BR122022022172B1 - Material de suporte do crescimento que compreende um meio para o desenvolvimento da planta combinado com pelo menos um zeólito, nos poros dos quais pelo menos um l-aminoácido básico é adsorvido - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se à promoção do crescimento de pelo menos uma planta por fornecer uma composição de fertilizante compreendendo pelo menos um zeólito, cujos poros pelo menos um L-aminoácido básico foi adsorvido; adicionar a composição de fertilizante em um meio para o crescimento da planta; e cultivar uma planta nesse meio. A invenção irá fornecer a liberação de nitrogênio da composição de fertilizante durante o cultivo da planta em uma taxa que é vantajosa-mente utilizada pela planta. A invenção também refere-se a uma composição de fertilizante com tal, opcionalmente combinada com um meio para o desenvolvimento da planta, para confeccionar um material de promoção do crescimento. A invenção é vantajosamente utilizada para reduzir os recursos necessários na fertilização de plantas de crescimento lento, onde o suprimento repetido de nutrientes, assim como a perda de nitrogênio, representa grandes custos para a sociedade.

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção refere-se a uma composição de fertili zante e seu uso para fornecer a liberação de nitrogênio nas plantas. Mais especificamente, a invenção refere-se a um método de fornecer nitrogênio nas plantas em crescimento em uma taxa que corresponde à necessidade de nitrogênio de dita planta.

Antecedentes

[002] Métodos de melhora das condições do solo e/ou de cresci mento têm, em princípio, sido aplicados desde os primeiros dias de agricultura e horticultura. Começando com uma compreensão muito limitada dos mecanismos, reconheceu-se que os resíduos de animais domésticos tais como vacas podem melhorar o crescimento das culturas nos campos. Visto que o nitrogênio, potássio e fósforo foram identificados como sendo os principais componentes necessários para fertilizar eficazmente o solo, as preparações comerciais tornaram-se amplamente disponíveis e o princípio de mais é menos foi geralmente aplicado durante décadas, resultando no até agora bem conhecido efeito de fertilização. Embora as preparações incluindo nitrogênio, potássio e fósforo juntamente com vários outros nutrientes minerais ainda constituam o padrão na maioria das culturas vegetais, a investigação está continuamente melhorando no que diz respeito ao refinamento de composições de fertilizante que fornecem plantas com o que elas pre- cisam para o crescimento ideal. Composições especificamente designadas para certas plantas têm sido desenvolvidas, e diferentes formatos tais como líquidos e preparações secas também são fornecidos a fim de equilibrar um crescimento desejado, viabilidade de aplicação e um impacto ambiental mínimo.

[003] Uma forma de diminuir os efeitos ambientais nocivos dos fertilizantes, e especialmente as perdas de nutrientes minerais para os ecossistemas receptores, é o desenvolvimento de composições que fornecem uma libertação lenta ou retardada dos componentes ativos. Tais composições são muitas vezes referidas como preparações de liberação lenta ou liberação controlada.

[004] Revestimento de sais nutrientes minerais, tem sido proposto como uma maneira de diminuir a velocidade de tal liberação. No entanto, como um mecanismo comum, os revestimentos frequentemente atuam para retardar a liberação total em vez de diminuir a taxa de liberação dos nutrientes neles incluídos. Assim, nos estágios iniciais, um revestimento pode impedir qualquer e toda liberação de nutrientes, e uma vez que a preparação é ‘aberta’ ou o revestimento foi consumido, os nutrientes estarão todos disponíveis ao mesmo tempo. Assim, nesse ponto, os nutrientes liberados serão utilizados pela planta cultivada, ou, se a quantidade for maior do que o necessário, o vazamento para o meio ambiente será o resultado. Um desafio geral com a tecnologia de revestimento é, portanto, fornecer uma liberação que se prolongue no devido tempo, e com uma taxa adequada para as necessidades da planta cultivada.

[005] A WO 2015/066691 (University of Florida Research Foundation) refere-se às composições de fertilizante de liberação lenta em que as películas de óxido de grafeno são utilizadas para retardar a liberação. Mais especificamente, a composição de fertilizante descrita compreende uma pluralidade de partículas de fertilizante e uma camada de óxido de grafeno reduzido disposta na superfície de cada partí- cula. As partículas de fertilizante podem compreender um ou mais de nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e enxofre, boro, cloro, cobre, ferro, manganês, molibdênio, zinco e níquel, em que pelo menos um está na forma de sal e pode atuar para reduzir o óxido de gra- feno. A tecnologia de revestimento descrita é exposta para fornecer uma grande promessa com relação aos fertilizantes de liberação controlada ambientalmente benignos para a produção de culturas.

[006] Uma forma alternativa sugerida para a liberação otimizada de nutrientes nas plantas é criar os seus complexos. A WO 2016/035090 (Chaudhry) refere-se a uma tal composição de fertilizante e um processo para a sua preparação. Mais especificamente, uma composição orgânica bio-complexa multifuncional é descrita, a qual compreende fontes de nutriente, tais como nitrogênio, fósforo e potássio, e fosfopeptídeos, tais como fosfopeptídeos compreendendo um produto de complexação de ácidos orgânicos:agente de biocomplexa- ção juntamente com uma fonte de fósforo. Os agentes de bio- complexação podem ser peptídeos, aminoácidos ou proteínas hidroli- sadas. Em comparação com osfertilizantes convencionais que utilizam nitrogênio de uréia, que é indicado para evaporar rapidamente, a com- plexação de nitrogênio descrita para cátions é proposta para aumentar a eficiência. Na área de agricultura, devido ao seu elevado teor de minerais, materiais de aluminossilicato microporosos conhecidos como zeólitos têm sido sugeridos por suas propriedades de reforço de solos. Por exemplo, Frederick A. Mumpton (in La roca magica: Uses of natural zeolites in agriculture and industry; Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 96, pp. 3463-3470, March 1999, Colloquium Paper) propôs a adição do zeólito natural clinoptilite no solo juntamente com o fertilizante padrão, a fim de retardar a liberação de seu amônio.

[007] Visto que os zeólitos são trocadores de cátion, eles podem ser utilizados vantajosamente, por exemplo, na purificação de água, e em particular no abrandamento da água. No abrandamento com zeóli- to de sódio, a água contendo íons formadores de incrustações, tais como cálcio e magnésio, irá passar através de um leito de resina, onde os íons rijos serão trocados por íons de sódio, os quais irão difundir na solução de água em massa. A água livre de dureza pode ser utilizada para a água de alimentação de caldeira, para a constituição do sistema de osmose reversa, e em vários processos químicos.

[008] Os zeólitos também têm sido estudados como uma alterna tiva aos trocadores de íons orgânicos para a separação de aminoáci- dos, especialmente na sua produção através da extração, síntese ou fermentação.

[009] F.C. Nachod (in Ion Exchange: Theory and Application, El sevier, 2 December 2012, Chapter II (Separation of basic amino acids)) mostrou que aminoácidos neutros e acídicos são eficientemente extraídos de zeólitos utilizando procedimentos e meios de extração padrão, mas que os aminoácidos básicos, em particular a arginina e lisina, foram tão fortemente ligados aos zeólitos que eles permaneceram mais ou menos imóveis.

[0010] Além disso, Nelson et al. mencionam que a extração efici ente de arginina e lisina ligada a uma coluna Delcaso (isto é, um zeóli- to) só poderia ser alcançada com um ácido forte (HCl 2N), enquanto que todos os outros aminoácidos foram eficientemente extraídos com piridina.

[0011] Finalmente, a WO 2005/075602 (Balance Agri-Nutrients Ltd) refere-se às composições de fertilizante, e mais especificamente a uma composição na forma de um zeólito particulado que carrega pelo menos um inibidor de nitrificação. Assim, um objetivo da WO 2005/075602 é reduzir a perda de nitratos para o meio ambiente através da inibição da conversão de amônio em nitrito e nitrato. Uma composição de fertilizante ilustrativa de acordo com a WO 2005/075602 compreende 10 % de fertilizantes, tal como uréia, 10 a 70 % de zeólito e 1 a 45 % de inibidores de nitrificação.

[0012] No entanto, considerando as muitas diferentes plantas e condições de crescimento que existem no uso do consumidor, assim como em uma escala comercial, e a fim de atender às crescentes demandas de minimizar os efeitos ambientais das composições de fertilizante, ainda existe uma necessidade de métodos e produtos alternativos para sustentar a cultura eficaz de plantas.

Sumario da Invenção

[0013] Um objetivo da invenção é fornecer um método para a ferti lização de um meio para o crescimento de plantas com um mínimo de perda de nitrogênio.

[0014] Um objetivo adicional da invenção é fornecer um tal méto do, que tem um efeito de plantas fertilizadas durante um período de tempo prolongado.

[0015] Um objetivo específico da invenção é fornecer um formato para a administração de nitrogênio orgânico nas plantas em crescimento, cujo formato fornece proteção para o nitrogênio, por exemplo, a partir da utilização microbiana.

[0016] Um outro objetivo da invenção é fornecer a fertilização ime diata das plantas, em que a atividade vegetal controla a liberação de nitrogênio a partir de uma composição de fertilizante.

[0017] Os objetivos acima podem ser alcançados como descrito nas reivindicações independentes anexas. Outras modalidades, detalhes e vantagens da invenção irão aparecer a partir das reivindicações dependentes, assim como a partir da descrição detalhada e parte experimental abaixo.

Definições

[0018] O termo "planta" é aqui utilizado em um sentido amplo para designar uma espécie ou variedade de planta.

[0019] O termo "promover" o crescimento da planta é aqui ampla mente utilizado, incluindo fornecer ou aumentar, isto é, melhorar o crescimento de qualquer ou todas as partes da planta.

[0020] O termo "aminoácido" como aqui utilizado inclui seus deri vados ou formas modificadas.

[0021] O termo "zeólito" significa um mineral de aluminossilicato microporoso e inclui os materiais tanto naturais como sintéticos.

[0022] No contexto do zeólito utilizado de acordo com a invenção, o termo "adsorvido" é utilizado no seu contexto mais amplo, incluindo qualquer interação química e/ou princípio de ligação que forneça ligação.

[0023] O termo " cogumelo" é aqui utilizado para significar o corpo carnudo de frutificação que carrega esporos de um fungo, produzido tipicamente acima da terra no solo ou outro meio para o crescimento das plantas.

[0024] O termo "raízes de campo" é definido como raízes que crescem no campo fora da turfa do vaso.

[0025] O termo "um meio para o crescimento da planta" é aqui uti lizado no seu contexto mais amplo, e pode incluir, por exemplo, turfa, argila, solo arenoso de várias composições, terra e quaisquer combinações destes, que são considerados adequados ou desejados para o cultivo de uma planta.

Breve Descrição dos Desenhos

[0026] A Figura 1 mostra o crescimento de cevada com (direita) e sem (esquerda) zeólito carregado com arginina adicionado de acordo com a invenção.

[0027] A Figura 2 mostra o crescimento de alface com (direita) e sem (esquerda) zeólito carregado com arginina adicionado de acordo com a invenção.

[0028] A Figura 3 é uma fotografia que ilustra o crescimento de alface e cevada para o controle não fertilizado (esquerda) e com argi- nina-zeólito de acordo com a invenção (direita).

[0029] As Figuras 4A-B mostram o crescimento de brotos através da biomassa (4A) e o teor total de nitrogênio (4B), respectivamente, da muda de pinheiro Escocês com (direita) e sem (esquerda) zeólito carregado com arginina adicionado de acordo com a invenção.

[0030] A Figura 5 é uma fotografia que ilustra o crescimento de mudas de pinheiro para controle não fertilizado (esquerda) e com argi- nina-zeólito de acordo com a invenção (direita).

[0031] A Figura 6 mostra a germinação de sementes de pinheiro em zeólito carregado com arginina de acordo com a invenção (esquerda) ou com um fertilizante disponível comercialmente (direita).

[0032] A Figura 7 mostra o crescimento de mudas de pinheiro em zeólitos carregados com arginina de acordo com a invenção (direita) e um controle sem zeólitos (esquerda).

[0033] A Figura 8 é uma fotografia que ilustra o crescimento de mudas de pinheiro com zeólito carregado com arginina de acordo com a invenção, com (esquerda) e sem (direita) micorriza.

[0034] As Figuras 9A-B mostram o crescimento através da bio massa e de nitrogênio total, respectivamente, nas folhas de mudas de pinheiro em zeólitos carregados com arginina com (direita) ou sem (esquerda) micorriza.

[0035] A Figura 9C é um painel de quatro fotografias de mudas de pinheiro com micorriza adicionada (1 e 2) e sem micorriza adicionada (3 e 4).

[0036] A Figura 10 ilustra a perda de massa durante a extração após 18 dias de crescimento promovido de acordo com a invenção, em comparação com o crescimento com um fertilizante da técnica anterior.

[0037] As Figuras 11A-C ilustram a biomassa total de raízes de campo em abetos da Noruega e mudas de pinheiro Contorta como descrito no Exemplo 7.

[0038] As Figuras 12A-B mostram o aumento do crescimento de brotos em abetos da Noruega e pinheiro Contorta com (direita) e sem (esquerda) zeólitos carregados com arginina obtidos de acordo com o Exemplo 7 abaixo.

[0039] A Figura 13 mostra o peso seco de recortes de grama de uma turfa desimpedida tratada com zeólitos carregados com arginina de acordo com a invenção em comparação com os diferentes fertilizantes da técnica anterior.

[0040] A Figura 14 mostra as taxas de recuperação de nitrogênio (N) em recortes de turfa desimpedida ao longo de um período de resposta de 6 semanas com diferentes fertilizantes.

Descrição Detalhada

[0041] A presente invenção refere-se aos métodos e produtos que permitem a cultura fertilizada de plantas com uma fuga mínima de nitrogênio para o meio ambiente. Mais especificamente, a invenção leva em conta uma planta fertilizada para acessar as quantidades de nitrogênio necessárias e utilizadas no seu metabolismo de nitrogênio. Assim, a presente invenção pode ser considerada de estar relacionada com a fertilização imediata, em que a atividade da planta fertilizada irá controlar a liberação de nitrogênio a partir de uma composição de fertilizante.

[0042] Um primeiro aspecto da invenção é um método de promoção do crescimento de pelo menos uma planta, cujo método compreende

[0043] a) fornecer uma composição de fertilizante compreen dendo pelo menos um zeólito, em cujos poros pelo menos um L- aminoácido básico foi adsorvido;

[0044] b) adicionar a composição de fertilizante a um meio para o crescimento das plantas em conexão com a plantação;

[0045] c) fornecer a liberação de nitrogênio da composição de fertilizante durante o subsequente cultivo da planta.

[0046] A composição de fertilizante pode opcionalmente compre ender outros componentes de promoção do crescimento, como são bem conhecidos nesta área.

[0047] Na etapa b), a adição da composição de fertilizante 'em co nexão' com a plantação inclui a adição dentro de um período limitado de tempo antes, ao mesmo tempo como e/ou dentro de um período de tempo limitado após a plantação. Neste contexto, a "plantação" pode incluir a adição de uma semente, muda ou planta com o meio de crescimento da planta.

[0048] Na etapa c), a pessoa versada será capaz de decidir facil mente sobre os meios e medidas habitualmente utilizados para fornecer a libertação de nitrogênio. Por exemplo, o ajuste do pH do meio de crescimento, ou simplesmente fornecer umidade através da rega pode constituir medidas da etapa c). Em alguns casos, se a planta já estiver sendo cultivada sob condições adequadas de crescimento, a etapa c) pode simplesmente constituir a manutenção da planta sob tais condições adequadas.

[0049] De acordo com a presente invenção, a planta fertilizada te rá acesso ao nitrogênio orgânico, isto é, nitrogênio originário de ami- noácidos, que na técnica anterior foi demonstrado de ter efeitos diferentes e em muitos casos vantajosos sobre o desenvolvimento da planta em comparação com o efeito do nitrogênio inorgânico que se origina, por exemplo, de fertilizantes à base de amônio.

[0050] O L-aminoácido básico pode ser selecionado do grupo que consiste de L-arginina; L-lisina e L-histidina. Em uma modalidade, o L- aminoácido básico é L-arginina e/ou L-lisina. Neste contexto, deve ficar entendido que os aminoácidos utilizados na presente invenção podem incluir as formas modificadas de L-aminoácidos básicos, contanto que tenham as propriedades de ser liberados como aqui descrito para fornecer nitrogênio nas plantas. Os L-aminoácidos básicos estão dis- poníveis a partir de fontes comerciais. A composição de fertilizante pode incluir uma mistura de L-aminoácidos básicos.

[0051] O zeólito de acordo com a invenção pode incluir qualquer mineral de aluminossilicato microporoso natural e/ou sintético que possua uma estrutura tridimensional incluindo tetraedros de AlO4 e SiO4 de divisão de margem. Como a pessoa versada irá observar, quanto maior o teor de alumínio do zeólito, tanto mais cargas negativas estarão disponíveis para processos de troca iônica, permitindo assim um teor mais elevado de L-aminoácido básico por zeólito.

[0052] Em uma modalidade, o zeólito é um zeólito natural. Em uma modalidade específica, o zeólito é selecionado do grupo que consiste de analcime; chabazite; clinoptilite; erionite; faujasite; ferrierite; heulandite; laumontite; mordenite; philipsite; linde A; e Linde B. Em uma modalidade vantajosa, o zeólito é clinoptilite, que é um zeólito que compreende principalmente de SiO2 e Al2O3 juntamente com pequenas quantidades de CaO e K2O, ou uma mistura de diferentes zeólitos incluindo clinoptilite.

[0053] Os zeólitos modificados podem ser utilizados, contanto que apresentem a capacidade de troca catiônica aqui utilizada.

[0054] Neste contexto, deve ficar entendido que o termo "um zeóli- to" aqui utilizado para designar uma pluralidade de entidades de zeóli- to do mesmo tipo ou forma.

[0055] A composição de fertilizante de acordo com a presente inven ção pode ser preparada de acordo com métodos anteriormente apresentados, ver, por exemplo, Krohn et al. acima tratado. Como a pessoa versada irá observar, a adsorção de aminoácidos em zeólitos irá incluir de troca iônica, mas também pode incluir mecanismos adicionais tais como ligação de hidrogênio. O zeólito ou mistura de zeólitos pode ser fornecido na forma granular, particulada ou qualquer outra adequada.

[0056] Na etapa a, o zeólito é vantajosamente lavado após a ad- sorção de aminoácidos, para evitar qualquer toxicidade potencial que possa resultar da liberação de uma quantidade relativamente grande de nitrogênio de uma só vez, se o nitrogênio frouxamente ligado ao exterior do zeólito for abandonado. Assim, a lavagem pode impedir o nitrogênio de ser liberado muito cedo, isto é, não relacionado com a atividade da planta.

[0057] Mesmo embora seja bem conhecido que as plantas podem exsudar produtos químicos a partir de raízes a fim de melhorar a aquisição de nutrientes minerais, a dificuldade de liberar aminoácidos básicos de zeólitos também tem sido bem documentada, ver F.C. Nachod and Nelson et al, como argumentado na seção fundamentos acima. Consequentemente, pode ter sido esperado que o nitrogênio de zeólitos em que os aminoácidos básicos tais como arginina e lisina foram adsorvidos seria difícil ou mesmo impossível de acessar pelas plantas, e, em consequência, não funcionaria como um fertilizante no cultivo de plantas. Assim, a descoberta da presente invenção de que as próprias plantas são realmente capazes de não apenas liberar o nitrogênio adsorvido como aminoácidos básicos em zeólitos, mas também de controlar a sua taxa para corresponder com a sua atividade, é altamente inesperada.

[0058] Tal como a pessoa versada irá observar, de acordo com a invenção, a natureza e a quantidade de aminoácidos juntamente com uma escolha adequada de zeólito podem ser utilizadas como ferramentas na otimização de uma composição de fertilizante para uma planta específica e/ou condição crescimento.

[0059] Assim, a quantidade de aminoácidos, isto é, a carga de a- minoácido sobre o zeólito, deve ser ajustada de acordo com o tipo de planta, o meio para o desenvolvimento das plantas e a umidade na qual ela vai crescer e a taxa de crescimento esperada ou desejada ou período de crescimento. Neste pedido, a adsorção de um zeólito, às vezes, significa carregamento ou carga do zeólito.

[0060] Como tratado acima, a função imediata de acordo com a presente invenção pode ser utilizada no cultivo de qualquer planta, e como aparece a partir da parte experimental, quando a própria planta ir[a direcionar a liberação de nitrogênio, o zeólito pode ter qualquer teor de nitrogênio. No entanto, como será tratado abaixo, os materiais de crescimento específico podem ser concebidos os quais são otimizados em vários aspectos para contextos específicos.

[0061] Assim, em uma modalidade, os zeólitos possuem uma car ga de pelo menos 1%, tal como pelo menos 2% ou pelo menos 3% de, de nitrogênio originário a partir de ditos L-aminoacidos básicos, calculada por peso total de zeólito carregado. Em uma modalidade, os zeóli- tos possuem uma carga de até 10% de nitrogênio originário dos ditos L-aminoacidos básicos, calculada por peso total de zeólito carregado. As faixas úteis podem ser de 1 a 3%; 2 a 3%; 1 a 10%; 2 a 10%; ou 3 a 10% de nitrogênio originário de ditos L-aminoacidos básicos, calculadas por peso total de zeólito carregado. Neste contexto, o termo "carregado" significa a quantidade adsorvida nos poros dos zeólitos por troca iônica e outros mecanismos de ligação opcionais. A pessoa versada será capaz de adaptar uma carga adequada de nitrogênio por peso ou volume de zeólito, dependendo de vários fatores tais como o recipiente ou ambiente em que a planta irá se desenvolver - para um recipiente de tamanho menor, uma carga mais elevada pode ser vantajosa, embora em outros contextos maiores volumes de solo podem requerer ou operar claramente com uma carga menor de nitrogênio por zeólito.

[0062] A presente invenção pode, por exemplo, ser utilizada na cultura de plantas em crescimento lento, o que exigirá fertilizantes durante um longo período de crescimento. Mediante o uso da presente invenção, tais plantas podem ser cultivadas com sucesso com menos adições de fertilizante, e menos infiltração de nitrogênio para o ambi- ente, do que a técnica anterior. A invenção permite assim a adição de grandes quantidades de fertilizante, para a nutrição prolongada e sustentada de plantas que crescem lentamente.

[0063] Em uma modalidade, a planta a ser fertilizada é uma árvore de coníferas, tal como um membro da ordem Pinales, incluindo membros da família Cupressaceae, tais como Cupressus spp., Juniperus spp., Sequoia spp., Sequoiadendron spp.; membros da família Taxa- ceae (Taxus spp.) e membros da família Pinaceae, tais como os gêneros Abies spp., Cedrus spp., Larix spp., Picea spp., Pinus spp., Pseu- dotsuga spp., Tsuga spp. Em uma modalidade vantajosa, a planta a ser fertilizada é um membro do gênero Pinus ou Piceae tal como a espécie Pinus sylvestris, Pinus contorta ou Picea abies.

[0064] Em outra modalidade, a planta a ser fertilizado é uma árvo re decídua, incluindo híbridos e cultivares, tais como acácia (Acacia spp.), amieiro (Alnus spp.), bétula (Betula spp.), carpino (Carpinus spp.), nogueira (Carya spp.), castanheira (Castanea spp.), faia (Fagus spp.), noqueira (Juglans spp.), carvalho (Quercus spp.), freixo (Fraxi- nus spp.), álamo (Populus spp.), choupo (Populus spp.), salgueiro (Salix spp.), eucalipto (Eucalyptus spp.), plátano (Platanus spp.), bordo (Acer spp.), mogno (Swietenia spp.) e goma doce (Liquidambar spp.).

[0065] Em uma modalidade específica, a planta a ser fertilizada é uma planta lenhosa cujas folhas podem ser consumidas como hortaliças incluem espécies Adansonia, Aralia, Moringa, Morus e Toona.

[0066] Em ainda outra modalidade, a planta a ser fertilizado é uma planta frutífera, incluindo híbridos e cultivares, tais como maçã (Malus spp.), ameixa (Prunus spp.), pêra (Pyrus spp.), laranja (Citrus spp.), limão (Citrus spp.), kiwi (Actinidia spp.), cereja (Prunus spp.), videira (Vitis spp.), figo (Ficus spp.) e banana (Musa spp.). Outras plantas frutíferas incluem arbustos tais como mirtilo ou arando (Vaccimium spp.), e bromeliácea tal como abacaxi.

[0067] Orquídeas, tais como baunilha ou Phalaenopsis, suculen tas, tais como um cacto (cactaceae) e euphorbias (Euphorbiaceae) são outros exemplos de plantas que crescem de forma relativamente lenta, que podem ser fertilizadas de acordo com a invenção.

[0068] O método de acordo com a invenção também pode ser uti lizado para a cultura de plantas que crescem mais rápido, que geralmente possuem uma necessidade de nitrogênio durante um período de crescimento mais curto. Assim, em uma modalidade, a planta é anual ou bianual, e o zeólito possui uma carga de cerca de 1 a 10 % de nitrogênio originário a partir de ditos L-aminoacidos básicos, calculado por peso total de zeólito carregado.

[0069] Em uma modalidade, a planta a ser fertilizada é uma planta monocotiledônea, incluindo híbridos e cultivares, cuja planta é selecionada do grupo que consiste de cevada (Hordeum vulgare), milho (Zea mays), arroz (Oryza sativa), sorgo (Sorghum spp.), Trigo (Triticum), painço de dedo (Eleusine coracana), painço rabo de raposa (Setaria italica), painço pérola (Pennisetum glaucum), painço proso (Panicum miliaceum), aveia (Avena sativa), triticale, um híbrido de trigo, fonio (Digitaria), cebola (Allium spp.), abacaxi (Ananas spp.), centeio (Secale cereale), narciso, bambu (Bambuseae), banana (Musaceae), jacinto (Hyacinthoides), canáceas, narcisos (Narcissus), família do gengibre (Zingiberaceae), íris (Iris), lírios (Lilium), orquídeas (Orchidaceae), palmeiras (Arecaceae), cana de açúcar (Saccharum spp.) e tulipas (Tulipa).

[0070] Em uma modalidade vantajosa, a planta a ser fertilizada é uma grama tal como um membro da família Poaceae, incluindo híbridos e cultivares selecionados do grupo que consiste de bluegrass (Poa spp.), gavieiro (Agrostis spp.), azevéns (Lolium spp.), festucas (Festuca spp.), grama caniço (Calamogrostis spp.), grama de cabelo tufado (Des- champsia spp.), festuca cluster (Festuca paradoxa spp.), grama Zoysia (Zoysia spp.), grama rasteira (Cynodon spp.), grama de St. Augustine (Stenotaphrum secundatum), grama da bahia (Paspalum spp.), grama centopéia (Eremachloa spp.), grama tapete (Axonopus spp.) e grama de búfalo (Bouteloua spp.). Um grama vantajosa para ser fertilizado de acordo com a invenção é um grama do gênero Poa ou Festuca.

[0071] Em outra modalidade, a planta a ser fertilizada é uma planta dicotiledônea (dicotiledôneas) incluindo os híbridos e cultivares de plantas selecionadas de um grupo que consiste de alfafa (Medicago sativa), Medicago truncatula, feijão (Phaseolus), beterraba (Beta vulgaris), trigo mourisco (Fagopyrum esculentum), alfarroba (Onia siliqua), grão de bico (Cicer arietinum), algodão (Gossypium spp.), pepino (Cucumis sativus), ervilha (Pisum sativum), amendoim (Arachis hypagaea), pimenta (Piper spp.), batata (Solanum tuberosum), quinoa, feijão de soja (Glycine max), espinafre (Spinacia oleracea), alface (Lactuca spp.), abóbora (Cucurbita), girassol (Helianthus annuus), tomate (Solanum lycopersicum) e soja silvestre (Glycine soja). Além disso, as ervas tais como manjericão (O- cimum spp.) e orégano (Origanum spp.), ou plantas ornamentais que pertencem ao subtipo Rosids, tais como Geranium spp., podem ser a planta a ser fertilizada de acordo com a invenção.

[0072] Como se revela do acima, uma composição de fertilizante compreendendo um zeólito em que L-aminoácidos básicos foram ad- sorvidos pode ser adicionada ao meio de crescimento antes, depois ou ao mesmo tempo como uma semente, uma planta ou uma muda aí colocada. Uma vantagem da invenção é que ela permite a preparação de materiais pré-fertilizados que foram fornecidos com fertilizante que irão permanecer durante um período de crescimento prolongado e que serão fornecidos à planta cultivada em uma taxa correspondente à necessidade da planta, isto é, o que corresponde à demanda de nitrogênio da planta ligado à sua atividade de crescimento. Neste contexto, a pessoa versada irá observar que 'corresponde a' é uma aproximação, e que algum nitrogênio supérfluo ainda pode ser liberado ao meio ambiente. Contudo, qualquer tal liberação deve ser pequena o suficiente para ser insignificante de um ponto de vista de vazamento.

[0073] Um segundo aspecto da invenção é a composição de fertili zante, a qual compreende pelo menos um zeólito, que dentro de seus poros pelo menos um L-aminoácido básico foi adsorvido, opcionalmente em conjunto com outros componentes promotores do crescimento. Outros agentes promotores do crescimento podem ser selecionados a partir do grupo que consiste de potássio, fósforo, íons de metal, vitaminas e minerais. Além disso, uma composição de fertilizante de acordo com a invenção pode incluir aditivos comumente utilizados para fornecer um formato físico adequado, tal como um material granulado ou particulado. O tamanho de partícula adequado pode depender do contexto em que a planta deve ser cultivada, e pode ser facilmente decidido pela pessoa versada nesta área.

[0074] Assim, em uma modalidade, a presente invenção é um ma terial de suporte do crescimento, que compreende qualquer meio convencional para o crescimento de plantas combinado com pelo menos um zeólito, em cujos poros pelo menos um L-aminoácido básico foi adsorvido. Consequentemente, devido aos teores de nitrogênio orgânico adsorvidos nos poros dos zeólitos, esta modalidade pode ser considerada como um material de crescimento pré-fertilizado.

[0075] Todos os detalhes, modalidades e exemplos acima forneci dos com respeito, por exemplo, aos aminoácidos e suas quantidades, os zeólitos, plantas e meio de crescimento de acordo com a invenção serão aplicados a este segundo aspecto igualmente.

[0076] O material de suporte do crescimento compreendido de qualquer meio de crescimento convencional combinado com zeólitos, nos poros dos quais os aminoácidos foram adsorvidos, pode ser fornecido em qualquer formato adequado. Assim, pode ser fornecido em sa- cos de meio de crescimento, como partículas ou granulado, ou em vasos Jiffy. Os presentes materiais podem ser fornecidos em formatos apropriados para uso privado, assim como em formatos maiores mais adaptados para escala comercial. Alguns formatos, incluindo a presente invenção, podem ser especificamente adaptados para automatização.

[0077] Em uma modalidade, o material de suporte do crescimento de acordo com a invenção é fornecido em um recipiente biodegradável. O recipiente biodegradável pode ser um vaso de turfa, ou semelhante.

[0078] Em outra modalidade, o material de suporte do crescimento de acordo com a invenção é uma almofada disposta para a plantação de sementes ou mudas. Neste contexto, uma tal almofada pode ser o meio de crescimento comprimido e opcionalmente seco.

[0079] O material de suporte do crescimento de acordo com a in venção pode ser utilizado em qualquer contexto onde a liberação de nitrogênio é desejável em uma taxa que corresponde à exigência de nitrogênio para o crescimento de uma planta cultivada, tal como para propósitos agrícolas ou hortícolas, para uso pelos consumidores em casas ou em jardins, em estufas, assim como em plantações de árvores ao ar livre.

[0080] Um terceiro aspecto da invenção é o uso de pelo menos um zeólito, em cujos poros pelo menos um L-aminoácido básico foi adsor- vido, como um fertilizante.

[0081] O terceiro aspecto da invenção também inclui o uso de um material de suporte do crescimento como descrito acima na cultura fertilizada de pelo menos uma planta.

[0082] Todos os detalhes, modalidades e exemplos fornecidos a cima com respeito, por exemplo, aos aminoácidos e suas quantidades, os zeólitos, plantas, formatos e meios de crescimento, etc. também serão aplicados a este terceiro aspecto.

[0083] Em uma modalidade vantajosa para o uso de acordo com a invenção, a planta é uma planta perene e o zeólito possui uma carga de cerca de 1 a 3% de nitrogênio que se origina dos referidos L- aminoácidos básicos, calculada por peso total de zeólito carregado.

[0084] Em uma modalidade específica do presente uso, a planta é uma árvore de coníferas, tal como um membro da família Pinaceae, por exemplo, um Pinus ou Picea.

[0085] Em uma modalidade, o método de acordo com a invenção; uma composição fertilizante de acordo com a invenção; ou um material de promoção do crescimento de acordo com a invenção é utilizado na cultura de pelo menos uma planta de micorriza.

[0086] Em uma modalidade, a planta é capaz de associação sim biótica com um fungo. O fungo pode ser capaz de formar corpos de fruto, tais como corpos de fruto utilizados como alimento e no cozimento. Assim, a presente invenção pode vantajosamente ser utilizada na cultura em grande escala de corpos de fruto de fungos e quaisquer cogumelos para uso na indústria alimentar.

[0087] Os fungos também podem melhorar o desempenho da planta ou muda cultivada. Dessa maneira, a invenção permite o rápido crescimento de uma planta, mas com conexão simbiótica sustentada ou melhorada de um ou vários fungos de micorriza. Estes fungos de micorriza subsequentemente, e ao longo de períodos de tempo prolongados, irão melhorar o desempenho da planta ou muda assim que plantada no solo, por exemplo, em um cenário de campo tal como um campo agrícola ou em uma área de regeneração florestal.

[0088] A presente invenção inclui qualquer combinação das moda lidades descritas no contexto de um aspecto específico acima, já que a pessoa versada irá reconhecer tal como combinação como a realização de um ou mais dos objetivos de acordo com a invenção.

Descrição Detalhada dos Desenhos

[0089] A Figura 1 mostra a biomassa em peso seco em grama por planta de cevada. A barra à esquerda é um controle sem zeólito adicionado; enquanto que a barra à direita é o resultado de crescimento de acordo com a invenção com zeólito carregado com arginina adicionado de acordo com a invenção. Mais especificamente, o teor de nitrogênio foi de 2% na forma de L-arginina, no total, 20 mg de N por vaso. As plantas foram cultivadas em vasos carregados com solo e colhidas após 8 semanas, como descrito com maiores detalhes no Exemplo 3. As barras representam valores médios ± erro padrão (n = 18 a 21) de peso seco de plantas inteiras, incluindo a raiz e o broto. Como aparece a partir da Figura 1, a biomassa obtida quando o zeólito carregado com arginina de acordo com a invenção foi utilizado é quase o dobro em comparação com o controle.

[0090] A Figura 2 mostra a biomassa em peso seco em grama por planta de alface. A barra à esquerda é um controle sem zeólito adicionado; enquanto que a barra à direita é o resultado do crescimento de acordo com a invenção com zeólito carregado com arginina adicionado. Mais especificamente, o teor de nitrogênio foi de 2 % na forma de L-arginina, no total 20 mg de N por vaso. As plantas foram cultivadas em vasos carregados com solo e colhidas após 8 semanas, como descrito com maiores detalhes no Exemplo 3. As barras representam valores médios ± erro padrão (n = 18 a 21) de peso seco de plantas inteiras, incluindo a raiz e o broto.

[0091] A Figura 3 é uma fotografia que ilustra o aumento da bio massa apresentada nas Figuras 1 e 2, obtida de acordo com o Exemplo 3. Mais especificamente, a Figura 3 mostra o crescimento de alface (Lactuca sativa) e cevada (Hordeum vulgare) em zeólito carregado com arginina para o controle não fertilizado (esquerda) e arginina- zeólito (20 mg de N) (direita). O crescimento das plantas à direita foi claramente intensificado mediante a adição de zeólito carregado com aminoácido de acordo com a invenção.

[0092] A Figura 4 mostra o crescimento de brotos e o teor de nitro gênio total nas folhas de mudas de pinheiro Escocês com (direita) e sem (esquerda) zeólito carregado com arginina adicionado (teor de azoto 2 % na forma de L-arginina, no total, 40 mg de N por vaso), como descrito no Exemplo 4. As plantas foram pré-cultivadas em um viveiro de coníferas e o zeólito carregado com arginina foi adicionado ao bloco de raiz exatamente antes de plantar no campo. As plantas foram colhidas após uma temporada de crescimento (3 meses) e o peso seco dos brotos e o teor total de nitrogênio nas folhas de pinheiro foram determinados. Na Figura 4A, o crescimento é ilustrado pela biomassa do broto, e as barras representam valores médios ± erro padrão (n = 25) de peso seco de plantas inteiras (raiz e broto). Parece claramente que o zeólito carregado com arginina utilizado de acordo com a invenção resulta em um aumento substancial da biomassa do broto. Na Figura 4B, o teor total de nitrogênio nas folhas de pinheiro é mostrado como evidência da utilização do pinheiro de nitrogênio que se origina do zeólito.

[0093] A Figura 5 é uma fotografia que ilustra o crescimento das mudas de pinheiro revestidas com zeólito carregado com arginina em um ensaio de campo, tal como descrito no Exemplo 5, para o controle não fertilizado (esquerda) e arginina-zeólito (40 mg de N) (direita). Parece claramente que o zeólito carregado com arginina utilizado de acordo com a invenção teve um efeito de aumento do crescimento.

[0094] A Figura 6 mostra como a germinação de mudas de pinhei ro (Pinus sylvestris) fertilizadas com zeólito carregado com arginina (esquerda) de acordo com a invenção atingiu quase 100% em um ponto no tempo quando as mudas comercialmente fertilizadas (direita) ainda não tinham indicado qualquer germinação. As últimas foram adubadas com um fertilizante não zeólito baseado em aminoácido.

[0095] A Figura 7 mostra o crescimento das mudas de pinheiro (Pi- nus sylvestris) com (direita) ou sem (esquerda) zeólito carregado adicio- nado (teor de nitrogênio de 2% na forma de L-arginina, no total, 20 mg de N por vaso). As plantas foram cultivadas em vasos com turfa e colhidas após 12 semanas. As barras representam valores médios, o desvio padrão (n = 10), de peso seco das plantas inteiras (raiz e broto). A diferença substancial na biomassa do pinheiro cultivado de acordo com a invenção ilustra claramente o efeito da presente invenção.

[0096] A Figura 8 mostra o crescimento de mudas de pinheiro (Pinus sylvestris), e é mais especificamente uma fotografia do crescimento com zeólito carregado com arginina com (esquerda) ou sem (direita) micorri- za. As mudas desenvolvidas com micorriza são claramente maiores do que aquelas sem, novamente ilustrando o efeito da invenção.

[0097] A Figura 9 mostra o crescimento de mudas de pinheiro (Pi- nus sylvestris) e teor total de nitrogênio da folha de pinheiro em zeóli- to carregado com arginina com ou sem micorriza (teor de nitrogênio 2% na forma de L-arginina, no total, 20 mg de N por vaso). As plantas foram cultivadas em vasos com turfa e colhidas após 12 semanas. As barras representam valores médios, o desvio padrão (n = 10) de peso seco de plantas inteiras (raízes e broto). Mais especificamente, a Figura 9A mostra a biomassa em peso seco de pinheiro sem (esquerda) micorriza e com (direita) micorriza; embora a Figura 9B mostre o nitrogênio total (mg de N/peso seco) nas folhas de pinheiro sem mi- corriza (esquerda) e com micorriza (direita), como evidência da utili-zação pelo pinheiro do nitrogênio proveniente do zeólito. Parece claramente que o zeólito carregado com arginina combinado com micor- riza de acordo com a invenção resulta em um aumento substancial da biomassa.

[0098] A Figura 9C é um painel de quatro fotografias que ilustram o crescimento das mudas de pinheiro com e sem micorriza adicionada. Mais especificamente, as caixas indicadas de 1 a 4 mostram na área indicada 1 o crescimento de mudas de pinheiro com micorrizas; na á- rea 2 uma imagem da parte inferior de um cassete com micorriza; na área 3 o crescimento de mudas de pinheiro sem micorriza adicionada; e na área 4 uma imagem da parte inferior de uma cassete sem micor- riza adicionada. Deve ser observado que as mudas de pinheiro em 1 são muito verdes e vigorosas, enquanto que as mudas na área 3 possuem um tom amarelado e sofrem de deficiência de nitrogênio.

[0099] A Figura 10 ilustra a perda de massa durante a extração após 18 dias de crescimento promovido de acordo com a invenção, em comparação com o crescimento com um fertilizante técnica anterior (Osmocote), como descrito no Exemplo 2 abaixo. Em resumo, a Figura 10 mostra que a arginina se liga fortemente ao zeólito mesmo quando lavada com água (H2O) (à esquerda), 50 mM de cloreto de cálcio (CaCl2) (centro) e 50 mM de ácido oxálico (direita).

[00100] A Figura 11 ilustra o crescimento total da biomassa de raízes de campo em abetos da Noruega e mudas de pinheiro Contorta como descrito no Exemplo 7. Mais especificamente, a Figura 11A é uma fotografia que ilustra como as raízes de campo são desenvolvidas, ver setas. Nas Figuras 11B e 11C, a biomassa das raízes de campo é quantificada em um gráfico que mostra o peso seco em gra- ma/planta. As mudas de referência não receberam nenhum nitrogênio. Mediante o uso de zeólitos carregados com arginina, o crescimento das raízes de campo é promovido de acordo com a invenção.

[00101] As Figuras 12A-B mostram o aumento do crescimento de brotos para o pinheiro Contorta e o abeto da Noruega, respectivamente, quando tratados com zeólitos carregados com arginina de acordo com a invenção. Mais especificamente, a Figura 12A mostra o peso seco do broto com relação ao pinheiro Contorta enquanto a Figura 12B mostra o peso seco do broto com relação aos abetos da Noruega. As mudas de referência não receberam nenhum nitrogênio de acordo com o Exemplo 7 abaixo. Esta figura ilustra que os zeólitos carregados com arginina fornecidos para as raízes de mudas de acordo com a invenção tiveram um efeito superior a longo prazo sobre o crescimento de raízes de campo (Figura 11) e sobre o crescimento de brotos (Figura 12) em comparação com a referência.

[00102] A Figura 13 mostra o peso seco do corte de grama de turfa “fairway" colhida semanalmente em 20 mm acima do substrato de crescimento arenoso ao longo de um período de resposta de 6 semanas a diferentes fertilizantes, ver a Tabela 1 abaixo. O peso seco de corte de pré-tratamento foi estabelecido na semana 0. N = 4. As barras de erro = erro padrão.

[00103] A Figura 14 mostra as taxas de recuperação de nitrogênio (N) semanalmente em cortes de turfa “fairway" ao longo de um período de resposta de 6 semanas para diferentes fertilizantes granulares, ver a Tabela 1 abaixo. O peso seco do corte de pré-tratamento foi estabelecido na semana 0. N = 4. As barras de erro = erro padrão.

Parte Experimental

[00104] Os presentes exemplos são fornecidos apenas para propósitos ilustrativos, e não devem ser observados como limitativos da invenção como definido pelas reivindicações anexas. Todas as referências citadas abaixo e em outros lugares no presente pedido são aqui incluídas por meio de referência.

Método Geral Para a Preparação de Zeólito Carregado Com L- Aminoácido

[00105] As soluções aquosas de L-aminoácidos na forma de base ou HCl são preparadas e ajustadas para um pH na faixa de 3 a 9. Antes da adsorção, o zeólito é enxaguado com água purificada para remover as partículas de poeira e outras impurezas. A solução de L- aminoácido é adicionada ao zeólito enxaguado e mantida sob agitação constante na temperatura ambiente durante 2 a 4 dias. O zeólito é depois lavado cuidadosamente com água purificada e secado. Exemplo 1: Preparação de zeólitos carregados com aminoácidos básicos Exemplo 1(a): Preparação de zeólitos carregados com arginina

[00106] Uma solução de L-arginina 0,14 M foi preparada através da dissolução de 60 g de arginina em 2500 ml de água purificada. O pH da solução foi ajustado para 3,5 mediante a adição de HCl concentrado. Um zeólito natural do tipo clinoptilite foi obtido da Incal Mineral (Izmir, Turkey) e limpo de impurezas através do enxágue com água. 600 g de zeólito foram adicionados à solução de arginina e a solução foi mantida em uma mesa rotativa durante 3 dias na temperatura ambiente. Após a remoção da solução de L-arginina, o zeólito foi lavado três vezes com água purificada e secado em um forno a 65 °C durante 24 horas. A concentração de nitrogênio no zeólito carregado foi determinada utilizando um espectrômetro de massa da relação de isótopo Delta V e um Flash EA 2000 Elemental Analyzer (ambos fornecidos pela Thermo Fisher Scientific). Exemplo 1(b): Preparação de zeólitos carregados com lisina

[00107] Uma solução de L-lisina 0,2 M foi preparada através da dissolução de 7,3 g de cloridreto de L-lisina (98%, Sigma) em água purificada. A solução resultante foi ajustada para um pH de 8,5 mediante a adição de uma solução de hidróxido de sódio 5 M.

[00108] Um zeólito natural do tipo clinoptilite foi obtido da Incal Mineral (Izmir, Turkey). 10 g de zeólito foram adicionados a cada um dos quatro tubos de ensaio de polipropileno de 50 ml.

[00109] O zeólito foi enxaguado três vezes em água purificada para remover as partículas finas, e os tubos foram em seguida carregados até o topo com a solução de L-lisina. Os tubos foram mantidos em uma mesa rotativa durante 4 dias na temperatura ambiente. Após a remoção da solução de L-lisina, o zeólito foi lavado três vezes com água purificada e secado em um forno a 65°C durante 24 horas. Os teores de nitrogênio foram determinados utilizando um espectrômetro de massa de proporção Delta V Isotope e um Flash EA 2000 Elemental Analyzer (ambos fornecidos pela Thermo Fisher Scientific). Exemplo 2: Extração de nitrogênio dos zeólitos carregados

[00110] Como tratado acima, os L-aminoácido básicos são muito fortemente adsorvidos nos zeólitos. Para demonstrar que a libertação de nitrogênio a partir dos zeólitos carregados de acordo com a invenção é muito lenta, na ausência de uma planta, uma série de experiências de extração foram efetuadas. Este exemplo foi executado utilizando zeólitos carregados com (a) aminoácido básico; (b) amônio como descrito no Exemplo 1. Exemplo 2(a)

[00111] Zeólito carregado com L-arginina ou L-lisina foi imerso em solventes de extração compreendido de água, CaCl2 0,5 mM (pH 5,8) e ácido oxálico 0,5 mM (pH 1,6), respectivamente.

[00112] 1 g de arginina-zeólito ou lisina-zeólito e 10 ml do respecti vo solvente de extração foram adicionados em tubos de ensaio de po- lipropileno de 15 ml.

[00113] Em suma este exemplo mostra que a arginina se liga fortemente ao zeólito quando lavado com água (H2O), cloreto de cálcio e ácido oxálico, ver a Figura 10. Exemplos 2(b) e (c)

[00114] Experiências paralelas foram executadas com zeólitos contendo amônio preparados de uma maneira semelhante como os zeóli- tos de aminoácido e um fertilizante comercial de liberação lenta contendo nitrato e amônio (Osmocote™, The Scotts Miracle-Gro Company). O zeólito carregado com amônio foi preparado através da lavagem de zeólito natural de clinoptilite do tipo obtido da Incal Mineral (Izmir, Turkey) com água para enxaguar as impurezas. Os grãos de zeólito foram então imersos em 2500 ml de solução de sulfato de a- mônio 0,2 M. O zeólito foi colocado sobre uma mesa rotativa na temperatura ambiente (20°C) durante 3 dias. O zeólito foi em seguida enxaguado três vezes com água purificada para livrar-se do sulfato de amônio em excesso da superfície do zeólito. Todos os tubos de ensaio foram colocados sobre uma mesa rotativa na temperatura ambiente (20°C). As amostras foram retiradas a cada terceiro ou quarto dia e as concentrações de aminoácido (a), amônio (b) e nitrato (c) nas amostras foram medidas. Após cada amostragem, a solução nos tubos era substituída com uma solução de extração nova. Exemplo 2(d)

[00115] Em uma outra experiência paralela, 20 ml de zeólitos carregados com arginina, o que corresponde a 1% de nitrogênio, foram misturados com 80 ml de terra, turfa ou areia e colocados em pequenas caixas que foram regadas duas vezes por dia. Nenhuma planta estava presente nesses vasos. Depois de três meses de rega, a terra, turfa ou areia foi removida e os zeólitos limpos foram analisadas quanto ao teor de nitrogênio. Surpreendentemente, uma grande parte de arginina intacta estava ainda remanescente nos zeólitos, fornecendo evidência da sua liberação prolongada obtida de acordo com a invenção. Tal como a pessoa versada irá observar, a escolha de meios de crescimento pode ser utilizada como um dos parâmetros que podem afetar a taxa de liberação de uma certa composição de fertilizante, fornecendo assim uma flexibilidade em termos de propriedades. Exemplo 3: Experiência em estufa com cevada e alface

[00116] O zeólito natural de clinoptilite do tipo obtido da Incal Mineral (Izmir, Turkey) carregado com arginina (2% de nitrogênio) foi misturado com solo calcário não fertilizado (jardim de Hasselfors) em vasos de 80 ml em uma concentração de 20 mg de N por vaso (n = 20). Cevada (Hordeum vulgare), alface (Lactuca sativa) foram semeadas uma semente por vaso regado e coberto com um tecido não trançado até que as sementes foram germinadas. Como um controle, o solo não fertilizado foi utilizado sem a adição de arginina-zeólitos. Após 8 semanas a cevada e a alface foram colhidas e enxaguadas para remover todo o solo das raízes. As plantas foram secas a 65°C durante 24 h, depois trituradas com um almofariz e pilão em um pó fino. A biomassa seca total foi medido. O teor total de nitrogênio foi medido utilizando o método de análise de carbono/nitrogênio (referido acima), ver os resultados apresentados nas Figuras de 1 a 3. Exemplo 4: Experiência em estufa com mudas de pinheiro Escocês

[00117] A. Zeólito natural do tipo clinoptilite (obtido da Incal Mineral (Izmir, Turkey)) carregado com arginina (2% de nitrogênio) foi misturado com areia em vasos de 80 ml em uma concentração de 20 mg de N por vaso (n = 20). As sementes de pinheiro Escocês (Pinus Sylvestris) foram semeadas uma semente por vaso e regadas. As plantas sem adição de zeólitos carregados com arginina foram utilizadas como controles. Após 12 semanas, as mudas de pinheiro Escocês foram colhidas e lavadas para remover todo o solo das raízes. As plantas foram secas a 65°C durante 24 horas e trituradas com um almofariz e pilão em um pó fino. A biomassa total foi medida, e os resultados são relatados na Figura 4.

[00118] B. Zeólito natural do tipo clinoptilite (obtido da Incal Mineral (Izmir, Turkey) carregado com arginina (2% de nitrogênio) foi misturado com areia em vasos de 80 ml em uma concentração de 20 mg de N por vaso (n = 20). As sementes de pinheiro Escocês (Pinus Sylvestris) foram semeadas uma semente por vaso e regadas. Após 4 semanas micorriza foi adicionada nas mudas. As plantas sem adição de micorri- za foram utilizadas como controles. Após 12 semanas mudas de pinheiro foram colhidas e lavadas para remover todo o solo das raízes. As plantas foram secas a 65°C durante 24 horas e trituradas com um almofariz e pilão em um pó fino. A biomassa total e N total foram me- didos, assim como a influência de micorriza, ver as Figuras 8 e 9 para os resultados. Exemplo 5: Testes de campo com mudas de pinheiro Escocês

[00119] Mudas de pinheiro Escocês (Pinus Sylvestris) (n = 50) criadas em um viveiro de coníferas de acordo com os métodos padrão foram tratadas com adição de zeólito carregado com arginina (2% de nitrogênio) em uma concentração de 40 mg de N por planta antes da plantação. As mudas foram plantadas em um campo escarificado bem definido de acordo com os métodos padrão utilizados para a floresta de pinheiros. As mudas foram plantadas em solo mineral lado a lado com as mudas de pinheiro não tratadas com arginina-zeólito. Depois de uma temporada de crescimento (3 meses), as plantas foram colhidas e lavadas em água. Após secagem a 65°C durante 24 horas, os pesos secos das plantas foram medidos, ver as Figuras 4 e 5 para os resultados. Exemplo 6: Teste de germinação com mudas de pinheiro Escocês tratadas com zeólitos carregados com arginina

[00120] Os zeólitos carregados com arginina (2% de nitrogênio) foram misturados com turfa calcária não fertilizada (jardim de Hassel- fors) em vasos de 80 ml em uma concentração de 40 mg de N por vaso (n = 50) em comparação com 40 mg de N de um fertilizante na zeó- lito á base de aminoácido comercialmente disponível misturado com a turfa. Sementes de pinheiro Escocês (Pinus sylvestris) foram semeadas uma semente por vaso e regadas. A taxa de germinação foi marcada após 4 semanas. Os resultados são apresentados na Figura 6. Exemplo 7: Tratamento de abeto da Noruega (Picea abies) e pinheiro Contorta (Pinus contorta) com arginina-zeólito

[00121] Pinheiro Escocês, abetos da Noruega e mudas de pinheiro Contorta foram cultivados em um viveiro de acordo com métodos padrão e subsequentemente plantados em solo mineral. Metade das mudas não recebeu qualquer fertilizante adicional e a outra metade das mudas recebeu zeólitos carregados com arginina, preparados de acordo com o Exemplo 1, fornecidos nas raízes das mudas, e em seguida plantadas. A quantidade total de nitrogênio adicionada a cada muda foi de ca 28 mg de N. As mudas foram colhidas após um período de crescimento e a biomassa seca do broto, raiz e biomassa total foram registradas. Ao mesmo tempo, a biomassa das raízes emergidas durante a estação de crescimento ("raízes de campo") foi medida.

[00122] Foi surpreendentemente observado que os zeólitos carregados com arginina fornecidos nas raízes de mudas de acordo com a invenção e no momento da plantação tiveram um efeito positivo a longo prazo sobre a biomassa das raízes de campo, Figura 12, e o crescimento, Figura 13. Exemplo 8: Resposta da turfa “fairway" para o zeólito carregado com L-arginina

[00123] A taxa de estabelecimento de turfa a partir da semente é aumentada em resposta ao fertilizante de zeólito carregado com L- arginina que sugere que o zeólito carregado com aminoácido pode sustentar um crescimento eficaz de espécies de gramíneas.

[00124] Nas condições de estufa padrão, 16 h dias suplementado, 20 a 25°C, com luz artificial e 8 h noite a 15°C, uma mistura de sementes de trufa de 70% Festuca rubra spp. e 30% Poa pratensis, tipicamente utilizada em alamedas de golfe em climas temperados e frios (referida como "turfa fairway"), foi estabelecida em uma taxa de semeadura equivalente a 3 kg de semente/100 m2 em vasos de 3 litros contendo areia com aproximadamente 10% de matéria orgânica. A fim de suportar o estabelecimento de uma cobertura completa de turfa em todos os vasos de um fertilizante líquido de NH4NO3 foi aplicado em uma taxa de 0,15 kg de N/100 m2 seis semanas após a semeadura. Subsequentemente, quatro ciclos de corte-recrescimento semanais foram executados antes do início do período experimental, onde a grama foi cortada a 20 mm e os recortes removidos.

[00125] Um único tratamento de zeólitos carregados com arginina foi efetuado em uma taxa equivalente a 0,5 kg de N/100 m2. Referências de tratamentos combinados para o nível de nitrogênio total foram aplicadas utilizando um produto comercial à base de amônio/uréia revestido formulado para ser utilizado em alamedas de golfe, um produto comercial à base de uréia metilada não revestido formulado para uso em alamedas de golfe, ou uréia N-metílica quimicamente pura. Um controle zero também foi estabelecido que não recebeu um tratamento de fertilizante granular durante o período experimental. Os tratamentos foram repetidos quatro vezes. Tabela 1: Tratamentos de fertilizante

* Impacto CGF é um fertilizante comercial vendido pela Indigrow (UK) Ltd. ** Premium elite é um fertilizante comercial vendido pela Skâne fro AB, Sweden.

[00126] Os recortes de grama foram coletados a 20 mm acima do meio de crescimento arenoso e secados em forno a 50°C, uma vez antes da aplicação do fertilizante (semana 0) e depois semanalmente durante seis semanas subsequentes (semanas 1 a 6). As raízes foram lavadas e secas em forno (a 50°C) sete semanas após o tratamento com fertilizante granular. Os resultados deste exemplo mostram que a turfa “fairway" apresentou um aumento geral na produção de biomassa acima do solo, em resposta às adições de nitrogênio granular. Com a exceção dos zeólitos carregados com arginina onde um aumento significativo na produção de biomassa foi observado na primeira se-mana após o tratamento, aumentos significativos na resposta para todos os outros tratamentos com fertilizante foram em primeiro lugar observados no segundo ciclo de corte-recrescimento. Os níveis máximos de produção da biomassa foram geralmente alcançados no segundo ou terceiro ciclo de corte-recrescimento em resposta a todos os tratamentos com N. A produção de biomassa acima do solo para um ciclo de corte-recrescimento declinou para baixo dos níveis de pré- tratamento para todos os tratamentos com fertilizante no sexto ciclo.

[00127] Uma resposta ao estresse de queima de folha comumente referida como "causticação" foi observada em resposta a uréia N- metílica não revestida, mas não em resposta aos zeólitos carregados com arginina. Taxas de recuperação de N semanais foram avaliadas através da medição do teor de N utilizando um analisador elementar (Flash EA 2000, Thermo Fisher Scientific, Bremen, Germany) e ajuste para o corte de biomassa (Fig. 2x). Após uma demora inicial, o N foi recuperado na maior taxa duas semanas após a adição de N em resposta a todos os tratamentos com N, exceto para os zeólitos carregados com L-arginina que estavam mais elevados 3 semanas após ser aplicado.

Claims (5)

1. Material de suporte do crescimento, caracterizado pelo fato de que o material compreende um meio para o desenvolvimento da planta combinado com pelo menos um zeólito, nos poros dos quais pelo menos um L-aminoácido básico foi adsorvido, opcionalmente em conjunto com outros componentes promotores do crescimento, em que o(s) zeólito(s) possui uma carga de pelo menos 1%, de nitrogênio originário do dito L-aminoácido básico, calculada pelo peso total de zeólito carregado, e em que o(s) zeólito(s) fornece a liberação do nitrogênio para nutrição prolongada e sustentada de planta(s).

2. Material de suporte do crescimento, de acordo com a rei-vindicação 1, caracterizado pelo fato de que é fornecido em um recipiente biodegradável.

3. Material de suporte do crescimento, de acordo com a rei-vindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que é uma almofada disposta para a plantação de sementes.

4. Material de suporte do crescimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o L- aminoácido básico é selecionado do grupo que consiste em L-arginina e L-lisina.

5. Material de suporte do crescimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o zeólito é um zeólito natural.

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