Изобретение относится к производству минеральных удобрений, в частности к производству азотных удобрений, на химических предприятиях и предназначено для применения в сельском хозяйстве при возделывании зерновых культур. Приведены различные составы жидкого азотного удобрения с биологически активной добавкой (брассиностероиды, гидрогуматы натрия) и микроэлементами (медь, марганец) и способ его получения. Дана их агрохимическая эффективность в полевых опытах с зерновыми культурами и рапсом на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах. Приводятся данные по влиянию удобрений на урожайность и качество яровых и озимых зерновых культур. Установлено, что применение жидких азотных удобрений с модифицирующими добавками под зерновые культуры и рапс позволяет увеличить урожайность зерна при одновременном улучшении его качества по сравнению со стандартным жидким азотным удобрением (КАС).

[0001] Жидкое азотное удобрение, включающее азотсодержащий компонент, стимулирующую добавку и ингибитор коррозии, отличающееся тем, что в качестве азотсодержащего компонента содержит карбамид, аммиачную селитру и воду (КАС), стимулирующую биологически активную добавку (гидрогумат) и дополнительно содержит брассиностероиды в количестве до 0,000015%, и/или медь в количестве до 0,45%, и/или марганец до 0,35%, и/или полимерное связующее до 0,5%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

[0002] Удобрение по п.1, отличающееся тем, что в качестве стимулирующей биологически активной добавки оно содержит брассиностероиды, которые имеют формулу (I) и (II)

[0003] Способ получения жидкого азотного удобрения, включающий смешение водных растворов карбамида и аммиачной селитры, охлаждение смеси, введение ингибитора коррозии, отличающийся тем, что в полученную смесь дополнительно вводят биологически активную добавку брассиностероидов, и/или медь, и/или марганец, или совместно медь и марганец, и/или полимерное связующее при рН смеси до 7,0-8,5.

Изобретение относится к области производства и применению минеральных удобрений и может быть использовано на химических предприятиях, выпускающих азотные удобрения, для применения в сельском хозяйстве при возделывании зерновых культур.

Характерной тенденцией современного земледелия в общем потреблении азота является устойчивый рост потребления азота в виде азотных растворов KAC (AHL -аналог KAC в Германии, DAM-390 в Чехии, RSM - в Польше).

В последнее десятилетие в сельском хозяйстве широкое применение получило жидкое азотное удобрение KAC, представляющее собой смесь растворов карбамида, аммиачной селитры и воды, содержащее, мас. %: карбамида - 31-36%, аммиачной селитры - 40-44% и вода остальное. Удобрение содержит 28-32% азота с реакцией среды - рН 6,5-7,5 [1]. Азот в удобрении представлен 1/2 в форме амидного (NH ₂ ), 1/4 в форме аммония (NH ₄ ) и 1/4 в нитратной форме (NO ₃ ) [2]. Три формы азота, содержащиеся в KAC, действуют в почве различно, что является специфической особенностью данного удобрения. Непосредственно после внесения в почву наиболее быстрое влияние на растения оказывает нитратная форма, несколько медленнее усваивается аммонийная, и, еще более пролонгировано, амидная форма, которая подвергается таким же превращениям, как и азот в форме гранулированной мочевины.

Такое внимание азотной промышленности к удобрению KAC неслучайно, так как затраты на его производство ниже, чем на твердые азотные удобрения, например, карбамид или аммиачную селитру. В настоящее время на предприятии ОАО «Гродно Азот » используются изобретения: патент Республики Беларусь № 1078 "Способ производства жидкого азотного удобрения KAC" [3].

Известен способ получения жидкого азотного удобрения путем смешения карбамида, аммиачной селитры и последующего введения в его состав микроэлементов. Введение микроэлементов осуществляется путем предварительного их растворения в плаве аммиачной селитры, что усложняет технологический процесс [4].

Известны способы применения KAC (в основную заправку почвы, или при подкормках) в чистом виде, и в смеси с микроэлементами, гербицидами и фунгицидами (в виде баковых смесей) при возделывании ячменя и других зерновых культур [5]. Однако совместное применение KAC с гербицидами и фунгицидами, хотя и снижает затраты за счет сокращения числа обработок и не вызывает отрицательных побочных эффектов, но не приводит к повышению эффективности действия составляющих баковых смесей, по сравнению с раздельным внесением этих компонентов.

Известно применение регуляторов роста растений, в том числе гуматов и брассиностероидов, в качестве некорневых подкормок на посевах сельскохозяйственных культур, в том числе и на зерновых [6,7]. Применение регуляторов роста в чистом виде при некорневых обработках требует дополнительных затрат на возделывание сельскохозяйственных культур.

Известно также использование регулятора роста растений «Гидрогумат » в составе твердого азотного удобрения - карбамида [8, 9], а также использование эпибрассинолида при производстве калийных и азотно-фосфорно-калийных удобрений, обеспечивающих повышение агрохимической эффективности удобрений и снижение поступления радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию [10].

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является применение жидкого азотного удобрения и способ его получения, включающий смешение водных растворов карбамида и аммачной селитры, охлаждение смеси, введение ингибитора коррозии и дополнительно гуминсодержащую добавку на основе окси- или гидрогумата натрия, с последующей нейтрализацией смеси до рН 7,0-8,5 (патент РБ № 884) [11] - прототип. Состав удобрения следующий, мас.%: карбамид -31-36, аммиачная селитра - 40-44, окси- или гидрогумат натрия 0,02-0,10, вода - остальное.

Недостатками вышеуказанного технического решения является то, что это удобрение в своем составе содержит регуляторы роста растений, которые применяются в значительных количествах (от 2 до 10 л на 1 т удобрений), что несколько затрудняет производственный процесс, при этом в заявке отсутствуют результаты по влиянию этих удобрений на качественные показатели сельскохозяйственной продукции.

В настоящее время неизвестны способы увеличения эффективности применения жидких удобрений KAC при возделывании сельскохозяйственных культур, основанные на включении в их состав: биологически активных добавок брассиностероидов, или биологически активных добавок брассиностероидов совместно с микроэлементами, и/или брассиностероидов со связующим, и /или гидрогумата совместно с микроэлементами.

Задачей настоящего изобретения является разработка состава и способа получения жидкого азотного удобрения KAC с добавками биологически активного вещества - брассиностероидов или гуматов и их сочетаний с другими модифицирующими добавками, обеспечивающего повышение урожайности и качества продукции сельскохозяйственных культур.

Поставленная задача решается составом и способом получения в промышленных условиях жидкого азотного удобрения с добавками брассиностероидов (БС), или с добавкой БС и микроэлементов, и/или полимерного связующего (медленнодействующее азотное удобрение), и/или с добавкой гуматов и микроэлементов, предназначенных для яровых и озимых зерновых культур.

Существенность отличий и принципиально новым моментом в предлагаемом авторами удобрении и способе его получения является наличие брассиностероидов в качестве биологически активной добавки, а также массовое содержание компонентов (биологически активных добавок и микроэлементов).

Используемые в заявляемом удобрении и способе его получения в качестве биологически активного вещества брассиностероиды имеют формулы (I) и (II).

Они широко распространены в природе (предполагается, что брассиностероиды свойственны всем или абсолютному большинству растительных видов - содержание в растении около 10 ^-6 -10 ^-9 %) и известны как природные гормоны растений, обладающие ростостимулирующим эффектом. На основе 24-эпибрассинолида (I) создан препарат ЭПИН, на основе 28-гомобрассинолида (II) - препарат ЭПИН-плюс, применяемые как регуляторы роста и средства повышения урожайности сельскохозяйственных культур [7]. Концентрация брассиностероидов в данных препаратах составляет 0,25 г/л. Брассиностероиды (I) заметно повышают эффективность применения KAC при возделывании зерновых культур. Вносятся регуляторы роста в исключительно малых количествах, сравнимых с содержанием их в самом растении, что особенно важно с экологической точки зрения.

Возможность использования БС в качестве биологически активного компонента в чистом виде или в составе с другими модифицирующими добавками в составе KAC в научной и патентной литературе не описана. Такое заявляемое решение предлагается впервые.

Технологическая последовательность предлагаемого способа позволяет ввести стимулирующую добавку в отдельности или с другими модифицирующими добавками, не изменяя существующую схему получения жидкого азотного удобрения KAC, без дополнительных материальных и энергетических затрат.

Сущность заявляемого способа, т.е. выпуска KACa с широким спектром микродобавок и биологически активных веществ, поясняется примерами и чертежом.

Схема № 1. Описание технологической схемы производства жидких азотных удобрений (KAC) с добавками микроэлементов и биологически активных веществ.

Технологическая схема основана на дозировании заданного количества микроэлементов и биологически активных веществ в раствор жидких азотных удобрений (KAC). Массовым (объёмный) расходомером FFIRC выдерживается соотношение расхода раствора с добавками микроэлементов и биологически активных веществ в зависимости от расхода раствора жидких азотных удобрений (KAC), подаваемых на приготовление раствора жидких азотных удобрений KAC с микроэлементами и биологически активными веществами. Количество подаваемого раствора жидких азотных удобрений (KAC) контролируется массовым (объёмным) расходомером. Количество подаваемого раствора с добавками микроэлементов и биологически активных веществ регулируется клапаном в зависимости от расхода раствора жидких азотных удобрений (KAC). Для равномерного распределения добавки по объему установлен смеситель. Данная схема позволяет непрерывно производить растворы KAC с разными добавками в неограниченном количестве.

Схема № 2. Описание технологической схемы производства жидких азотных удобрений (KAC) с добавками микроэлементов и биологически активных веществ.

Технологическая схема основана на дозировании заданного количества микроэлементов и биологически активных веществ в раствор жидких азотных удобрений (KAC). Насосом из соответствующей емкости (если установлена не одна емкость) раствор с добавками микроэлементов и биологически активных веществ подается через массовый (объёмный) расходомер. Расходомером задается количество раствора с добавками микроэлементов и биологически активных веществ, необходимое для дозирования в одну транспортную единицу или в заданное количество KAC (хранилища). Массовый (объёмный) расходомер HCV, отдозировав заданное количество биологически активных веществ в раствор жидких азотных удобрений (KAC), дает команду на закрытие отсекателя, и схема возвращается в исходное положение. Данная схема позволяет приготавливать и отгружать жидкие азотные удобрения (KAC) с различными добавками и небольшими партиями (одна транспортная единица).

Предлагаемый состав удобрения позволяет повысить урожайность сельскохозяйственных культур, что подтверждается примерами конкретных полевых опытов.

Эффективность KAC с добавками регуляторов роста растений (брассиностероидов и гидрогумата) изучалась на озимой пшенице сорта Легенда на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве с высокими агрохимическими показателями пахотного горизонта: содержание гумуса 2,01%, подвижного фосфора и калия более 300 мг/кг почвы, рН в KCl - 5,6.

С осени под озимую пшеницу вносились комплексные удобрения марки NPK = 5:16:35 в дозе N ₂₅ P ₈₀ K ₁₇₅ , весной в фазу «конец кущения - начало стеблевания » -подкормка карбамидом в дозе N ₈₅ , и в фазу последнего листа - подкормка KAC с добавками регуляторов роста растений в дозе N ₃₀ .

Пример № 1. KAC с эпибрассинолидами.

В опыте изучалось по три дозы 24-эпибрассинолида в составе KAC, т.е. N ₃₀ KAC с Эпин 1 (0,000005% от массы удобрения), N ₃₀ KAC с Эпин 2 (0,000010% от массы удобрения) и N ₃₀ KAC с Эпин 3 (0,000015% от массы удобрения). Достоверное увеличение зерна (2,7 ц/га) озимой пшеницы наблюдается при внесении азотного удобрения KAC с Эпином 1, табл. 1.

Таблица 1. Эффективность KAC с добавками регулятора роста растений 24-эпибрассинолида при возделывании озимой пшеницы на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве (СПК «Щемыслица » Минского района).

Применение азотного удобрения KAC с Эпином улучшает качественный состав зерна озимой пшеницы за счет увеличения содержания незаменимых аминокислот, табл. 2.

Таблица 2. Влияние KAC с добавками эпибрассинолидов на аминокислотный состав зерна озимой пшеницы сорта Легенда, 2005 г.

Пример № 2. KAC с гидрогуматом и связующим (медленнодействующее удобрение).

Эффективность KAC с добавками регулятора роста растений ( «Гидрогумат » 1 (0,05% от массы удобрения) и «Гидрогумат » 2 (0,10% от массы удобрения) и связующим изучалось на той же дерново-подзолистой почве (СПК «Щемыслица » Минского района) при возделывании озимой пшеницы сорта Легенда. Выявлено положительное влияние азотного удобрения KAC с добавками регулятора роста растений «Гидрогумат » на увеличение урожайности (на ц/га, или %) и качества зерна озимой пшеницы, табл. 3-4.

Таблица 3. Эффективность KAC с добавками регулятора роста растений «Гидрогумат » при возделывании озимой пшеницы на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве (СПК «Щемыслица » Минского района).

Таблица 4. Влияние KAC с добавками регулятора роста растений «Гидрогумат » на аминокислотный состав зерна озимой пшеницы сорта Легенда, 2005 г.

Пример № 3. KAC с добавками микроэлементов (медь, марганец) или микроэлементов и брассиностероидов.

Эффективность KAC с добавками микроэлементов или микроэлементов совместно с брассиностероидами приведена на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах в опыте с яровым рапсом сорта Явар, табл. 5.

Таблица 5. Влияние удобрений на урожайность ярового рапса

* дозы под озимый рапс - с осени N ₁₈ P ₅₈ K ₁₂₆ ; весной подкормка азотными удобрениями: N ₆₀ - сульфат аммония и N ₄₀ KAC с добавками.

Пример № 4. KAC с добавками микроэлементов (медь, марганец) или микроэлементов и регулятора роста растений «Гидрогумат ».

Включение регулятора роста растений «Гидрогумат », или микроэлементов (медь, марганец), или совместно регулятора роста растений и микроэлементов в состав азотного удобрения KAC обеспечивает повышение урожайности озимого тритикале и пивоваренного ячменя. Прибавка зерна озимого тритикале от внесения KAC с модифицирующими добавками находилась в пределах от 0,8 до 3,3 ц/га, пивоваренного ячменя - от 3,1 до 9,6 ц/га в зависимости от вариантов опыта. По содержанию белка (меньше 12%) зерно пивоваренного ячменя (все варианты) соответствуют требованиям пивоваренной промышленности, табл. 6.

Таблица 6. Влияние удобрений на урожайность зерновых культур

* - доза удобрений под озимое тритикале,

** - доза под пивоваренный ячмень - N ₄₀ P ₈₀ K ₁₂₀ .

Приведенные данные показывают, что включение в состав жидкого азотного удобрения KAC перечисленных выше модифицирующих добавок: регуляторов роста растений (брассиностероидов, или гидрогумата натрия), микроэлементов (меди, марганца) или регуляторов роста растений совместно с микроэлементами - обеспечивает повышение эффективности удобрения, что сказывается на увеличении урожайности и улучшении качества яровых и озимых зерновых культур и рапса.

Предлагаемое жидкое азотное удобрение и способ его получения отвечает критериям новизны, заключающейся в сочетании и количественном содержании модифицирующих, добавок в заявляемом удобрении. Включение брассиностероидов в чистом виде, или совместно с другими модифицирующими добавками в азотное удобрение KAC в патентной литературе неизвестно.

Предлагаемое жидкое азотное удобрение и способ его получения отвечает критерию изобретательского уровня, так как вводимое количество модифицирующих добавок обеспечивает повышение эффективности удобрения, что сказывается на повышении урожайности с хорошим качеством продовольственного зерна зерновых культур.

Предлагаемое жидкое азотное удобрение и способ его получения отвечает критерию "промышленной применимости" на том основании, что его промышленное производство возможно на химических предприятиях, выпускающих азотные удобрения, или на базах «Агросервис ».

Литература

1. Удобрения жидкие азотные KAC ТУ РБ 500036524.054-2004.

2. Применение карбамид-аммиачной смеси под основные сельскохозяйственные культуры. Рекомендации / Состав. Ф.Н. Леонов, В.Н. Емельянова, И.В. Шибанова и др. Минск, УМЦ Минсельхозпрода, 2004, 12 с.

3. Патент РБ № 1078 «Способ производства жидкого азотного удобрения » (с 05.03.1993 г.).

4. Авт.св. 1279982, МКИ C05D 9/02,1983.

5. Лапа В.В., Босак В.Н. Минеральные удобрения и пути повышения их эффективности // Минск, 2002.-184 с.

6. Каталог пестицидов и удобрений, разрешенных для применения в Республике Беларусь / Майсеенко А.В., Барыбкина Л.В., Пестерев C.A. и др. - Минск, ООО «Муфлон », 2002. - 362 с.

7. Хрипач В.А., Лахович Ф.Ф., Жабинский В.Н. Брассиностероиды. Минск: Навука i тэхнiка, 1993, 288 с.

8 Патент РБ № 1056 «Гуматсодержащее азотное удобрение ».

9. Патент РБ № 1055 «Азотное удобрение ».

10. Патент РБ № 5168 (1997).

11. Патент РБ № 884 «Жидкое азотное удобрение и способ его получения » МКИ, С 05D 9/02, С 05С 13/00, заявка № 48-50211993 (SU); заявлено 13.01.1992; опуб. 15.12.95, бюл. № 4, ч. 1, 1995. с. 94 (прототип).