-
Die Erfindung betrifft Komplexdünger auf der Basis von aktivierten (dehydrierten) natürlichen Zeolithen mit Langzeitwirkung und kann in der Landwirtschaft und der Agrarchemie als organisches Düngemittel eingesetzt werden. Es enthält Huminsäure und Fulvinsäure, Aminosäuren und Peptide sowie eine kleine Menge traditioneller Mineraldünger in minimalen Mengen. Darüber hinaus wird natürlicher Zeolith, der auf eine Korngröße von 1 bis 7 mm zerkleinert ist, mit einer wässrigen Lösung von aktiven Komponenten behandelt, um Änderungen im Fließfähigkeitsgrad des Zeolithen zu verhindern. Auf diese Weise können die Mikro- und Makroporen des Zeoliths mit dieser Lösung gesättigt werden, um das Ausbringen des erhaltenen Düngemittels auf den Boden zu erleichtern und die Wirkung seiner Wirkstoffe zu verlängern. Auf diese Weise können die Ernteproduktivität gesteigert und die Bodenfruchtbarkeit ohne die Verwendung herkömmlicher Düngemittel stabilisiert werden. Es kann auch als ressourcenschonende Agrarmethode eingesetzt werden, die die toxische Belastung von Agrarsystemen verringert, indem die Wirksamkeit der agrochemischen Zubereitungen erhöht wird. Darüber hinaus wird die Haltbarkeit dieser Düngemittel aufgrund der Unmöglichkeit des Eindringens von Bakterien in die Mikroporen des Zeolithen erheblich verlängert. Das spärliche Angebot an Industriedüngemittel, die hohen Preise für Industriedüngemittel und die geringe Zahlungsfähigkeit der landwirtschaftlichen Erzeuger verringern den Einsatz von Düngemitteln. Der Bodenbedarf an Düngemitteln wird zu weniger als 10 % gedeckt.
-
Eine dringende Aufgabe ist die Schaffung neuer Düngemitteltypen auf der Basis natürlicher organischer und mineralischer Rohstoffe mit Hilfe der Sorptions-Technologie. Die Erfindung verbessert die Ernteerträge, beschleunigt die Reifung und verbessert die Qualität der Zusammensetzung. Die Verwendung von Komplexdünger auf der Basis von aktivierten (dehydrierten) natürlichen Zeolithen mit verlängerter Wirkung trägt zur Intensivierung biochemischer Prozesse bei, da die Zusammensetzung Huminsäure, Fulvinsäure und Aminosäuren enthält. Auf diese Weise kann die Produktivität des Boden-Pflanzen-Systems gesteigert werden. Ferner ist die Entwicklung solcher Substanzen eine dringende Aufgabe im Hinblick auf die Verstärkung der negativen Auswirkungen anthropogener Einflüsse auf natürliche Ökosysteme.
-
Es ist eine Reihe von Erfindungen bekannt, bei denen die Aufgabe der Effizienzsteigerung durch eine verlängerte Aufnahme von Wirkstoffen in Pflanzen aufgrund der Verteilung der Inhaltsstoffe in einer polymeren organischen Matrix gelöst wird (RU 2243657).
-
Eine bekannte Zusammensetzung zur verlängerten Abgabe des Wirkstoffs an Samen und Pflanzen und ein Verfahren zum Auftragen dieser Zusammensetzung sind in der Patentschrift RU 2203547 beschrieben. Diese Patentschrift schlägt eine Zusammensetzung vor, die Mikroteilchen mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,2 - 200 Mikrometern umfasst. Sie werden aus einer Lösung eines Polymers und eines Wirkstoffs in einem organischen Lösungsmittel gewonnen. Der Wirkstoff ist ein Fungizid, ein Pflanzenwachstumsregulator, ein Pflanzennährstoff oder eine Kombination davon. Die Mikropartikel enthalten 1 bis 50 Gew.-% des in der Polymermatrix verteilten Wirkstoffs. Er besteht aus einem Polymer, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Polymethylmethacrylat, einem Milchsäurepolymer, Milchsäure- und Glycolsäurecopolymeren, Celluloseacetatbutyrat, Polystyrol, einem Acrylpolymer, einem Vinylpyrrolidon-Vinylacetat-Copolymer und anderen.
-
In diesen Erfindungen werden Polymere verwendet, die die anthropogene Belastung von landwirtschaftlichen Flächen aufgrund einer Umweltverschlechterung nicht verringern, was ihr Nachteil ist.
-
Der voranstehend beschriebene Erfindung hinsichtlich der technischen Natur und des erzielten Ergebnisses kommen am nächsten eine Zusammensetzung zur verlängerten Abgabe eines biologisch aktiven Bestandteils an Samen und Pflanzen sowie ein Verfahren zum Aufbringen der Zusammensetzung, die durch das Patent RU 2305404 geschützt sind und als Prototyp ausgewählt wurden.
-
Eine Zusammensetzung zur nachhaltigen Abgabe eines biologisch aktiven Bestandteils an Samen und Pflanzen enthält eine Polymermatrix und einen in einer Polymermatrix verteilten aktiven Bestandteil. Als Wirkstoff enthält es Wasserstoffperoxid, das wachstumsfördernde und kryoprotektive Eigenschaften besitzt. Die Polymermatrix besteht aus Polyvinylpyrrolidon mit einem M.M. von 25000 - 30000 in einer Konzentration von 1 - 2% in Wasser gelöst. Das Massenverhältnis von Wasserstoffperoxid zu Polyvinylpyrrolidon beträgt 1 : 29 - 1180. Ein Verfahren zur Verwendung der Zusammensetzung für die anhaltende Abgabe eines biologisch aktiven Bestandteils an Samen und Pflanzen beinhaltet das Aufbringen der Zusammensetzung auf die Samen. In diesem Fall werden die Samen mit einer Zusammensetzung in einer Menge von 0,3 bis 0,5 I pro 1 kg Samen behandelt und zu einem lockeren Zustand getrocknet.
-
Der Nachteil dieser Zusammensetzung ist die Einschränkung der Funktionen des Wirkstoffs mit wachstumsfördernden Eigenschaften. Um den Ertrag landwirtschaftlicher Kulturpflanzen zu erhöhen, ist daher eine zusätzliche Einführung der erforderlichen Nährstoffmenge durch getrennte technologische Vorgänge erforderlich. In diesem Fall wirken sich die angestrebten Vorteile des Prototyps indirekt auf die Prozesse der Mineralernährung von Pflanzen aus.
-
Der Prototyp der Erfindung ist auch ein komplexer Torfdünger mit verlängerter Wirkung. Er enthält Tieflandtorf und natürliches Zeolith, das mit Neodymionen in einem Verhältnis von 3 : 1 bis 3 : 2 modifiziert ist, und dadurch gekennzeichnet ist, dass natürliches Zeolith in einem Verhältnis von 0,01 bis 0,15% Neodymsulfat-Nd2(SO4)3-Lösung für 20 bis 22 Stunden gesättigt ist. Die Masse der natürlichen Zeolith- und Neodymsulfatlösung beträgt 1 : 9 - 1 : 10. Die RU 2322426, deren Verwendung die Produktivität von Gemüse- und Futterpflanzen erhöht, beschleunigt die Reifezeit. Aufgrund des Fehlens von Wachstumsförderern und einer Reihe von Mikroelementen im Düngemittel, die eines der Hauptelemente der Fruchtbarkeit darstellen, basiert der vorgeschlagene Düngemittelkomplex auf aktivierten (dehydrierten) natürlichen Zeolithen mit Langzeitwirkung.
-
Das Ziel der Erfindung ist es, die Zusammensetzung und ein Verfahren zum Ausbringen von Düngemitteln zu entwickeln, die eine verlängerte Abgabezeit einer wirksamen Menge des Wirkstoffs an Pflanzen ermöglichen. Es enthält Komponenten mit einem breiteren Wirkungsspektrum und fördert den gezielten Einsatz der Komponenten: Humin- und Fulvinsäuren, Aminosäuren und niedermolekulare Peptide sowie Stickstoff, Phosphor und Kalium in für die Pflanzenentwicklung notwendigen Mengen.
-
Das technische Ergebnis der Anwendung der Erfindung ist die Steigerung der Ernteerträge. Dieses Ergebnis wird dadurch erreicht, dass die Matrix für die verlängerte Abgabe des biologisch aktiven Bestandteils an Pflanzen ein aktivierter (dehydrierter) natürlicher Zeolith ist (mikroporöser kristalliner „Schwamm“, dessen Porenvolumen bis zu 50 % des Volumens des Zeolithgerüsts beträgt, das ein aktives Adsorptionsmittel ist). Darüber hinaus enthält das Zeolith die Spurenelemente Mn, Mg, Fe, Co, P, K, B und andere Stoffe sowie amorphes Silizium, die notwendig für die Pflanzenernährung sind. Die Wasserkapazität von Böden und die Möglichkeit, Schwermetallionen in Böden zu binden, nehmen zu.
-
Das angegebene Ergebnis wird auch dadurch erzielt, dass die Zusammensetzung, die für eine längere Abgabe an Pflanzen vorgesehen ist, entweder eine aus natürlichem Torf gewonnene Lösung von Huminsäure und Fulvinsäure oder eine Mischung von Aminosäuren und Peptiden enthält, die durch biochemische Verfahren erhalten wurden und die eine maximale Anzahl von L-Isomeren enthalten. Oder ihre Mischung enthält eine Menge von nicht mehr als 1000 g pro Tonne Zeolith. Ferner enthält die Mischung auch Mineraldünger in einer Menge von nicht mehr als 10 - 20 kg pro Tonne Zeolith. Darüber hinaus erfolgt die Blattdüngung von Pflanzen mit 450 - 500 kg Fertigdünger pro 1 ha Kulturpflanzen. Dieser Dünger wird ein vollständiger Ersatz für den Nährstoffkomplex der Pflanzen und hat zusätzlich die Funktion eines Biostimulators. Darüber hinaus sind alle mit solchen Düngemitteln hergestellten Produkte chemisch unbedenklich und biologisch rein.
-
Ein Beispiel für die Herstellung komplexer Düngemittel auf Basis aktivierter (dehydrierter) natürlicher Zeolithe wird im Folgenden angegeben.
-
- 1. Probenahme:
- Im Beisein der oben genannten Personen wurde ein Zeolith zur Herstellung eines Versuchsansatzes ausgewählt. Die Auswahl erfolgte aus einem Trichter des fertigen Materials in Säcken mit einem Gewicht von jeweils 25 kg (nach dem Industriespender). Die Menge an ausgewähltem Zeolith betrug 500 kg (20 Beutel), die Körnung an Zeolith (nach dem industriellen Sichter) betrug 1 - 3 mm. Zusätzlich zur angegebenen Menge wurden 5 kg Zeolith mit einer Fraktion von 1 bis 3 mm für Vorversuche zur Bestimmung der Wasseraufnahme von Zeolith ausgewählt. Der Feuchtigkeitsgehalt der Ausgangsprobe wurde im Labor von JSC „PROMZEOLIT“ gemessen.
- 2. Durchführung von Experimenten zur Ermittlung der maximalen Feuchtigkeitskapazität von Zeolith:
- Es wurden Lösungen von Huminsäure und Fulvinsäure (das Präparat GumiAgro, hergestellt von Esson LLC, Russland) verwendet. Neben der Verwendung von Aminosäurelösungen (Medikament Nomar N 148, hergestellt von Inagrosa, Spanien) ist es erforderlich, die vom Zeolith der Khotynets-Ablagerung ohne Bildung großer Aggregate maximal absorbierte Wassermenge zu bestimmen, ohne dass einzelne Partikel des Zeoliths verkleben, um eine Veränderung der Flißefähigkeit und ein Zusammenbacken des Endprodukts zu vermeiden.
-
2.1. Es wurde eine Probe eines Zeolithen einer Fraktion von 1 bis 3 mm mit einem Gewicht von 500 g entnommen.
Die Probe wurde in einen sauberen, trockenen Metallbehälter mit einem Volumen von 5 I gegeben und mit 180 ml Wasser aus einer Sprühflasche unter kräftigem Rühren des Zeolithen gespült. In der Probe bildeten sich große feuchte Partikelaggregate. Die Wassermenge ist zu hoch.
-
2.2. Es wurde eine Probe eines Zeolithen einer Fraktion von 1 bis 3 mm mit einem Gewicht von 500 g entnommen. Die Probe wurde in einen sauberen, trockenen Metallbehälter mit einem Volumen von 5 I gegeben und mit 120 ml Wasser aus einer Sprühflasche unter heftigem Rühren des Zeolithen gespült. In der Probe bildeten sich große feuchte Partikelaggregate. Die Wassermenge ist zu hoch.
-
2.3. Es wurde eine Probe eines Zeolithen einer Fraktion von 1 bis 3 mm mit einem Gewicht von 500 g entnommen.
Die Probe wurde in einen sauberen, trockenen Metallbehälter mit einem Volumen von 5 I gegeben und mit 100 ml Wasser aus einer Sprühflasche unter heftigem Rühren des Zeolithen gespült. In der Probe bildeten sich große feuchte Partikelaggregate. Die Wassermenge ist zu hoch.
-
2.4. Es wurde eine Probe eines Zeolithen einer Fraktion von 1 bis 3 mm mit einem Gewicht von 500 g entnommen.
Die Probe wurde in einen sauberen, trockenen Metallbehälter mit einem Volumen von 5 I gegeben und 80 ml Wasser aus einer Sprühflasche unter heftigem Rühren des Zeolithen gesprüht. In der Probe bildeten sich keine Aggregate, einzelne Partikel verfärbten sich durch Feuchtigkeit. Die Wassermenge wird als Maximum erkannt.
-
Schlussfolgerung:
- Um eine experimentelle Charge von mit Aminosäuren modifizierten Zeolithen zu erhalten, muss eine Lösung mit einem Volumen von höchstens 60 ml pro 500 g Zeolith verwendet werden. Bezogen auf 100 kg Zeolith beträgt die maximale Wassermenge 12.000 ml (12 I).
- Basierend auf den erhaltenen Daten wurden die Menge an GumiAgro und Nomar N 148 und das Volumen ihrer Lösung berechnet.
- Ausgehend vom verfügbaren Betonmischer mit 250 I Volumen zum Mischen von Zeolithen und dem Gewicht des zum Befüllen benötigten Zeolithen (100 kg, empirisch ermittelt) wird eine Dosierungstabelle für GumiAgro und N 148 erstellt.
Tabelle 1: Anzahl von GumiAgro und N 148 in jeder Charge von Zeolith. | Lot Nr. | Menge an Zeolith kg | Menge GumiAgro ml | Menge N 148 ml | Wassermenge ml |
| 1 | 100 | 21 | 2,1 | 670 |
| 2 | 100 | 60 | 6 | 2 000 |
| 3 | 100 | 159 | 15,9 | 5 330 |
| 4 | 100 | 360 | 36 | 12000 |
| insgesamt | 400 | 600 | 60 | 20 000 |
-
Basierend auf der obigen Tabelle 1 wurde eine Lösung hergestellt, die 600 ml Gumi-Agro und 60ml N 148 in 20 I Wasser enthielt.
-
Jede Charge Zeolith aus der Khotynetsky-Ablagerung wurde mit einer geeigneten Menge der hergestellten Lösung unter heftigem Rühren und Besprühen der Lösung mit einer Spritzpistole behandelt (es gibt eine Foto- und Videoaufzeichnung des Verfahrens).
-
Nach dem Mischen wurden Proben jeder Charge verarbeiteten Zeoliths entnommen. Die restliche Menge wurde in saubere Säcke gefüllt und entsprechend beschriftet (es liegt eine Videoaufnahme vor).
-
Der Feuchtigkeitsgehalt jeder Probe wurde nach der Verarbeitung im Labor von JSC „PROMZEOLIT“ gemessen, die Daten sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2: Feuchtigkeitsgehalt der Proben
| Benennung der Probe | Luftfeuchtigkeit % |
| Eingang von Zeolite | 2,8 |
| Lot 1 | 4,5 |
| Lot 2 | 6,2 |
| Lot 3 | 9,2 |
| Lot 4 | 14,7 |