Способ получения сложного гранулированного минерального удобрения длительного действия

Способ получения сложного гранулированного минерального удобрения длительного действия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к производству сложных минеральных удобрений дпитетьного действия. Целью изобретения является повьпяение урожайности преимущественнй злаковых растений за счет увеличения периода растворения удобрения и последовательно контролируемого высвобождения питательных и других веществ. В слож НОИ кинеральмом удобрении длительного действия, которое содержит гранулу из агрохимических веществ, СВЯЗАННЫХ полимером, и оболочку, покрываюцую гранулу, гранула выполнена двухслойной, слои скреплены катионоактивньм полиуретансемикарбазидом. Агрохимические вещества включают в себя питательные вещества, фундазол 2,4-Д-бутиловый эфир, гексахлорцик- ; логексан, хлорхолинхлорид и мембраноактивное вещество. При этом первый слой представляет собой ядро, которое содержит две части питательных веществ от общего количества питательных веществ в грануле, ядро : окружено оболочкой из катионоактивного полиуретансеьшкарбазида, которая покрыта вторым слоем, содержащим смесь фундазола, 2,4-Д-бутилового эфира, гексахлорциклогексана, хлорхолинхлорида и одной части питательных веществ от общего количества питательных веществ в грануле. Оболочка , покрывающая двухслойную гранулу, выполнена из катионоактивного полиуретансемикарбазида также двухслойной , внутренний слой которой содержкт мембраноактивное вещество, при этом отношение полимера к массе агрохимических веществ составляет 8 - 10 Mac.Z, в том числе 20 мас,% этого количества распределено как связующее гранулы, а остальные 80 мас.% использованы для образования оболочек . Количество ионных центров в кати оноактивном полиуретанеемикарбазиде составляет 0,8-1,1 мэкв/г полимера . Сложное минеральное удобрение дли тельного действия, содержит в качестве питательных веществ нитроаммофоску, мочевину, углекисльй кальций, оксид магния, элементарную серу, молибдат аммония, хлорат марганца и в качестве мембраноактивного вещества - диметилсульфоксид. При этом действуюпше начала агрохимических веществ взяты в следующем соотношении, мае.%: азот 14,54-17,78; фосфор 9,85-12,04; калий 9,85-12,04; кальций 43,86-54,08; магний 3,69-4,51; элементарная сера- 4,28-5,24; молибден 0,013-0,016; марганец 0,19-0,24; фундазол 0,1-0,12; 2,4-Д-бутиловый эфир 0,12-0,15; гексахлорциклогексан 0,014-0,017; хпо-рхолинхлорид 0,82-1,0; диметилсульфоксид 2,45-2,99. 4 табл. « (Л 4 Ю оо 4 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1428748 дц 4 С 05 G 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

//Я с К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4206611/30-15 (22) 04. 03. 87 (46) 07. 10. 88. Бил. Ф 3 7 (71) Институт физиологии растений AH

УССР и Институт химии высокомолекулярных соединений АН УССР (72) М.И.Лясковский, А.Д.Хоменко, И.Н.Гудков, А.Л.Греков, С.A.Сухорукова и P.Ï.Íàâððöêàÿ (53) 631.89 (088.8) (56) Патент Великобритании Ф 1542449, кл. С 05 И 7/ОО, 1979. окружено оболочкой из катионоактивного полиуретансемикарбазида, кото- рая покрыта вторым слоем, содержащим смесь фундазола, 2,4-Д-бутилового эфира, гексахлорциклогексана, хлорхолинхлорида и одной части питательных веществ от общего количества питательных веществ в грануле. Оболочка, покрывающая двухслойную гранулу, выполнена из катионоактивного полиуретансемикарбаэида также двухслойной, внутренний слой которой содержит мембраноактивное вещество, при этом отношение полимера к массе агрохимических веществ составляет 8

10 мас.Х, в том числе 20 мас.Х этого количества распределено как связую— щее гранулы, а остальные 80 мас.X использованы для образования оболочек. Количество ионных центров в катионоактивном полиуретансемикарбази де составляет 0,8-1,1 мэкв/г полимера. Сложное минеральное удобрение дли тельного действия сОдержит в качестве питательных веществ нитроаммофоску, мочевину, углекислый кальций, оксид магния, элементарную серу, молибдат аммония, хлорат марганца и в качестве мембраноактивного вещества — диметилсульфоксид. При этом действующие начала агрохимических веществ взяты в следующем соотношении, мас.7.: азот 14,54-17,78; фосфор 9,85-12,04; калий 9,85-12,04; кальций 43,86-54,08 магний 3,69-4,51; элементарная сера4,28-5,24; молибден 0,013-0, 016; марганец О, 19-0,24; фундазол О, 1-0, 12;

2,4-Д-бутиловый эфир 0,12-0,15; гексахлорциклогексан 0,014-0,017; хлорхолинхлорид 0,82-1,0; диметилсульфоксид 2,45-2,99. 4 табл. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЛОЖНОГО ГРАНУЛИРОВАННОГО МИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ

ДЛИТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ (57) Изобретение относится к производству сложных минеральных удобрений длительного действия. Целью изобретения является повьппение урожайности преимущественнд злаковых растений за счет увеличения периода растворения удобрения и последовательно контролируемого высвобождения питательных и других веществ. В сложном минеральном удобрении длительного действия, которое содержит гранулу нз агрохимических веществ, связанных полимером, и оболочку, покрызащую гранулу, гранула выполнена двухслойной, слои скреплены катионоактивным полиуретансемикарбазидом.

Агрохимические вещества включают в себя питательные вещества, фундазол.

2,4-Д-бутиловый эфир, гексахлорциклогексан, хлорхолинхлорид и мембраноактивное вещество. При этом первый слой представляет собой ядро, которое содержит две части питательных веществ от общего количества питательных веществ в грануле, ядро

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1428748

Изобретение относится к производству сложных минеральных удобрений длительного действия.

Цель изобретения — повьппение уро5 жайности преимущественно злаковых растений за счет увеличения периода растворения удобрения и последова-к тельно контролируемого высвобождения питательных и других веществ. 10

Удобрение получают следующим образом.

Размолотые в порошок питательные вещества (нитроаммофоска, мочевина, углекислый кальций, оксид магния,элементарная сера, молибдат аммония, хпорат марганца) тщательно перемешивают. Полученную смесь питательных веществ делят на три равные части.

К одной трети смеси прибавляют хлор- 20 холинхлорид, фундазол, 2,4-Д-бутиловый эфир, гексахлорциклогексан и тщательно перемешивают.

Смесь питательных веществ засыпают в гранулятор и при постоянном 25 вращении его со скоростью 100—

120 об/мин добавляют к смеси с помощью пульверизатора небольшими порциями по 5-10 мл диспергированный в воде катионоактивный полиуретансеми- 3Q карбазид, содержащий 10Х сухого вещества. Диспергирование в воде катионоактивного полиуретансемикарбазида до такого содержания сухих веществ способствует предотвращению Деструк- 35 ции полимера при взаимодействии его со смесью питательных веществ и лучшему формированию гранулы удобрения, а также оболочек гранул .

Сформированные В Виде Ядра первые 40 слои гранулы классифицируют, сушат в термостате при 40 С в течение

5-8 ч или при комнатной температуре "в течение 10»12 ч. Для дальнейшего фор-, мирования гранул Удобрения использу- 45 ют ядра диаметром 2-3 мм.

Сухие ядра засыпают в гранулятор и при постоянном вращении его с указанной вьппе скоростью обрабатывают иэ пульверизатора порциями по 10 мп диспергированным в воде катионоактивным полиуретансемикарбаэидом. Применяют раствор катионоактивного полиуретансемикарбазида с содержанием сухого вещества вначале 10Х, затем

20Х Ядра удобрения с нанесенным на поверхность слоем полимера подсушивают в токе воздуха или в термостате при 40 С в течение 5-6 ч. Формирование оболочки ядра проводят в несколько приемов, повторяя 2-3 раза операцию нанесения катионоактивного полиуретансемикарбазида и операцию сушки. На один прием расходуют катионоактивного полиуретансемикарбаэида приблизительно 20-25:мл (10 ) 23-28 мп (20X).

Полученные ядра питательных элементов, заключенные в полимерную оболочку, засыпают в гранулятор и при постоянном вращении с укаэанной выше скоростью ведут формирование второго слоя гранулы. С этой целью в гранулятор попеременно добавляют диспергированный в воде катионоактивный полиуретансемикарбазид и порциями по

5-7 r смесь питательных веществ с другими агрохимическими веществами.

Процесс формирования контролируют, учитывая степень сыпучести гранул в грануляторе, и корректируют очередностью добавления сухих веществ смеси и диспергированного в воде катионоактивного полиуретансемикарбазида.

Получают двухслойные гранулы диамет" ром 3-4 мм, которые высушивают в опи— санных условиях.

Сухие гранулы засыпают в гранулятор и при постоянном вращении его с указанной вьппе скоростью обрабатыва-. ют из пульверизатора 25 мп диспергированного в воде катионоактивного полиуретансемикарбазида (10 .-ный раствор), в который вносят предварительно, тщательно перемешивая, все необходимое по составу количество: мембраноактивного вещества (диметилсульфоксида). После формирования слоя оболочки, содержащей мембраноактивное вещество, на этот внутренний слой наносят с помощью пульверизатора следующий второй слой оболочки и подсушивают гранулы. Окончательное формирование второго слоя-оболочки двухслойной гранулы удобрения проводят в несколько приемов, повторяя два— три раза операцию нанесения катионо-: активного полиуретансемикарбазида и операцию подсушивания.

Полученное сложное минеральное удобрение длительного действия суо шат в термостате при 40 С в течение

5-8 ч или при комнатной температуре в течение 10-12 ч.

Увеличение периода растворения удобрения зависит от свойств полимерных оболочек капсул. Важной харак28748 з 14

4 теристикой полимерных оболочек являются их проницаемость по отношению как к компонентам внешней среды, так и к молекулам веществ, составляющих гранулу. Проницаемость полимеров изменяется в широких пределах в зависимости от химической природы и их структуры, что необходимо учитывать при выборе полимера для полу- 1р чения оболочки с заданной проницаемо стью. Для регулирования скорости высвобождения содержимого капсулы представленные в табл.!, свидетельважны размеры получаемых капсул,ко- ствуют, что уменьшение содержания торые, в свою. очередь, можно регулы- 15 в КПУС ионных центров (менее 0,8 мэкв/г) ровать соотношением капсулируемого и капсулирующего компонентов.

В лабораторных условиях был исследован ряд полимеров и выбраны для динамикой высвобождения азота. Опформирования как гранулы данного тимальным вариантом для формирования удобрения, так и оболочки ее кати- удобрения длительного действия явоноактивные полиуретансемикарбазиды ляется применение КПУС, в которых (КПУС) сразличньпчи количествамн ион- количество ионцых центров составля. ных центров. ет 0,8-1,1 мэкв/г. полимера.

Изучение пролонгирующих свойств 25 удобрения проводили в лабораторных условиях. С этой целью определяли длительность сохранения целостности капсулированных гранул, помещенных в воду и влажный песок, а также динамику высвобояд :ния из капсулированных гранул в воду наиболее растворимого компонента удобрения - азота.

Состав полимеров, применяемых в опыте, количество от массы удобрения и результаты исследований представлены в табл.1.

Важной характеристикой КПУС, активно влияющей на качество оболочек из полимеров такого вида, используемых для формирования удобрения длительного действия, а именно их растворимость в воде, является содержание ионньм центров в полимере. Теоретически обосновано,. что повышение их содержания свьппе 1, 1 мэкв/г полимера приводит к получению нестойких оболочек. В то же время данные опытов, полиМера не позволяет получить удобрение с заданными сроками сохранения целостности оболочек и заданной

Компонентный состав гранулированного сложного минерального удобрения длителвного действия приведен в табл.2 и 3.. ла N s,g г, Ро,п г, Коз г. Состав удобрения, использованного в опыте

Как видно из данных, представленньм Ъ табл.1, применение КПУС раэ» личного химического состава в количестве 8-10 мас.X массы агрохимических веществ, позволяет получить сложное минеральное удобрение длительного действия, оболочка которо, го сохраняет целостность в воде в течение 25-30 сут, в песке при влажности 70Х 50-60 сут. Введение данного полимера в количестве 6 мас.X от массы агрохимических веществ уко рачивает период сохранения целостности гранулы эа 20 дней, а в количестве свьппе 10 мас.X.ïðèâîäèò к удлинению периода высвобождения пита тельных веществ. В обоих случаях нарушаются физиологически обоснованные сроки поступления в почву необходимцх для развития растений агрохимических веществ.

ЗО Применение удобрения позволяет

; сохранить гранулу неповрежденной в воде в течение 30 сут (пример 1) или

25 сут (примеры 2 и 3). Высвобождение иэ удобрения азота в количестве 25-35Х происходит за 7 сут, а в количестве 40-50X — sa 14 суток (табл.1 пп.1, 2 и 7).

Изучение влияния сложного минерального удобрения длительного дей40 ствия на вегетационный цикл развития злаковых растений проводилось в условиях физиологически точных вегетационных опытов. Вегетационные опыты в 10-кратной повторности про45 водились в сосудах Вагнера емкостью

8 кг почвы. Для набивки сосудов использовали лугово-черноземную оподзоленную почву. В почву контрольных сосудов вносили удобрение в ви5О де смеси 4,7 кг нитроаммофоски и

0,8 r мочевины, что соответствует количеству действующего начапа N r, P г, К 0 г ° В почву опытных

< сосудов вносили сложное минеральное

55 удобрение длительного действия в количестве 17,6 r что также соответствует количеству действующего нача1428748 соответствовал составу, приведенному в примерах 1-3.

Растения яровых сортов злаковых растений (пшеница и ячмень) выращивали до полной спелости без дальнейших подкормок. Влажность почвы в опыте поддерживали постоянной в течение всей вегетации на уровне

70Х от полной влагоемкости. В процессе вегетации растений прослеживали динамику содержания основных элементов в листьях (индикаторных органах) и стеблях. В конце вегетации . растений изучали их морфологическую структуру, структурные элементы урожая, его качество и содержание основных элементов в соломе и зерне растений. Была высеяна яровая пшеница )Куравка.

Результаты влияния сложного минерального уобрения длительного действия на структуру урожая и его качество представлены в табл.4.

Полученные данные свидетельствуют, что предлагаемое минеральное удобрение позволяет по сравнению с известным увеличить период высвобождения питательных веществ из капсулы удобрения. Примеры, приведенные в описании известного способа, показывают, что наиболее растворимые ком— поненты удобрения (азот) высвобождались в количестве 40 мас.Х за

6 сут. По предлагаемому способу эти же компоненты высвобождаются в количестве 30-35 мас.X за 7 сут, 40—

50 мас.Х за 14 сут и 60-80 мас.Х за

30 сут.

За счет увеличения периода растворения удобрения и последовательно контролируемого высвобождения питательных и других веществ в вегетационных опытах быпа получена прибавка урожая по сравнению с контролем. на 23Х, при этом улучшилось качество зерна, достигнуто повышение содержания сырой клейковины на 52Х, со держание белка на 30 . ?олучение зерна с таким содержанием белка и клейковины позволяет отнести пшеницу с такими показателями в группу сильных пшениц.

Формула изобретения;

Способ получения сложного гранулированного минерального удобрения

О, 12-0, 15

0,82-1, О

2,45-2,99 длительного действия, включающий нанесение на ядро, содержащее связанные полимером элементы питания, полимерной оболочки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения урожайности преимущественно злаковых растений за счет увеличения периода растворения удобрения и после"

10 довательно контролируемого высвобождения питательных и других веществ, в качестве элементов питания ядро содержит нитроаммофоску, мочевину, кальций углекислый, оксид магния, се15 ру элементарную, молибдат аммония, хлорат марганца, в качестве полимера дпя образования оболочки и связующего элементов питания ядра используют катионоактивный полиуретансеми2О карбазид с количеством ионных цент- . ров 0,8-1,1 мэкв/г полимера, после нанесения оболочки на грануле дополнительно формируют удобрительный слои, содержащий фундазло, 2,4-Д-бу25 тиловый эфир, гексахлорциклогексан, хлорхолинхлорид, питательные элементы,при соотношении элементов питания в ядре и дополнительном слое 2:1, который затем покрывают двухслойной

30 оболочкой сначала смесью катионоактивного полиуретансемикарбазида с диметилсульфоксидом, а после — катионоактивным полиуретансемикарбаэидом, при этом соотношение полимера

З5 к массе агрохимических веществ составляет 8.-10 мас.Х, в том числе

20 мас.Х этого количества распределено как связующее грайулы и при общем соотношении действующих начал

40 в удобрении, мас.X.

Азот 14,54-17,78

Фосфор 9,85-12,04

Калий 9,85-12,04

Магний 3,69-4,51

Кальций 4$,86-54, 08

Сера элементарная 4,28-5,24

Молибден О, 013-0, 016

Фундаэол 0 10-0,12

2 4-Д-Бутиловый эфир

Гексахлорциклогексан О, 014-0, 01 7

Хлорхолинхлорид

Диметилсульфоксид !428748

Таблица честно высвобокденнополимера, приемого для форэания удобреазота из плотного мпального удобрения длиьного действия в воде, период, сут

Г тв сы а

14 30 воде ческ вещест мас.

482,8

28,9 6

20 35

Ф

25 40

38,6

fO 30 50

48,3

476,4 28,6

20 35

25 40

38,1

47,5 го

25 .60

28,6 6

476,4

35-40 55-60

30-35 50-60

38,1

47,6

25-30 40-50

6 10 20

461,1

27,7

70-80 80-90

36,9

15 20

20 25

70-80 80-90

65-70 70-80

46,1

1О

60-70 70-80 80-100

461,1

27,7

36,9 8

50-60 65-75

50-60 70-80

SO-90

85-90

46,1 ФО

461, 1

27ю7

36,9 8

46., 1 ° 10

20 35

461,1

27,7

35-.60 55-60

Ф

30-35 50-60

80-85

70-SO

36,9

25 40 2) 60

46,1

25-30 40-50 60-70

Указаны сроки раэрувания ЗО-4Щ гваяул.от взятога количества.

1 КПУС на основе макродиизоцианата и гидраэингидрата. Количество ионных центров 1,1 мзкв/г, полимера

2 КПУС на основе макро,диизоцианата и дигидразида бутилмалоновой кислоты. Количество ионных центров 0,8 мэкв/г полимера

КПУС на основе макрадиизоцианата и дигидразида бутилмалоновой кислоты. Количество ионных центров 1,1 мэка/г полимера

4 КПУС на основе макродиизоцианата и гидраэида бутилсульфидянтарной кислоты. Количество ионных центров 0,5 мзкв/г полимера

5 . КПУС на основе макродииэоцианата н гидраэнда бутилсульфидянтарной кислоты. Ко личество ионных центров 0,6 мзкв/г полимера

6 КПУС на основе макродиизоцианата и гидраэида бутилсульфидян тарной кислоты. Количество ионных центров

О,S мэкв/г полимера

7 КПУС на основе макродиизоцнаната и гидразида бутилсульфидянварной кислоты. Количвсз1во ионных центров

Ф,! мзкв/! полимера

Количест

КПУС .от ма

Перио нения ности гранул рения

20 35, 25 40

25 60

15 20

20 30

20 40

20 35

25 40

25 60

45-50 60-70

50.."55 55-65

30-35 40-50

35-40 50-60

30-35 45-60

25-30 40-50

35-40 50-60

30-35 45-60

25-30 40-50

80-90

70"80

65-80

80-85

70-SO

65-70

80-85

70 "SO.

60-70

90-100

90" 100

85-90

80-85

80-85

70-80

1428748

Таблице 2

Пример 3

Пример 2

Компоненты

Пример 1

Преларат, ре- : Д.н., арат, мас.2 г

Л.н., мас.2

l7peларат, г

Д.н., мас.2

Ннтроамеофоска! 2,04

156,2

142,0 10,95

Н 17,0 127,8 9,85!

2,04 36,12

l0,95 32,85

9,85 29,55

Р !7,0 10,95

2510 5,21

l2, 04

9 85

К 17,0

8 46 22,5 4,69

5,74

27,5

Ночаммка

Налацие углекнслеб!

Са 40 297,0 ° 54,08

43,86

270,0 48,96 243,0

Окснд магяил

4,51

16,5

На 60,3, !3 5 3,69

5,24

11,55

S 100 0 9,45 4,28

Сера зламемт&рнал

Нолнбдат а!овина

0,462 0,013

Но 7 ° 76 0,378 0,016

%зорят марганца

ЭЬ 27,8 . 1>53

0,24

0,21

1,870

О, 190

1,7

0,5 0,11

50 0,45 О,!О

Фунда зол

0 55

0,12

2,4-Д-бутипоаиа зфнр

3,3

О, 15

ЗвÎ Ое!4

О@3 0еO!5

10 2i7

0i l2

0,017

0,014

0,82

0,33

12 0,27

Ге ксаклорцнклог аксая

100 1,8

2,2 . 1,0

2,0 0,91

Хлорколняклорид

6,6

2,99

100 5 4

2,45

6,0 2,72

Диме тилс улафокснд

Та блицаЗ

Вид

КПУС

Пример

Сухое

Водный раствор, мп всег

КОЛИ мас.X ве" чес

103- 20Хный ный щестBO мера мас.Х г

48,3 80 38,6 76 155 20 9,7

1 Табл. t 10 п.1

2 Табл. 1 п.2 10

47,6 80 38,1 76 151 ° 5 20 . 9,5

36 9 80 29,5 76 109 5 20 7,4

3 Табл. 1 и. 7 8

74 дерна е делнуюменачала д.н.) ° епарате

Количество КПУС, в9ятое От копн» чества агрохимических веществ сухое ве щество, Г

15,0 4,1

10,5 4,76

0,42 0,015

Количество KIIYC, нсполь9уемое дпя формирования

ОбОлочем

1428748

Таблица 4

Элементы структуры уронаа н качества варна. став удобннл но икару 1

Процент к уд о

2 контролю!!олнчество колосьев, w./сосуд

27 ° 121, 1

t18,0 32, 721,6

32,011,3

31,341,8

120,4 32,691,7

8ас колосвев,г/сосуд

118,5 ЭI 6È,9

1!9,7 31,722.0

8ес салом!,г/сосуд

101,6 25.241,$ 101,7

25 ° 281 ° 7

24,241,3

2S,361,4

8ас варнаег/сосуд

123,8 23,3к1,9

121,7

l2S,3 23,921,7

8ес 1000 верен, r .

Содераанне сырой клейковины,X

34 34 0 23 33> 70 0 25

34,0020,10 99,24 34е01Ф0,19

Й. 1Э

99,03

tS3,2!

8,610,37

27,62 0, 50

148,4

28,7к0, t

154,0

28 5+0,67

Содерланне сукой клейковины, 2!

37,7

8,13+0,2!

73,36+0,09

10,940 19

17,3540 ° 10!

34 ° 1 11 2кй ° 12

137 !

11 ° 1580,29

17,4080,!2

Содерланне белка,2

129,d 17,44+0,06 130,6

130,2

Редактор В.Петраш

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уагородв ул. Проектная, 4

Хонтрол (литров фоска, ° ииб) 26,4+2,4

24,821ээ

19,Э81,8

Составитель В. Сальников

Техред M.Äèäûê: Корректор И.Муска т

Заказ 5096/27 Тирад! 425 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рау!8ская наб., д. 4/5 лоб», ПроI цент

Э к контролю

120,2 . !20,0

102,0