BR9914086B1

BR9914086B1 - composição granulada nutriente para o solo e processo de fornecer nutrientes ao solo.

Info

Publication number: BR9914086B1
Application number: BRPI9914086-1A
Authority: BR
Inventors: John Larry Sanders
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1999-08-31
Publication date: 2011-01-11
Also published as: NZ510673A; WO2000018703A1; AU5696599A; BR9914086A; MXPA01003131A; BR9917679B1; CA2345623C; DE69934136D1; US6132485A; EP1124775A1; ATE346026T1; CA2345623A1; EP1124775A4; US6210459B1; AU755481B2; EP1124775B1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPOSIÇÃO GRANULADA NUTRIENTE PARA O SOLO E PROCESSO DE FORNECER NUTRIENTES AO SOLO".

Fundamentos da Invenção

Campo da Invenção

A presente invenção refere-se amplamente a composições e aprocessos para diminuição do pH de microambientes do solo de modo aaumentar a captação de micronutriente de plantas em crescimento. As com-posições da invenção são de preferência granuladas e compreendem sulfatode amônio, enxofre elementar e um micronutriente selecionado do grupo queconsiste em zinco, ferro, manganês, cobre, boro, cobalto, vanádio, selênio,silício, níquel e misturas dos mesmos. Nos processos preferidos da inven-ção, as composições granuladas são aplicadas ao solo resultando na forma-ção de microambientes ácidos no solo, enquanto que o solo que circunda osmicroambientes mantém seu pH original. Tais condições localizadas de bai-xo pH conduzem a uma maior disponibilidade e captação pela planta dosmicronutrientes importantes. Em uma modalidade alternativa, as composi-ções granuladas podem ser utilizadas quando for desejável diminuir o pHglobal do solo a granel.

Descrição da Técnica Anterior

Para manter um crescimento saudável, as plantas devem extrairuma variedade de elementos do solo em que elas estão crescendo. Esteselementos incluem os chamados micronutrientes de zinco, ferro, manganês,cobre, boro, cobalto, vanádio, selênio, silício e níquel. No entanto, em muitossolos há falta de quantidades suficientes destes micronutrientes ou contêmos mesmos apenas em formas que não podem ser facilmente aproveitadaspelas plantas. Para contrariar estas deficiências, são comumente aplicadasaos solos fontes do (s) elemento (s) deficiente (s) para melhorar as taxas decrescimento e rendimentos obtidos de plantas de cultura. Esta aplicação ge-ralmente foi realizada usando-se óxidos, sulfatos, oxissulfatos, quelatos eoutras formulações.

Em solo comum para agricultura, os pH's variam de desde aproxi-madamente 4,5 até 8,3. Os solos que têm pHs abaixo de 6,5 são normal-mente sujeitos a tratamento com cal para tornar o pH do solo neutro ou qua-se neutro. O tratamento com cal é necessário para a disponibilidade demuitos micronutrientes (tais como nitrato, fosfatos, magnésio e especial-mente cálcio). Entretanto, quando é aplicada cal, a disponibilidade de mi-cronutriente geralmente é diminuída em virtude da formação de produtosinsolúveis. Isto é especialmente verdadeiro se ocorrer excesso de aplicaçãode cal. Similarmente, os campos com pH's que ocorrem naturalmente emexcesso de 7 têm disponibilidade restrita de micronutriente em virtude daformação ali de produtos da reação insolúveis (fixação). Sabe-se que a dis-ponibilidade da maioria dos micronutriente aumenta quando aumenta o pH.

No passado foi impraticável utilizar o conhecimento de que umambiente ácido pode fornecer melhor disponibilidade de micronutrientes.Uma razão é que, embora seja melhorada a disponibilidade do micronutri-ente pelos baixos pH's, os rendimentos máximos da cultura podem normal-mente ser obtidos a pH's mais altos.

Para compensar a falta de micronutrientes disponíveis, muitosfazendeiros aplicam quantidades em excesso de fertilizantes contendoaqueles micronutrientes ao solo. Os fazendeiros no entanto podem aplicaronerosas aplicações às folhas que podem resolver os problemas, porém aum alto custo para o fazendeiro. Os micronutrientes (que geralmente são fixa-dos ou se tornam não disponíveis quando aplicados aos solos), freqüentementelimitam a captação dos macronutrientes. Os macronutrientes podem então ar-rastar por lavagem ou Iixiviar para fora do solo e contaminar a água subter-rânea ou a água da superfície.

Sumário da Invenção

A presente invenção evita os problemas descritos acima porcombinação de sulfato de amônio, enxofre elementar e micronutrientes emcomposições capazes de fornecer um microambiente que forma ácido nosolo, sem diminuir o pH global do solo a granel. Preferencialmente, as com-posições são de forma granular para fornecer os microambientes do solo debaixo pH, com alta captação de micronutriente. Alternativamente, se for de-sejável diminuir o pH global do solo a granel, podem ser usadas composi-ções não granuladas (isto é, uma fina mistura de partícula).

Com mais detalhe, as composições de micronutriente da inven-ção (tanto granuladas como não granuladas) compreendem sulfato de amô-nio, enxofre elementar e um micronutriente selecionado do grupo que con-siste de zinco, ferro, manganês, cobre, boro, cobalto, vanádio, selênio, silí-cio, níquel e misturas dos mesmos. Os micronutrientes preferidos são zinco,boro, ferro, cobre e manganês, com zinco, boro, ferro e manganês sendoparticularmente preferidos. As faixas preferidas de concentrações de cadaum dos componentes das composições são apresentadas na Tabela 1.

Embora a composição não granulada seja ela mesma útil paradiminuir o pH do solo a granel, é uma vantagem em particular da presenteinvenção que a composição possa ser formada em grânulos para situaçõesem que é desejável diminuir o pH em apenas pequenas porções do solo,enquanto não afeta o pH global do solo a granel. Amplamente, os compósi-tos granulados de acordo com a invenção podem ser formados por granula-ção de uma mistura que compreende sulfato de amônio, enxofre elementare um micronutriente selecionado do grupo que consiste de zinco, ferro,manganês, cobre, boro, cobalto, vanádio, selênio, silício, níquel e misturasdos mesmos. A granulação da mistura pode ser realizada usando-se qual-quer processo de granulação conhecido. Um processo preferido de forma-ção de compósitos granulados de acordo com a invenção envolve a mistu-ração de sulfato de amônio, enxofre elementar e o(s) micronutriente(s) de-sejado^) para formar uma mistura e então adicionando um reagente quími-co à mistura. Os reagentes químicos adequados incluem ácido sulfúrico,ácido fosfórico ou amônia anidra (ou qualquer reagente que reagirá com amistura para gerar calor e assim iniciar uma reação de ligação química). Amistura resultante é então processada em qualquer maquinaria de granula-ção conhecida na técnica, que inclui mas não limitada a granuladores detambor rotativo, granuladores de cuba rotativa, granuladores de leito fluidi-zado ou torres de formação de pepitas. Enquanto se processam as reaçõesquímicas, os grânulos endurecerão.Se for preferido um processo de granulação física, pode ser se-guido o mesmo procedimento como descrito acima para granulação químicacom a exceção de que, em vez de adicionar um reagente químico à mistura,é adicionado à mistura um agente aglutinante (tal como Iignossulfonatos ouargila atapulgita). Se não for desejável o uso de agentes aglutinantes físicos ouquímicos, o sulfato de amônio, o enxofre elementar e o(s) micronutriente(s) de-sejado) podem ser moídos até um tamanho de malha relativamente fino(geralmente desde aproximadamente 0,005 mm até aproximadamente 1,0 mm)e misturados juntos. A mistura resultante é então processada através decilindros que exercem pressões sobre as misturas de desde aproximada-mente 1406 até aproximadamente 4218 kg / cm^ (aproximadamente 20.000até aproximadamente 60.000 libras / polegada quadrada). As folhas ou fitasde material processado são rompidas em pequenos pedaços por um moinhode cadeia ou outro dispositivo. Estes pedaços podem então ser seleciona-dos em grupos de tamanhos uniformes antes da secagem.

Os micronutrientes preferidos e as faixas de concentração prefe-ridas dos compostos que constituem os compósitos granulados são osmesmos que aqueles descritos para os compósitos não granulados acima.

Os grânulos de micronutriente da presente invenção deviam ter uma densidadeaparente de desde aproximadamente 480-1601 kg / m^ (30-100 libras/ft3), depreferência desde aproximadamente 720-1361 kg / m3 (45-85 libras/ft3) e maispreferível aproximadamente 961 (60 libras/ft3). Os grânulos deviam ter umasolubilidade em água de desde aproximadamente 10-100%, de preferênciadesde aproximadamente 20-95% e mais preferivelmente desde aproxima-damente 25-90%. A maior dimensão da superfície dos grânulos é de prefe-rência desde aproximadamente 0,1-30 mm, mais preferivelmente desdeaproximadamente 0,1-3,0 mm e mais preferivelmente desde aproximada-mente 1,5-3,0 mm. Embora estas faixas sejam preferidas, os versados natécnica reconhecerão que o tamanho do grânulo pode ser variado de acordocom a plantação em que este está sendo usado.

Os compósitos granulados e os não granulados da invençãopodem ser aplicados ao solo por qualquer processo conhecido na técnicaque seja adequado às necessidades do fazendeiro, inclusive por aplicaçãopor difusão, aplicação em faixas, aplicação de adubo lateralmente, aplicaçõescom a semente ou qualquer combinação destes processos de aplicação.

Embora as composições não granuladas diminuam o pH global dosolo a granel, os compósitos granulados fornecem contato íntimo entre os com-ponentes dos grânulos, resultando em um único microambiente ácido localiza-do que aumenta a disponibilidade dos micronutrientes (isto é, zinco, ferro,manganês, cobre, boro, cobalto, vanádio, selênio, silício, níquel). Quandoaplicado ao solo como um fertilizante, o microambiente terá um pH distintodo pH do solo a granel que circunda o microambiente. Quando as raízes daplanta crescem desordenadamente em todo o solo, elas encontram estesmicroambientes, dando acesso aos microambientes facilmente disponíveisembora permitindo simultaneamente que as raízes adsorvam outros nutri-entes (tais como nitrogênio ou fosforosos), provenientes do solo a granelnão acidificado que circunda o microambiente.

Quando os compósitos granulados da invenção são aplicadosao solo, os microambientes resultantes deviam ter um pH do solo de desdeaproximadamente 3-7, de preferência desde aproximadamente 4-6 e maispreferível mente desde aproximadamente 5-6. Expresso de uma outra maneira,o pH dentro dos microambientes deviam ser desde aproximadamente 1-4 e depreferência desde aproximadamente 2-3 unidades de pH mais baixas doque o pH do solo a granel (isto é, o solo que circunda os microambientes,porém cujo pH tinha sido essencialmente inafetado pelos grânulos). O pHdo microambiente devia permanecer ácido (isto é, pH menor do que 7) du-rante pelo menos aproximadamente 30 dias, de preferência pelo menosaproximadamente 60 dias e mais preferivelmente desde aproximadamente90-120 dias depois que o grânulo entrou em contato com o solo. Os compó-sitos granulados podem ser distribuídos desordenadamente em todo o solo(como estão as raízes das plantas em crescimento), entretanto, é preferívelque os compósitos granulados sejam distribuídos em uma quantidade talque seja formado um número suficiente de microambientes de baixo pH parapermitir que um número adequado de raízes da planta entrem em contatocom o microambiente e assim acessem os micronutrientes facilmente dispo-níveis. Portanto, é preferível que haja desde aproximadamente 35-3531 mi-croambientes por m3 (1-100 microambientes por pé cúbico) de solo, maispreferivelmente desde aproximadamente 353-1765 microambientes por rri3(10-50 microambientes por pé cúbico) de solo e mais preferivelmente desdeaproximadamente 423-1412 microambientes por m3 (12-40 microambientespor pé cúbico) de solo. Preferencialmente, os microambientes (formados porgrânulos, cujas maiores dimensões da superfície são desde aproximada-mente 1,5-3,0 mm) são de um tal tamanho que as maiores dimensões domicroambiente tenham em média desde aproximadamente 5-10 mm, maispreferivelmente desde aproximadamente 4-8 mm e mais preferivelmentedesde aproximadamente 3-6 mm.

Sendo os microambientes ácidos, os micronutrientes proveni-entes dos grânulos são mais facilmente disponíveis e assim são mais efici-entemente retirados pelas raízes da planta. Os versados na técnica consi-derarão que esta eficiência é responsável por uma diminuição substancialna quantidade de micronutrientes necessária, fazendo economia para o fa-zendeiro. Especificamente, o uso de compósitos granulados de acordo comos métodos da invenção resulta em um decréscimo de pelo menos aproxi-madamente 25% em peso por acre (1 acre = 40,47 ares), de preferênciapelo menos aproximadamente 35% em peso por acre e mais preferivelmentepelo menos aproximadamente 50% em peso por acre, na quantidade depelo menos um dos micronutrientes dentro dos compósitos em comparaçãocom a quantidade do respectivo micronutriente que precisasse usar as com-posições e os métodos conhecidos na técnica.

Tabela 1

<table>table see original document page 7</column></row><table>Tabela 1 (Continuação)

<table>table see original document page 8</column></row><table>

aPor cento em peso aproximado, baseado no peso total da composiçãoconsiderada como 100% em peso.

Descrição Detalhada das Modalidades PreferidasExemplos

Os exemplos a seguir apresentam métodos preferidos de acordocom a invenção. Deve ser entendido, entretanto, que estes exemplos sãofornecidos para fins de ilustração e nada neste caso devia ser consideradocomo uma limitação em relação ao âmbito total da invenção.

Exemplo 1

Preparação de uma Composição Micronutriente com 20% de Cobre

Os ingredientes a seguir foram adicionados a um granulador detambor rotativo e misturados até substancialmente homogêneos: 181 kg(400 libras) de sulfato de amônio, 371 kg (818 libras) de reagente óxido de zin-co (10% de zinco), 195 kg (432 libras) de óxido de cobre e 90,7 kg (200 libras)de enxofre elementar. Após misturação foram adicionados à mistura no gra-nulador 130 kg (286 libras) de ácido sulfúrico para formar uma pasta fluidasemilíquida. O granulador (que foi deixado com a sua boca em um ânguloligeiramente posicionado acima da horizontal) foi então girado para formar apasta fluida em grânulos. Quando os grânulos atingiam o tamanho apropria-do, eles rolavam para fora da boca do tambor do granulador. Os grânulosformados foram aquecidos em um secador (até aproximadamente 93-1210C(200-250°F) fazendo com que o excesso de umidade se evapore e endure-cendo o grânulo. Após secagem, os grânulos foram passados sobre umasérie de peneiras vibratórias para se obter apenas grânulos que tenham umtamanho de desde 1,5-3,0 mm. Os grânulos fora desta faixa de tamanho fo-ram então moídos e reprocessados como descrito acima. Aqueles grânulos quetêm os tamanhos apropriados foram então borrifados com um revestimento delignossulfonato para aumentar a dureza e reduzir a formação de pó fino.

Exemplo 2

Preparação de uma Composição Micronutriente com 20% de Zinco

Os ingredientes a seguir foram misturados em um misturador demoinho para argila até substancialmente homogêneos: 181 kg (400 libras)de sulfato de amônio; 387 kg (854 libras) de reagente óxido de zinco (10%de zinco); 180 kg (397 libras) de óxido de zinco (76% de zinco) e 90,7 kg(200 libras) de enxofre elementar. A mistura resultante foi adicionada a umgranulador de tambor rotativo, seguido pela adição de 130 kg (286 libras) deácido sulfúrico ao granulador. Todos os ingredientes foram misturados nogranulador até que se formasse uma pasta semilíquida. O granulador foientão girado para formar a pasta em grânulos, que então saíam pela bocado tambor (posicionado ligeiramente acima da horizontal). Os grânulos for-mados foram aquecidos em um secador (até aproximadamente 93-1210C(200-250°F) evaporando o excesso de umidade e endurecendo os grânulos.Após secagem, os grânulos foram passados sobre uma série de peneirasvibratórias para se obter grânulos que tenham um tamanho de pelo menos3,0 mm. Os grânulos fora desta faixa de tamanho foram então moídos e re-processados como descrito acima. Aqueles grânulos que têm os tamanhosapropriados foram então borrifados com um revestimento de lignossulfonato.

Exemplo 3

Foram conduzidos testes para determinar os efeitos de váriascombinações de micronutriente sobre os pH's do solo e captações de mi-cronutriente por soja. Aquelas combinações foram: sulfato de amônio comuma mistura de micronutriente; enxofre elementar com uma mistura de mi-cronutriente; e uma combinação de sulfato de amônio e enxofre elementarcom uma mistura de micronutriente. As misturas de micronutriente conti-nham Zn, Fe, Mn e Cu em tais quantidades que foram aplicadas às quanti-dades a seguir por are (por acre): 11,2 g (1 libra) de Zn, 5,6 g (0,5 libra) deFe, 5,6 g (0,5 libra) de Mn e 5,6 g (0,5 libra) de Cu. Em cada corrida, foramaplicados 22 kg de enxofre /are de solo (vinte libras de enxofre / acre desolo). O enxofre aplicado em cada rodada foi obtido nas seguintes varia-ções: 9 kg (vinte libras) de (NH4)2SC>4; 9 kg (vinte libras) de enxofre queera enxofre elementar e uma combinação de 4,5 kg (dez libras) de enxofrede (NH4)2SC>4 e 4,5 kg (dez libras) de enxofre que era enxofre elementar.Cada combinação foi aplicada ao solo por aplicações em faixa na plantação.O pH do solo e o tecido da folha foram testados a 60 dias após a plantação.Os resultados destes testes são apresentados na Tabela 2 a seguir. O tra-tamento (III) diminuiu o pH do solo 0,5 unidade mais do que o tratamento (I)e o tratamento (III) diminui o pH do solo 1,2 unidade mais do que o trata-mento (II). Este por sua vez conduziu a um grande aumento na captação deZn, Fe, Mn e Cu pela planta sujeita ao tratamento (III) em comparação comaquelas plantas sujeitas aos tratamentos (I) ou (II).

Tabela 2

<table>table see original document page 10</column></row><table>

a 220 g por are (vinte libras por acre) de enxofre, com o enxofre sendo obti-do partindo de (NH4)2S04

b 220 g por are (vinte libras por acre) de enxofre, com o enxofre sendo en-xofre elementar.

c 220 g por are (vinte libras por acre) de enxofre, com 110 g (dez libras) doenxofre sendo obtidas partindo de (NH4)2S04 e 110 g (dez libras) do enxo-fre sendo obtidas partindo de enxofre elementar.

Claims

1. Composição granulada nutriente para o solo, caracterizadapelo fato de que compreende sulfato de amônio, enxofre elementar e ummicronutriente selecionado a partir do grupo consistindo em zinco, ferro,manganês, cobre, boro, cobalto, vanádio, selênio, silício, níquel e misturasdos mesmos, sendo a quantidade de sulfato de amônio, em uma base empeso, superior à quantidade de enxofre elementar que é 2,5-49%, em peso,com base no peso total da composição considerada como 100% e a dimen-são da superfície dos grânulos é de 0,1-30 mm.

2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o referido enxofre está presente a um nível de 5-25%, empeso.

3. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o referido sulfato de amônio está presente a um nível de 5-49%, em peso, com base no peso total da composição considerada como 100% em peso.

4. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que o referido micronutriente é selecionado a partir do grupoconsistindo em zinco, boro, ferro, cobre, manganês e misturas dos mesmos.

5. Processo de fornecer nutrientes ao solo, caracterizado pelofato de que compreende as etapas de:fornecer uma composição granulada nutriente para o solo com-preendendo sulfato de amônio, enxofre elementar e um micronutriente sele-cionado a partir do grupo consistindo em zinco, ferro, manganês, cobre, bo-ro, cobalto, vanádio, selênio, silício, níquel e misturas dos mesmos, sendo aquantidade de sulfato de amônio, em uma base em peso, superior à quanti-dade de enxofre elementar que é 2,5-49%, em peso, com base no peso totalda composição considerada como 100% e a dimensão da superfície dosgrânulos é de 0,1-30 mm; epôr em contato a referida composição com o referido solo.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pe-lo fato de que o referido micronutriente é selecionado a partir do grupo com-sistindo em zinco, boro, ferro, cobre, manganês e misturas dos mesmos.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pe-lo fato de que a referida composição compreende de aproximadamente 5-49%, em peso, de sulfato de amônio e de 2,5-49%, em peso, de enxofre e-lementar, com base no peso total da composição considerada como 100%em peso.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pe-lo fato de que a referida etapa de contato compreende a etapa de espalharde forma substancialmente uniforme a referida composição no referido solo.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pe-lo fato de que a referida etapa de contato compreende a etapa de incorporara referida composição ao referido solo.