Азотное удобрение с биологически активной добавкой, снижающее уровень загрязнения сельскохозяйственной продукции радионуклидами и тяжелыми металлами, и способ его получения

012339 Изобретение относится к производству азотных минеральных удобрений, в частности к производству и применению карбамида с продленным сроком действия, которое может быть использовано на предприятиях, выпускающих азотные удобрения, и в сельском хозяйстве под основные сельскохозяйственные и овощные культуры. Известно применение азотных стандартных удобрений (карбамида, сульфата аммония и КАС с содержанием азота соответственно: NM - 46%; Na - 20,5-21,0%; N КАС - 28-32%). Общие недостатки указанных удобрений - быстрая растворимость в воде и в почве, большие потери азота при инфильтрации атмосферных осадков [1]. Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является гуматсодержащее азотное удобрение, содержащее в своем составе карбамид и гуминовый препарат из торфа Гидрогумат или Оксигумат при их содержании в композиции 0,05-0,15 мас.%[2 - прототип]. Вышеуказанное техническое решение позволяет улучшить физико-химические свойства карбамида, повысить прочность, замедлить растворимость в воде и в почве, повысить урожайность сельскохозяйственных культур и улучшить качество сельскохозяйственной продукции за счет увеличения содержания белка, крахмала, сахара, суммы незаменимых аминокислот и снижения содержания нитратов в клубнях картофеля и сахарной свекле. Задачей, решаемой данным изобретением, является, наряду с сохранением физико-химических свойств и высокой агрохимической эффективности карбамида как высококонцентрированного азотного удобрения, улучшение его агрохимических свойств, оптимизация и стабилизация технологического процесса получения карбамида и получение более экологически чистой продукции на почвах, загрязненных радионуклидами и тяжелыми металлами, за счет снижения уровня загрязнения сельскохозяйственной продукции радионуклидами и тяжелыми металлами. Поставленная задача, согласно изобретению, решается тем, что предложено азотное удобрение(карбамид), содержащее азот, биологически активную добавку гуминовой природы, и дополнительно стабилизирующие добавки, в качестве которых могут использоваться антивспениватели типа лапрол или растительные масла и противослеживающие средства. Принципиально новым моментом в предлагаемом авторами изобретении является включение в состав удобрения вышеперечисленных модифицирующих добавок с целью уменьшения пенообразования и улучшения физико-химических свойств удобрения, что значительно стабилизирует технологический процесс и уменьшает затраты при производстве азотного удобрения. Созданная композиция обеспечивает более благоприятное усвоение азота в течение вегетационного периода, активизируют транспортные и обменные процессы в почвах и растениях, одновременно обеспечивая более прочную связь радионуклидов и тяжелых металлов с органно-минеральным комплексом и уменьшает их переход в раствор и растения. Сущность изобретения поясняется выполнением конкретных примеров. Пример 1. Процесс получения карбамида с улучшенными агрохимическими свойствами осуществляется на непрерывно действующей установке по упариванию 65-68% водного раствора карбамида при часовой производительности 25 т раствора. В раствор вводится биологически активный препарат - регулятор роста растений. Биологически активный препарат, например Гидрогумат, смешивается с антивспенивателем, например лапрол 1601-2-50 Б. Полученную смесь упаривают до концентрации карбамида 99,8-99,9%. Затем плав карбамида гранулируют в грануляционной башне и получают готовый продукт карбамид гранулированный. Пример 2. В отличие от примера 1 полученный после упаривания воды плав смеси карбамида, препарата регулятора роста растений и стабилизирующей добавки гранулируют на установке по грануляции в кипящем слое с получением гранулированного продукта. Для улучшения рассыпчатости гранулированный карбамид после аппарата грануляции дополнительно обрабатывается противослеживающим средством, например Уресофт. Пример 3. Аналогично примерам 1 и 2 получается азотное удобрение с добавкой препарата регулятора роста растений, только в качестве стабилизирующей добавки используются растительные масла, например рапсовое техническое масло. Полученное таким образом удобрение обладает улучшенными физико-химическими и агрохимическими свойствами и позволяет снижать поступление в растениеводческую продукцию радионуклидов и тяжелых металлов. Оценка действия заявляемого азотного удобрения на поведение радионуклидов и тяжелых металлов проводилась на различных сельскохозяйственных культурах: однолетних травах, зерновых (яровых и озимых) культурах, картофеле и яровом рапсе. Влияние заявляемого азотного удобрения на поступление радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию (зерновые (яровые и озимые) культуры, картофель, однолетние и многолетние травы и яровой рапс) проводилось на загрязненных радионуклидами дерново-подзолистых временно избыточно ув-1 012339 лажняемых супесчаных почвах, развивающихся на связных супесях, подстилаемых с 0,4 м мореными суглинками (КСУП Новоселки Ветковского района Гомельской области). Плотность загрязнения почвы цезием-137 составляла от 850 до 920 кБк/м 2 (23-25 Ки/км 2) и стронцием-90 - 18-28 кБк/м 2(0,4-0,8 Ки/км 2). Эффективность заявляемого азотного удобрения проводилась на фоне фосфорнокалийных удобрений (PK). Агрохимические показатели пахотных горизонтов по вариантам опытов были следующие: pH в KCl 5,5-6,0, содержание P2O5 - 287-313 и K2O - 315-324 мг/кг почвы (по Кирсанову), CaO - 550-650 мг/кг, содержание гумуса (по Тюрину) - 1,85-1,90%. Исследования показывают, что на почвах, загрязненных радионуклидами, применение карбамида с гуматсодержащей и стабилизирующей добавками, позволяет по сравнению с карбамидом стандартным(базовым вариантом) снизить содержание 137Cs в зерне озимых и яровых зерновых культур на 8,9-30,6%,в клубнях картофеля - на 9,1% и в зерне ярового рапса - 15,9% (табл. 1). В соломе зерновых культур также отмечается снижение содержания 137Cs на 4,6-24,3%, в соломе ярового рапса на 17,2%, табл.2. Таблица 1 Влияние азотного удобрения на накопление 137Cs в основной продукции (зерно, клубни) при плотности загрязнения 137Cs дерново-подзолистой связносупесчаной почвы 370 кБк/м 2 Таблица 2 Влияние азотного удобрения на накопление 137Cs в побочной (солома) продукции зерновых культур при плотности загрязнения 137Cs дерново-подзолистой связносупесчаной почвы 370 кБк/м 2 Исследования показывают, что при плотности загрязнения дерново-подзолистой связносупесчаной,подстилаемой с глубины 0,45 м мореными суглинками почвы 90Sr на уровне 37 кБк/м 2 получение зерна ячменя, овса, озимой ржи для переработки на пищевые цели в пределах норм РДУ-99 невозможно. При применении заявляемого азотного удобрения в дозах N60-90 кг/га д.в. отмечается уменьшение содержания 90Sr в зерне озимой ржи на 22,8%, ячмене и овсе - на 20,2-20,9%, клубнях картофеля - на 6,8% и зерне ярового рапса - на 36%. Содержание 90Sr в зерне озимого тритикале при использовании этого удобрения находилось на уровне РДУ-99, табл. 3. Аналогичные закономерности при использовании заявляемого удобрения по снижению стронция-90 наблюдаются и в соломе озимых и яровых зерновых культур, табл. 4.-2 012339 Таблица 3 Влияние азотного удобрения на накопление 90Sr в основной продукции(зерно, клубни) при плотности загрязнения 90Sr дерново-подзолистой связносупесчаной почвы 37 кБк/м 7 Таблица 4 Влияние азотного удобрения на накопление 90Sr в побочной (солома) продукции зерновых культур при плотности загрязнения 90Sr дерново-подзолистой связносупесчаной почвы 37 кБк/м 2 Влияние заявляемого азотного удобрения на поступление тяжелых металлов в продукцию проводилось на загрязненной тяжелыми металлами (вдоль трассы автомобильной дороги) дерново-подзолистой временно избыточно увлажняемой легкосуглинистой почве, развивающейся на легком пылеватом суглинке, сменяемом с глубины 0,6 м средним суглинком, а с глубины 1,1 м - мелкозернистым песком (объект п. Юрцево, автомобильная дорога M1). Использование заявляемого удобрения на почвах, загрязненных тяжелыми металлами, способствовало снижению накопления Pb в растениях клевера красного первого и второго укоса на 16,7-37,3% по сравнению с базовым вариантом, табл. 5. Таблица 5 Содержание тяжелых металлов в сене клевера лугового, 2002 г. В скобках указаны МДУ в кормах для производства продукции детского питания. Аналогичные закономерности по снижению кадмия (на 5,9-11,1%), меди (на 20,0% во втором укосе трав) и цинка (на 9,6-14,2%) в сене клевера отмечаются при внесении заявляемого азотного удобрения. Обращает на себя внимание высокое содержание цинка в растениях клевера красного на всех вариантах опытов. Концентрация этого элемента в растениях первого укоса была на уровне максимально допустимых уровней (МДУ) или превышало таковой. Содержание этого элемента в клевере красном второго укоса было ниже и не превышало допустимых концентраций. Концентрация свинца, кадмия и меди в сене клевера первого и второго укоса не превышала МДУ. По содержанию тяжелых металлов сено было пригодно для молочного скотоводства и для откорма крупного рогатого скота, но не пригодно для производства детского питания. Применение заявляемого азотного удобрения на той же почве (объект Юрцево) в полевом опыте с-3 012339 картофелем обеспечило урожайность клубней на уровне 384 ц/га, а в базовом варианте - 367 ц/га. Отмечена положительная тенденция снижения накопления тяжелых металлов в клубнях картофеля при внесении предлагаемого удобрения, табл. 6. Таблица 6 Содержание тяжелых металлов в клубнях картофеля, 2002 г. Медико-биологические требования и санитарные нормы качества продовольственного сырья и пищевых продуктов (МДУ). М, 1990, 185 с. Данные табл. 6 показывают, что, согласно медико-биологических требований и санитарных норм,клубни картофеля на этом участке не могут использоваться на продовольственные цели, так как содержание кадмия и цинка превышает допустимые уровни. Приведенные данные в табл. 1-6 свидетельствуют об экологических преимуществах предлагаемого азотного удобрения по сравнению с базовым вариантом. Предлагаемое азотное удобрение с биологически активной и стабилизирующей добавкой - с гуминовым препаратом - регулятором роста растений и пеногасителем отвечает критериям новизны, заключающейся в сочетании и количественном содержании модифицирующих добавок в удобрении и снижении содержания радионуклидов и тяжелых металлов в растениеводческой продукции. Предлагаемое азотное удобрение с биологически активной добавкой - регулятором роста растений и стабилизирующей добавкой отвечает критерию изобретательского уровня, так как удобрение обладает высокой агрохимической эффективностью, снижает поступление радионуклидов и тяжелых металлов в растениеводческую продукцию и позволяет улучшить качество самого удобрения. Предлагаемое азотное удобрение с биологически активной и стабилизирующей добавкой отвечает критерию "промышленной применимости" на том основании, что промышленное производство предлагаемого удобрения может осуществляться на химических заводах, производящих удобрения, что позволит улучшить как технологический процесс, так и физико-химические характеристики удобрения. При этом применение этого удобрения на загрязненных радионуклидами и тяжелыми металлами почвах обеспечит не только повышение урожайности сельскохозяйственных культур, но и получение более экологически чистой продукции. Источники информации 1. Базовый объект (карбамид ГОСТ 2081-75). 2. Патент РБ 1056. Гуматсодержащее азотное удобрение. Заявка 179, зарегистрирована в Государственном реестре изобретений от 25 марта 1995 г. (прототип) ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Азотное удобрение, содержащее азот в форме диамида угольной кислоты (карбамида) CO(NH2)2,биологически активную добавку, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит стабилизирующую добавку и противослеживающее средство при следующем соотношении компонентов,мас.%: 2. Способ получения азотного удобрения на основе карбамида по п.1, включающий введение в состав азотного удобрения биологически активной добавки, упаривание плава карбамида, грануляцию в кипящем слое, отличающийся тем, что в качестве стабилизирующей добавки используют антивспениватели или растительные масла, которые включают в состав смеси до упаривания, а для улучшения рассыпчатости продукта (удобрения), при необходимости, обрабатывают противослеживающим средством.