удобрение "аквадон"

Формула изобретения

1. Удобрение на основе полимерной матрицы, содержащей фрагменты карбоновых кислот, отличающееся тем, что оно содержит не менее двух фрагментов мономеров, выбранных из следующей группы мономеров: акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновый ангидрид, N-виниламид, а также микроэлементы.

2. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что содержание в полимере фрагментов акриловой кислоты составляет 30-90%.

3. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что содержание в полимере фрагментов метакриловой кислоты составляет 20-70%.

4. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что содержание в полимере фрагментов малеинового ангидрида составляет 25-45%.

5. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что содержание в полимере фрагментов N-виниламид составляет 5-20%.

6. Удобрение по п.1, отличающееся тем, что оно в качестве микроэлементов содержит соли по крайней мере одного из следующих элементов в следующих количествах: 0,1-10,0 г/л Fe, 0,05-10,0 г/л Си, 0,01-10,0 г/л Мо, 0,05-10,0 г/л Zn, мг/л, 0,1-15 г/л В, 0,1-10,0 г/л Mn, 0,05-5,0 г/л Со.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к удобрениям для растениеводства.

Проблема обеспечения растений различного происхождения элементами питания в течение периода вегетации решается использованием органических и минеральных удобрений.

Вместе с тем, недостатком органических удобрений является то, что они содержат малые дозы элементов питания и поэтому требуют высоких доз внесения их в почву. Кроме того, большинство из них перед внесением требует обеззараживания от патогенных микроорганизмов. Однако органические удобрения обладают последействием в течение 2-3 лет, способствуют сохранению гумусового слоя, обеспечивают улучшение структуры почвы и улучшают влаговоздушный режим. В частности, известно органическое удобрение, содержащее переработанный посредством микробиологической ферментации помет птиц или животных (RU, 2141932, 1999). Недостатками данного удобрения являются необходимость введения в него стимулятора роста микроорганизмов и значительные дозы внесения его в почву.

Известно органическое удобрение, приготовленное из продуктов утилизации жизнедеятельности живых организмов (RU, 2132320, 1999). Основным недостатком такого удобрения является его несбалансированность, обусловливающая необходимость обработки продукта щелочным агентом до достижения нужного рН.

Минеральные удобрения позволяют обеспечивать высокие концентрации питательных веществ относительно низкими дозами, но зачастую при длительном использовании вызывают засоление и закисление почвы, имеют низкий коэффициент использования питательных веществ - в открытом грунте не превышает 30-45% в зависимости от элемента питания, что вызывает загрязнение окружающей среды.

Так, известно минеральное удобрение, полученное азотно-кислотной переработкой фосфатных руд (ЕР 0039241, 1981). Недостатком удобрения является низкий коэффициент использования питательных веществ, что вызывает загрязнение окружающей среды.

Известны органоминеральные удобрения, которые обладают преимуществами как минеральных, так и органических удобрений. Органическая часть способствует накоплению (или сохранению, компенсации потерь) гумуса, улучшает структуру почвы, обеспечивает развитие почвенных микроорганизмов, а минеральная составляющая восполняет потери в элементах питания и также способствует структурированию почвы.

В частности, известно гранулированное комплексное удобрение, полученное путем смешивания и гранулирования суглинка, керамзита, каолинита, фосфогипса, аэросила с добавками торфа и природного цеолита в качестве сорбентов азота и фосфора в количестве 3,0-3,5 мас.% (SU 1302646, 1985). Недостатками полученного таким образом удобрения являются сложный компонентный состав, существенная сложность технологического процесса, нестандартизуемость состава.

Наибольшую известность получили смеси, содержащие торф (иногда вместе с органическими отходами), обогащенный питательными элементами. Однако торф содержит очень незначительное количество элементов питания и микроэлементов, поэтому все компоненты (с учетом микроэлементов до 20 наименований) необходимо вносить в смесь при приготовлении.

В настоящее время в качестве удобрений широко используют различные, как правило, природные полимерные соединения, такие как лигносульфонаты или полиаспартаты, которые могут использоваться в растениеводстве в качестве материалов, которые способствуют усвоению питательных веществ. Однако все они имеют определенные недостатки, ограничивающие область их применения.

В частности, лигносульфонаты, получаемые как побочный продукт в целлюлозно-бумажной промышленности, отличаются нестандартизуемостью, что не позволяет получать надежные результаты при их использовании. Полиаспартаты очень дороги и они не устойчивы при кислых рН.

Общим недостатком данных удобрений является отсутствие в их составе микроэлементов, что ограничивает их область воздействия на растения.

Наиболее близким по технической сути к заявляемому изобретению является удобрение, представляющее собой полимер, содержащий повторяющиеся полимерные подзвенья, полученные из малеиновой кислоты или итаконовой кислоты, или их ангидридов. Полимеры используют самостоятельно или в смеси с фосфатными удобрениями, или с микроэлементами. Удобрение вносят непосредственно в грунт по соседству с растущими растениями или наносят непосредственно на семена (RU 2267499).

Недостатком удобрения является необходимость его использования в значительных количествах и в связи с этим высокая себестоимость, отсутствие в его составе микроэлементов, что осложняет технологию его применения.

Техническая задача, решаемая авторами, состояла в создании комплексного удобрения, способного давать эффект при малых дозах введения (1-3 л/га).

Технический результат достигался созданием полимера, получаемого в результате сополимеризации по крайней мере двух из следующей группы мономеров: акриловая кислота, метакриловая кислота, малеиновый ангидрид, N-виниламид, в состав которого входили бы микроэлементы.

Доля отдельных фрагментов мономеров в полимерной матрицы составляет: акриловой кислоты - 30-90% мас., метакриловой кислоты - 20-70% мас., малеинового ангидрида - 25-45% мас., N-виниламида -5-20% мас. Наличие микроэлементов в составе полимерной матрицы в виде полимерных комплексов указанного состава обеспечивает защиту их от быстрого вымывания почвенными водами и осадками, обеспечивает пролонгированный характер действия удобрения. В качестве микроэлементов удобрение содержит соли по крайней мере одного из следующих элементов в следующих количествах: 0.1-10,0 г/л Fe, 0.05-10,0 г/л Си, 0.01-10.0 г/л Мо, 0.05-10,0 г/л Zn, мг/л, 0.1-15 г/л В, 0.1-10.0 г/л Mn, 0.05-5.0 г/л Со.

При необходимости в его состав в зависимости от условий применения могут быть включены и иные микроэлементы, например магний, сера и т.п.

Удобрение используется как при основном внесении удобрений в почву, так и при некорневых подкормках растений в течение периода вегетации, в открытом или защищенном грунте в виде жидкости или аэрозоля. В концентрации, как правило, 0,1-0,2% при расходе 1-3 л/га, что обеспечивает прибавку урожая в среднем от 10 до 70%, в зависимости от обрабатываемой культуры.

Особенностью заявляемого удобрения является способность образовывать водно-полимерную систему, формирующую на органах растений и частицах почвы устойчивую к осадкам пленку, содержащую питательные элементы.

Удобрение может использоваться как самостоятельно, так и совместно с гербицидами и другими удобрениями. При использовании для высадки рассады его использование сохраняет рыхлую, мелкокомковатую структуру почвы, повышает воздухопроницаемость, обеспечивает высокую влагоудерживаемость.

Преимуществами нового удобрения, получившего наименование «Аквадон», является:

- постоянство состава при хранении и внесении в почву и распрыскивании по листу;

- возможность применять удобрение в почвах различной кислотности;

- возможность положительно влиять на агрохимические свойства и структуру почв;

- способность улучшить качество посевного материала - повысить всхожесть семян и энергию прорастания, стимулировать корнеобразование;

- повысить товарные характеристики и пищевую ценность культур;

- повысить иммунитет растений к неблагоприятным воздействиям погоды;

- повысить эффективность капельного орошения;

- возможность смешивать с другими видами удобрений и усилить действие минеральных удобрений.

Пример 1. В реактор загружали 25 кг малеинового ангидрида и 50 кг метакриловой кислоты, добавляли 300 л воды и 60 литров 40% едкого натра. Далее вводили 24 г CoSO ₄·7H₂O и инициатор полимеризации. После достижения температуры 100°С производили постепенное разбавление реакционной смеси до 1000 л. На выходе получали 1000 л микроэлементного удобрения, содержащего 5 мг/л кобальта.

Пример 2. В реактор загружали 20 кг малеинового ангидрида, 5 кг N-виниламида, 20 кг акриловой кислоты, 10 кг метакриловой кислоты, добавляли 350 л воды и 60 л 40% едкого натра. Далее вводили 49,65 кг FeSO₄·7H ₂O, 39 кг CuSO₄·5Н ₂O, 15,1 кг Na₂MoO ₄·2Н₂O, 45,7 кг ZnNO ₃·6H₂O, 84,6 кг Н ₃ BO₃, 39,44 кг MnSO ₄·5H₂O, 24 кг CoSO ₄·7Н₂О. Смесь термостатировали при 80°С в течение 3 часов, затем вводили инициатор полимеризации. После достижения 100°С производили постепенное разбавление водой до 1000 л.

Получали 1000 л микроэлементного удобрения, содержащего: Fe 10.000 мг/л; Cu 10.000 мг/л; Мо 6.000 мг/л; Zn 10.000 мг/л; В 15.000 мг/л; Mn 9.000 мг/л; Со 5.000 мг/л.

Пример 3. В реактор загружали 30 кг акриловой кислоты, 35 кг метакриловой кислоты, добавляли 400 л воды и 60 л 40% едкого натра. После чего вводили 7,4 кг Н₃ BO ₃; 6,9 кг FeSO₄·7H ₂O; 0,4 кг CuSO₄·5H ₂O, 0,4 кг 7Zn(NO₃) ₂·6Н₂О; 5,9 кг MnSo ₄·5Н₂O; 137,8 кг MgSO ₄·7Н₂О; 0,048 кг NaMoO ₄·2Н₂O; 0,046 кг CoSO ₄·7Н₂O. Смесь термостатировалась при 65°С в течение 3 часов, затем вводили инициатор полимеризации. После достижения температуры 100°С проводили постепенное разбавление смеси до 1000 л. Смесь термостатировали до прекращения реакции. Было получено 1000 л микроэлементного удобрения, содержащего 1500 мг/л Fe, 110 мг/л Cu, 22 мг/л Мо, 110 мг/л Zn, 1500 мг/л В, 1500 мг/л Mn, 11 мг/л Со, 15300 мг/л Mg, 23000 мг/л S.

Пример 4. В условиях примера 1 были проведены опыты по получению удобрений с различными количествами микроэлементов.

Характеристики полученных удобрений и рекомендуемая область их применения приведены в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика удобрений «Аквадон» (АК-акриловая кислота, МАК- метакриловая кислота, МА-малеиновый ангидрид, BA-N-виниламид)

Область применения	Исходные мономеры	Микро- и макроэлементный состав, мг/л
		Fe	Mg	S	Другие элементы
Универсальный	АК:МАК:ВА 70:20:10	1100	15300	22500	Cu 110,Mo 22,Zn 110, B 220,Mn 1100, Со 11
Плодово-ягодные культуры	АК:МА 60:40	2300		1950	Mo 400,Zn 110,B 2000, Mn 1100
Рис	МАК:МА 70:30	2000		3420	Cu 260, Мо 400, Zn 4000, В 2000, Mn 4000, Со 300
Свекла	АК:МАК:МА 30:30:40	3000		4640	Мо 3500, Zn 3000, В 8000, Со 6000
Зерновые культуры	АК:МАК:ВА 45:45:10			4000	Cu 2000, Мо 500, Zn 110, B 220, Mn 1100, Со 11
Овощные культуры	АК:МАК 46:54	1500	15300	23000	Cu 110, Мо 22, Zn 110, B1500,Mn 1500, Со 11
Технические культуры	АК:ВА 90:10	2000		4000	Cu 1000, Мо 500, Zn 4000, B 1500, Mn 4000
Бобовые культуры	МАК:ВА 80:20	1200		1550	Cu 110,Mo 22,Zn 4000, B 1500,Mn 1200, Со 300
Многолетние травы	АК:МАК:МА:ВА 30:30:35:5			1775	Са 4150, Мо 1420, В 1690, Mn 2200, Со 870
Рапс	АК:МА:ВА 70:25:5				Си 330, Мо 490, Zn 1650, В 1720

Результаты испытаний, проведенных с использованием удобрений «Аквадон», приведены в табл.2.

Пример 4. Испытания совместного применения удобрения «Аквадон» с гербицидами проводили в Кубанском государственном аграрном университете путем опрыскивания в смеси с гербицидом «Секатор» в дозе 120 г гербицида и 2 л удобрения на 1 га посевов. При обработке пшеницы длина колоса увеличилась с 9,2 до 9,9 см, высота растений с 85 до 91 см, урожайность - с 45,0 до 48,7 ц/га; при обработке риса - длина метелки увеличилась с 13,0 до 13,4 см, высота растений с 31,2 до 39,7 см, урожайность - с 46,0 до 49,8 ц/га; для сои - количество цветков на растении возросло с 49 до 62, количество стручков - с 38 до 50, урожайность - с 23,0 до 25,3 ц/га.

Таблица 2
Наименование организации, область	Культура	Сорт, гибрид	Урожайность в контроле, ц/га	Урожайность с «аквадоном-Микро», ц/га	Прибавка, ц/га	Прибавка, %
ЗАО «Агротехника», Ленинградская область	Капуста б/к	Калорама F1	680,00	1200,00	520,00	76,5
	Цветная капуста	Гудман F1	130,00	250,00	120,00	92,3
ЗАО «Племхоз им. Тельмана», Ленинградская область	Морковь	Нарбона F1	477,00	530,00	53,00	11,1
ЗАО «Победа», Ленинградская область	Морковь	Нандрин F1	490,00	520,00	30,00	6,1
	Свекла столовая	Болтарди	300,00	340,00	40,00	13,3
ФГУ «Федеральная государственная территориальная станция защиты растений в г.Санкт-Петербурге и Ленинградской области»	Морковь	Бангор F1	160,70	357,50	196,80	122,5
СПК «Племзавод «Детскосельский», Ленинградская область	Свекла столовая	Пабло F1	318,00	350,00	32,00	10,1
ЗАО «Предпортовый», Ленингр. обл.	Свекла столовая	Акела F1	324,00	360,00	36,00	11,1
ООО «МОРО-Агроцентр», Ленинградская область	Капуста б/к	Бартон F1	500,00	600,00	100,00	20,0
	Морковь	Дордонь F1	150,00	210,00	60,00	40,0
	Картофель	Елизавета 2-я репродукция	140,00	170,00	30.00	21,4
ЗАО «Бугры», Ленинградская область	Кукуруза	ПР39Х32	300,00	330,00	30,00	10,0
ООО «Агрофирма Орел», Орловская область	Гречиха	Дикуль	6,80	7,90	1,10	16,2
ЗАО АПК «Белореченский», Свердловская область	Капуста б/к	Харрикейн F1	700,00	775,00	75,00	10,7
	Ячмень	Сонет	44,90	51.60	6,70	15,0
ООО «Агрофирма Комаровка», Курская область	Яровая пшеница	Дарья	30,00	34,00	4,00	13,3
	Сахарная свекла	Маша	700,00	715,00	15,00	2,1
ЗАО «Самара-Солана», Самарская область	Картофель	Розара 1 репродукция	429,00	452.00	23,00	5,4
ЗАО «Агрофирма Колос», Краснодарский край	Озимая пшеница	Дон-95	50,20	52,80	2,60	5,2
	Озимая пшеница	Вита	57,50	60,40	2.90	5,0
	Рис	Лиман	45,90	50,70	4,80	10,5
	Соя	Вилана	18,50	25,20	6,70	36,2
	Сахарная свекла	Атаманша	480,00	510,00	30,00	6,25
		Канария	445,00	460,00	15,00	3,37
		Доминго	520,00	590.00	70,00	13,46
Краснодарский край	Лук репчатый	Халцедон
КХ «Волощука Н.В.», Ярославская область	Капуста б/к	Куисто F1	400,00	490,00	90,00	22,5
	Морковь	Самсон F1	300,00	345,00	45,00	15,0
ООО «Агрофирма Глушковская Нива»». Курская область	Сахарная свекла	Маша	600,00	730,00	130,00	21,6
ФГУ «Ленинградский референтный центр Россельхознадзора»	Ячмень	Криничный	30,00	39,00	9,00	30,0
	Картофель	Невский	184,00	204,00	20,00	11,0
	Морковь	Форте	537,00	666,00	129,00	24,0
	Свекла	Бонель	508,00	719,00	211,00	42,0
	Капуста б/к	Кингстон	609,00	803,00	194,00	32,0
Льговская опытно-селекционная станция	Сахарная свекла	-	348,00	371,00	23,00	6,6
	Сбор сахара	-	56,40	61,70	5,30	9,4