Высокоэластичная полимерная композиция для удобрений с фунгицидным действием

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Полимерная композиция на основе лигносульфоната включает глицерин в количестве 6,2-32,0% и может включать микроэлементы в количестве 0,5-4,0% по отношению к массе лигносульфоната. Изобретение позволяет повысить эластичность композиции. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

 

Изобретение относится к полимерному пленкообразующему веществу, которое может быть использовано в агротехнике возделывания сельскохозяйственных культур.

Применение в растениеводстве полимерных композиций, обладающих пленкообразующими свойствами, позволяет при использовании удобрений обеспечить адгезию их и микроэлементсодержащих веществ к поверхности семян, растений и к частицам почвы при предпосевной и заблаговременной обработке семян, при некорневой подкормке и обработке растений, при внесении в почву.

Настоящее изобретение относится к полимерным композициям на основе лигнинсодержащих веществ, которые получают как отходы целлюлозно-бумажной промышленности, что обуславливает их дешевизну и делает привлекательным для использования. В качестве лигнинсодержащих веществ известно использование технического и гидролизного лигнина, лигносульфонатов. Лигнинсульфонаты, получаемые при переработке отходов ванн травления печатных плат, очистке отработанного электролита, промывных вод гальванических ванн и т.п., являются источником микроэлементов. Использование композиций на основе лигнинсодержащих веществ в качестве удобрений или в качестве одной из основных компонент удобрений определяется тем, что такие удобрения близки по своим свойствам к гумусу и обладают пленкообразующими свойствами, повышающими их эффективность.

Удобрения на основе технического лигнина содержат органические (US 5720792, 24.02.1998) и неорганические (JP 2002338382, 27.11.2002) добавки. Известно удобрение, в состав которого наряду с лигнином введены целлюлоза и гемицеллюлозы (RU 2222515 С1, 27.01.2004). В состав удобрения, известного по CN 1421423, 04.06.2003, лигнин входит наряду с азотным, фосфатным, калийным и органическим удобрениями. Известно удобрение на основе гидролизного лигнина, в состав которого входит также древесная зола (RU 2104259 С1, 10.02.1998). Известны удобрения на основе лигносульфонатов. Удобрение, известное по RU 2034899 С1, 10.05.1995, содержит лигносульфонат, а также полиакриламид, карбамид, хлористый калий и воду; удобрение, известное по SU 1617873 A1, 11.05.1989, представляет собой водный раствор лигносульфоната с микроэлементами. Известно применение лигнинсодержащих веществ и в качестве фунгицидов (например, RU 2058072 С1, 04.20.1996).

Настоящее изобретение направлено на повышение эффективности полимерной композиции в виде удобрения, обладающего фунгицидными свойствами на основе лигносульфонатов, поэтому в качестве прототипа можно выбрать композицию, содержащую водный раствор лигнинсульфоната (SU 1617873 A1, 11.05.1989).

Недостатком этой композиции, как и всех вышеприведенных, является недостаточно высокая эффективность из-за низкой эластичности образующейся пленки. Эластичность пленки связана с температурой стеклования пленки: чем ниже температура стеклования пленки, тем выше ее эластичность. Стеклообразность пленки снижает эффективность введения в удобрения микроэлементов и других веществ, не обеспечивает прочного закрепления удобрения и совмещенных с ним микроэлементов на поверхности обрабатываемых семян при предпосевной и заблаговременной обработке семян, на поверхности растений при их некорневой подкормке и обработке, на поверхности частиц почвы и корневой системы растений при внесении удобрений в почву.

Техническим результатом, получаемым при использовании изобретения, является повышение эффективности композиции за счет повышения эластичности образующейся пленки.

Согласно изобретению в композицию на основе лигносульфоната дополнительно введен глицерин в количестве 6,2-32,0% по отношению к массе лигносульфоната.

При использовании ее в качестве удобрения с фунгицидными свойствами в нее целесообразно ввести микроэлементную добавку в количестве 0,5-4,0% по отношению к массе лигносульфоната.

В основе изобретения лежит экспериментально установленный факт, что введение в композицию указанного количества глицерина предотвращает стеклование пленки при температурах от -25°С и выше, т.е. пленка находится в высокоэластическом состоянии. В среднем температура стеклования снижается на 18-19°С. При введении микроэлементной добавки температура стеклования снижается на 12-16%. Вышеприведенное содержание глицерина и микроэлементной добавки в процентном отношении к массе лигнинсодержащего вещества является оптимальным, так как при этом достигается наибольшее снижение температуры стеклования при одновременном достижении максимальной эффективности применения композиции в растениеводстве.

В нижеприведенной табл.1 представлена зависимость температуры стеклования пленкообразующей композиции от содержания в ней глицерина и микроэлементов, а также зависимость эффективности действия удобрений от содержания в композиции глицерина и микроэлементов (содержание глицерина и ионов микроэлементов указано в %-ном отношении к массе лигнинсодержащего вещества, Т_с - температура стеклования лигнинсодержащего компонента, T_c1 - температура стеклования композиции с добавкой ионов микроэлементов).

При использовании композиций (микроэлементных удобрений) данного состава с глицерином повышается урожайность зерновых, зернобобовых, овощных культур, хлопчатника, кукурузы и сахарной свеклы (пример - табл.1) и предотвращаются их заболевания (например, винограда неинфекционным хлорозом, табл.2) вследствие проявления удобрением фунгицидных свойств по отношению к использованию композиций без глицерина.

Таблица 1. Зависимость температуры стеклования пленкообразующей композиции и эффективности ее действия от содержания глицерина и микроэлементов
Масса глицерина в композиции по отношению к массе лигнинсодержащего компонента, %	Тс лигнин содержащего компонента, °С	Масса ионов микроэлементов в композиции по отношению к массе лигнинсодержащего компонента, %	Тс/Тс1, %	Средняя величина прибавки урожая зерновых, зернобобовых, овощных культур, хлопчатника, кукурузы и сахарной свеклы, %
Для композиции без глицерина	Для композиции с глицерином	Эффективность композиции с глицерином по отношению к композиции без глицерина, %
0,0	+107	0,0	100	2,00-3,00	2,00-3,00	100
4,7	+42	0,4	100	4,10-5,10	4,15-5,40	101-106
6,2	-18	0,5	88	11,30-14,10	13,00-17,00	115-120
7,8	-18	1,0	84	11,30-14,10	13,00-17,00	115-120
10,9	-19	3,0	84	11,30-14,10	13,00-17,00	115-120
14,1	-19	4,0	84	11,30-14,10	13,00-17,00	115-120
18,7	-19	4,0	84	11,30-14,10	13,00-17,00	115-120
32,0	-19	4,0	84	11,30-14,10	3,00-17,00	115-120
43,7	-5	4,0	90	8,10-9,90	8,20-10,50	101-106
78,1	-12	4,0	95	8,10-9,90	8,20-10,50	101-106
6,2	-18	5-15	88-100	8,20-10,50	8,20-6,30	100-60
7,8	-18	5-15	88-100	8,20-10,50	8,20-6,30	100-60
10,9	-19	5-15	88-100	8,20-10,50	8,20-6,30	100-60
14,1	-19	5-15	88-100	8,20-10,50	8,20-6,30	100-60
18,7	-19	5-15	88-100	8,20-10,50	8,20-6,30	100-60
32,0	-19	5-15	88-100	8,20-10,50	8,20-6,30	100-60
43,7	-5	5-15	92-100	9,40-10,00	8,00-5,00	85-50

В табл.2 приведена в качестве примера эффективность действия композиций (удобрений) как фунгицида на винограднике при оптимальном содержании в них глицерина и микроэлементов.

Обогащение композиции микроэлементами возможно как введением их в виде ионов соответствующих элементов из их чистых солей, так и путем использования отходов различных производств при получении содержащих ионы биогенных элементов лигнинсодержащих веществ (например, при использовании отходов: отработанного цинк- или медьсодержащего электролита или цинк- или медьсодержащих промывных вод гальванических производств). При этом лигнинсодержащее вещество представляет собой или медноаммиакатную, или медную, или цинковую соль лигносульфоната.

Один из способов (пример 1) приготовления композиции заключается в пропускании через ионнообменные фильтры (колонны), заполненные ионитом, содержащим ионы микроэлементов, раствора смешанного с глицерином лигносульфоната.

Пример 1. Получение композиции - микроэлементсодержащего удобрения.

Процесс проводят в натрий-катионитовом фильтре (ионообменной колонне) типа ФИП-1,0-0,6, заполненном 1,5 т соли катионита, например, медной, полученной в результате очистки медьсодержащих отработанного электролита или промывных вод гальванических ванн. Через фильтр пропускают раствор глицерина (в количестве 8% по отношению к массе лигносульфоната) в лигнинсодержащем веществе (32%-ный водный раствор лигносульфоната) до достижения концентрации меди в растворе на выходе из фильтра 0,1 кг/м³. Полученная в результате композиция представляет собой водный раствор медной соли лигносульфоната - микроэлементсодержащего удобрения, содержащего 8% глицерина, 1,0% ионов меди - по отношению к массе лигнинсодержащего вещества, 32% медной соли лигносульфоната и 65,1% воды - по отношению к массе раствора.

Содержание ионов микроэлементов определяли атомно-адсорбционным методом на приборе «Перкин Элмер-603» с электротермическим трубчатым графитовым атомизатором НСД-76. Погрешность метода - не более 3%. Содержание глицерина определяли хроматографически с помощью газового хроматографа «Цвет-101».

Ниже приведен пример приготовления композиции путем смешения соответствующей микроэлементной формы (пример 2) лигнинсодержащего вещества с глицерином.

Пример 2. Получение композиции - микроэлементсодержащего удобрения.

Процесс проводят в емкости-смесителе, заполненной водным раствором микроэлементной, например, цинковой соли лигносульфоната, полученной в результате пропускания через натрий-катионитовый фильтр типа ФИП-1,0-0,6 с 1,5 т цинковой солью катионита 32%-ного водного раствора соли лигносульфоната, пример 1.

Используют водный раствор лигносульфоната цинка, содержащий ионы цинка в количестве 1,0% по отношению к массе лигнинсодержащего вещества и 32% лигносульфоната цинка по отношению к массе раствора. В емкость-смеситель с указанным раствором добавляют глицерин в количестве 8% по отношению к массе лигнинсодержащего вещества и перемешивают. Полученная в результате композиция представляет собой водный раствор цинковой соли лигносульфоната - микроэлементсодержащего удобрения, содержащего 8% глицерина, 1,0% ионов цинка - по отношению к массе лигнинсодержащего вещества, 32% цинковой соли лигносульфоната и 65,1% воды - по отношению к массе раствора.

Примеры иллюстрируют также возможность получения композиций в процессе переработки отходов гальванических производств, что является экономически выгодным, поскольку затраты на утилизацию отходов одновременно являются затратами на производство композиции для сельского хозяйства.

1. Полимерная композиция для удобрений на основе лигносульфоната, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введен глицерин в количестве 6,2-32,0% по отношению к массе лигносульфоната.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что при использовании ее в качестве удобрения с фунгицидными свойствами в нее введена микроэлементная добавка в количестве 0,5-4,0% по отношению к массе лигносульфоната.