Спосіб одержання біостимулятора росту та розвитку рослин з гумусовміщуючих речовин

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а точнее к регуляторам роста растений и может быть использовано для получения вещества стимулирующего развитие растений. Известен способ получения жидкого препарата из твердого топлива (торфа и бурого угля) (см. например, а.с. СССР №1412275, кл. C01F7/00). В соответствии с этим способом производится обработка торфа или бурого угля в водной среде, окисление в присутствии катализатора и центрифугирование реакционной смеси для отделения жидкой фазы препарата (готового ве щества) от твердого остатка. Для реализации указанного способа требуются катализаторы, специальное оборудование (автоклавы, центрифуги). Из описания видно, что щелочная экстракция производится при температуре 100 - 150°C. В связи с этим энергоемкость известного способа является высокой, что делает его экономически невыгодным. Наиболее близким к заявленному способу является способ получения жидкого препарата для биостимуляции роста и развития растений из гум усосодержащих веществ, например, низинного торфа (см. например а.с. №1695536 по кл. A01N61/00. Указанный способ включает щелочную экстракцию низинного торфа с последующей нейтрализацией. Для этой цели обработка торфа производится в автоклаве при температуре 100 150°C с помощью реагента, состоящего из перекиси водорода и щелочного агента. Продолжительность процесса 4 - 6час. Дальше производится нейтрализация реакционной массы до pH 7,0 - 7,6 и отделение жидкого продукта от твердого остатка. Для нейтрализации используется 1,5 - 2% раствор аммиака и гидроокись калия. Указанный способ содержит наибольшее количество существенных признаков, сходных с заявляемым изобретением и может быть принят за прототип. Недостатками прототипа являются высокая энергоемкость процесса, обусловленная необходимостью проведения его при температуре выше 100°C, а также высокая металлоемкость требующегося оборудования (центрифуга, автоклав и пр.). Все это делает способ экономически невыгодным. В основу изобретения положена задача создания более экономического способа получения биостимулятора роста и развития растений из гумусосодержащих ве ществ, позволяющего с меньшими энергозатратами получать препарат более высокой активности. Согласно изобретению задача создания боле экономичного способа получения биостимулятора роста и развития растений решается путем использования существенных признаков прототипа, таких как щелочная экстракция гум усосодержащих ве ществ с последующей нейтрализацией для получения нейтрализованной водной вытяжки с добавлением новых отличительных признаков заявляемого изобретения таких, как использование в качестве гум усосодержащего вещества вермикомпоста, первоначально замачиваемого в воде для получения бактериальной суспензии и дальнейшей щелочной обработки оставшегося осадка вермикомпоста раствором 0,1 - 0,2Н щелочи при температуре 20 - 40°C, с последующей нейтрализацией полученной щелочной вытяжки с помощью кислоты. Между указанной совокупностью признаков и техническим результатом существует причинно следственная связь заключающаяся а том, что, применив в качестве гумусосодержащего вещества вермикомпост предварительно замоченный в воде, мы получаем возможность проведения щелочной экстракции при температуре 20 - 40°C с последующей нейтрализацией щелочной вытяжки при той же температуре кислотой. Это позволяет значительно снизить энергетические затраты на выполнение способа, упрощается используемое для реализации способа, оборудование, следовательно повышается экономичность способа. Предлагаемый способ является новым, поскольку ни в патентной, ни в специальной технической литературе не удалось обнаружить способ с подобной совокупностью признаков. Предлагаемый способ имеет изобретательский уровень, поскольку для специалиста он явным образом не следует из уровня техники, так как все известные способы предполагают использование в качестве гум усосодержащего сырья веществ, которые для щелочной экстракции требуют высокую температуру более 100°C. Применение в качестве гумусосодержащего вещества вермикомпоста является отличительным признаком предлагаемого способа, позволяющим обеспечить проведенные экстракции при нормальной температуре (20 - 40°C). Предлагаемый способ является промышленно пригодным, поскольку имеется возможность его осуществления в промышленных условиях в любых объемах без сложного высокоэнергоемкого оборудования, при этом мы получаем жидкий препарат с более высокой активностью (табл.1 5). Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом (фиг.), где схематически показан заявляемый способ, описанный в примере 1 описания. Цифрами I VII обозначена последовательность проведения операций при осуществлении способа. Заявляемый способ поясняется примерами. Пример 1. В сосуд 1 (см. черт.) емкостью 250л помещают навеску в 10кг вермикомпоста с влажностью 45%. Затем его замачивают 3 объемами воды (30л) при температуре 20°C, перемешивают и отстаивают 30мин, получая водную бактериальную суспензию, содержащую водорастворимые вещества вермикомпоста и почвенную микрофлору, которую сливают (I) в отдельную накопительную емкость 2. К осадку замоченного вермикомпоста добавляют 200л 0,1Н раствора едкого калия и при температуре 20°C смесь перемешивают и отстаивают 30мин, получая щелочной экстракт, который сливают (II) в накопительную емкость 3. Оставшийся осадок заливают таким же объемом (200л) воды, имеющей температуру 30°C, перемешивают и вновь отстаивают 30мин, получая первую водную промывочную суспензию, которую сливают (III) в накопительную емкость 2. Затем оставшийся осадок опять заливают таким же объемом (200л) воды, имеющей температуру 30°C и процедуру повторяют, получая вторую промывочную суспензию, которую сливают (IV) в накопительную емкость 2. Щелочной экстракт, объединенный в накопительной емкости 2 с водными промывочными суспензиями, нейтрализуют (V) раствором азотной кислоты до значения pH среды 7,0, получая нейтрализованную вытяжку. Далее к нейтрализованной вытяжке добавляют, сливая (VI) из накопительной емкости 1, бактериальную суспензию. Полученную таким образом смесь перемешивают и отстаивают в течение 2 часов и разливают полученный жидкий препарат в тару (VII). Оставшийся осадок по безотходной технологии используют полностью для получения гуматов и фульвокислот в виде сухих порошков или удобрительных паст. Пример 2. То же, что и в примере 1, только вместо едкого калия к осадку замоченного вермикомпоста добавляют 200л 0,1Н раствора едкого натрия и при температуре 40°C смесь перемешивают и отстаивают 30мин, получая щелочной экстракт, а нейтрализацию проводят раствором азотной кислоты до pH 8,0. Пример 3. То же, что и в примере 1, только вместо едкого калия к осадку замоченного вермикомпоста добавляют 200л 0,2Н раствора аммиака. Концентрация раствора щелочи (0,1 - 0,2Н) температура реакционной смеси (20 - 40°C) являются оптимальными и установлены экспериментальным путем. Аналогичным образом были проведены другие опыты по осуществлению предлагаемого способа с использованием как граничных значений (концентрация раствора щелочи (0,1 0,2Н), температура реакционной смеси (20, 40°C) и средних значений (концентрация раствора щелочи - 0,15Н, температура реакционной смеси 30°C), так и выходящих за рамки граничных значений параметров (концентрация раствора щелочи - 0,5Н; 0,25Н, температура реакционной смеси 15 - 45°C). В результате этих экспериментов было установлено: - при получении водной вытяжки из вермикомпоста при температуре 20 - 30°C переходит в водную фазу 2 - 3% водорастворимых веществ вермикомпоста; - при концентрации раствора щелочи менее 0,1Н снижается экстрагируемость гуматов и фульвокислот из гранул вермикомпоста, а при концентрации раствора щелочи выше 0,2Н экстрагируемость гуматов и фульвокислот усиливается, но при этом происходят нежелательные потери лабильных биологически активных веществ; - при температуре реакционной смеси ниже 20°C экстракция гуминовых кислот и фульвокислот происходит значительно медленнее, что снижает качество жидкого препарата и увеличивает время на его производство, а при температуре выше 40°C в щелочной среде происходит гидролиз гуминовых кислот, а также инактивация биологически активных веществ и почвенной микрофлоры. Обработка замоченного осадка вермикомпоста раствором гидроксидом Ca, так как сами гуматы в вермикомпосте находятся в виде солей кальция и поэтому являются водонерастворимыми. При обработке вермикомпоста растворами щелочей: едкого натра, едкого калия или аммиачным раствором происходят реакции замещения и образования гуматов натрий, калия и аммония соответственно, которые являются водорастворимыми. Также возможна обработка вермикомпоста раствором гидроксида лития. Для нейтрализации щелочного экстракта из вермикомпоста из неорганических кислот предпочтительнее использовать азотную кислоту, так как при нейтрализации образуются селитры, полезные в качестве питательных веществ для растений. Использование соляной кислоты приводит к образованию в экстракте хлоридов, а применение серной кислоты - сульфатов, что нежелательно при обработке как растений, так и почвы. Использование для нейтрализации органических кислот таких как лимонная, яблочная, щавелевая или янтарная возможно, но это удорожает стоимость препаратов. Однако применение лимонной кислоты для данных целей придает более ценные свойства препарата, так образуются хелатные соединения с микро- и макроэлементами, что важно для питания растения. Использование янтарной кислоты будет усиливать ростовые свойства препаратов, так как сама янтарная кислота является стимулятором роста растений. Значения pH среды 7,0 - 8,0 являются оптимальными для сохранения активности биологически активных веществ и жизнеспособности почвенной микрофлоры в препарате. Вермикомпост представляет собой не только удобрение, но и уникальное сырье не только гуминовых веществ, но и целого ряда природных биологически активных веществ, которые отсутствуют и в торфе, и в буром угле. Предлагаемый способ позволяет с помощью дробной экстракции различными растворителями извлечь практически осе компоненты вермикомпоста в водорастворимом состоянии: гуминовые кислоты, фульвокислоты, витамины, природные фитогормоны, микро- и макроэлементы и споры почвенных микроорганизмов. Жидкий препарат из вермикомпоста, полученный по заявляемому способу, представляет собой темно-коричневую жидкость без запаха. Применение его в сельскохозяйственной практике экологически безопасно как для человека, так и животных почвенной микрофлоры. Он обладает следующими важными свойствами: - повышает всхожесть семян и энергию прорастания; - стимулирует корнеобразование, рост и развитие растений; - повышает урожайность культур; снижает количество нитратов в сельхозпродукции; - в нем присутствуют выраженные бактерио- и фунгицидные активности. Данные исследований вышеприведенных свойств жидкого препарата из вермикомпоста приведены в табл.1 - 5. Биологическая активность жидкого препарата, полученного заявляемым способом, была проверена в условиях выщелоченных черноземов на сахарной свекле сорта Рамонская односеменная 47 во ВНИИ рапса (г.Липецк). Обработку посевов проводили в период интенсивного роста корней с помощью внекорневой подкормки (опрыскивание листовой поверхности) в дозе 1 - 2л/га. Результаты половых опытов представлены в табл.1 Из приведенных в табл.1 видно, что жидкий препарат из вермикомпоста на примере сахарной свеклы стимулирует корнеобразование, рост и развитие растений. Оценка жидкого препарата из вермикомпоста на фунгицидную активность in vitro осуществлялась во ВНИИ Фитопатологии (п.Одинцово, Московской обл.). Оценивали in vitro действие этого препарата на возбудителей, вызывающих корневые гнили и увядания; Fusarium graminearum, Rhizoctonia solani; на возбудителя серой гнили Botrytic cinerea; на возбудителя септориоза Septoria nodorum; на возбудителя пирикуляриоза Pyricularia oruzae. Параллельно оценивали чувствительность к данному препарату возбудителя гоммоза хлопчатника Xanthomnas malvacearum. Препарат вносили в расплавленный картофельно-глюкозный агар в различных концентрациях. Эффективность действия препарата устанавливали по степени угнетения роста колоний патогенов из высечки культуры, помещенной на среду с препаратом. В качестве эталонов использовали широкоизвестные фунгициды: ТМТД, бенлат и фоликур. Полученные данные приведены в табл.2, из которых видно, что тестируемый жидкий препарат из вермикомпоста при определенных концентрациях оказывал In vitro значительный фунгицидный эффект на Finivale, R.solani, B.cinerea, S.nodorum, R.oryza и менее выраженный на F.graminearum. Обнаружено бактерицидное действие на X.malvacearum. Таким образом, жидкий препарат из вермикомпоста может применяться при протравливании семян для устранения семенных инфекций. В табл.3 представлены данные по влиянию обработки жидким препаратом из вермикомпоста на некоторые биохимические показатели овощной продукции в условиях орошения. Однократная обработка жидким препаратом о дозе 3 - 5л/га, разведенным в 100 раз, увеличивала урожай овощей до 20% при увеличении накопления сухого вещества , повышении % содержания сахара и витамина C и существенно снижало содержание нитратов в овощной продукции (2,0 - 4,5 раза). Проведены полевые испытания жидкого препарата по обработке семян и растений в фазе колошения зерновых культур в условиях северной и центральной агроклиматических зон Тамбовской обл. (табл.4). Установлено, что замачивание семян жидким препаратом в дозе 1л/т и внекорневая подкормка в дозе 0,8л/га повышали урожай зерновых от 3,9 до 16,5%. В табл.5 представлены данные по влиянию обработки семян жидким препаратом из вермикомпоста на их всхожесть, из которой видно, что препарат в разведении с водой повышал всхожесть семян вики, овса, сахарной свеклы и моркови, кормовой свеклы и пшеницы. При осуществлении заявляемого способа получения жидкого препарата из гум усосодержащих веществ потребуются специальное оборудование (автоклавы, центрифуги) и катализаторы, щелочная экстракция проводится при низкой температуре 20 - 40°C, что значительно снижает энергоемкость, металлоемкость и материальные затраты, повышая тем самым экономичность способа получения жидкого препарата. При этом как показывают результаты опытов(см. табл.1 - 5), получают жидкий препарат с высокой активностью, который стимулирует корнеобразование, рост и развитие растений, повышает всхожесть семян и урожайность культур, снижает количество нитратов в сельскохозяйственной продукции. Кроме того, в нем присутствуют выраженные бактерио- и фунгицидные активности, позволяющие при протравливании семян устранять семенные инфекции. После получения по заявляемому способу жидкого препарата из вермикомпоста оставшийся осадок по безотходной технологии используют полностью для получения гуматов и фульвокислот в виде сухи х порошков или удобрительных паст.