Способ получения медь-гуминового удобрения

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Бамбалов Николай Николаевич Соколов Геннадий Алексеевич Самокар Олеся Михайловна(72) Авторы Бамбалов Николай Николаевич Соколов Геннадий Алексеевич Самокар Олеся Михайловна(73) Патентообладатели Бамбалов Николай Николаевич Соколов Геннадий Алексеевич Самокар Олеся Михайловна(57) Способ получения медь-гуминового удобрения, при котором смешивают водный раствор гуминового вещества с раствором аммиака, хлоридом или сульфатом меди и хлоридом, нитратом или сульфатом аммония, причем соль меди добавляют либо после введения аммиака, либо одновременно с аммиаком в виде раствора в аммиаке, при этом компоненты смешивают в количестве, обеспечивающем следующий состав удобрения, г/л гуминовое вещество 5 аммиак 70 соль аммония 50 медь 25 вода остальное. Способ получения медь-гуминового удобрения, при котором смешивают водный раствор гуминового вещества с раствором аммиака, хлоридом или сульфатом меди и хлоридом, нитратом или сульфатом аммония, причем соль меди добавляют либо после введения аммиака, либо одновременно с аммиаком в виде раствора в аммиаке, при этом компоненты смешивают в количестве, обеспечивающем следующий состав удобрения, г/л гуминовое вещество 5, аммиак 70, соль аммония 50, медь 25, вода - остальное. Изобретение относится к области химической технологии удобрений, а именно к получению жидких удобрений для обработки растений или семян одновременно биологически активными гуминовыми веществами и микроэлементами, в частности медью. Известен способ получения биологически активных удобрений 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 1, 2. Опрыскивают растения водными растворами гуминовых удобрений с оптимальными концентрациями 0,0010,01 , при этом их дозы на 1 га составляют от 5 до 30 г сухой массы, но наиболее часто 1 12858 1 2010.02.28 используют растворы гуминовых веществ в концентрации 50 мг/л, что соответствует 0,0053. Недостатком этого способа является отсутствие в биологически активных гуминовых удобрениях микроэлементов в количествах, необходимых для обеспечения потребности растений, что увеличивает затраты времени, труда, материальных и финансовых средств на получение урожаев. Известно, что многие растения испытывают недостаток меди, поэтому их подкармливают медными удобрениями, например, путем опрыскивания водными растворами сернокислой меди с оптимальными концентрациями 0,02-0,05 в дозах 200-300 г/га, что соответствует 5075 г/га меди 4. Недостатком этого способа является отсутствие в применяемых для опрыскивания растений растворах медных удобрений биологически активных веществ. По технической сущности и достигаемому положительному эффекту к заявляемому способу наиболее близок способ получения препарата, содержащего одновременно ионы меди и гуматы натрия, заключающийся в смешивании водных растворов сернокислой меди и щелочных растворов гуминовых веществ, причем для удержания меди в растворе масса гуминовых веществ должна быть, как минимум, в 2 раза выше массы меди 5. Этот способ принят нами в качестве прототипа. Недостатком прототипа является неблагоприятное для растений соотношение между растворенными гуминовыми веществами и медью. В рабочем растворе для опрыскивания растений должно быть 0,05 меди и 0,005 гуминовых веществ, однако в рабочем растворе, приготовленном по прототипу, при благоприятной концентрации меди (0,05 ) будет неблагоприятное содержание гуминовых веществ (0,1 ), что в 20 раз превышает их оптимальную концентрацию, поэтому в случае применения такого раствора растения будут угнетены. Путем разбавления препарата, приготовленного по прототипу, содержащего гуминовые вещества и ионы меди в соотношении 21, можно получить оптимальную для растений концентрацию гуминовых веществ(0,005 ), однако при этом в рабочем растворе будет большой дефицит меди для питания растений. Таким образом, по прототипу невозможно получить раствор, содержащий одновременно в благоприятных для растений количествах медь и биологически активные гуминовые вещества. Целью заявляемого изобретения является создание жидкого медь-гуминового удобрения, содержащего биологически активные гуминовые вещества и соединения меди в оптимальных количествах для обработки растений. Указанная цель достигается при последовательном смешивании растворов гуминовых веществ, водного аммиака, медьсодержащих и аммонийных солей, причем обязательным условием является введение в раствор медьсодержащих солей после введения водного аммиака. Компоненты берутся в таких количествах и соотношениях, чтобы после приготовления рабочего раствора концентрации меди и гуминовых веществ были оптимальны для растений. Пример 1. К 1000 мл раствора 1 -ного гумата калия, выделенного из торфа, добавляют 560 мл 25 -ного водного аммиака. Смесь перемешивают в течение нескольких минут и вводят 195 г сернокислой меди (45 2), снова смесь перемешивают до полного растворения соли меди. Затем добавляют 100 г хлористого аммония и общий объем доводят до 2000 мл. Получается жидкое медь-гуминовое удобрение темно-синего цвета без осадка,содержащее в одном литре 25 г меди и 5 г гуминовых веществ. Для приготовления рабочего раствора для опрыскивания растений медь-гуминовое удобрение разбавляют технологической водой в соотношении 1100. Рабочий раствор содержит 0,025 меди и 0,005 гуминовых веществ. После приготовления рабочий раствор оставался прозрачным (без осадка) в течение 72 часов. Дальнейшие наблюдения за прозрачностью рабочего раствора не проводились,так как обычно он используется в течение первого часа после приготовления. Влияние состава медь-гуминового удобрения на наличие осадка в нем и в рабочем растворе Наличие осадка Концентрация соли в медь-гуминовом в рабочем аммония, г/л удобрении растворе(4)24 50 нет 45 22 25 4 50 нет С использованием гуминовых веществ окисленного древесно-тростникового торфа, 5 г/л 25 443 2525 нет 45 2 С использованием гуминовых веществ осокового торфа, 7,5 г/л 25 4 50 45 2 нет осадок осадок нет нет нет нет нет С использованием гуминовых веществ бурого угля, 5 г/л 10 С использованием гуминовых веществ древесно-тростникового торфа, 5 г/л 12858 1 2010.02.28 Другие примеры приведены в таблице. Все они выполнены при добавлении солей меди с концентрацией меди 25 г/л. Экспериментально установлено, что при концентрации меди более 30 г/л в медь-гуминовом удобрении образуется осадок. Из примера 7 (таблица) видно, что соль 45 2 может быть заменена на 2. При введении солей меди в раствор гуминовых веществ сразу же образуется осадок гуматов меди. Чтобы избежать этого, перед введением соли меди в раствор гуминовых веществ вводят водный аммиак в количестве не менее 70 г/л в пересчете на 3. Если аммиака вводится меньше этого количества, то медь-гуминовое удобрение получается без осадка, но при его разбавлении технологической водой часть меди и гуминовых веществ в рабочем растворе выпадает в осадок в виде гумата меди и не может быть использована растениями. Выпадение осадка регистрируют по величине пропускания света рабочим раствором на приборе КФК-2 при 440 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. При концентрации гуминовых веществ 5-10 г/л осадки в рабочих растворах можно наблюдать при величине пропускания света менее 20-10 соответственно. Пример 2 (таблица) показывает, что при недостатке аммиака в медь-гуминовом удобрении осадок может отсутствовать, но в рабочем растворе он появляется. На фиг. 1 и 2 показана зависимость устойчивости рабочих растворов от концентрации аммиака в медь-гуминовых удобрениях. При содержании в медь-гуминовом удобрении 65,2 г/л аммиака осадок в рабочем растворе в первые сутки не образуется, но во вторые сутки часть меди и гуминовых веществ выпадает в осадок, а при концентрации аммиака 70 г/л и более рабочий раствор остается прозрачным в течение 8 суток. Данные рисунка 1 показывают, что в медь-гуминовое удобрение не следует вводить более 80 г/л аммиака,так как прозрачность раствора при введении больших количеств аммиака не изменяется. Таким образом, оптимальное содержание аммиака в медь-гуминовом удобрении составляет 70-80 г/л. Данные таблицы показывают, что во всех медь-гуминовых препаратах, приготовленных по заявляемому способу, осадок не образуется как в самих медь-гуминовых удобрениях, так и в полученных из них рабочих растворах. Кроме аммиака, еще одним обязательным компонентом медь-гуминового удобрения должна быть соль аммония или смесь разных солей аммония. Без солей аммония в рабочем растворе образуется осадок гуматов меди (пример 3 в таблице). Эксперименты показали, что если вместо солей аммония в медь-гуминовое удобрение ввести водный аммиак,то в рабочем растворе выпадает осадок. Именно это обстоятельство позволяет говорить о необходимости введения в медь-гуминовое удобрение солей аммония. Из данных, приведенных на фиг. 3, видно, что при введении солей аммония в количестве менее 20 г/л в рабочем растворе образуется осадок, при введении солей аммония в количестве 50 г/л растворы остаются прозрачными, а вводить соли аммония в количестве более 60 г/л не имеет смысла, так как прозрачность рабочего раствора от этого не изменяется. Приведенные в таблице примеры 4-6 показывают возможность замены хлористого аммония другими солями аммония. Эти соли можно вводить на любой стадии приготовления медьгуминового удобрения. Обычно мы их вводим в качестве последнего компонента после полного растворения соли меди. Фиг. 1. Зависимость величины пропускания света рабочим раствором от концентрации аммиака в медь-гуминовом удобрении через 24 ч после приготовления Фиг. 2. изменение коэффициента пропускания света рабочим раствором медь-гуминового удобрения в зависимости от содержания аммиака Помимо удержания в растворе меди и гуминовых веществ, введение солей аммония обеспечивает снижение величины рН рабочего раствора. Как видно из данных, приведенных на фиг. 4, с увеличением количества аммиака, вводимого в медь-гуминовое удобрение, возрастает величина рН рабочего раствора, что нежелательно для растений, особенно если она больше 10,5. Введение солей аммония снижает величину рН медь-гуминового удобрения, например, 50-60 г/л хлористого аммония обеспечивает величину рН на уровне 9,6-9,8 (фиг. 5). Следовательно, введение солей аммония позволяет не только удержать в 5 12858 1 2010.02.28 растворе компоненты медь-гуминового удобрения, но и сделать более благоприятной для растений величину рН. На фиг. 6 представлена зависимость пропускания света рабочим раствором от концентрации гуминовых веществ в медь-гуминовом удобрении. В диапазоне концентраций гуминовых веществ до 12 г/л рабочие растворы остаются прозрачными, а при более высоких концентрациях в них образуются осадки гуматов меди, вследствие чего снижается пропускание света. В качестве источников гуминовых веществ могут быть любые природные гумифицированные материалы, такие как торф, бурый уголь, сапропель, биогумус, модифицированный торф, например окислением (пример 8), и другие. Таким образом, полученные экспериментальные данные обосновывают следующий состав жидкого медь-гуминового удобрения гуминовые вещества, водный аммиак, соль меди, соль или смесь солей аммония, вода. Для приготовления медь-гуминового удобрения, пригодного для обработки растений одновременно биологически активным веществом и микроэлементом, указанные компоненты необходимо последовательно вводить из расчета на 1 литр 5-10 г гуминовых веществ, растворенных в воде в виде гуматов одновалентных катионов (натрия, калия или аммония) в объеме 0,5 л, 280-300 г 25 -ного водного аммиака, 97,5-115 г 45 2, 50-60 г 4 или 43, или (4)24, вода до 1 литра. Фиг. 3. Влияние добавок солей аммония на величину коэффициента пропускания света раствором медь-гуминового удобрения Фиг. 4. Изменение величины рН раствора медь-гуминового удобрения в зависимости от концентрации аммиака Фиг. 5. Влияние добавок аммонийных солей на величину рН раствора медьгуминового удобрения Фиг. 6. Зависимость коэффициента пропускания света рабочим раствором от количества гуминовых веществ в медь-гуминовом удобрении Последовательность может быть и другой, например, сначала растворяют соль меди в водном аммиаке, а затем вводят другие компоненты. Принципиально важно, чтобы водный аммиак смешивался либо с солью меди, либо с раствором гуминовых веществ до того, как соль меди будет смешана с гуминовыми веществами. После введения каждого предыдущего компонента смесь перемешивают до полного растворения и лишь после этого вводят следующий компонент. Приготовленное медь-гуминовое удобрение не должно иметь осадка. Перед применением оно разбавляется водой в соотношении 1100. Доза медь-гуминового удобрения на 1 гектар посевов составляет 2-3 литра (200-300 литров рабочего раствора), что соответствует 50-75 г меди и 10-20 г гуминовых веществ. В рабочем растворе будет концентрация меди 0,025 , гуминовых веществ 0,005 . Полезность изобретения состоит в том, что растения одновременно обрабатываются микроэлементом и биологически активным веществом в оптимальных количествах. Источники информации 1. Христева Л.А. Стимулирующее влияние гуминовой кислоты на рост высших растений и природа этого явления. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения.Харьков Харьковский университет, 1957.- С. 75- 93. 2. Христева Л.А. Физиологические функции гуминовой кислоты в процессах обмена веществ высших растений. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения.Харьков Харьковский университет, 1957.- С. 95-108. 3. Горовая А.И., Орлов Д.С., Щербенко О.В. Гуминовые вещества.- Киев Наукова думка, 1995.- С. 100, 109, 116, 122, 125. 4. Ягодин Б.А., Смирнов П, Петербургский А.В. и др. Агрохимия.- . Агропромиздат, 1989.- С. 331. 5. Коврик С.И., Смычник .П., Липская .И. Изв. НАНБ. Сер. хим. наук.- 2000.-4.С. 112-114. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 8