RU2794504C1

RU2794504C1 - Method for obtaining encapsulated fertilizers with urease inhibitor and boron compound

Info

Publication number: RU2794504C1
Application number: RU2022113813A
Authority: RU
Inventors: Григорий Николаевич Филисюк; Людмила Николаевна Барабанщикова; Юлия Олеговна Ерофеева; Маргарита Геннадьевна Перевозкина
Filing date: 2022-05-24
Publication date: 2023-04-19

Abstract

FIELD: agriculture.

SUBSTANCE: invention relates to agriculture. A method for producing encapsulated fertilizers by treating urea granules with solutions of sodium silicate and calcium chloride at a stoichiometric ratio of components, using hydroquinone - an inhibitor of urease activity and boric acid - a plant growth activator, with hydroquinone being introduced in an amount of 0.02 wt.%, and boric acid in amount of 0.24 wt.% in an aqueous solution of sodium silicate.

EFFECT: invention allows to obtain encapsulated urea of prolonged action with an inhibitor of urease activity - hydroquinone and a plant growth activator - boric acid.

1 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к способам получения капсулированных удобрений с ингибитором уреазы и активатором роста растений - соединением бора, и может быть использовано при возделывании сельскохозяйственных культур.The invention relates to agriculture, in particular to methods for producing encapsulated fertilizers with a urease inhibitor and a plant growth activator - a boron compound, and can be used in the cultivation of crops.

Одним из приоритетных направлений сельского хозяйства является разработка новых высокоэффективных и экологически чистых удобрений расширенного спектра действия.One of the priority areas of agriculture is the development of new highly effective and environmentally friendly fertilizers with an extended spectrum of action.

Источником азота для растений служат азотсодержащие удобрения, основным из которых является мочевина. Мочевина под действием микроорганизмов, содержащих фермент уреазу, превращается в аммиак и углекислый газ, что приводит к существенным потерям азота. Использование ряда соединений в качестве добавок к азотным удобрениям, способствует замедлению скорости разложения мочевины (CH₄N₂O) и образования аммиака [1-5].The source of nitrogen for plants is nitrogen-containing fertilizers, the main of which is urea. Urea under the action of microorganisms containing the enzyme urease is converted into ammonia and carbon dioxide, which leads to significant losses of nitrogen. The use of a number of compounds as additives to nitrogen fertilizers slows down the rate of decomposition of urea (CH ₄ N ₂ O) and the formation of ammonia [1-5].

Соединения бора в сельском хозяйстве используются в качестве микроэлементов, стимуляторов всхожести семян, активаторов роста растений, инсектицидов и фунгицидов. Бор улучшает фотосинтез, регулирует синтез азотистых соединений, усиливает обменные процессы в растениях, повышает содержание хлорофилла в листьях. Соединения бора улучшают качество сельскохозяйственной продукции - повышается масличность семян, увеличивается содержание белка, сахаров, крахмала, витаминов.Boron compounds are used in agriculture as trace elements, seed germination stimulants, plant growth activators, insecticides and fungicides. Boron improves photosynthesis, regulates the synthesis of nitrogenous compounds, enhances metabolic processes in plants, and increases the content of chlorophyll in leaves. Boron compounds improve the quality of agricultural products - the oil content of seeds increases, the content of protein, sugars, starch, and vitamins increases.

В качестве прототипа выбран способ получения капсулированных удобрений путем обработки гранул раствором силиката натрия и раствором хлористого кальция [6]. Основным недостатком данного способа является то, что растворяющиеся гранулы мочевины очень быстро подвергаются гидролизу и нитрификации, вымыванию из почвенного слоя и эмиссии газообразных продуктов.As a prototype, a method for producing encapsulated fertilizers was chosen by treating the granules with a solution of sodium silicate and a solution of calcium chloride [6]. The main disadvantage of this method is that the dissolving urea granules very quickly undergo hydrolysis and nitrification, leaching from the soil layer and emission of gaseous products.

Задачей настоящего изобретения является разработка капсулированного препарата мочевины пролонгированного действия, состоящего из ингибитора фермента уреазы и активатора роста растений - соединения бора.The objective of the present invention is to develop a long-acting encapsulated urea preparation consisting of an inhibitor of the urease enzyme and a plant growth activator - a boron compound.

Техническим результатом изобретения является получение капсулированной мочевины пролонгированного действия с ингибитором уреазной активности - гидрохиноном и активатором роста растений - борной кислотой.The technical result of the invention is to obtain encapsulated urea of prolonged action with an inhibitor of urease activity - hydroquinone and a plant growth activator - boric acid.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения капсулированных удобрений путем обработки гранул мочевины растворами силиката натрия и хлористого кальция при стехиометрическом соотношении компонентов, в качестве ингибитора уреазной активности используют гидрохинон и борную кислоту в качестве активатора роста растений, причем гидрохинон вводят в количестве 0,02 мас. % и борную кислоту 0,24 мас. % в водный раствор силиката натрия, используемого для покрытия гранул.This technical result is achieved by the fact that in the known method for producing encapsulated fertilizers by treating urea granules with solutions of sodium silicate and calcium chloride at a stoichiometric ratio of components, hydroquinone is used as an inhibitor of urease activity and boric acid is used as a plant growth activator, and hydroquinone is administered in an amount of 0 .02 wt. % and boric acid 0.24 wt. % in an aqueous solution of sodium silicate used to coat the granules.

Сущность изобретения заключается в использовании гидрохинона - ингибитора уреазной активности и борной кислоты - активатора роста растений в составе капсулированных азотных удобрений.The essence of the invention lies in the use of hydroquinone, an inhibitor of urease activity, and boric acid, a plant growth activator, as part of encapsulated nitrogen fertilizers.

Гидрохинон действует как ингибитор фермента уреазы, а также как антиоксидант за счет двух гидроксильных групп [7].Hydroquinone acts as an inhibitor of the urease enzyme, as well as an antioxidant due to two hydroxyl groups [7].

Пример 1. В 20%-ный водный раствор силиката натрия, используемый в композиции для покрытия гранул мочевины, вводят гидрохинон в количестве 0,02 мас. % и борную кислоту в количестве 0,24 мас. %. Навеску гранул мочевины в количестве 1 кг последовательно обрабатывают в "кипящем слое" аэрозолем 20%-ным раствором силиката натрия, с введенным предварительно ингибитором и активатором роста растений, 33%-ным раствором хлористого кальция, при стехиометрическом соотношении компонентов, при температуре 30-40°С с расходом по Na₂SiO₃ - 0,026 кг, по CaCl₂ - 0,024 кг. Полученные капсулированные гранулы высушивают при температуре 60±5°С.Example 1. In a 20% aqueous solution of sodium silicate used in the composition for coating urea granules, hydroquinone is introduced in an amount of 0.02 wt. % and boric acid in the amount of 0.24 wt. %. A portion of urea granules in the amount of 1 kg is sequentially treated in a "fluidized bed" with an aerosol of 20% sodium silicate solution, with a previously introduced plant growth inhibitor and activator, 33% calcium chloride solution, at a stoichiometric ratio of components, at a temperature of 30-40 ° С with a flow rate for Na ₂ SiO ₃ - 0.026 kg, for CaCl ₂ - 0.024 kg. The resulting encapsulated granules are dried at a temperature of 60±5°C.

Результаты испытаний удобрений представлены в табл.1. Влияние удобрений, получаемых по предлагаемому способу, проверялось на урожайности льна.The results of testing fertilizers are presented in table.1. The effect of fertilizers obtained by the proposed method was tested on the yield of flax.

Использование капсул мочевины с заявляемым составом увеличивает урожайность льна на 0,38 т/га по сравнению с прототипом.The use of urea capsules with the claimed composition increases the yield of flax by 0.38 t/ha compared to the prototype.

Источники информации:Information sources:

1. Fisher K. Α., Yarwood S. Α., James Β. R. Soil urease activity and bacterial ureC gene copy numbers: Effect of pH. Geoderma, 2017, 285: 1-8. (https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2016.09.012)1. Fisher K. A., Yarwood S. A., James B. R. Soil urease activity and bacterial ureC gene copy numbers: Effect of pH. Geoderma, 2017, 285: 1-8. (https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2016.09.012)

2. Horta L. P., Mota Y. С. C, Barbosa G. M., Braga Т. C, Marriel I. E.,

Modolo L. V. Urease Inhibitors of Agricultural Interest Inspired by Structures of Plant Phenolic Aldehydes. J. Braz. Chem. Soc, 2016, 27 (8): 1512-1519. (http://dx.doi.org/10.21577/0103-5053.20160208).2. Horta LP, Mota Y. C. C, Barbosa GM, Braga T. C, Marriel IE,

Modolo LV Urease Inhibitors of Agricultural Interest Inspired by Structures of Plant Phenolic Aldehydes. J Braz. Chem. Soc, 2016, 27(8):1512-1519. (http://dx.doi.org/10.21577/0103-5053.20160208).

3. Keerthisinghe D.G., Freney J.R. Inhibition of urease activity in flooded soils: Effect of thiophosphorictriamides and phosphorictriamides. Soil Biology and Biochemistry, 1994, 26 (11): 1527-1533. (https://doi.org/l0.1016/0038-0717(94)90094-9).3. Keerthisinghe D.G., Freney J.R. Inhibition of urease activity in flooded soils: Effect of thiophosphorictriamides and phosphorictriamides. Soil Biology and Biochemistry, 1994, 26 (11): 1527-1533. (https://doi.org/l0.1016/0038-0717(94)90094-9).

4. Mathialagan R., Mansor N., Al-Khateeb В., Helmi M., Muhammad M., Shamsuddin R. Evaluation of Allicin as Soil Urease Inhibitor. Procedia Engineering, 2017, 184: 449-459.4. Mathialagan R., Mansor N., Al-Khateeb B., Helmi M., Muhammad M., Shamsuddin R. Evaluation of Allicin as Soil Urease Inhibitor. Procedia Engineering, 2017, 184: 449-459.

(https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.04.116).(https://doi.org/10.1016/j.proeng.2017.04.116).

5. Li В., Chen Y., Liang W-Z, Mu L., Bridges W. C, Jacobson A. R., Darnault C. J.G. Influence of cerium oxide nanoparticles on the soil enzyme activities in a soil-grass microcosm system. Geoderma, 2017, 299: 54-62. (https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.03.027).5. Li B., Chen Y., Liang W-Z, Mu L., Bridges W. C, Jacobson A. R., Darnault C. J. G. Influence of cerium oxide nanoparticles on the soil enzyme activities in a soil-grass microcosm system. Geoderma, 2017, 299: 54-62. (https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.03.027).

6. A.c. 1353767 СССР, МКИ³ C05G 3/00. Способ получения медленнодействующих удобрений / Тюменский сельскохозяйственный институт. Комиссаров И.Д., Панфилова Л.А. Опубликовано 23.11.1987, Бюл. №43.6. Ac 1353767 USSR, MKI ³ C05G 3/00. Method for obtaining slow-acting fertilizers / Tyumen Agricultural Institute. Komissarov I.D., Panfilova L.A. Published 11/23/1987, Bull. No. 43.

7. Перевозкина М.Г. Тестирование антиоксидантной активности полифункциональных соединений кинетическими методами: монография. - Новосибирск: Изд. СибАК, 2014.-240 с.7. Perevozkina M.G. Testing of antioxidant activity of polyfunctional compounds by kinetic methods: monograph. - Novosibirsk: Ed. SibAK, 2014.-240 p.

Claims

A method for producing encapsulated fertilizers by treating urea granules with solutions of sodium silicate and calcium chloride at a stoichiometric ratio of components, characterized in that hydroquinone is used - an inhibitor of urease activity and boric acid - a plant growth activator, moreover, hydroquinone is introduced in an amount of 0.02 wt.%, and boric acid in an amount of 0.24 wt.% in an aqueous solution of sodium silicate.