ES2199425T3 - Composicion fertilizante solida soluble en agua. - Google Patents
Composicion fertilizante solida soluble en agua.Info
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Abstract
La invención se refiere a composiciones de fertilizantes sólidas hidrosolubles impregnadas de tensioactivos junto con concentrados acuosos fabricados a partir de los mismos. También se describe la utilización de composiciones acuosas diluidas fabricadas a partir de dichos concentrados para potenciar la rehumidificación de la uniformidad del agua y las características de retención de nutrientes del medio de cultivo de plantas inicial sin tratar. Las composiciones sólidas de fertilizantes son quebradizas y están compuestas por entre un 65 y un 99% en peso de fertilizante hidrosoluble, y entre un 1 y un 35% en peso de un sistema tensioactivo que comprende un tensioactivo hidrosoluble no iónico y un alquilpoliglucósido en una relación de pesos de al menos 2:1 hasta 1:5. Cuando estas composiciones sólidas se disuelven en agua para formar concentrados que tiene entre un 20 y un 50% en peso de fertilizante, los concentrados son ambos monofásicos y extremadamente estables.
Description
Composición fertilizante sólida soluble en
agua.
La presente invención se refiere a nuevas
composiciones fertilizantes solubles en agua, impregnadas de agentes
tensioactivos, que forman productos secos fluidos que son fácilmente
solubles y se dispersan con facilidad en agua. Además, cuando se
solubilizan, estas composiciones forman una solución de fase única a
lo largo de una amplia gama de concentraciones de fertilizante. La
invención también se refiere al uso de dichas composiciones, una vez
diluidas apropiadamente, para tratar medios de cultivo de plantas y
mejorar así determinadas propiedades de los mismos. Más
particularmente, la presente invención se refiere a composiciones de
agente tensioactivo/compatibilizador/fertilizante que:
- i)
- son extremadamente estables en caso de altas concentraciones de fertilizante en agua, es decir, no se separan en fases; y
- ii)
- una vez diluidas y aplicadas a diversos medios de cultivo de plantas, mejoran la retención tanto de agua como de nutrientes en dichos medios.
Se han propuesto muchos métodos para mejorar las
propiedades de medios de cultivo de plantas, tales como tierra,
suelos hortícolas y diversos substratos de cultivo de plantas
hidropónicos que imitan suelo. Por ``mejorar las propiedades''
quiere decirse que dichas técnicas pueden promover directa o
indirectamente el desarrollo aumentando el rendimiento y/o mejorando
la calidad de los productos vegetales cultivados en dichos medios de
cultivo.
Para mejorar medios de cultivo de plantas y/o
proporcionar un substrato para el suministro de nutrientes se han
propuesto diversos materiales basados en minerales, tales como
bentonita (utilizada frecuentemente para mejorar suelos ligeramente
arenosos); perlita; montmorillonitas; arcillas naturales dilatadas
por calor, por ejemplo vermiculita; y arcillas con contenido de
silicatos producidas sintéticamente y naturales. Además, hace mucho
tiempo que se sabe que la materia orgánica como el mantillo, corteza
hecha ``compost'' o turba pulverizada, por ejemplo una turba de
esfagnos, cañavera o hypnum, en el suelo ayuda a éste a absorber y
retener la humedad y mejora la capacidad de penetración del agua en
la superficie del suelo.
Otros materiales mejoradores del rendimiento de
medios de cultivo de plantas son, por supuesto, los fertilizantes.
En los campos de la horticultura y la floricultura, especialmente en
la producción de cultivos de invernadero, los fertilizantes elegidos
son predominantemente fertilizantes solubles en agua. Los
fertilizantes son mezclas complejas de componentes inorgánicos y,
opcionalmente, orgánicos capaces de proporcionar los elementos
requeridos para el desarrollo de la planta. Estos elementos
nutrientes incluyen, más particularmente, N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn,
Zn, Cu, Mo, B, Co, S y Na. Se han seleccionado fertilizantes
nitrogenados de liberación controlada, por ejemplo, entre compuestos
de nitrógeno orgánicos tales como condensado de
urea-formaldehído o
crotonilidén-diurea, mientras que los compuestos de
amonio, nitrato y amida-nitrógeno se encuentran
entre los constituyentes de acción rápida. Se ha comprobado que los
fosfatos de amonio, potasio, magnesio y calcio que son solubles en
agua son útiles para suministrar fosfato a las plantas. El potasio
se emplea, por ejemplo, en forma de K_{2}SO_{4},
K_{2}HPO_{4}, KH_{2}PO_{4} o KCl, pero frecuentemente
también se utiliza sulfato potásico magnésico. El magnesio se puede
emplear en forma de diversas sales de sulfato. Otros componentes
fertilizantes son, por ejemplo, molibdato de amonio, sulfato de
hierro y sulfato de cinc, así como ácido bórico y oligoelementos
quelados. Algunos componentes orgánicos adecuados que se pueden
utilizar como nutrientes y/o como agregados y materiales de carga en
medios de cultivo de plantas consisten en biomasas de bacterias y
hongos, urea, virutas de cuerno, harina de cuerno, sangre y harina
de hueso, polvo de algas marinas y similares.
Las partículas fertilizantes, en general, tienden
a mostrar como mínimo una característica no deseable. Los
fertilizantes por sí mismos tienden a ``apelmazarse'' y el
``apelmazamiento'' dificulta su manipulación a granel por el
productor y el usuario final. Se cree que este apelmazamiento de los
fertilizantes está causado por diversos factores, por ejemplo la
formación de puentes cristalinos según la cual se forman conexiones
sólidas en los puntos de contacto entre los gránulos.
Alternativamente se puede producir una adhesión o unión por
capilares entre los gránulos, requiriéndose con frecuencia una
fuerza considerable para romper esta adhesión o unión. Las fuerzas
cohesivas variarán dependiendo de las condiciones de almacenamiento
y otras variables. La naturaleza higroscópica de los fertilizantes
también conduce a un apelmazamiento no deseable. No obstante, en
cualquier caso el apelmazamiento causa un grave problema para el que
no hay ninguna solución completamente satisfactoria.
Generalmente se añaden agentes humectantes
tensioactivos a los medios de cultivo de plantas para mejorar
determinadas características de los medios, específicamente la
retención inicial de agua, la penetración del agua, la uniformidad
de humectación y las propiedades de rehumectación del substrato. En
Estados Unidos se están comercializando actualmente agentes
tensioactivos no iónicos y aniónicos como agentes humectantes para
medios de cultivo de plantas en la producción en invernaderos. Sin
embargo, los agentes tensioactivos aniónicos pueden resultar
afectados negativamente por sales y otros compuestos contenidos
normalmente en el substrato del medio. Además, es menos probable que
los agentes tensioactivos no iónicos afecten de forma perjudicial a
las bacterias beneficiosas que normalmente contienen los medios de
cultivo de plantas, tales como el suelo, que los agentes
tensioactivos aniónicos. Además, los agentes tensioactivos no
iónicos no se ionizan y, debido a ello, son comparativamente
insensibles a los electrólitos que se encuentran en el substrato del
medio. A consecuencia de lo anteriormente expuesto y también debido
a su eficacia general y su fitoseguridad, los agentes tensioactivos
no iónicos constituyen la mayor parte de los agentes humectantes
vendidos en EE.UU., y de hecho en todo el mundo, para mejorar los
medios de cultivo de plantas. Estos agentes humectantes no iónicos
han de presentar una considerable solubilidad en agua. Como ejemplos
de materiales solubles en agua de este tipo se mencionan:
- 1)
- poliéter-glicoles poliméricos de bloques obtenidos, por ejemplo, mediante la adición de óxido de etileno a un producto de condensación de óxido de propileno con propilén-glicol;
- 2)
- condensados de alquil-fenol/óxido de polietileno que son productos de condensación de alquil-fenoles con óxido de etileno:
- 3)
- productos de condensación de alcoholes alifáticos con óxido de etileno;
- 4)
- productos de condensación de óxido de etileno con los productos resultantes de la reacción de óxido de propileno y etilén-diamina;
- 5)
- amoníaco, monoetanol y dietanol-amidas de ácidos grasos de acilo; estas porciones de acilo se derivan normalmente de glicósidos naturales, pero también se pueden derivar sintéticamente; y
- 6)
- diversos agentes tensioactivos no iónicos de cadena larga semipolares, incluyendo:
- i)
- óxidos de amina terciaria,
- ii)
- óxidos de fosfina terciaria, y
- iii)
- sulfóxidos.
Los dos grupos predominantes de agentes
tensioactivos no iónicos utilizados en medios de cultivo de plantas
son los polietoxilatos de alquil-fenol y los
polioles, siendo preferentes los polietoxilatos de
alquil-fenol.
Cuando se transportan fertilizantes solubles en
agua y agentes tensioactivos no iónicos a un sitio de medio de
cultivo de plantas, normalmente se lleva a cabo a través de sistemas
de riego acuoso que terminan en un pulverizador aéreo o una línea de
goteo. Los fertilizantes solubles en agua también se pueden
suministrar a través de una serie de sistemas de riego subterráneo
como componente del proceso de riego estándar. Aunque los dos
productos se utilizan en común, frecuentemente cada uno de ellos se
conserva en forma de una solución concentrada en un depósito de
almacenamiento individual y después se bombea, diluye e inyecta
independientemente en el sistema de riego. La razón de que el
fertilizante y los agentes tensioactivos no iónicos se solubilicen
en depósitos individuales consiste en que las soluciones
concentradas de fertilizante normalmente son incompatibles con los
agentes humectantes hortícolas tales como los agentes tensioactivos
no iónicos. La incompatibilidad puede conducir a la formación de una
solución polifásica, por ejemplo, la separación del agente
tensioactivo y la solución acuosa concentrada de fertilizante, o al
desalado de uno o más de los componentes fertilizantes. La
incompatibilidad entre los fertilizantes solubles en agua y los
agentes tensioactivos humectantes es un problema de poca importancia
en las soluciones de fertilizante diluidas; sin embargo, cuando las
concentraciones aumentan a los niveles deseables en los depósitos de
almacenamiento, es decir, especialmente entre aproximadamente un 20
y aproximadamente un 50 por ciento en peso, la compatibilidad se
convierte en un problema grave.
La técnica de la detergencia ha mostrado que
mezclando agentes tensioactivos no iónicos con
alquil-poliglicósidos como coagentes tensioactivos
se logra un aumento de la inhibición de la corrosión, se mejora la
estabilización de la espuma y se intensifica la detergencia de
lavado para una amplia gama de tejidos (patente U.S. nº
4,483,780).
Se han añadido mezclas de coagentes tensioactivos
de alquil-poliglicósidos y un agente tensioactivo
aniónico, tal como sulfonato de alquil-naftaleno, a
pesticidas para reducir las tensiones superficiales de estas
composiciones (patente U.S. nº 5,516,747).
La patente U.S. nº 5,385,750 revela que la
adición de un alcohol graso mejora la capacidad de humectación de
una mezcla acuosa de un glicósido alifático y un material a
pulverizar, tal como un pesticida, especialmente cuando es necesario
penetrar en una capa aceitosa o cerosa. También se describen
adyuvantes de alcohol graso-glicósido compatibles
con productos fertilizantes nitrogenados.
La patente U.S. nº 5,258,358 da a conocer
composiciones para controlar la vegetación no deseable que
comprenden un nuevo herbicida específico, un
alquil-poliglicósido y como mínimo un agente
tensioactivo seleccionado entre el grupo formado por un sulfato de
éter poliglicólico de alcohol graso, un óxido de
alquil-dimetil-amina, un cloruro de
alquil-dimetil-bencil-amonio
y un ácido
alquil-dimetil-amino-acético
de coco o una sal del mismo.
Una publicación PCT de Zeneca Limited (WO
96/00010) da a conocer composiciones herbicidas de glifosato que
presentan ``buena actividad en ausencia de lluvia con una
estabilidad eficaz frente a la lluvia'' mezclando el herbicida con
una composición adyuvante que comprende un
alquil-poliglicósido y un alcohol etoxilado.
Los horticultores y otras personas que trabajan
con medios de cultivo de plantas se enfrentan en la actualidad con
la disyuntiva de pretratar o no los medios con un agente humectante.
Por ``pretratar'' quiere decirse que un agente humectante,
habitualmente un agente tensioactivo no iónico, se mezcla
íntimamente con el medio de cultivo de plantas, equivaliendo la
cantidad en general a 0,1-20 onzas líquidas/yarda
cúbica. Los medios se ``pretratan'' si se desea mejorar la
uniformidad de humectación y la retención de agua de los medios
tanto inicialmente (T = 0) como a lo largo de períodos prolongados
(con o sin reiteración del riego). La mayor parte de los medios de
cultivo de plantas comerciales más solicitados están pretratatos con
un agente tensioactivo. Los medios de cultivo de fabricantes de
segunda fila y los producidos por los agricultores frecuentemente no
contienen ningún agente tensioactivo.
Por consiguiente, un objeto de esta invención
consiste en proporcionar composiciones fertilizantes sólidas
particuladas solubles en agua, no aglomerantes o como mínimo
friables, que se puedan solubilizar con facilidad en agua para
formar soluciones concentradas compatibles, es decir, de una sola
fase. Además, otro objeto de esta invención consiste en proporcionar
un proceso con el que los niveles de retención de agua y de
uniformidad de medios de cultivo de plantas, después de un breve
período de tiempo (habitualmente 7-10 días) y un
secado (hasta menos de un 20% de agua), se puedan llevar
esencialmente a los niveles iniciales (T = 0) de los medios
pretratados con una gran intensificación de la retención de
nutrientes fertilizantes.
La presente invención se refiere a composiciones
fertilizantes que consisten esencialmente en un fertilizante soluble
en agua y un sistema tensioactivo consistente esencialmente en un
etoxilato de alquil-fenol o un agente tensioactivo
no iónico de copolímero de bloques de óxido de etileno-óxido de
propileno y un compatibilizador de
alquil-poliglicósido.
La invención también se refiere a un proceso para
obtener y mantener niveles altos de retención de agua y uniformidad
de medios de cultivo de plantas no pretratados en comparación con
los niveles alcanzables con medios pretratados, junto con el aumento
de los niveles de nutrientes fertilizantes por encima de los niveles
alcanzables hasta la fecha con medios pretratados similares. Este
proceso comprende la aplicación de las composiciones fertilizantes
de esta invención anteriormente descritas a medios que no han sido
pretratados. Adicionalmente, esta tecnología permite al usuario
final formular un único producto en un concentrado en un depósito en
lugar de tener que comprar y mantener dos o más depósitos
independientes y controlar la mezcla de los componentes individuales
para evitar el riesgo de separación de fases arriba mencionado.
Además, los usuarios de medios de cultivo de plantas pueden lograr
una reducción considerable de los gastos, dado que
- i)
- no tienen que pretratar los medios antes de su uso y
- ii)
- se reduce el nivel de lixiviación de fertilizante que se produce en las aplicaciones iniciales de fertilizantes líquidos.
Se ha descubierto sorprendentemente que
determinados fertilizantes solubles en agua se pueden preparar en
altas concentraciones acuosas, es decir entre un 20 y un 50 por
ciento en peso, en presencia de cantidades relativamente pequeñas de
un sistema tensioactivo, de tal modo que el concentrado de la
composición final es compatible, es decir, no se produce separación
de fases, y dicha compatibilidad permanece estable a lo largo de
períodos de tiempo prolongados. El sistema tensioactivo comprende
una mezcla íntima de un agente tensioactivo no iónico y un
compatibilizador de alquil-glucósido superior en una
proporción en peso de menos de 2:1 a 1:5 y un porcentaje en peso en
el concentrado entre un 0,5 y un 10. Todos los porcentajes en peso
expresados en esta especificación y las reivindicaciones se basan en
el peso total de la composición respectiva.
Adicionalmente, las composiciones fertilizantes
sólidas particuladas de esta invención mejoran en gran medida los
problemas de apelmazamiento, es decir, aglomeración, inherentes a
muchas de las composiciones fertilizantes de la técnica anterior, ya
que las presentes composiciones sólidas son friables. Es decir,
aunque se puede producir una adhesión de partículas, las conexiones
o fuerzas de unión entre las partículas son muy débiles y se rompen
fácilmente mediante una suave presión o fuerza mecánica, por ejemplo
agitación o vibración.
Además, el uso de las composiciones fertilizantes
de esta invención, cuando se diluyen apropiadamente con agua y se
aplican a los medios de cultivo de plantas, no sólo permite al
usuario final obviar la necesidad de comenzar con un substrato
pretratado, sino que también posibilita una alta retención de agua
junto con un considerable aumento de la retención de nutrientes, es
decir, la lixiviación de nutrientes se puede reducir al mínimo
incluso con una alta retención de agua. La lixiviación de nutrientes
es un grave problema en la técnica. Por ejemplo, en caso de fuertes
precipitaciones o riego intenso, el nitrato se elimina por lavado
con bastante rapidez en medios no tratados. La pérdida considerable
de nitrógeno puede tener un grave efecto inhibidor del crecimiento.
Los intentos de corregir el problema pueden conducir a una costosa
sobrealimentación o subalimentación de las plantas.
Todos los nutrientes solubles en agua adecuados
para plantas son fertilizantes inorgánicos y/u orgánicos, sales
fertilizantes o fertilizantes minerales solubles en agua, por
ejemplo urea, fosfato de urea, nitrato de amonio, sulfato de amonio,
fosfato monoamónico y diamónico, fosfato monopotásico, cloruro de
potasio, sulfato de potasio, fosfato de potasio, nitrato de potasio,
sulfato-nitrato de amonio, nitrato de Chile, fosfato
de potasio-amonio, nitrato de sodio, fertilizantes
nitrogenados, fertilizantes mixtos con contenido de urea, sales de
potasio, fertilizantes compuestos de N, P, K, fertilizantes
compuestos de N, P, K con contenido de oligoelementos y mezclas de
estos fertilizantes o fertilizantes minerales.
Los micronutrientes solubles en agua adecuados
son especialmente los cloruros, sulfatos o nitratos de Ca, Mg, Fe,
Ni, Mn, Zn, Cu y Co, así como Mo en forma de molibdatos solubles en
agua, y boro en forma de ácido bórico o anhídrido bórico.
Para asegurar la solubilidad en agua de las sales
arriba mencionadas, con frecuencia se utilizan cationes de los
micronutrientes en forma de complejos o parcialmente en forma de
complejos. Para preparar productos sólidos también se pueden
utilizar mezclas de sales micronutrientes solubles en agua y
formadores de complejos solubles en agua de modo que los cationes
micronutrientes formen complejos al disolver la mezcla sólida en
agua. Por ejemplo, unos agentes formadores de complejos conocidos
consisten en sales metálicas alcalinas de
N-carboxi-alquil-aminoácidos
que pueden formar compuestos de quelato solubles en agua con
cationes micronutrientes. Es generalmente sabido que los
micronutrientes deben ser solubles en agua para que las plantas los
puedan absorber y utilizar. Por esta razón, los micronutrientes
comercializados generalmente contienen las sales en forma de
complejos.
La proporción de los nutrientes individuales para
plantas en las composiciones de esta invención no es crítica y se
puede adaptar a los requisitos habituales y conocidos para los
fertilizantes.
Los agentes humectantes no iónicos de esta
invención han de presentar una considerable solubilidad en agua.
Estos compuestos solubles en agua son:
- 1)
- glicoles poliméricos de bloques de óxido de etileno-óxido de propileno obtenidos, por ejemplo, mediante la adición de óxido de etileno a un producto de condensación de óxido de propileno con propilén-glicol;
- 2)
- condensados de alquil-fenol/óxido de polietileno que son productos de condensación de alquil-fenoles con óxido de etileno.
Los dos grupos predominantes de agentes
tensioactivos no iónicos utilizados actualmente en medios de cultivo
de plantas son los polietoxilatos de alquil-fenol y
los polioles, siendo preferentes los polietoxilatos de
alquil-fenol.
Los etoxilatos de alquil-fenol
son condensados de alquil-fenol/óxido de
polietileno obtenidos a partir de alquil-fenoles que
tienen como mínimo un grupo alquilo que contiene entre 4 y 20,
preferentemente entre 5 y 12, átomos de carbono en una configuración
de cadena lineal o de cadena ramificada en el fenol y que se
condensan con óxido de etileno, estando presente dicho óxido de
etileno en cantidades iguales a 2 a 50, preferentemente de 5 a 25,
moles de óxido de etileno por mol de alquil-fenol.
El sustituyente de alquilo en estos compuestos se puede derivar, por
ejemplo, de propileno polimerizado, diisobutileno, octeno o noneno,
sin estar limitado a éstos.
Los ejemplos de compuestos de este tipo incluyen
nonil-fenol condensado con aproximadamente 9,5 moles
de óxido de etileno por mol de nonil-fenol,
dodecil-fenol condensado con aproximadamente 12
moles de óxido de etileno por mol de fenol,
diamil-fenol condensado con aproximadamente 9 moles
de óxido de etileno por mol de fenol; dinonil-fenol
condensado con aproximadamente 15 moles de óxido de etileno por mol
de fenol, y diisooctil-fenol condensado con
aproximadamente 15 moles de óxido de etileno por mol de fenol. Los
agentes tensioactivos no iónicos de este tipo comercialmente
disponibles incluyen la serie de agentes tensioactivos no iónicos
Igepal, por ejemplo CO-630 y
DAP-9, comercializados por Rhodia Inc.
DAP-9, comercializados por Rhodia Inc.
Los polioles que, como se menciona más arriba,
son los glicoles poliméricos de bloques obtenidos, por ejemplo,
mediante la adición de óxido de etileno (OE) a un producto de
condensación de óxido de propileno (OP) con
propilén-glicol. El núcleo de
polioxi-propileno de bloques, siendo hidrófobo,
tiene como mínimo aproximadamente 9 unidades de OP y habitualmente
se encuentra en el rango entre aproximadamente un peso molecular
promedio en masa de 950 y aproximadamente un peso molecular de
4.000. El óxido de etileno (OE) se añade al núcleo entre
aproximadamente un 10% y aproximadamente un 80%. En una realización
preferente, el peso molecular promedio en masa del núcleo de
polioxi-propileno es de aproximadamente 1.750 con
una adición de OE entre aproximadamente un 20 y aproximadamente un
40 por ciento en peso. En la presente invención también se pueden
utilizar los copolímeros de bloques inversos, es decir, aquellos que
presentan un núcleo de polioxi-etileno y una adición
de óxido de polipropileno. Los agentes tensioactivos poliméricos de
bloques no iónicos de este tipo comercialmente disponibles incluyen
los de la serie Antaroz, por ejemplo L-62 y
L-64, también comercializados por Rhodia Inc.
Se entiende que los
alquil-glicósidos son los productos de reacción de
azúcares y alcoholes grasos, siendo componentes de azúcar adecuados
las aldosas y cetosas tales como glucosa, fructosa, manosa,
galactosa, talosa, gulosa, alosa, altrosa, idosa, arabinosa, xilosa,
lixosa, lactosa, sacarosa, maltosa, maltotriosa, celobiosa,
melobiosa y ribosa, denominadas en lo sucesivo glicosas. Los
alquil-glicósidos particularmente preferentes son
los alquil-glucósidos debido a la fácil
disponibilidad de la glucosa. En su sentido más amplio, está
previsto que el término ``alquil'' en
alquil-glicósido abarque el residuo de un alcohol
alifático, preferentemente un alcohol graso, obtenible de grasas
naturales, es decir, residuos saturados e insaturados y también
mezclas de los mismos, incluyendo aquellos que tengan longitudes de
cadena diferentes. Los términos
alquil-oligoglicósido,
alquil-poliglicósido,
alquil-oligosacárido y
alquil-polisacárido se refieren a glicosas
alquiladas el tipo en el que un radical alquilo en forma del acetal
se une a más de un residuo de glicosa, es decir, a un residuo de
polisacárido u oligosacárido; éstos términos se consideran en
general como sinónimos entre sí. Por consiguiente, el
alquil-monoglicósido es el acetal de un
monosacárido. Dado que los productos de reacción de los azúcares y
los alcoholes grasos son generalmente mezclas, está previsto que el
término alquil-glicósido incluya tanto
alquil-monoglicósidos como
alquil-poli-(oligo)glicósidos.
Opcionalmente puede haber una cadena de
polioxi-alquileno uniendo la porción de alcohol y la
porción de sacárido. El alcóxido preferente es óxido de etileno.
Los alquil-glicósidos superiores
manifiestan propiedades tensioactivas. Por
``alquil-glicósido superior'' quiere decirse un
glicósido que tiene un sustituyente de alquilo que tiene un tamaño
medio de más de cuatro átomos de carbono.
Los grupos lipófilos de los
alquil-poliglicósidos se derivan de alcoholes,
preferentemente monohídricos para aplicaciones de compatibilizador,
y deberían contener entre 4 y 22, preferentemente entre 7 y 16,
átomos de carbono. aunque los grupos preferentes son alifáticos
saturados o alquilo, puede haber presentes algunos grupos de
hidrocarburo alifático insaturado. Por consiguiente, los grupos
preferentes se derivan de los alcoholes grasos derivados de las
grasas y aceites naturales tales como octilo, decilo, dodecilo,
tetradecilo, hexadecilo, octadecilo, oleílo y linoleílo, pero
también se pueden derivar grupos de alcoholes Ziegler u oxoalcoholes
producidos sintéticamente que contengan 9, 10, 11, 12, 13, 14 ó 15
átomos de carbono. Los alcoholes de ácidos grasos naturales, que
típicamente contienen un número par de átomos de carbono, y mezclas
de alcoholes están comercialmente disponibles, por ejemplo como
mezclas de C_{8} y C_{10}, C_{12} y C_{14} y similares. Los
alcoholes producidos sintéticamente, por ejemplo los producidos
mediante un oxoproceso, contienen números tanto impares como pares
de átomos de carbono, por ejemplo en forma de mezclas de C_{9},
C_{10} y C_{11}.
Desde su producción, los
alquil-glicósidos pueden contener pequeñas
cantidades, por ejemplo entre un 1 y un 2%, de alcohol de cadena
larga no reaccionado, que no afectan negativamente a las propiedades
de los sistemas tensioactivos producidos con ellos.
Específicamente, los
alquil-poliglicósidos utilizados preferentemente en
la presente invención se obtienen mediante la reacción de alcanoles
con glucosa u otros mono-, di- o polisacáridos. Los
alquil-poliglicósidos preferentes utilizados en la
presente invención son alquil-poliglucósidos
obtenidos mediante la reacción de glucosa con un alcohol de cadena
lineal o ramificada o una mezcla de alcanoles, por ejemplo una
mezcla de alcanoles que contenga de 4 a 22, preferentemente de 7 a
16, por ejemplo de 8 a 10, átomos de carbono. El número de grupos de
glucosa por grupo alquilo en la molécula puede variar y son posibles
derivados de alquil-mono-, di- o poliglucosa o
sacárido. Los alquil-poliglucósidos comerciales
contienen normalmente una mezcla de derivados que presenta una
cantidad media de grupos de glicosa por grupo alquilo (Grado de
Polimerización - Degree of Polymerization o D.P.) por ejemplo entre
1 y 4, preferentemente de 1 a 2. Existen numerosos
alquil-poliglicóxidos adecuados comercialmente
disponibles incluyendo, por ejemplo, AL2042 (ICI), AGRIMUL 2069 o
AGRIMUL PG 2067 (Henkel) y ATPLUS 258 (ICI).
Los procesos descritos en las siguientes patentes
U.S.: 4,950,743; 5,266,690; 5,304,639; 5,374,716; 5,449,763 y
5,457,190.
Si se desea un producto granular sólido, friable
y soluble en agua, de sistema tensioactivo/fertilizante, el sistema
tensioactivo, que como mínimo incluye los componentes de agente
tensioactivo no iónico/compatibilizador de
alquil-glicósido, se puede añadir al fertilizante
soluble en agua utilizando diversos métodos de aplicación comunes
muy conocidos en la técnica. Los componentes del sistema
tensioactivo se pueden mezclar previamente y añadir después al
fertilizante, que es el proceso preferente, o se pueden añadir
individualmente al mismo tiempo o de forma sucesiva. En los procesos
típicos para producir los productos particulados sólidos de esta
invención, primero se introducen los componentes fertilizantes en un
dispositivo mezclador o de cizallamiento tal como un Hobart Mixer,
un mezclador giratorio tal como un Continental Blender, un mezclador
de cinta o un mezclador de cizallamiento de alta velocidad. Después
se añaden los componentes del sistema tensioactivo tal como se
describe más arriba. Cuando se utiliza un mezclador giratorio, el
sistema tensioactivo se calienta preferentemente a una temperatura
entre 27ºC (80ºF) y 66ºC (150ºF) y se pulveriza sobre el
fertilizante. En los sistemas de cizallamiento de alta velocidad
habitualmente es suficiente la aplicación del sistema tensioactivo a
temperaturas ambiente. Cuando se utiliza un Hobart Mixer, el
producto se procesa preferentemente además mediante un molino de
bolas, un molino de martillos o un equipo similar para eliminar los
terrones aglomerados. En los mezcladores de cinta se han utilizado
con éxito agentes tensioactivos tanto calentados como no
calentados.
En el sistema tensioactivo de esta invención, la
relación entre el agente tensioactivo no iónico y el
alquil-poliglicósido ha de ser entre menos de 2:1 y
1:5; preferentemente entre menos de 1,4:1 y 1:2.
La concentración total de fertilizante soluble en
agua en las composiciones de fertilizante sólido/sistema
tensioactivo de esta invención es del 65 al 99 por ciento en peso,
preferentemente del 85 al 94 por ciento en peso, basado en el peso
del fertilizante/sistema de agente tensioactivo. La concentración
total de fertilizante soluble en agua en las composiciones de
fertilizante sólido/sistema de agente tensioactivo de esta invención
es del 1 al 35 por ciento en peso, preferentemente del 6 al 15 por
ciento en peso, basado en el peso del fertilizante/sistema de agente
tensioactivo.
Se pueden preparar soluciones o dispersiones
acuosas concentradas estables de las composiciones de fertilizante
soluble en agua/sistema tensioactivo de esta invención mezclando las
composiciones sólidas de esta invención arriba descritas con una
cantidad apropiada de agua, que es el método preferente, o mezclando
los componentes individuales con una cantidad apropiada de agua al
mismo tiempo o de forma sucesiva.
La concentración total del fertilizante soluble
en agua en los concentrados fertilizantes acuosos estables de fase
única de esta invención es del 20 al 50 por ciento en peso,
preferentemente del 30 al 40 por ciento en peso, basado en el peso
total del concentrado acuoso. La concentración total del sistema
tensioactivo en los concentrados acuosos de esta invención es del
0,5 al 10 por ciento en peso, preferentemente del 2 al 6 por ciento
en peso, basado en el peso total del concentrado acuoso.
Los concentrados fertilizantes acuosos de esta
invención son estables, es decir, no se separan en fases, durante
períodos de tiempo prolongados. Cuando se va a utilizar, el
concentrado se diluye con agua adicional hasta la concentración
deseada. Los concentrados fertilizantes diluidos se aplican
preferentemente en forma de una pulverización fina, por goteo o
inundación. El procesado posterior de los medios dispersará
adicionalmente la composición. Para dispersar fácilmente las
composiciones de esta invención sobre el área necesaria del medio de
cultivo de plantas, la concentración de la composición en la
solución aplicada ha de ser relativamente baja. Se ha comprobado que
normalmente resulta satisfactoria una concentración del fertilizante
y el sistema tensioactivo entre un 0,01 y un 5 por ciento en peso en
agua. Las concentraciones aplicadas, por ejemplo a medios de cultivo
de plantas, no son críticas y se pueden adaptar a los requisitos
prácticos en cada caso, dependiendo por ejemplo del tipo de plantas
y de las propiedades del suelo. En cualquiera de estos casos, los
niveles de concentración apropiados son bien conocidos en la
técnica.
A diferencia de los ejemplos de funcionamiento, o
donde se indique de otra manera, todos los números que expresen
cantidades de ingredientes o condiciones de reacción aquí utilizados
han de entenderse como si estuvieran modificados en todos los casos
por el término ``aproximadamente''.
Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar,
pero no limitar, la invención. Todas las partes y porcentajes son en
peso, a no ser que se indique de otro modo.
Se prepara una serie de soluciones utilizando una
mezcla fertilizante de N-P-K soluble
en agua, a saber: una mezcla
20-20-20. En recipientes de vidrio
de 250 ml, el fertilizante 20-20-20
en tres concentraciones acuosas: 25, 40 y 50 por ciento, se mezclan
con soluciones acuosas al cinco por ciento que varían entre un 0,25
y un 2,0 por ciento en peso de AquaGro 2000M, una marca comercial de
Aquatrols Corporation of America para un etoxilato de
alquil-fenol no iónico, específicamente
2,4-di-t-amil-fenol
(9 OE). Como puede observarse en la siguiente Tabla 1, en los casos
de altas concentraciones de fertilizante de estos ensayos, el
fertilizante y el agente tensioactivo no iónico son incompatibles,
bien se desarrollaba un precipitado o bien se formaban dos fases en
cuestión de minutos.
A continuación se preparan cinco soluciones
acuosas de fertilizante 20-20-20 en
recipientes de vidrio de 250 ml, con cada una de las tres
concentraciones arriba indicadas, es decir, 25, 40 y 50 por ciento
en peso. Se preparan individualmente mezclas en una proporción uno a
uno de AquaGro 2000M y un C_{1-8} G1.7
alquil-poliglicósido (Agrimul PG 2067, vendido por
Henkel Corporation) en cinco mezclas de concentración entre el 0,5 y
el 4,0 por ciento en peso y se añaden a cada una de las soluciones
de fertilizante 20-20-20 tal como se
indica en la siguiente Tabla I.
| Fertilizante | AquaGro | Compatible | Fertilizante | AquaGro | Agrimul | Compatible |
| 20-20-20 | 2000M | 20-20-20 | 2000M | PG 2067 | ||
| (% peso) | (% peso) | (Sí/No) | (% peso) | (% peso) | (% peso) | (Sí/No) |
| 25 | 0,25 | No | 25 | 0,25 | 0,25 | Sí |
| 25 | 0,5 | No | 25 | 0,5 | 0,5 | Sí |
| 25 | 0,75 | No | 25 | 0,75 | 0,75 | Sí |
| 25 | 1,0 | No | 25 | 1,0 | 1,0 | Sí |
| 25 | 2,0 | No | 25 | 2,0 | 2,0 | Sí |
| Fertilizante | AquaGro | Compatible | Fertilizante | AquaGro | Agrimul | Compatible |
| 20-20-20 | 2000M | 20-20-20 | 2000M | PG 2067 | ||
| (% peso) | (% peso) | (Sí/No) | (% peso) | (% peso) | (% peso) | (Sí/No) |
| 40 | 0,25 | No | 40 | 0,25 | 0,25 | No |
| 40 | 0,5 | No | 40 | 0,5 | 0,5 | Sí |
| 40 | 0,75 | No | 40 | 0,75 | 0,75 | Sí |
| 40 | 1,0 | No | 40 | 1,0 | 1,0 | Sí |
| 40 | 2,0 | No | 40 | 2,0 | 2,0 | Sí |
| 50 | 0,25 | No | 50 | 0,25 | 0,25 | No |
| 50 | 0,5 | No | 50 | 0,5 | 0,5 | Sí |
| 50 | 0,75 | No | 50 | 0,75 | 0,75 | Sí |
| 50 | 1,0 | No | 50 | 1,0 | 1,0 | Sí |
| 50 | 2,0 | No | 50 | 2,0 | 2,0 | Sí |
Los resultados muestran que, excepto en el caso
de las concentraciones de fertilizante de un 40 por ciento en peso o
más, en las que se necesitó como mínimo aproximadamente un 1 por
ciento en peso de la mezcla total de agente
tensioactivo/compatibilizador, las mezclas de agente
tensioactivo/compatibilizador de esta invención son capaces de
estabilizar, es decir, establecer soluciones de fase única sin
precipitado, altas concentraciones acuosas de fertilizantes solubles
en agua.
En doce recipientes de vidrio de 250 ml se
preparan concentraciones acuosas al cincuenta por ciento en peso de
un fertilizante soluble en agua en mezcla
20-20-20. Se prepara un sistema
tensioactivo de AquaGro 2000M y el Agrimul PG 2067 y se añade a las
composiciones fertilizantes de tal modo que se alcancen
concentraciones totales entre el 2,25 y el 8,0 por ciento en peso,
basado en el peso total de la composición, y relaciones entre el
etoxilato de fenol y el glicósido entre 8:1 y 1:1, tal como se
indica en la siguiente Tabla II
| Fertilizante | AquaGro | Agrimul | Relación en peso | Compatible |
| 20-20-20 | 2000M | PG 2067 | ||
| (% en peso) | (% en peso) | (% en peso) | AquaGro/Agrimul | (Sí/No) |
| 50 | 2,0 | 0,25 | 8:1 | No |
| 50 | 2,0 | 0,5 | 4:1 | No |
| 50 | 2,0 | 1,0 | 2:1 | Sí |
| 50 | 2,0 | 1,25 | 1,6:1 | Sí |
| 50 | 2,0 | 1,5 | 1,33:1 | Sí |
| 50 | 2,0 | 2,0 | 1:1 | Sí |
| 50 | 4,0 | 0,5 | 8:1 | No |
| 50 | 4,0 | 1,0 | 4:1 | No |
| 50 | 4,0 | 2,0 | 2:1 | No |
| Fertilizante | AquaGro | Agrimul | Relación en peso | Compatible |
| 20-20-20 | 2000M | PG 2067 | ||
| (% en peso) | (% en peso) | (% en peso) | AquaGro/Agrimul | (Sí/No) |
| 50 | 4,0 | 2,5 | 1,6:1 | Sí |
| 50 | 4,0 | 3,0 | 1,33:1 | Sí |
| 50 | 4,0 | 4,0 | 1:1 | Sí |
Así, tal como se puede observar en los resultados
mostrados en la anterior Tabla II, cuando se utilizan cantidades
significativas del agente tensioactivo no iónico, por ejemplo un
etoxilato de alquil-fenol, la relación del agente
tensioactivo no iónico con respecto al glicósido en los sistemas
tensioactivos de esta invención ha de ser inferior a 2:1 para
obtener los resultados de compatibilidad de fase única de esta
invención.
Se prepara una serie de soluciones acuosas
concentradas utilizando una mezcla fertilizante de
N-P-K soluble en agua con un 33 y
un 40 por ciento en peso de fertilizante, es decir, una mezcla
20-10-20. Cuatro agentes
tensioactivos, AG 2000M (un etoxilato de
dialquil-fenol), L-62 (un copolímero
de bloques de OE/OP líquido que tiene un núcleo de OP con un peso
molecular promedio en masa de aproximadamente 1.750 y una carga de
OE de un 20 por ciento en peso), L-64 (un copolímero
de bloques de OE/OP líquido similar al L-62 con una
carga de OE de un 40 por ciento en peso), y NP9 (un etoxilato de
monoalquil-fenol) se mezclan en diferentes
proporciones con el agente compatibilizador (Agrimul 2067). Cada
mezcla se añade, como en el Ejemplo II, en una o más proporciones
(% de carga) a las soluciones de fertilizante
20-10-20, que también contienen
pequeñas cantidades de oligoelementos quelados tal como se muestra
en la siguiente Tabla II. Los concentrados acuosos de cada mezcla
de fertilizante/agente tensioactivo/compatibilizador se evalúan en
cuanto a la estabilidad de fases y los resultados se muestran en la
Tabla III.
| Porcentajes en Peso | Conc. Fert.* | ||||||
| Agrimul 2067 | AG 2000M | L-62 | L-64 | NP-9 | % de carga | 33% | 40% |
| 0 | 2 | 2 | - - | - - | |||
| 0 | 2 | 3,5 | - - | - - | |||
| 1,5 | 2 | 3,5 | + + | + - | |||
| 1,5 | 2 | 4 | + + | NE | |||
| 2 | 2 | 3,5 | + + | + + | |||
| 0 | 2 | 2 | - - | - - | |||
| 0 | 2 | 3,5 | - - | - - | |||
| 1 | 2 | 3,5 | - - | - - | |||
| 2 | 2 | 3,5 | + + | + + | |||
| 0 | 2 | 2 | - - | - - | |||
| 0 | 2 | 3,5 | - - | - - | |||
| 1 | 2 | 3,5 | + + | + - | |||
| 2 | 2 | 3,5 | + + | + + | |||
| 0 | 2 | 2 | - - | - - |
| Porcentajes en Peso | Conc. Fert.* | ||||||
| Agrimul 2067 | AG 2000M | L-62 | L-64 | NP-9 | % de carga | 33% | 40% |
| 0 | 2 | 3,5 | - - | - - | |||
| 1,5 | 2 | 3,5 | + + | + + | |||
| 2 | 2 | 3,5 | + + | + + | |||
| * \hskip1mm - - \hskip2mm = Solución polifásica incompatible | |||||||
| \hskip3mm + - \hskip2mm = Solución turbia | |||||||
| \hskip3mm + + \hskip1mm = Compatible, solución de fase única | |||||||
| \hskip3mm NE \hskip1mm = No ensayado |
Tal como se puede observar en los resultados
arriba mostrados, se pueden obtener soluciones estables de los
cuatro agentes tensioactivos arriba ensayados en combinación con
soluciones de fertilizante acuosas concentradas siempre que esté
presente el compatibilizador de esta invención. En particular,
tanto los etoxilatos de alquil-fenol como los
copolímeros de bloques de OE/OP se pueden utilizar con soluciones
de fertilizante acuosas concentradas para obtener soluciones
estables siempre que la relación entre el etoxilato de
alquil-fenol o el copolímero de bloques de OE/OP y
el alquil-poliglicósido sea inferior a 2:1.
Una cantidad suficiente de fertilizante
N-P-K
20-10-20 soluble en agua se mezcla
en un mezclador giratorio Continental junto con AquaGro 2000M y
Agrimul PG 2067 para producir una composición fertilizante sólida
granular friable que comprende un 96,5 por ciento en peso del
fertilizante 20-10-20, un 2,0 por
ciento en peso del etoxilato de fenol AquaGro 2000M y un 1,5 por
ciento en peso del poliglicósido Agrimul PG2067, basados en la
composición sólida total. Esta composición granular se introduce en
un recipiente y se mezcla con una cantidad suficiente de agua para
producir un concentrado fertilizante acuoso que comprende un 33 por
ciento en peso de 20-10-20, un 0,67
por ciento en peso de AquaGro 2000M y un 0,5 por ciento en peso de
Agrimul PG 2067. Obsérvese que el sistema tensioactivo presenta una
proporción del etoxilato de fenol con respecto al poliglicósido de
1,33:1. La solución concentrada es compatible y permanece estable
durante más de dos semanas, es decir, la solución se mantiene como
una solución de fase única sin precipitado observable durante más
de dos semanas a temperatura ambiente.
El ensayo arriba descrito se repite utilizando un
fertilizante N-P-K
20-20-20 en lugar de un fertilizante
N-P-K-
20-10-20 y se obtienen resultados
idénticos.
Se prepara un medio de cultivo de plantas que
comprende una mezcla 80:20 de turba de esfagnos y vermiculita. Si
se desea que el medio se encuentre en estado ``pretratado'', 199 ml
(7 onzas líquidas) del agente tensioactivo no iónico AquaGro 2000M
por 0,76 m^{3} (yarda cúbica) de medio se pulverizan sobre el
medio o se mezclan con el mismo. Si no se somete a este tratamiento
previo, el medio se denomina ``no tratado''.
Se prepara una serie de soluciones acuosas
diluidas de fertilizante/agente tensioactivo/compatibilizador a
partir del concentrado 20-10-20 del
anterior Ejemplo IV. Las concentraciones de fertilizante finales de
estas soluciones de empleo final son del 0,01, 0,02, 0,03 y 0,04
por ciento en peso de nitrógeno expresado como nitrato basado en el
peso total de la composición acuosa.
Se prepara una segunda serie de soluciones
utilizando sólo el fertilizante del anterior Ejemplo IV, es decir,
el fertilizante N-P-K
20-10-20 diluido en agua hasta
niveles de concentración de nitrógeno (expresado como nitrato) del
0,01, 0,02, 0,03 y 0,04 por ciento en peso respectivamente, de
nuevo basado en el peso total de la composición acuosa. Obsérvese
que estas segundas soluciones de fertilizante diluidas no contienen
el sistema tensioactivo de la presente invención.
Unos tubos de PVC transparentes (14 cm de
longitud X 6 cm de diámetro) con un fondo de malla de tamiz,
denominados en lo sucesivo recipientes, se llenan con 200
mililitros del medio de cultivo de plantas no tratado arriba
descrito o el medio de cultivo de plantas pretratado tal como se
indica más abajo. Debajo de cada tubo se dispone un vaso de
precipitación para retener el flujo de líquido. Después se añaden a
cada recipiente 200 mililitros de una solución de fertilizante
diluida simple, bien con el sistema tensioactivo de esta invención
o bien sin él, tal como se indica en las siguientes Tablas IV y V.
Las Tablas IV y V indican la cantidad de agua retenida tras la
primera humectación de los diferentes medios con las
concentraciones diluidas, así como la uniformidad de la
distribución de la humedad lograda, es decir, el porcentaje del
medio que ha sido humedecido, respectivamente.
| N (porcentaje en peso) | 0 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 |
| Medio/Aplicación inicial | Sólo H_{2}O | ||||
| No tratado/Sólo fertilizante | 72 | 78 | 74 | 79 | 70 |
| No tratado/Fertilizante con sistema tensioactivo | - | 80 | 77 | 76 | 78 |
| Pretratado/Sólo fertilizante | 111 | 114 | 112 | 110 | 113 |
| Pretratado/Fertilizante con sistema tensioactivo | - | 109 | 116 | 113 | 113 |
A partir de los resultados arriba mostrados, es
evidente que, aunque se observa muy poca diferencia en la retención
de agua entre el uso de un riego inicial con una solución acuosa
del fertilizante solo y el uso de una solución acuosa de
fertilizante que contiene el sistema tensioactivo de esta
invención, como era de esperar se observa un aumento considerable
de la retención inicial de agua entre el medio no tratado y el
medio pretratado: la retención de agua es mucho mayor en el medio
pretratado.
| N (porcentaje en peso) | 0 | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 |
| Medio/Aplicación inicial | Sólo H_{2}O | ||||
| No tratado/Sólo fertilizante | 80 | 91 | 90 | 91 | 86 |
| No tratado/Fertilizante con sistema tensioactivo | - | 93 | 89 | 87 | 88 |
| Pretratado/Sólo fertilizante | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Pretratado/Fertilizante con sistema tensioactivo | - | 100 | 100 | 100 | 100 |
Como en el caso de los resultados de retención de
agua mostrados en la Tabla IV, existe muy poca diferencia en la
uniformidad de la distribución de humedad en el medio entre el uso
de un riego inicial con una solución acuosa del fertilizante solo y
el uso de una solución acuosa de fertilizante que contiene el
sistema tensioactivo de esta invención; sin embargo, se observa un
aumento considerable de la uniformidad inicial de la distribución
de la humedad entre el medio no tratado y el medio pretratado: la
uniformidad de la distribución es mucho mayor en el medio
pretratado.
Se prepara una serie de recipientes como en el
anterior Ejemplo V, es decir, algunos se llenan con el medio
pretratado y otros con el medio no tratado. Utilizando el
concentrado 20-10-20 del anterior
Ejemplo IV se preparan dos soluciones diluidas, una con una
concentración de nitrógeno del 0,01 por ciento en peso y la otra
con una concentración de nitrógeno del 0,03 por ciento en peso,
expresado como nitrato y basado en el peso total de la composición
diluida.
En cada uno de la mitad de los recipientes con
medio no tratado se echan 200 mililitros de la solución de
nitrógeno al 0,01 por ciento y el mismo volumen también se echa en
cada uno de la mitad de los recipientes con medio pretratado.
Similarmente, en cada uno de la otra mitad de los recipientes con
medio no tratado se echan 200 mililitros de la solución de
nitrógeno al 0,03 por ciento y el mismo volumen también se echa en
cada uno de la otra mitad de los recipientes con medio pretratado.
Se determinan las cantidades de nitrógeno, fósforo y potasio
retenidas en cada uno de los recipientes.
La siguiente Tabla VI expresa los resultados como
el porcentaje de aumento de los macronutrientes retenidos en cada
uno de los medios en comparación con los resultados obtenidos en
una serie de ensayos similares utilizando únicamente las soluciones
de fertilizante acuosas, es decir, sin incluir el sistema
tensioactivo de la presente invención.
| Medio | Nitrato | Nitrógeno | Fósforo | Potasio | ||
| N (porcentaje en peso) | 0,01 | 0,03 | 0,01 | 0,03 | 0,01 | 0,03 |
| Pretratado | Nada | 11% | 17,9% | 0,1% | 0,86% | 38,8% |
| No tratado | 27,1% | 44,4% | 13,5% | 3,8% | 274,4% | 46,3% |
Los resultados muestran que regando el medio de
cultivo de plantas con las soluciones de fertilizante diluidas de
esta invención, es decir, las que contienen el fertilizante soluble
en agua junto con el sistema tensioactivo de esta invención, se
puede lograr un aumento de la retención de macronutrientes en
comparación con tratamientos de riego similares con soluciones
acuosas de fertilizante solas. El aumento de la retención de
nutrientes logrado mediante el uso de las composiciones de esta
invención en medios no tratados es particularmente significativo.
El grado de lixiviación de macronutrientes observado en el caso de
los medios no tratados se evita en gran medida mediante el uso de
las composiciones fertilizantes tratadas con agente tensioactivo de
esta invención. También se observa una reducción importante de la
lixiviación de macronutrientes que tiene lugar en los medios
pretratados.
Un medio de cultivo de plantas se trata con 300
ppm de soluciones de N utilizando varias formulaciones de
fertilizante 20-10-20 (fertilizante,
fertilizante + AG2000M + compatibilizador (CA), fertilizante +
AG2000M, fertilizante + agente compatibilizador).
Tanto en el medio pretratado según el Ejemplo V
(Tabla VII) como en el medio no tratado (Tabla VIII) se observa una
retención óptima de fósforo cuando los medios se tratan
posteriormente utilizando un fertilizante que contiene AG2000M y el
agente compatibilizador. Todos los aumentos de la retención de
fósforo son considerablemente mejores que en el caso del
fertilizante estándar o el fertilizante que contiene sólo el
AG2000M o el compatibilizador. En medios no tratados regados con
las soluciones preparadas con el producto de fertilizante/AG
2000M/compatibilizador se observan aumentos estadísticamente
significativos de la retención de NO_{3}.
Aunque se observa una lixiviación reducida de
determinados constituyentes del fertilizante con la solución de
fertilizante/AG 2000M/compatibilizador de esta invención, las
soluciones de fertilizante + AG 2000M y de fertilizante +
compatibilizador no aumentan en general la retención en comparación
con el tratamiento con fertilizante estándar.
| Tratamientos | Medios regados con solución (N) 300 ppm | |||
| NO_{3} | NH_{4} | P | K | |
| Fertilizante solo | 105,65 c* | 201,41 b | 231,55 d | 109,79 a |
| Fertilizante + AG 2000M + CA | 116,91 a | 209,75 a | 236,53 a | 120,19 a |
| Fertilizante + AG 2000M | 117,12 a | 212,98 a | 234,67 b | 122,73 a |
| Fertilizante + CA | 114,13 b | 209,84 a | 233,49 c | 112,55 a |
| Tratamientos | Medios regados con solución (N) 300 ppm | |||
| NO_{3} | NH_{4} | P | K | |
| Fertilizante solo | 107,42 d | 181,01 ab | 231,27 b | 72,34 bc |
| Fertilizante + AG 2000M + CA | 117,23 a | 186,03 a | 233,58 a | 83,46 a |
| Tratamientos | Medios regados con solución (N) 300 ppm | |||
| NO_{3} | NH_{4} | P | K | |
| Fertilizante + AG 2000M | 112,53 b | 181,27 ab | 230,51 b | 76,05 abc |
| Fertilizante + CA | 109,81 c | 177,43 b | 225,93 c | 65,53 c |
| * Los números seguidos por la misma letra no son significativamente diferentes en el nivel 0,05 de probabilidad | ||||
| de acuerdo con el test múltiple de amplitud de Duncan. |
Se prepara una serie de soluciones de
fertilizante acuosas diluidas a partir del concentrado de
20-10-20 del anterior Ejemplo IV.
Las concentraciones de fertilizante finales de estas soluciones de
empleo final son del 0,01, 0,02, 0,03 y 0,04 por ciento en peso de
nitrógeno expresado como nitrato basado en el peso total de la
composición.
Se prepara una segunda serie de soluciones
utilizando sólo el fertilizante del anterior Ejemplo IV, es decir,
el fertilizante N-P-K
20-10-20 diluido en agua hasta
niveles de concentración de nitrógeno del 0,01, 0,02, 0,03 y 0,04
por ciento en peso expresado como nitrato respectivamente, basado
en el peso total de la composición. Obsérvese que esta segunda
serie de soluciones no contiene el sistema tensioactivo de esta
invención.
Una serie de recipientes tal como se describen
más arriba en el Ejemplo V se llenan con la mezcla de turba de
esfagnos (80): vermiculita (20) del Ejemplo V. La mitad de los
recipientes se llenan con medios pretratados y la otra mitad con
medios no tratados
Una mitad de los recipientes con medios
pretratados se divide en cinco grupos. En el primer grupo se
aplican 200 ml de agua pura. En el segundo grupo se aplican 200 ml
del fertilizante solo (concentración de nitrógeno 0,01). En el
tercer grupo de los recipientes con medios pretratados se aplican
200 ml de la solución con un 0,02 por ciento en peso de nitrógeno y
así sucesivamente, tal como se indica en la siguiente Tabla IX.
La otra mitad de los recipientes con medios
pretratados también se divide en cinco grupos. En el primer grupo
se aplican 200 ml de agua pura. En el segundo grupo se aplican 200
ml del fertilizante (concentración de nitrógeno
0,01)-sistema tensioactivo de esta invención arriba
descrito. En el tercer grupo se aplican 200 ml del fertilizante
(concentración de nitrógeno 0,02)-sistema
tensioactivo y así sucesivamente, tal como se indica en la
siguiente
Tabla IX.
Tabla IX.
El mismo procedimiento arriba descrito para los
recipientes con medios pretratados también se aplica en los
recipientes que contienen los medios de cultivo de plantas no
tratados. Una vez finalizadas todas las aplicaciones arriba
descritas, todos los medios se secan hasta un nivel de agua
inferior al 10% a lo largo de un período de diez días. A
continuación, todos los medios se transfieren a recipientes nuevos
y se rehumedecen con 200 ml de agua. La Tabla IX muestra las
mediciones realizadas (mililitros) del agua retenida por cada uno
de los recipientes después de dicha rehumectación y la Tabla X
muestra la uniformidad de la rehumectación expresada como el
porcentaje de medio húmedo en cada uno de los recipientes.
| Medios | Aplicación inicial | Fertilizante (expresado como porcentaje en peso de conc. de N) | ||||
| en el riego inicial (T = 0) | ||||||
| 0 (H_{2}O) | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | ||
| No tratado | Fert. sin sist. tens. | 74 | 102 | 100 | 98 | 111 |
| No tratado | Fert. con sist. tens. | 74 | 145 | 126 | 129 | 133 |
| Porcentaje de aumento de la retención de | - | 40 | 26 | 30 | 20 | |
| agua en |
| Medios | Aplicación inicial | Fertilizante (expresado como porcentaje en peso de conc. de N) | ||||
| en el riego inicial (T = 0) | ||||||
| 0 (H_{2}O) | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | ||
| Pretratado | Fert. sin sist. tens. | 141 | 144 | 146 | 147 | 146 |
| Pretratado | Fert. con sist. tens. | - | 140 | 143 | 147 | 142 |
| Medios | Aplicación inicial | Fertilizante (expresado como porcentaje en peso de conc. de N) | ||||
| en el riego inicial (T = 0) | ||||||
| 0 (H_{2}O) | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,04 | ||
| No tratado | Fert. sin sist. tens. | 47 | 73 | 77 | 77 | 88 |
| No tratado | Fert. con sist. tens. | 47 | 90 | 95 | 96 | 97 |
| Porcentaje de aumento de la uniformidad | - | 23 | 23 | 23 | 10 | |
| de humectación en | ||||||
| Pretratado | Fert. sin sist. tens. | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Pretratado | Fert. con sist. tens. | - | 100 | 100 | 100 | 100 |
A partir de los resultados mostrados en la
anterior Tabla IX se puede observar que si aplica un tratamiento
previo a los medios de cultivo de plantas se puede lograr una
considerable retención de agua cuando el medio seco se riega en un
período de tiempo posterior. Además, tal como se puede observar en
la Tabla X, con la rehumectación posterior de los medios
pretratados secos se puede obtener de nuevo una uniformidad de un
100%. El que los medios pretratados se traten o no inicialmente con
una solución acuosa de fertilizante o con las soluciones acuosas de
fertilizante-sistema tensioactivo de esta invención
parece no ser un factor significativo con respecto a la retención
de agua de rehumectación o la uniformidad del agua en los medios
pretratados.
Sin embargo, los resultados de la Tabla IX
también muestran que en los medios de cultivo de plantas no
tratados también se puede lograr una retención de agua muy elevada
después de rehumectar los medios no tratados secos, esencialmente
igual de alta que las obtenidas con los medios pretratados, si los
medios no tratados se fertilizan inicialmente con las composiciones
de esta invención, es decir, las mezclas de
fertilizante-sistema tensioactivo.
Los resultados de la Tabla X ilustran un fenómeno
similar y sorprendente con respecto a los niveles de uniformidad.
Obsérvense los altos porcentajes logrados cuando los medios de
cultivo de plantas no tratados se someten primero a una aplicación
de las mezclas de fertilizante-sistema tensioactivo
de esta invención en comparación con el uso de aplicaciones
iniciales de fertilizante solo. Por consiguiente, la presente
invención permite el uso de medios de cultivo de plantas no
tratados que, después de someterlos a un tratamiento inicial con
fertilizante y secado, pueden mostrar una considerable retención y
uniformidad del agua de rehumectación evitando al mismo tiempo la
lixiviación de nutrientes que acarrea el uso de medios no tratados
y fertilizantes solubles en agua estándar.
Sin más elaboración, lo anteriormente expuesto
ilustra nuestra invención de un modo tan completo que otras
personas, aplicando conocimientos actuales o futuros, pueden
adoptar la misma para utilizarla bajo diferentes condiciones de
servicio.
Claims (7)
1. Composición fertilizante sólida soluble en
agua que consiste esencialmente en:
- i)
- entre un 65 y un 99 por ciento en peso de fertilizante; y
- ii)
- entre un 1 y un 35 por ciento en peso de un sistema tensioactivo consistente esencialmente en:
- a)
- un agente tensioactivo no iónico de etoxilato de alquil-fenol o de copolímero de bloques de óxido de etileno-óxido de propileno; y
- b)
- alquil-poliglicósido;
en la que la relación en peso del agente
tensioactivo no iónico con respecto al poliglicósido es de menos de
2:1 a 1:5, basándose todos los porcentajes en peso en el peso
total de la composición
fertilizante.
2. Solución de fertilizante acuosa diluida
adecuada para su aplicación a medios de cultivo de plantas, que
consiste esencialmente en la composición fertilizante sólida
soluble en agua según la reivindicación 1 y agua.
3. Solución de fertilizante acuosa diluida según
la reivindicación 2, en la que la concentración de la composición
fertilizante es del 0,001-5% en peso.
4. Concentrado fertilizante acuoso que consiste
esencialmente en:
- i)
- entre un 20 y un 50 por ciento en peso de fertilizante;
- ii)
- entre un 0,5 y un 10 por ciento en peso de un sistema tensioactivo consistente esencialmente en:
- a)
- un agente tensioactivo no iónico de etoxilato de alquil-fenol o de copolímero de bloques de óxido de etileno-óxido de propileno; y
- b)
- alquil-poliglicósido; y
- iii)
- agua,
en la que la relación en peso del agente
tensioactivo no iónico con respecto al poliglicósido es de menos de
2:1 a 1:5, basándose todos los porcentajes en peso en el peso
total de la composición
fertilizante.
5. Proceso para mejorar las características de
medios de cultivo de plantas que consiste en:
- A)
- preparar un concentrado fertilizante acuoso según la reivindicación 4;
- B)
- añadir agua adicional al concentrado para formar una solución de fertilizante diluida; y
- C)
- regar el medio de cultivo de plantas con una cantidad bioactivamente eficaz de la solución de fertilizante diluida.
6. Proceso para mejorar las características de
medios de cultivo de plantas que incluye el riego del medio de
cultivo de plantas con una cantidad bioactivamente eficaz de la
solución de fertilizante acuosa diluida según las reivindicaciones
2 ó 3.
7. Proceso según la reivindicación 5 ó 6, en el
que el medio de cultivo de plantas no está tratado con un agente
tensioactivo o humectante antes de dicho riego.
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