Изобретение относится к производству минеральных удобрений, в частности к производству жидких азотно-фосфорно-калийных удобрений, на химических предприятиях и предназначено для применения в сельском хозяйстве при возделывании овощных и других сельскохозяйственных культур. Приведены различные составы жидкого азотно-фосфорно-калийного удобрения с хелатными формами микроэлементов и способ его получения для применения под различные сельскохозяйственные культуры. Установлено, что применение жидких азотно-фосфорно-калийных удобрений с хелатными формами микроэлементов позволяет увеличить урожайность сельскохозяйственных культур на 10-25% по сравнению со стандартными формами удобрений.

[0001] Жидкое азотно-фосфорно-калийное удобрение, включающее азот, фосфор, калий и модифицирующие добавки, отличающееся тем, что в качестве добавки содержит микроэлементы в хелатной форме, при следующем соотношении всех компонентов, мас.%:

[0002] Способ получения жидкого азотно-фосфорно-калийного удобрения с хелатными формами микроэлементов, включающий приготовление базового раствора и его последующую нейтрализацию, отличающийся тем, что галлургический хлористый калий и мочевину растворяют в водном растворе аммиака с последующей нейтрализацией борной и фосфорной кислотами до рН 6,0-6,5 и введением в него раствора хелатных форм микроэлементов.

Изобретение относится к области производства и применению жидких комплексных азотно-фосфорно-калийных удобрений с микроэлементами и может быть использовано на химических предприятиях и для применения в сельском хозяйстве при возделывании овощных и других сельскохозяйственных культур.

Жидкие удобрения, содержащие два или более питательных элементов, называют жидкими комплексными удобрениями, сокращенно ЖКУ. Промышленное производство ЖКУ, нескольких марок (N:P:K = 10-20-0, 12-15-0 и 17:7:0), впервые было начато в США в 1953 г. Позднее, методом «горячего смешивания » - при реакции аммонизации фосфорной кислоты, были получены «базисные » растворы 8-24-0, 10-34-0, 11-37-0. Далее на установках «холодного смешивания » базисные растворы смешивали с другими компонентами [1]. Аналогичные базисные растворы были получены в Великобритании, Франции, Бельгии, Испании, Канаде, Японии и др.

В бывшем СССР впервые опытная партия ЖКУ была произведена на опытном заводе НИУИФ в 1965-1966 гг., а с 1974 г. - выпускался базовый раствор 10-34-0 на основе суперфосфорной кислоты. Известно также получение ЖКУ марок 9-9-9 и 10-34-0 на основе экстракционной кислоты (Ионавский завод, Литва), [2].

Интерес к производству и применению ЖКУ за рубежом в настоящее время очень высок.

Известен широкий спектр жидких концентратов, содержащих важнейшие элементы питания растений, и легкоусвояемые микроэлементы хелатированные соединением ЕДТА и комплексными органическими кислотами. Например, жидкие некорневые удобрения «Эколист » фирмы EKOPLONSA, повышающие урожайность и его качество. Состав этих многокомпонентных некорневых удобрений содержит наряду с макроэлементами (эколист стандарт - N:K (K2O):Mg (MgO) = 9,8:6,4:2,7; эколист зерновые - 10,5:5,1:2,5; эколист рапс - 11,0:5,1:2,3; эколист картофель 10,5:5,1:2,5; эколист макро - N.P.K = 12:4:7 и 6:12:7) и большой набор микроэлементов (В - от 0,01 до 0,45%, Cu - 0,01-0,45%, Mn - 0,01-0,48, Мо - 0,018-0,005, Zn -0,05-0,27 Fe - 0,02-0,10% [3].

Известны также составы жидких концентратов удобрений для некорневых подкормок сельскохозяйственных культур производства фирмы РР-С АДОВ Польша, которые выпускаются по лицензии фирмы БАСФ. Например удобрения: басфолиар - 36 экстра (N.MgO = 36,6:4,3 с Mn- 1,35%, Cu - 0,27%, В - 0,0,128%, Cu - 0,128%, В - 0,027, Fe-0,027, Zn - 0,013 и Mo -0,0067%); басфолиар-34 - (N.MgO =34,0:0,65 с Cu - 0,128 и Mn -0,128%); басфолиар - (N:P:K:MgO = 12-4-6-0,2 и N:P:K:S:MgO = 12-4-6-5-0,2 с - Mn - 0,01%, Cu - 0,01, В - 0,02, Fe - 0,01, Zn - 0,005 и Mo -0,005%) и басфолиар 6-12-6 с MgO - 0,01%, Mn, Cu, В, Fe - по 0,01% (каждого элемента), Zn - 0,05 и Мо -0,005%) [4].

Наиболее близким к предлагаемому решению по достигаемому результату и технической сущности является применение жидкого азотного удобрения и способ его получения, заключающийся в нейтрализации аммиаком фосфорной кислоты (экстракционной или термической) до рН около 6,5. В качестве нейтрализующего агента в зависимости от схемы получения используется водный или безводный аммиак. В качестве азотсодержащего компонента в жидком удобрении используется мочевина, аммиачная селитра, или смесь мочевины и аммиачной селитры, или формамид (амид муравьиной кислоты). В качестве фосфорного компонента при получении жидких комплексных удобрений используется ортофосфорная и суперфосфорные кислоты. Источником калия для ЖКУ является хлористый калий, можно также использовать поташ или калиевую щелочь, но при этом стоимость удобрений сильно возрастает. Суммарное количество питательных веществ в жидком удобрении, полученном на ортофосфорной кислоте и содержащем азот, фосфор и калий в соотношении 1:1:1, составляет 27% (9-9-9). Лимитирующим фактором, не позволяющим повышать содержание питательных веществ в в жидком удобрении, является температура кристализации раствора, резко возрастающая с увеличением концентрации. Составы ЖКУ, содержащие три основных элемента питания (N:P ₂ O ₅ :K ₂ O) c температурой начала кристаллизации не выше 0 ^О С были получены следующие, с содержанием действующего вещества, %: 6-16-6, 4-12-8, 3,5-10-10, 7-14-7, 5-10-10,10-15-5, 8-12-8, 15-10-5, 12-8-8, 10-5-10-прототип [2, стр. 10-17].

Недостатками вышеуказанного технического решения является то, что это удобрение в своем составе содержит макроэлементы, отсутствуют микроэлементы.

В настоящее время в Республике Беларусь получение жидких комплексных удобрений с хелатными формами микроэлементов для применения под овощные и сельскохозяйственные культуры не производится. Задачей изобретения было создание способа получения жидких комплексных удобрений (ЖКУ), содержащих хелатные соединения микроэлементов под конкретные сельскохозяйственные культуры, и, позволяющие вовлечь в производство отечественное сырье - хлористый калий, мочевину, аммиак.

Задача решена в способе получения ЖКУ, путем приготовления базовых растворов азотно-фосфорно-калийных удобрений на основе галлургического хлористого калия, мочевины, аммиачной воды и фосфорной кислоты. По предлагаемому способу получают раздельно базовые составы азотно-фосфорно-калийных ЖКУ и растворы хелатных соединений микроэлементов, которые затем смешивают.

Сущность способа заключается в следующем. Прежде всего способ разрабатывался с целью вовлечения в производство максимально возможного количества хлористого калия при одновременном получении необходимого соотношения азота, фосфора и калия в ЖКУ с хелатными соединениями микроэлементов для конкретных сельскохозяйственных культур.

С другой стороны, эти ЖКУ должны иметь неагрессивную среду (рН 6,0-6,5) и не подвергаться гидролизу в процессе хранения. Это достигнуто нейтрализацией аммиачной водой до рН 6,0-6,5 и путем введения в ЖКУ заранее приготовленных хелатных соединений микроэлементов.

Использование предложенного способа позволяет вовлечь в производство отечественный галлургический хлористый калий и при этом получить составы ЖКУ с хелатными соединениями микроэлементов, под конкретные сельскохозяйственные культуры.

Пример 1. Удобрение для капусты.

Для получения базового раствора азотно-фосфорно-калийного удобрения - жидкого комплексного удобрения (ЖКУ) марки N : P ₂ O ₅ : K ₂ O = 8:4:9 - в 88,5 дм ³ горячей воды растворяют 0,8 кг трилона Б, добавляют 30,5 кг галлургического хлористого калия, перемешивают до полного растворения, вводят 13,5 дм ³ аммиачной воды (25,7 %NH ₃ ), 30,9 кг мочевины и 1,72 кг борной кислоты и вновь перемешивают до полного растворения. Затем вливают 10,5 дм ³ фосфорной кислоты (52,5% Р ₂ О ₅ ).

Микроэлементы готовят в хелатной форме: в 16,3 дм ³ воды при температуре 50-60 °С растворяют 1,671 кг трилона Б, затем добавляют 1,232 кг сульфата цинка (ZnSO ₄ ∙ 7Н ₂ О) и 0,037 кг молибдата аммония, перемешивают до полного растворения.

Удобрение для капусты имеет состав: 8% N; 4% Р ₂ О ₅ ; 9% K ₂ O; 0,15 %В; 0,14 %Zn; 0,01% Mo.

Пример 2. Удобрение для моркови.

Для получения базового раствора азотно-фосфорно-калийного удобрения - жидкого комплексного удобрения (ЖКУ) марки N : Р ₂ О ₅ : K ₂ O =8:4:9 - в 94 дм ³ горячей воды растворяют 0,8 кг трилона Б, добавляют 30,5 кг галлургического хлористого калия, перемешивают до полного растворения, вводят 13,5 дм ³ аммиачной воды (25,7 %NH ₃ ), 30,9 кг мочевины и 1,62 кг борной кислоты и вновь перемешивают до полного растворения. Затем вливают 10,5 дм ³ фосфорной кислоты (52,5% Р ₂ О ₅ ).

Микроэлементы готовят в хелатной форме: в 11,5 дм ³ воды растворяют 1,176 кг трилона Б, затем добавляют 0,78 кг медного купороса (CuSO ₄ ∙ 5H ₂ O) и 0,0096 кг сернокислого кобальта (CoSO ₄ ∙ 7Н ₂ О), перемешивают до полного растворения.

Удобрение для моркови имеет состав: 8% N; 4% Р ₂ О ₅ ; 9% K ₂ O; 0,14% В; 0,10% Cu; 0,001% Со.

Раствор микроэлементов вводят в базовый раствор ЖКУ, замеряют рН и при необходимости добавляют аммиачную воду до рН 6,0-6,5.

Пример 3. Удобрение для свеклы.

Для получения базового раствора азотно-фосфорно-калийного удобрения - жидкого комплексного удобрения (ЖКУ) марки N:Р ₂ О ₅ :K ₂ O=8:4:9 - в 87,2 дм ³ горячей воды растворяют 0,8 кг трилона Б, добавляют 30,5 кг галлургического хлористого калия, 5 кг хлористого натрия, добавляют 13,5 дм ³ аммиачной воды (25,7 %NH ₃ ), 30,9 кг мочевины и 1,72 кг борной кислоты и перемешивают до полного растворения, затем вливают 10,5 дм ³ фосфорной кислоты (52,5% Р ₂ О ₅ ).

Микроэлементы готовят в хелатной форме: в 13,2 дм ³ воды растворяют 1,354 кг трилона Б, затем добавляют 0,876 кг сернокислого марганца (MnSO ₄ ∙ 5Н ₂ О) и перемешивают, пока раствор не станет почти прозрачным, затем вливают 1,5 дм ³ аммиачной воды и сразу смешивают с базовым раствором ЖКУ. Замеряют рН и при необходимости добавляют аммиачную воду до рН 6,0-6,5.

Удобрение для свеклы имеет состав: 8% N; 4% Р ₂ О ₅ ; 9% K ₂ O; 1,0% Na; 0,15% В; 0,10% Mn.

Пример 4. Удобрение для льна-долгунца:

Для получения базового раствора азотно-фосфорно-калийного удобрения - жидкого комплексного удобрения (ЖКУ) марки N:Р ₂ О ₅ :K ₂ O=5:7:10 - в 74 дм ³ горячей воды последовательно растворяют 0,9 кг трилона Б, добавляют 33,05 кг галлургического хлористого калия, перемешивают до полного растворения, вводят 23,5 дм ³ аммиачной воды (25,7 %NH ₃ ), 15,4 кг мочевины и 1,72 кг борной кислоты и вливают 18,3 дм ³ фосфорной кислоты (52,5% Р ₂ О ₅ ).

Микроэлементы готовят в хелатной форме: в 22,4 дм ³ воды последовательно растворяют 2,30 кг трилона Б, 0,88 кг сульфата цинка (ZnSO ₄ ∙7Н ₂ О) и 0,78 кг медного купороса (CuSO ₄ ∙5Н ₂ О) и сразу смешивают с базовым раствором ЖКУ. Замеряют рН и при необходимости добавляют аммиачную воду до рН 6,0-6,5.

Удобрение для льна-долгунца имеет состав: 5% N; 7% Р ₂ О ₅ ; 10% K ₂ O; 0,15% В; 0,10 Zn:0,l%Cu.

Пример 5. Удобрение для бобовых.

Для получения базового раствора азотно-фосфорно-калийного удобрения - жидкого комплексного удобрения (ЖКУ) марки N:Р ₂ О ₅ :K ₂ O =5:7:10 - в 100 дм ³ горячей воды последовательно растворяют 0,9 кг трилона Б, добавляют 33,05 кг галлургического хлористого калия, перемешивают до полного растворения, вводят 23,5 дм ³ аммиачной воды (25,7 %NH ₃ ), 15,4 кг мочевины и 1,72 кг борной кислоты и вливают 18,3 дм ³ фосфорной кислоты (52,5% Р ₂ О ₅ ).

Микроэлементы готовят в хелатной форме: в 0,8 дм ³ воды последовательно растворяют 0,08 кг трилона Б и 0,037 кг молибдата аммония и сразу смешивают с базовым раствором ЖКУ. Замеряют рН и при необходимости добавляют аммиачную воду до рН 6,0-6,5.

Удобрение для бобовых имеет состав: 5% N; 7% Р ₂ О ₅ ; 10% K ₂ O; 0,15% В; 0,01% Мо.

Пример 6. Удобрение для цветов.

Для получения базового раствора азотно-фосфорно-калийного удобрения - жидкого комплексного удобрения (ЖКУ) марки N:Р ₂ О ₅ :K ₂ O = 6:3:8 - в 127,0 дм ³ горячей воды растворяют 0,7 кг трилона Б, добавляют 26,5 кг галлургического хлористого калия, вводят 9,5 дм ³ аммиачной воды (25,7 %NH ₃ ), 22,2 кг мочевины и 2,29 кг борной кислоты, перемешивают до полного растворения, вливают 7,2 дм ³ фосфорной кислоты (52,5% Р ₂ О ₅ ).

Микроэлементы готовят в хелатной форме:в 1,8 дм ³ воды растворяют 0,184 кг трилона Б, затем добавляют 0,078 кг медного купороса (CuSO ₄ ∙5Н ₂ О) и 0,034 кг сернокислого марганца (MnSO ₄ ∙5Н ₂ О), добавляют1 дм ³ аммиачной воды. Полученный раствор вводят в базовый раствор ЖКУ.

Удобрение для цветов имеет состав: 6% N; 3% Р ₂ О ₅ ; 8% K ₂ O; 0,20% В; 0,01% Cu; 0,005% Mn.

Предлагаемые составы удобрения позволяют повысить урожайность овощных и сельскохозяйственных культур на дерново-подзолистых легкосуглинистых и связно- рыхлосупесчаных почвах от 10 до 25%.

Предлагаемое жидкое комплексное удобрение с хелатными формами микроэлементов и способ его получения отвечает критериям новизны, заключающейся в сочетании и количественном содержании модифицирующих добавок в удобрении. Включение модифицирующих добавок в заявляемых количествах в составе жидких комплексных удобрений в патентной литературе неизвестно.

Предлагаемое жидкое комплексное удобрение с хелатными формами микроэлементов и способ его получения отвечает критерию изобретательского уровня, так как вводимое количество модифицирующих добавок обеспечивает повышение урожайности овощных и сельскохозяйственных культур.

Предлагаемое жидкое комплексное удобрение с хелатными формами микроэлементов и способ их получения отвечает критерию "промышленной применимости" на том основании, что его промышленное производство возможно на химических предприятиях, выпускающих комплексные удобрения, в том числе на ОАО «Гомельский химический завод ».

Литература

1. Hidnett T.P. Liguid fertilizer technology and economics in the USA. -Phosph.Agric.,1968,v.22, № 51.

2. Янишевский Ф.В. Агрохимия жидких комплексных удобрений //Изд-во «Наука », Москва, 1978. - 208 с.

3. Эколист - Некорневые удобрения // Рекламный проспект.

4. Жидкие удобрения для внекорневой подкормки сельскохозяйственных культур // Рекламный проспект, отпечатан в типографии ООО «Поликрафт ». Лиц. № 02330/0148704 от 30.04. 2004 г.