Азотное удобрение с селеном

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт почвоведения и агрохимии(72) Авторы Богдевич Иосиф Михайлович Пироговская Галина Владимировна Рак Михаил Васильевич Головатый Сергей Ефимович Ковалевич Зоя Сергеевна Титова Светлана Афанасьевна Софрановская Галина Михайловна Русалович Алексей Михайлович Сороко Виктор Иванович Арсенова Наталья Ильинична Дудорева Инна Васильевна(73) Патентообладатель Республиканское научное дочернее унитарное предприятие Институт почвоведения и агрохимии(57) 1. Азотное удобрение, включающее азотсодержащий компонент и добавку, отличающееся тем, что в качестве азотсодержащего компонента включает карбамид или КАС,в качестве добавки включает микроэлемент селен и, при необходимости, медь, связующее и воду при следующем соотношении компонентов, мас.карбамид или КАС 71,00-99,97 селен 0,026-0,200 медь 0-0,7 связующее 0-0,3 вода 0-27,8. 2. Азотное удобрение по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника селена содержит селенит или селенат натрия. 3. Азотное удобрение по п. 1, отличающееся тем, что в качестве связующего содержит водорастворимый полимер или сильнонабухающий полиэлектролитный гидрогель. 4. Азотное удобрение по п. 1, отличающееся тем, что в качестве источника меди содержит отработанный медно-аммиачный травильный раствор гальванического производства или сульфат меди. Изобретение относится к производству и применению удобрений, которые могут быть использованы на химических предприятиях, выпускающих азотные удобрения, и в сельском хозяйстве при возделывании зерновых культур и многолетних трав. 9713 1 2007.08.30 Известно применение азотных стандартных удобрений (карбамида и КАС с содержанием азота соответственно м - 46 кас - 28-32 . Общие недостатки указанных удобрений быстрая растворимость в воде и в почве, значительные потери азота при инфильтрации атмосферных осадков 1, (базовые варианты). В настоящее время известны различные способы обогащения селеном сельскохозяйственной продукции это применение селенсодержащих удобрений в почву, некорневые обработки по вегетирующим растениям, обогащение продуктов питания селеном и т.д. В Республике Беларусь известно применение селена в хлебопродуктах, минеральных водах и продукции птицефабрик. Прямое обогащение продуктов питания селеном на предприятиях пищевой промышленности представляется весьма рискованной мерой с точки зрения конечного результата - состояния здоровья населения республики. В зарубежных странах одним из рациональных способов обогащения селеном сельскохозяйственной продукции является применение селенсодержащих удобрений. В течение второй половины 80-х годов в Финляндии за счет удобрений удалось достичь повышения содержания селена в зерне пшеницы, ячменя и овса более чем на порядок - от 10 до 230 мкг/кг, в картофеле - в 6 раз (от 10 до 60 мкг/кг). Удобрение кормовых трав позволило повысить содержание селена в 1 литре молока с 20 до 30 мкг. В Скандинавии, где почвы содержат мало селена, широко используют селенсодержащие удобрения под различные сельскохозяйственные культуры. Разработка селенсодержащих удобрений и применение их на почвах с низким содержанием селена может предотвратить селеновую недостаточность сельскохозяйственных культур. При этом следует учитывать, что селен относится к первой группе опасных токсических веществ, следовательно, система применения селенсодержащих удобрений должна быть строго регламентированной в зависимости от свойств почв и биологических особенностей основных сельскохозяйственных культур. Известно применение комплексных азотно-фосфорно-калийных удобрений различных марок с добавлением селена (0,0006 от массы удобрения), одной из модифицирующих добавок в составе целого комплекса других микроэлементов (от 3 до 9 элементов), фирмы Кемира, например 20812264,5413161810102061224 2, аналоги. Недостатками указанных удобрений является то, что в составе азотно-фосфорнокалийных удобрений находится большой спектр других микроэлементов, что не позволяет выявить действие селена в чистом виде на урожайность и качество сельскохозяйственной продукции. Задачей нашего изобретения является разработка селенсодержащих удобрений для зерновых культур и многолетних трав, которые также нуждаются в таком микроэлементе,как медь. Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является азотное медленнодействующее удобрение, содержащее в своем составе азот в форме карбамида или сульфата аммония, или КАС, полимерное связующее(водорастворимый полимер (ВРП), получаемый из отходов производства полиакрилонитрильных волокон или полиэлектролитный гидрогель, получаемый на основе ВРП) и биологически активные добавки на основе торфа и растительного сырья (регуляторы роста растений - Гидрогумат, Оксигумат, Мальтамин) и источник микроэлемента - меди(отработанный медно-аммиачный травильный раствор гальванического производства) 3 прототип. Недостатком вышеуказанного технического решения является то, что это удобрение в своем составе содержит только медь и предназначено оно для основного внесения в почву преимущественно для культур более длительного вегетационного периода, чем,например, яровые зерновые культуры. Задачей настоящего технического решения является получение новой формы азотного удобрения (азотсодержащий компонент может быть карбамид или КАС) дополнительно,2 9713 1 2007.08.30 содержащего селен, а, при необходимости, наряду с селеном и медь, и/или связующее вещество (полимер) и медь. Задачей, решаемой данным изобретением, является преодоление селенодефицита в сельскохозяйственной продукции за счет увеличения селена в продовольственном зерне и травяных кормах. Поставленная задача решается тем, что предложены азотные удобрения (карбамид или КАС), содержащие азот и селен, или азот, селен и медь, или азот, селен, медь и полимерное связующее (медленнодействующее азотное удобрение). Принципиально новым моментом в предлагаемых авторами удобрениях является включение в разные формы азотсодержащих (твердых и жидких) удобрений селенсодержащих добавок, их количественные отношения, обеспечивающие получение зерна и травяных кормов с оптимальным содержанием селена, безопасным для здоровья человека. Повышенные или высокие дозы селена в составе минеральных удобрений могут привести к избыточному, токсичному накоплению селена в сельскохозяйственной продукции. Сущность изобретения и конкретные примеры предлагаемого авторами изобретения,включая известное решение (базовый вариант и прототип), приведены в таблице 1. Другие примеры осуществления заявляемых азотных удобрений с селеном и другими модифицирующими добавками, не указанными в вышеприведенных примерах, реализуются аналогично. Агрохимические испытания эффективности селенсодержащих азотных удобрений проводили в 2003-2004 гг. на дерново-подзолистой легкосуглинистой, развивающейся на мощных суглинках почве в опытах с яровой пшеницей и многолетними злаковыми травами. Почва опытных участков характеризовалась следующими агрохимическими показателями опыт с яровой пшеницей - содержание Р 2 О 5 (350 мг/кг) и К 2 О (240 мг/кг), гумус 2,1 опыт с многолетними травами - Р 2 О 5 (250 мг/кг) и К 2 О (200 мг/кг), гумус 1,91 . Валовое содержание селена в пахотном горизонте почвы в опыте как с яровой пшеницей,так и с многолетними травами было 24 мкг/кг почвы. В полевых опытах испытывались селенсодержащие азотные удобрения на основе КАС- на основе карбамида 1. КАС с 1 (0,056 селена от массы 1. Карбамид с 1 (0,052 селена от удобрения) массы удобрения) 2. КАС с 2 (0,084 ) 2. Карбамид с 2 (0,078 ) 3. КАС с 3(0,140 ) 3. Карбамид с 3 (0,130 ) 4. КАС с 4 (0,196 ) 4. Карбамид с 4 (0,182 ) Таблица 1 Сравнительные данные и примеры приготовления по предлагаемым азотным удобрениям с селеном, базовым объектам и прототипу Содержание компонентов, мас.Удобрение 1. Азотное удобрение (карбамид) 100 100 100 100 100 базовый 2. Азотное удобрение (КАС) 100 100 100 100 100 базовый 3. Азотное медленнодействующее азотсодержащий компонент (98,45-99,80 ),удобрение (патент РБ(прототип полимерное связующее (0,05-1,0 ), биологически активные вещества (0,05-0,15 ), источник микроэлементов - по С (0,1-0,4 ) 3 4. Карбамид 99,87 99,818 4.1. Модифицирующая добавка Селен (действующее вещество) 0,026 0,052 0,078 0,130 0,182 5. Карбамид 99,974 99,898 99,822 99,670 99,518 5.1. Модифицирующая добавка Селен (действующее вещество) 0,026 0,052 0,078 0,130 0,182 Полимерное связующее 0,00 0,05 0,10 0,20 0,30 6. КАС 99,972 99,944 99,916 99,860 99,804 6.1. Модифицирующая добавка Селен (действующее вещество) 0,028 0,056 0,084 0,140 0,196 7. КАС 99,972 99,894 99,816 99,660 99,504 7.1 Модифицирующая добавка Селен (действующее вещество) 0,028 0,056 0,084 0,140 0,196 Полимерное связующее 0,00 0,05 0,10 0,20 0,30 8. КАС 99,972 92,894 85,816 78,660 71,704 8.1 Модифицирующая добавка Селен (действующее вещество) 0,028 0,056 0,084 0,140 0,196 Полимерное связующее 0,00 0,05 0,10 0,20 0,30 Вода 0,00 7,00 14,00 21,00 27,80 9. КАС 99,972 92,594 99,366 99,060 98,804 9.1. Модифицирующая добавка Селен (действующее вещество) 0,028 0,056 0,084 0,140 0,196 Полимерное связующее 0,00 0,05 0,10 0,20 0,30 Источник микроэлемента - (по С д.в.) 0,00 0,30 0,45 0,60 0,70 В табл. 2 приведены двухлетние экспериментальные данные урожайности яровой пшеницы в полевом опыте на дерново-подзолистой легкосуглинистой почве. Результаты исследований показали, что внесение селенсодержащих азотных удобрений под предпосевную культивацию не оказывало существенного влияния на урожайность зерна яровой пшеницы по сравнению с базовым вариантом. Отмечается тенденция повышения урожайности яровой пшеницы при внесении селенсодержащих азотных удобрений на основе карбамида. Таблица 2 Влияние селенсодержащих азотных удобрений на урожайность зерна яровой пшеницы Урожайность, ц/га Прибавка Вариант 2003 г. 2004 г. среднее к фону 1 к фону 2 90(К)Р 60 К 120 33,8 48,4 41,1 9713 1 2007.08.30 Зерно яровой пшеницы в контрольных вариантах с КАС и карбамидом (без селена) характеризовалось низким содержанием селена и составило соответственно 45,4 и 28,2 мкг/кг сухой массы (табл. 3). Внесение селенсодержащих азотных удобрений способствовало увеличению содержания селена в зерне яровой пшеницы. Последовательное повышение содержания селена в азотном удобрении КАС приводило к увеличению его накопления в зерне в среднем за 2 года до 76,1-172,4 мкг/кг сухой массы (в 1,7-3,8 раза). Внесение различных марок селенсодержащего карбамида обеспечивало более интенсивное накопление селена в зерне яровой пшеницы - до 102,3-267,6 мкг/кг сухой массы (в 3,6-9,5 раз). При этом содержание селена в зерне находилось в пределах оптимальных концентраций (100-500 мкг/кг сухой массы), за исключением применения КАС с 1 и КАС с 2. Таблица 3 Влияние селенсодержащих азотных удобрений на содержание селена в зерне яровой пшеницы, мкг/кг сухой массы Вариант 90 Р 60 К 120 При анализе экспериментальных данных по содержанию селена в соломе в зависимости от применяемых селенсодержащих азотных удобрений прослеживается аналогичная закономерность накопления этого микроэлемента, как и в зерне. Отмечается более низкое содержание селена в соломе по сравнению с зерном яровой пшеницы. В полевом опыте с многолетними злаковыми травами не отмечено достоверного повышения урожайности сена в двух укосах при внесении азотных удобрений с возрастающими дозами селена (первый укос - 50,0-53,3 ц/га, второй укос - 31,5-34,5 ц/га), по сравнению с базовыми вариантами (первый укос - 50,9-51,8 ц/га, второй укос - 32,8 ц/га), при НСР 0,055,5 ц/га (первый укос, НСР 0,054,4 ц/га (второй укос). Содержание селена в растениях многолетних трав в базовом варианте низкое, что объясняется невысокой обеспеченностью почвы этим элементом (табл. 4). Отмечается снижение содержания селена в растениях от фазы отрастания (39,6 мкг/кг) к уборке (14,4 мкг/кг сухой массы). Оптимальное содержание селена в урожае многолетних трав первого укоса достигнуто при внесении его в дозах 2, 3 и 4 и составило соответственно 149, 282 и 370 мкг/кг сухой массы. Агрохимические испытания селенсодержащего азотного удобрения КАС, содержащего селен, полимерное связующее и медьсодержащий компонент, обеспечивают увеличение урожайности зерна яровой пшеницы в среднем за два года на 10 , сена многолетних трав на 10-15 в зависимости от укоса трав. 9713 1 2007.08.30 Таблица 4 Влияние селенсодержащих азотных удобрений на содержание селена в растениях многолетних злаковых трав первого укоса, мкг/кг сухой массы Фазы роста и развития растений Вариант Отрастание Трубкование Уборка 90 Р 60 К 120 39,6 23,1 14,4(базовый вариант) Карбамид с 160 К 120 32,2 30,5 24,4 Карбамид с 260 К 120 51,3 49,1 71,5 Карбамид с 360 К 120 79,5 68,5 90,6 Карбамид с 460 К 120 135,2 121,7 121,7 Приведенные данные свидетельствуют, что на дерново-подзолистых легкосуглинистых почвах действие новых селенсодержащих азотных удобрений на накопление селена в зерне яровой пшеницы и многолетних травах зависело от количества введенного селена в состав удобрения. Последовательное повышение содержания селена в КАС приводило к увеличению его накопления в зерне до 76-172 мкг/кг сухой массы (в 1,7-3,8 раза), карбамиде - до 102-267 мкг/кг сухой массы (в 3,6-9,5 раз). При этом содержание селена в зерне в лучших вариантах опыта находилось в пределах оптимальных концентраций (100-500 мкг/кг сухой массы). Отмечается более низкое содержание селена в соломе по сравнению с зерном яровой пшеницы. В опыте с многолетними злаковыми травами установлено снижение содержания селена в растениях от фазы отрастания (40 мкг/кг) к уборке (14 мкг/кг сухой массы). Предлагаемые азотные удобрения с селеном и другими модифицирующими добавками отвечают критериям новизны, заключающейся в сочетании и количественном содержании модифицирующих добавок в удобрении. Включение селена в азотные удобрения, в заявляемых количествах и в сочетании с вышеуказанными модифицирующими добавками, в патентной литературе неизвестно. Предлагаемые азотные удобрения с селеном и другими модифицирующими добавками отвечает критерию изобретательского уровня, так как вводимое количество селена обеспечивает повышение селена в продовольственном зерне и кормовых травах, что снижает селеновую недостаточность сельскохозяйственной продукции. Предлагаемые азотные удобрения с селеном и другими модифицирующими добавками отвечает критерию промышленной применимости на том основании, что его промышленное производство возможно на химических предприятиях, выпускающих азотные удобрения, а производство жидкого селенсодержащего азотного удобрения на основе КАС, при необходимости, возможно и на базах Агросервис. Источники информации 1. Лапа В.В., Босак В.Н. Минеральные удобрения и пути повышения их эффективности. - Мн., 2002. - 184 с. 2., 98 -99. - 113 с. Кемира. 3. Патент РБ 4162, МПК С 05 С 3/00, С 05 С 9/00,05 3/00 (прототип), 2001. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6