RU2807297C2 - Parametric system of mineral fertilizers with controlled dissolution and release of nutrients - Google Patents

Parametric system of mineral fertilizers with controlled dissolution and release of nutrients Download PDF

Info

Publication number
RU2807297C2
RU2807297C2 RU2021116508A RU2021116508A RU2807297C2 RU 2807297 C2 RU2807297 C2 RU 2807297C2 RU 2021116508 A RU2021116508 A RU 2021116508A RU 2021116508 A RU2021116508 A RU 2021116508A RU 2807297 C2 RU2807297 C2 RU 2807297C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dissolution
fertilizers
plant
parameters
growth
Prior art date
Application number
RU2021116508A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021116508A (en
Inventor
Сергей Михайлович Степанов
Original Assignee
Сергей Михайлович Степанов
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Михайлович Степанов filed Critical Сергей Михайлович Степанов
Publication of RU2021116508A publication Critical patent/RU2021116508A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2807297C2 publication Critical patent/RU2807297C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemical production; agriculture; mineral fertilizers.
SUBSTANCE: agrochemical complex includes a set of mineral fertilizers of one or different types, consisting of traditional U1 and several fertilizers U2, U3, U4, U5, U6, U7 encapsulated with polymer coatings with specified kinetic parameters of controlled dissolution and release of nutrients U1(t), U2(t), U3(t), U4(t), U5(t), U6(t), U7(t) and a computer program for controlling the dissolution of fertilizers. Control of the dissolution of fertilizers is carried out by changing the amount, composition and ratio of the components of the compositions, which are combinations of fertilizers in the set, adjusting and kinetically matching their dissolution parameters with the growth parameters of a particular plant, and selecting an agricultural plant. The measured values of the kinetic parameters of plant growth are converted into relative values - mass fractions, and brought to a measurement scale from 0.00 to 1.00. The relative values of the growth parameter of the selected plant are approximated and the kinetic curve of its growth is calculated using the equation: where: P - plant mass in relative values, mass, proportion; t - time, days; a, b, c, k, l, m are the coefficients of the equation. A set of fertilizers is selected, the kinetic parameters of the dissolution of the fertilizers in the set are converted into relative values - mass fractions, the dissolution curves of the compositions are calculated, the kinetic parameters of which are compared with the parameters of the plant growth curve. The approximation error is calculated as an integral indicator of the deviation of the curves and, based on its minimum value, the fertilizer composition whose dissolution curve most closely matches the growth curve of the selected plant is determined.
EFFECT: complex allows you to optimize the nutrition of agricultural plants and increase the efficiency of using nutrients from mineral fertilizers by synchronizing the processes of dissolution of the fertilizer system and plant growth.
1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к областям химического производства B01J, С05, С08, С09 и сельскохозяйственного (далее - с/х) применения минеральных удобрений А01С 21/00 по Международной патентной классификации.The invention relates to the areas of chemical production B01J, C05, C08, C09 and agricultural (hereinafter - agricultural) application of mineral fertilizers A01C 21/00 according to the International Patent Classification.

Параметрическая система минеральных удобрений с управляемым растворением и высвобождением питательных веществ (далее - Система) - это агрохимический комплекс управления питанием и развитием растений, который включает:A parametric system of mineral fertilizers with controlled dissolution and release of nutrients (hereinafter referred to as the System) is an agrochemical complex for controlling plant nutrition and development, which includes:

- динамический набор, комплект нескольких минеральных удобрений одного или разных видов с определенными, точно заданными параметрами растворения (скоростью, продолжительностью, кинетикой);- dynamic set, a set of several mineral fertilizers of the same or different types with certain, precisely specified dissolution parameters (speed, duration, kinetics);

- компьютерную программу управления растворением (далее - Программа), которая, варьируя составом и соотношением удобрений динамического набора, рассчитывает и составляет композицию, растворение и высвобождение питательных веществ (далее - ПВ) которой обеспечивают оптимальное питание и развитие конкретного растения в заданных условиях выращивания и воздействия окружающей среды.- a computer program for dissolution control (hereinafter - the Program), which, by varying the composition and ratio of fertilizers of the dynamic set, calculates and composes the composition, dissolution and release of nutrients (hereinafter - IR) which ensures optimal nutrition and development of a particular plant under given growing and exposure conditions environment.

Динамический набор включает системы удобрений 3-х уровней:The dynamic set includes fertilizer systems of 3 levels:

1. Генеральная система.1. General system.

2. Оперативные системы.2. Operating systems.

3. Композиции удобрений.3. Fertilizer compositions.

Динамическим набор называется потому, что при применении Системы, которое заключается в формировании различных комбинаций состава и соотношения удобрений, происходит движение от генеральной системы к конкретной композиции (конечный продукт): из удобрений генеральной системы Программа составляет оперативные системы, на основе которых рассчитываются композиции и выбирается одна, обеспечивающая режим оптимального питания конкретного растения в заданных условиях выращивания.The set is called dynamic because when using the System, which consists in the formation of various combinations of composition and ratio of fertilizers, there is a movement from the general system to a specific composition (final product): from the fertilizers of the general system, the Program compiles operational systems, on the basis of which compositions are calculated and selected one that provides the optimal nutrition regime for a particular plant under given growing conditions.

1. Генеральная система (система 1-го уровня) - базовый элемент, который представляет собой набор из нескольких (не менее 4) удобрений с определенными, точно заданными параметрами растворения и высвобождения питательных веществ.1. General system (1st level system) - a basic element, which is a set of several (at least 4) fertilizers with certain, precisely specified parameters for the dissolution and release of nutrients.

Например, комплект из 6 капсулированных полимерным покрытием модификаций азотного удобрения мочевина У2, УЗ, У4, У5, У6, У7 с S-образной кинетикой У2(t) (2), У3(t) (3), У4(t) (4), У5(t) (5), У6(t) (6), У7(t) (7) и продолжительностью полного растворения при 20°С в диапазоне от 30 до 110 дней. Дополнительным 7-м элементом комплекта является традиционная (некапсулированная) мочевина У1 с линейной кинетикой растворения V1 (t) (1) и продолжительностью полного растворения 10-15 дней, расширяющая возможности управления растворением Системы удобрений на ранних этапах вегетации, а также позволяющая снизить стоимость конечных композиций с ее участием (Фиг. 1).For example, a set of 6 polymer-coated modifications of the nitrogen fertilizer urea U2, UZ, U4, U5, U6, U7 with S-shaped kinetics U2(t) (2), U3(t) (3), U4(t) (4 ), U5(t) (5), U6(t) (6), U7(t) (7) and the duration of complete dissolution at 20°C in the range from 30 to 110 days. The additional 7th element of the kit is traditional (non-encapsulated) urea U1 with linear dissolution kinetics V1 (t) (1) and a duration of complete dissolution of 10-15 days, expanding the capabilities of managing the dissolution of the Fertilizer System in the early stages of the growing season, as well as reducing the cost of final compositions with her participation (Fig. 1).

Единицей измерения процесса растворения минеральных удобрений является количество высвобожденных питательных веществ (далее - КПВ), натуральные значения которого (У*) выражаются как концентрация растворенного вещества в г/л, моль/л и др. Значения количественных параметров процессов растворения удобрения и роста растения в реальных единицах измерения могут существенно отличаться друг от друга, поэтому их трудно сравнивать и согласовывать. Для точного и корректного кинетического согласования процессов их количественные параметры необходимо сравнить в одном масштабе, в одной шкале измерений. Для этого параметры процессов приводятся к одному масштабу размерности - переводятся в относительные величины делением промежуточных натуральных значений параметра на его максимальную величину Par=Par*/Par* max и выражаются в массовых долях, в шкале измерений от 0,00 до 1,00. Натуральные значения КПВ удобрений генеральной системы переводятся в относительные величины У=У*/У* max и выражаются в массовых долях.The unit of measurement for the dissolution process of mineral fertilizers is the amount of released nutrients (hereinafter referred to as CPR), the natural values of which (U*) are expressed as the concentration of the dissolved substance in g/l, mol/l, etc. Values of quantitative parameters of the processes of fertilizer dissolution and plant growth in actual units of measurement may differ significantly from each other, making them difficult to compare and reconcile. For accurate and correct kinetic coordination of processes, their quantitative parameters must be compared on the same scale, on the same measurement scale. To do this, the process parameters are brought to one dimensional scale - converted into relative values by dividing the intermediate natural values of the parameter by its maximum value Par=Par*/Par* max and expressed in mass fractions, on a measurement scale from 0.00 to 1.00. The natural values of the CPV of fertilizers in the general system are converted into relative values Y = Y * / Y * max and are expressed in mass fractions.

Сравнение кинетических характеристик процессов растворения удобрения и роста растения производится в режиме реального времени, поэтому графики процессов приводятся в системе координат:Comparison of the kinetic characteristics of the processes of fertilizer dissolution and plant growth is carried out in real time, therefore process graphs are given in the coordinate system:

ось ординат - количественный параметр процесса, выраженный в натуральных* (г, кг, г/л и пр.) или в относительных величинах (масс, доля) в шкале измерений от 0,00 до 1,00;ordinate axis - a quantitative parameter of the process, expressed in natural* (g, kg, g/l, etc.) or in relative quantities (mass, fraction) on a measurement scale from 0.00 to 1.00;

ось абсцисс - время протекания процесса в реальных единицах измерения (t, дней), с шагом 5 дней.The abscissa axis is the time of the process in real units of measurement (t, days), in increments of 5 days.

Кинетика растворения и продолжительность высвобождения ПВ капсулированного удобрения определяются многими факторами или их совокупностью, например, толщиной полимерной оболочки капсулы δ, мкм. Толщина полимерного покрытия частиц и соответственно продолжительность растворения удобрений увеличиваются от У2 к У7.The dissolution kinetics and duration of release of PV of encapsulated fertilizer are determined by many factors or their combination, for example, the thickness of the polymer shell of the capsule δ, microns. The thickness of the polymer coating of particles and, accordingly, the duration of dissolution of fertilizers increase from U2 to U7.

Удобрения генеральной системы формируют кинетическую область управления растворением, границами которой являются кривые самого быстро растворимого У1(t) (1) и самого медленно растворимого удобрения У7(t) (7) комплекта. Питание большого количества с/х культур, продолжительность и кинетическая кривая роста которых вписываются в область управления растворением генеральной системы, может быть оптимизировано с помощью такого комплекта.Fertilizers of the general system form a kinetic region of dissolution control, the boundaries of which are the curves of the fastest soluble fertilizer Y1(t) (1) and the slowest soluble fertilizer Y7(t) (7) of the set. Nutrition of a large number of crops, the duration and kinetic growth curve of which fits into the dissolution control area of the general system, can be optimized using such a kit.

Каждое из 6 капсулированных удобрений У2, У3, У4, У5, У6, У7 генеральной системы может применяться как индивидуальное удобрение с контролируемым высвобождением ПВ, но не каждое капсулированное удобрение может являться приемлемым элементом Системы. Генеральная система - это набор удобрений с определенными, точно заданными параметрами растворения, различные оперативные комбинации которых позволяют как можно более точно оптимизировать питание как можно большего количества различных с/х культур в широком диапазоне условий выращивания и воздействия окружающей среды.Each of the 6 encapsulated fertilizers U2, U3, U4, U5, U6, U7 of the general system can be used as an individual fertilizer with controlled release of PV, but not every encapsulated fertilizer can be an acceptable element of the System. The general system is a set of fertilizers with specific, precisely defined dissolution parameters, various operational combinations of which allow the nutrition of as many different crops as possible to be optimized as accurately as possible in a wide range of growing conditions and environmental influences.

2. Из комплекта удобрений генеральной системы составляются оперативные системы (системы 2-го уровня) как комбинации из 2-х, 3-х и более компонентов для оптимизации питания конкретных с/х культур в определенных условиях выращивания.2. From the set of fertilizers of the general system, operational systems (2nd level systems) are compiled as combinations of 2, 3 or more components to optimize the nutrition of specific agricultural crops in certain growing conditions.

3. Варьируя составом, т.е. параметрами растворения удобрений оперативной системы и весовым соотношением компонентов в комбинации, программа управления растворением рассчитывает возможные композиции (системы 3-го уровня) и выбирает одну, растворение которой наиболее точно кинетически согласовано с ростом конкретной с/х культуры.3. Varying the composition, i.e. based on the dissolution parameters of the operating system fertilizers and the weight ratio of the components in the combination, the dissolution control program calculates possible compositions (3rd level systems) and selects one, the dissolution of which is most accurately kinetically matched with the growth of a specific agricultural crop.

Композиция удобрений - это смешанные в определенной пропорции несколько удобрений с различными параметрами растворения из комплекта генеральной системы.A fertilizer composition is several fertilizers mixed in a certain proportion with different dissolution parameters from the general system kit.

nK - композиция n-удобрений;nK - composition of n-fertilizers;

h - индекс компонента в композиции, h=1, 2 … n;h - index of the component in the composition, h=1, 2 ... n;

n - количество компонентов в композиции (оперативной системе);n is the number of components in the composition (operating system);

У1, У2 … Уn - компоненты композиции, индивидуальные удобрения из комплекта генеральной системы;U 1 , U 2 ... U n - components of the composition, individual fertilizers from the general system kit;

w1, w2 … wn - весовые доли компонентов в композиции, w1+w2+…+wn=1,00.w 1 , w 2 ... w n - weight fractions of components in the composition, w 1 +w 2 +...+w n =1.00.

Параметры растворения композиции n-удобрений определяются параметрами растворения каждого компонента композиции, соотношением компонентов (их весовой долей) в комбинации и количеством компонентов. Параметры растворения включают скорость, продолжительность и кинетику растворения и высвобождения ПВ удобрения.The dissolution parameters of the n-fertilizer composition are determined by the dissolution parameters of each component of the composition, the ratio of the components (their weight fraction) in the combination and the number of components. Dissolution parameters include the rate, duration and kinetics of dissolution and release of the PV fertilizer.

Оптимальным количеством компонентов для оперативных систем и композиций, с функциональной, экономической и технологической точек зрения, являются комбинации из 2-х или 3-х удобрений.The optimal number of components for operational systems and compositions, from a functional, economic and technological point of view, are combinations of 2 or 3 fertilizers.

Для генеральной системы из 7 удобрений общее количество двухкомпонентных композиций (далее - 2К-композиция) составляет 2121. Любое агропредприятие или фермер могут самостоятельно рассчитывать, составлять и применять 2К-композиции для своих с/х культур и условий выращивания, имея соответствующие инструкции и документацию.For a general system of 7 fertilizers, the total number of two-component compositions (hereinafter referred to as 2K-composition) is 2121. Any agricultural enterprise or farmer can independently calculate, compose and apply 2K-compositions for their crops and growing conditions, having the appropriate instructions and documentation.

Общее количество трехкомпонентных композиций (далее - 3К-композиция) составляет 180285. В этом случае расчет и подбор композиции оптимального питания растения производится химической компанией-производителем Систем удобрений на основании технического задания от заказчика.The total number of three-component compositions (hereinafter referred to as the 3K-composition) is 180,285. In this case, the calculation and selection of the composition for optimal plant nutrition is carried out by the chemical company that produces the Fertilizer Systems based on the technical specifications from the customer.

Основными компонентами Системы являются удобрения с контролируемым растворением и высвобождением ПВ. Способом получения таких удобрений является микрокапсулирование - это химические, физико-химические и физические методы заключения дисперсных частиц в полимерные оболочки, капсулы [1, 2], такие как:The main components of the System are fertilizers with controlled dissolution and release of PV. The method for producing such fertilizers is microencapsulation - these are chemical, physicochemical and physical methods of enclosing dispersed particles in polymer shells and capsules [1, 2], such as:

- коацервация (разделение фаз);- coacervation (phase separation);

- испарение растворителя;- solvent evaporation;

- межфазная полимеризация или поликонденсация;- interfacial polymerization or polycondensation;

- экструзионные, электростатические и другие методы.- extrusion, electrostatic and other methods.

Данные методы заключаются в создании физического барьера на поверхности капсулируемых частиц за счет нанесения органических полимерных пленочных покрытий разной толщины, с разной химической природой, структурой и физическими свойствами, на различные виды минеральных удобрений, разного гранулометрического состава.These methods consist of creating a physical barrier on the surface of encapsulated particles by applying organic polymer film coatings of different thicknesses, with different chemical natures, structures and physical properties, to different types of mineral fertilizers of different granulometric compositions.

Примечание. В качестве оболочки капсул применяются также неорганические, минеральные и др. природные и синтетические материалы. Здесь рассматриваются только органические пленкообразующие полимеры.Note. Inorganic, mineral and other natural and synthetic materials are also used as capsule shells. Only organic film-forming polymers are considered here.

Системы удобрений могут быть двух типов:Fertilizer systems can be of two types:

1. Комбинация одного вида простого или сложного удобрения из частиц с различными параметрами растворения. Например, композиция азотного удобрения мочевина из некапсулированных (традиционных) и капсулированных частиц разного размера и формы, покрытых полимерными пленками-мембранами с различной природой, структурой и физическими свойствами, с различной толщиной покрытия в один или в несколько слоев.1. A combination of one type of simple or complex particle fertilizer with different dissolution parameters. For example, a composition of nitrogen fertilizer urea from non-encapsulated (traditional) and encapsulated particles of different sizes and shapes, coated with polymer membrane films of different nature, structure and physical properties, with different coating thicknesses in one or several layers.

2. Комбинация из нескольких видов удобрений разной химической природы с различными параметрами растворения в разных весовых соотношениях. Например:2. A combination of several types of fertilizers of different chemical natures with different dissolution parameters in different weight ratios. For example:

- тройная комбинация из капсулированных частиц аммиачной селитры (N), хлорида калия (К) и некаспулированных частиц традиционного суперфосфата (Р);- a triple combination of encapsulated particles of ammonium nitrate (N), potassium chloride (K) and unencapsulated particles of traditional superphosphate (P);

- двойные комбинации из капсулированных частиц мочевины (N) и аммофоса (NP) или из капсулированных частиц аммиачной селитры (N) и азофоски (NPK) и др.- double combinations of encapsulated particles of urea (N) and ammophos (NP) or of encapsulated particles of ammonium nitrate (N) and azophosphate (NPK), etc.

Сегодня во многих странах мира активно ведутся разработки, промышленное производство и применение удобрений с контролируемым высвобождением ПВ (controlled-release fertilizers, CRF) [3, 4, 5, 6]. Возрастающая популярность таких продуктов обусловлена тем, что их применение приводит к повышению эффективности использования ПВ по сравнению с традиционными удобрениями, улучшению питания растений, увеличению урожайности с/х культур, результатом чего является повышение рентабельности с/х производства и сохранение окружающей среды. Особенно мощный импульс развитию капсулированных полимерными покрытиями минеральных удобрений придало создание в начале 2000-х годов канадской компанией Agrium Advanced Technologies продукта ESN «Интеллектуального Азота» (Polymer Coated Urea, капсулированная полиуретаном мочевина), который в настоящее время является самым массовым азотным удобрением с контролируемым высвобождением ПВ с объемом производства более 500 000 тонн в год [7, 8, 9, 10, 11].Today, in many countries around the world, the development, industrial production and use of controlled-release fertilizers (CRF) are actively underway [3, 4, 5, 6]. The growing popularity of such products is due to the fact that their use leads to increased efficiency in the use of PV compared to traditional fertilizers, improved plant nutrition, increased yield of agricultural crops, which results in increased profitability of agricultural production and preservation of the environment. A particularly powerful impetus for the development of mineral fertilizers encapsulated with polymer coatings was given by the creation in the early 2000s by the Canadian company Agrium Advanced Technologies of the ESN product “Intelligent Nitrogen” (Polymer Coated Urea, polyurethane encapsulated urea), which is currently the most widespread nitrogen fertilizer with controlled release PV with a production volume of more than 500,000 tons per year [7, 8, 9, 10, 11].

Параметрическая система минеральных удобрений с управляемым растворением является продолжением и развитием темы «умных» капсулированных удобрений с контролируемым высвобождением ПВ (CRF), с целью усиления их функциональной и экономической эффективности, улучшения условий питания и развития растений, повышения урожайности с/х культур и экологической безопасности окружающей среды.The parametric system of mineral fertilizers with controlled dissolution is a continuation and development of the theme of “smart” encapsulated fertilizers with controlled release of PV (CRF), with the aim of enhancing their functional and economic efficiency, improving nutritional conditions and development of plants, increasing the yield of agricultural crops and environmental safety environment.

Для обеспечения оптимального питания и развития с/х культуры необходимо, чтобы процессы растворения удобрения и роста растения были кинетически согласованы по количественным и временным параметрам, т.е. их кривые выраженные в относительных величинах и в одной шкале измерений должны совпадать.To ensure optimal nutrition and development of an agricultural crop, it is necessary that the processes of fertilizer dissolution and plant growth be kinetically coordinated in quantitative and time parameters, i.e. their curves expressed in relative values and on the same measurement scale must coincide.

Рост растения - это процесс биосинтеза, процесс создания его формы и массы, который протекает по определенной программе, заложенной в его генетической памяти. Графически кинетика этого процесса обычно имеет вид S-образной кривой (сигмоиды), например, кривая роста растения кукуруза P*(t) (8) (Фиг. 2.1). Единицей измерения роста (Р*) обычно является сухая масса всего растения (далее - СМ), которая в натуральных величинах выражается в граммах или килограммах. Далее и везде ось абсцисс - t, дней.Plant growth is a process of biosynthesis, the process of creating its shape and mass, which proceeds according to a certain program embedded in its genetic memory. Graphically, the kinetics of this process usually takes the form of an S-shaped curve (sigmoid), for example, the growth curve of a corn plant P*(t) (8) (Fig. 2.1). The unit of measurement for growth (P*) is usually the dry mass of the whole plant (hereinafter referred to as DM), which in natural quantities is expressed in grams or kilograms. Further and everywhere the abscissa axis is t, days.

Как было сказано ранее для точного и корректного сравнения и кинетического согласования процессов растворения удобрения и роста растения их количественные параметры необходимо сравнить в одном масштабе и в одной шкале измерений. Поэтому натуральные значения сухой массы растения (Р*), также как количество высвобожденных питательных веществ удобрений (У*), переводятся в относительные величины РОВ=Р*/Р*max и выражаются в массовых долях, в шкале измерений от 0,00 до 1,00. Кривая роста растения кукуруза в относительных величинах РОВ(t) (9) (Фиг. 2.2) кинетически полностью идентична кривой роста растения в натуральных величинах P*(t) (8).As was said earlier, for an accurate and correct comparison and kinetic coordination of the processes of fertilizer dissolution and plant growth, their quantitative parameters must be compared on the same scale and on the same measurement scale. Therefore, the natural values of plant dry mass (P*), as well as the amount of released fertilizer nutrients (V*), are converted into relative values P OB =P*/P* max and are expressed in mass fractions, on a measurement scale from 0.00 to 1.00. The growth curve of a corn plant in relative values P OV (t) (9) (Fig. 2.2) is kinetically completely identical to the plant growth curve in natural values P * (t) (8).

Традиционные азотные удобрения, такие как аммиачная селитра, мочевина, сульфат аммония и др., имеют высокую растворимость и скорость растворения в воде и водных средах. В зависимости от температуры, состава и влажности почвы, водного режима и других факторов внешнего воздействия растворение таких удобрений происходит достаточно быстро и заканчивается в течение 1,5-2 недель после их внесения. Кривая растворения традиционного азотного удобрения, например, мочевины У1(t) имеет практически линейный характер (1), которая и по форме кривой, и по временным параметрам абсолютно несопоставима с S-образной кривой роста растения, например, кукурузы РОВ(t) (9), при сравнении относительных значений количественных параметров процессов (У, РОВ) в одном масштабе, в шкале измерений от 0,00 до 1,00 (Фиг. 3). Из-за несоответствия кинетических параметров роста растений и растворения традиционных азотных удобрений эффективность использования их питательных элементов не превышает 20-30%. Процесс растворения традиционных азотных удобрений невозможно ни контролировать, ни изменять. Все это обусловливает высокие потери ПВ традиционных азотных удобрений, нерациональный режим питания растений и как следствие низкую урожайность с/х культур и загрязнение почвы и окружающей среды.Traditional nitrogen fertilizers, such as ammonium nitrate, urea, ammonium sulfate, etc., have high solubility and dissolution rate in water and aqueous media. Depending on the temperature, composition and humidity of the soil, water regime and other external factors, the dissolution of such fertilizers occurs quite quickly and ends within 1.5-2 weeks after their application. The dissolution curve of a traditional nitrogen fertilizer, for example, urea U1(t), is almost linear (1), which, both in the shape of the curve and in time parameters, is absolutely incomparable with the S-shaped plant growth curve, for example, corn P OB (t) ( 9), when comparing the relative values of quantitative parameters of processes (U, R OV ) on the same scale, on a measurement scale from 0.00 to 1.00 (Fig. 3). Due to the discrepancy between the kinetic parameters of plant growth and the dissolution of traditional nitrogen fertilizers, the efficiency of using their nutrients does not exceed 20-30%. The dissolution process of traditional nitrogen fertilizers cannot be controlled or modified. All this causes high losses of PV of traditional nitrogen fertilizers, irrational plant nutrition and, as a consequence, low yields of agricultural crops and pollution of the soil and the environment.

В отличие от традиционного, растворение капсулированного полимерным покрытием минерального азотного удобрения протекает по более сложному механизму, который кроме гетерогенной химической реакции между ядром капсулы и почвенной водой, включает процессы массопереноса жидкой фазы через пленочное покрытие, т.е. диффузионные мембранные процессы. Такой механизм снижает скорость растворения и кардинально изменяет кинетику высвобождения растворенного вещества по сравнению с традиционными минеральными удобрениями. Появляется задержка растворения «лаг-период» на начальном этапе и плавное экспоненциальное замедление на конечном этапе, что формирует S-образную кинетику растворения капсулированного азотного удобрения. S-кривая растворения, например, капсулированного азотного удобрения мочевина У5(t) (5) и по форме, и по временным параметрам сопоставима с S-кривой роста растения кукуруза РОВ(t) (9) при сравнении относительных значений количественных параметров процессов (У, РОВ) в одном масштабе, в шкале измерений от 0,00 до 1,00 (Фиг. 4). Соответствие кинетических параметров роста растений и растворения капсулированных удобрений обусловливает высокую, до 70-80%, эффективность использования ПВ, что позволяет значительно улучшить питание и развитие с/х культур, снизить потери ПВ и уменьшить химическое воздействие на почву по сравнению с традиционными удобрениями [6].Unlike the traditional one, the dissolution of a mineral nitrogen fertilizer encapsulated with a polymer coating proceeds through a more complex mechanism, which, in addition to the heterogeneous chemical reaction between the capsule core and soil water, includes the processes of mass transfer of the liquid phase through the film coating, i.e. diffusion membrane processes. This mechanism reduces the dissolution rate and radically changes the kinetics of solute release compared to traditional mineral fertilizers. A “lag period” dissolution delay appears at the initial stage and a smooth exponential deceleration at the final stage, which forms the S-shaped dissolution kinetics of the encapsulated nitrogen fertilizer. The S-curve of dissolution, for example, of the encapsulated nitrogen fertilizer urea U5(t) (5) both in shape and in time parameters is comparable to the S-curve of plant growth corn P OB (t) (9) when comparing the relative values of the quantitative parameters of the processes ( U, R OV ) on the same scale, on a measurement scale from 0.00 to 1.00 (Fig. 4). The correspondence of the kinetic parameters of plant growth and the dissolution of encapsulated fertilizers determines the high, up to 70-80%, efficiency of the use of PV, which can significantly improve the nutrition and development of agricultural crops, reduce losses of PV and reduce the chemical impact on the soil compared to traditional fertilizers [6 ].

Параметры процесса растворения и высвобождения ПВ индивидуального капсулированного удобрения фиксированы, но могут быть изменены за счет изменения химической природы или вида пленкообразующего полимера, его плотности, пористости и проницаемости, толщины пленки и/или количества слоев и пр. Изменение параметров растворения индивидуального капсулированного удобрения может быть выполнено только в заводских условиях, на этапе его производства или на этапе научно-исследовательских работ при разработке формулы и фактически означает создание нового продукта. Кинетика процесса растворения индивидуальных капсулированных удобрений с контролируемым высвобождением ПВ сопоставима, но не синхронизирована с кинетикой роста/питания растений. Полное совпадение кинетических кривых этих процессов возможно лишь случайно, т.к. количество комбинаций «растение - условия выращивания» огромно, а разрабатывать и производить отдельное капсулированное удобрение для каждой такой комбинации технологически и экономически нецелесообразно.The parameters of the process of dissolution and release of PV of an individual encapsulated fertilizer are fixed, but can be changed by changing the chemical nature or type of film-forming polymer, its density, porosity and permeability, film thickness and/or number of layers, etc. Changing the dissolution parameters of an individual encapsulated fertilizer can be performed only in the factory, at the stage of its production or at the stage of research work when developing the formula and actually means the creation of a new product. The kinetics of the dissolution process of individual encapsulated fertilizers with controlled release of PV is comparable, but not synchronized with the kinetics of plant growth/nutrition. Complete coincidence of the kinetic curves of these processes is possible only by chance, because the number of combinations “plant - growing conditions” is huge, and it is technologically and economically infeasible to develop and produce a separate encapsulated fertilizer for each such combination.

Главное отличие параметрической системы удобрений от выбранного прототипа, индивидуального капсулированного полимерным покрытием азотного удобрения с контролируемым высвобождением ПВ, например, продукта ESN, заключается в ОПЕРАТИВНОМ УПРАВЛЕНИИ растворением и высвобождением ПВ.The main difference between a parametric fertilizer system and the selected prototype, an individual polymer-coated controlled-release nitrogen fertilizer, such as the ESN product, is the OPERATIONAL CONTROL of the dissolution and release of the PV.

- ОПЕРАТИВНОЕ - это способность легко и быстро, везде и в любое время, «по месту», для любой с/х культуры, в широком диапазоне условий выращивания и воздействия окружающей среды изменять параметры растворения Системы удобрений: скорость, продолжительность и кинетику растворения.- OPERATIONAL is the ability to easily and quickly, anywhere and at any time, “on the spot”, for any agricultural crop, in a wide range of growing conditions and environmental influences, to change the dissolution parameters of the Fertilizer System: speed, duration and dissolution kinetics.

- УПРАВЛЕНИЕ растворением удобрений - это способность адекватно реагировать на изменение вида с/х культуры, условий выращивания и воздействия окружающей среды, соответственно изменяя параметры процесса растворения Системы, точно настраивая, синхронизируя их с параметрами процессов питания и роста растения.- MANAGEMENT of fertilizer dissolution is the ability to adequately respond to changes in the type of agricultural crop, growing conditions and environmental influences, accordingly changing the parameters of the dissolution process of the System, fine-tuning, synchronizing them with the parameters of the plant’s nutrition and growth processes.

Система удобрений позволяет оперативно рассчитать и составить композицию, кинетические параметры растворения которой наиболее точно соответствуют параметрам роста/питания конкретного растения в заданных условиях выращивания и воздействия окружающей среды. Например, композиция 2-х капсулированных модификаций азотного удобрения мочевина 2К=w1⋅У1+w2⋅У2, где: У1=У5, У2=У6 из комплекта генеральной системы (Фиг. 1). Удобрения У5, У6 формируют оперативную 2К-систему, включающую при шаге 1% вес. 101 композицию, а кривые растворения У5(t) (5), У6(t) (6) образуют область управления параметрами композиций. Варьируя соотношением компонентов У5, У6 внутри оперативной системы составляются возможные 2К-композиции и выбирается одна 2ККС=0,7⋅У5+0,3⋅У6, растворение которой наиболее точно кинетически синхронизировано (КС) с ростом конкретного растения. S-кривая растворения композиции удобрений 2ККС(t) (10) практически полностью совпадает с S-кривой роста растения кукуруза (9), 2ККС(t) ≈ РОВ(t), при сравнении относительных значений количественных параметров этих процессов (2ККС, РОВ, У) в одном масштабе, в шкале измерений от 0,00 до 1,00 (Фиг. 5). При такой степени согласования процессов растворения оптимальной композиции удобрений и роста растения эффективность использования ПВ максимально высокая и составляет более 90%, что обеспечивает наиболее рациональный режим питания и развития растения на протяжении всего вегетационного периода. Параметры растворения данной 2К-композиции удобрений можно легко и быстро изменить или подкорректировать, изменив весовое соотношение компонентов w1/w2, например, при переходе к другой с/х культуре или при изменении условий выращивания (температуры, влажности, водного режима, состава и структуры почвы и пр.).The fertilizer system allows you to quickly calculate and create a composition whose kinetic dissolution parameters most accurately correspond to the growth/nutrition parameters of a particular plant under given growing conditions and environmental influences. For example, the composition of 2 encapsulated modifications of nitrogen fertilizer urea 2K=w 1 ⋅U 1 +w 2 ⋅U 2 , where: U 1 =U5, U 2 =U6 from the general system kit (Fig. 1). Fertilizers U5, U6 form an operational 2K system, including in steps of 1% weight. 101 compositions, and the dissolution curves U5(t) (5), U6(t) (6) form the area for controlling the parameters of the compositions. By varying the ratio of components U5, U6, possible 2K compositions are compiled within the operating system and one 2K KS =0.7⋅U5+0.3⋅U6 is selected, the dissolution of which is most accurately kinetically synchronized (KS) with the growth of a particular plant. The S-curve of the dissolution of the fertilizer composition 2K KS (t) (10) almost completely coincides with the S-curve of the growth of the corn plant (9), 2K KS (t) ≈ P OV (t), when comparing the relative values of the quantitative parameters of these processes (2K KS , R OV , U) on the same scale, on a measurement scale from 0.00 to 1.00 (Fig. 5). With such a degree of coordination of the processes of dissolution of the optimal composition of fertilizers and plant growth, the efficiency of PV use is as high as possible and amounts to more than 90%, which ensures the most rational diet and development of the plant throughout the entire growing season. The dissolution parameters of this 2K fertilizer composition can be easily and quickly changed or adjusted by changing the weight ratio of the components w 1 / w 2 , for example, when switching to another agricultural crop or when changing growing conditions (temperature, humidity, water regime, composition and soil structure, etc.).

Как было сказано ранее, индивидуальное капсулированное удобрение с контролируемым высвобождением ПВ, такое, например, как ESN, имеет фиксированные параметры растворения (скорость, продолжительность и кинетику), которые задаются и могут быть изменены только химической компанией-производителем на этапах разработки или заводского производства продукта.As stated earlier, a custom controlled release encapsulated fertilizer such as ESN has fixed dissolution parameters (rate, duration and kinetics) that are set and can only be changed by the chemical manufacturing company during the product development or factory production phases. .

Параметрическая система удобрений в отличие от индивидуальных капсулированных удобрений имеет два уровня управления растворением.The parametric fertilizer system, unlike individual encapsulated fertilizers, has two levels of dissolution control.

1. Стратегическое управление - изменение параметров растворения индивидуальных удобрений комплекта генеральной системы; разработка, корректировка и оптимизация состава, количества, свойств удобрений и параметров области управления растворением генеральной системы; усовершенствование и развитие программы управления растворением Системы удобрений. Выполняется химической компанией-производителем Систем на этапах научно-исследовательских разработок и промышленного производства.1. Strategic management - changing the dissolution parameters of individual fertilizers of the general system set; development, adjustment and optimization of the composition, quantity, properties of fertilizers and parameters of the dissolution control area of the general system; improvement and development of the Fertilizer System dissolution management program. Performed by the chemical manufacturing company of the System at the stages of research development and industrial production.

2. Оперативное управление - быстрое, адекватное и точное реагирование на изменение условий выращивания и воздействия окружающей среды и/или при переходе от одной с/х культуры к другой, за счет изменения состава и соотношения удобрений композиции. Выполняется агрохимической компанией или с/х производителем на этапах подготовки и применения Системы удобрений в поле.2. Operational management - quick, adequate and accurate response to changes in growing conditions and environmental influences and/or during the transition from one agricultural crop to another, by changing the composition and ratio of fertilizer compositions. Performed by an agrochemical company or agricultural manufacturer at the stages of preparation and application of the Fertilizer System in the field.

Сущность оперативного управления растворением Системы заключается в том, что в отличие от индивидуального капсулированного удобрения, кинетика растворения которого определяется одной S-кривой для каждого продукта, система любого уровня представляет собой комбинацию из нескольких удобрений, формирующих определенную кинетическую область растворения, состоящую из множества S-кривых различных композиций, границами которой являются кривые растворения самого быстрого и самого медленного удобрения из комплекта генеральной системы. Внутри этой кинетической области растворением системы удобрений данного уровня можно легко управлять, изменяя состав и весовое соотношение компонентов и, таким образом, оперативно рассчитать и выбрать композицию, обеспечивающую режим оптимального питания конкретного растения. Так, например, для 2К-композиций (w1У5+w2У6) оперативной 2К-системы У5-У6, увеличение весовой доли w1 удобрения У5 плавно увеличит интегральную скорость (увеличивается крутизна S-кривой) и уменьшит общую продолжительность растворения композиции, а изменение состава оперативной 2К-системы на У4-У6, т.е. замена У5 на еще более быструю модификацию У4 при неизменном соотношении w1/w2 резко увеличит скорость и значительно изменит угол наклона S-кривой растворения композиции (w1У4+w2У6).The essence of the operational dissolution control of the System is that, unlike an individual encapsulated fertilizer, the dissolution kinetics of which is determined by one S-curve for each product, a system of any level is a combination of several fertilizers that form a certain kinetic dissolution region, consisting of many S- curves of various compositions, the boundaries of which are the dissolution curves of the fastest and slowest fertilizer from the general system kit. Within this kinetic region, the dissolution of a fertilizer system of a given level can be easily controlled by changing the composition and weight ratio of the components and, thus, quickly calculate and select a composition that provides the optimal nutrition regime for a particular plant. So, for example, for 2K-compositions (w 1 U5 + w 2 U6) of the operational 2K-system U5-U6, an increase in the weight fraction w 1 of the U5 fertilizer will gradually increase the integral speed (the steepness of the S-curve increases) and will reduce the total duration of dissolution of the composition, and a change in the composition of the operational 2K system to U4-U6, i.e. replacing U5 with an even faster modification U4 at a constant w 1 /w 2 ratio will sharply increase the speed and significantly change the slope of the S-curve of dissolution of the composition (w 1 U4 + w 2 U6).

Главной задачей параметрической системы минеральных удобрений является оптимизация питания и развития растений. Условием оптимального питания растения (далее - ОПР) является точное кинетическое согласование процессов растворения удобрения и роста растения, которое выполняется с помощью компьютерной программы управления растворением удобрений Системы по следующему алгоритму.The main task of the parametric mineral fertilizer system is to optimize plant nutrition and development. The condition for optimal plant nutrition (hereinafter referred to as OPR) is the exact kinetic coordination of the processes of fertilizer dissolution and plant growth, which is carried out using the System’s computer program for controlling the dissolution of fertilizers according to the following algorithm.

1. Выбирается растение, например, с/х культура кукуруза.1. A plant is selected, for example, the agricultural crop corn.

2. Задаются условия выращивания кукурузы: температура*, влажность, вид и состав почвы и пр.; определяющий показатель - средневзвешенная активная температура почвы в течение вегетационного периода выбранной с/х культуры, например, Тп°=20°С.2. The conditions for growing corn are set: temperature*, humidity, type and composition of soil, etc.; the defining indicator is the weighted average active soil temperature during the growing season of the selected agricultural crop, for example, Тn°=20°С.

3. Вводятся количественные параметры роста выбранной с/х культуры в заданных условиях выращивания. Измеряется сухая масса всего растения кукуруза (Р*) в разные произвольные моменты времени от начала вегетации (посева), например, 10 дней - 0,006 кг, 20 дней - 0,022 кг, 38 дней - 0,074 кг, 50 дней - 0,171 кг, 62 дня - 0,347 кг, 75 дней - 0,449 кг, 85 дней - 0,459 кг, максимальное значение Р*max=0,460 кг. Минимум 5 замеров.3. Quantitative parameters for the growth of the selected agricultural crop under the given growing conditions are entered. The dry mass of the entire corn plant (P*) is measured at different arbitrary points in time from the beginning of the growing season (sowing), for example, 10 days - 0.006 kg, 20 days - 0.022 kg, 38 days - 0.074 kg, 50 days - 0.171 kg, 62 days - 0.347 kg, 75 days - 0.449 kg, 85 days - 0.459 kg, maximum value P* max = 0.460 kg. Minimum 5 measurements.

Натуральные значения измеренной сухой массы кукурузы (Р*) переводятся в относительные величины РОВ=Р*/Р*max, масс, доли: 10 дней - 0,012, 20 дней - 0,047, 38 дней - 0,161, 50 дней - 0,373, 62 дня - 0,754, 75 дней - 0,976, 85 дней - 0,998.Natural values of the measured dry mass of corn (P*) are converted into relative values P OB =P*/P* max , mass, fraction: 10 days - 0.012, 20 days - 0.047, 38 days - 0.161, 50 days - 0.373, 62 days - 0.754, 75 days - 0.976, 85 days - 0.998.

4. Значения (РОВ) аппроксимируются с помощью численных методов. Вычисляются коэффициенты уравнения (11) и строится полная кривая роста растения кукуруза P(t) (12) во временном интервале (t) от 0 до 100 дней, с постоянным шагом Δt=5 дней (Фиг. 6).4. Values (R OV ) are approximated using numerical methods. The coefficients of equation (11) are calculated and the complete growth curve of the corn plant P(t) (12) is constructed in the time interval (t) from 0 to 100 days, with a constant step Δt=5 days (Fig. 6).

Уравнение роста растения (уравнение сигмоиды):Plant growth equation (sigmoid equation):

Р - масса растения в относительных величинах, масс, доля;P - plant mass in relative values, mass, proportion;

t - время, дней;t - time, days;

а, b, с, k, l, m - коэффициенты уравнения.a, b, c, k, l, m are the coefficients of the equation.

Кривые P(t) и РОВ(t) практически полностью совпадают при сравнении относительных значений их кинетических параметров (Р, РОВ) в одном масштабе, в шкале измерений от 0,00 до 1,00, ошибка аппроксимации Ар=0,104%. Кривая P(t) является основой для сравнения и кинетической синхронизации процессов растворения удобрения и роста растения.The curves P(t) and P OB (t) almost completely coincide when comparing the relative values of their kinetic parameters (P, P OB ) on the same scale, on a measurement scale from 0.00 to 1.00, approximation error Ap = 0.104%. The P(t) curve is the basis for comparison and kinetic synchronization of the processes of fertilizer dissolution and plant growth.

5. Выбирается удобрение, например, азотное удобрение мочевина. Задается генеральная система удобрений, например, набор из традиционной мочевины У1 и шести ее капсулированных модификаций У2, У3, У4, У5, У6, У7 (Фиг. 1) с различной S-кинетикой и продолжительностью полного растворения в интервале от 10 дней У1(t) до 110 дней У7(t). Вводятся количественные параметры растворения удобрений генеральной системы, выраженные в относительных величинах, для температуры 20°С равной заданной средневзвешенной температуре почвы,5. Fertilizer is selected, for example, nitrogen fertilizer urea. A general fertilizer system is specified, for example, a set of traditional urea U1 and its six encapsulated modifications U2, U3, U4, U5, U6, U7 (Fig. 1) with different S-kinetics and duration of complete dissolution in the range of 10 days U1(t ) up to 110 days U7(t). Quantitative parameters for the dissolution of fertilizers in the general system are introduced, expressed in relative values, for a temperature of 20°C equal to the specified weighted average soil temperature,

6. Выбор удобрений оперативной системы и расчет оптимальной композиции.6. Selection of fertilizers for the operating system and calculation of the optimal composition.

6.1. Выбирается количество компонентов композиции, например, рассчитывается двухкомпонентная композиция удобрений.6.1. The number of components of the composition is selected, for example, a two-component fertilizer composition is calculated.

6.2. Из комплекта генеральной системы программа управления растворением составляет оперативные системы из комбинаций 2-х удобрений, Уj 1j 2. Количество возможных оперативных 2К-систем из набора 7 удобрений:6.2. From the set of the general system, the dissolution control program makes up operational systems from combinations of 2 fertilizers, U j 1 -U j 2 . Number of possible operational 2K systems from a set of 7 fertilizers:

6.3. Для каждой j-оперативной 2К-системы рассчитываются композиции с различным соотношением весовых долей удобрений 2Ki j=w1i⋅Уj 1+w2i⋅Уj 2, от 100% модификации Уj 1 (w1i=1,00, w2i =0,00) до 100% Уj 2 (w2i=1,00, w1i=0,00). Каждая оперативная 2К-система включает 101 (i) композицию, при шаге соотношения вес.долей компонентов 1%, Δwi=0,01.6.3. For each j-operational 2K system, compositions are calculated with different ratios of the weight fractions of fertilizers 2K i j =w 1i ⋅U j 1 +w 2i ⋅U j 2 , from 100% modification U j 1 (w 1i =1.00, w 2i =0.00) to 100% Y j 2 (w 2i =1.00, w 1i =0.00). Each operational 2K system includes 101 (i) compositions, with a step of the ratio of the weight fractions of the components of 1%, Δw i =0.01.

6.4. Для каждой 2К-композиции каждой j-оперативной системы строится кривая растворения - изменение суммарного количества высвободившихся ПВ комбинации удобрений w1iУj 1 и w2iУj 2 - во временном интервале роста растения от 0 до 100 дней.6.4. For each 2K-composition of each j-operational system, a dissolution curve is constructed - the change in the total amount of released PV of the fertilizer combination w 1i Y j 1 and w 2i Y j 2 - in the time interval of plant growth from 0 to 100 days.

i=1-101, j=1-21 i=1-101, j=1-21

6.5. Значения количественных параметров растворения и высвобождения ПВ каждой композиции 2Кi j(1) сравниваются со значениями полной кривой роста растения P(t) в одних и тех же временных точках в интервале от 0 до 100 дней.6.5. The values of the quantitative parameters of dissolution and release of PV of each composition 2K i j (1) are compared with the values of the complete plant growth curve P(t) at the same time points in the range from 0 to 100 days.

6.6. Вычисляются значения квадратичного отклонения кривых 2Кi j(t) и P(t) в каждой временной точке и ошибка аппроксимации А (%) по общей формуле:6.6. The values of the square deviation of the 2К i j (t) and P(t) curves at each time point and the approximation error A (%) are calculated using the general formula:

у - значения полной кривой роста растения P(t);y - values of the complete plant growth curve P(t);

ух - значения кривой растворения композиции 2Кi j(t);y x - values of the dissolution curve of the composition 2K i j (t);

- среднее арифметическое значение параметров роста растения РСР; - arithmetic mean value of plant growth parameters P SR ;

n - количество временных точек сравнения значений кривых. Ошибка аппроксимации является интегральным показателем отклонения кинетических кривых растворения композиции 2Кi j(t) и роста растения кукуруза P(t).n is the number of time points for comparing curve values. The approximation error is an integral indicator of the deviation of the kinetic curves of the dissolution of the composition 2К i j (t) and the growth of the corn plant P(t).

6.7. Программа рассчитывает значения интегрального показателя отклонения для всех возможных 2К-композиций удобрений всех оперативных систем и составляет таблицу значений размером 21×101, где столбцы определяют состав оперативной 2К-системы а строки показывают соотношение весовых долей удобрений w1i/w2i в 2К-Композиции.6.7. The program calculates the values of the integral deviation indicator for all possible 2K fertilizer compositions of all operating systems and compiles a table of values size 21x101, where the columns determine the composition of the operational 2K system and the lines show the ratio of the weight fractions of fertilizers w 1i / w 2i in the 2K-Composition.

6.8. Из таблицы Программа определяет минимальное значение ошибки аппроксимации А19 33=1,19% с координатами (19, 33):6.8. From the table, the Program determines the minimum value of the approximation error A 19 33 = 1.19% with coordinates (19, 33):

- столбец 19 (j), оперативная 2К-система У5-У6;- column 19 (j), operational 2K system U5-U6;

- строка 33 (i), соотношение компонентов У5/У6, w1/w2=0,68/0,32,- line 33 (i), component ratio U5/U6, w 1 /w 2 =0.68/0.32,

которые определяют композицию удобрений, кривая растворения которой наиболее точно совпадает с кривой роста растения. 2К19 33=0,68⋅У5+0,32⋅У6 является композицией оптимального питания растения, процесс растворения которой кинетически синхронизирован с ростом кукурузы - кривая растворения 2К-композиции ОПР 2К19 33(t) (13) практически полностью совпадает с кривой роста растения кукурузы P(t) (12), при сравнении относительных значений количественных параметров процессов (2К19 33, Р) в одном масштабе, в шкале от 0,00 до 1,00 (Фиг. 7).which determine the fertilizer composition whose dissolution curve most closely matches the plant growth curve. 2K 19 33 =0.68⋅U5+0.32⋅U6 is a composition of optimal plant nutrition, the dissolution process of which is kinetically synchronized with the growth of corn - the dissolution curve of the 2K-composition OPR 2K 19 33 (t) (13) almost completely coincides with the curve corn plant growth P(t) (12), when comparing the relative values of the quantitative parameters of the processes (2К 19 33 , Р) on the same scale, on a scale from 0.00 to 1.00 (Fig. 7).

По умолчанию компьютерная программа управления растворением автоматически рассчитывает и составляет оптимальную композицию на основе наиболее точного совпадения параметров процессов роста растения и растворения удобрения. Программа позволяет также вручную изменить и откорректировать параметры и кинетику растворения автоматически рассчитанной композиции, например, чтобы компенсировать большой недостаток или убрать излишний избыток ПВ на определенных этапах вегетации.By default, the computer dissolution control program automatically calculates and composes the optimal composition based on the most accurate match between the plant growth and fertilizer dissolution parameters. The program also allows you to manually change and adjust the parameters and dissolution kinetics of an automatically calculated composition, for example, to compensate for a large deficiency or remove an excessive excess of PV at certain stages of the growing season.

Два режима ручного изменения параметров растворения:Two modes for manually changing dissolution parameters:

- тонкая настройка - регулировка кинетических параметров растворения композиции за счет изменения соотношения весовых долей удобрений внутри выбранной оперативной системы;- fine tuning - adjusting the kinetic parameters of the dissolution of the composition by changing the ratio of the weight fractions of fertilizers within the selected operating system;

- грубая настройка - изменение состава удобрений оперативной системы, создание новой из комплекта удобрений генеральной системы.- rough adjustment - changing the composition of fertilizers of the operating system, creating a new one from the set of fertilizers of the general system.

По такому же алгоритму производится синхронизация процессов роста растения и растворения композиций 3-х и большего количества удобрений.Using the same algorithm, the processes of plant growth and dissolution of compositions of 3 or more fertilizers are synchronized.

Синхронизированная композиция удобрений обеспечивает рациональное и непрерывное питание растения в течение всего вегетационного периода, поэтому такая композиция вносится в почву только один раз, по принципу «внес и забыл». Т. к. химически активное вещество частиц капсулированных удобрений изолировано инертной полимерной пленкой, композиция может вноситься в почву во время посева вместе с семенами с/х культур без вреда для них, что позволяет расположить удобрение в непосредственной близости от растения и таким образом уменьшить время контакта с почвой и потери ПВ, а также позволяет сократить число производственных операций в поле и соответственно затраты на подготовку и применение удобрения.The synchronized composition of fertilizers ensures rational and continuous nutrition of the plant throughout the entire growing season, so this composition is applied to the soil only once, according to the “set it and forget it” principle. Since the chemically active substance of the encapsulated fertilizer particles is isolated by an inert polymer film, the composition can be applied to the soil during sowing along with agricultural seeds without harm to them, which allows the fertilizer to be placed in close proximity to the plant and thus reduce contact time with soil and loss of PV, and also allows you to reduce the number of production operations in the field and, accordingly, the costs of preparing and applying fertilizer.

Параметрическая система минеральных удобрений с управляемым растворением и высвобождением ПВ является сложным, высокотехнологичным химическим продуктом, разработка которого включает 2 этапа:The parametric system of mineral fertilizers with controlled dissolution and release of PV is a complex, high-tech chemical product, the development of which includes 2 stages:

1. Разработка индивидуальных капсулированных удобрений с контролируемым растворением и высвобождением ПВ.1. Development of individual encapsulated fertilizers with controlled dissolution and release of PV.

2. Разработка многокомпонентной параметрической системы удобрений с управляемым растворением.2. Development of a multicomponent parametric fertilizer system with controlled dissolution.

Каждый этап включает выполнение программ научно-исследовательских работ (далее - НИР) в областях физики/химии и агрономии/почвоведения.Each stage includes the implementation of research programs (hereinafter referred to as R&D) in the fields of physics/chemistry and agronomy/soil science.

Задача. Создать высокоэффективный, конкурентоспособный коммерческий продукт, функциональная и эксплуатационная ценность которого превосходит добавленную стоимость его производства.Task. To create a highly effective, competitive commercial product whose functional and performance value exceeds the added cost of its production.

Этап 1. Программа физико-химических НИР по разработке и испытаниям индивидуальных капсулированных минеральных удобрений с заданными параметрами контролируемого растворения включает разделы:Stage 1. The physical and chemical research program for the development and testing of individual encapsulated mineral fertilizers with specified controlled dissolution parameters includes sections:

1.1. Постановка задачи. Например:1.1. Formulation of the problem. For example:

- увеличение продолжительности полного растворения капсулированного удобрения в несколько (от 3 до 20) раз по сравнению с исходным традиционным удобрением;- increasing the duration of complete dissolution of the encapsulated fertilizer by several (3 to 20) times compared to the original traditional fertilizer;

- S-образная кинетика с определенными параметрами растворения и формой.- S-shaped kinetics with certain dissolution parameters and shape.

1.2. Разработка формулы продукта.1.2. Product formula development.

Кинетические параметры растворения и высвобождения ПВ индивидуальных капсулированных удобрений определяются следующими факторами. 1.2.1. Параметрами полимерного материала капсулы:The kinetic parameters of dissolution and release of PV of individual encapsulated fertilizers are determined by the following factors. 1.2.1. Parameters of the capsule polymer material:

- типом и химической природой пленкообразующего полимера, например, используются полиэфиры, азотсодержащие и элементоорганические полимеры, эфиры целлюлозы, полиолефины, синтетические и природные каучуки и др.;- the type and chemical nature of the film-forming polymer, for example, polyesters, nitrogen-containing and organoelement polymers, cellulose ethers, polyolefins, synthetic and natural rubbers, etc.;

- физическими свойствами полимерной пленки-мембраны (прочность, плотность, проницаемость, эластичность, износостойкость и др.);- physical properties of the polymer film-membrane (strength, density, permeability, elasticity, wear resistance, etc.);

- толщиной слоя покрытия и количеством слоев;- thickness of the coating layer and number of layers;

- наличием, природой, структурой и свойствами адгезионных, промежуточных слоев на границе раздела между поверхностью частиц и полимерной оболочкой.- the presence, nature, structure and properties of adhesive, intermediate layers at the interface between the surface of the particles and the polymer shell.

1.2.2. Параметрами исходного традиционного удобрения:1.2.2. Parameters of the original traditional fertilizer:

- химической природой удобрения, его химическими свойствами и активностью;- the chemical nature of the fertilizer, its chemical properties and activity;

- физическими свойствами (плотность, прочность, растворимость и пр.);- physical properties (density, strength, solubility, etc.);

- размером и формой частиц удобрения;- size and shape of fertilizer particles;

- состоянием и структурой поверхности частиц (шероховатость, микрорельеф, микродефекты и пр.).- state and structure of the particle surface (roughness, microrelief, microdefects, etc.).

На основании поставленной задачи и факторов, определяющих параметры растворения капсулированного удобрения, выбираются и обосновываются:Based on the task and the factors that determine the dissolution parameters of the encapsulated fertilizer, the following are selected and justified:

- исходное традиционное удобрение для капсулирования (химическая природа, формула, размер, форма частиц и пр.), например, азотное удобрение мочевина (карбамид), CO(NH)2, гранулированные сферические частицы диаметром 2-4 мм;- initial traditional fertilizer for encapsulation (chemical nature, formula, size, shape of particles, etc.), for example, nitrogen fertilizer urea (urea), CO (NH) 2 , granular spherical particles with a diameter of 2-4 mm;

- пленкообразующий полимер (вид, природа, свойства, количество и пр.), например, полиуретановые (далее - ПУ) эластомеры, от 3 до 20% вес. к весу удобрения.- film-forming polymer (type, nature, properties, quantity, etc.), for example, polyurethane (hereinafter referred to as PU) elastomers, from 3 to 20% wt. to the weight of the fertilizer.

1.3. Разработка технологии капсулирования [1,2].1.3. Development of encapsulation technology [1,2].

Эффективными технологиями для капсулирования твердых порошкообразных минеральных удобрений разного гранулометрического состава являются физико-химические методы нанесения полимерных пленочных покрытий из раствора, такие, например, как коацервация и испарение растворителя.Effective technologies for encapsulating solid powdered mineral fertilizers of different granulometric compositions are physical and chemical methods of applying polymer film coatings from solution, such as coacervation and solvent evaporation.

1.3.1. Выбор и обоснование технологии нанесения ПУ эластомерных пленочных покрытий на частицы гранулированной порошкообразной мочевины.1.3.1. Selection and justification of the technology for applying PU elastomeric film coatings to particles of granular powdered urea.

1.3.2. Отработка технологических режимов выбранного метода:1.3.2. Testing the technological modes of the selected method:

- количество и продолжительность стадий технологического процесса нанесения полимерного покрытия;- number and duration of stages of the technological process of applying a polymer coating;

- последовательность стадий;- sequence of stages;

- температура и давление на стадиях технологического процесса;- temperature and pressure at the stages of the technological process;

- способы и режимы создания адгезионных и промежуточных граничных слоев;- methods and modes for creating adhesive and intermediate boundary layers;

- режимы вспомогательных процессов и пр.- modes of auxiliary processes, etc.

Учитывая свойства исходного традиционного удобрения, варьируя параметрами полимерного покрытия и режимами стадий технологического процесса его нанесения, задаются параметры растворения индивидуального капсулированного удобрения с контролируемым высвобождением ПВ. Так, например, при изменении толщины полимерной оболочки капсулы или количества слоев покрытия, изменяется продолжительность и динамика изменения скорости растворения капсулированного удобрения. Управление эластичными свойствами полимерной оболочки необходимо для обеспечения постоянного медленного и диффузионного механизма высвобождения растворенных ПВ удобрения из капсулы без ее разрушения, коэффициент удлинения полимера должен быть не менее 100%. Адгезия покрытия к поверхности частиц, наличие и свойства граничных слоев обусловливают время задержки растворения (параметры лаг-периода) и кинетику растворения капсулированного удобрения.Taking into account the properties of the original traditional fertilizer, varying the parameters of the polymer coating and the modes of the stages of the technological process of its application, the dissolution parameters of an individual encapsulated fertilizer with controlled release of PV are set. For example, when the thickness of the polymer shell of the capsule or the number of coating layers changes, the duration and dynamics of the change in the rate of dissolution of the encapsulated fertilizer changes. Controlling the elastic properties of the polymer shell is necessary to ensure a constant slow and diffusion mechanism for the release of dissolved PV fertilizers from the capsule without its destruction; the elongation coefficient of the polymer must be at least 100%. The adhesion of the coating to the surface of the particles, the presence and properties of the boundary layers determine the dissolution delay time (lag period parameters) and the dissolution kinetics of the encapsulated fertilizer.

1.4. Первичные физико-химические испытания капсулированных продуктов:1.4. Primary physical and chemical tests of encapsulated products:

- получение точных, объективных качественных и количественных характеристик процесса растворения капсулированного удобрения в воде и водных средах с помощью электрохимических методов, таких как кондуктометрия, потенциометрия;- obtaining accurate, objective qualitative and quantitative characteristics of the process of dissolving encapsulated fertilizer in water and aqueous media using electrochemical methods such as conductometry, potentiometry;

- анализ, сравнение с параметрами растворения исходного удобрения;- analysis, comparison with the dissolution parameters of the original fertilizer;

- выбор капсулированного удобрения для агрономических и почвенных испытаний. В области агрономии/почвоведения разрабатывается и реализуется совместная- selection of encapsulated fertilizer for agronomic and soil tests. In the field of agronomy/soil science, joint

программа НИР с с/х научными организациями и агропредприятиями, которая включает:research program with agricultural scientific organizations and agricultural enterprises, which includes:

1.5. Определение видов с/х культур и условий выращивания для испытаний и промышленного применения индивидуальных капсулированных удобрений.1.5. Determination of types of agricultural crops and growing conditions for testing and industrial use of individual encapsulated fertilizers.

1.6. Лабораторные исследования и натурные испытания образцов и партий капсулированных удобрений для различных почв, с/х культур, условий выращивания. На основании агрономических и почвоведческих испытаний определяются версии1.6. Laboratory research and field testing of samples and batches of encapsulated fertilizers for various soils, agricultural crops, and growing conditions. Based on agronomic and soil tests, versions are determined

капсулированных продуктов для промышленного производства и применения в качестве индивидуального удобрения с контролируемым растворением и/или в качестве компонента параметрической системы.encapsulated products for industrial production and use as individual fertilizers with controlled dissolution and/or as a component of a parametric system.

Этап 2. Разработка и испытания многокомпонентной параметрической системы минеральных удобрений с управляемым растворением.Stage 2. Development and testing of a multicomponent parametric system of mineral fertilizers with controlled dissolution.

Программа физико-химических НИР включает разделы:The physical and chemical research program includes sections:

2.1. Постановка задачи. Например:2.1. Formulation of the problem. For example:

- создание комплекта удобрений генеральной системы с широким временным интервалом области управления параметрами растворения, в который вписываются кинетические параметры вегетации большого числа с/х культур.- creation of a set of general system fertilizers with a wide time interval for the control of dissolution parameters, into which the kinetic parameters of the growing season of a large number of agricultural crops fit.

2.2. Разработка первичной формулы продукта, прототипа Системы:2.2. Development of the primary product formula, System prototype:

- выбор с/х культур и определение области кинетических параметров их роста;- selection of agricultural crops and determination of the area of kinetic parameters of their growth;

- определение временного интервала области управления растворением Системы удобрений на основе области параметров роста выбранных с/х культур;- determination of the time interval of the dissolution control area of the Fertilizer System based on the area of growth parameters of selected agricultural crops;

- определение и выбор оптимального количества удобрений в комплекте генеральной системы;- determination and selection of the optimal amount of fertilizers in the general system kit;

- определение диапазона и временного шага продолжительности полного растворения удобрений комплекта генеральной системы;- determination of the range and time step of the duration of complete dissolution of the fertilizers of the general system kit;

- расчет кинетических параметров растворения индивидуальных удобрений комплекта прототипа генеральной системы;- calculation of kinetic parameters of dissolution of individual fertilizers of the prototype set of the general system;

- расчет кинетических параметров области управления растворением прототипа генеральной системы удобрений;- calculation of kinetic parameters of the dissolution control area of the prototype general fertilizer system;

- определение и выбор окончательного состава и количества удобрений Системы. 2.3. Разработка индивидуальных капсулированных удобрений для комплекта генеральной системы по рассчитанным кинетическим параметрам растворения:- determination and selection of the final composition and quantity of fertilizers for the System. 2.3. Development of individual encapsulated fertilizers for the general system kit according to calculated kinetic dissolution parameters:

- формулы продуктов: вид покрытия, толщина слоя, промежуточные слои и пр.;- product formulas: type of coating, layer thickness, intermediate layers, etc.;

- метод капсулирования, технологические режимы и пр.- encapsulation method, technological modes, etc.

2.4. Разработка алгоритма управления питанием и развитием растений через управление растворением параметрической системы удобрений:2.4. Development of an algorithm for controlling plant nutrition and development through controlling the dissolution of a parametric fertilizer system:

- разработка компьютерной программы управления растворением Системы;- development of a computer program for controlling the dissolution of the System;

- разработка алгоритма оптимизации питания с/х культур, синхронизации процессов растворения/подачи ПВ композиций Системы удобрений и роста/питания растений.- development of an algorithm for optimizing the nutrition of agricultural crops, synchronizing the processes of dissolution/supply of PV compositions of the Fertilizer System and plant growth/nutrition.

2.5. Первичные физико-химические испытания Системы удобрений.2.5. Primary physical and chemical tests of the Fertilizer System.

- получение точных, объективных качественных и количественных характеристик процесса растворения в воде и водных средах различных систем и композиций удобрений с помощью электрохимических методов;- obtaining accurate, objective qualitative and quantitative characteristics of the process of dissolution of various systems and compositions of fertilizers in water and aqueous media using electrochemical methods;

- определение функциональной зависимости параметров растворения композиции удобрений от состава и соотношения компонентов.- determination of the functional dependence of the dissolution parameters of the fertilizer composition on the composition and ratio of the components.

В области агрономии/почвоведения программа НИР 2-го этапа включает:In the field of agronomy/soil science, the 2nd stage research program includes:

2.6. Лабораторные исследования и натурные испытания рассчитанных композиций удобрений для различных с/х культур, почв и условий выращивания.2.6. Laboratory studies and field tests of calculated fertilizer compositions for various agricultural crops, soils and growing conditions.

На основании физико-химических и агрономических испытаний и исследований, производится корректировка параметров растворения индивидуальных капсулированных удобрений, оптимизация состава прототипа Системы и определяется окончательный набор удобрений генеральной системы с заданным диапазоном, шагом и формой кинетической области управления растворением. Критерием выбора удобрений для комплекта генеральной системы является синергетический, взаимоусиливающий и взаимодополняющий эффект их совместного применения, который в данном случае выражается в способности параметрической системы удобрений оптимизировать с высокой точностью питание и развитие как можно большего количества различных видов с/х растений в широком диапазоне условий выращивания и воздействия окружающей среды.Based on physicochemical and agronomic tests and research, the dissolution parameters of individual encapsulated fertilizers are adjusted, the composition of the prototype System is optimized, and the final set of fertilizers of the general system is determined with a given range, step and shape of the kinetic region of dissolution control. The criterion for choosing fertilizers for a set of general systems is the synergistic, mutually reinforcing and complementary effect of their joint use, which in this case is expressed in the ability of a parametric fertilizer system to optimize with high accuracy the nutrition and development of as many different types of agricultural plants as possible in a wide range of growing conditions and environmental impacts.

Важным фактором развития мировой экономики сегодня является внедрение новых ресурсосберегающих технологий, одним из базовых элементов которых в сельском хозяйстве является «Точное земледелие», представляющее собой интегрированный процесс управления ростом растений в соответствии с их потребностями [12, 13, 14]. Точная и быстрая настройка параметров растворения параметрической системы минеральных удобрений, особенно при применении в составе такой современной ресурсосберегающей технологии как «Точное земледелие», позволит обеспечить высокую эффективность использования ПВ удобрения, оптимальное питание и развитие растения в течение всего вегетационного периода, и в итоге высокую урожайность с/х культуры, высокое качество продуктов и сохранение окружающей среды.An important factor in the development of the world economy today is the introduction of new resource-saving technologies, one of the basic elements of which in agriculture is “Precision agriculture”, which is an integrated process of managing plant growth in accordance with their needs [12, 13, 14]. Accurate and quick adjustment of the dissolution parameters of a parametric system of mineral fertilizers, especially when used as part of such a modern resource-saving technology as “Precision Agriculture”, will ensure high efficiency in the use of PV fertilizers, optimal nutrition and development of the plant throughout the growing season, and ultimately high yields agricultural crops, high quality products and environmental protection.

Литература и источники информации.Literature and sources of information.

1. Солодовник В.Д. Микрокапсулирование. - М: Химия, 1980.1. Solodovnik V.D. Microencapsulation. - M: Chemistry, 1980.

2. Microencapsulation: Methods and Industrial Applications, Second Edition. 1996.2. Microencapsulation: Methods and Industrial Applications, Second Edition. 1996.

3. US 6358296 Patent. 2003. Slow-release polyurethane encapsulated fertilizer using oleo polyols.3. US 6358296 Patent. 2003. Slow-release polyurethane encapsulated fertilizer using oleo polyols.

4. US 7267707 Patent. 2007. Polyurethane encapsulated fertilizer.4. US 7267707 Patent. 2007. Polyurethane encapsulated fertilizer.

5. US 6663686 Patent. 2003. Controlled release fertilizer and method for production thereof.5. US 6663686 Patent. 2003. Controlled release fertilizer and method for production thereof.

6. M.E. Trenkel. «Slow- and Controlled-Release and Stabilized Fertilizers: An Option for Enhancing Nutrient Use Efficiency in Agriculture)). International Fertilizer Industry Association (IFA). Paris, France, 2010.6. M.E. Trenkel. "Slow- and Controlled-Release and Stabilized Fertilizers: An Option for Enhancing Nutrient Use Efficiency in Agriculture)". International Fertilizer Industry Association (IFA). Paris, France, 2010.

7. https://smartnitrogen.com7. https://smartnitrogen.com

8. https://landmark.com.au>…2018-07…ESN_Polymer_Coated_Urea…8. https://landmark.com.au>...2018-07...ESN_Polymer_Coated_Urea...

9. https://cdfa.ca.gov>is/ffldrs/pdfs/Ellison_Eric.pdf9. https://cdfa.ca.gov>is/ffldrs/pdfs/Ellison_Eric.pdf

10. https://www.slideserve.com/carol/performance-of-polymer-coated-urea-esn-as-a-nitrogen-source-for-corn10. https://www.slideserve.com/carol/performance-of-polymer-coated-urea-esn-as-a-nitrogen-source-for-corn

11. https://agproducts/nutrient.com>en_US>11. https://agproducts/nutrient.com>en_US>

12. http://mcx-consult.ru/d/77622/d/tochnoe-zemledelie.pdf12. http://mcx-consult.ru/d/77622/d/tochnoe-zemledelie.pdf

13. http://www.agrophys.ru/precision_agro13. http://www.agrophys.ru/precision_agro

14. https://www.agroinvestor.ru/technologies/article/28123-precision-farming-dlya-rossiyskikh-agrariev/14. https://www.agroinvestor.ru/technologies/article/28123-precision-farming-dlya-rossiyskikh-agrariev/

15. «Агрохимия». Агропромиздат. Москва. 1989.15. "Agrochemistry". Agropromizdat. Moscow. 1989.

ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ С УПРАВЛЯЕМЫМ РАСТВОРЕНИЕМ И ВЫСВОБОЖДЕНИЕМ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВPARAMETRIC SYSTEM OF MINERAL FERTILIZERS WITH CONTROLLED DISSOLUTION AND RELEASE OF NUTRIENTS

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ И ГРАФИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙBRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS AND GRAPHICS

Фиг. 1. Кривые растворения удобрений генеральной системы.Fig. 1. Dissolution curves of general system fertilizers.

Фиг. 2. Кривая роста растения кукуруза.Fig. 2. Corn plant growth curve.

Фиг. 3. Сравнение кинетических кривых растворения традиционного азотного удобрения и роста растения.Fig. 3. Comparison of kinetic curves of traditional nitrogen fertilizer dissolution and plant growth.

Фиг. 4. Сравнение кинетических кривых растворения капсулированного азотного удобрения и роста растения.Fig. 4. Comparison of kinetic curves of dissolution of encapsulated nitrogen fertilizer and plant growth.

Фиг. 5. Сравнение кинетических кривых растворения синхронизированной 2К-композиции капсулированных азотных удобрений и роста растения.Fig. 5. Comparison of kinetic curves of dissolution of a synchronized 2K-composition of encapsulated nitrogen fertilizers and plant growth.

Фиг. 6. Полная кривая роста растения кукуруза.Fig. 6. Complete growth curve of a corn plant.

Фиг. 7. Кривая растворения 2К-композиции ОПР синхронизированной с ростом растения кукуруза.Fig. 7. Dissolution curve of a 2K OPR composition synchronized with the growth of a corn plant.

Claims (3)

Агрохимический комплекс управления питанием и развитием растений, включающий комплект минеральных удобрений одного или разных видов, состоящий из традиционного У1 и нескольких капсулированных полимерными покрытиями удобрений У2, У3, У4, У5, У6, У7 с заданными кинетическими параметрами контролируемого растворения и высвобождения питательных веществ У1(t), У2(t), У3(t), У4(t), У5(t), У6(t), У7(t) и компьютерную программу управления растворением удобрений, отличающийся тем, что управление растворением удобрений осуществляют путем изменения количества, состава и соотношения компонентов композиций, представляющих собой комбинации удобрений комплекта, настраивая и кинетически согласовывая их параметры растворения с параметрами роста конкретного растения, выбирают сельскохозяйственное растение, измеренные значения кинетических параметров роста растения переводят в относительные величины – массовые доли, приводят их к шкале измерений от 0,00 до 1,00, аппроксимируют относительные значения параметра роста выбранного растения и рассчитывают кинетическую кривую его роста по уравнению:An agrochemical complex for managing plant nutrition and development, including a set of mineral fertilizers of one or different types, consisting of traditional U1 and several fertilizers encapsulated with polymer coatings U2, U3, U4, U5, U6, U7 with specified kinetic parameters of controlled dissolution and release of nutrients U1( t), U2(t), U3(t), U4(t), U5(t), U6(t), U7(t) and a computer program for controlling the dissolution of fertilizers, characterized in that the dissolution of fertilizers is controlled by changing the amount , composition and ratio of the components of the compositions, which are combinations of fertilizers in the kit, by adjusting and kinetically matching their dissolution parameters with the growth parameters of a particular plant, an agricultural plant is selected, the measured values of the kinetic parameters of plant growth are converted into relative values - mass fractions, they are brought to a measurement scale from 0.00 to 1.00, approximate the relative values of the growth parameter of the selected plant and calculate the kinetic curve of its growth using the equation: где: Р - масса растения в относительных величинах, масс, доля; t - время, дней; а, b, с, k, l, m - коэффициенты уравнения, выбирают комплект удобрений, кинетические параметры растворения удобрений комплекта переводят в относительные величины – массовые доли, рассчитывают кривые растворения композиций, кинетические параметры которых сравнивают с параметрами кривой роста растения, вычисляют ошибку аппроксимации как интегральный показатель отклонения кривых и по ее минимальному значению определяют композицию удобрений, кривая растворения которой наиболее точно совпадает с кривой роста выбранного растения.where: P - plant mass in relative quantities, mass, proportion; t - time, days; a, b, c, k, l, m - coefficients of the equation, a set of fertilizers is selected, the kinetic parameters of the dissolution of the fertilizers of the set are converted into relative values - mass fractions, the dissolution curves of the compositions are calculated, the kinetic parameters of which are compared with the parameters of the plant growth curve, the approximation error is calculated as an integral indicator of the deviation of the curves and based on its minimum value, the fertilizer composition is determined, the dissolution curve of which most accurately coincides with the growth curve of the selected plant.
RU2021116508A 2021-06-08 Parametric system of mineral fertilizers with controlled dissolution and release of nutrients RU2807297C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021116508A RU2021116508A (en) 2022-12-08
RU2807297C2 true RU2807297C2 (en) 2023-11-13

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3551346A (en) * 1966-11-23 1970-12-29 Ncr Co Method of making dual wall capsules
SU1353767A1 (en) * 1984-08-15 1987-11-23 Тюменский Сельскохозяйственный Институт Method of obtaining slow=acting fertilizers
RU2728670C2 (en) * 2015-03-26 2020-07-30 Басф Се Method and vehicle for application of agrochemical mixture on field working area

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3551346A (en) * 1966-11-23 1970-12-29 Ncr Co Method of making dual wall capsules
SU1353767A1 (en) * 1984-08-15 1987-11-23 Тюменский Сельскохозяйственный Институт Method of obtaining slow=acting fertilizers
RU2728670C2 (en) * 2015-03-26 2020-07-30 Басф Се Method and vehicle for application of agrochemical mixture on field working area

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Система применения удобрений, под ред. д.с.-х. н., проф., чл.-корр. НАН Беларуси В.В.Лапы, Гродно, 2011, с. 6-8, 121, 130. ЧЕТЫРБОЦКИЙ В. А. и др. Параметрическая идентификация модели динамики системы удобрение-почва-растение// Вычислительные технологии, Т.25, N2, 2020, с.92-102. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Timilsena et al. Enhanced efficiency fertilisers: a review of formulation and nutrient release patterns
AU2012214334B2 (en) Methods and systems for coating granular substrates
Boyandin et al. Constructing slow-release formulations of ammonium nitrate fertilizer based on degradable poly (3-hydroxybutyrate)
CN102795923B (en) Epoxidized soybean oil modified resin coated controlled release fertilizer and preparation method thereof
NO119483B (en)
FI114703B (en) A process for producing film-coated fertilizer granules
CN103058763A (en) A preparation method for a long-acting slow-release chlorine-based nitrogen and potassium-containing compound fertilizer
CN104163728A (en) Double-coated long-acting controlled-release fertilizer and preparation method thereof
JP2003212682A (en) Fertilizer, method of manufacturing fertilizer, method of controlling mineralization rate of urea-aliphatic aldehyde condensate and method of cultivating crop
CN102432374A (en) Melt biomass composite potassium sulfate type slow-release fertilizer and preparation method thereof
RU2807297C2 (en) Parametric system of mineral fertilizers with controlled dissolution and release of nutrients
Vakal et al. Mathematical modeling of nutrient release from capsulated fertilizers
CN101759497B (en) Urethane resin-coated controlled release fertilizer
US6432156B1 (en) Method of coating materials and materials formed thereby
US5366534A (en) Granular potassium sulfate preparation and process for production thereof
CN101362663B (en) Thermoplastic resin membrane wrapping control-releasing fertilizer and production method thereof
Ivanov et al. Spatial heterogeneity of lithogenic mosaic of sod-podzolic soils of chudskaya lowland and efficiency of precision fertilization system
CN104628468B (en) A kind of synergist of compound/complex fertilizer and preparation method thereof and application method
CZ301829B6 (en) Controlled release fertilizer compositions and processes for the preparation thereof
Lubkowski et al. Fertilizers with a delayed nutrient release
CN102976871A (en) Production method of special network controlled-release fertilizer for eucalyptus
CN1038217C (en) Growth regulator for seed dressing of wheat
Lillerand et al. FEASIBILITY ANALYSIS OF FLUTED ROLLER DISPENSER APPLICATION FOR PRECISION FERTILIZATION
JP2009234811A (en) Fertilizer composition
KR100641346B1 (en) Slow-release granular fertilizers coated with a latex mixture comprising at least two kinds of latexes having different vapor permeability and method for the preparation thereof