для митохондрий и хлоропластов, увеличивая энергетический потенциал и стимулируя процессы фотосинтеза.
Кремниевая кислота - регулирует баланс эндогенных фитогармонов, отвечающих за рост и развитие растений, увеличивает биомассу корневой системы растений, способствуя активному извлечению недостающей влаги из почвы, повышает качественные показатели продукции зерновых культур, при уменьшении биомассы соломы. Комплекс множественных соединений кремния с производными глицерина обладает свойством поглощать и удерживать на поверхности растения не только вносимую с рабочим раствором, но и атмосферную влагу, образуя на листьях двойной кутикулярно-кремниевый слой, многократно повышающий засухоустойчивость растений.
Янтарная кислота - выполняет функцию стимуляторов роста, является промежуточным продуктом в процессе дыхания и фотосинтеза, участвует в синтезе нуклеиновых кислот, ко-ферментов и полисахаридов, служит источником энергии.
Цинк сернокислый - обеспечивает выработку витаминов, сахаров и крахмала, способствует накоплению белка, а также превращению неорганического фосфора в органические формы, изменяет его накопление корнями и осуществляет дальнейший транспорт в надземные органы растений. При резкой смене температур повышает жаро- морозоустойчивость растений.
Калия сульфат - служит источником калия для растений, увеличивает гидрофильность коллоидов, что позволяет экономично расходовать влагу, способствует удержанию воды в клетках, накоплению сахаров и сухих веществ в плодах. Нормализует углеводный обмен, сохраняет нормальное соотношение между углеводами и белками.
Натрий азотнокислый - поддерживает осмотические функции клеток растений, контролирует проницаемость мембран, образует мостиковые связи и обеспечивает активацию белков-ферментов.
Медь (II) сернокислая 5-водная - источник меди, который участвует в углеводных и белковых обменах, увеличивает содержание растворимых сахаров, препятствует разрушению хлорофилла, повышает устойчивость против грибковых и бактериальных заболеваний.
Натрий тетраборнокислый 10-водный - источник бора, способствует развитию репродуктивных органов, играет важную роль в процессе оплодотворения. Бор принимает участие в углеводных и белковых обменах, в синтезе пектинов.
Натрия сульфат 10-водный - обеспечивает активный синтез белка, увеличивает эффективность использования азота из удобрений растениями, играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах.
Калий азотнокислый - источник азота, способствует синтезу белков, аминокислот, алкалоидов и хлорофилла. Применение препарата позволяет снизить дозу азотных минеральных удобрений, а при обработке культур в поздние фазы вегетации повышает качество конечной продукции.
Магний сернокислый 7-водный - принимает участие в обмене фосфора, активирует деятельность ферментов, входит в состав молекулы хлорофилла, фитина и пектиновых веществ. Магний играет важную физиологическую роль в процессе фотосинтеза, влияет на окислительно-восстановительные процессы в растении.
Марганец (II) сернокислый 5-водный - участвует в синтезе хлорофилла, катализирует окислительно-восстановительные реакции в процессе дыхания и фотосинтеза, обеспечивает синтез витамина С.
Высокое содержание воды в препарате способствует его полному растворению в рабочих растворах и обеспечивает полное поглощение элементов питания растениями.
Сочетание элементов питания в выше указанных пропорциях и использование в препарате хелатирующего агента значительно отличает заявляемое комплексное минеральное удобрение от аналогов. Свойства, проявляемые этими ингредиентами в совокупности, оказывают основное и непосредственное влияние на технический результат изобретения.
Наличие в рецептуре глицерина, янтарной кислоты, цинка сернокислого, калия сернокислого, калия сульфата, натрия азотнокислого, кремниевой кислоты, меди (II) сернокислой 5-водной, натрия тетраборнокислого 10-водного, натрия сульфата 10-водного, калия азотнокислого, магния сернокислого 7-водного, марганца (II) сернокислого 5-водного, воды позволяет проводить обработку посевного материала и внекорневые подкормки с максимальной эффективностью, улучшая восприимчивость растений к ранее внесенным макроудобрениям. Исключает состояние физиологической депрессии, в том числе после обработки пестицидами, повышает устойчивость растений к различным заболеваниям, положительно влияет на обмен веществ, развитие культуры и ее продуктивность.
Заявляемое удобрение отличается от прототипа широким набором биологически активных микроэлементов, причем помимо традиционно применяемых - Ni, Fe, Zn, Со, - комплексное минеральное удобрение содержит другие биологически активные элементы - кремний, магний, натрий, медь, бор, калий, сера, а также янтарную кислоту, которые во время вегетации растений являются активаторами многих биологических процессов. При оптимальном соотношении указанных микроэлементов, их свойства, проявляемые в совокупности, обеспечивают интенсификацию процесса биоферментации, в результате чего улучшается качество продукции, в ней повышается содержание белков, жиров и углеводов.
В результате применения комплексного минерального удобрения повышается устойчивость растений и их способность адаптироваться к изменениям условий окружающей среды, которые включают в себя физические, химические и биологические агрессивные явления.
В отличие от аналогов заявляемое удобрение способно защищать различные растения от абиотических стрессов - водного, термического, осмотического и дефицита питательных веществ.
При опрыскивании листьев растений заявляемое комплексное минеральное удобрение способно стимулировать рост корневой системы причем как растений в нормальных условиях выращивания, так и подвергнувшихся, по меньшей мере, одному условию абиотического стресса. Улучшение развития корневой системы можно наблюдать визуально или путем измерения ее средней длины. Вместе с корневой системой активно развивается надземная вегетативная масса растений. Это наблюдается также визуально или путем измерений. К концу периода выращивания, культур обработанная препаратом дает более высокий урожай с лучшим качеством.
Количественные соотношения указанных ингредиентов и свойства, проявляемые этими ингредиентами в совокупности, оказывают основное и непосредственное влияние на технический результат изобретения.
В составе заявляемого удобрения подобрано оптимальное соотношение всех элементов минерального питания, которое обеспечивает нормальный рост и развитие различных сельскохозяйственных культур, повышает их устойчивость к неблагоприятным условиям среды, увеличивает их урожайность и улучшает качество и пищевую ценность продукции.
Из уровня техники не выявлены технические решения, содержащие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого состава удобрения, поэтому заявляемый состав комплексного минерального удобрения отвечает критерию изобретательского уровня.
Заявляемое комплексное минеральное удобрение с микроэлементами на основе производных глицерина отвечает критериям новизны.
Возможность осуществления заявляемого изобретения в промышленности позволяет признать его соответствующим критерию промышленной применимости.
Сущность разработанного изобретения поясняется ниже следующим описанием примеров заявляемого удобрения.
Изготовление заявляемого удобрения осуществляют при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
глицерин
8,0-12,0
янтарную кислоту
1,2-1,3
цинк сернокислый
5,0-7,0
калий сульфат
0,4-0,6
натрий азотнокислый
0,4-0,6
кремниевая кислота
5,0-7,0
медь (II) сернокислая 5-водная
0,1-0,3
натрий тетраборнокислый 10-водный
0,1-0,2
натрия сульфат 10-водный
3,0-4,0
калий азотнокислый
0,1-0,3
магний сернокислый 7-водный
0,2-0,4
марганец (II) сернокислый 5-водный
0,2-0,4
вода
остальное
Технологический процесс приготовления комплексного минерального удобрения проводят в обменном реакторе (объем 1000 л.) путем последовательного смешения указанных ингредиентов.
В начале приготовления, реактор заполняется технологической водой до 300 литров, нагревается до температуры 40°С, затем при постоянном перемешивание к воде добавляют глицерин (ГОСТ 6823) объемом 100 л. до полного растворения и доводят температуру до 60°С. К полученному раствору поочередно добавляют соли и кислоты с интервалом в 20 минут, до полного растворения каждого ингредиента. Последовательность ингредиентов следующая: янтарная кислота (ГОСТ 6341-75), кремниевая кислота (ГОСТ 4214), цинк сернокислый (ГОСТ 4174), калия сульфат (ТУ 2184-093-43399406-2001), натрий азотнокислый (ГОСТ 4168), медь (II) сернокислая 5-водная (ГОСТ 4165), 10-водный - (ГОСТ 4199), натрия сульфат 10-водный (ГОСТ 4171), калий азотнокислый (ГОСТ 4217), магний сернокислый 7-водный (ГОСТ 4523), марганец (II) сернокислый 5-водный (ГОСТ 435).
После полного растворения солей и кислот, объем жидкости доводят до 1000 л. технологической водой. Нагревают и подвергают воздействию импульсов высокого давления 0,35 Мпа, при таком давлении температура в реакторе составляет 80°С. Полученный в процессе смешения продукт перекачивается в накопительную емкость, где производится отбор проб для лаборатории ОТК. После положительного результата, выданного лабораторией ОТК продукт через фильтр полировочной фильтрации подается на участок фасовки. Произведенный продукт разливается в тару объемом 10 литров.
Заявляемое удобрение имеет следующие физико-химические и санитарно-гигиенические показатели, представленные в Таб. 1.
Сущность разработанного изобретения поясняется ниже следующими описаниями примеров заявляемого удобрения.
Пример 1
Изготовление заявляемого удобрения осуществляют при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
глицерин - 8,0
янтарная кислота - 1,2
цинк сернокислый - 5,0
калия сульфат - 0,4
натрий азотнокислый - 0,4
кремниевая кислота - 5,0
медь (II) сернокислая 5-водная - 0,1
натрий тетраборнокислый 10-водный - 0,1
натрия сульфат 10-водный - 3,0
калий азотнокислый - 0,1
магний сернокислый 7-водный - 0,2
марганец (II) сернокислый 5-водный - 0,2
вода - остальное
Технологический процесс приготовления комплексного минерального удобрения проводят в обменном реакторе (объем 1000 л.) путем последовательного смешения указанных ингредиентов.
В начале приготовления, реактор заполняется технологической водой до 300 литров, нагревается до температуры 40°С, затем при постоянном перемешивание к воде добавляют глицерин (ГОСТ 6823) объемом 100 л. до полного растворения и доводят температуру до 60°С. К полученному раствору поочередно добавляют соли и кислоты с интервалом в 20 минут, до полного растворения каждого ингредиента. Последовательность ингредиентов следующая: янтарная кислота (ГОСТ 6341-75), кремниевая кислота (ГОСТ 4214), цинк сернокислый (ГОСТ 4174), калия сульфат (ТУ 2184-093-43399406-2001), натрий азотнокислый (ГОСТ 4168), медь (II) сернокислая 5-водная (ГОСТ 4165), 10-водный - (ГОСТ 4199), натрия сульфат 10-водный (ГОСТ 4171), калий азотнокислый (ГОСТ 4217), магний сернокислый 7-водный (ГОСТ 4523), марганец (II) сернокислый 5-водный (ГОСТ 435).
После полного растворения солей и кислот, объем жидкости доводят до 1000 л. технологической водой. Нагревают и подвергают воздействию импульсов высокого давления 0,35 Мпа, при таком давлении температура в реакторе составляет 80°С. Полученный в процессе смешения продукт перекачивается в накопительную емкость, где производится отбор проб для лаборатории ОТК. После положительного результата, выданного лабораторией ОТК продукт через фильтр полировочной фильтрации подается на участок фасовки. Произведенный продукт разливается в тару объемом 10 литров.
Пример 2
Изготовление заявляемого удобрения осуществляют по примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
глицерин - 12,0
янтарная кислота - 1,3
цинк сернокислый - 7,0
калия сульфат - 0,6
натрий азотнокислый - 0,6
кремниевая кислота - 7,0
медь (II) сернокислая 5-водная - 0,3
натрий тетраборнокислый 10-водный - 0,2
натрия сульфат 10-водный - 4,0
калий азотнокислый - 0,3
магний сернокислый 7-водный - 0,4
марганец (II) сернокислый 5-водный - 0,4
вода - остальное
Пример 3
Изготовление заявляемого удобрения осуществляют по примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
глицерин - 7,0
янтарная кислота - 1,1
цинк сернокислый - 4,0
калия сулфат - 0,3
натрий азотнокислый - 0,3
кремниевая кислота - 4,0
медь (II) сернокислая 5-водная - 0,08
натрий тетраборнокислый 10-водный - 0,08
натрия сульфат 10-водный - 2
калий азотнокислый - 0,08
магний сернокислый 7-водный - 0,1
марганец (II) сернокислый 5-водный - 0,1
вода - остальное
Пример 4
Изготовление заявляемого удобрения осуществляют по примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
глицерин больше - 13,0
янтарная кислота - 1,4
цинк сернокислый - 8,0
калия сульфат - 0,7
натрий азотнокислый - 0,7
кремниевая кислота - 8,0
медь (II) сернокислая 5-водная - 0,4
натрий тетраборнокислый 10-водный - 0,3
натрия сульфат 10-водный - 5,0
калий азотнокислый - 0,4
магний сернокислый 7-водный - 0,5
марганец (II) сернокислый 5-водный - 0,5
вода - остальное
Пример 5
Изготовление заявляемого удобрения осуществляют по примеру 1 при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
глицерин - 10,0
янтарная кислота - 1,23
цинк сернокислый - 6,0
калия сульфат - 0,5
натрий азотнокислый - 0,5
кремниевая кислота - 6,0
медь (ll) сернокислая 5-водная - 0,2
натрий тетраборнокислый 10-водный - 0,15
натрия сульфат 10-водный - 3,5
калий азотнокислый - 0,2
магний сернокислый 7-водный - 0,3
марганец (ll) сернокислый 5-водный - 0,3
вода - остальное
Комплексное минеральное удобрение, изготовленное по примерам 3, 4 имеет более низкие показатели качества, не оказывает должного положительного эффекта на рост и развитие растения. Наилучшие показатели продукта проявляются при использовании ингредиентов в примерах 1, 2, 5.
Использование заявляемого комплексного минерального удобрения обеспечит повышение устойчивости к неблагоприятным условиям среды, урожайности и качества пищевой ценности сельскохозяйственных культур.