CS268118B1 - Jednoduchá i kombinovaná fosforečná hnojivá s fosfohumátovými cheláty - Google Patents

Abstract

Předmětem řešeni jsou jednoduchá 1 kombinovaná fosforečná hnojivá v podobě tablet, briket Č1 granuli, které obsahuji cíleně připravené fosfohumátové cheláty typu humlnová kyselina - ionty železa nebo Jiného tranzitního stopového prvku - kyselina fosforečná. Hnojivá obsahuji 10 až 49 hmot. X P^O^, 0,1 až 5,0. hmot. X žele za nebo jiného tranzitního stopového prvku a 0,01 až 2,0 hmot. X huminových kyselin a případně též datái makroživiny, stopové prvky a jiné biologicky aktivní látky a ev. též látky ztepŠuj1c1 fyzikální vlastnosti výrobku. Hnojivá obsahující fosfor ve formě fosfohumátových chelátů mají vyšší agrochemický efekt než klasická, byt s přídavkem soli humlnových kyselin.

Description

Vynález se týká jednoduchých i kombinovaných fosforečných hnoj i v s fosfohumátovým i cheláty.

V současných codmínkách vysoké intenzity minerálního hnojeni patři k základním úkolům agrochemického výzkumu a vývoje nových druhů hnojiv hledat cesty k vyššímu využití dodávaných živin na tvorbu výnosů ze mědílských plodin, lato problematika nabývá stále většího významu, a to nejen z důvodů ekonomických, ale i ekologických, především z pohledu možné kontaminace zdrojů pitné vody. Je známo, že asi 30 bodávaných živin se ztrácí v důsledku vyplavení a retrogradace.

Jednou z možností ke zvýšení efektivity minerálního hnojeni a k vyššímu využiti dodaných živin je oblast použití humusových látek přírodního původu v zemědělství. Aktivní humusové látky se většinou získávají alkalickou extrakcí rašeliny, kapucinu nebo lignitu a jsou komerčně nabízeny jako humusové koncentráty v kapalné či pevné formě. V ČSSR je to kapalný přípravek Humex a pevný preparát Humitan sodný, v zahraničí např. italský humusový koncentrát Umex G. Tyto humusové koncentráty se buď aplikuji přímo do půdy, nebo se přidávají do pevných či suspenzních hnojiv. Způsob výroby kapalných i pevných hnojiy s obsahem humusových látek je u nás chráněn čs. patentem č 14Q 712.

Huminové kyseliny představují po chemické stránce složité organické molekuly koloidniho charakteru, které obsahuji velké množství fenolických a karboxylových skupin. Bývaji označovány jako biokatalyzátory nebo regulátory minerální výživy rostlin, protože ovlivňují životní děje v rostlinách, ale i fyzikální, chemické a biologické vlastnosti půdy.

Bylo zjištěno, že huminové kyseliny zvyšuji permeabilitu buněčných membrán a tim usnadňuji absorpci a transport živin do nitra buněk. Příznivě též ovlivňuji aktivitu buněčných meristematických systémů. V pudě aktivní humusová substance zlepšuje její fyzikálně chemické vlastnosti tim, že podporuje agregaci koloídů, čímž přispívá k zadrženi vlhkosti a k lepši poréznosti půdy. Aktivuje i některé půdní mikroorganismy, a to především ze skupiny c e l u l ó zo l y t i c k ýc h a dusík fixujících bakterii.

Nyní se však zjistilo, že příznivé účinky huminových kyselin je možno zvýšit cílenou přípravou fosfohumátových chelátů typu huni nová kyselina - ionty železa nebo jiného tranzitního stopového prvku - kyselina fosforečná. Agrochemický efekt těchto chelátů je totiž vyšší než při použiti humusových koncentrátů ve směsí s průmyslovými hnojivý. Původem je skutečnost, že při zapravení alkalického humusového extraktu /byt ve směsi s průmyslovými hnojivý/ do půdy dojde k vytvořeni nerozpustného humátu vápenatého, který sice má výše uvedené pozitivní účinky na půdu a rostliny, avšak vyšší agrochemický efekt vykazuji cíleně připravené fosfohumátové cheláty podle vynálezu. Lze u nich prokázat efekt makronutritivni, daný obsahem snadno přístupného fosforu, efekt mikronutrítivní, podmíněný přítomnost! iontového železa a konečně efekt trofický, který podmiňuji huminové kyseliny. Fosfor a železo vázané v těchto chelátech jsou rostlinami plně využitelné bez nebezpači jejich přechodu do nerozpustných a tedy pro rostliny nepřijatelných forem.

?říprava chelátů podle vynálezu vyžaduje reakci alkalické soli huminové kyseliny, dvojmocného železa v iontové formě a vodorozpustné formy kyseliny fosforečné v kyselém prostředí. Jejich vznik lze např. dosáhnout proreago ván im směsi vlhkého práškového superfosfátu s obsahem volné kyseliny fosforečné, síranu železnatého a humátu sodného. Fosfohumátové komplexy lze však také připravit reakci komerčně dostupného humátu železnatého s rozpustnou fosforečnou surovinou ve slabě kyselém prostředí.

Jako tranzitní stopový prvek je nejvhodnější volit železo, takže připravené hnojivo, obohacené o tento důležitý stopový prvek, potom při aplikaci preventivně zabraňuje

CS 268118 Bl v zni ku chlorosy rostlin vyvolané nedostatkem aslrailovatelného železa. Analogické t ř 1 složkové cheláty je ale možné připravovat také s jinými tranzitními stopovými prvky, jako je mangan, zinek a méd aj.

Dvousložkové cheláty humínových kyselin se stopovými prvky, resp. s jinými látkami, jsou známé a v patentové literatuře popsaně. Jako přiklad cúže sloužit chelát s měďnatými lonty, který je komerčně dodáván pod názvem Kuprohum. Analogický chelát horninových kyselin s trojmocnýn železem je znám ood obchodním označením Linfa Verde.

Tř1komponentové cheláty podle vynálezu však dosud v patentové literatuře nebyly popsány. ’

Jejich existenci jsme prokázali laboratorní přípravou a izolací v čistém stavu a následným studiem fyzikálně chemických vlastností. Za tímto účelem jsme a my l a l koholem extrahovali roztoky obsahující : 1. humínové kyseliny, 2. směs humínových kyselin a dvojmocného železa, 3. směs horninových kyselin a trojmocného železa, 4. směs horninových kyselin a kyseliny fosforečné, 5. směs kyseliny fosforečné a dvojmocného železa a 6. směs kyseliny fosforečné a trojmocného železa, Při pH 3 - 6 nepřecházela do organické fáze žádná z uvedených látek. Pokud se však extrahoval roztok obsahující směs husinových kyselin, kyseliny fosforečné a dvojmocného železa, přecházel do organické fáze oranžově hnědý komplex. Kvantitativní analýzou vodné fáze bylo nalezeno, že se extrahovaly všechny 3 komponenty v přibližném molárním poměru - humínové kyseliny : kyselina fosforečná : Fe - 1 : 2 : 5. Ke stejnému závěru jsme došli také při náhradě železnatých lontů železltými. Tento nález je příznivý, protože pokud by se během přípravy hnojivá podle vynálezu zoxidovaly ionty železnaté na Železlté, popisované cheláty by se i v tomto případě vytvořily. Analogické cheláty vytvářely též kondenzované fosforečnany, které pravidelně bývají obsaženy v superfosfátu. Laboratorně připravené a v čistém stavu izolované třisložkové fosfohumátové cheláty byly porovnány s cheláty extrahovanými z hnojivá podle přikladu 2 přihlášky vynálezu a byla prokázána jejich totož,nos t.

Dále byly studovány fyzikálně chemické charakteristiky a hledány rozdílnosti mezi volnými huminovými kyselinami, různými dvousložkovými cheláty a mezi třísložkovými cheláty podle vynálezu. Mezi těmito látkami byly nalezeny výrazné rozdíly v kinetickém chování při kapilární i so tačhoforéze, charakteristické odlišnosti v elektrochemických vlastnostech na rtutové kapkové elektrodě při metodě sguare-wave, ale i při jiných moderních polarografIckých metodách a dále rozdíly v absorpčních křivkách v ultrafialové a viditelné oblasti spektra. Přestože absorpční křivky mají dost monotónní průběh, jsou rozdíly mezí nimi zřetelné. Tato fakta jednoznačně potvrzují existenci nově objevených třikomponentových chelátů podle vynálezu.

Hnojivá obsahující třikomponentové cheláty podle vynálezu mají vyšší agrochemickou účinnost, což dokumentuje příklad 6 v příkladech provedení. Při jejích používání se nejen zvyšují výnosy, ale také se zlepšuje kvalita produkce, zvyšuje se příjem rostlinných živin a jejích využití

Hnojívá obsahující fosfor ve formě ohelátu podle vynálezu je možno vyrábět jednoduchá, na bázi jednoduchého či trojitého superfosfátu, ale 1 v kombinováni s dusíkatými, draselnými či hořečnatými surovinami. Při výrobě kombinovaných hnojiv lze s výhodou využít technologii kompaktování tlakovou granulaci, briketování čí tabletován.1 , přičemž Je možno kompaktovanou směs obohatit o další biologicky aktivní látky Jako Jsou stopové stimulátory, inhibitory nitrifikace, pesticidy a látky zlepšující fyzikální vlastnosti výrobku jako jsou stearáty nebo přírodní zeolit.

Výhodou hnojiv s fosfohumátovými komplexy je jejich vyšší agrochemický účinek a

CS 268118 81 vyšši využitelnost fosforu a železa bez nebezpečí jejich přechodu do nerozpustných forem. Dosud provedené vegetační pokusy ukazují, že při použití stejné dávky hnojiv lze v případě fosfohumátových chelátů dosáhnout vyšších výnosů oproti běžným fosforečným hnojivům nebo při zachováni stejné výnosové úrovně zemědělských plosin je možno hektarové dávky hnojiv výrazně snížit.

Následující příklady osvětlují, ale nikterak neomezují definici předmětu vynálezu.

PŘÍKLADY PR0VEDE.n1

Příklad 1

100 kg vlhkého práškového superfosfátu se smísí s 10 kg zeleně skalice a 2 kg práškového humitanu sodného, který obsahuje 40 hmot. Z huminových kyselin. Vše se dobře promisi a po zreagováni se směs granuluje v bubnovém granulátoru vodou za současné neutralizace volné kyseliny fosforečné čpavkovou vodou. Vlhké granule se nejprve suší a poté se z nich vytřídí produkční frakce 1 až 4 mm. Podsítný podíl se použije při další granulaci, větší částice se drti a opět třídí. Vyrobený produkt obsahuje 20,25 hmot. X ^Ρ2°5^ζ hmot. X Fe a 0,8 hmot. Z huminových kyselin.

Příklad 2

100 kg práškového superfosfátu se sni si s 5 kg zelené skalice a za stálého mícháni se zvlhči postřikem 2 l kapalného alkalického extraktu kapucinu s obsahem 15 hmot.

X huminových kyselin. Směs se poté granuluje stejným způsoben jako v příkladu 1. Vyrobený produkt obsahuje 20,56 hmot. X PjO^, hmot. Z Fe a 0,3 hmot. Z huminových kyselin.

Přiklad 3 kg podsitného podílu granulovaného superfosfátu s fosfohunátovými cheláty s velikosti částic 0 až 1 mm odpadajícího v příkladu 1 se dokonale smísí s 35 kg mikromletého fosfátu a s 25 kg práškové močoviny s obsahem 10 hmot. X přírodního zeolitu.

Homogenní směs se kompaktuje v lisovacím granulátoru na velikost částic 2 až 4 mm.

Získané HP granulované hnojlvo obsahuje 10 hmot. Z huminových kyselin.

Z dusíku, hmot. Z ^a

0,3 hmot.

Příklad 4 kg podsitného granulovaného superfosfátu s fosfohunátovými cheláty s velikosti částic 0 až 1 mm odpadajícího v přikladu 1 se snísi s 30 kg práškové močoviny s obsahem 10 hmot. Z přírodního zeolitu, 20 kg mikromletého fosfátu, 24,5 kg síranu draselného, 4 kg magnovitu, 0,5 kg bílé skalice, 0,5 kg boraxu, 0,5 kg stearátu vápenatého a s 0,5 g kyseliny indolyloctové a s 0,5 g kyseliny nikotinové. Dokonale homogenní směs se tabletuje na tabletovacím stroji na velikost tablet 10 g, které se používají jako zásobní dávka živin při výsadbě stromků a keřů. Tablety obsahují 12,4 hmot. Z N, 10,0 hmot. Z ^P2°5' hmot. Z K^O, 2,5 hmot. Z MgO, 0,4 hmot. Z Fe, 0,1 hmot. Z Zn, 0,05 hmot. Z B a 0,16 hmot. X huminových kyselin.

Příklad 5

Pěstební plocha řepy cukrové byla rozdělena na 3 části. První, nehnojená plocha sloužila jako kontrola, druhá byla přihnojena běžným granulovaným superfosfátem v dávce 50 kg PjOj/ha a třeti byla přihnojena stejnou dávkou superfosfátu s fosfohumátovými cheláty, který byl získán postupem podle přikladu 2. Hektarový výnos bulev byl na

CS 26818 81 první ploše 65,10 t, na druhé ploše 66,6S t a na třetí pťoše 66,56 t.

Přiklad 6

Pro důkaz vyšší agrochemické účinnosti hnojivá podle vynálezu oproti stávajícímu stavu byl zvolen ječmen jarní, protože je plodinou s krátkou vegetační dobou /115 - 120 dnů/ a přitom za toto období musí přijmout na jednotku úrody stejné množství živin jako ostatní obiloviny s delši vegetační dobou. Ječmen velmi citlivě reaguje na druhy a formy hnojiv. Byla použita odrůda Rubín. Jako kontrolní fosforečná hnojivá byl použit jednoduchý superfasiit /Sf/ a směs superfosfátu s humitanem sodným, která obsahovala 0,3 hmot. Z horninových kyselin /SF+H/· Testováno bylo hnojivo podle přikladu 2 přihlášky vynálezu. Velikost pokusné plochy byta 0^5 ha. Dávky a poměr živin byl H ; ; P₂°5 : ^Κ2θ ” ^{: :} ^0. Dusík byl aplikován ve formě LAV 27, draslík v podobě draselné soli.

V tabulce 1 je uveden výnos zrna. Z uvedených hodnot je patrno, že přídavek hum1— tanu k superfosfátu zvýšil hektarový výnos, avšak vyšší efekt vykázalo hnojivo podle vynálezu. Kromě zvýšeni výnosu bylo pozorováno 1 zvýšeni kvality produkce. Důležitým ukazatelem kvality sladovnického ječmene je obsah hrubého proteinu, kde došlo ke zvýšeni o 20,7 Z oproti oběma srovnávaným variantám.

Dále byl stanoven obsah živin v zrnu. Z tabulky 2 vyplývá, že u hnojivá podle vynálezu došlo ve všech případech ke zvýšeni, které bylo zejména výrazné u dusíku /20,7 >./, vápníku /11,9 :./ a hořčíku /11,7 X/. Toto dokumentuje, že hnojivo podle vynálezu zvýšilo transport živin z vegetativních do genera tivn1ch orgánů.

Tabulka 3 uvádí odběr živin zrnem, kde rovněž hnojivo podle vynálezu vyvolalo zvýšeni. Zrno sice odebralo vice živin, ale vzhledem k vyšší úrodě byl poměr přijatých živin na základní veriantě 1 : 0,26 : 0,25, zatímco na testované variantě byl poměr 1 : 0,23 : 0,22. To dokazuje, že v porovnáni se základní variantou byla na jednotku úrody nižší potřeba fosforu a draslíku.

Tabulka 1 výnos zrna a obsah hrubého proteinu

Va rianta	Výnos v t.ha”1 při 14 X vlh.	Ret. X	Hrubý protein	Rel. %
SF	3,856	100,0	9,70	100,0
SF +H	4,084	105,9	9,70	100,0
Přiklad 2	4,193	108,7	11,71	120,7

	Obsah	Tabulka č. 2 živin v zrnu /v eg.kg	-1/
Var.		N	%	P	%	K	%	Ca	X		Mg	X
SF	15	530	100	4 087	100	3 950	100	418	100	1	062	100
SF+H	15	530	100	3· 837	93,9	4 100	103,8	418	100	1	155	108,8
Př. 2	18	743	120,7	4 275	104,6	4 250	107,6	468	111,9	1	187	111,7

ČS 268118 B1 5

Tabulka č. 3

Odběr živin zrnem /v kg.ha^-^/

Var.	N 7.	P	7. K	/·	Ca 7.	Mg	Λ
SF	59,88	100	15,76	100	15,23	100	1,61	100	4,09	100
SF + H	63,42	105,9	15,61	99	16,74	109,9	1,71	106,2	4,49	109,8
Př. 2	77,46	129,4	17,67	112,1	17,56	115,3	1,93	109,8	4,90	119,8

PŘEDMĚT VYNALEZU

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Jednoduchá i kombinovaná fosforečná hnojivá s fosfohumátovýmí cheláty v podobě tablet, briket či granuli, vyznačená tim, že obsahuji vodorozpustnou formu kyseliny fosforečné, ionty železa nebo jiného tranzitního stopového prvku a huminové kyseliny vzájemně vázané chelátovou vazbou typu huminová kyselina - ionty železa nebo jiného tranzitního stopového prvku - kyselina fosforečná v množství 10 až 49 hmot. Z P₂0j, 0,1 až 5,0 hmot. 7. Fe nebo jiného tranzitního stopového prvku a 0,01 až 2,0 hmot. 7. huminových kyselin . . .
2. 2. Jednoduchá . i kombi novaná fosforečná hnojiva pod le bodu 1 vyznačená tim, že též obsahuji dusik, draslík či hořčík a případně další biologicky aktivní látky jako jsou stopové prvky, růstové stímu Iátory, cytokininy a látky zlepšující fyzikální vlastnosti výrobku jako jsou stearáty či přírodní zeolit.