BR112019024490A2 - Híbrido de armazenamento de água por húmus estável - Google Patents

Abstract

A presente invenção se refere a um híbrido de armazenamento de água por húmus estável, que compreende um fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação ou amonização e pelo menos um componente de armazenamento de água, a ser selecionado a partir de materiais de origem mineral ou orgânica, sendo que a porcentagem do fertilizante orgânico é de 0,5-99,9 % em volume, preferivelmente 1,0-90,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água é de 0,1-99,5 % em volume, preferivelmente 10,0-99,0 % em volume, processo para a produção do híbrido de armazenamento de água por húmus estável e seu uso como substrato de plantas, aditivo de terra vegetal e aditivo para solos.

Description

“HÍBRIDO DE ARMAZENAMENTO DE ÁGUA POR HÚMUS ESTÁVEL”

[0001] A presente invenção se refere a um híbrido de armazenamento de água por húmus estável, que compreende um fertilizante orgânico a partir de lignito e pelo menos um componente de armazenamento de água, selecionado a partir de materiais de origem mineral ou orgânica. O híbrido de armazenamento de água por húmus estável é, em particular, adequado e previsto como aditivo para substratos de plantas.

[0002] O húmus estável deve ser entendido como substância orgânica microbiologicamente de difícil transformação, que é apenas lentamente degradada. Na estrutura do solo, o húmus estável responde, em geral, por grande parte da substância orgânica do solo (Schinner F. Sonnleitner R.: “Bondenökologie: Mikrobiologie und Bondeenzymatik Band I: Grundlagen, Klima, Vegetation und Bodentyp”, Springer-Verlag, 1996, página 37, 2.3.5). O húmus estável consiste, em grande parte, em substâncias húmicas, isto é, substâncias orgânicas humificadas dificilmente transformáveis microbiologicamente; o húmus estável tem, assim, um caráter de substância húmica. Às substâncias húmicas pertencem os ácidos fúlvicos, os ácidos himatomelanóicos, os ácidos húmicos e as huminas (Fiedler, H.J. und Reissig, H.: “Lehrbuch der Bodenkunde”, Gustav Fischer Verlag Jena, 1964, página 174, ponto 4.423).

[0003] No abastecimento deficitário de água em locais com solos menos coesos ou não coesos, isto é, solos com porcentagem de argila/silte relativamente baixa (argila: partícula < 2 µm, silte: 50% das partículas entre 0,002 a

0,063 mm) ou porcentagem de areia relativamente alta (areia: definida como grão entre 0,063 a 2 milímetros de diâmetro), podem ocorrer problemas para o crescimento de plantas de culturas, que aparecem sob a forma de um desempenho de crescimento reduzido, rendimento e até a morte das plantações. Na agricultura e horticultura comercial, em particular, nas culturas, são necessárias, nesses casos, aplicações e medidas técnicas, que compensem parcialmente ou completamente as deficiências do abastecimento de água. Nessas aplicações e medidas são incluídas, entre outras, o uso de sistemas de irrigação, que trazem consigo o risco de hiper-hidratação ou sub- hidratação ou medidas indiretas, tais como, por exemplo, sistemas de sombra dispendiosos, que ou reduzem permanentemente a incidência da luz ou que devem ser controlados, a fim de garantir um rendimento satisfatório.

[0004] Uma possibilidade sustentável e de longo prazo para melhorar a situação do equilíbrio hídrico de plantas em locais com solos pouco coesos ou não coesos, é o aumento da porcentagem de materiais coesos no solo, isto é, de materiais contendo argila e silte ou substâncias orgânicas que melhoram a estrutura, tais como estrume, adubo composto e similares. Para esse fim, contudo, grandes quantidades desses materiais de argila e silte ou substâncias orgânicas devem ser misturadas ao solo ou aos substratos usados. A disponibilidade natural desses materiais coesos, em particular, das substâncias orgânicas é parcialmente limitada e, por isso, seu uso está associado a custos consideráveis nas quantidades necessárias.

[0005] Há uma série de propostas para produzir os produtos tecnicamente, que apresentam propriedades equivalentes ao húmus estável.

[0006] Por exemplo, o documento DE 101 20 433 publica um processo, no qual o lignito macio terciário final e argila e/ou lama são unidos em uma razão de massa específica através de uma moagem por exclusão úmida comum, muito intensa e de ação mais longa na distribuição macromolecular necessária. A água atua, neste caso, devido ao seu efeito parcial de dissolução e intumescimento, como agente de dispersão e, simultaneamente, como promotor de reação.

[0007] O documento DE 198 25 168 propõe misturar o lignito bruto com vários fertilizantes orgânicos, tais como adubo composto, guano ou também fertilizantes NPK minerais.

[0008] O documento DE 10 2010 005 363 publica um material de armazenamento particulado à base de carbono, que pode absorver água, nutrientes e microrganismos, no qual um componente de carbono inorgânico foi produzido através de tratamento térmico de carvão e/ou de compostos orgânicos naturais e/ou produzidos artificialmente sob exclusão de oxigênio, a temperaturas elevadas.

[0009] O documento US 2014/0069001 publica uma composição em forma de pelotas, que contém, por exemplo, um grão de semente, fibras de coco, farinha de milho, carvão ativado e um polímero absorvente. A composição pode conter, do mesmo modo, por exemplo, argila ou bentonita.

[0010] O documento EP 0.561.508 publica um fertilizante à base de leonardita, em cuja produção o minério de leonardita é moído e as partículas de minério de leonardita são moídas com uma solução amoniacal aquosa.

[0011] O documento DE 0.870.565 publica um processo para a produção de fertilizantes de húmus ricos em nitrogênio, através do tratamento de combustíveis fósseis mais novos com ar, amoníaco e/ou outros gases contendo amoníaco, à temperatura elevada e pressão elevada, no qual os combustíveis são tratados com um teor de água muito baixo inferior a 30 %.

[0012] O documento US 3.630.710 publica um fertilizante com um material orgânico parcialmente oxidado enriquecido com nitrogênio. O material orgânico parcialmente oxidado pode ser ou carvão ou também grama, macroalga e assim por diante.

[0013] O documento WO 2016/116099 descreve substâncias auxiliares para o solo, que devem aumentar a capacidade de retenção da água com estímulo simultâneo da atividade biológica para desenvolver um solo funcional. Um produto simples para a aplicação como solução aquosa ou como produto essencialmente sólido deve ser produzido para melhorar o equilíbrio hídrico do solo-planta. O produto do documento WO 2016/116099 é produzido através de um processo, no qual um componente de lignito e/ou um precursor de lignito é desintegrado com um ácido, o ácido é tamponado, mais tarde, com uma lixívia, o produto intermediário assim obtido é filtrado e misturado com ácidos fúlvicos em uma porcentagem em peso de pelo menos 1 % do produto pronto. À mistura assim obtida ainda pode ser acrescentada, por exemplo, bentonita.

[0014] Nenhum dos relatórios mencionados acima descreve um fertilizante orgânico composto de lignito tratado por oxidação e amonização, tal como é usado nos produtos de híbridos de armazenamento de água por húmus estável. Tais produtos e um processo para sua produção são postos à disposição no documento EP 1.144.342 (que corresponde ao documento WO 00/37394), um processo melhorado para sua produção é descrito mais tarde no documento WO 2017/186852. Os produtos ali descritos caracterizam-se por uma razão de carbono-nitrogênio de 7 a 15 ou de 9 a 15, sendo essencial, que o nitrogênio medido no nitrogênio total esteja presente ligado de modo quimicamente diferente, ou seja, 20 a 45 % do nitrogênio estão presentes como nitrogênio amoniacal e 55 a 80 % do nitrogênio estão presentes como nitrogênio ligado organicamente.

[0015] Neste caso, até 20 % do nitrogênio total estão presentes como amida e até 60 % do nitrogênio total estão ligados de modo fortemente orgânico, isto é, não são hidrolisáveis como amida.

[0016] Com o aumento da população mundial e a diminuição mundial da quantidade de solos cultiváveis, a alimentação da população em muitos lugares torna-se cada vez mais problemática. Uma melhoria de solos, que além disso, são pouco (com baixo rendimento) ou não são adequados para produzir plantas úteis (mas também plantas ornamentais), poderia atenuar esse problema. Há, por conseguinte, apesar dos múltiplos ensaios no estado da técnica, o de disponibilizar agentes de melhoramento de solos e fertilizantes vantajosos, além disso, a necessidade por um produto melhorado que, de diferente modo e maneira, pode ser alimentado aos solos e plantas e que leve a um maior crescimento de plantas e rendimento a longo prazo, do que o possível com os produtos conhecidos.

[0017] O objetivo da presente invenção consiste, assim,

no fornecimento de um tal produto. O produto, ao ser usado como substrato de planta ou como aditivo para substratos de plantas e aditivo de substrato para solos, deve levar a uma melhoria significativa do aumento de rendimento também em solos, ademais, “ruins” e, além disso, ser econômico e ser produzido em larga escala.

[0018] Esse objetivo é resolvido, de acordo com a invenção, por um híbrido de armazenamento de água por húmus estável, que compreende um fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação e amonização e pelo menos um componente de armazenamento de água, selecionado a partir de materiais de origem mineral ou orgânica, sendo que a porcentagem do fertilizante orgânico é de 0,5-99,9 % em volume, preferivelmente 1,0-90,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água é de 0,1-99,5 % em volume, preferivelmente 10,0-99,0 % em volume. O fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação e amonização pode ser obtido, por exemplo, de acordo com um processo, tal como esse é descrito no documento WO 00/37394 ou no documento WO 2017/186852 e, com isso, em particular, por um processo, que compreende as seguintes etapas do processo: a) transferência de lignito e solução aquosa de amoníaco com um valor de pH superior a 9 até 12 para uma suspensão e ativação alcalina da suspensão inicialmente sem alimentação de um agente de oxidação oxigenado; b) incorporação do agente de oxidação oxigenado na suspensão de lignito e solução aquosa de amoníaco, sendo que a oxidação decorre a uma temperatura de reação < 100 oC e uma pressão de 0,1-1 MPa; c) concentração da suspensão do produto obtido na etapa b) para formar uma dispersão em meio aquoso ou secagem da suspensão do produto obtido na etapa b) para formar um produto seco, sem alimentação do agente de oxidação oxigenado e resfriamento final, com o que é obtido um fertilizante orgânico.

[0019] Fertilizantes orgânicos compostos por lignito tratado por oxidação e amonização produzidos dessa maneira, têm uma razão de C/N de 7 a 15 e medido no nitrogênio total, o nitrogênio está ligado de modo quimicamente diferente, sendo que - 20 – 45 % estão presentes como nitrogênio amoniacal - 55 – 80 % estão organicamente ligados e - até 20 % do nitrogênio total estão organicamente ligados como amida e - até 60 % estão organicamente ligados não hidrolisáveis como amida.

[0020] Processos para determinar a porcentagem do nitrogênio, que está presente como nitrogênio amoniacal e do nitrogênio, que está presente organicamente ligado, assim como a porcentagem do nitrogênio total, que está presente como amida e a porcentagem, que está organicamente ligado não hidrolisável como amida, são conhecidos sem problemas pelo especialista. Um processo adequado é descrito, entre outros, no documento WO 00/37394 (= patente europeia EP 1.144.342), ao qual é feita referência expressa neste contexto. Assim, o nitrogênio ligado em forma de amônio com óxido de magnésio suspenso em água, pode ser facilmente dissociado como amoníaco, enquanto as formas de ligação orgânicas são mais difíceis de hidrolisar. A fração do nitrogênio total, que está presente em forma de amida, é hidrolisável de maneira normal com soda cáustica diluída nas condições da destilação do vapor de água. A fração não hidrolisável do nitrogênio organicamente ligado nessas condições experimentais é a porcentagem do nitrogênio total organicamente ligado não hidrolisável como amida.

[0021] Além dos processos conhecidos e mencionados acima, no entanto, também podem ser usados quaisquer outros processos, que são comuns ao especialista devido ao seu conhecimento técnico geral.

[0022] No híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, os materiais de origem mineral são selecionados a partir de minerais de argila, substâncias contendo mineral de argila, perlitas, silicatos em camadas, argila, bentonita, hectorita, montmorilonita, vermiculita, zeólitas, sepiolita, atapulgita, argila queimada, argila expandida, xisto expandido, cinza vulcânica, pedra-pomes, gel de sílica e esmectitas e os minerais de origem orgânica são selecionados a partir de adubos compostos, fertilizantes naturais macerados, produtos do tipo de carvão, materiais de lignocelulose, fibras de madeira, lã de madeira, fibras de coco, fibras de cânhamo e fibras de linho.

[0023] O híbrido de armazenamento de água por húmus estável leva a um aumento significativo do crescimento da planta e, assim, do rendimento, em particular, em solos, que ademais, podem ser cultivados com baixo rendimento.

[0024] O húmus estável, de acordo com a definição dada acima, é uma substância orgânica microbiologicamente de difícil transformação com caráter de substância húmica. Por armazenadores de água devem ser entendidas substâncias minerais porosas, em particular, substâncias minerais de argila e orgânicas. Por híbrido deve ser entendida, de acordo com a invenção, a combinação do fertilizante orgânico e do pelo menos um componente armazenador de água.

[0025] Como um primeiro componente, o híbrido de armazenamento de água por húmus estável contém um fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação e amonização. Devido às suas propriedades químicas e à sua disponibilidade, o lignito já há muito tempo tem sido interessante como material de partida para a produção de substâncias ou misturas de substâncias com efeito fertilizante. No caso do tratamento de lignito por oxidação e amonização, trata-se de uma “amonólise oxidativa”. A amonólise oxidativa foi descrita por Flaig e colaboradores (1959), por exemplo, em “Umwandlung von Lignin in Huminsäure bei der Verrrottung von Weizenstroh” Chem. Ber., 92 8, 1973-1982.

[0026] Os processos para a produção de fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação e amonização, são publicados, por exemplo, no documento EP

1.144.342 A1 e no pedido de patente internacional WO 2017/186852 (número do pedido PCT/EP2017/060060). O fertilizante orgânico do híbrido de armazenamento de água por húmus estável da presente invenção tem caráter de substância húmica. Em analogia com o caráter de substância húmica do húmus estável (vide acima), o caráter de substância húmica significa, em relação ao fertilizante orgânico do híbrido de armazenamento de água por húmus estável da presente invenção, que o fertilizante orgânico consiste em grande parte em substâncias húmicas. Às substâncias húmicas pertencem os ácidos fúlvicos, os ácidos himatomelanóicos, os ácidos húmicos e as huminas (Fiedler, H.J. und Reissig, H.: “Lehrbuch der Bodenkunde”, Gustav Fischer Verlag Jena, 1964, página 174, ponto 4.423). Em grande parte, em relação à porcentagem de substância húmica significa no presente caso, que as substâncias húmicas perfazem a maior porcentagem em peso do fertilizante orgânico do híbrido de armazenamento de água por húmus estável da presente invenção em estado seco. Por exemplo, deve ser entendido, que as substâncias húmicas perfazem > 50 % em peso, preferivelmente > 60 % em peso, mais preferivelmente > 70 % em peso e, em particular, preferivelmente > 80 % em peso, do fertilizante orgânico do híbrido de armazenamento de água por húmus estável da presente invenção, no estado seco.

[0027] As abreviações “% em peso” e “% em volume”, tal como usados aqui, representam “porcentos em peso” ou “porcentos em volume” e designam o volume ou o peso de uma porcentagem, com base no peso total ou de um volume total. De qual porcentagem se trata e a qual peso total ou volume total esse se refere, é respectivamente indicado no contexto do presente relatório descritivo da invenção.

[0028] A aplicação do fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação ou amonização por si só melhora a capacidade de utilização de água pelas plantas. Contudo, verificou-se, que isso não é suficiente para muitas finalidades de uso, em particular, quando é necessário um abastecimento a longo prazo das plantas no caso da falta de abastecimento de água. De maneira surpreendente, verificou-se agora, que a combinação do fertilizante orgânico com pelo menos um componente de armazenamento de água, quando essa é alimentada a solos e substratos, melhora sinergisticamente a situação do equilíbrio hídrico e leva a um aumento de rendimento maior do que o fertilizante orgânico e o pelo menos o componente de armazenamento de água individuais. Os solos, no presente caso, devem ser entendidos como seções da parte superior viva da crosta terrestre do continente. Por substratos, no presente caso, devem ser entendidos meios de cultura de todos os tipos, inclusive do solo cultivado, que é caracterizado por seu respectivo tipo de solo (Bernhard Berg: Grundwissen des Gärtners. Ulmer, Stuttgart 1976, página 198-206). Os substratos são, além disso, substâncias, que são introduzidas em recipientes (por exemplo, vasos de plantas) e por aplicações independentes no solo (por exemplo, coberturas verdes) ou são aplicadas em solos (por exemplo, em furos de plantas). Ali, esses servem às plantas como área da raiz (associação da economia de húmus e terra).

[0029] Os híbridos de armazenamento de água por húmus estável da presente invenção são melhores em relação aos produtos conhecidos. Assim, em relação aos agentes de melhoramento de solo do documento WO 2016/116099, esses têm um teor de ácido húmico significativamente maior e o nitrogênio é um componente estrutural da fração de substância húmica. Verificou-se, que isso tem grande importância para a utilidade biológica do nitrogênio.

[0030] Os produtos do híbrido de armazenamento de água por húmus estável têm, por conseguinte, em relação aos produtos conhecidos, uma liberação eficaz de nitrogênio temporalmente diferenciada, o que leva a um efeito a longo prazo do nitrogênio. Isso leva a um rendimento significativamente maior das plantas com a mesma ou melhor qualidade da fruta, que é obtido durante um período mais longo, comparado com os produtos do estado da técnica.

[0031] Por componentes de armazenamento de água devem ser entendidas, de acordo com a invenção, substâncias, em particular, de natureza porosa, que aumentam a capacidade hídrica de solos e substratos. Os componentes de armazenamento de água a partir de materiais de origem mineral, no sentido da presente invenção, são substâncias minerais porosas, em particular, substâncias minerais de argila (minerais em camadas). Os componentes de armazenamento de água a partir de materiais de origem orgânica, no sentido da presente invenção, são substâncias orgânicas porosas, tais como adubos compostos, estrumes de curral macerados ou carvão de madeira e seus derivados.

[0032] No híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, a porcentagem do fertilizante orgânico é de 0,5-99,9 % em volume, preferivelmente 1,0-95,0 % em volume, mais preferivelmente 1,0-90,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água é de 0,1-99,5 % em volume, preferivelmente 5,0-99,0 % em volume, mais preferivelmente 10,-99,0 % em volume, respectivamente com base no volume total do híbrido de armazenamento de água por húmus estável.

[0033] O fertilizante orgânico, em combinação com o componente de armazenamento de água, permite às plantas o manuseio mais eficiente com as reservas de água no substrato. O uso do híbrido de armazenamento de água por húmus estável da presente invenção, mostra seu efeito em um aumento do coeficiente de utilização da água, isto é, as plantas, usando o híbrido de armazenamento de água por húmus estável com abastecimento deficitário de água, podem gerar mais rendimento do que sem o híbrido de armazenamento de água por húmus estável. Adicionalmente, a capacidade de água do substrato ou do solo aumenta.

[0034] De acordo com a presente invenção, os materiais de origem mineral devem ser selecionados a partir de minerais de argila, substâncias contendo minerais de argila, perlitas, silicatos em camadas, argila, bentonita, hectorita, montmorilonita, vermiculita, zeólitas, sepiolita, atapulgita, argila queimada, argila expandida, xisto expandido, cinza vulcânica, pedra-pomes, gel de sílica e esmectitas. Em uma forma de realização particularmente preferida da presente invenção, os materiais de origem mineral devem ser selecionados a partir de bentonita, montmorilonita, argila, argila queimada, argila expandida e xisto expandido. Em particular, como material de origem mineral é preferido um silicato em camada, tal como bentonita.

[0035] A bentonita que é usada aqui, contém > 50 % em peso, preferivelmente 60-80 % em peso, de montmorilonita e, com isso, uma capacidade de inchamento muito boa, que se baseia na alta superfície interna do silicato em camada de 400 – 600 m2/g. Preferivelmente, é usada a forma moída da bentonita, que ocorre naturalmente, por exemplo, dos campos de decomposição de Landshut, que é vendida, por exemplo, pela S&B Industrial Minerals GmbH ou pela Clariant.

[0036] De acordo com a presente invenção, os componentes de armazenamento de água a partir de materiais de origem orgânica, devem ser selecionados a partir de adubos compostos, estrumes de curral macerados, produtos do tipo de carvão, material de lignocelulose, fibras de madeira, lã de madeira, fibras de coco, fibras de cânhamo e fibras de linho. Em outra forma de realização preferida da presente invenção, os materiais de origem orgânica são adubos compostos, estrumes de curral macerados e carvão de madeira e seus derivados. Particularmente preferidos são os adubos compostos.

[0037] O adubo composto é uma substância rica em húmus e nutrientes, que resulta como produto final na compostagem de resíduos orgânicos e apresenta sempre uma consistência sólida. Ao contrário da fermentação, os processos biológicos na compostagem se realizam com a ação de oxigênio atmosférico. Neste contexto, fala-se também de tratamento aeróbico ou decomposição (Verband der Humus- und Erdenwirtschaft e.V. www.vhe.de). Aos estrumes de curral macerados no sentido da presente invenção, incluem-se, em particular, o esterco macerado e estrume (por exemplo, esterco/estrume bovino, esterco/estrume ovino, esterco/estrume equino e assim por diante), restos de alimentos macerados e casca de árvore macerada. O esterco, neste caso, deve ser entendido como sendo a mistura de excrementos de animais obtidos na agricultura com a criação de gado e um meio de ligação, tal como palha, aparas ou lascas de cânhamo. Estrume é o excremento com uma porcentagem de sólido obtido na agricultura com a criação de gado. O termo “macerado” em relação ao estrume de curral, significa a decomposição pelo menos parcial e transformação em condições aeróbicas, parcialmente aeróbicas, parcialmente anaeróbicas ou amplamente anaeróbicas. Produtos do tipo de carvão compreendem, em particular, o carvão de madeira e seus derivados (Shilling, G., 2000, Pflanzenernährung und Düngung, Ulmer Stuttgart).

[0038] Em uma forma de realização alternativa do híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, a porcentagem de fertilizante orgânico, por exemplo, é de 0,5-60,0 % em volume, preferivelmente 0,5- 40,0 % em volume, mais preferivelmente 0,5-20,0 % em volume, de modo ainda mais preferido, 1,0-10,0 % em volume, em particular, preferivelmente 1,0-5,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água, por exemplo, é de 40,0-99,5 % em volume, preferivelmente 60,0-99,5 % em volume, mais preferivelmente 80,0-99,5 % em volume, de modo ainda mais preferido, 90,0- 99,0 % em volume, em particular, preferivelmente 95,0-99,0 % em volume, respectivamente com base no volume total do híbrido de armazenamento de água por húmus estável.

[0039] Em outra forma de realização alternativa do híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, a porcentagem de fertilizante orgânico é de 1,0-99,0 % em volume, preferivelmente 5,0- 99,0 % em volume, mais preferivelmente 20,0-99,0 % em volume, de modo ainda mais preferido, 30,0-95,0 % em volume, 50,0-95,0 % em volume, 60,0-95,0 % em volume ou 70,0-90,0 % em volume, em particular, preferivelmente cerca de 90,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água, por exemplo, é 1,0- 99,0 % em volume, preferivelmente 1,0-95,0 % em volume, mais preferivelmente 1,0-80,0 % em volume, de modo ainda mais preferido, 5,0-70,0 % em volume, 5,0-50,0 % em volume, 5,0-40,0 % em volume ou 10,0-30,0 % em volume, em particular, preferivelmente cerca de 10,0 % em volume, respectivamente com base no volume total do híbrido de armazenamento de água por húmus estável.

[0040] Ainda em outra forma de realização alternativa do híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, a porcentagem do fertilizante orgânico é de 0,5-99,5 % em volume, preferivelmente 5,0- 95,0 % em volume, de modo ainda mais preferido, 10,0-90,0 % em volume, em particular, preferivelmente 20,0-80,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água é de 0,5-99,5 % em volume, preferivelmente 5,0-95,0 % em volume, de modo ainda mais preferido, 10,0-90,0 % em volume, em particular, preferivelmente 20,0-80,0 % em volume, respectivamente com base no volume total do híbrido de armazenamento de água por húmus estável.

[0041] De acordo com a presente invenção, o fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação ou amonização do híbrido de armazenamento de água por húmus estável, apresenta uma relação C/N de 7 a 15, preferivelmente 8 a 15, de modo ainda mais preferido 9 a 15 e um teor de nitrogênio de até 8 % em peso, com base no peso seco do fertilizante. Preferivelmente, o teor de nitrogênio do fertilizante orgânico é de pelo menos 4 % em peso, de modo ainda mais preferido, de pelo menos 5 % em peso e, em particular, preferivelmente de pelo menos 6 % em peso, respectivamente com base no peso seco do fertilizante.

[0042] O nitrogênio está presente no fertilizante orgânico nas mais várias formas de ligações químicas. Uma parte do nitrogênio está presente ligado na forma de amônio, que está disponível pelas plantas a curto prazo. Uma outra parte está presente ligada em formas de ligações ligadas de modo fortemente orgânico, que apresentam uma disponibilidade a longo prazo pelas plantas. Uma outra parte está presente na forma de amida, que está disponível pelas plantas a médio prazo.

[0043] As formas de ligações químicas diferenciam-se com respeito à sua capacidade de hidrólise. O nitrogênio ligado na forma de amônio pode ser facilmente dissociado como amoníaco com MgO suspenso em água, enquanto as formas de ligações orgânicas são hidrolisáveis com maior dificuldade. A parte, que está presenta na forma de amida, pode ser hidrolisada de maneira normal com soda cáustica diluída nas condições da destilação do vapor de água. A porcentagem não hidrolisável nessas condições, representa o nitrogênio sólido, ligado organicamente.

[0044] De acordo com a presente invenção, o fertilizante orgânico apresenta uma razão de C/N de 7 a 15 e medida no nitrogênio total, o nitrogênio está presente ligado de forma quimicamente diferente, dos quais 20 – 45 % estão presentes como nitrogênio amoniacal, 55 – 80 % estão presentes ligados organicamente, dos quais até 20 % do nitrogênio total estão presentes como amida e até 60 %

estão ligados organicamente não hidrolisáveis como amida.

[0045] O processo de produção do fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação e amonização do híbrido de armazenamento de água por húmus estável, não é adicionalmente limitado. Em uma forma de realização da presente invenção, o fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação e amonização do híbrido de armazenamento de água por húmus estável, pode ser obtido por um processo, que compreende as seguintes etapas: a) transferência de lignito e solução aquosa de amoníaco com um valor de pH superior a 9 até 12 para uma suspensão e ativação alcalina da suspensão inicialmente sem alimentação de um agente de oxidação oxigenado; b) incorporação do agente de oxidação oxigenado na suspensão de lignito e solução aquosa de amoníaco, sendo que a oxidação decorre a uma temperatura de reação < 100 oC e uma pressão de 0,1-1 MPa; c) concentração da suspensão do produto obtido na etapa b) para formar uma dispersão em meio aquoso ou secagem da suspensão do produto obtido na etapa b) para formar um produto seco, sem alimentação do agente de oxidação oxigenado e resfriamento final, com o que é obtido um fertilizante orgânico.

[0046] A solução aquosa de amoníaco, que é usada na etapa a), pode ser obtida dissolvendo o amoníaco em água. A solução aquosa de amoníaco ou suas substâncias de partida água e amoníaco também podem ser recuperadas a partir do processo de reação, em particular, das etapas b) e etapa c) e ser novamente postas à disposição do processo, o que contribui para a economia do processo.

[0047] A solução aquosa de amoníaco na etapa a) apresenta preferivelmente uma concentração de até 10 % em peso, sendo que a concentração é de preferivelmente 2 % em peso, respectivamente com base no peso total da solução aquosa de amoníaco. Mais preferida é uma concentração de 3 a 8 % em peso e, em particular, é preferida uma concentração de 4 a 6 % em peso, respectivamente com base no peso total da solução aquosa de amoníaco.

[0048] O lignito pode ser usado com diferente tamanho de partícula e pode ser reagido todo sem operações de separação prévias. É possível usar lignitos de diferentes locais (origem) como material de partida. Além disso, o lignito pode ser usado em mistura com ligninas técnicas da indústria de pasta química, assim como da hidrólise de madeira, lignito em mistura com lignina, assim como material de lignocelulose a partir da desintegração de explosão de vapor para produzir fibra e lignito em mistura com material de lignocelulose, tal como madeira e partículas de casca. As misturas citadas podem ser usadas pré-misturadas ou podem ser obtidas misturando os componentes individuais e a solução aquosa de amoníaco na etapa a).

[0049] A oxidação na etapa b) pode ser realizada em um meio aquoso-amoniacal com uma concentração de amoníaco de até 7 %. Em uma forma de realização, o agente de oxidação oxidado deve ser selecionado a partir de ar, oxigênio, misturas de ar/oxigênio, ozônio ou peróxido de hidrogênio. Além disso, no contexto da oxidação na etapa b) podem ser usados catalisadores, que aumentam a atividade do agente de oxidação.

[0050] A oxidação na etapa b) ocorre preferivelmente durante um período de 15 a 300 minutos, de modo ainda mais preferido, 30 a 240 minutos, em particular, preferivelmente, 45 a 120 minutos. Através da oxidação da suspensão obtida a partir da etapa a) nesse intervalo de tempo com o agente de oxidação oxigenado, resulta uma suspensão, que compreende o produto de oxidação da suspensão obtida a partir da etapa a). Preferivelmente, o agente de oxidação oxigenado é misturado diretamente na suspensão, por exemplo, no caso de um agente de oxidação gasoso, introduzindo o gás na mistura de reação com sobrepressão. A suspensão resultante a partir da etapa b) é designada, no contexto do processo, como “suspensão do produto”, que contém o produto de oxidação.

[0051] No caso do produto resfriado, que é obtido na etapa c), trata-se, no sentido da presente invenção, de um fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação e amonização. Preferivelmente, o fertilizante orgânico é o produto seco. Esse fertilizante orgânico tem, tal como descrito acima, caráter de substância húmica e apresenta preferivelmente um teor de nitrogênio de até 8 % em peso, com base no peso seco do fertilizante e uma relação C/N de 7 a 15, de modo particularmente preferido, uma relação C/N de 9 a 15. O fertilizante orgânico produzido dessa maneira apresenta, além disso, preferivelmente um teor de umidade residual de no máximo 35 % em peso, com base no peso total do fertilizante orgânico.

[0052] O processo para a produção do fertilizante orgânico pode ser tecnologicamente transformado, por exemplo, de modo que, tal como descrito no documento EP

1.144.342 (WO 00/37394), o lignito com uma solução aquosa de amoníaco com um valor de pH superior a 9 a 12, é transferido para uma suspensão e, em seguida, é alcalinicamente ativado em um reator, inicialmente sem alimentação de oxigênio ou ar e, neste caso, em um período regulável até 0,5 hora, esse é levado a uma temperatura de oxidação inferior a 100 oC, em seguida, o agente de oxidação oxigenado, no caso do qual se trata de um gás de oxidação, o lignito, a uma temperatura de reação inferior a 100 oC e com ar ou oxigênio como gás de oxidação, à pressão normal e com misturas de ar/oxigênio como gás de oxidação à pressão normal, a uma pressão parcial de oxigênio na faixa de 0,02 MPa a < 0,1 MPa, é incorporado na mistura de reação, respectivamente, de acordo com o princípio do injetor e, finalmente, a alimentação de gás de oxidação é fechada e a reação é interrompida e a mistura de reação (mistura do produto) é resfriada, em seguida, sem alimentação adicional de gás de oxidação, a uma temperatura necessária para o processamento adicional, sendo que o tempo de resfriamento é inferior a 1 hora e o fertilizante orgânico é obtido como dispersão no meio aquoso através de concentração ou secagem, sendo obtida uma relação C/N de 9 a 15. Em relação às etapas específicas do processo de uma tal realização do processo, é feita referência ao documento EP 1.144.342 (WO 00/37394).

[0053] No pedido de patente internacional WO 2017/186852 (número de pedido PCT/EP2017/060060), o processo do documento EP 1.144.342 é desenvolvido para um processo contínuo, em que as substâncias de partida lignito e solução aquosa de amoníaco são continuamente incorporados no processo e a reação não precisa ser interrompida. Com isso, o fertilizante orgânico pode ser produzido com alto rendimento das substâncias de partida e baixa necessidade de energia.

[0054] Em consequência disto, em outra forma de realização da presente invenção, o fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação e amonização do híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, é produzido por um processo contínuo, tal como é descrito no documento WO 2017/186852, que compreende as seguintes etapas: a) alimentação de partículas de lignito e solução aquosa de amoníaco, assim como opcionalmente produto reciclado da etapa b) como substâncias de partida em um circuito de dispersão com dispositivo de dispersão, recipiente de recirculação e bomba de circulação e dispersão das substâncias de partida com trituração simultânea das partículas de lignito até resultar uma suspensão de partículas de lignito e solução aquosa de amoníaco, que é retirada do circuito de dispersão e alimentada à etapa b); b) oxidação da suspensão obtida na etapa a) em um reator de oxidação com um agente de oxidação oxigenado, a uma temperatura de < 100 oC, sendo obtido uma suspensão do produto, que é toda alimentada à etapa c) ou parcialmente à etapa c) e parcialmente à etapa a) como substância de partida; c) secagem da suspensão do produto obtida na etapa b) a uma temperatura > 50 oC até um teor de umidade residual de, no máximo, 30 % em peso, com base no peso total do produto seco e resfriamento do produto seco obtido; sendo que o fertilizante orgânico apresenta um teor de nitrogênio de até 8 % em peso, com base no peso seco do fertilizante orgânico e uma relação C/N de 7 a 15.

[0055] O termo “processo contínuo” no presente caso deve ser entendido de tal modo, que ao processo são alimentados continuamente materiais de partida, no os quais se trata, no presente caso, em particular, de lignito e de solução aquosa de amoníaco, assim como opcionalmente de suspensão do produto reciclado da etapa b), que através das etapas a) até c) são transformados em fertilizante orgânico seco e resfriado como produto, sem a ocorrência de uma interrupção do processo ou das etapas do processo, a fim de formar o fertilizante orgânico e retirar o mesmo do processo.

[0056] O termo “circuito de dispersão”, tal como é usado aqui, designa uma disposição, que compreende o dispositivo de dispersão, recipiente de recirculação e bomba de circulação. No caso do dispositivo de dispersão, trata-se preferivelmente de um sistema fechado, de modo a impedir uma troca de gás com o meio ambiente. Preferivelmente, o tempo de permanência médio da mistura de partículas de lignito e solução aquosa de amoníaco, assim como opcionalmente de produto reciclado da etapa b) no dispositivo de dispersão é de 30 a 300 minutos, mais preferivelmente de 45 a 240 minutos, em particular, preferivelmente de 60 a 180 minutos, antes de retirar a suspensão resultante do circuito de dispersão e ser alimentada à etapa b). O tempo de permanência médio é calculado, tal como é comum na condução do processo contínuo, a partir do volume total do dispositivo de dispersão e dos volumes alimentados ou eliminados (por exemplo, se fosse um volume do dispositivo de dispersão de 100 litros e uma alimentação ou eliminação de 25 l/h, o tempo de permanência médio seria de 4 horas).

[0057] O processo contínuo permite o uso de partículas de lignito como produto de partida, cujo tamanho não tem um papel decisivo, visto que durante o processo ocorre uma trituração das partículas de lignito. Por razões práticas, preferivelmente no contexto do processo contínuo, são usadas partículas de lignito com tamanho médios de partículas de > 10 µm, sendo que também podem ser usadas partículas de lignito com tamanhos de partículas de, por exemplo, até 10 mm. Mais preferidas são partículas de lignito com tamanhos de partículas de até 5 mm, ainda mais preferidas, de até 2 mm, ainda mais preferidas, de até 1 mm, ainda mais preferidas, de até 500 µm, em particular, preferivelmente de até 100 µm. No caso das partículas de lignito trata-se preferivelmente de poeira de lignito com tamanhos médios típicos de partículas na faixa de > 10 a 600 µm, em particular, na faixa de 200 a 300 µm, portanto, de poeira de lignito comercial atualmente comum. No contexto do processo contínuo, no entanto, por exemplo, também é possível usar lignito bruto com tamanhos de partículas de até 10 mm, sendo que o lignito bruto é triturado no circuito de dispersão, em particular, no dispositivo de dispersão.

[0058] No caso do dispositivo de dispersão, trata-se simultaneamente de um dispositivo de mistura e de um dispositivo de trituração, sendo que a mistura de partículas de lignito e solução aquosa de amoníaco, assim como opcionalmente de produto reciclado da etapa b) é misturado com trituração simultânea das partículas de lignito por tanto tempo no dispositivo de dispersão, até resultar uma suspensão de partículas de lignito trituradas e solução aquosa de amoníaco. Através da trituração das partículas de lignito no dispositivo de dispersão, podem ser obtidas partículas de lignito com uma distribuição do tamanho de partícula relativamente uniforme, o que permite a formação de uma suspensão particularmente homogênea, que na etapa b) é alimentada à oxidação.

[0059] Preferivelmente, as partículas de lignito no dispositivo de dispersão são trituradas para um tamanho médio de partícula de < 10 µm, mais preferivelmente para tamanhos médios de partículas de < 8 µm, ainda de modo ainda mais preferido, para tamanhos médios de partículas de < 6 µm e, em particular, para tamanhos médios de partículas de < 4 µm. A trituração das partículas de lignito tem a vantagem, de que as superfícies de reação são significativamente aumentadas e a distribuição média do tamanho é relativamente uniforme, o que favorece a reação de oxidação realizada na etapa b).

[0060] Se como agente de oxidação oxigenado é usado um gás, portanto, por exemplo, oxigênio, ar enriquecido de oxigênio, ar ou ozônio, então no processo contínuo, esse é diretamente introduzido na suspensão, preferivelmente com uma sobrepressão de até 0,8 MPa por meio de um dispositivo doseador de gás. “Sobrepressão” significa, no contexto da presente invenção, que a pressão, com a qual o gás de oxidação oxigenado é alimentado, situa-se acima da pressão normal. A pressão normal corresponde a uma pressão de 101325P = 325 bar. Em consequência disto, no contexto do processo contínuo, o gás oxigenado é alimentado a uma pressão de > 0,101325 MPa, sendo que o gás oxigenado pode ser alimentado a uma sobrepressão de até 0,8 MPa. Preferivelmente, o gás oxigenado é alimentado a uma sobrepressão de pelo menos 0,15 MPa. Mais preferida é uma sobrepressão de 0,2 a 0,8 MPa, ainda mais preferida é uma sobrepressão de 0,3 a 0,7 MPa e, em particular, é preferida uma sobrepressão de 0,4 a 0,6 MPa.

[0061] No caso do dispositivo doseador de gás pode se tratar, por exemplo, de uma lança de injetor, um anel de fumigação ou de um agitador de gaseificação, que se encontram no reator e estão em contato com a suspensão ou submergem neste. Preferivelmente, no caso do dispositivo doseador de gás, trata-se de um agitador de gaseificação, com o qual a suspensão pode ser simultaneamente agitada no reator, o que favorece a introdução do gás de oxidação oxigenado na suspensão e, com isso, a reação de oxidação.

[0062] Alternativamente, o agente de oxidação oxigenado também pode ser acrescentado em solução, por exemplo, em forma de uma solução aquosa de peróxido de hidrogênio. Além disso, os agentes de oxidação gasosos podem ser acrescentados em solução, preferivelmente em solução aquosa.

[0063] O reator de oxidação trabalha, via de regra, também à sobrepressão, que é um pouco mais baixa do que a pressão, com a qual o gás oxigenado é introduzido (desde que um desses for introduzido). Preferivelmente, o reator de oxidação trabalha a uma pressão de mais de 0,101325 MPa (pressão normal) até 0,7 MPa, mais preferivelmente, até 0,6 MPa.

[0064] A secagem na etapa c) do processo contínuo, é realizada a uma temperatura de > 50 oC, preferivelmente > 60 oC, em particular, preferivelmente > 70 oC, sendo que a temperatura máxima é de preferivelmente 120 oC. O tempo de permanência médio para a secagem situa-se, via de regra, abaixo de 20 horas, preferivelmente abaixo de 10 horas, mais preferivelmente, abaixo de 8 horas. O resfriamento do produto ocorre preferivelmente em um tambor rotativo.

[0065] Preferivelmente, o resfriamento do produto seco ocorre a uma temperatura inferior a 50 oC, em particular, preferivelmente à temperatura ambiente (20 a 30 oC). A duração do resfriamento é geralmente de 10 a 240 minutos, preferivelmente 20 a 180 minutos, em particular, preferivelmente de 30 a 120 minutos.

[0066] Com respeito a outros aspectos técnicos do processo do processo de produção contínuo do fertilizante orgânico, é feita referência ao relatório descritivo do documento WO 2017/186852 e aos relatórios ali citados.

[0067] De acordo com uma forma de realização alternativa da presente invenção, o híbrido de armazenamento de água por húmus estável compreende pelo menos dois componentes de armazenamento de água. De acordo com outra forma de realização alternativa, o híbrido de armazenamento de água por húmus estável compreende pelo menos dois componentes de armazenamento de água, sendo que os pelo menos dois componentes de armazenamento de água compreendem pelo menos um material de armazenamento de água de origem mineral e pelo menos um material de armazenamento de água de origem orgânica.

[0068] O híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, pode ser usado vantajosamente de várias maneiras. Em particular, o híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, encontra uso como substrato para plantas, como aditivo para terra vegetal e como aditivo de substrato para o melhoramento do solo para substratos ou solos pobres em carbono, que necessitam de húmus estável ou para substratos ou solos melhoráveis com húmus estável, permeáveis e que podem ser melhorados em relação ao equilíbrio hídrico. Um tal uso do híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção leva, de maneira surpreendente, a um aumento de rendimento maior do que o fertilizante orgânico ou o pelo menos o próprio componente de armazenamento de água. Esse aumento de rendimento ocorre adicionalmente ao efeito, que resulta da adição de fertilizante comum, tal como fertilizante líquido de NPK, visto que o aumento de rendimento pode ser observado também na adição simultânea, por exemplo, de fertilizante líquido. Em outra forma de realização da presente invenção, o uso do híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, leva a um aumento do rendimento de > 10 %, preferivelmente de > 15 %, comparado com o fertilizante orgânico ou com o pelo menos o próprio componente de armazenamento de água.

[0069] Além disso, o uso do híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, como substrato para plantas, como aditivo para terra vegetal ou como aditivo de substrato para o melhoramento do solo leva, de maneira surpreendente, a um consumo de água menor do que o fertilizante orgânico ou do pelo menos o próprio componente de armazenamento de água.

[0070] O uso do híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, como substrato para plantas, como aditivo para terra vegetal ou como aditivo de substrato para o melhoramento do solo leva, além disso, de maneira surpreendente, a uma maior capacidade de água e a um melhor grau de utilização de água das plantas, comparado com o fertilizante orgânico ou do pelo menos o próprio componente de armazenamento de água.

[0071] Ao usar o híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção em solos menos coesos ou sem ligação com baixa porcentagem de grão fino, o híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, pode desenvolver particularmente bem seu efeito vantajoso.

[0072] Se o híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção é usado como substrato para plantas, o pelo menos um componente de armazenamento de água compreende pelo menos um material de origem orgânica. Neste caso, o pelo menos um material de origem orgânica deve ser selecionado a partir de adubos compostos, fertilizantes naturais macerados, produtos do tipo de carbono, material de lignocelulose, fibras de madeira, lã de madeira, fibras de coco, fibras de cânhamo e fibras de linho, preferivelmente a partir de adubos compostos e fertilizantes naturais macerados.

[0073] Ao usar o híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, como substrato de plantas, a porcentagem de fertilizante orgânico é, por exemplo, de 0,5-60,0 % em volume, preferivelmente 0,5-40,0 % em volume, mais preferivelmente 0,5-20,0 % em volume, de modo ainda mais preferido, 1,0-10,0 % em volume, em particular, preferivelmente 1,0-5,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um material de origem orgânica é, por exemplo, de 40,0-99,5 % em volume, preferivelmente 60,0-99,5 % em volume, mais preferivelmente 80,0-99,5 % em volume, de modo ainda mais preferido, 90,0-99,0 % em volume, em particular, preferivelmente 95,0-99,0 % em volume, respectivamente com base no volume total do híbrido de armazenamento de água por húmus estável. O modo como o híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, deve ser usado como substrato de plantas, não se diferencia basicamente do uso dos substratos de plantas convencionais na agricultura e horticultura e é conhecido pelo especialista.

[0074] Ao usar o híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, como aditivo para terra vegetal, a porcentagem de fertilizante orgânico é de 1,0-99,0 % em volume, preferivelmente 5,0-99,0 % em volume, mais preferivelmente 10,0-95,0 % em volume, de modo ainda mais preferido, 30,0-95,0 % em volume, 50,0-95,0 % em volume, 60,0-95,0 % em volume ou 70,0-90,0 % em volume, em particular, preferivelmente cerca de 90,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água é de 1,0-99,0 % em volume, preferivelmente 1,0-95,0 % em volume, mais preferivelmente 5,0-90,0 % em volume, de modo ainda mais preferido, 5,0-70,0 % em volume, 5,0-50,0 %

em volume, 5,0-40,0 % em volume ou 10,0-30,0 % em volume, em particular, preferivelmente cerca de 10,0 % em volume, respectivamente com base no volume total do híbrido de armazenamento de água por húmus estável. O modo como o híbrido de armazenamento de água por húmus estável deve ser usado como aditivo para terra vegetal, não se diferencia basicamente do uso de aditivos convencionais na agricultura e horticultura e é conhecido pelo especialista. A terra vegetal misturada dessa maneira com aditivos, pode ser novamente usada como substrato de plantas, por exemplo, no cultivo de plantas agrícolas ou hortícolas.

[0075] Ao usar o híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, como aditivo para terra vegetal, o híbrido de armazenamento de água por húmus estável é preferivelmente de 0,1-90,0 % em volume, mais preferivelmente 0,1-30,0 % em volume, de modo ainda mais preferido, 0,5-20,0 % em volume, em particular, preferivelmente 1,0-10,0 % em volume, da terra vegetal.

[0076] Ao usar o híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, como aditivo de substrato para o melhoramento do solo, a porcentagem de fertilizante orgânico é de 0,5-99,5 % em volume, preferivelmente 5,0-95,0 % em volume, mais preferivelmente 10,0-90,0 % em volume, em particular, preferivelmente 20,0- 80,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água é de 0,5-99,5 % em volume, preferivelmente 5,0-95,0 % em volume, mais preferivelmente 10,0-90,0 % em volume, em particular, preferivelmente 20,0-80,0 % em volume, respectivamente com base no volume total do híbrido de armazenamento de água por húmus estável. O modo como o híbrido de armazenamento de água por húmus estável deve ser usado como aditivo de substrato para o melhoramento do solo para substratos ou solos pobres em carbono, que necessitam de húmus estável ou para substratos ou solos melhoráveis com húmus estável, permeáveis e que podem ser melhorados em relação ao equilíbrio hídrico, não se diferencia basicamente do uso de aditivo de substrato convencional para o melhoramento do solo e aumento de rendimento na agricultura e horticultura e é conhecido pelo especialista.

[0077] O híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, como aditivo de substrato para o melhoramento do solo, por exemplo, para substratos ou solos pobres em carbono, que necessitam de húmus estável ou para substratos ou solos melhoráveis com húmus estável, permeáveis e que podem ser melhorados em relação ao equilíbrio hídrico, deve ser usado preferivelmente de tal modo, que seja de 0,1-90,0 % em peso, preferivelmente 0,1- 30,0 % em peso, mais preferivelmente 0,1-15,0 % em peso, de modo ainda mais preferido, 0,1-10,0 % em peso, em particular, preferivelmente 1,0-10,0 % em peso, da camada de solo superior com uma espessura de cerca de 20 cm. Substratos ou solos pobres em carbono, que necessitam de húmus estável ou substratos ou solos melhoráveis com húmus estável, permeáveis e que podem ser melhorados em relação ao equilíbrio hídrico são, por exemplo, substratos ou solos com um alto teor de areia e/ou de pirita, com uma baixa porcentagem de substância orgânica do solo e com alta permeabilidade à água. O híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, pode ser aplicado em tais substratos ou solos pobres em carbono, que necessitam de húmus estável ou em substratos ou solos melhoráveis com húmus estável, permeáveis e que podem ser melhorados em relação ao equilíbrio hídrico ou podem ser incorporados até uma profundidade de 15-20 cm. Em uma forma de uso preferida, o híbrido de armazenamento de água por húmus estável é incorporado até uma profundidade de 20 cm. Os componentes individuais do híbrido de armazenamento de água por húmus estável, neste caso, podem ser aplicados ou incorporados individualmente, podem ser combinados durante a aplicação ou incorporação ou podem ser aplicados ou incorporados pré-misturados.

[0078] Um outro aspecto da presente invenção é um processo para a produção de um híbrido de armazenamento de água por húmus estável, que compreende as seguintes etapas do processo: a) transferência de lignito e solução aquosa de amoníaco com um valor de pH superior a 9 a 12 para uma suspensão e ativação alcalina da suspensão inicialmente sem alimentação de um agente de oxidação oxidado; b) incorporação do agente de oxidação oxidado na suspensão de lignito e solução aquosa de amoníaco, sendo que a oxidação decorre a uma temperatura de reação < 100 oC e a uma pressão de 0,1-1 MPa, c) concentração da suspensão do produto obtido na etapa b) para formar uma dispersão em meio aquoso ou secagem da suspensão do produto obtida na etapa b) para formar um produto seco, sem alimentação do agente de oxidação oxidado e resfriamento final,

com o que é obtido um fertilizante orgânico; d) combinação ou mistura do pelo menos um componente de armazenamento de água a ser selecionado a partir de materiais de origem mineral ou orgânica com a suspensão do produto ou com o fertilizante orgânico da etapa c), com o que é obtido o híbrido de armazenamento de água por húmus estável; sendo que no híbrido de armazenamento de água por húmus estável produzido dessa maneira, a porcentagem do fertilizante orgânico é de 0,5-99,9 % em volume, preferivelmente 1,0-90,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água é de 0,1- 99,5 % em volume, preferivelmente 10,0-99,0 % em volume, respectivamente com base no volume total do híbrido de armazenamento de água por húmus estável, sendo que o fertilizante orgânico apresenta uma relação C/N de 7 a 15 e medida no nitrogênio total, o nitrogênio está presente quimicamente ligado de modo diferente, sendo que - 20 – 45 % estão presentes como nitrogênio amoniacal - 55 – 80 % estão organicamente ligados e - até 20 % do nitrogênio total estão ligados como amida e - até 60 % do nitrogênio total estão ligados organicamente não hidrolisáveis como amida, os materiais de origem mineral são selecionados a partir de minerais de argila, substâncias contendo minerais de argila, perlitas, silicatos em camadas, argila, bentonita, hectorita, montmorilonita, vermiculita, zeólitas, sepiolita, atapulgita, argila queimada, argila expandida, xisto expandido, cinza vulcânica, pedra-pomes, gel de sílica e esmectitas e os minerais de origem orgânica são selecionados a partir de adubos compostos, estrumes de curral macerados, produtos do tipo de carvão, material de lignocelulose, fibras de madeira, lã de madeira, fibras de coco, fibras de cânhamo e fibras de linho.

[0079] O significado de “combinar” na etapa d) do processo de produção deve ser interpretado de forma mais ampla como “misturar” e compreende a mistura imediata, mas também o fracionamento dos componentes individuais do híbrido de armazenamento de água por húmus estável, em particular, do fertilizante orgânico e do pelo menos um componente de armazenamento de água em quantidades, que correspondem às porcentagens volumétricas de acordo com a invenção no híbrido e a mistura ou combinação final antes ou no decorrer do uso como substrato de plantas, aditivo para terra vegetal ou aditivo de substrato em substratos ou solos pobres em carbono, que necessitam de húmus estável ou substratos ou solos melhoráveis com húmus estável, permeáveis e que podem ser melhorados em relação ao equilíbrio hídrico. Em uma forma de realização do processo de produção do híbrido de armazenamento de água por húmus estável, a mistura do fertilizante orgânico e do pelo menos um componente de armazenamento de água ocorre durante a secagem ou do resfriamento do fertilizante orgânico na etapa c) ou em seguida a essa. Em uma forma de realização alternativa do processo de produção, o pelo menos um componente de armazenamento de água e o fertilizante orgânico são fracionados em tais quantidades, que correspondem às porcentagens volumétricas de acordo com a invenção, do híbrido, que finalmente, são misturados pouco antes ou durante o uso. O fracionamento deve ser entendido, de acordo com a invenção, como fracionamento real dos componentes individuais do híbrido ou como especificação de uso, que indica, em quais quantidades (frações) os componentes individuais do híbrido devem ser misturados ou combinados durante o uso de acordo com a invenção. Preferivelmente, “combinar”, em relação ao processo de acordo com a invenção, significa “misturar”.

[0080] Na etapa d), também podem ser usados dois, três, quatro e assim por diante componentes de armazenamento de água, sendo que, então, preferivelmente pelo menos um componente de armazenamento de água é de origem mineral e pelo menos um componente de armazenamento de água é de origem orgânica.

[0081] Em relação aos aspectos processuais e formas de realização especiais das etapas do processo a) a c), é feita referência em detalhes ao relatório descritivo do processo para a produção do fertilizante orgânico do híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção (vide acima).

[0082] O híbrido de armazenamento de água por húmus estável, que pode ser obtido pelo processo de produção de acordo com a invenção, tem as características do produto descrito acima do híbrido de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção, em particular, as propriedades vantajosas surpreendentes, que são verificadas durante o uso como substrato de plantas, como aditivo para terra vegetal ou como aditivo de substrato para o melhoramento do solo. Exemplos de realização

Exemplo 1

[0083] Foram produzidos diversos híbridos de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção. Para esse fim, substratos de plantas agrícolas ou hortícolas foram adicionados com adubos compostos de materiais de armazenamento de água, porosos, intumescíveis, lascas de plantas, cocos, rochas, minerais, produtos minerais e Novihum (Novihum® é o nome de marca de um fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação e amonização; a produção pode ocorrer tal como descrito no documento EP 1.144.342 (isto é, do documento WO 00/37394) – seja como mistura ou em combinação – e misturados uns com os outros. Alternativamente, híbridos de armazenamento de água por húmus estável de acordo com a invenção a partir de adubos compostos, lascas de plantas, coco, rochas, minerais, produtos minerais e Novihum® foram produzidos diretamente como substratos de plantas agrícolas ou hortícolas independentes para o cultivo de culturas, sendo que esses híbridos, para serem usados como substratos de plantas, compreenderam pelo menos um componente de armazenamento de água a partir de minerais de origem orgânica, tais como adubos compostos, lascas de plantas ou coco. As rochas intumescíveis, de armazenamento de água e minerais ou produtos minerais são minerais de argila, substâncias contendo minerais de argila (por exemplo, bentonita), minerais processados e rochas, tais como argila expandida ou xisto expandido. A porcentagem de Novihum® foi entre 1 % em volume e 99 % em volume. Como aditivo de substrato de plantas para a camada de solo superior com 20 cm de espessura, a quantidade de aplicação da mistura ou da combinação é entre 0,1 % em peso e 10 % em peso. Como aditivo de terra vegetal ou como substrato de plantas independente, a quantidade de aplicação da mistura ou da combinação é entre 0,1 % em volume e 10 % em volume.

[0084] O produto Novihum usado tinha a composição indicada no exemplo 1 do documento WO 00/37394, isto é, de acordo com a análise elementar: C = 53,50 % H = 5,32 % N = 5,97 % S = 0,45 %.

[0085] A relação C/N foi, com isso, de 8,96. As formas de ligação do nitrogênio (em % do teor de nitrogênio total) foram de: nitrogênio amoniacal = 32,8 % nitrogênio ligado organicamente = 67,2 % amida-nitrogênio = 11,1 % nitrogênio orgânico fortemente ligado = 56,1 %.

[0086] De modo correspondente, os produtos dos outros exemplos do documento WO 00/37394 também podem ser usados e seu uso leva a resultados comparáveis ou melhores. Tabela 1: Exemplos de aplicação no combinação de exemplo de porcentagem da combinação na Novihum®-armazenador aplicação aplicação de água armazenador Novihum® porcentagem porcentagem do de água, (% em da camada substrato/terra porcentagem volume) superficial da planta (% em (% em do solo (% volume) volume) em peso/20 cm) A 99 % 1 % substrato - 100 % (1) de plantas para o cultivo de no combinação de exemplo de porcentagem da combinação na Novihum®-armazenador aplicação aplicação de água culturas B 80 % 20 % adição ao 10 % - solo permeável, pobre em carbono C 20 % 80 % adição ao 2 % - solo permeável, pobre em carbono D 10 % 90 % aditivo de - 4 % terra vegetal (1) No uso do híbrido de armazenamento de água por húmus estável como substrato de plantas, é usado pelo menos um componente de armazenamento de água de origem orgânica.

Exemplo 2 Exemplo de aplicação para híbrido de fertilizante orgânico e armazenador de água orgânico

[0087] Para fins de comparação, quatro variantes do ensaio foram comparadas com pepino japonês em um solo arenoso em cultivo protegido (estufa resfriada por evaporação). Como feto a partir de lignito tratado por oxidação e amonização, foi usado Novihum® e como componente de armazenamento de água de origem orgânica foi usado adubo de esterco bovino. Variante 1:

[0088] 0,5 kg/m2 de Novihum®, assim como 1,0 kg/m2 de adubo composto de estrume bovino foram incorporados a 15 cm de profundidade na superfície do solo. Variante 2:

[0089] 1,0 kg/m2 de adubo composto de estrume bovino foram incorporados a 15 cm de profundidade na superfície do solo. Variante 3:

[0090] 0,5 kg/m2 de Novihum® foram incorporados a 15 cm de profundidade na superfície do solo. Variante 4:

[0091] Nenhum Novihum® ou adubo composto de estrume bovino foram incorporados. Apenas ocorreu a dosagem de água e nutrientes de maneira análoga às variantes 1 a 3.

[0092] Todas as variantes continham as mesmas quantidades de nutrientes e água. A duração do cultivo foi de 3 meses. Tabela 2: Híbrido de adubo composto de Novihum® variante variante variante variante 1 2 3 4 Novihum® (0,5 + - + - kg/m2) adubo composto (1 + + - - kg/m2) fertilização (NPK + + + + líquido) rendimento (kg/m2) 1,08 0,93 0,76 0,61 diferença de rendimento em 77 % 52 % 25 % 0 % relação a V4 +: componente acrescentado; - componente não acrescentado; NPK líquido: fertilizante líquido de nitrogênio-fosfato- potássio

[0093] De maneira surpreendente, a variante 1 mostrou que a combinação de Novihum® e armazenador de água de origem orgânica tem um efeito aditivo de aumento de rendimento, que era maior do que o efeito dos respectivos componentes individuais. Em todas as quatro variantes do ensaio, além disso, foi usado fertilizante líquido comum (fertilizante líquido NPK). O efeito de aumento de rendimento ocorre, dessa maneira, adicionalmente ao aumento de rendimento, que é obtido através do fertilizante líquido comum. A partir da comparação da variante 1 e variante 2 resultou, além disso, que a combinação de fertilizante orgânico e armazenador de água de origem orgânica produziu um rendimento de 16 % ou 42 % maior do que do armazenador de água de origem orgânica ou o fertilizante orgânico. Exemplo 3 Exemplo de aplicação para híbrido de fertilizante orgânico e armazenador de água mineral

[0094] Para fins de comparação, em um solo arenoso, muito permeável à água, foram comparadas quatro variantes do ensaio. Como cultura de teste foi usada grama de jardim. Como fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação e amonização foi usado Novihum® e como componente de armazenamento de água foi usada bentonita de origem mineral. O fornecimento de nutriente e água foi o mesmo para todas as quatro variantes: variante 1: 0,5 kg/m2 de Novihum® e 0,5 kg/m2 de bentonita variante 2: 1,0 kg/m2 de Novihum® variante 3: 1,0 kg/m2 de bentonita variante 4: não tratada

[0095] Tal como resulta da disposição do ensaio apresentado, foram aplicadas as mesmas quantidades totais de Novihum®, armazenador de água e Novihum®+armazenador de água. Seis semanas depois da semeação de grama, as quatro variantes foram testadas para o grau de cobertura (porcentagem da superfície coberta pelo crescimento), resultado da emergência (porcentagem das sementes germinadas da quantidade total de sementes) e impressão geral (cor, densidade, formas das folhas).

[0096] Seis semanas depois da semeação da grama, foram encontrados os seguintes resultados: A) o grau de cobertura diminuiu na ordem das variantes 1,3,2,4. B) O resultado da emergência diminuiu na ordem das variantes 1,3,2=4. C) A impressão total diminuiu na ordem das variantes 1,3,2,4.

[0097] Tal como se verifica no resultado B) resultado da emergência, o híbrido de armazenamento de água por húmus estável a partir de fertilizante orgânico e armazenador de água de origem mineral tem um efeito sinergístico comparado com o húmus estável e com o próprio armazenador de água. Os resultados análogos são verificados para híbridos de Novihum® e granulado de argila, carvão de madeira ou xisto expandido. Para outras substâncias do mesmo tipo em relação à porosidade ou capacidade de armazenamento de água, são esperados resultados comparáveis.

Claims (11)

REIVINDICAÇÕES

1. Híbrido de armazenamento de água por húmus estável, caracterizado pelo fato de que compreende um fertilizante orgânico a partir de lignito tratado por oxidação e amonização e pelo menos um componente de armazenamento de água, selecionado a partir de materiais de origem mineral ou orgânica, sendo que a porcentagem do fertilizante orgânico é de 0,5-99,9 % em volume, preferivelmente 1,0- 90,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água é de 0,1-99,5 % volume, preferivelmente 10,0-99,0 % em volume, respectivamente com base no volume total do híbrido de armazenamento de água por húmus estável, sendo que o fertilizante orgânico apresenta uma relação C/N de 7 a 15 e medida no nitrogênio total, o nitrogênio está presente ligados de forma quimicamente diferente, sendo que - 20 – 45 % estão presentes como nitrogênio amoniacal - 55 – 80 % estão ligados organicamente e - até 20 % do nitrogênio total estão ligados como amida e - até 60 % do nitrogênio total estão ligados organicamente não hidrolisáveis como amida, os materiais de origem mineral são selecionados a partir de minerais de argila, substâncias contendo minerais de argila, perlitas, silicatos em camadas, argila, bentonita, hectorita, montmorilonita, vermiculita, zeólitas, sepiolita, atapulgita, argila queimada, argila expandida, xisto expandido, cinza vulcânica, pedra-pomes, gel de sílica esmectitas e os materiais de origem orgânica são selecionados a partir de adubos compostos, estrumes de curral macerados, produtos do tipo de carvão, material de lignocelulose, fibras de madeira, lã de madeira, fibras de coco, fibras de cânhamo e fibras de linho.

2. Híbrido de armazenamento de água por húmus estável, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porcentagem do fertilizante orgânico é de 0,5-20,0 % em volume, preferivelmente 1,0-10,0 % em volume, em particular, preferivelmente 1,0-5,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água é de 80-99,5 % em volume, preferivelmente 90,0-99,0 % em volume, em particular, preferivelmente 95,0-99,0 % em volume.

3. Híbrido de armazenamento de água por húmus estável, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porcentagem do fertilizante orgânico é de 20,0-99,0 % em volume, preferivelmente 50,0-95,0 % em volume, mais preferivelmente 70,0-90,0 % em volume, em particular, preferivelmente cerca de 90,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água é de 1,0-80,0 % em volume, preferivelmente 5,0-50,0 % em volume, mais preferivelmente 10,0-30,0 % em volume, em particular, preferivelmente cerca de 10,0 % em volume.

4. Híbrido de armazenamento de água por húmus estável, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porcentagem do fertilizante orgânico é de 0,5-99,5 % em volume, preferivelmente 5,0-95,0 % em volume, mais preferivelmente 10,0-90,0 % em volume, em particular, preferivelmente 20,0-80,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água é de 0,5- 99,5 % em volume, preferivelmente 5,0-95,0 % em volume, mais preferivelmente 10,0-90,0 % em volume, em particular, preferivelmente 20,0-80,0 % em volume.

5. Híbrido de armazenamento de água por húmus estável, de acordo com uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o fertilizante orgânico pode ser obtido por um processo, que compreende as etapas do processo: a) transferência de lignito e solução aquosa de amoníaco com um valor de pH superior a 9 a 12 para uma suspensão e ativação alcalina da suspensão inicialmente sem alimentação de um agente de oxidação oxidado; b) incorporação do agente de oxidação oxidado na suspensão de lignito e solução aquosa de amoníaco, sendo que a oxidação decorre a uma temperatura de reação < 100 oC e a uma pressão de 0,1-1 MPa, c) concentração da suspensão do produto obtido na etapa b) para formar uma dispersão em meio aquoso ou secagem da suspensão do produto obtida na etapa b) para formar um produto seco, sem alimentação do agente de oxidação oxidado e resfriamento final, com o que é obtido um fertilizante orgânico.

6. Uso do híbrido de armazenamento de água por húmus estável, de acordo com uma das reivindicações 1-5, caracterizado pelo fato de ser como aditivo para terra vegetal ou aditivo de substrato para o melhoramento do solo para substratos ou solos pobres em carbono, que necessitam de húmus estável ou para substratos ou solos melhoráveis com húmus estável, permeáveis e que podem ser melhorados em relação ao equilíbrio hídrico.

7. Uso do híbrido de armazenamento de água por húmus estável, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de ser como aditivo de terra vegetal, sendo que o híbrido é de 0,1-90,0 % em volume, preferivelmente 0,5-20,0 % em volume, em particular, preferivelmente 1,0-10,0 % em volume, da terra vegetal.

8. Uso do híbrido de armazenamento de água por húmus estável, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de ser como aditivo de substrato para o melhoramento do solo para substratos ou solos pobres em carbono, que necessitam de húmus estável ou para substratos ou solos melhoráveis com húmus estável, permeáveis e que podem ser melhorados em relação ao equilíbrio hídrico, sendo que o híbrido é 0,1-90,0 % em peso, preferivelmente 0,1-30,0 % em peso, mais preferivelmente 0,1-15,0 % em peso, em particular, preferivelmente 1,0-10,0 % em peso, da camada de solo superior de 20 cm de espessura.

9. Uso do híbrido de armazenamento de água por húmus estável, de acordo com uma das reivindicações 1-5 como substrato de plantas, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um componente de armazenamento de água compreende pelo menos um material de origem orgânica.

10. Processo para a produção de um híbrido de armazenamento de água por húmus estável, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas do processo: a) transferência de lignito e solução aquosa de amoníaco com um valor de pH superior a 9 a 12 para uma suspensão e ativação alcalina da suspensão inicialmente sem alimentação de um agente de oxidação oxidado; b) incorporação do agente de oxidação oxidado na suspensão de lignito e solução aquosa de amoníaco, sendo que a oxidação decorre a uma temperatura de reação < 100 oC e a uma pressão de 0,1-1 MPa, c) concentração da suspensão do produto obtido na etapa b) para formar uma dispersão em meio aquoso ou secagem da suspensão do produto obtida na etapa b) para formar um produto seco, sem alimentação do agente de oxidação oxidado e resfriamento final, com o que é obtido um fertilizante orgânico; d) combinação ou mistura do pelo menos um componente de armazenamento de água a ser selecionado a partir de materiais de origem mineral ou orgânica com a suspensão do produto ou com o fertilizante orgânico da etapa c), com o que é obtido o híbrido de armazenamento de água por húmus estável; sendo que no híbrido de armazenamento de água por húmus estável produzido dessa maneira, a porcentagem de fertilizante orgânico é de 0,5-99,9 % em volume, preferivelmente 1,0-90,0 % em volume e a porcentagem do pelo menos um componente de armazenamento de água é de 0,1- 99,5 % em volume, preferivelmente 10,0-99,0 % em volume, respectivamente com base no volume total do híbrido de armazenamento de água por húmus estável, sendo que o fertilizante orgânico apresenta uma relação C/N de 7 a 15 e medida no nitrogênio total, o nitrogênio está presente quimicamente ligado de modo diferente, sendo que - 20 – 45 % estão presentes como nitrogênio amoniacal

- 55 – 80 % estão organicamente ligados e - até 20 % do nitrogênio total estão ligados como amida e - até 60 % do nitrogênio total estão ligados organicamente não hidrolisáveis como amida, os materiais de origem mineral são selecionados a partir de minerais de argila, substâncias contendo minerais de argila, perlitas, silicatos em camadas, argila, bentonita, hectorita, montmorilonita, vermiculita, zeólitas, sepiolita, atapulgita, argila queimada, argila expandida, xisto expandido, cinza vulcânica, pedra-pomes, gel de sílica e esmectitas e os minerais de origem orgânica são selecionados a partir de adubos compostos, estrumes de curral macerados, produtos do tipo de carvão, material de lignocelulose, fibras de madeira, lã de madeira, fibras de coco, fibras de cânhamo e fibras de linho.

11. Híbrido de armazenamento de água por húmus estável, caracterizado pelo fato de que pode ser obtido pelo processo, de acordo com a reivindicação 10.