ES2974712T3 - Fertilizante en suspensión de alto contenido en sólidos - Google Patents
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- C05G3/70—Mixtures of one or more fertilisers with additives not having a specially fertilising activity for affecting wettability, e.g. drying agents
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Abstract
En el presente documento se proporcionan fertilizantes en suspensión con alto contenido de sólidos que contienen macro y micronutrientes. Los fertilizantes comprenden al menos un nutriente suspendido en un medio líquido, junto con un espesante y un dispersante. Las composiciones líquidas comprenden ventajosamente una suspensión de partículas fertilizantes más grandes en comparación con las composiciones de la técnica anterior, proporcionando un alto contenido de sólidos. Los fertilizantes son compatibles con tratamientos de semillas con fungicidas e insecticidas para recubrir sustratos agronómicamente importantes, como semillas de cultivos o fertilizantes en perlas y granulados. También se proporcionan métodos para producir fertilizantes líquidos. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Fertilizante en suspensión de alto contenido en sólidos
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
La presente solicitud reivindica el beneficio de la prioridad de la solicitud de patente provisional de EE. UU. con n.° de serie 62/565.943, presentada el 29 de septiembre de 2017, titulada “High solids suspension fertilizer”(Fertilizante en suspensión de alto contenido en sólidos).
Antecedentes de la invención
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a composiciones fertilizantes en suspensión líquidas estables que tienen un alto contenido en sólidos y son aplicables para suministrar altos niveles de macronutrientes y/o micronutrientes a semillas y plantas.
Descripción de la técnica anterior
El suministro selectivo de la combinación adecuada de macronutrientes y micronutrientes a los cultivos en crecimiento ha sido un desafío constante teniendo en cuenta el tipo de planta, la etapa del crecimiento, las condiciones del suelo, la influencia ambiental y muchos otros factores. De los diversos métodos de aplicación de fertilizantes en surcos, la aplicación de gránulos de fertilizante seco es uno de los más frecuentes. Por lo general, los fertilizantes en surcos se componen principalmente de macronutrientes (N-P-K) con cierta inclusión de micronutrientes, como zinc y azufre. Estos micronutrientes generalmente se mezclan durante la producción de los gránulos a granel o se espolvorean o rocían sobre el gránulo de macronutrientes terminado, tal como se describe en los documentos WO 2014/128468 y WO 2011/080764.
Estos procesos antes mencionados emplean disolventes no acuosos o utilizan formas solubles de los micronutrientes para lograr una formulación de micronutrientes pulverizables en fase líquida. Las formas solubles de los fertilizantes están rápidamente disponibles para las raíces de las plantas. Sin embargo, debido a su solubilidad, también son susceptibles a perderse o alejarse del sitio de interés. Para abordar este problema, normalmente se incorpora a la mezcla una combinación de moléculas de nutrientes solubles e insolubles. El documento WO 02/38521 A2 proporciona un ejemplo de un fertilizante líquido que comprende una mezcla de formas solubles e insolubles de nutrientes.
La parte insoluble, sin embargo, presenta un desafío con respecto a la estabilidad cuando se prepara como una formulación líquida, lo que da como resultado la sedimentación, el apelmazamiento o la floculación. Además, las formulaciones de fertilizantes basados en disolventes no acuosos no son fácilmente aceptables debido a la volatilidad o toxicidad de los disolventes involucrados. Los disolventes basados en aceite podrían ser otra forma de incorporar fertilizantes insolubles. Sin embargo, la aplicabilidad de las formulaciones basadas en aceite en los equipos de proceso y la resultante pegajosidad o apelmazamiento de los gránulos en los contenedores de almacenamiento pueden representar una limitación real del proceso.
Otro sustrato para la aplicación de macro y/o micronutrientes son las semillas de los cultivos. Los nutrientes aplicados a las semillas garantizan una aparición saludable al suministrar las cantidades adecuadas de compuestos esenciales para los procesos críticos de las plantas, proporcionando así vigor e inmunidad frente a las condiciones adversas para el crecimiento.
Actualmente, las semillas de los cultivos se tratan con una mezcla de pesticidas naturales y sintéticos antes de plantarlas para proteger la semilla y las plántulas emergentes. La mezcla de tratamiento se combina en un tanque de tratamiento y se rocía sobre semillas no tratadas, o los tratamientos individuales se bombean a través de tuberías distintas y se rocían sobre las semillas en el equipo de tratamiento. La aplicación del fertilizante a las semillas se realiza utilizando un tratador de polvo, en donde se rocía el fertilizante en polvo seco sobre las semillas húmedas que salen del equipo de tratamiento.
Esto crea problemas de seguridad y salud para el personal operario debido a las partículas aéreas que podrían concentrarse en espacios interiores a niveles potencialmente explosivos y/o representar un peligro por inhalación. Normalmente, para tales ubicaciones, se emplean sistemas costosos, como alimentadores de polvo y sistemas de recolección de polvo, para manejar adecuadamente las aplicaciones de polvo. Además, el principal inconveniente de utilizar un fertilizante seco en polvo para la aplicación a las semillas es que es difícil controlar la dosis correcta de fertilizante por semilla, lo que puede dar lugar a un tratamiento excesivo o insuficiente, lo que tiene efectos negativos en la semilla y en las plántulas jóvenes. Por último, la adición de un polvo puede aumentar la fricción entre las semillas y esto puede provocar una siembra desigual en el campo.
Sumario de la invención
Las realizaciones de la presente invención generalmente se dirigen a suspensiones líquidas de fertilizante para su aplicación en el tratamiento de semillas y recubrimientos de fertilizantes que pueden pulverizarse sobre el sustrato (superficie de la semilla o del fertilizante) con una generación mínima o nula de polvo durante y después del tratamiento. Este método de aplicación proporciona un suministro específico de fertilizante al sustrato a una velocidad de aplicación precisa con una pérdida mínima desde el sitio de aplicación, minimizando así las etapas de limpieza del equipo, el tiempo de inactividad de la producción y reduciendo significativamente los problemas de seguridad y salud asociados con las partículas aéreas de fertilizante.
En una realización, se proporciona una composición fertilizante líquida según la reivindicación 1. La composición comprende una fuente de al menos un nutriente suspendida en un medio líquido, un espesante, un dispersante y un contenido de sólidos de al menos aproximadamente el 20% en peso. La composición está sustancialmente exenta de copolímero (met)acrílico de estireno. La composición se puede usar en un método para fertilizar un cultivo que comprende aplicar el fertilizante líquido a la superficie de una semilla o gránulo. La fuente de nutrientes comprende:
(i) un contenido de fósforo del 20% al 30% en peso, un contenido de zinc del 15% al 25% en peso, un contenido de manganeso del 1% al 10% en peso y un contenido de nitrógeno del 0,5% al 8% por peso, respecto del peso total de la fuente de al menos un nutriente tomado como el 100% en peso; o
(ii) un contenido de zinc del 30% al 50% en peso, un contenido de manganeso del 5% al 15% en peso, y un contenido de hierro del 0,1% al 5% en peso, respecto del peso total de la fuente de al menos un nutriente tomado como el 100% en peso.
Descripción detallada de la realización preferida
Las realizaciones de la presente invención se refieren en general a composiciones fertilizantes en suspensión líquidas estables que tienen un alto contenido en sólidos y son aplicables para suministrar altos niveles de macronutrientes y/o micronutrientes a semillas y plantas. Las composiciones comprenden una fuente de nutrientes, como se define en la reivindicación 1, suspendida en un medio líquido, un espesante y un dispersante.
La fuente de al menos un nutriente se proporciona generalmente en forma de un polvo sólido. Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "nutriente" se refiere tanto a micronutrientes como a macronutrientes. La fuente de al menos un nutriente puede comprender uno o más macronutrientes, uno o más micronutrientes o una combinación de macronutrientes y micronutrientes. Los macronutrientes son nutrientes esenciales para las plantas que se requieren en cantidades relativamente mayores (en comparación con los micronutrientes) para el crecimiento y desarrollo saludable de las plantas. Por el contrario, los micronutrientes son nutrientes vegetales esenciales que se necesitan en menores cantidades. En ciertas realizaciones, la fuente de al menos un nutriente comprende un macronutriente seleccionado del grupo que consiste en nitrógeno, fósforo (P<2>O<5>), potasio, calcio, azufre y magnesio. En ciertas realizaciones, la fuente de al menos un nutriente comprende un micronutriente seleccionado del grupo que consiste en zinc, manganeso, hierro, boro, cloro (cloruro), cobre, molibdeno, níquel, cobalto, selenio y sodio. Los expertos en la técnica deberían entender que también se pueden usar otros macronutrientes y micronutrientes conocidos en la técnica según las realizaciones de la presente invención.
Las realizaciones de la presente invención son ventajosamente capaces de comprender un mayor contenido de nutrientes, y específicamente un mayor contenido de micronutrientes, que los fertilizantes líquidos de la técnica anterior. Por ejemplo, en ciertas realizaciones, la composición fertilizante líquida comprende una mayor cantidad de micronutriente(s) que de macronutriente(s). En ciertas realizaciones, el fertilizante líquido tiene un contenido de micronutrientes de al menos aproximadamente el 5% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 10% en peso, más preferiblemente al menos aproximadamente el 15% en peso, y más preferiblemente al menos aproximadamente el 20% en peso, tomando el peso total de la composición fertilizante líquida como el 100% en peso. En ciertas realizaciones, el fertilizante líquido tiene un contenido de micronutrientes de aproximadamente el 5% a aproximadamente el 50% en peso, preferiblemente aproximadamente el 10% a aproximadamente el 40% en peso, más preferiblemente aproximadamente el 15% a aproximadamente el 30% en peso, y más preferiblemente aproximadamente el 20% en peso a aproximadamente el 25% en peso, tomando el peso total de la composición fertilizante líquida como el 100% en peso. En ciertas realizaciones, el fertilizante líquido tiene un contenido de zinc de aproximadamente el 1% a aproximadamente el 40% en peso, preferiblemente aproximadamente el 5% a aproximadamente el 30% en peso, y más preferiblemente aproximadamente el 10% a aproximadamente el 25% en peso, tomando el peso total de la composición fertilizante líquida como el 100% en peso. En ciertas realizaciones, el fertilizante líquido tiene un contenido de manganeso de aproximadamente el 0,1% a aproximadamente el 10% en peso, preferiblemente aproximadamente el 0,5% a aproximadamente el 8% en peso, y más preferiblemente aproximadamente el 1% a aproximadamente el 5% en peso, tomando el peso total de la composición fertilizante líquida como el 100% en peso. En ciertas realizaciones, el fertilizante líquido tiene un contenido de hierro de aproximadamente el 0,1% a aproximadamente el 5% en peso, preferiblemente aproximadamente el 0,2% a aproximadamente el 3% en peso, y más preferiblemente aproximadamente el 0,5% a aproximadamente el 2% en peso, tomando el peso total de la composición fertilizante líquida como el 100% en peso. En ciertas realizaciones, el fertilizante líquido tiene un contenido de macronutrientes (por ejemplo, fósforo y/o nitrógeno) de aproximadamente el 1% a aproximadamente el 30% en peso, preferiblemente aproximadamente el 5% a aproximadamente el 25% en peso, y más preferiblemente aproximadamente el 10% a aproximadamente el 20% en peso, tomando el peso total de la composición fertilizante líquida como el 100% en peso. Como apreciará un experto en la técnica, puede usarse cualquier forma agrícolamente aceptable del nutriente dentro del alcance de ciertas realizaciones de la presente invención. El nutriente en polvo puede estar compuesto por al menos un nutriente en forma de óxido, en forma de sulfato, en forma de sal o en forma mineral, o una combinación de formas de óxidos, sulfatos, sales y/o minerales.
En las realizaciones particularmente preferidas, la fuente de nutrientes comprende una fuente de fosfato, una fuente de manganeso y una fuente de zinc. La fuente de fosfato puede comprender fosfato monoamónico, fosfato diamónico, fosfato de roca y mezclas de los mismos. La fuente de manganeso puede comprender sulfato de manganeso, cloruro de manganeso, nitrato de manganeso, óxido de manganeso y mezclas de los mismos. La fuente de zinc puede comprender sulfato de zinc, cloruro de zinc, óxido de zinc, nitrato de zinc y mezclas de los mismos. En una primera opción de la reivindicación 1, la(s) fuente(s) de nutrientes comprenden un contenido de fósforo de aproximadamente el 20% a aproximadamente el 30% en peso, un contenido de zinc de aproximadamente el 15% a aproximadamente el 25% en peso, un contenido de manganeso de aproximadamente el 1% a aproximadamente el 10% en peso, y un contenido de nitrógeno de aproximadamente el 0,5% a aproximadamente el 8% en peso, respecto del peso total de la fuente de al menos un nutriente tomado como el 100% en peso.
En otras realizaciones preferidas, la fuente de nutrientes comprende una fuente de zinc, una fuente de manganeso y una fuente de hierro. En una segunda opción de la reivindicación 1, la(s) fuente(s) de nutrientes comprenden un contenido de zinc de aproximadamente el 30% a aproximadamente el 50% en peso, un contenido de manganeso de aproximadamente el 5% a aproximadamente el 15% en peso y un contenido de hierro de aproximadamente el 0,1% en peso a aproximadamente el 5% en peso, respecto del peso total de la fuente de al menos un nutriente tomado como el 100% en peso.
En una o más realizaciones, la fuente de al menos un nutriente se proporciona como un polvo que tiene un tamaño de partícula promedio mayor de aproximadamente una malla 325 (aproximadamente 44 pm de diámetro promedio), preferiblemente mayor de aproximadamente una malla 270 (aproximadamente 53 pm de diámetro promedio), y más preferiblemente mayor de aproximadamente una malla 230 (aproximadamente 63 pm de diámetro promedio), de un tamiz según la norma de los EE. UU. En ciertas realizaciones, la fuente de al menos un nutriente se proporciona como un polvo que tiene un tamaño de partícula promedio de aproximadamente una malla 100 (aproximadamente 149 pm de diámetro promedio) a aproximadamente una malla 325, preferiblemente aproximadamente una malla 120 (aproximadamente 125 pm de diámetro promedio) a aproximadamente una malla 230, más preferiblemente aproximadamente una malla 140 (diámetro promedio de aproximadamente 105 pm) a aproximadamente una malla 200 (diámetro promedio de aproximadamente 74 pm), de un tamiz según la norma de los EE. UU. En ciertas realizaciones, la composición fertilizante líquida comprende aproximadamente del 20% a aproximadamente el 80% en peso, preferiblemente aproximadamente del 30% a aproximadamente el 70% en peso, y más preferiblemente aproximadamente del 40% a aproximadamente el 60% en peso de la fuente de al menos un nutriente, respecto del peso total de la composición fertilizante líquida tomado como el 100% en peso. En ciertas realizaciones preferidas, la composición fertilizante comprende al menos aproximadamente un 20% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente un 40% en peso de la fuente de al menos un nutriente, respecto del peso total de la composición fertilizante líquida tomado como el 100% en peso.
Las fuentes de nutrientes en polvo ejemplares se describen en las patentes de EE. UU. n.° 7.445.657; 8.221.515; 8.685.134; y 9.187.380.
El espesante (o agente espesante) actúa como un aditivo modificador de la reología diseñado para hidratarse con agua e hincharse. El espesante puede ser cualquiera de una variedad de compuestos modificadores de la reología, tanto naturales (por ejemplo, arcillas y gomas) como sintéticos (por ejemplo, polímeros sintéticos). En ciertas realizaciones, la composición fertilizante comprende un espesante seleccionado del grupo que consiste en goma de xantano, goma guar, goma arábiga, esmectita, caolinita, espesantes de emulsión hinchable alcalina (ASE), espesantes de emulsión hinchable alcalina modificada hidrófobamente (HASE), espesantes de uretano etoxilado hidrófobamente (HEUR) y combinaciones de los mismos. En ciertas realizaciones, la composición comprende una combinación de al menos dos de los espesantes antes mencionados. En ciertas realizaciones preferidas, el espesante comprende goma de xantano. En ciertas realizaciones, la composición fertilizante líquida comprende de aproximadamente el 0,01% a aproximadamente el 1% en peso, preferiblemente de aproximadamente el 0,05 a aproximadamente el 0,5% en peso, y más preferiblemente de aproximadamente el 0,1% a aproximadamente el 0,2% en peso del espesante, tomando el peso total de la composición fertilizante líquida como el 100% en peso.
El dispersante (o agente dispersante) actúa como aditivo humectante y dispersante para estabilizar las partículas sólidas y evitar la floculación. La molécula dispersante está compuesta preferiblemente de dos partes, concretamente, uno o más grupos de anclaje y una cadena polimérica. En las composiciones de la presente invención, el grupo de anclaje es aquel que une la molécula dispersante a la partícula de fertilizante mediante atracción electrostática, grupos iónicos, enlaces de hidrógeno o una combinación de estos. El grupo de anclaje particular se selecciona preferiblemente basándose en la partícula de fertilizante que requiere estabilización. En ciertas realizaciones, el dispersante comprende un grupo de anclaje seleccionado del grupo que consiste en amino, ácido carboxílico, sulfónico, fosfórico o sus sales. La cadena polimérica debería seleccionarse con un peso molecular suficiente para proporcionar un efecto estérico alrededor de cada partícula. En ciertas realizaciones, el dispersante comprende una cadena polimérica seleccionada del grupo que consiste en poli(alcohol vinílico), ésteres de fosfato, estireno, basado en ácido acrílico, poliisobutileno, poliésteres, poli(metacrilato de metilo), poli(óxidos de etileno) y las combinaciones de los mismos. En realizaciones particularmente preferidas, el dispersante es un dispersante aniónico (tal como Esperse 349 de Ethox Chemicals). En ciertas realizaciones, la composición fertilizante líquida comprende de aproximadamente el 0,1% a aproximadamente el 10% en peso, preferiblemente de aproximadamente el 0,5% a aproximadamente el 5% en peso, y más preferiblemente de aproximadamente el 1% a aproximadamente el 3% en peso del dispersante, respecto del peso total de la composición fertilizante líquida tomado como el 100% en peso.
El fertilizante líquido está sustancialmente exento de cualquier copolímero (met)acrílico de estireno. Es decir, la composición fertilizante líquida comprende menos de aproximadamente el 2% en peso de copolímero (met)acrílico de estireno, preferiblemente menos de aproximadamente el 1% en peso de copolímero (met)acrílico de estireno, y más preferiblemente aproximadamente el 0% en peso de copolímero (met)acrílico de estireno, respecto del peso total de la composición fertilizante líquida tomado como el 100% en peso.
En ciertas realizaciones, la composición fertilizante líquida puede comprender además un tensioactivo o modificador de la tensión superficial. El tensioactivo se puede utilizar para mejorar la humectación de las partículas para facilitar el anclaje de los grupos de anclaje dispersantes. Normalmente, el tensioactivo comprende compuestos orgánicos, con una cadena de hidrocarburo, fluorocarbono o siloxano ramificada, lineal o aromática como grupo hidrófobo y un grupo hidrófilo. El tensioactivo puede incluir tensioactivos no iónicos, tensioactivos aniónicos, tensioactivos catiónicos, tensioactivos anfóteros, tensioactivos de silicona, tensioactivos fluorados, tensioactivos polimerizables o mezclas de los mismos. Los tensioactivos aniónicos ejemplares incluyen, entre otros, sulfonatos de alquilbenceno, sulfonatos de a-olefina, sulfonatos de parafina, ésteres metílicos sulfonados, ácidos grasos sulfonados y sulfosuccinatos. Los tensioactivos basados en la química de los ésteres de sulfato y fosfato pueden incluir sulfatos de alquilo, sulfatos de alquiléter, carboxilatos de éter, sarcosinatos de acilo, ftalamatos de alquilo, isetionatos y/o tauratos. Los tensioactivos no iónicos ejemplares incluyen, pero sin limitación, etoxilatos de alquilfenol, etoxilatos de alcoholes grasos, ésteres de polioxetileno de ácidos grasos, etoxilatos de éster metílico, copolímeros en bloque de poli(óxido de alquileno), etoxilatos de amina, alcanolamidas grasas, óxidos de amina, ésteres de alcoholes polihídricos y ácidos grasos, ésteres de flicol, ésteres de glicerol, poli(ésteres de glicerol), ésteres de anhidrohexitol, poli(ésteres de oxialquilenpoliol), alquilpoliglucósidos y tensioactivos gémini. Los tensioactivos anfóteros ejemplares incluyen, sin limitación, aminopropionatos, iminodipropionatos, basados en imidazolina, betaína y otros. En ciertas realizaciones, la composición fertilizante líquida comprende de aproximadamente el 0,01% a aproximadamente el 5% en peso, preferiblemente de aproximadamente el 0,05 a aproximadamente el 3% en peso, y más preferiblemente de aproximadamente el 0,1% a aproximadamente el 1% en peso del tensioactivo, respecto del peso total de la composición fertilizante líquida tomado como el 100% en peso.
En una o más realizaciones, la composición fertilizante líquida comprende además un conservante antimicrobiano (por ejemplo, un biocida). En ciertas realizaciones, el conservante se selecciona del grupo que consiste en 5-cloro-2-metil-2H-isotiazol-3-ona, 2-metil-2H-isotiazol-3-ona, bronopol (2-bromo-2-nitropropano-1,3-diol), nitrito de sodio, 1,2-bencisotiazolin-3-ona, glutaraldehído, o-fenilfenato de sodio, 2,2-dibromo-3-nitrilopropionamida, hipoclorito de sodio, fosfato trisódico y combinaciones de los mismos. En una realización particularmente preferida, el conservante comprende una combinación de 5-cloro-2-metil-2H-isotiazol-3-ona, 2-metil-2H-isotiazol-3-ona y bronopol, tal como el producto disponible comercialmente Acticide LA1206 de Thor. Se ha descubierto que el uso del conservante antimicrobiano como se describe en la presente memoria puede limitar el crecimiento de cualquier bacteria u hongo en la formulación, manteniendo así la estabilidad y evitando el deterioro de la formulación durante el almacenamiento a largo plazo, sin afectar negativamente a la germinación de las semillas. En ciertas realizaciones, la composición fertilizante líquida comprende de aproximadamente el 0,01% a aproximadamente el 1% en peso, preferiblemente de aproximadamente el 0,05 a aproximadamente el 0,5% en peso, y más preferiblemente de aproximadamente el 0,1% a aproximadamente el 0,2% en peso del conservante, respecto del peso total de la composición fertilizante líquida tomado como el 100% en peso.
En una o más realizaciones, la composición fertilizante líquida comprende además un aditivo antiespumante (o agente antiespumante). El antiespumante es un aditivo químico que reduce y dificulta la formación de espuma durante la producción y utilización del fertilizante líquido. El antiespumante puede comprender una variedad de compuestos conocidos en la técnica, tales como aceites insolubles, polidimetilsiloxanos y otras siliconas, alcoholes, estearatos, glicoles y combinaciones de los mismos. Un antiespumante disponible comercialmente a modo de ejemplo es el BYK-016 basado en polímeros, sin silicona, de BYK. Otro antiespumante ejemplar disponible comercialmente es el PC5450 de Performance Chemicals, LLC (Concord, NH). En ciertas realizaciones, la composición fertilizante líquida comprende de aproximadamente el 0,01% a aproximadamente el 1% en peso, preferiblemente de aproximadamente el 0,05% a aproximadamente el 0,5% en peso, y más preferiblemente de aproximadamente el 0,1% a aproximadamente el 0,2% en peso del antiespumante, respecto del peso total de la composición fertilizante líquida tomado como el 100% en peso.
En una o más realizaciones, el fertilizante líquido comprende además un aditivo que mejora su aplicabilidad sobre los sustratos. Algunos de dichos aditivos en el fertilizante líquido pueden incluir emulsiones, disoluciones, dispersiones o suspensiones de diversas ceras y/o polímeros. Las ceras y polímeros pueden ser de origen natural o sintético. En ciertas realizaciones, el aditivo es una cera. En ciertas realizaciones preferidas, el aditivo es cera de carnauba. Cuando se incluye, el fertilizante líquido generalmente comprende de aproximadamente el 1% al 50% en peso, preferiblemente de aproximadamente el 5% a aproximadamente el 40% en peso, y más preferiblemente de aproximadamente el 10% a aproximadamente el 25% en peso de ceras o polímeros. El uso de dichas ceras o polímeros en las semillas o gránulos puede proporcionar ventajas de comportamiento, como la reducción del polvo y un flujo mejorado, entre otros parámetros de comportamiento.
También se pueden incluir componentes adicionales en las composiciones fertilizantes líquidas, según se necesite o desee. Por ejemplo, se pueden incluir tensioactivos o agentes acidificantes según sea necesario para lograr una viscosidad o nivel de pH deseado. Independientemente de la realización, la composición fertilizante líquida generalmente tiene una densidad de aproximadamente 0,9 g/ml a aproximadamente 1,6 g/ml, preferiblemente de aproximadamente 1,0 g/ml a aproximadamente 1,4 g/ml, y más preferiblemente de aproximadamente 1,1 g/ml a aproximadamente 1,3 g/ml. Sin embargo, en algunas realizaciones, la composición fertilizante líquida tiene una densidad de aproximadamente 0,9 g/ml a aproximadamente 2,0 g/ml, preferiblemente de aproximadamente 1,0 g/ml a aproximadamente 1,8 g/ml, y más preferiblemente de aproximadamente 1,1 g/ml a aproximadamente 1,6 g/ml. La composición generalmente tiene una viscosidad Brookfield a 50 rpm de aproximadamente 500 cps a aproximadamente 1500 cps, preferiblemente de aproximadamente 600 cps a aproximadamente 1200 cps, y más preferiblemente de aproximadamente 700 cps a aproximadamente 1000 cps. Sin embargo, en ciertas realizaciones, la composición tiene una viscosidad Brookfield a 50 rpm de aproximadamente 200 cps a aproximadamente 1500 cps, preferiblemente de aproximadamente 400 cps a aproximadamente 1200 cps, y más preferiblemente de aproximadamente 600 cps a aproximadamente 1000 cps. La composición generalmente tendrá un pH de aproximadamente 3,0 a aproximadamente 8,0, preferiblemente de aproximadamente 3,5 a aproximadamente 7,0 y más preferiblemente de aproximadamente 4,0 a aproximadamente 5,0. Las composiciones generalmente tienen un contenido de sólidos de al menos aproximadamente el 20% en peso, preferiblemente al menos aproximadamente el 30%, más preferiblemente al menos aproximadamente el 40% en peso, e incluso más preferiblemente al menos aproximadamente el 60%, respecto del peso total de la composición fertilizante líquida tomado como el 100% en peso. En ciertas realizaciones, la composición fertilizante líquida comprende un contenido de sólidos de aproximadamente el 20% a aproximadamente el 80% en peso, preferiblemente de aproximadamente el 30% a aproximadamente el 70% en peso, y más preferiblemente de aproximadamente el 40% a aproximadamente el 60% en peso, respecto del peso total de la composición fertilizante líquida tomado como el 100% en peso.
Las composiciones fertilizantes líquidas se proporcionan en forma de suspensiones líquidas, y los sólidos están suspendidos en un medio líquido. En las realizaciones particularmente preferidas, el medio líquido es agua, lo que proporciona suspensiones acuosas. Sin embargo, en ciertas realizaciones, se pueden utilizar otros medios líquidos. Independientemente de la realización, las composiciones fertilizantes líquidas generalmente comprenden de aproximadamente el 20% a aproximadamente el 80% en peso, preferiblemente de aproximadamente el 30% a aproximadamente el 70% en peso, y más preferiblemente de aproximadamente el 40% a aproximadamente el 60% en peso del medio líquido, tomando el peso total de la composición fertilizante líquida como el 100% en peso.
Las suspensiones líquidas según las realizaciones de la presente invención normalmente son estables durante al menos aproximadamente 6 meses, y preferiblemente durante al menos aproximadamente 12 meses. Tal como se utiliza en la presente memoria, la expresión "estable en el almacenamiento" significa que la suspensión no presenta un apelmazamiento de partículas, y que cualquier partícula sedimentada se resuspende fácilmente mediante simple agitación durante el período de tiempo especificado.
Las realizaciones de la presente invención también se refieren a un método para producir una composición fertilizante líquida. El método comprende combinar una fuente de al menos un nutriente, un espesante y un dispersante en un medio líquido para formar una suspensión líquida.
Se ha descubierto que lograr fertilizantes líquidos con los perfiles reológicos operativos y de almacenamiento deseados y un alto contenido en sólidos insolubles requiere un procedimiento de fabricación particular. El proceso, incluida la adición secuencial particular de los componentes, es fundamental para lograr una dispersión y humectación uniformes de las partículas a fin de presentar un área superficial máxima en las partículas para la estabilización del dispersante. Primero, se añade el espesante al medio líquido. Después de añadir el espesante y mezclar bien para lograr la viscosidad deseada, se añade una primera porción del componente fertilizante seco (es decir, la fuente de macronutrientes y/o micronutrientes) al medio líquido en aproximadamente un 10% a aproximadamente un 50%, preferiblemente aproximadamente un 20% a aproximadamente un 35%, del peso total del componente prescrito en la formulación final y se mezcla, típicamente durante aproximadamente 5 a aproximadamente 15 minutos, o hasta que sea homogeneidad. Mientras se agita continuamente la mezcla, se añade una primera porción del dispersante al medio líquido en aproximadamente un 10% a aproximadamente un 50%, preferiblemente aproximadamente un 20% a aproximadamente un 35% del peso total del dispersante prescrito en la formulación final y se continúa mezclando durante unos 5 a unos 15 minutos, o hasta homogeneidad. Una segunda porción del componente fertilizante seco (es decir, la fuente de macronutrientes y/o micronutrientes) se añade al medio líquido en aproximadamente un 10% a aproximadamente un 50%, preferiblemente aproximadamente un 20% a aproximadamente un 35%, del peso total del componente prescrito en la formulación final y se mezcla, típicamente durante aproximadamente 5 a aproximadamente 15 minutos, o hasta homogeneidad. De nuevo, mientras se agita continuamente la mezcla, se añade una segunda porción del dispersante al medio líquido en aproximadamente un 10% a aproximadamente un 50%, preferiblemente aproximadamente un 20% a aproximadamente un 35% del peso total del dispersante prescrito en la formulación final y se continúa mezclando durante aproximadamente 5 a aproximadamente 15 minutos, o hasta homogeneidad. La mezcla continúa en esta secuencia con la adición creciente de el/los componente(s) fertilizante(s) seco(s) y la posterior adición del dispersante, hasta que se haya incluido en la mezcla el peso deseado de ambos componentes. Además, se puede añadir un antiespumante al medio líquido antes de añadir cualquier otro componente (es decir, antes del espesante) o en otros momentos durante el proceso según sea necesario para controlar la formación de espuma.
Cualquier desviación de la secuencia de adición anterior puede dar como resultado una formulación que exhibirá inestabilidad, principalmente en forma de gelificación y endurecimiento durante el almacenamiento a largo plazo. En particular, la fuente de al menos un nutriente se añade al agua en forma de partículas sólidas sin someterla a molienda húmeda (o micropulverización) para reducir el tamaño de malla. Esta es una ventaja particular sobre los métodos de la técnica anterior, que requieren una molienda en húmedo de las partículas de fertilizante sólidas para reducir el tamaño por debajo de aproximadamente 50 micrones (aproximadamente un tamaño de malla 325) para conseguir suspensiones estables.
En ciertas realizaciones preferidas, las composiciones fertilizantes líquidas se proporcionan en forma de composiciones fertilizantes listas para usar. Como se usa en la presente memoria, "listo para usar" significa que no es necesario diluir las composiciones fertilizantes líquidas, por ejemplo con agua, ni mezclarlas con otros ingredientes antes de la aplicación. Sin embargo, está dentro del alcance de la presente invención que las composiciones fertilizantes líquidas se proporcionen en forma de formulaciones concentradas o de múltiples partes, que requieren la dilución y/o mezcla con componentes adicionales antes de la aplicación.
En ciertas realizaciones, y particularmente cuando se usan como tratamientos de semillas, se pueden añadir componentes adicionales a las suspensiones de fertilizantes líquidas, como protectores para los cultivos y/o aditivos potenciadores. Estos componentes adicionales se pueden añadir en el momento de la fabricación después de añadir todo el fertilizante seco y el dispersante, o estos componentes se pueden añadir a las suspensiones inmediatamente antes de aplicar el tratamiento a las semillas o los gránulos. Dichos componentes adicionales pueden comprender uno o más insecticidas, fungicidas, nematicidas, componentes biológicamente activos, polímeros o una combinación de los mismos.
Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "insecticida" se refiere a aquellas sustancias tanto naturales como derivadas sintéticamente que se dirigen contra los "insectos", que la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) define como cualquiera de los numerosos pequeños animales invertebrados que generalmente tienen el cuerpo más o menos claramente segmentado, pertenecientes en su mayor parte a la clase Insecta, que comprenden las formas de seis patas, generalmente aladas, como por ejemplo, escarabajos, chinches, abejas, moscas y otras clases afines de artrópodos cuyos miembros no tienen alas y suelen tener más de seis patas, como por ejemplo, arañas, ácaros, garrapatas, ciempiés y piojos de la madera. El/los insecticida(s) utilizados en la presente memoria puede(n) ser cualquiera de los diversos ingredientes activos insecticidas disponibles comercialmente, que generalmente están etiquetados como destinados a su uso como insecticida.
Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "fungicida" se refiere a aquellas sustancias tanto naturales como derivadas sintéticamente que se dirigen contra los "hongos", que la EPA define como cualquier talófito que no contiene clorofila (es decir, cualquier planta que no contiene clorofila de orden inferior que los musgos y las hepáticas), como por ejemplo roya, tizón, mildiú, moho, levaduras y bacterias, excepto las que se encuentran sobre o dentro de los seres humanos vivos u otros animales y las que se encuentran sobre o dentro de alimentos, bebidas o productos farmacéuticos procesados. Los insecticidas utilizados en la presente memoria pueden ser cualquiera de los diversos ingredientes activos fungicidas disponibles comercialmente, que generalmente están etiquetados como destinados a su uso como fungicida.
Tal como se utiliza en la presente memoria, el término "nematicida" se refiere a aquellas sustancias tanto naturales como derivadas sintéticamente que están dirigidas contra los "nematodos", que la EPA define como animales invertebrados del filoNemathelminthesy la claseNematoda,es decir, gusanos redondos no segmentados con cuerpos alargados, fusiformes o en forma de saco cubiertos de cutícula y que habitan en el suelo, el agua, las plantas o partes de las plantas; también se les puede llamar nemas. Los nematicidas utilizados en la presente memoria pueden ser cualquiera de los diversos ingredientes activos nematicidas disponibles comercialmente, que generalmente están etiquetados como destinados a su uso como nematicida.
Los componentes biológicamente activos pueden incluir microbios conocidos para mejorar el crecimiento de las plantas relacionados con la protección de los cultivos y el suministro de nutrientes, tanto simbióticos como asimbióticos. Los microbios ejemplares, particularmente para los tratamientos de las semillas, son cualquiera de una variedad de inoculantes de semillas disponibles comercialmente.
El polímero utilizado en el tratamiento de las semillas puede incluir un polímero natural o sintético en forma de una combinación o en formas independientes de celulosas que incluyen metilcelulosas, etilcelulosas, hidroximetilcelulosas, hidroxipropil/metilcelulosas, carboximetilcelulosas y dextrinas, maltodextrinas, alginatos, polisacáridos, grasas, aceites, proteínas, goma arábiga, lignosulfonatos, almidones, goma lacas, zeínas, gelatinas, quitosano. Polímeros basados en vinilo tales como poli(alcoholes vinílicos), copolímeros de poli(alcohol vinílico), polivinilpirrolidonas, poli(acetatos de vinilo) y copolímeros de poli(acetatos de vinilo), cloruros de vinilideno, copolímeros de cloruro de vinilideno. Polímeros y copolímeros de acrilato, tales como poli(acrilatos de vinilo), polímeros de poli(óxido de etileno), polímeros y copolímeros de acrilamida, poli(acrilatos de hidroxietilo), polímeros de metilacrilamida, copolímeros de vinilpirrolidona/estireno, copolímeros de acetato de vinilo/acrilato de butilo, copolímeros de estireno/éster acrílico, copolímeros de acetato de vinilo/etileno, y polímeros de poliuretano.
Las composiciones fertilizantes líquidas son particularmente adecuadas para la aplicación líquida en forma de revestimiento sobre la superficie de las semillas y/o los gránulos de fertilizante sólido antes de la siembra. Por lo tanto, también se proporcionan en la presente memoria métodos para tratar las semillas o los gránulos de fertilizante, que comprenden aplicar la composición fertilizante líquida a la superficie de las semillas o los gránulos. Se puede tratar una variedad de tipos de semillas con la composición fertilizante líquida según las realizaciones de la presente invención. Un tipo de semilla particularmente preferido son las semillas de trigo. Sin embargo, otros tipos de semillas también pueden aprovechar las ventajas de la presente invención, incluidos, por ejemplo, el maíz, la soja, el algodón y otros. El fertilizante líquido se puede aplicar, por ejemplo, en el momento de la siembra o antes de la inoculación.
Los métodos para tratar las semillas o recubrir el fertilizante granulado con el fertilizante líquido se pueden realizar mediante el uso de un equipo de tratamiento por lotes (por ejemplo, un tratador rotatorio) o continuo (por ejemplo, un tratador de tambor). Un método para tratar las semillas o el fertilizante granulado comprende mezclar todos los componentes del tratamiento (incluido el fertilizante líquido y cualquier componente adicional, como se analizó anteriormente) en un tanque de tratamiento y bombear la suspensión de tratamiento al tambor o al lugar de recubrimiento giratorio. El caudal de la suspensión se regula en función del caudal de las semillas/gránulos a través del sistema para lograr la dosis deseada en el sustrato. Otro método comprende bombear todos los componentes del tratamiento individualmente a través de tuberías separadas hasta el lugar de tratamiento y rociar los tratamientos sobre las semillas o los gránulos. Este método de tratamiento puede evitar cualquier posible incompatibilidad entre los componentes del tratamiento, y puede ayudar a controlar las tasas de los diferentes ingredientes según las necesidades.
La cantidad de fertilizante líquido aplicado a las semillas o los gránulos dependerá de una serie de factores, incluido el tipo de semilla o fertilizante, las consideraciones topográficas y geológicas y las prácticas locales y regionales. Sin embargo, en ciertas realizaciones preferidas, la composición fertilizante líquida se aplica a las semillas o los gránulos en una cantidad de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 30 ml de fertilizante por kg de semillas o gránulos, preferiblemente de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 20 ml de fertilizante por kg de semillas o gránulos, y más preferiblemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 15 ml de fertilizante por kg de semillas o gránulos.
Las ventajas adicionales de las diversas realizaciones de la invención serán evidentes para los expertos en la técnica tras la revisión de la descripción de la presente memoria y los ejemplos de trabajo siguientes. Se apreciará que las diversas realizaciones descritas en la presente memoria no son necesariamente excluyentes entre sí a menos que se indique lo contrario en la presente memoria. Por ejemplo, una característica descrita o representada en una realización también puede incluirse en otras realizaciones, pero no necesariamente se incluye. Por tanto, la presente invención abarca una variedad de combinaciones y/o integraciones de las realizaciones específicas descritas en la presente memoria.
Como se usa en la presente memoria, la expresión "y/o", cuando se usa en una lista de dos o más elementos, significa que cualquiera de los elementos enumerados se puede emplear por sí solo o se puede emplear cualquier combinación de dos o más de los elementos enumerados. Por ejemplo, si se describe que una composición contiene o excluye los componentes A, B y/o C, la composición puede contener o excluir A solo; B solo; C solo; A y B en combinación; A y C en combinación; B y C en combinación; o A, B y C en combinación.
La presente descripción también utiliza rangos numéricos para cuantificar ciertos parámetros relacionados con las diversas realizaciones de la invención. Debe entenderse que cuando se proporcionan rangos numéricos, dichos rangos deben interpretarse como un respaldo literal para las limitaciones de las reivindicaciones que solo mencionan el valor inferior del rango, así como para las limitaciones de las reivindicaciones que solo mencionan el valor superior del rango. Por ejemplo, un rango numérico descrito de aproximadamente 10 a aproximadamente 100 proporciona un respaldo literal para una reivindicación que mencione "más de aproximadamente 10" (sin límites superiores) y una reivindicación que mencione "menos de aproximadamente 100" (sin límites inferiores).
Ejemplos
Los siguientes ejemplos exponen la producción y prueba de composiciones fertilizantes según las realizaciones de la presente invención. Debe entenderse, sin embargo, que estos ejemplos se proporcionan a modo de ilustración, y nada de lo contenido en ellos debe considerarse una limitación del alcance general de la invención.
EJEMPLO I
Preparación de fertilizante seco
En este ejemplo, se prepararon dos fertilizantes secos (Fertilizante A y Fertilizante B) para probarlos en suspensiones líquidas. El desglose elemental de los contenidos de micronutrientes y macronutrientes del Fertilizante A y del Fertilizante B se proporciona en la Tabla 1 a continuación. El fósforo se proporcionó en forma de P<2>O<5>. El zinc se proporcionó en forma de óxido de zinc y sulfato de zinc. Los demás componentes se proporcionaron en forma de sales o minerales. Los porcentajes restantes para completar el 100% lo aportan los óxidos, sulfato y/o sales/minerales.
Tabla 1. Fertilizantes secos ejemplares.
EJEMPLO II
Selección del dispersante
Este experimento tuvo como objetivo probar dispersantes apropiados para las suspensiones líquidas, lo cual es fundamental para formular un fertilizante en suspensión estable. El dispersante se probó evaluando el cambio de viscosidad de la formulación líquida antes y después de la adición del dispersante de muestra. Un dispersante eficaz reduce la interacción entre las partículas de fertilizante, lo que a su vez reduce la viscosidad de la disolución dada al añadir el dispersante óptimo. Esto garantiza una floculación mínima o nula entre las partículas durante el almacenamiento a largo plazo. La selección del dispersante se realizó basándose en la magnitud de la reducción de la viscosidad por parte de los dispersantes seleccionados.
La muestra de fertilizante se preparó mezclando agua con un 0,1% de goma de xantano, 0,01% de antiespumante y 0,19% de biocida. La mezcla se mezcló completamente para disolver e hidratar la goma de xantano para proporcionar el perfil reológico deseado. Luego se añadió lentamente el fertilizante seco y se dispersó en el homogeneizador durante 30 minutos. Después de 30 minutos, se retiró la formulación y se midió y registró inmediatamente la viscosidad. Luego, se volvió a colocar la formulación en el mezclador y se añadió lentamente el dispersante seleccionado a aproximadamente un 2% y se mezcló durante 5 minutos. Se extrajo la formulación y se midió y registró inmediatamente la viscosidad. Los resultados se proporcionan en la Tabla 2. Los resultados presentados en la Tabla 2 son los valores de viscosidad para Esperse-349, un dispersante basado en éster de fosfato usado en el Fertilizante A y los de Byk-156, un dispersante basado en poliacrilato de amonio usado en el Fertilizante B.
Tabla 2. Viscosidad de la suspensión líquida (cP).
Metodología de mezcla
Se prepararon dos formulaciones de fertilizantes en suspensión líquida (Formulación A y Formulación B) como se describe a continuación. El recipiente de mezcla se llenó con una cantidad especificada de agua. Se pesó BYK-016 (antiespumante) como se indica en la receta y se añadió lentamente para evitar que quedase aire atrapado en la mezcla. Los antiespumantes suelen ser insolubles en el sistema de interés, por lo que se esperaba una disolución coloidal durante la adición y mezcla. La goma de xantano (AEP Colloids) se pesó y se añadió lentamente al recipiente durante la mezcla, intentando evitar la formación de grumos al añadirla al recipiente de mezcla. Después de la adición, se continuó mezclando durante 15 minutos para asegurar la disolución completa del producto. En esta etapa, se esperaba que aumentara la viscosidad de la mezcla. Se aumentó la velocidad del mezclador para mantener un vórtice adecuado. Se pesó una cuarta parte de la cantidad especificada de cada polvo de fertilizante seco y se añadió lentamente al recipiente de mezcla. La mezcla continuó durante 10 minutos para asegurar una dispersión homogénea de las partículas. Antes de añadir el polvo, se comprobó que el polvo fuera homogéneo y sin grumos. Se pesó una cuarta parte de la cantidad especificada de dispersante y se añadió lentamente al tanque de mezcla. La mezcla continuó durante 10 minutos. Las dos etapas anteriores se repitieron hasta que se añadió a la mezcla todo el peso especificado de fertilizante seco y dispersante. Como último paso, se añadió la cantidad especificada de Acticide LA1206 al recipiente de mezcla y se continuó mezclando durante 5 minutos. Antes de añadir Acticide LA1206, se aseguró que la temperatura de la mezcla del tanque fuera inferior a 40 °C/104 °F.
La cantidad total de cada componente en la Formulación A y la Formulación B se proporciona en la Tabla 3.
Tabla 3. Composiciones fertilizantes líquidas en suspensión.
EJEMPLO IV
Pruebas de estabilidad en almacenamiento
Las estabilidades de almacenamiento de la Formulación A y la Formulación B se evaluaron siguiendo el protocolo empleado por el Collaborative International Pesticides Analytical Council (CIPAC) para los métodos MT39.3 y MT46.3. Brevemente, se colocaron 100 ml de formulación a 4 °C, 25 °C y 40 °C durante 4 semanas, y se observó si la formulación se sedimentaba, se apelmazaba o se hundía.
Tabla 4. Estabilidad en almacenamiento.
La muestra con la máxima sedimentación fue la Formulación A a 40 °C, con una capa superior de 7 mm de separación de fases. Sin embargo, no se observó apelmazamiento cuando se mezcló con una varilla de vidrio y la muestra se resuspendió fácilmente. Todas las demás muestras no mostraron una separación de fases significativa.
También se analizó una muestra de control sin ningún aditivo reológico (goma de xantano). El control mostró una fuerte sedimentación de las partículas, siendo difícil resuspender la capa inferior.
EJEMPLO V
Pruebas de germinación
Se trataron semillas mezclando una combinación de pesticida (fungicida), Formulación A, dispersante de pigmento de color rojo y una polivinilpirrolidona soluble en agua con un 35% de sólidos en un recubridor rotatorio discontinuo. Se colocó 1 kilogramo de semillas de trigo sin tratar en el recipiente del tratador rotatorio y se inyectó una suspensión premezclada como se describe en la tabla y se dejó girar durante 10 segundos, después de lo cual se recogieron las semillas y se dejaron secar. Para la aplicación del Fertilizante A seco, la suspensión de la tabla (excluyendo la formulación líquida A) se roció sobre las semillas en rotación y el Fertilizante A seco se roció sobre las semillas húmedas. Las cantidades de cada componente de la suspensión de tratamiento se proporcionan en la Tabla 5.
Tabla 5. Suspensión de tratamiento para las pruebas de germinación.
La germinación en caliente de las semillas de trigo tratadas se realizó en toallas de papel húmedas a 25 °C. Para cada muestra, se incluyeron 2 réplicas, cada una de las cuales constaba de 50 semillas. Después de 5 días en la cámara de germinación, se contaron las semillas para obtener el % de germinación.
La Formulación A presentó un 94% de germinación, el Fertilizante A seco presentó un 95% de germinación y la semilla de trigo sin tratar presentó un 96% de germinación. En particular, todas las muestras mostraron una germinación superior al 90%, sin efectos negativos estadísticamente significativos por el uso de la versión líquida del fertilizante A (Formulación A).
EJEMPLO VI
Pruebas de retención de fertilizantes
Se realizó una extracción acuosa de las semillas de trigo recubiertas con la Formulación A (que contenía el Fertilizante A) y el Fertilizante A seco, y el extractante se analizó mediante espectroscopía de masas con plasma acoplado inductivamente. Se colocaron 2 gramos de semillas tratadas en 10 ml de agua destilada y se agitaron durante 1 minuto y se dejaron durante la noche (16 horas) y luego se agitaron nuevamente durante 1 minuto y se centrifugaron. El sobrenadante se recogió cuidadosamente y se filtró a través de un filtro de jeringa de 0,45 pm. Luego se colocó 1 ml del sobrenadante filtrado en 99 ml de agua desionizada. Se hizo una dilución con ácido nítrico al 1% y la muestra se analizó para detectar la presencia de Zn soluble.
Como se muestra en la Tabla 6, a continuación, los resultados indican que el uso de la Formulación A líquida proporciona aproximadamente 2,5 veces más retención en las semillas de trigo que el uso del Fertilizante A seco.
Tabla 6. Retención de fertilizantes.
EJEMPLO VII
Formulación C (Fertilizante A con una dispersión de cera)
La Formulación C se preparó mediante el uso de un 40% de Fertilizante A con un 25% de una dispersión de cera de carnauba y se preparó como se describe a continuación. El recipiente de mezcla se llenó con una cantidad especificada de agua y una dispersión de cera de carnauba. Se pesó PC5450 (antiespumante) como se indica en la receta y se añadió lentamente para evitar que quedase aire atrapado en la mezcla. Los antiespumantes suelen ser insolubles en el sistema de interés, por lo que se esperaba una disolución coloidal durante la adición y la mezcla. El almidón de maíz modificado se pesó y se añadió lentamente al recipiente durante la mezcla, intentando evitar la formación de grumos al añadirlo al recipiente de mezcla. Después de la adición, se continuó mezclando durante 15 minutos para asegurar la disolución completa del producto. En esta etapa, se esperaba que aumentara la viscosidad de la mezcla. Se aumentó la velocidad del mezclador para mantener un vórtice adecuado. Se pesó una cuarta parte de la cantidad especificada de fertilizante seco en polvo y se añadió lentamente al recipiente de mezcla. La mezcla continuó durante 10 minutos para asegurar una dispersión homogénea de las partículas. Antes de añadir el polvo, se comprobó que el polvo fuera homogéneo y sin grumos. Se pesó una cuarta parte de la cantidad especificada de dispersantes y se añadió lentamente al tanque de mezcla. La mezcla continuó durante 10 minutos. Las dos etapas anteriores se repitieron hasta que se añadió a la mezcla todo el peso especificado de fertilizante seco y dispersantes. Como última etapa, se añadió la cantidad especificada de Acticide LA 1206 al recipiente de mezcla y continuó la mezcla durante 5 minutos. Antes de añadir Acticide LA1206, se aseguró que la temperatura de la mezcla del tanque estuviera por debajo de 40 °C/104°F.
Tabla 7. Composición de fertilizantes líquidos en suspensión.
Tabla 8. Propiedades físicas de la Formulación C.
EJEMPLO VIII
Formulaciones D y E
La Formulación D se preparó con un 50% de Fertilizante B y la Formulación E se preparó con un 55% de Fertilizante A. La metodología de mezcla para ambas formulaciones es similar excepto por los ingredientes utilizados, como se describe a continuación en las Tablas 9 y 11.
El recipiente de mezcla se llenó con una cantidad específica de agua y se creó un vórtice laminar. El antiespumante se pesó como se indica en la receta y se añadió lentamente para evitar que quedase aire atrapado en la mezcla. Los antiespumantes suelen ser insolubles en el sistema de interés, por lo que se espera que se forme una disolución coloidal durante la adición y la mezcla. Se pesó y se añadió lentamente el tensioactivo para evitar la formación de espuma. Se pesó el aditivo reológico y se añadió lentamente al recipiente durante la mezcla. Se evitó que se formaran grumos al añadirlo al recipiente de mezcla. Después de la adición, se continuó mezclando durante 15 minutos para asegurar la completa disolución del producto. En esta etapa, se esperaba que aumentara la viscosidad de la mezcla. Se aumentó la velocidad del mezclador para mantener un vórtice adecuado. Se pesó el 50% del peso de fertilizante seco y se añadió lentamente al recipiente de mezcla e inmediatamente se añadió el 50% del peso de los dispersantes. Se continuó mezclando durante 20 minutos para asegurar una dispersión homogénea de las partículas. Antes de añadir el polvo, se verificó que el polvo fuera homogéneo y sin grumos. Se pesó el 50% restante del fertilizante seco y se añadió lentamente al recipiente de mezcla e inmediatamente se añadió el 50% restante del peso de los dispersantes. Se continuó mezclando durante 20 minutos para asegurar una dispersión homogénea de las partículas. Antes de añadir el polvo, se verificó que el polvo fuera homogéneo y sin grumos. La temperatura de la mezcla se mantuvo por debajo de 40 °C y se añadió la cantidad especificada de biocida tal como se indica. La mezcla se filtró a través de una malla no mayor que el tamaño de malla n.° 2000 para separar cualquier partícula o grumo no dispersado.
Tabla 9. Composición fertilizante líquida en suspensión (Formulación D).
Tabla 10. Propiedades físicas de la Formulación D.
Tabla 11. Composición fertilizante líquida en suspensión (Formulación E).
Tabla 12. Propiedades físicas de la Formulación E.
EJEMPLO IX
Pruebas de estabilidad en el almacenamiento
Las estabilidades en el almacenamiento de la Formulación C y la Formulación D se evaluaron siguiendo el protocolo empleado por el Collaborative International Pesticides Analytical Council (CIPAC) para los métodos MT39.3 y MT46.3. Brevemente, se colocaron 50 ml de formulación a 25 °C y 40 °C durante 2 semanas, y se observó si la formulación se sedimentaba, se apelmazaba o se hundía.
También se analizó una muestra de control sin aditivo reológico (goma de xantano). El control mostró una fuerte sedimentación de las partículas, siendo difícil la capa inferior. La capa sedimentada para todas las muestras de formulación se pudo resuspender fácilmente con agitación después de sedimentarse.
Tabla 13. Pruebas de estabilidad, sedimentación de las partículas en suspensión.
EJEMPLO X
Pruebas de germinación
Las semillas se trataron mezclando una combinación de pesticida (fungicida), fertilizante líquido, dispersante de pigmento de color rojo y agua en un recubridor rotatorio discontinuo. Se trató 1 kilogramo de semillas de cebada, soja y maíz sin tratar utilizando la Formulación A, la Formulación D y la Formulación E, respectivamente. Las semillas se colocaron en el recipiente del tratador rotatorio y se inyectó una suspensión premezclada y se dejó girar durante 10 segundos, después de lo cual se recogieron las semillas y se dejaron secar. Las suspensiones de tratamiento premezcladas fueron las descritas en la Tabla 5 (anterior) del Ejemplo V (Formulación A) para la cebada, la Tabla 23 (posterior) del Ejemplo XIV (Formulación D) para la soja y la Tabla 25 (posterior) del Ejemplo XV (Formulación E) para el maíz.
La germinación en caliente de las semillas tratadas se realizó en toallas de papel húmedas a 25 °C. Para cada muestra, se incluyeron 2 réplicas, cada una de las cuales constaba de 50 semillas. Después de 5 días en la cámara de germinación, se contaron las semillas para obtener el porcentaje de germinación. Los tratamientos se aplicaron en una cantidad de 170 g (6 oz) por 45,3 kg (100 lb) de semillas.
Tabla 14. Porcentaje de germinación de las semillas tratadas y sin tratar.
Ninguno de los tratamientos en los tres tipos de semillas mostró ningún efecto negativo de la formulación nutricional, y fueron comparables a las semillas sin tratar en cada caso.
EJEMPLO XI
Pruebas de polvo y fluidez
En este experimento, se probó la adición de una dispersión de cera al fertilizante líquido para determinar si ayuda a reducir el polvo y mejora la fluidez. Para medir el polvo, se analizaron 100 g de muestras de semillas durante 2 minutos en el medidor de polvo Heubach (tipo I) y los resultados se compararon con los controles. Las semillas tratadas con la Formulación C con cera de carnauba (polímero) mostraron casi un 50% de reducción del polvo en comparación con las semillas sin cera de carnauba (polímero).
Tabla 15. Polvo de Heubach en gramos por tonelada de semillas.
Para probar la fluidez de las semillas, se hizo pasar 1 kg de semillas de cebada tratadas a través de un embudo y se registró el tiempo en segundos, y se comparó con los controles y las semillas sin tratar. Las semillas tratadas con la Formulación C con cera de carnauba (polímero) mostraron aproximadamente un 10-15% de mejora en el flujo en comparación con la formulación sin cera de carnauba (polímero).
Tabla 16. Flujo en seco medido en kg de semillas y fertilizante por segundo.
EJEMPLO XII
Datos de crecimiento del maíz
Se organizaron seis pruebas en franjas de tierra, una en Iowa (Richland), Kansas (Hutchinson), Missouri (Marshall), Minnesota (St Cloud), Nebraska (York) y Dakota del Sur (Centreville) para evaluar el efecto de la Formulación A y la Formulación E como tratamiento de semillas sobre el crecimiento y la productividad del maíz.
Tamaño de parcela: 4 hileras de 91,4 m (300 pies) de largo;
Réplicas: Tres
Diseño: Diseño de bloques completos aleatorizados; y
Variedad: R1309VT2P.
Se recogieron datos sobre la densidad de plantas temprana, el vigor de las plantas y la altura de las plantas. Las parcelas de tratamiento de las semillas con la Formulación A y la Formulación E aumentaron el número de plantas en un promedio del 4% en cuatro ubicaciones (Centreville 3,5%, Marshall 6,7%, Richland 3,5% y York 1,6%) con respecto al tratamiento estándar de las semillas. En St. Cloud, también hubo un aumento numérico en la densidad de plantas respecto del control, pero la diferencia fue pequeña.
Tabla 17. Densidad de plantas.
Nota: Las letras idénticas indican la no significación entre los tratamientos.
El tratamiento de semillas con la Formulación A y la Formulación E aumentó significativamente el vigor de las plantas con respecto al tratamiento estándar de las semillas en los ensayos de Hutchinson, Marshall y St Cloud con un valor de p <0,05, y en Centreville, Richland y York con un valor de p entre 0,07 y 0,2.
Tabla 18. Vigor de las plantas.
Nota: Las letras idénticas indican la no significación entre los tratamientos.
Las parcelas de tratamiento de semillas con la Formulación A y la Formulación E en cinco ubicaciones dieron como resultado una altura de las plantas mayor en comparación con las parcelas con el tratamiento de semillas estándar. En la ubicación de Richland, esta diferencia fue significativa a favor de las formulaciones de prueba.
Tabla 19. Altura de las plantas.
Nota: Las letras idénticas indican la no significación entre los tratamientos.
EJEMPLO XIII
Datos de crecimiento de la soja
Se diseñó y ejecutó un programa de desarrollo de campo para determinar la actividad de la Formulación D como producto de tratamiento de las semillas de soja en las regiones de producción del centro sur. Se realizaron seis ensayos en franjas de tierra replicados para determinar los efectos del tratamiento de las semillas con la Formulación D combinado con un tratamiento de semillas comercial sobre el crecimiento y el rendimiento del cultivo de soja.
Las parcelas de tratamiento de las semillas con la Formulación D en cuatro ubicaciones dieron como resultado una mayor densidad de plantas y vigor de las plantas en comparación con las parcelas de control.
Tabla 20. Densidad de plantas en V1 (Etapa Vegetativa n.° 1).
Nota: Las letras idénticas indican la no significación entre los tratamientos.
Tabla 21. Densidad de plantas en V3-V4 (Etapas vegetativas n.° 3 - n.° 4).
Nota: Las letras idénticas indican la no significación entre los tratamientos.
Además, los tratamientos de las semillas con la Formulación D no tuvieron ningún efecto negativo sobre el desarrollo de los cultivos en ninguna de las ubicaciones.
Las parcelas de tratamiento de las semillas con la Formulación D en cinco ubicaciones dieron como resultado mediciones de las raíces (longitud de raíces, proyección de raíces, área superficial de raíces, diámetro de raíces y volumen de raíces) en comparación con el control. No hubo ningún efecto negativo en el desarrollo del cultivo en ninguna de las parcelas tratadas con la Formulación D.
Tabla 22. Mediciones de las raíces, Memphis (TN).
Nota: Las letras idénticas indican la no significación entre los tratamientos.
EJEMPLO XIV
Crecimiento de las semillas con la Formulación D
Se prepararon suspensiones de tratamiento que comprendían ApronXL (fungicida), colorante rojo y cantidades variables de la Formulación D. Los tratamientos se mezclaron previamente en un vial y la cantidad total de tratamiento por unidad de semillas se inyectó en el tratador mientras las semillas estaban en movimiento. Se trató y almacenó 1 kg de semillas para los estudios de crecimiento y las pruebas de germinación.
Tabla 23. Suspensiones de tratamiento para las pruebas de crecimiento de las semillas.
Las semillas de soja tratadas se cultivaron en una mezcla (50:50) de turba y perlita en un invernadero durante un período de dos semanas. Se realizó una aplicación basal de NPK en las macetas. 4 semillas por maceta y 2 macetas por tratamiento dieron como resultado 8 plantas por tratamiento. Las plantas se cosecharon con cuidado sin dañar las raíces. El medio de crecimiento se eliminó de las raíces mediante lavado y la biomasa se secó en un horno a 140 °C durante 72 horas. Después del secado, se pesó cada planta y se registró su masa.
La germinación en caliente se realizó en toallas de papel húmedas. Se colocaron dos réplicas de 50 semillas por tratamiento en toallas de papel húmedas, se enrollaron y se colocaron en la incubadora a 25 °C durante 5 días. Después de 5 días, se contaron las semillas que habían germinado y se calculó el porcentaje dividiendo por 50.
Se realizó un ANOVA unidireccional para evaluar la significación del peso de la biomasa frente a los tratamientos (nivel de confianza = 95%)
No se observaron diferencias significativas entre el crecimiento y los tratamientos (valor de p >0,05) para este ensayo. Este estudio demostró que no hay ningún efecto perjudicial de las formulaciones de fertilizantes sobre el crecimiento de las plántulas en un período de dos semanas.
Tabla 24. Crecimiento de las plantas.
Todas las muestras analizadas mostraron una germinación promedio superior al 90%, por lo que la Formulación D no mostró ningún efecto perjudicial sobre la seguridad de las semillas.
EJEMPLO XV
Crecimiento de semillas con la Formulación E
La Formulación E se desarrolló como tratamiento líquido de semillas para monocotiledóneas. Se probaron las tasas de aplicación a semillas de maíz para lograr el máximo crecimiento de las plántulas e incorporarlo prácticamente en la suspensión total sobre las semillas.
Tabla 25. Suspensiones de tratamiento para las pruebas de crecimiento de semillas.
El maíz tratado se cultivó en una mezcla (50:50) de turba y perlita en un invernadero durante un período de dos semanas. Se realizó una aplicación basal de NPK en las macetas. 4 semillas por maceta y 2 macetas por tratamiento dieron como resultado 8 plantas por tratamiento. Las plantas se cosecharon con cuidado sin dañar las raíces. El medio de crecimiento se eliminó de las raíces mediante lavado y la biomasa se secó en una estufa a 140 °C durante 72 horas. Después del secado, se pesó cada planta y se registró su masa.
La germinación en caliente se realizó en toallas de papel húmedas. Se colocaron dos réplicas de 50 semillas por tratamiento en toallas de papel húmedas, se enrollaron y se colocaron en la incubadora a 25 °C durante 5 días. Después de 5 días, se contaron las semillas que habían germinado y se calculó el porcentaje dividiendo por 50. Se realizó un ANOVA unidireccional para evaluar la significación del peso de la biomasa frente a los tratamientos (nivel de confianza = 95%).
No se observaron diferencias significativas entre el crecimiento y los tratamientos (valor de p >0,05) para este ensayo. Este estudio demostró que no hay ningún efecto perjudicial de las formulaciones de fertilizantes sobre el crecimiento de las plántulas en un período de dos semanas.
Tabla 26. Crecimiento de las plantas.
Todas las muestras analizadas mostraron una germinación promedio superior al 90%, por lo que la Formulación E no mostró ningún efecto perjudicial sobre la seguridad de las semillas.
Claims (14)
1. Una composición fertilizante líquida que comprende una fuente de al menos un nutriente suspendida en un medio líquido, un espesante, un dispersante y un contenido de sólidos de al menos aproximadamente el 20% en peso, y la composición está sustancialmente exenta de copolímero (met)acrílico de estireno, en donde la fuente de nutrientes comprende:
(i) un contenido de fósforo del 20% al 30% en peso, un contenido de zinc del 15% al 25% en peso, un contenido de manganeso del 1% al 10% en peso y un contenido de nitrógeno del 0,5% al 8% en peso, respecto del peso total de la fuente de al menos un nutriente tomado como el 100% en peso; o
(ii) un contenido de zinc del 30% al 50% en peso, un contenido de manganeso del 5% al 15% en peso, y un contenido de hierro del 0,1% al 5% en peso, respecto del peso total de la fuente de al menos un nutriente tomado como el 100% en peso.
2. La composición fertilizante de la reivindicación 1, en donde la fuente de al menos un nutriente comprende un tamaño de partícula promedio de aproximadamente una malla 230 o mayor.
3. La composición fertilizante de la reivindicación 1, que comprende de aproximadamente el 20% a aproximadamente el 80% en peso de la fuente de al menos un nutriente.
4. La composición fertilizante de la reivindicación 1, que comprende de aproximadamente el 0,01% a aproximadamente el 1% en peso del espesante.
5. La composición fertilizante de la reivindicación 1, que comprende de aproximadamente el 0,1% a aproximadamente el 10% en peso del dispersante.
6. La composición fertilizante de la reivindicación 1, que comprende de aproximadamente el 0,01% a aproximadamente el 1% en peso de un antiespumante.
7. La composición fertilizante de la reivindicación 1, que comprende además de aproximadamente el 0,01% a aproximadamente el 1% en peso de un conservante.
8. La composición fertilizante de la reivindicación 1, en donde la fuente de al menos un nutriente comprende un contenido de fósforo de aproximadamente el 25% en peso, un contenido de zinc de aproximadamente el 20% en peso, un contenido de manganeso de aproximadamente el 5% en peso y un contenido de nitrógeno de aproximadamente el 4% en peso.
9. La composición fertilizante de la reivindicación 1, en donde la fuente de al menos un nutriente comprende un contenido de zinc de aproximadamente el 40% en peso, un contenido de manganeso de aproximadamente el 10% en peso y un contenido de hierro de aproximadamente el 1% en peso.
10. La composición fertilizante de la reivindicación 1, que comprende además de aproximadamente el 1% a aproximadamente el 50% en peso de una cera o polímero.
11. Un método para fertilizar un cultivo que comprende aplicar el fertilizante líquido de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 a la superficie de una semilla o gránulo antes de plantar.
12. El método de la reivindicación 11, en donde el fertilizante líquido se aplica a las semillas o gránulos antes de plantar en una cantidad de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 30 ml por kg de semillas o gránulos.
13. Un método para recubrir una semilla, que comprende aplicar la composición fertilizante de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 a una superficie de la semilla.
14. El método de la reivindicación 13, en donde la semilla se selecciona del grupo que consiste en semillas de trigo, maíz, soja y algodón.
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