BR112020002667B1

BR112020002667B1 - Método para a produção de um fertilizante

Info

Publication number: BR112020002667B1
Application number: BR112020002667-0A
Authority: BR
Inventors: Igor Taganov (Falecido); Matti Tiainen; Anita Paldanios
Original assignee: Pro Farm Technologies Oy
Priority date: 2017-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2024-05-07

Abstract

Um fertilizante incluindo um componente de intensificação do crescimento, em pelo menos um exemplo um copolímero de ácido fúlvico e humatos polimetálicos está presente na quantidade de cerca de 80% a cerca de 90% em peso, com base em um peso total do fertilizante; uma pluralidade de elementos presentes na quantidade de cerca de 3% a cerca de 7% em peso, com base no peso total do fertilizante; e um ou mais nutrientes secundários, micronutrientes e complexos de metal vestigial heteromoleculares biologicamente ativos presentes na quantidade de cerca de 3% a cerca de 10% em peso, com base no peso total do fertilizante.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA AO PEDIDO RELACIONADO

[001] Este pedido reivindica prioridade ao Pedido de Patente U.S. No. 15/681.792, depositado em 21 de agosto de 2017, que é um pedido de continuação em parte do Pedido U.S. No. 15/438.909, depositado em 22 de fevereiro de 2017, que é emitido como Patente U.S. No. 9.738.567 em 22 de agosto de 2017, cujo conteúdo inteiro é aqui incorporado por referência.

CAMPO DE INVENÇÃO

[002] A seguinte descrição se refere de uma forma geral a fertilizantes, mais especificamente, a presente invenção refere-se a fertilizantes solúveis para uso na estimulação da saúde e crescimento de plantas.

ANTECEDENTES

[003] Os fertilizantes podem ser adicionados ao solo ou à folhagem das culturas para fornecer os elementos necessários para a nutrição adequada das plantas. Tipicamente, elementos como nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K) são utilizados para compor os componentes básicos de fertilizantes comuns. No entanto, os fertilizantes modernos e complexos podem conter uma variedade de micronutrientes e uma mistura de intensificação do crescimento (também aqui referida como "GEM") contendo promotores de crescimento, vitaminas, aminoácidos, carboidratos e polissacarídeos, além dos componentes básicos.

[004] As modernas tecnologias agrícolas também podem utilizar pesticidas e podem incluir a liberação devido ao efeito negativo que tanto os fertilizantes quanto os pesticidas podem ter sobre o meio ambiente, há esforços contínuos dos especialistas no campo para reduzir a quantidade de substâncias necessárias para o tratamento de plantas para aumentar o crescimento. Assim, existe uma necessidade no campo de novos produtos químicos agrícolas e métodos para a sua aplicação, que diminuam a quantidade de fertilizantes e pesticidas básicos utilizados, enquanto melhoram a tolerância ao crescimento e ao estresse das plantas.

SUMÁRIO

[005] A presente invenção fornece um fertilizante à base de humato (aqui também referido como um "Universal Bio Protector", ou "UBP") que é facilmente solúvel em água e adaptado para o tratamento de sementes e aplicação foliar. O fertilizante da presente invenção geralmente inclui um fertilizante contendo composto húmico (tal como o copolímero de ácido fúlvico e humatos polimetálicos (aqui referidos como "CPFAPH")), micronutrientes quelatados e catalisadores metálicos biologicamente ativos.

[006] O mencionado acima pode ser alcançado em um aspecto da presente invenção através do fornecimento de um fertilizante tendo um componente de intensificação do crescimento presente na quantidade de cerca de 80% a cerca de 90% em peso, uma pluralidade de elementos presentes na quantidade de cerca de 3% a cerca de 7% em peso, e um ou mais nutrientes secundários, micronutrientes e complexos de metal vestigial heteromoleculares biologicamente ativos presentes na quantidade de cerca de 3% a cerca de 10% em peso, com base no peso total do fertilizante. O componente de intensificação do crescimento pode incluir um copolímero de ácido fúlvico e humatos polimetálicos (CPFAPH). A pluralidade de elementos pode incluir, mas não são limitados a estes, compostos de nitrogênio, compostos de fósforo e compostos de enxofre. O componente de intensificação do crescimento pode incluir promotores selecionados do grupo que consiste em citocininas, purinas, giberelinas e auxinas. O componente de intensificação do crescimento pode incluir vitaminas e pelo menos um componente selecionado do grupo que consiste em promotores de crescimento, aminoácidos, carboidratos e polissacarídeos. O componente de intensificação do crescimento pode incluir probióticos secos.

[007] O supracitado pode ser alcançado em outro aspecto da presente invenção, mediante o fornecimento de um método para de promoção da produção agrícola. O método pode incluir a mistura de um fertilizante e aplicação do fertilizante a uma cultura. O método pode incluir a dissolução do fertilizante em uma solução aquosa, a imersão de uma pluralidade de sementes na solução durante um período predeterminado, a colocação do fertilizante em um tanque de pulverização e a pulverização das culturas com a solução líquida de fertilizante. O fertilizante pode ser dissolvido em água para obter uma mistura líquida de fertilizante. As culturas podem ser pulverizadas em intervalos de tempo predeterminados. As culturas podem ser pulverizadas duas a quatro vezes com a solução líquida de fertilizante. O fertilizante pode incluir vinte a cinqüenta por cento em peso de compostos de nitrogênio e fósforo fertilizantes solúveis em água. O fertilizante pode ser secado em uma secadora por pulverização a vácuo em uma temperatura de cerca de oitenta a noventa graus Celsius.

[008] O supracitado pode ser alcançado em outro aspecto da presente invenção através do fornecimento de um método para a produção de um material de promoção da produção agrícola, incluindo a produção de um componente de intensificação do crescimento através da hidrólise alcalina da turfa. O método pode incluir a execução de uma oxidação em fase líquida do hidrolisado de turfa e uma solução de agente alcalino. A solução de agente alcalino pode ser selecionada do grupo que consiste em hidróxido de potássio (KOH) e hidróxido de sódio (NaOH).

DESCRIÇÃO DETALHADA

[009] Esta presente invenção refere-se a um fertilizante (também aqui referido como um "bioprotetor universal" ou "UBP") que pode melhorar a eficácia de várias entradas de nutriente ou captação de nutrientes e aumentar a capacidade da planta de converter o nutriente em uma resposta de crescimento. A presente invenção fornece ainda um método para dissolver o fertilizante divulgado em água para formar uma solução que pode ser utilizada durante o tratamento de pré- semeadura das sementes, assim como um método para pulverizar a solução sobre as culturas desejadas ao longo do processo de crescimento.

[0010] A fraseologia e terminologia aqui empregadas são para propósitos de descrição e não devem ser consideradas como limitativas. Por exemplo, o uso de um termo singular, tal como "um", não se destina a limitar o número de itens. Além disso, deve ficar entendido que qualquer uma das características da presente invenção pode ser utilizada separadamente ou em combinação com outras características. Outros sistemas, métodos, características e vantagens da presente invenção serão ou se tornarão evidentes para uma pessoa que possui habilidade na técnica, após o exame das figuras e da descrição detalhada. Pretende-se que todos esses sistemas, métodos, aspectos e vantagens adicionais sejam incluídos nesta descrição, estejam dentro do escopo da presente invenção e sejam protegidos pelas reivindicações anexas.

[0011] Várias definições que se aplicam ao longo desta descrição serão agora apresentadas. O termo "substancialmente" é definido para estar essencialmente em conformidade com a dimensão, forma ou outra palavra particular que substancialmente modifica, de tal modo que o componente não precise ser exato. Os termos "compreendendo", "incluindo" e "tendo" são utilizados de modo trocável nesta descrição. Os termos "compreendendo", "incluindo" e "tendo" significam incluir, mas não necessariamente, estar limitado às coisas descritas.

[0012] Além disso, qualquer termo de grau, tal como, mas não limitado a "cerca de" ou "aproximadamente", tal como usado na descrição e nas reivindicações anexas, deve ser compreendido de incluir os valores recitados ou um valor que é três vezes maior ou um terço dos valores citados. Por exemplo, cerca de 3 mm inclui todos os valores de 1 a 9 mm e aproximadamente 50 graus incluem todos os valores de 16,6 a 150 graus.

[0013] Como aqui utilizado, o termo "copolímero de ácido fúlvico e humatos polimetálicos" (CPFAPH) refere-se a um componente de intensificação do crescimento tendo uma fórmula química de, por exemplo, (Ci4Hi2θ8)m [C9H8(MI, M2, M3,...)O4]n e uma fórmula de estrutura esquemática de FA-(Mi, M2, M3,...)-HA, por exemplo, FA-(K; Na;.)-HA, FA-(K; Cu; Zn;.)-HA, etc., onde FA é ácido fúlvico, HA é ácido húmico e M1, M2, M3. são metais.

[0014] Como aqui utilizado, o termo "hidrolisados" refere-se a qualquer produto de uma reação de hidrólise.

[0015] Finalmente, o termo "quelato", como aqui utilizado, refere- se a um composto que contém um ligante ligado a um átomo de metal central em dois ou mais pontos.

[0016] A presente invenção fornece um fertilizante que inclui uma mistura de componentes de intensificação do crescimento (referida nesta invenção como uma "mistura para aumentar o crescimento"). Tais componentes podem incluir, mas não são limitados a estes, um copolímero de ácido fúlvico e humatos polimetálicos (CPFAPH) presentes em uma quantidade de cerca de 80% a cerca de 90% em peso, com base no peso total do fertilizante; macronutrientes (tais como compostos de nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K)) presentes em uma quantidade de cerca de 3% a cerca de 7% em peso, com base no peso total do fertilizante; e nutrientes secundários (tais como cálcio (Ca), magnésio (Mg) e enxofre (S)) e micronutrientes (tais como zinco (Zn), cobre (Cu), manganês (Mn), ferro (Fe) e cobre (Cu)) presentes em uma quantidade de cerca de 3% a cerca de 10% em peso, com base no peso total do fertilizante. A mistura de fertilizante também pode incluir metais vestigiais catalíticos biologicamente ativos incluindo, mas não são limitados a estes, molibdênio (Mo), vanádio (V), cobalto (Co) e níquel (Ni). Os metais vestigiais catalíticos biologicamente ativos podem estar presentes em uma quantidade de cerca de 1% a cerca de 3% em peso, com base no peso total do fertilizante.

[0017] Alguns fertilizantes foram ajustados para incluir o uso de humatos. Os humatos são materiais de ocorrência natural que são ricos em matéria orgânica umidificada e contêm substâncias húmicas eficazes, tais como ácido húmico e ácidos fúlvicos. Especificamente, o ácido húmico é um poderoso promotor de fungos benéficos e também pode estabilizar o teor de nitrogênio no solo, levando em conta maior eficiência de nitrogênio. O ácido húmico também contém fosfatos complexos e os humatos são a única substância conhecida com a capacidade de reter todos os outros nutrientes no solo, o que leva em conta uma maior absorção de nutrientes. Os humatos contêm um promotor de crescimento semelhante a auxina que pode melhorar a divisão celular e aumentar a permeabilidade das células vegetais, permitindo cerca de duas vezes a absorção de nutrientes. Pesquisas mostram que a presença de substâncias húmicas no solo aumenta a retenção de água no solo, fornece carbono disponível ao solo, promove o crescimento de células vivas, íons quelados no solo e solubiliza hidrocarbonetos na fase aquosa.

[0018] Especificamente, a mistura para aumentar o crescimento pode incluir uma ou mais vitaminas e pelo menos um outro componente. O pelo menos um outro componente pode incluir, mas não é limitado a estes, promotores de crescimento, aminoácidos, carboidratos, polissacarídeos e probióticos secos. A mistura para aumentar o crescimento está presente no fertilizante em uma quantidade de cerca de 5% a cerca de 10% em peso, com base no peso total do fertilizante. Como debatido acima, o fertilizante pode geralmente incluir CPFAPH, uma mistura de macronutrientes, nutrientes secundários e micronutrientes, e uma quantidade predeterminada de metais vestigiais catalíticos biologicamente ativos. A quantidade de cada um dos componentes individuais pode ser ajustada conforme necessário, ou desejado, com base em fatores que incluem, entre outros, o tipo de cultura a ser fertilizada, o tipo e as condições do solo e quaisquer outros fatores que sejam determinados de serem relevantes.

I. Composição

[0019] O principal componente de intensificação do crescimento do fertilizante divulgado é o copolímero de ácido fúlvico e humatos polimetálicos (CPFAPH), tendo uma fórmula química de, por exemplo, (C14H12O8)m [C9H8(K;Na;Mg;)2O4]n e uma fórmula estrutural esquemática de, por exemplo, FA-(K)-HA, FA-(K;Na)-HA, FA- (K;Na;Mg)-HA, etc., em que FA é ácido fúlvico e HA é ácido húmico.

[0020] Em pelo menos um exemplo, o CPFAPH pode ser produzido através da oxidação em fase líquida de uma mistura de um agente alcalino (incluindo, mas não limitado a hidróxido de potássio (KOH) e/ou hidróxido de sódio (NaOH)) e uma matéria-prima contendo lignina (incluindo, mas não são limitado a estes, polpa de madeira, turfa, palha, feno e similares) tendo um teor de substância seca total na polpa de cerca de 12% a cerca de 20% em peso, com base em o peso total da mistura. A produção de CPFAPH pode ser um processo de múltiplos estágios. Por exemplo, em um primeiro estágio, a pré- oxidação pode ser realizada em uma temperatura de cerca de 50°C a cerca de 190°C, e uma pressão de cerca de 0,5 mega Pascal (MPa) a cerca de 3 MPa, em que a mistura de reação é simultaneamente tratada com um gás contendo oxigênio até que um pH de cerca de 10,5 a cerca de 12 seja alcançado. Em um segundo estágio, o processo pode incluir uma oxidação que pode ser realizada em uma temperatura de cerca de 170°C a cerca de 200°C, até que o pH de cerca de 8,5 a cerca de 10 seja alcançado. A produção de celulose utilizando um processo de sulfito pode produzir um subproduto que compreende soluções concentradas de lignossulfonato ou polpa contendo de lignina. O subproduto pode então ser reciclado e utilizado como uma matéria-prima contendo lignina em um processo de produção subsequente.

[0021] Em um exemplo alternativo, um CPFAPH pode ser produzido através de uma oxidação em fase líquida de uma mistura de solução de agente alcalino (incluindo, mas não limitado a KOH e NaOH) com um hidrolisado alcalino de turfa. O processo de produção pode ocorrer em várias etapas. Em uma primeira etapa, a turfa pode ser processada por hidrólise utilizando uma solução aquosa de KOH e/ou NaOH de 0,1 molar (M) (ao redor de 0,6%) com a relação de massa "solução alcalina-turfa" de cerca de 15:5 a cerca de 7:5 durante 72 horas em uma temperatura de cerca de 15°C a cerca de 25°C e pressão atmosférica (1 atm). Uma segunda etapa pode incluir a elevação da concentração de solução de agente alcalino para cerca de 2,0 ± 0,1% e a saturação da polpa de turfa por ar quente em uma temperatura de cerca de 90°C a cerca de 100°C e pressão atmosférica com a saturação do espaço de trabalho do reator com ar 2,5 ± 0,2 m3/min m3. Após cerca de 2,5 ± 0,5 horas de oxidação em fase líquida, a solução de CPFAPH sintetizado pode ser separada da polpa de turfa por centrifugação.

[0022] Em pelo menos um exemplo, a mistura de CPFAPH aqui descrita pode compreender de cerca de 18% a cerca de 20% em peso de substâncias secas, de cerca de 1% a cerca de 5% em peso de cinzas e de cerca de 70% a cerca de 75% em peso de matérias orgânicas, com base no peso total do fertilizante; e possui um pH de cerca de 9 a cerca de 10.

[0023] Em pelo menos um exemplo, antes da segunda etapa do processo descrito acima, o ácido fúlvico (tendo uma fórmula química média C135H182O95N5S2) e o ácido húmico (tendo uma fórmula química média C187H186O89N9S1) podem ser introduzidos na mistura de reação tendo nitrogênio (N) e enxofre (S). O N e o S podem funcionar como elementos de liga no CPFAPH final.

[0024] A fim de preparar o CPFAPH na mistura de reação, devem ser introduzidos catalisadores polimetálicos específicos que podem estar na forma de compostos solúveis em água adequados. Esses catalisadores podem incluir, mas não são limitados a estes, metais que são considerados nutrientes secundários (tais como cálcio (Ca), magnésio (Mg)) e micronutrientes (tais como zinco (Zn), cobre (Cu), manganês (Mn), ferro (Fe) e similares). Os metais descritos acima podem permanecer, pelo menos em parte, na solução final de CPFAPH na forma de quelatos húmicos.

[0025] Os nutrientes quelados podem ser benéficos tanto no tratamento de sementes quanto na aplicação foliar. As folhas e sementes das plantas podem ter revestimentos cerosos para ajudar a impedir que sequem. No entanto, a cera também pode repelir tanto água quanto substâncias inorgânicas, impedindo que nutrientes inorgânicos penetrem nas sementes ou folhas. As moléculas de quelato orgânico de metal são capazes de penetrar as camadas cerosas. Assim que absorvido, o quelato pode liberar nutrientes a serem utilizados pela planta.

[0026] O produto final de CPFAPH pode conter pelo menos uma certa quantidade de micronutrientes quelatados; no entanto, quelatos com ligantes húmicos não são estáveis nas temperaturas elevadas tipicamente utilizadas durante os processos de secagem. Portanto, micronutrientes quelados estáveis adicionais podem ser introduzidos no produto final, incluindo a mistura UBP. Um agente quelante pode ser preparado tendo cálcio (Ca), magnésio (Mg), zinco (Zn) e cobre (Cu) quelados e também pode incluir ácido etilenodiaminotetracético (EDTA). Na alternativa, a preparação de um manganês (Mn) e ferro (Fe) quelados pode ser utilizada como um agente quelante etilenodiamina-N,N'-bis(ácido 2-hidroxifenilacético) (EDDHA). O ferro e o manganês dos quelatos de EDDHA são estáveis em soluções tendo pH alto, mesmo em altas temperaturas. Tais micronutrientes quelados podem ser produzidos por uma variedade de métodos bem conhecidos e também estão disponíveis comercialmente a partir de uma variedade de fontes.

[0027] Os micronutrientes quelados podem então ser introduzidos em um produto final aquecido de CPFAPH para formar complexos metálicos heteromoleculares tendo dois tipos de ligantes, compostos húmicos e ligantes de EDTA ou EDDHA. Em comparação com os quelatos convencionais de EDTA e EDDHA, os micronutrientes heteromoleculares quelados aqui descritos podem ser mais biologicamente ativos.

[0028] Os metais vestigiais biologicamente ativos tais como molibdênio (Mo), vanádio (V), níquel (Ni) e cobalto (Co) foram observados de desempenhar um papel importante no metabolismo das plantas. O Ni, em baixas concentrações, foi observado de cumprir uma variedade de papéis essenciais nas plantas, incluindo ser um constituinte de várias metaloenzimas tais como urease, superóxido dismutase, NiFe hidrogenases, metil coenzima M redutase, monóxido de carbono desidrogenase e similares. Portanto, as deficiências de Ni nas plantas podem reduzir a atividade da urease, perturbar a assimilação de N e reduzir a depuração do radical livre de superóxido. O cobalto pode aumentar significativamente a atividade da nitrogenase e é um elemento essencial para a síntese de vitamina B12. Como tal, o cobalto pode ser especialmente importante para culturas, tais como leguminosas, devido à capacidade dos microrganismos simbióticos de se fixarem no nitrogênio atmosférico.

[0029] Uma deficiência de metal vestigial pode produzir uma série de efeitos negativos sobre o crescimento e metabolismo das plantas. Esses efeitos podem incluir, mas não são limitados a estes, crescimento e indução reduzidos de senescência, clorose de folhas e meristemas, alterações no metabolismo de N e absorção reduzida de ferro. O fornecimento de fertilização com metal vestigial através de pulverizações foliares pode levar em conta a eliminação eficaz da deficiência interna de metais vestigiais e aumentar a atividade das metaloenzimas, promovendo o alongamento do caule e a expansão do disco foliar, número de galhos e folhas e índice de área foliar.

[0030] Em pelo menos um exemplo, o tratamento eficaz de sementes e a aplicação foliar do fertilizante podem incluir complexos heteromoleculares de metais vestigiais. Um complexo de metal heteromolecular pode ter uma fórmula geral de [CPFAPH]m-Mx-[O]n, em que O é uma molécula orgânica de múltipla valência e M é qualquer metal em qualquer estado de oxidação; em que os valores de n, x e m estão associados a um número de coordenação de metal e a vários centros complexos nas moléculas orgânicas H e O. Por exemplo, ácidos hidróxi (cítrico, oxálico, succínico, málico, etc.), ácido ftálico, ácido salicílico, ácido acético e derivados, ácido glucônico e derivados, podem ser utilizados como moléculas orgânicas de múltipla valência tendo capacidade de quelação. Em pelo menos um exemplo, a produção do presente fertilizante pode incluir apenas os ácidos carboxílicos que são conhecidos de participar do metabolismo da planta; especificamente ácido cítrico (C6H8O7), ácido glucônico (HOCH2- (CHOH)4-COOH), ácido oxálico (HOOC-COOH), ácido tartárico (HOOC- CHOH-CHOH-COOH), e seus derivados.

[0031] Em pelo menos um exemplo, um método para a síntese de complexos metálicos heteromoleculares pode consistir na preparação de um complexo de O-Metal e na adição subsequente do complexo de O-Metal ao CPFAPH, sob um pH predeterminado (tal como um pH ao redor de 8 ± 1), pressão (tal como pressão atmosférica) e condições de temperatura (tais como ao redor de 25 ± 5°C). Por exemplo, a síntese de uma mistura de complexos heteromoleculares de humato- molibdênio, cobalto e citrato de níquel pode consistir em dois estágios: o primeiro estágio pode ser a preparação de citratos de Mo, Co e Ni. Para cada mol de ácido cítrico, 3 moles de Mo/Co/Ni e 14 moles de amônia são reagidos em um meio aquoso. O produto sólido obtido da reação pode conter ao redor de 30% em peso de Mo/Co/Ni como uma mistura de citrato de Mo/Co/Ni combinado com amônia. Durante o segundo estágio, a solução de citrato de Mo/Co/Ni combinado com amônia pode ser misturada em proporção equivalente com uma solução de CPFAPH a 15% mantida sob agitação constante. Em pelo menos um exemplo, o pH da reação pode ser ajustado para cerca de 9. A reação pode ser conduzida ao redor de 25°C e uma pressão ao redor de 1 atmosfera. Em pelo menos um exemplo, a reação pode continuar nessa temperatura e pressão durante cerca de 4 horas, o produto resultante pode conter cerca de 3% de Mo/Co/Ni em peso, com base no peso total da massa seca da solução, quelado pelo sistema heteromolecular de humato-citrato.

[0032] O teor médio de elementos químicos específicos dentro do produto final do fertilizante divulgado nesta invenção com um pH (6%) de cerca de 8 a cerca de 10, como mostrado na Tabela 1 abaixo. A porcentagem em peso para cada material seco apresentado na Tabela 1 é a porcentagem em peso, com base no peso total da massa seca em solução. Tabela 1

II. Formulação do Fertilizante

[0033] Em pelo menos um exemplo, o produto final líquido do fertilizante aqui descrito pode conter de cerca de 15% a cerca de 25% de massa seca, e o produto final pode ser acondicionado em recipientes para uso agrícola. Em pelo menos um outro exemplo, o fertilizante pode conter ao redor de 20% de massa seca. Em pelo menos um exemplo, o fertilizante pode incluir de cerca de 20% a cerca de 50% em peso de compostos de nitrogênio e fósforo fertilizantes solúveis em água, com base no peso total do fertilizante. O fertilizante aqui descrito pode fornecer uma única fonte que inclui todos os componentes necessários para estimular o crescimento da planta. A formulação de fertilizante aqui descrita pode fornecer conveniências significativas; especificamente, o uso do fertilizante aqui divulgado pode eliminar a necessidade de misturar nutrientes secos e líquidos, assim como outros aditivos no momento da aplicação. A descrição nesta invenção fornece ainda um método de preparação de um fertilizante seco solúvel em água para ser utilizado no tratamento de sementes e aplicação foliar.

[0034] Em pelo menos um exemplo, o produto final do fertilizante pode ser secado, por exemplo, utilizando uma secadora por pulverização a vácuo, operando em uma temperatura relativamente baixa (tal como de cerca de 80°C a cerca de 90°C). Em alternativa, o fertilizante pode ser secado utilizando uma secadora de tambor de contato. Após a secagem, o fertilizante finalizado pode aparecer na forma de grânulos marrom-escuros tendo granulometria (ISO) 80% 1 a 2 mm, pH (6%) 8 a 10 e densidade aparente indefinida 1,2 kg/l.

[0035] Em pelo menos um exemplo, os componentes da mistura para aumentar o crescimento podem ser misturados separadamente e depois adicionados ao produto final de um fertilizante anteriormente formulado. Em alternativa, os componentes da mistura para aumentar o crescimento podem ser adicionados durante a preparação da composição de fertilizante, conforme descrito abaixo. Os componentes secos, descritos com detalhes acima, podem passar por uma unidade de trituração e depois colocados em um misturador. Os componentes líquidos tais como os extratos orgânicos, podem ser injetados ou pulverizados no misturador e misturados até que uma mistura seca substancialmente homogênea seja alcançada.

[0036] As misturas de fertilizantes aqui descritas podem permanecer na forma seca sem aglomeração após exposição a altos níveis de umidade. As substâncias húmicas, polissacarídeos e outros carboidratos podem absorver umidade associada com os componentes líquidos para formar uma matriz estável. Assim, os componentes de polissacarídeo e carboidrato podem ser fornecidos na forma seca quando adicionados ao misturador. Além disso, as vitaminas, promotores de crescimento e aminoácidos também podem ser fornecidos na forma seca.

III. Aplicação do Fertilizante

[0037] O fertilizante aqui divulgado pode ser facilmente adaptado para aplicação por métodos que incluem, mas não se limitam a estes, irrigação por gotejamento, hidroponia e aeroponia. Antes do tratamento das sementes, o fertilizante seco pode ser dissolvido em água pura (por exemplo, água não clorada) para formar a solução com uma concentração de massa de cerca de 0,2% a cerca de 1,0% em peso, com base em um peso total da solução de fertilizantes. Em um exemplo alternativo, a concentração de massa pode ser de cerca de 0,2% a cerca de 2,0% em peso, com base em um peso total da solução de fertilizantes. As sementes podem ser imersas no fertilizante por várias horas antes do plantio.

[0038] Em pelo menos um exemplo de aplicação foliar, o fertilizante pode ser administrado em uma quantidade que varia de cerca de 0,05 a cerca de 0,25 kg por hectare na forma de uma solução aquosa com concentração de massa de cerca de 0,02% a cerca de 0,15%, e o mais preferível ao redor de 0,05%. Em outro exemplo, o fertilizante pode ser administrado em uma quantidade que varia de cerca de 0,1 a cerca de 0,5 kg por hectare. Em um terceiro exemplo, o fertilizante pode ser administrado em uma quantidade que varia de cerca de 0,045 libra por acre a cerca de 0,225 libra por acre. Em um quarto exemplo, o fertilizante pode ser administrado em uma quantidade que varia de cerca de 0,09 libra por acre a cerca de 0,45 libra por acre. No quinto exemplo, o fertilizante pode ser administrado em uma quantidade ao redor de 0,135 libra por acre. Em um sexto exemplo, a solução aquosa pode ter uma concentração de massa ao redor de 0,05%. Na prática, cerca de 2 a cerca de 4 aplicações foliares podem ser aplicadas durante a estação da vegetação; no entanto, a frequência de aplicação pode ser ajustada com base em culturas e outros fatores relevantes.

[0039] Em pelo menos uma modalidade, o fertilizante pode ser aplicado através do uso de um ou mais tanques de pulverização. O fertilizante pode ser completamente solúvel em água e compatível com fertilizantes e pesticidas comuns comercialmente disponíveis. A quantidade requerida de fertilizante intensificado, ou fertilizante UBP, pode ser adicionada diretamente ao tanque de pulverização parcialmente carregado sob agitação constante.

[0040] Em um exemplo alternativo, o fertilizante pode ser seco como descrito acima e colocado em solução nutritiva para ser utilizado na irrigação por gotejamento, hidroponia ou aeroponia.

[0041] A aplicação do fertilizante pode ser ajustada com base nas recomendações específicas da cultura, que podem afetar um ou mais dos métodos de aplicação, época da aplicação, taxa de aplicação e formulação da fertilização. Algumas culturas que podem se beneficiar da aplicação do fertilizante aqui divulgado incluem, mas não são limitados a estas, frutas, uvas, nozes, frutas cítricas, café, melancia, batata, tomate, pimentão, pepino, culturas entre fileiras (tais como algodão, girassol, milho, trigo, centeio, aveia, painço, sorgo, arroz e soja), assim como outras plantas comestíveis, comerciais e ornamentais.

[0042] Em pelo menos um exemplo, o fertilizante aqui descrito pode ser configurado para uma rápida penetração nas sementes e folhas, captação altamente eficiente de nutrientes e utilização total no metabolismo da planta. Adicionalmente, o uso do fertilizante aqui divulgado pode diminuir a quantidade de fertilizantes minerais, fungicidas, herbicidas e inseticidas normalmente necessários para promover o crescimento das plantas em cerca de 25%.

[0043] Testes foram executados no fertilizante divulgado para determinar o rendimento após a administração de um fertilizante padrão (comercialmente disponível) e um fertilizante incluindo a mistura para aumentar o crescimento, conforme descrito ao longo do pedido após um número especificado de tratamentos. Os testes permitem a estimativa do efeito do fertilizante aqui divulgado.

[0044] Os seguintes exemplos são fornecidos para ilustrar o tema principal da presente invenção, incluindo o efeito do fertilizante sobre a produção agrícola. Esses exemplos não se destinam a limitar o escopo da presente invenção e não devem ser assim interpretados. EXEMPLO EXEMPLO 1 Cultura Testada - Trigo Local do teste de campo - Maharashtra, Republic of India,

[0045] Um primeiro campo foi testado utilizando um programa de fertilização padrão, o primeiro campo produziu um rendimento de 2,73 toneladas por hectare (ton./ha) (ou 1,09 ton. por acre (ton./ A)). O peso médio dos grãos por espiga foi de 1,69 grama (g).

[0046] Um segundo campo foi testado utilizando o programa de fertilização divulgado, incluindo tratamento UBP de sementes (0,15 quilograma por tonelada (kg/ton) (ou 0,33 libras por ton (lb/ton))) e 2 tratamentos foliares de UBP (cada um 0,15 kg por hectare (kg/ha) (ou 0,132 libra por acre (lb/A))), o segundo campo produziu um rendimento de 3,21 ton./ha (1,28 ton./A). O peso médio dos grãos por espiga foi de 1,78 g.

[0047] O programa de tratamento UBP forneceu um rendimento aumentado de 0,48 tons/ha (0,19 tons/A), ou 17,6% em relação ao programa padrão de fertilização. EXEMPLO 2 Cultura Testada - Arroz Local do teste de campo - Sichuan Province, People’s Republic of China

[0048] Um primeiro campo foi testado utilizando um programa de fertilização padrão, o primeiro campo produziu um rendimento de 6,35 tons/ha (2,54 ton/A). O peso médio de 1000 grãos de arroz foi de 28,5 g e 90% de qualidade vítrea.

[0049] Um segundo campo foi testado utilizando o programa de fertilização divulgado incluindo o tratamento UBP de sementes (0,15 kg/ton (0,33 lb/ton)) e 2 tratamentos UBP foliares (cada um 0,15 kg/ha (0,132 lb/A)), o segundo campo produziu um rendimento de 7,37 ton/ha (2,95 ton/A). O peso médio de 1000 grãos de arroz foi de 30,2 g e 95% de qualidade vítrea.

[0050] O programa de tratamento UBP forneceu um rendimento aumentado de 1,02 ton/ha (0,41 ton/A), ou 16% em relação ao programa padrão de fertilização. EXEMPLO 3 Cultura Testada - Sorgo Local do teste de campo - Colonia Region, Eastern Republic of Uruguay

[0051] Um primeiro campo foi testado utilizando um programa de fertilização padrão, o primeiro campo produziu um rendimento de 4,381 ton/ha (1,75 tons/A).

[0052] Um segundo campo foi testado utilizando o programa de fertilização divulgado, incluindo o tratamento UBP de sementes (0,15 kg/ton (0,33 lb/ton)) e 2 tratamentos foliares UBP (cada um 0,15 kg/ha (0,132 lb/A)), o segundo campo produziu um rendimento de 5,514 tons/ha (2,2 tons/A).

[0053] O Programa De Tratamento Ubp Forneceu Um Rendimento Aumentado De 1.133 Tons/Ha (0,532 Ton/A), Ou 25,9% Em Relação Ao Programa Padrão De Fertilização. Exemplo 4 Cultura Testada - Soja Localização Do Teste De Campo - Soriano Region, Eastern Republic Of Uruguay

[0054] Um primeiro campo foi testado utilizando um programa de fertilização padrão, o primeiro campo produziu um rendimento de 3.083 ton/ha (1.233 ton/A).

[0055] Um segundo campo foi testado utilizando o programa de fertilização divulgado, incluindo o tratamento UBP de sementes (0,15 kg/ton (0,33 lb/ton)) e 2 tratamentos foliares UBP (cada um 0,15 kg/ha (0,132 lb/A)), o segundo campo produziu um rendimento de 3,669 ton/ha (1,47 ton/A).

[0056] O programa de tratamento UBP forneceu um rendimento aumentado de 0,586 ton/ha (0,234 ton/A), ou 19% em relação ao programa padrão de fertilização. EXEMPLO 5 Cultura Testada - Feijão Borlotto Localização do teste de campo - Marche Region, Italian Republic

[0057] Um primeiro campo foi testado utilizando um programa de fertilização padrão, o primeiro campo produziu um rendimento de 3,2 ton/ha (1,28 ton/A).

[0058] Um segundo campo foi testado utilizando o programa de fertilização divulgado, incluindo tratamento UBP de sementes (0,15 kg/ton (0,33 lb/ton)) e 2 tratamentos foliares UBP (cada um 0,15 kg/ha (0,132 lb/A)), o segundo campo produziu um rendimento de 3,7 tons/ha (1,48 tons/A).

[0059] O programa de tratamento UBP forneceu um rendimento aumentado de 0,5 ton/ha (0,2 ton/A), ou 15,6% em relação ao programa de fertilização padrão. EXEMPLO 6 Cultura Testada - Tomate Local do teste de campo - Kuban Region, Russian Federation

[0060] Um primeiro campo foi testado utilizando um programa de fertilização padrão, o primeiro campo produziu um rendimento de 27,5 tons/ha (11 tons/A). O teor médio de açúcar no tomate foi de 3,1% e o teor médio de ácido ascórbico foi de 32 miligramas (mg) por 100 g de massa úmida.

[0061] Um segundo campo foi testado utilizando o programa de fertilização divulgado, incluindo tratamento UBP de sementes (0,15 kg/ton (0,33 lb/ton)) e 2 tratamentos foliares UBP (cada um 0,15 kg/ha (0,132 lb/A)), o segundo campo produziu um rendimento de 32,5 tons/ha (13 ton/A). O teor médio de açúcar e ácido ascórbico nos tomates foi de 3,6% e 40 mg por 100 g de massa úmida, respectivamente.

[0062] O programa de tratamento UBP forneceu um rendimento aumentado de 5 tons/ha (2 tons/A), ou 18,2% em relação ao programa padrão de fertilização. EXEMPLO 7 Cultura Testada - Beterraba açucareira Local do teste de campo - Kuban Region, Russian Federation

[0063] Um primeiro campo foi testado utilizando um programa de fertilização padrão, o primeiro campo produziu um rendimento de 33 ton/ha (13,2 ton/A). O teor médio de açúcar na cultura da raiz foi de 16,9%.

[0064] Um segundo campo foi testado utilizando o programa de fertilização divulgado, incluindo o tratamento UBP de sementes (0,15 kg/ton (0,33 lb/ton)) e 2 tratamentos foliares UBP (cada um 0,15 kg/ha (0,132 lb/A)), o segundo campo produziu um rendimento de 38,7 tons/ha (15,5 tons/A). O teor médio de açúcar nas culturas da raiz foi de 18,2%.

[0065] O programa de tratamento UBP forneceu um rendimento aumentado de 5,7 tons/ha (2,3 tons/A), ou 17,3% em relação ao programa de fertilização padrão. EXEMPLO 8 Cultura Testada - Batata Local do teste de campo - Czech Republic

[0066] Um primeiro campo foi testado utilizando um programa de fertilização padrão, o primeiro campo produziu um rendimento de 29,5 tons/ha (11,8 tons/A). O teor médio de amido na cultura da raiz foi de 17,8%.

[0067] Um segundo campo foi testado utilizando o programa de fertilização divulgado, incluindo tratamento UBP de sementes-raízes (0,15 kg/ton (0,33 lb/ton)) e 2 tratamentos foliares UBP (cada um 0,15 kg/ha (0,132 lb/A)), o segundo campo produziu um rendimento de 35,1 tons/ha (14 ton/A). O teor médio de amido nas culturas da raiz é de 19,9%.

[0068] O programa de tratamento UBP forneceu um rendimento aumentado de 5,6 tons/ha (2,24 ton/A), ou 19% em relação ao programa-padrão de fertilização. EXEMPLO 9 Colheita Testada - Algodão Localização do teste de campo - Tashkent Region, Republic of Uzbekistan

[0069] Um primeiro campo foi testado utilizando um programa de fertilização padrão, o primeiro campo produziu um rendimento de 2,86 tons/ha (1,14 ton/A).

[0070] Um segundo campo foi testado utilizando o programa de fertilização divulgado, incluindo tratamento UBP de sementes (0,15 kg/ton (0,33 lb/ton)) e 2 tratamentos foliares UBP (cada um 0,15 kg/ha (0,132 lb/A)), o segundo campo produziu um rendimento de 3,39 tons/ha (1,36 ton/A).

[0071] O programa de tratamento UBP forneceu um rendimento aumentado de 0,53 ton/ha (0,21 ton/A), ou 18,5% sobre o programa de fertilização padrão. EXEMPLO 10 Cultura Testada - Sorgo Localização do teste de campo - Illinois, United States of America

[0072] Um primeiro campo foi testado utilizando um programa de fertilização padrão, o primeiro campo produziu um rendimento de 6,78 ton/ha (100,7 alqueires por acre (alqueires/A)).

[0073] Um segundo campo foi testado utilizando o programa de fertilização divulgado, incluindo o tratamento UBP de sementes (0,15 kg/ton (0,33 lb/ton)) e 2 tratamentos foliares UBP (cada um 0,15 kg/ha (0,132 lb/A)), o segundo campo produziu um rendimento de 8,0 ton/ha (119,3 alqueires/A).

[0074] O programa de tratamento UBP forneceu um rendimento aumentado de 1,2 tons/ha (18,6 alqueires/A), ou 18,5% em relação ao programa padrão de fertilização. EXEMPLO 11 Colheita Testada - Soja Localização do teste de campo - Illinois, United States of America

[0075] Um primeiro campo foi testado utilizando um programa de fertilização padrão, o primeiro campo produziu um rendimento de 3,55 tons/ha (52,8 alqueires/A).

[0076] Um segundo campo foi testado utilizando o programa de fertilização divulgado, incluindo tratamento UBP de sementes (0,15 kg/ton (0,33 lb/ton)) e 2 tratamentos foliares UBP (cada um 0,15 kg/ha (0,132 lb/A)), o segundo campo produziu um rendimento de 4,17 ton/ha (62 alqueires/A).

[0077] O programa de tratamento UBP forneceu um rendimento aumentado de 0,62 ton/ha (9,2 alqueires/A), ou 17,5% em relação ao programa de fertilização padrão.

[0078] Como mostrado nos exemplos acima, mesmo os tratamentos foliares mínimos, tais como duas vezes, de plantas com o fertilizante incluindo UBP, levaram a aumentos significativos no rendimento das culturas e à melhora da qualidade dos produtos.

IV. Método de Fabricação

[0079] Em pelo menos um exemplo, o fertilizante divulgado nesta invenção pode ser produzido utilizando o seguinte método de duas etapas. Primeiro, os biopolímeros podem ser decompostos em um substrato de água, depois os hidrolisados resultantes podem ser polimerizados.

[0080] Em pelo menos um exemplo, o substrato inicial de água, ou polpa (tal como polpa de turfa), pode incluir matérias-primas vegetais e/ou os hidrolisados catalisados por ácidos ou alcalinos. Em pelo menos um exemplo, o substrato inicial de água é uma solução aquosa de lignossulfonatos de sódio e/ou potássio. Em um exemplo alternativo, o substrato inicial de água é uma solução aquosa de ácidos fúlvico e húmico. Em mais outro exemplo alternativo, o substrato inicial de água é uma solução aquosa de humatos incluindo, mas não limitado a estes, humato de sódio e/ou humato de potássio. Em ainda outro exemplo alternativo, o substrato inicial de água é uma solução aquosa de ácido fúlvico e humatos incluindo, mas não limitado a estes, humato de sódio e/ou humato de potássio.

[0081] As matérias-primas do substrato podem incluir um teor total de substância seca de cerca de 5% a cerca de 40%, com base no peso total do substrato de água. A substância seca do substrato pode incluir, mas não é limitado a estes, celulose, hemiceluloses, amido e pectina e/ou os seus hidrolisados catalisados por ácido ou alcalinos. A hidrólise catalisada por ácido do substrato pode utilizar ácidos fortes incluindo, mas não limitados a estes, ácido clorídrico (HCl) e ácido sulfúrico (H2SO4). A hidrólise catalisada alcalina do substrato pode utilizar, mas não é limitada a estes, hidróxido de potássio (KOH) e/ou hidróxido de sódio (NaOH). A mistura de reação pode incluir de cerca de 0,5% a cerca de 5,0% em peso de ácido ou álcali, com base no peso total do substrato inicial da água. Em pelo menos uma modalidade, o pH do substrato é aumentado ao longo do processo de decomposição para se tornar uma mistura de hidrolisados catalisados por bases.

[0082] O processo de decomposição pode ser executado, em pelo menos uma modalidade, a uma temperatura de cerca de 60°C a cerca de 90° C e uma pressão ao redor da pressão atmosférica (1 atm). O processo pode incluir agitação física ou mecânica e tratamento simultâneo do substrato com um gás contendo oxigênio incluindo, mas não limitado ao ar quente. A decomposição pode ser deixada continuar durante cerca de 1 hora a cerca de 3 horas. Em pelo menos um exemplo, o processo de decomposição pode ser executado utilizando eletrólise. O método pode incluir o uso de um eletrolisador com agitação pneumática intensiva e densidade de corrente do eletrodo de cerca de 10 a cerca de 50 ampères por metro quadrado.

[0083] Durante o segundo estágio, os hidrolisados do filtrado do produto final do primeiro estágio são polimerizados. O processo de polimerização pode ser executado de cerca de 50°C a cerca de 90°C e pressão atmosférica (1 atm), e pode incluir agitação física ou mecânica durante um período de cerca de 1 hora a cerca de 2 horas. No filtrado do produto final do primeiro estágio pode ser introduzidos sais de metais cataliticamente ativos, incluindo, mas não limitados a estes, metais alcalinos terrosos (incluindo, mas não limitados a estes, cálcio (Ca) e magnésio (Mg), que são nutrientes secundários considerados para os propósitos nesta invenção) e metais de transição (incluindo, mas não limitados a estes, vanádio (V), manganês (Mn), ferro (Fe), cobalto (Co), níquel (Ni), cobre (Cu), zinco (Zn), molibdênio (Mo), que são considerados micronutrientes para os propósitos nesta invenção). A presença desses catalisadores homogêneos, como descrito acima, na mistura de reação do estágio de polimerização, acelera a formação de biopolímeros solúveis de alto peso molecular com metais na estrutura do polímero.

[0084] Embora as modalidades acima tenham sido descritas com detalhes na descrição anterior, as mesmas devem ser consideradas como ilustrativas e de caráter não restritivo, ficando entendido que apenas algumas modalidades foram descritas e que todas as alterações e modificações que estejam dentro do espírito das modalidades são desejáveis de serem protegidas.

Claims

1. Método para a produção de um fertilizante, caracterizado pelo fato de que compreende: decompor a uma temperatura de 60°C a 90°C por 1 a 3 horas um ou mais materiais contendo lignina, derivados de lignina ou lignossulfonato em um substrato inicial de água para produzir seus hidrolisados, em que o substrato inicial de água inclui pelo menos um dos materiais selecionados do grupo que consiste em celulose, hemiceluloses, amido, pectina e HCl ou H2SO4 ou KOH ou NaOH hidrolisados catalisados dispersos dentro do substrato de água líquida; e executar uma polimerização dos hidrolisados a uma temperatura de 50°C a 90°C e pressão atmosférica (1 atm) para produzir um copolímero de ácido fúlvico e humatos polimetálicos (CPFAPH), em que a polimerização compreende a adição de um ou mais dentre um nutriente secundário compreendendo cálcio (Ca) ou magnésio (Mg), um micronutriente compreendendo vanádio (V), manganês (Mn), ferro (Fe), cobalto (Co), níquel (Ni), cobre (Cu), zinco (Zn) ou molibdênio (Mo) ou combinações destes.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de matérias-primas do substrato inicial de água possui um teor total de substância seca de 5% a 40% em peso, com base no peso total do substrato inicial de água.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o estágio de decomposição ainda compreende: agitação dos materiais contendo lignina, derivados de lignina ou lignossulfonato e substrato inicial de água; e tratamento do substrato inicial de água com ar.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a agitação ainda compreende a eletrólise através de um eletrolisador tendo agitação pneumática intensiva e uma densidade de corrente do eletrodo de 10 a 50 ampères por metro quadrado.

5. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o gás contendo oxigênio é ar.

6. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a agitação ocorre durante um período de 1 hora a 3 horas.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreender a agitação da solução após a adição de um ou mais nutrientes secundários ou micronutrientes durante um período de 1 a 2 horas.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que em uma hidrólise catalisada por HCl ou H2SO4, o líquido do substrato inicial de água contém de 0,5% a 5,0% em peso de HCl ou H2SO4, com base no peso total do substrato inicial de água.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que em uma hidrólise catalisada por KOH ou NaOH, o líquido do substrato inicial de água contém de 0,5% a 5,0% em peso de KOH ou NaOH, com base no peso total do substrato inicial de água.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato inicial de água é selecionado do grupo que consiste em polpa de turfa, lignossulfonatos de sódio, lignossulfonatos de potássio, ácidos fúlvicos, ácidos húmicos, humato de sódio, humato de potássio, humatos fúlvicos, e suas combinações.