Застосування алюмінію азотнокислого як підсилювача дії азоту і як системного активатора морфогенетичних процесів рослин та добриво на його основі

1. Застосування алюмінію азотнокислого як підсилювача дії азоту і як системного активатора морфогенетичних процесів рослин. 2. Добриво, що містить сполуку алюмінію, яке відрізняється тим, що як сполуку алюмінію воно містить алюміній азотнокислий, а також додатково містить гідрохінон, ортованадат натрію і калію гідроокис при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: алюміній азотнокислий 78,40-99,598 гідрохінон 0,38-19,63 ортованадат натрію 0,003-0,006 калію гідроокис 0,016-1,966. Винахід належить до сільського господарства, зокрема до рослинництва, і може бути використаний як засіб для підвищення врожайності будьяких сільськогосподарських культур: зернових, коренеплодів, овочевих тощо. Відоме рідке азотовмісне добриво з мікроелементами. Це добриво на основі суміші карбаміду і аміачної селітри включає також мікроелемент металу цинку в хелатній формі, яке одержують з купоросу цинкового технічного, аміаку водного технічного і комплексоутворювача - динатрієвої солі етилендіамінтетраоцтової кислоти. Склад добрива взятий при наступному співвідношенні компонентів (мас. %): суміш карбаміду і аміачної селі99,21-92,1 три - КАС мікроелемент металу цинку в хелатній формі: купорос цинковий технічний 0,27-2,7 аміак водний технічний 0,15-1,5 (Патент № 54669A UA 7 С05С 9/00). Недоліком відомого азотовмісного добрива є те, що речовини, які входять до його складу, забезпечують покращення мінерального живлення рослин, але не можуть ефективно впливати на процеси, які обумовлюють фізіологічний стан рослин. Високий рівень азотного живлення спричиняє переважно ріст надземної маси, що збільшує механічне навантаження на стебло, а це призводить до полягання рослин, враження їх грибковими захворюваннями і, як наслідок, веде до зниження врожайності, наприклад, кількості зерна пшениці з гектара. Високі дози азотних добрив рослинами використовуються не повністю. Частина добрив, що залишилась не використаною рослиною, змивається у водоймища та забруднює навколишнє середовище. Надлишкове азотне живлення при вирощуванні сільськогосподарських культур знижує якість вирощуваної продукції, а саме: зменшує, наприклад, цукристість коренеплодів цукрового буряка, цукристість винограду та ін. Крім цього, всі відомі засоби підвищення врожайності засновані або на підвищенні рівня мінерального живлення і забезпечення рослин засо комплексоутворювач - динатрієва сіль етилендіамінтетраоцтової кислоти 0,37-3,7. (19) UA (11) 96494 (13) (21) a201001780 (22) 19.02.2010 (24) 10.11.2011 (46) 10.11.2011, Бюл.№ 21, 2011 р. (72) МАЗІЛЬНІКОВ ГЕННАДІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, ШИМАНСЬКИЙ АРКАДІЙ ПЕТРОВИЧ, ЛИХОДІД ЮРІЙ АНАТОЛІЙОВИЧ, МЕЛЬНИК СТЕФАНІЯ СТЕФАНІВНА (73) МАЗІЛЬНІКОВ ГЕННАДІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, ШИМАНСЬКИЙ АРКАДІЙ ПЕТРОВИЧ, ЛИХОДІД ЮРІЙ АНАТОЛІЙОВИЧ, МЕЛЬНИК СТЕФАНІЯ СТЕФАНІВНА (56) UA 54669, A, 17.03.2003 UA 73687, C2, 15.08.2005 C2 1 3 бами хімічного захисту (з їх дорожнечею та небезпечними екологічними наслідками), або на використанні, так званих, стимуляторів росту, які забезпечують, як правило, невеликі прибавки врожаю на межі економічної доцільності. Найбільш близьким за технічною суттю до добрива, що заявляється, є вибране за прототип добриво, що містить аміачну селітру, алюмокалієві галуни та п. Бензохінон при наступному співвідношенні всіх компонентів (мас. %): алюмокалієві галуни 0,1-54,0 п. Бензохінон 0,1-2,6 аміачна селітра до 100. (Патент № 73687UA 8 С05С1/00, С05С9/00) Недоліком цього добрива є те, що алюмокалієві галуни, за рахунок їх дубильних властивостей, знижують можливість проникнення іонів алюмінію в клітини рослин, і цим зменшують ефективність дії добрива на фізіологію розвитку рослин, а саме: клітини рослини не отримують достатнього живлення, і через це добриво слабо активує морфогенетичні процеси рослин. Крім цього, алюмокалієві галуни є важкорозчинними, що призводить до збільшення технологічних витрат на виготовлення добрива, як то: електроенергія, час виготовлення. Крім того, наявний у складі добрива катіон + NH4 є таким, що роз'єднує процеси окислювального та фотосинтетичного фосфорилювання, що веде до зниження синтезу АТФ, наслідком якого через зниження, зокрема, фотосинтетичних процесів, є втрати врожаю. В основу винаходу поставлена задача створення високоефективного добрива шляхом введення до його складу компонентів, які, за рахунок інтенсифікації процесу диференціювання меристем, сприяють формуванню найбільш ефективного морфотипу рослин, а це, в свою чергу, збільшує кількість і масу плодоелементів рослин, тобто підвищує врожайність і покращує споживчі якості вирощеної продукції; крім цього, за рахунок зменшення часу на виготовлення добрива, спрощується технологічний процес приготування добрива та здешевлюється його вартість. Поставлена задача вирішується тим, що добриво, яке містить сполуку алюмінію, згідно з винаходами, як сполуку алюмінію містить алюміній азотнокислий як підсилювач дії азоту і як системний активатор морфогенетичних процесів рослин, а також воно додатково містить гідрохінон, ортованадат натрію та калію гідроокис при наступному співвідношенні всіх компонентів (мас. %): алюміній азотнокислий 78,40-99,598 гідрохінон 0,38-19,63 ортованадат натрію 0,003-0,006 калію гідроокис 0,016-1,966. Найбільш ефективним і перспективним засобом підвищення врожайності і якості вирощуваної продукції є оптимізація і прискорення процесу морфогенеза рослин. Як правило, це досягається шляхом обробки меристем іонами алюмінію і нітратами. Алюміній азотнокислий, що взятий як складовий компонент даного добрива, широко застосовується, наприклад, у хімічній промисловості (як протравлювач при фарбуванні тканин, для одержання каталізаторів, як висолювач при екст 96494 4 ракції сполук актиноїдів, як компонент розчину для хімічного полірування деталей з алюмінію тощо), але, на противагу надзвичайно широкому застосуванню в агротехнологіях інших нітратів - калію, натрію, кальцію, амонію, використання алюмінію азотнокислого (нітрату алюмінію) як добрива чи як компоненту добрива при вирощуванні рослин невідоме. В той же час - азотнокислий алюміній за рахунок регуляції ним мітотичних процесів ділення клітин - сприяє регуляції морфогенезу рослин в напрямку формування великоклітинних меристем. Крім цього, алюміній і азот, що входять до складу алюмінію азотнокислого взаємопідсилюють дію одне одного в процесі регуляції мітотичних процесів ділення клітин рослини. Підсилення дії азоту азотнокислим алюмінієм активно проявляється і через механізм зниження 3+ іонами NO3 та Аl інтенсивності процесу проліферації клітин за рахунок гальмування розходження мікротрубочок при діленні клітин, і це гальмування спричиняє збільшення об'єму клітин, що утворюються, а в підсумку - збільшення урожаю. Таким чином, завдяки присутності в добриві алюмінію азотнокислого, на фізіологічній основі відбувається активація початкових стадій росту і розвитку меристем. Через це в процесі формування меристем плодоелементів також відбувається укрупнення клітин, в результаті чого підвищується атрагуюча активність плодоелементів. При обробці вегетативних рослин забезпечується підсилення процесів реутилізації живильних речовин із вегетативних органів рослин у плодоелементи рослин за рахунок підвищення їх атрагуючої активності. При цьому зменшується залежність вегетативного терміну родючості рослин від погодних умов, а саме: посухи, приморозків, затяжних дощів. Крім того, перевагою добрива, що заявляється, при таких взаємодіях є застосування в ньому алюмінію азотнокислого, у якого відсутні дубильні властивості, що притаманні дії алюмокалієвих галунів у прототипі. До того ж більш легка розчинність алюмінію азотнокислого дозволяє знижувати норму застосування іонів алюмінію при обробці рослин. Цим підвищується екологічність використання добрива, що заявляється, без зменшення ефективності його дії. Гідрохінон, включений до складу добрива з метою підвищення фотосинтетичної активності на найбільш ранніх етапах росту рослини, бо відома участь хінонів в реакціях переносу електронів в електроннотранспортному ланцюгу фотосинтезу. Хінони здатні до окислювально-відновлювальних перетворень і можуть зворотно приєднувати два електрони (два протони), перетворюючись при цьому в гідрохінони. Відомо також, що хінони функціонально пов'язані з фотосистемою II хлоропластів та процесами фотоокислення води. Внаслідок цього вони є активаторами процесу фотосинтезу. Ортованадат натрію - мікроелемент, введений до добрива, підвищує його ефективність завдяки збільшенню вмісту циклічного аденозину - монофосфату (цАМФ), активуючого процес диференціювання клітин рослини та інгібування АТФ-ази, за рахунок чого підвищується вміст АТФ, необхідних 5 96494 для біосинтетичних процесів і збільшення енергетики клітин рослин. Наявність в складі добрива калію гідроокису (лугу) дає можливість активації переходів в системі "хінон - гідрохінон". Легка розчинність компонентів, які входять до складу добрива, за рахунок спрощення промислових методів одержання гомогенного та стійкого в часі (без ознак утворення осаду) розчину добрива, забезпечує зменшення технологічних витрат на його виготовлення. Добриво, що заявляється, являє собою сипучу суміш інгредієнтів, що входять до його складу, яка промислово виготовляється простим змішуванням у будь-якій послідовності вагових кількостей всіх його інгредієнтів. Для виготовлення водного розчину добрива вагові кількості всіх інгредієнтів, що входять до складу добрива, у будь-якій послідовності розчиняють у воді. Далі сипуча суміш добрива фасується та пакується в тару, наприклад полі 6 етиленові пакети та поліпропіленові мішки тощо, а водний розчин добрива розливається в каністри, бочки, відра тощо, і далі добриво надходить до складу готової продукції. Заявлені властивості добрива, яке було випробувано за показниками на відповідність прийнятим стандартам, пояснюються конкретними прикладами його використання. Добриво, що заявляється, використовувалось для передпосівної обробки насіння та підживлення рослин, яке проводилось обприскуванням рослин водним розчином добрива в різних його концентраціях в залежності від виду рослин та термінів їх вегетації. У таблиці 1 наведений приклад використання добрива при вирощуванні озимої пшениці сорту Миронівська 67 з передпосівною обробкою зерна у порівнянні з контрольним вирощуванням (за прототипом). Таблиця 1 Добриво склад компонентів в мас. % Алюміній азотно№ пп. Гідрохінон Ортованадат натрію Калію гідроокис кислий 1 99,598 0,38 0,006 0,016 2 90,525 9,09 0,005 0,38 3 90,77 9,136 0,004 0,09 4 92,496 7,2 0,004 0,3 5 87,87 11,74 0,003 0,387 6 78,40 19,63 0,004 1,966 Контроль (прототип) Практично дослід проводився передпосівною обробкою насіння водним розчином добрива, що заявляється. Водний розчин добрива для передпосівної обробки одної тони насіння пшениці сорту Миронівська 67 готувався наступним чином. До 15 л води добавлялась суміш добрива, що заявляється, в кількості 1 кг і добре перемішувалось. Із таблиці 1 випливає, що склад 2 добрива, що заявляється, який має середні значення інгредієнтів, є оптимальним і характеризується найбільшою прибавкою врожайності зерна. Це досягнуто за рахунок передпосівної обробки добри Врожайність (ц/га) 52,0 61,4 59,0 57,0 53 50 49 добривом насіння пшениці сорту Миронівська 67, що сприяло підвищенню схожості насіння пшениці, розвитку потужної кореневої системи рослин, закладці більшої кількості генеративних органів рослин та скороченню терміну їх визрівання. В таблиці 2 наведені результати дослідження дії добрива, що заявляється, на вегетацію рослин озимої пшениці сорту Миронівська 67, вирощеної з насіння, що пройшло передпосівну обробку добривом, в порівнянні з прототипом. Дослідження проводились в основних природнокліматичних зонах України. Таблиця 2 Добриво Склад 2 таб.1 прототип КонцентОб'єм по- Міцність рація клі- Кількість ВрожайМаса Кількість Інтенсивність дачі пасоки соломини тинно-го продуктивність 1000 зерен у фотосинтезу (г/1 росли(злам) соку верх- них стебел (ц/га) зерен (г) колосі (шт.) (мкл/час/г СО2) 2 ну) (г/10 см) нього лис- (шт./м ) 2 та (шт./м ) 61,4 39,2 29,1 921,5 0,570 287,0 20,1 538 47,2 37,5 26,2 738,0 0,223 231,0 32,2 480 Як випливає з таблиці 2, добриво, що заявляється, в порівнянні з прототипом, виявляє позитивну дію на всі елементи, що характеризують продуктивність рослини пшениці сорту Миронів ська 67, а саме: збільшується врожайність, збільшується вага маси 1000 зерен, збільшується кількість зерен в колосі, підвищується інтенсивність фотосинтезу, збільшується об'єм подачі 7 96494 пасоки, збільшується міцність соломини та кількість продуктивного стеблостою. Отримана врожайність озимої пшениці сорту Миронівська 67 в умовах посушливого літа 2007 року сформувалась завдяки низькій концентрації клітинного соку верхнього листа рослин, яка забезпечувалась високою активністю кореневої 8 системи рослин, на що вказує збільшений об'єм подачі пасоки. В таблиці 3 наведені дослідження дії добрива, що заявляється, на вегетацію рослин озимої пшениці сорту Миронівська ранньостигла та Крижинка при обприскуванні вегетативних рослин, в порівнянні з прототипом. Таблиця 3 Сорт пшениці Миронівська ранньостигла (ц/га) Крижинка (ц/га) 46 53 Добриво прототип Склад 2 таб. 1 55 59 З таблиці 3 випливає, що завдяки обприскуванню вегетативних рослин врожайність пшениці сорту Миронівська ранньостигла та Крижинка підвищувалась в порівнянні з прототипом. Застосування добрива, що заявляється, можна проводити разом із застосуванням фунгіцидів та пестицидів. При використанні фунгіцидів та пестицидів рослина за рахунок фітотоксичності цих препаратів, отримує стрес, що негативно впливає на її розвиток. Застосування добрива, Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко що заявляється, сумісно з фунгіцидами та пестицидами дозволяє рослині адаптуватися до стресу, викликаного несприятливими умовами зовнішнього середовища: посуха та приморозки, затяжні дощі. Добриво, що заявляється, є універсальним препаратом, який можна використовувати для будь-яких сільськогосподарських культур, а саме: зернових, коренеплодів, овочевих культур та ін. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601