ES2227378T3 - Agentes fertilizantes nitrogenados con efecto a largo plazo. - Google Patents
Agentes fertilizantes nitrogenados con efecto a largo plazo.Info
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Abstract
Agente fertilizante nitrogenado con efecto a largo plazo, que contiene una mezcla de acetilendiurea y por lo menos otro agente fertilizante nitrogenado orgánico, seleccionado entre metilenurea, isobutilidendiurea, crotonilidendiurea, triazonas sustituidas, triuret o mezclas de estos compuestos.
Description
Agentes fertilizantes nitrogenados con efecto a
largo plazo.
El invento se refiere a agentes fertilizantes
nitrogenados con efecto a largo plazo, a procedimientos para su
preparación y a su utilización.
Los agentes fertilizantes con efecto a largo
plazo tienen muchas ventajas con respecto a los convencionales
agentes fertilizantes inorgánicos (minerales) y orgánicos. Ellos
ofrecen un suministro, más ajustado a las necesidades, de las
sustancias nutrientes a la planta, y mejoran de esta manera el
aprovechamiento de las sustancias nutrientes. Esto conduce a una
disminución de las pérdidas de sustancias nutrientes, con lo que se
reduce la contaminación del medio ambiente y se aumenta la
eficiencia de la fertilización. Además, ellos permiten ahorrar
operaciones de trabajo y medios de producción y por consiguiente
costos económicos agrarios.
Un efecto a largo plazo de agentes fertilizantes
se puede conseguir por diversas vías. Una posibilidad es la de
rodear a agentes fertilizantes granulados, fácilmente solubles en
agua, con una envoltura insoluble en agua. La puesta en libertad de
las sustancias nutrientes a partir de tales agentes fertilizantes
envueltos, se efectúa de un modo retardado, puesto que las
sustancias nutrientes se deben difundir primeramente a través de la
capa de envoltura, antes de que puedan ser recibidas por las raíces.
Otra posibilidad consiste en esparcir las sustancias nutrientes en
forma de compuestos químicos, en la que ellas, por de pronto, no
están disponibles para las plantas. Tan sólo después de haber
transcurrido una etapa de liberación realizada con anterioridad,
p.ej. una hidrólisis química, una disociación enzimática y/o una
reacción microbiana, las sustancias nutrientes se presentan en una
forma aprovechable para las plantas. Tales agentes fertilizantes se
designan también como agentes fertilizantes químicos con efecto a
largo plazo.
La idea de los agentes fertilizantes químicos con
efecto a largo plazo procede ya de la centuria anterior. Entonces,
Liebig en Alemania y Murray en Inglaterra propusieron emplear
sustancias nutrientes en forma de sales difícilmente solubles para
la nutrición de las plantas, véase también la Ullmann's Encyclopedia
of Industrial Chemistry [Enciclopedia de Ullman de la Química
Industrial] 1987, tomo A 10, páginas 363 y siguientes. La primera
patente acerca de un agente fertilizante con efecto a largo plazo,
con una pequeña solubilidad, a base de urea y formaldehído, fue
solicitada en 1924 por la IG Farben, hoy en día BASF, (documento de
patente del Imperio Alemán DRP 431585). La producción comercial
comenzó en la década de los cincuenta en los EE.UU. por medio de las
entidades DuPont y Nitroform Corp.
Hoy en día se preparan toda una serie de
sustancias nitrogenadas y se comercializan como fertilizantes con
efecto a largo plazo. Los tres más importantes con mucha diferencia
son, en este contexto, los productos de condensación de urea y
formaldehído, isobutiraldehído o bien acetaldehído, que se designan
como metilenurea, isobutilidendiurea (IBDU) y crotonilidendiurea
(CDU).
A escala mundial, en la anualidad de
fertilización 1995/1996 se produjeron aproximadamente 317.000 t
(toneladas) de tales agentes fertilizantes con efecto a largo plazo,
de éstas 225.000 t eran de metilenureas, 82.000 t eran de agentes
fertilizantes que contenían IBDU y CDU, así como aproximadamente
10.000 t eran de agentes fertilizantes con otros compuestos.
Dentro de las sustancias preparadas a menor
escala, se encuentran estructuras tanto cíclicas como también no
cíclicas. Han de mencionarse en este contexto oxamida,
acetilendiurea, melamina, triazonas sustituidas, etilendiurea y
triuret.
Una descripción de la utilización de
acetilendiurea como agente fertilizante con efecto a largo plazo, en
forma de agentes fertilizantes NPK, se divulga en el documento de
patente de los EE.UU. US 3.061.423. Una mezcla de acetilendiurea y
2-oxo-4-metil-6-ureido-hexahidropirimidinas
se describe en DW-1970-14492R como
fertilizante con efecto a largo plazo.
Los conocidos agentes fertilizantes nitrogenados
con efecto a largo plazo se diferencian en parte grandemente en su
respectiva duración del efecto. Mientras que, en el caso de
sustancias con una duración más corta del efecto, este efecto
disminuye con relativa rapidez, en el caso una fertilización con N a
solas con compuestos que tienen una más prolongada duración del
efecto se muestran frecuentemente síntomas de insuficiencia de
nitrógeno al comienzo del período de tiempo de cultivo, puesto que
la mineralización a partir de estos materiales se inicia a menudo
tan sólo de una manera retardada. Además de ello, no todos estos
compuestos son ilimitadamente compatibles con las plantas, sino que
con frecuencia conducen a daños para las plantas, en dependencia de
la cantidad consumida y del cultivo fertilizado.
Por lo tanto, fue misión del presente invento
poner a disposición formulaciones de agentes fertilizantes, que sean
apropiadas como fertilizantes nitrogenados con efecto a largo plazo
y sean superiores a las sustancias conocidas, de modo preferido en
los sectores de la compatibilidad con las plantas, de la duración
del efecto y de la uniformidad del suministro de sustancias
nutrientes.
El problema planteado por esta misión se resuelve
conforme al invento por medio de un agente fertilizante nitrogenado
con efecto a largo plazo, que contiene una mezcla de acetilendiurea
y de por lo menos otro agente fertilizante nitrogenado orgánico.
Se encontró, conforme al invento, que el efecto
de la acetilendiurea con otros agentes fertilizantes nitrogenados
orgánicos no solamente se deriva de un modo aditivo a partir de los
perfiles de propiedades de los componentes individuales, sino que
además de esto se muestran efectos sinérgicos, que conducen a un
apoyo inesperadamente fuerte y largamente persistente del
crecimiento de las plantas.
El por lo menos otro agente fertilizante
nitrogenado orgánico puede estar seleccionado entre todos los
conocidos y apropiados agentes fertilizantes de este tipo. De modo
preferido, el por lo menos otro agente fertilizante nitrogenado
orgánico está seleccionado entre metilenurea, isobutilidendiurea,
crotonilidendiurea, triazonas sustituidas, triuret o mezclas de
estos compuestos.
Se prefiere especialmente el por lo menos otro
agente fertilizante nitrogenado orgánico isobutilidendiurea.
Tales agentes fertilizantes nitrogenados
orgánicos son obtenibles, por ejemplo, a partir de Scotts, Agra,
BASF, Vigoro y Chisso.
Para unas descripciones más detalladas de la
oxamida se puede remitir al documento EP-0.578.240
A.2, para la acetilendiurea al documento US 3.061.423, para las
triazonas sustituidas al documento US 4.778.510 y para el triuret a
la cita de Hay, J.T., Hewson, W.B., J. Agr. Food. Chem. 1973, 21,
498-9.
La acetilendiurea y los otros agentes
fertilizantes nitrogenados orgánicos se presentan de modo preferido
en una relación en peso de 1:9 a 9:1, de modo especialmente
preferido de 1:3 a 3:1, en particular de 3:2 a 2:3.
Los agentes fertilizantes con efecto a largo
plazo, conformes al invento, pueden contener además otros
constituyentes, tal como se presentan usualmente en agentes
fertilizantes con una única sustancia nutriente o con varias
sustancias nutrientes. Por ejemplo, éstos pueden contener
adicionalmente urea o nitrógeno, potasio, fósforo y/o magnesio en
forma de sales inorgánicas, o mezclas de ellas. Unos componentes
nitrogenados fácilmente solubles son, por ejemplo, nitrato de
amonio, sulfato de amonio o urea. Otras sales que se pueden emplear
son, por ejemplo, MAP, DAP, sulfato de potasio, cloruro de potasio y
sulfato de magnesio. Estos constituyentes adicionales pueden ser,
junto a las mezclas conformes al invento, constituyentes principales
de los agentes fertilizantes con efecto a largo plazo. Además, junto
a los constituyentes principales, pueden presentarse además
sustancias nutrientes secundarias. Por ejemplo, los elementos de
sustancias nutrientes secundarias se pueden seleccionar entre Ca, S
y B. Pueden estar presentes también oligoelementos (elementos
trazas), seleccionados entre Fe, Mn, Cu, Zn, Mo o mezclas de ellos,
en forma de sales inorgánicas. Las proporciones apropiadas para las
sustancias nutrientes secundarias o los oligoelementos son unas
proporciones de 0,5 a 5% en peso, referidas a todo el agente
fertilizante con efecto a largo plazo. Otras sustancias ingredientes
posibles son agentes protectores de las plantas (fitoprotectores)
tales como agentes insecticidas o fungicidas, reguladores del
crecimiento, inhibidores de la nitrificación o mezclas de ellos.
Otras posibles sustancias ingredientes de los
agentes fertilizantes conformes al invento se describen en la
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5ª edición, 1987,
tomo A10, páginas 363 a 401, y en los documentos de solicitudes de
patente alemanas DE-A-41.28.828,
DE-A-19.05.834 y
DE-A-196.31.764.
Los agentes fertilizantes con efecto a largo
plazo, conformes al invento, pueden también estar total o
parcialmente revestidos, como se describe en el documento de
solicitud de patente europea
EP-A-0.877.722 o alemana
DE-A-196.31.764.
Los agentes fertilizantes nitrogenados con efecto
a largo plazo, conformes al invento, pueden contener, como otros
usuales componentes fertilizantes, por ejemplo, fertilizantes con
una única sustancia nutriente o con múltiples sustancias nutrientes,
que contienen, de manera individual o eventualmente en combinación,
sustancias nutrientes tales como nitrógeno, potasio o fósforo en
forma de sus sales. Ejemplos de éstos son los agentes fertilizantes
NP, NK, PK así como NPK, tales como los de potasio -amonio -
nitrato, amonio - sulfato, amonio - sulfato - nitrato o urea.
Los agentes fertilizantes con efecto a largo
plazo, conformes al invento, se pueden obtener de acuerdo con
métodos conocidos en términos generales. Éstos se pueden obtener,
por ejemplo, por mezclamiento de polvos o granallas o bien
granulados de los compuestos de partida y eventualmente por
subsiguiente granulación. La producción de granulados de agentes
fertilizantes se describe, por ejemplo, en la Ullmann's Encyclopedia
of Industrial Chemistry, 5ª edición, 1987, tomo A10, páginas 374 a
385.
Los agentes fertilizantes nitrogenados con efecto
a largo plazo, conformes al invento, se pueden emplear para la
fertilización de un gran número de plantas y respectivamente suelos.
De modo preferido, los agentes fertilizantes con efecto a largo
plazo se utilizan para la fertilización de cultivos de jardinería o
agricultura, en particular de céspedes o plantas ornamentales. Ellos
se aplican en tal caso usualmente, de acuerdo con los procedimientos
conocidos en términos generales, sobre superficies usadas en
agricultura o jardinería, véase también la Ullmann's Encyclopedia of
Industrial Chemistry, 5ª edición, 1987, tomo A10, páginas 398 a 401.
A causa de su alta compatibilidad con las plantas, los agentes
fertilizantes con efecto a largo plazo, conformes al invento, son
adecuados no solamente para procedimientos de fertilización, en los
que el fertilizante se distribuye aproximadamente de modo uniforme
sobre la superficie agraria, sino también para la deposición
deliberada en la proximidad de la raíz de la planta.
Los agentes fertilizantes con efecto a largo
plazo, conformes al invento, se pueden emplear fundamentalmente en
todos los sectores del cultivo de plantas, tales como los de la
agricultura y de la jardinería, por ejemplo en los del cultivo de
frutas y hortalizas.
Ejemplos de cultivos apropiados son los de
plantas ornamentales, céspedes así como cultivos de productos de
consumo, tales como manzanas, peras, fresas, tomates, pimientos y
otros.
Los agentes fertilizantes con efecto a largo
plazo, conformes al invento, se distinguen por el hecho de que hacen
posible un aprovechamiento intensivo, especialmente rentable, de
superficies usadas en agricultura y jardinería, evitándose
ampliamente una contaminación del medio ambiente.
Los agentes fertilizantes con efecto a largo
plazo, conformes al invento, se aplican, de acuerdo con métodos
usuales, sobre las superficies usadas en agricultura y jardinería, o
bien se entremezclan o esparcen en o sobre el substrato de cultivos
en macetas o contenedores.
Para un óptimo fomento del crecimiento de las
plantas es suficiente por lo general aplicar sobre la superficie
agraria los agentes fertilizantes con efecto a largo plazo,
conformes al invento, una vez por cada período de crecimiento (de
modo preferente hacia su comienzo), puesto que coinciden la
evolución del consumo de sustancias nutrientes por las plantas y la
evolución de la liberación de las sustancias activas de los agentes
fertilizantes.
El invento se explica seguidamente con mayor
detalle con ayuda de ejemplos.
Para la demostración del efecto bueno y
largamente persistente de las formulaciones conformes al invento, se
llevaron a cabo extensos experimentos de cultivo de plantas. Se
ensayaron isobutilidendiurea (IBDH), acetilendiurea (ADH),
etilendiurea (EDH), crotonilidendiurea (CDU) y triuret como únicas
fuentes de nitrógeno con efecto a largo plazo, así como mezclas con
IBDH en la relación de 67% / 33% (experimentos en recipientes) o
respectivamente de 50% / 50% (experimentos en el campo). Los
fertilizantes contenían en la misma cantidad las otras sustancias
nutrientes principales y secundarias, así como algo de nitrógeno
mineral (inorgánico) fácilmente soluble, para obtener un efecto
inicial.
Los experimentos en recipientes se establecieron
con hierba de pasto (ballico perenne) en pequeñas macetas de
Mitscherlich, y la hierba se cortó a intervalos regulares, se
determinó su masa en seco, y se analizó en cuanto a su contenido de
N. A través de ambas magnitudes se calcula la cantidad de N recibida
por cada corte, la suma proporciona el aprovechamiento de nitrógeno.
Los resultados se representan en la Tabla 1. A partir de la Tabla 1
queda claro que en el caso del empleo de IBDH + ADH en combinación,
el aprovechamiento de nitrógeno en la fertilización está situado en
un valor manifiestamente más alto que cuando se administra a solas
una de las dos formas de nitrógeno con efecto a largo plazo. En tal
contexto, el aprovechamiento de N es de 75%; teóricamente se calcula
un aprovechamiento de solamente 59% a partir las proporciones
administradas de los respectivos componentes de fertilizantes con
efecto a largo plazo. Las combinaciones de IBDH con otras formas del
nitrógeno, sin ADH, no muestran estas ventajas.
Junto a los experimentos en recipientes, la
combinación de fertilizantes se ensayó también en experimentos en el
campo con céspedes, que constituyen un sector principal de empleo de
formas de nitrógeno con efecto lento. Los criterios de evaluación
son en este caso el aspecto relativo al color para la calidad óptica
así como la altura de crecimiento como medida de la fuerza de
regeneración de la capa de hierba. Los fertilizantes se
administraron con una cantidad consumida de 20 g / de N por m^{2}
en una administración. Los resultados se recopilan en las Tablas 2 y
3. Las cifras presentadas en las Tablas 2 y 3 permiten reconocer que
tanto en el caso del aspecto relativo al color como también en el
caso de la altura de crecimiento se alcanzaron para la combinación
de IBDH y ADH unos valores, que estaban situados por encima de lo
esperado.
Así, las notas reales de valoración del aspecto
relativo al color estaban situadas en la Tabla 2, excepto en el
plazo de 124 días después de la fertilización, manifiestamente por
encima de los valores predichos calculados. También en este contexto
se podía reconocer que no aparecieron los efectos sinérgicos en los
casos de las otras combinaciones de formas de fertilizantes con
efecto a largo plazo. Un cuadro comparable lo proporciona la Tabla 3
en el caso de las alturas de crecimiento de la capa de césped (Tabla
3).
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (7)
1. Agente fertilizante nitrogenado con efecto a
largo plazo, que contiene una mezcla de acetilendiurea y por lo
menos otro agente fertilizante nitrogenado orgánico, seleccionado
entre metilenurea, isobutilidendiurea, crotonilidendiurea, triazonas
sustituidas, triuret o mezclas de estos compuestos.
2. Agente fertilizante con efecto a largo plazo
de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el
por lo menos otro agente fertilizante nitrogenado orgánico es
isobutilidendiurea.
3. Agente fertilizante con efecto a largo plazo
de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 2,
caracterizado porque la acetilendiurea y el por lo menos otro
agente fertilizante nitrogenado orgánico se presentan en una
relación en peso de 1:9 a 9:1.
4. Agente fertilizante con efecto a largo plazo
de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque adicionalmente contiene urea o
nitrógeno, potasio, fósforo y/o magnesio en forma de sales
inorgánicas, o mezclas de estos compuestos.
5. Agente fertilizante con efecto a largo plazo
de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque adicionalmente contiene elementos de
sustancias nutrientes secundarias, seleccionados entre Ca, S y B,
oligoelementos, seleccionados entre Fe, Mn, Cu, Zn, Mo o mezclas de
ellos en forma de sales inorgánicas, agentes protectores de las
plantas, reguladores del crecimiento, inhibidores de la
nitrificación o mezclas de ellos.
6. Procedimiento para la preparación de agentes
fertilizantes con efecto a largo plazo de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5 por mezclamiento de polvos o granallas de los
compuestos de partida, y eventualmente por subsiguiente
granulación.
7. Utilización de agentes fertilizantes con
efecto a largo plazo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a
5 para la fertilización de cultivos de jardinería y agricultura.
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