высокоэластичная полимерная композиция для удобрений с фунгицидным действием

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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.