Способ получения комплексного медь-цинк-гуминового удобрения

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО МЕДЬ-ЦИНКГУМИНОВОГО УДОБРЕНИЯ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт природопользования Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Коврик Светлана Ивановна Бамбалов Николай Николаевич Соколов Геннадий Алексеевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт природопользования Национальной академии наук Беларуси(57) Способ получения комплексного медь-цинк-гуминового удобрения, заключающийся в том, что последовательно смешивают сульфат меди, сульфат цинка, водный раствор аммиака, трилон Б и водный раствор гуминовых веществ в количествах, обеспечивающих следующее содержание компонентов в 1 л водного раствора, г медь 20-25 цинк 20-25 аммиак 68,0-90,6 трилон Б 300-350 гуминовые вещества 4-8. Изобретение относится к области химической технологии удобрений, а именно к получению жидких удобрений для обработки растений или семян одновременно биологически активными гуминовыми веществами и двумя микроэлементами, в частности медью и цинком. Известно, что многие растения испытывают недостаток микроэлементов (например,меди или цинка), поэтому их подкармливают соответствующими удобрениями путем опрыскивания водными растворами солей с оптимальной концентрацией микроэлемента 0,02-0,05 в дозах 40-150 г/га меди (цинка) 1. Недостатком этого способа является отсутствие в применяемых для опрыскивания растений растворах микроэлементных удобрений биологически активных веществ. Известен способ получения биологически активных препаратов для растениеводства,заключающийся в извлечении из гумифицированного сырья (торфа, бурого угля, сапропеля, биогумуса) гуминовых веществ в виде гуматов аммония, натрия или калия водными растворами соответствующих едких или углекислых щелочей 2, 3. Опрыскивают растения водными растворами гуминовых препаратов с оптимальными концентрациями 0,0010,02 , при этом их дозы на 1 га составляют от 5 до 40 г сухой массы. Недостатком этого 16752 1 2013.02.28 способа является отсутствие в биологически активных гуминовых препаратах микроэлементов в количествах, необходимых для обеспечения потребности растений, что увеличивает затраты времени, труда, материальных и финансовых средств на получение урожаев. По технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому способу наиболее близок способ получения удобрения, содержащего одновременно ионы меди и гуматы натрия, заключающийся в смешивании водных растворов сернокислой меди и щелочных растворов гуминовых веществ 4. Для предотвращения образования нерастворимых гуматов меди в раствор с концентрацией катионов меди 50 г/л сначала добавляют 63,4 г/л аммиака и 50 г/л хлорида аммония, а потом вводят 5 г гуминовых веществ в виде гумата натрия. Недостатком предложенного способа является наличие в удобрении только одного микроэлемента - меди. Экономически и агротехнологически более выгодным является наличие в удобрении нескольких видов микроэлементов. Целью заявляемого изобретения является создание жидкого комплексного медь-цинкгуминового удобрения, содержащего биологически активные гуминовые вещества и два микроэлемента - медь и цинк в количествах, оптимальных для обработки растений. Указанная цель достигается при последовательном смешивании медь- и цинксодержащих солей, трилона Б с водным раствором аммиака и раствором гуминовых веществ причем обязательным условием является добавление гуминовых веществ после введения трилона Б и водного раствора аммиака. Компоненты берутся в таких количествах и соотношениях, которые после разбавления комплексного медь-цинк-гуминового удобрения обеспечивают получение рабочих растворов с концентрациями микроэлементов и гуминовых веществ, необходимыми для обработки семян и растений. Пример 1 К смеси, состоящей из 78 г сернокислой меди (452) и 88,3 г сернокислого цинка (472), добавляют 68 г аммиака. Смесь перемешивают до полного растворения солей, потом добавляют 300 г трилона Б и подогревают на водяной бане до полного растворения трилона Б. Только после растворения всех компонентов в смесь вводят гуминовые вещества в виде 100 мл 4 -ного раствора гумата натрия (калия или аммония), который получают экстракцией торфа щелочью или водным раствором аммиака в течение одного часа при температуре 96-98 С. При необходимости концентрацию гуминовых веществ в удобрении можно увеличить до 8 г/л за счет введения большего объема гумата натрия (калия) или аммония, при этом концентрация остальных компонентов остается неизменной. После перемешивания общий объем раствора удобрения доводят до 1000 мл водой. В результате получается жидкое комплексное медь-цинк-гуминовое удобрение темно-синего цвета без осадка, содержащее в одном литре 20 г меди, 20 г цинка и 4-8 г гуминовых веществ. Для опрыскивания растений используют рабочий раствор, который готовят путем разбавления комплексного медь-цинк-гуминового удобрения водой в соотношении 1100. Прозрачный рабочий раствор содержит 0,02 меди 0,02 цинка и 0,004-0,008 гуминовых веществ. Другие примеры приведены в таблице. Большинство примеров выполнено при добавлении солей меди и цинка с концентрацией катионов по 20 г/л. Экспериментально установлено, что для данных концентраций микроэлементов, не изменяя количество введенного водного раствора аммиака и трилона Б, можно увеличить концентрацию гуминовых веществ до 8 г/л (пример 2 таблицы). Показано, что при использовании 90,6 г аммиака и 350 г/л трилона Б концентрацию каждого из микроэлементов можно увеличить до 25 г/л. При этом концентрация гуминовых веществ не должна превышать 5 г/л (пример 3 таблицы), в противном случае в удобрении при хранении может образоваться осадок (пример 10 таблицы). При концентрациях катионов меди и цинка выше 25 г/л в удобрении образуется осадок. Для пояснения изобретения приводятся рисунки 16752 1 2013.02.28 фиг. 1 - зависимость коэффициента пропускания света рабочим раствором от концентрации аммиака в удобрении, содержащем 300 г/л трилона Б фиг. 2 - зависимость коэффициента пропускания света рабочим раствором от времени приготовления из удобрения, содержащего 300 г/л трилона Б и аммиака 1 - 56,6 г 2 63,4 г 3 - 68 г 4 - 72,5 г фиг. 3 - влияние концентрации аммиака намедь-цинк-гуминового удобрения с концентрацией трилона Б 1 - 300 г/л и 2 - 320 г/л фиг. 4 - зависимость коэффициента пропускания света рабочим раствором от концентрации трилона Б в удобрении, содержащем 68 г/л аммиака фиг. 5 - зависимость коэффициента пропускания света рабочим раствором от времени приготовления из удобрения, содержащего 68 г/л аммиака и трилона Б 1 - 280 г/л 2 300 г/л 3 - 320 г/л фиг. 6 - влияние концентрации трилона Б намедь-цинк-гуминового удобрения, содержащего 68 г/л аммиака. Из примера 4 таблицы видно, что при введении гуминовых веществ в раствор солей меди и цинка сразу же образуется осадок, содержащий смесь гуматов и гидроксидов меди и цинка. Чтобы избежать этого, перед введением гуминовых веществ получают растворимые устойчивые комплексные соединения меди и цинка с аммиаком и трилоном Б, для чего используют аммиак в количестве не менее 68 г/л и трилон Б в количестве не менее 300 г/л. Если аммиак или трилон Б вводить меньше этого количества, то рабочие растворы не могут использоваться для обработки растений по одной из двух причин комплексное медь-цинк-гуминовое удобрение получается без осадка, но при его разбавлении водой часть катионов меди, цинка и гуминовых веществ в рабочем растворе выпадает в осадок (примеры 5, 6 таблицы) после хранения в течение 3-4 мес. в комплексном медь-цинк-гуминовом удобрении образуется осадок (примеры 7-9 таблицы). Выпадение осадка в рабочем растворе регистрировали по величине пропускания света рабочим раствором на приборе КФК-3 при 450 нм. В случае образования осадка величина пропускания снижается за счет рассеяния света частицами осадка, находящимися во взвешенном состоянии. Чем больше образуется осадка, тем ниже величина пропускания. Из примеров 6, 7 и 9 таблицы следует, что при концентрации раствора аммиака ниже 68 г/л в комплексном медь-цинк-гуминовом удобрении сразу после приготовления осадок может отсутствовать, но в рабочем растворе он появляется через 20 мин, или через 3-4 мес в самом удобрении образуется осадок. Как видно из рисунков 1 и 2, увеличение концентрации раствора аммиака способствует как возрастанию коэффициента пропускания рабочего раствора, так и сохранению последним прозрачности в течение 8 сут. Увеличение количества введенного раствора аммиака приводит к возрастаниюпрепарата и рабочего раствора, что является нежелательным при обработке семян и растений (фиг. 3). Влияние состава комплексного медь-цинк-гуминового удобрения на наличие осадка в нем и в рабочем растворе Наличие осадка Концентрация в комплексномКонцентрация Концентрация Концентрация Концентрация гуминовых веПримечание медь-цинкв рабочем п/п 2, г/л 2, г/л трилона Б, г/л аммиака, г/л ществ, г/л гуминовом удоб- растворе рении прозрачный 1 20 20 4 300 68,0 нет осадка раствор прозрачный 2 20 20 8 300 68,0 нет осадка раствор прозрачный 3 25 25 5 350 90,6 нет осадка раствор мутный рас 4 20 20 4 0 0 осадок твор 5 осадок через 20 20 4 0 68,0 нет осадка 10 мин осадок через 6 20 20 4 300 0 нет осадка 20 мин прозрачный 7 20 20 4 280 63,4 нет осадка раствор небольшой осапрозрачный 8 20 20 4 280 68,0 нет осадка док в удобрении раствор через 4 месяца небольшой осапрозрачный 9 20 20 4 300 63,4 нет осадка док в удобрении раствор через 4 месяца небольшой осапрозрачный 10 25 25 10 350 90,6 нет осадка док в удобрении раствор через 6 месяцев 16752 1 2013.02.28 Кроме аммиака еще одним обязательным компонентом медь-цинк-гуминового удобрения является трилон Б. Установлено, что при отсутствии трилона Б осадок образуется в рабочем растворе через 10 мин (пример 5 таблицы), при концентрации трилона Б до 300 г/л осадок образуется в медь-цинк-гуминовом удобрении через 3-4 мес. (пример 8 таблицы). Из рисунков 4-5 видно, что увеличение концентрации трилона Б с 280 до 300 г/л способствует возрастанию коэффициента пропускания рабочего раствора с 41 до 50 и сохранению последним прозрачности в течение 8 сут. Увеличение концентрации трилона Б способствует понижениюудобрения и рабочего раствора (рисунок 6). Так, при концентрации трилона Б 300 г/лудобрения составляет 8,7-9,3 и рабочего раствора 7,8-9,2 в зависимости от качества технологической воды,применяемой для приготовления растворов. Введение трилона Б в количестве большем чем 300 г/л не имеет смысла, т.к. прозрачность раствора от этого практически не изменяется. Наоборот, появляется опасность получения пересыщенного раствора удобрения. Трилон Б лучше всего вводить в удобрение после растворения солей меди и цинка в растворе аммиака. В данном случае растворение трилона Б происходит быстрее, за счет чего сокращается время нагревания, которое необходимо для растворения всех компонентов. Данные таблицы показывают, что во всех комплексных медь-цинк-гуминовых удобрениях, приготовленных по заявляемому способу, осадок не образуется как в самих удобрениях, так и в полученных из них рабочих растворах. Таким образом, полученные экспериментальные данные обосновывают следующий состав жидкого комплексного медь-цинк-гуминового удобрения соль меди, соль цинка,водный аммиак, гуминовые вещества, трилон Б, вода. Для приготовления комплексного медь-цинк-гуминового удобрения, пригодного для обработки растений одновременно биологически активным веществом и микроэлементами, указанные компоненты необходимо последовательно вводить из расчета на 1 л 78 г 452, 88,3 г 472,68 г аммиака, 300 г трилона Б, 4-8 г гуминовых веществ в виде 100-200 мл 4 -ного раствора, вода для доведения общего объема раствора до 1000 мл. Последовательность может быть и другой, например, сначала смешивают 78 г 452, 88,3 г 472 и 300 г трилона Б, которые растворяют с 68 г аммиака, а затем вводят гуминовые вещества и воду. Принципиально важно, чтобы до взаимодействия с гуминовыми веществами в растворе находились комплексные соединения меди и цинка с аммиаком и трилоном Б. После введения каждого предыдущего компонента смесь перемешивают до полного растворения и лишь после этого вводят следующий компонент. При необходимости концентрацию микроэлементов можно увеличить до 25 г/л, а гуминовых веществ - до 5 г/л. Тогда на 1 л необходимо вводить 97,5 г 452, 110,4 г 472, 90,6 г аммиака, 350 г трилона Б, 5 г гуминовых веществ в виде 125 мл 4 ного раствора и воду для доведения общего объема раствора до 1000 мл. Приготовленное жидкое комплексное медь-цинк-гуминовое удобрение не должно иметь осадка. Перед применением оно разбавляется водой в соотношении 1100. В рабочем растворе будет концентрация меди 0,02-0025 , цинка 0,02-0025 , гуминовых веществ 0,004-0,008 . Доза комплексного медь-цинк-гуминового удобрения на 1 га посевов составляет 2-3 л (200-300 л рабочего раствора), что соответствует 40-60 г меди, 40-60 г цинка и 8-24 г гуминовых веществ. Полезность изобретения состоит в том, что растения одновременно обрабатывают двумя микроэлементами и природным биологически активным веществом в оптимальных количествах. Источники информации 1. Ягодин Б.А., Смирнов П.М., Петербургский А.В. и др. Агрохимия. - М. Агропромиздат, 1989. - С. 331. 5 16752 1 2013.02.28 2. Христева Л.А. Стимулирующее влияние гуминовой кислоты на рост высших растений и природа этого явления // Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. Из-во Харьковского университета, 1957. - С. 75-93. 3. Христева Л.А. Физиологические функции гуминовой кислоты в процессах обмена высших растений // Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. - Из-во Харьковского университета, 1957. - С. 95-108. 4.12858. Способ получения медь-гуминового удобрения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6