CZ35679U1

CZ35679U1 - Granulované dusíkaté hnojivo se zeolitem

Info

Publication number: CZ35679U1
Application number: CZ2021-39244U
Authority: CZ
Inventors: Jiří Valenta; Jiří Ing Valenta; Petr Ĺ lemenda; Petr Ing. Šlemenda; Martin Dubský; Martin Ing. Dubský; Jarmila Nárovcová; Jarmila Ing. Nárovcová; Václav Nárovec; Václav Ing. Nárovec; Jan Reich; Jan Ing. Reich
Original assignee: Výzkumný ústav lesního hospodářství a myslivosti, v.v.i; Lovochemie, A.S.; Výzkumný ústav Silva Taroucy pro krajinu a okrasné zahradnictví, v.v.i.
Priority date: 2021-10-07
Filing date: 2021-10-07
Publication date: 2021-12-21

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.

CZ 35679 UI

Granulované dusíkaté hnojivo se zeolitem

Oblast techniky

Řešení se týká složení „Granulovaného dusíkatého hnojivá se zeolitem“, které je určeno pro podporu růstu a optimálního vývoje prostokořenného sadebního materiálu lesních dřevin pěstovaného na minerálních půdách.

Dosavadní stav techniky

V lesních školkách jsou v České republice během vegetačního období pro podporů růstu prostokořenného sadebního materiálu lesních dřevin pěstovaného na minerálních půdách používána (a) jednosložková minerální dusíkatá hnojivá (15 až 46 % N), (b) jednosložková minerální dusíkatá hnojivá se zásobní formou obsahu dusíku (26 % N) a (c) vícesložková minerální hnojivá (8 až 20 % N, 7 až 13 % P₂O₅; 11 až 15 % K₂O, 2,0 až 2,7 % MgO a 15 až 27 % SO₃). Ve velmi omezeném rozsahu se pro pravidelné přihnojování sadebního materiálu lesních dřevin pěstovaného na minerálních půdách používají pomalu rozpustná NPK hnojivá, která obsahují dusík ve formě málo rozpustných sloučenin, kondenzátů močoviny s aldehydy, především v močovinoformaldehydové formě. Podíl dusíku v močovino-formaldehydové formě se na celkovém obsahu dusíku pohybuje v poměrně širokém rozsahu 20 až 70 %. Limitujícím faktorem jejich praktického použití je vysoká cena těchto hnojiv. Pokud není uvedeno jinak, jedná se o procenta hmotnostní.

Aplikace jednosložkových dusíkatých hnojiv i vícesložkových NPK hnojiv se zvýšeným obsahem fosforu (7 až 13 % P₂O₅) není zpravidla doplněna podzimní aplikací draselných ahořečnatých hnojiv dle aktuálního obsahu těchto živin v půdě a dle nasycení kationtové výměnné kapacity půd. Při dlouhodobém trendu dochází v půdách lesních školek ke zvýšení obsahu přijatelného fosforu a ke snížení obsahu přijatelného draslíku a především hořčíku. V nedostatečném rozsahu jsou v lesních školkách používaná i organická hnojivá, kterými se kromě organické složky doplňuje do půdy i přijatelných draslík. Malé uplatnění nacházejí i vápenato-hořečnatá hnojivá, která kromě úpravy půdní reakce a dodání vápníku doplňují rostlinám a půdě také hořčík. Výše uvedený stav vede k nízkému nasycení kationtové výměnné kapacity půd lesních školek bazickými kationty (draslíkem, hořčíkem a vápníkem). Při nedostatečném hnojení hořčíkem mají půdy i nízký poměr K:Mg. Na trhu v České republice nejsou speciální granulovaná hnojivá, kterájsou doplněna komponenty zvyšující sorpci živin v půdě, jež zamezují rychlému vyplavování živin ve formě kationtů.

Aplikace převážně používaných forem hnojiv v dosavadní praxi lesního školkařství má tedy několik nevýhod:

(1) není zajištěna optimální a vyvážená aplikace živin v průběhu 2-letého pěstebního cyklu pěstování semenáčků a sazenic lesních dřevin na minerálních půdách;

(2) dochází ke zvyšování obsahu přijatelného fosforu v půdách lesních školek;

(3) dochází k nedostatečné výživě hořčíkem a v sorpčním komplexu půdy je nevyvážený poměr kationtů K a Mg; a (4) nezlepšuje se sorpce živin v půdě.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky odstraňuje „Granulované dusíkaté hnojivo se zeolitem“, které obsahuje 13 % hmota, dusíku (10,5 % hmota. N-NH4, 2,5 % hmota. N-NO3), 29 % hmota, síry rozpustné ve vodě (SO₃) a 30 % hmota, zeolitu. Pro „Granulované dusíkaté hnojivo se zeolitem“ je v textu používaná zkratka GNZ.

- 1 CZ 35679 UI

Zeolit je přírodní hornina se specifickými fýzikálními vlastnostmi. Pro přípravu „Granulovaného dusíkatého hnojivá se zeolitem“ se používá zeolit na bázi minerálu klinoptilolitu (těžební lokality na Slovensku), jehož specifičnost je dána prostorovým uspořádáním kanálků a dutin konstantních rozměrů, ve kterých se mohou sorbovat látky tuhého, kapalného a plynného skupenství. Celkový objem těchto vnitřních pórů je 24 až 32 % objemu. Zeolity na bázi klinoptilolitu mají vysokou kationtovou výměnnou kapacitu, která se pohybuje v rozmezí 60 až 120 mmol/100 g. Tato vlastnost v kombinaci s minerálními hnojivý napomáhá k sorpci kationtů a vede ke snížení ztrát živin vyplavením.

Mřížková struktura umožňuje klinoptilolitu fungovat jako iontoměnič a selektivní sorbent. Sorpce a výměna iontů záleží na jejich náboji a velikosti. Čím více se velikost iontu shoduje s velikostí vstupních pórů mřížky klinoptilolitu, tím snadněji bude ion sorbovaný. Průměr vstupních pórů je přibližně 4 Angstrómy, což odpovídá průměru amonnému iontu NH₄+ a vodě H₂O. Tyto látky vykazují největší afinitu k navázání na klinoptilolit. Klinoptilolit působí jako selektivní adsorbent pro celou škálu kationtů, z tohoto pohledu je zeolit na bázi klinoptilolitu optimální kombinovat s hnojivý s obsahem dusíku v amonné formě. Zeolity mají i vysokou nasákavost zrna, která se pohybuje v rozmezí 35 až 38 % objemu Tato vlastnost zeolitů může při dlouhodobém používání hnojiv s podílem zeolitů zvýšit vodní kapacitu půdy a zlepšit hydraulickou vodivost půdy.

Složení „Granulovaného dusíkatého hnojivá se zeolitem“ a jeho zařazení do systému hnojení je navrženo tak, (1) aby byla zajištěna optimální dodávka dusíku v rámci dvouletého pěstebního cyklu pro prostokořenné semenáčky a sazenice lesních dřevin pěstované na minerálních půdách lesních školek, (2) aby nedocházelo ke zvyšování obsahu přijatelného fosforu v půdách lesních školek, (3) aby bylo možno při následném podzimním hnojení zajistit vyvážený obsah kationtů K a Mg v sorpčním komplexu půd lesních školek, a (4) aby podíl zeolitů v hnojivu zvyšoval v půdě sorpci dusíku ve formě kationtů NH₄ ⁺ a následně i dalších kationtů K⁺, Mg⁺ a Ca⁺.

Příklad uskutečnění technického řešení

Granulační suroviny pro přípravu granulovaného dusíkatého hnojivá se zeolitem podle technického řešení s obsahem živin 13 % hmota, dusíku (10,5 % hmota. N až NH₄, 2,5 % hmota. N-N0₃), 29 % hmota, síry rozpustné ve vodě (SO3) a s podílem 30 % hmota, zeolitů jsou uvedeny v Tab. 1.

Tab. 1: Komponenty pro přípravu granulovaného dusíkatého hnojivá se zeolitem podle technického řešení

Komponenty	Podíl komponent (% hmotnosti)	Dusík \| (obsah v % hmotností)
Síran amonný	48	21
Ledek vápenatý	20	15 J
Zeolit, frakce 0-0,3 mm	30	* $
Doprovodné komponenty	2	* $

Z hlediska obsahu hlavních živin N, P₂O₅, K₂O patří granulované dusíkaté hnojivo se zeolitem mezi jednosložková dusíkatá hnojivá. Přípustné odchylky od obsahu jednotlivých živin odpovídají požadavkům Vyhlášky č. 474/2000 Sb. (Vyhláška Ministerstva zemědělství o stanovení požadavků na hnojivá) a Nařízení Evropského parlamentu a Rady (ES) č. 2003/2003 ze dne 13. října 2003 o hnojivech. Od deklarované hodnoty obsahu dusíku je u jednosložkového dusíkatého hnojivá na bázi síranu amonného a ledku vápenatého povolena absolutní odchylka v procentu hmotnostním 0,3 % hmotnosti. U druhotné živiny (SO₃) se přípustná odchylka stanoví na čtvrtinu deklarovaného

-2CZ 35679 UI obsahu těchto prvků a nejvýše 1,0 % hmotnosti absolutní hodnoty.

Granulované dusíkaté hnojivo se zeolitem má granulací s granulemi o velikosti 2,0 až 6,3 mm, které zajišťují rovnoměrnou aplikaci hnojivá. Frakce granulí zaujímá hmotnostní podíl minimálně 99,0 %.

Granulované dusíkaté hnojivo se zeolitem je určeno k hnojení dusíkem v průběhu vegetačního období pro semenáčky a sazenice lesních dřevin pěstované na minerálních půdách lesních školek. Základní aplikační dávky jsou uvedeny v Tab. 2, těmito dávkami je zajištěna dostatečná aplikace dusíku v průběhu vegetace. Pro smrk ztepilý a borovici lesní je doporučena nižší základní aplikační dávka než pro listnaté dřeviny (buk lesní, dub letní a dub zimní). Při pěstování borovice lesní je v druhém roce pěstebního období doporučeno použít zvýšenou aplikační dávku hnojivá.

Tab. 2: Základní aplikační dávka granulovaného dusíkatého hnojivá se zeolitem podle technického řešení pro pěstování sadebního materiálu lesních dřevin

j Kultura	Dávka hnojivá GNZ 1 (kg/ha)	Dávka dusíku (kg/ha)
§ Smrk ztepilý	150 I	20
§ Borovice lesní	150-230	20-30
§ Listnaté dřeviny	230	30

Při dlouhodobém používání granulovaného dusíkatého hnojivá se zeolitem s 30% podílem zeolitu (Tab. 3) se předpokládá roční aplikace zeolitu 207 kg/ha (20,7 g/m²). Při desetileté aplikaci je to 2.070 kg zeolitu/ha (207 g/m²). Pokud se lOletá dávka zeolitu přepočte na dávku na litr zeminy, dávka 2.070 kg zeolitu na ha odpovídá dávce 1,04 g zeolitu na litr zeminy (při předpokladu zapravení zeolitu do vrstvy 20 cm, tj. 200 1 zeminy/m²).

Tab. 3: Teoretické aplikace zeolitu při aplikaci granulovaného dusíkatého hnojivá se zeolitem podle technického řešení ve třech jarních dávkách.

Termín aplikace i Dávka hnojivá GNZ	Podíl zeolitu j	Dávka zeolitu
__________hnojívá GNZ__________i	(kg/ha)	(% hm.) j	(kg/ha) j
podzim i		i	” $
jaro (duben) i	230	30	69
jaro (květen) i	230	30 69
jaro (květen/červen) i	230	30 j 69
suma i	690	5	207 \|
přepočet - dávka zeolitu - g/m²		5	20,7 \|
přepočet - dávka zeolitu g/l zeminy			0,104 \|
lOietá dávka zeolitu ~ g/m²			207 \|
Wlétá dávka zeolitu ~ g/l zeminy			104 \|

Pro granulované dusíkaté hnojivo se zeolitem se předpokládají 1 až 3 aplikace v prvním vegetačním období a max. 3 aplikace ve druhém vegetačním období (Tab. 4 až 6). Navržené základní dávky

-3CZ 35679 UI a jejich počet je možné upravit podle stavu ve školkách pěstovaných lesních kultur, např. v prvním vegetačním období u jednoletého výsevu borovice se doporučuje aplikovat pouze jednu sníženou dávku (Tab. 5).

Granulovaným dusíkatým hnojivém se zeolitem se v průběhu vegetace dodává pouze dusík. Draslík, hořčík a případně fosfor je nutné, na základě půdních rozborů a velikosti sorpční kapacity půdy, aplikovat před založením kultury (před výsevy či školkováním sadebního materiálu), při podzimní aplikaci (viz Tab. 4 až 6). Vhodná jsou speciální podzimní dvousložková granulovaná hnojivá nebo jednosložková hnojivá - draselná (např. síran draselný - 50 % K₂O), hořečnatá (např. síran hořečnatý - 16 % MgO, kieserit - 25 % MgO), případně i fosforečná (např. fosmag 25 % P2O5, superfosfát - 18 % P2O5). Při výrazném deficitu hořčíku v půdě je možné tuto živinu dodat spolu s vápníkem při vápnění s využitím mletého dolomitického vápence.

Tab. 4: Schéma hnojení smrku ztepilého, dvouletý systém hnojení při použití granulovaného dusíkatého hnojivá se zeolitem podle technického řešení

Termín aplikace	Hnojivo GNZ	Základní dávka v kg/ha
Hnojivo	N ί P \| K	Mg
j před výsadbou______	j podzimní*________	100+150	0 I 0 \| 42	24

duben______________\| GNZ ~ 13 % N květen...............................................pGNZ^^^ květen/červen j GNZ ~ Ϊ3 % Ň září [Podzimní* duben ^GNZ-13%N	150 150 150.......... 100+150 150	20 20 0 20	0 0 ~0~ 0 0	0 .........„......... ~~0 42 0	0 0 ~~~0......... 24 0
květen \|GNZ- 13 % N	150	20	0	0	0
květen/červen ΐ GNZ -13 % N	150	20	0	0	0
suma- pryní vegetační období__________________________________ suma - dvě vegetační období	950 “““T400““	60 “Ϊ20~	0,0 0Ό	82 “g2“	48

* modelová podzimní aplikace draslíku a hořčíku u půd s vysokým obsahem fosforu - příklad aplikace 100 kg/ha síranu draselného (50 % K2O) a 150 kg/ha síranu hořečnatého (16 % MgO)

Tab. 5: Schéma dvouletého systému hnojení borovice lesní se sníženou dávkou v prvním roce po výsevu při použití granulovaného dusíkatého hnojivá se zeolitem podle technického řešení

Termín aplikace	Hnojivo GNZ	Základní dávka v kg/ha j
Hnojivo	N	P	K	Mg j
před výsevem	podzimní*	100+150	0	0	42	24 j
duben	GNZ-13%N	150	20	0	0	0 \|
září	Podzimní*	100+150	0	0	42	24 i
duben.	GNZ-13%N	230	30	0	0	0
květen	GNZ-13 %N	230	30	0	0	0 \|
květen/červen	GNZ-13%N	230	30	0	0	0 \|
suma - první vegetační období	650	.20	0	82	48
suma - dvě vegetační období	1340	110	0	82	48 \|

-4CZ 35679 UI

Tab. 6: Schéma hnojení modelové listnaté dřeviny buku lesního, dvouletý systém hnojení při použití granulovaného dusíkatého hnojivá se zeolitem podle technického řešení

	Základní dávka v kg/ha
Termín aplikace	Hnojivo	Hnojivo	N P	K Mg
před výsadbou	podzimní*	100+150	0	I 0	42	24
duben	GNZ~13%N	230	30	I 0	0	0
květen	GNZ~13%N	230	30	j 0	0	0
květen/červen	GNZ~13%N	230	30	10	0	0
záři	Podzimní*	100+150	0	0	42	24
duben	GNZ-13%N	230	30	i 0	0	0
květen	GNZ - 13 % N	230	30	I 0	0	0
kvéten/červen	GNZ-13%N	230	30	0	0	0
suma - první vegetační období	1190	90	1⁰	82	48
suma ~ dvě vegetační období	1880	180	j 0	82	48

* modelová podzimní aplikace draslíku a hořčíku u příklad půd s vysokým obsahem fosforu (50 % aplikace 100 kg/ha síranu draselného hořečnatého (16 % K2O) a 150 kg/ha síranu MgO)

Průmyslová využitelnost

Granulované dusíkaté hnojivo se zeolitem podle technického řešení je určeno pro přihnojování sadebního materiálu jehličnatých a listnatých druhů lesních dřevin pěstovaných tradičními technologiemi na nekrytých minerálních půdách, přihnojení je realizováno v jarním a na začátku 15 letního období.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Granulované dusíkaté hnojivo se zeolitem, vyznačující se tím, že obsahuje živiny 5 o obsahu: celkový dusík N 13 % hmota., přičemž z toho 10,5 % hmota, je amonný dusík N-NH4 a 2,5 % hmota, nitrátový dusík N-NO3, a dále obsahuje síru v celkovém množství 29 % hmota, jako sírany SO3 a jemný zeolit frakce 0 až 0,3 mm 30 % hmota.

2. Granulované dusíkaté hnojivo se zeolitem podle nároku 1, vyznačující se tím, že má 10 rovnoměrnou granulaci s granulemi o velikosti 2,0 až 6,3 mm.