PL154145B1

PL154145B1 - Agent for improving water retention in soil

Info

Publication number: PL154145B1
Application number: PL1989279035A
Authority: PL
Original assignee: Sarea Ag
Priority date: 1988-05-13
Filing date: 1989-04-21
Publication date: 1991-07-31
Also published as: IL89927A0; ATE72577T1; CA1328745C; RU1771481C; KR890017338A; PT90531A; ES2029297T3; DD285365A5; DZ1334A1; CZ286989A3; PT90531B; EP0341334A1; HU212793B; EP0341334B1; PL279035A1; GR3004065T3; AU3277189A; AR246755A1; JPH01319585A; OA09117A

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

URZĄD

PATENTOWY

RP

OPIS PATENTOWY 154 145

Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 89 04 21 (P. 279035)

Pierwszeństwo: 88 05 13 EPO Eur.

Urząd Patentowy

Zgłoszenie ogłoszono: 90 01 08

Opis patentowy opublikowano: 1991 11 29

Int. Cl.⁵ C09K 17/00

GZYTEEfna 6 H Q L U j

Twórca wynalazku Uprawniony z patentu: SAREA A. G.,

Cham (Szwajcaria)

Środek do zwiększania retencji wody w glebie

Przedmiotem wynalazku jest środek do zwiększania retencji wody w glebie.

Wynalazek ma na celu rozwiązanie problemu retencji wody w glebie, zwłaszcza w warunkach typu pustynnego. Zagadnienie to jest bardzo ważne, ponieważ, jak wiadomo, w warunkach typu pustynnego pewna część wody skrapla się i opada o świcie, a następnie paruje parę godzin później. Celem wynalazku było znalezienie środka, który umożliwiałby retencję tej wody w glebie. We francuskim opisie patentowym FR-PS 1541089 opisano sposób traktowania ziemi, polegający na stosowaniu emulsji asfaltu i wody w ilości do 2 ton/ha; uzyskuje się 30% zatrzymania. Wadą tego sposobu jest jednak, z jednej strony duża ilość stosowanego środka, a z drugiej strony niezadawalająca retencja, którą się uzyskuje.

Przedmiotem wynalazku jest środek do zwiększania retencji wody w glebie, zawierający polimeryczny wodorosiloksan (znany też pod nazwą polimeryczny /H/ siloksan), o wzorze ogólnym przedstawionym na rysunku, w którym n oznacza liczbę 1-70, a R oznacz rodnik alkilowy, hydroksyalkilowy, aminoalkilowy, chlorwcoalkilowy lub arylowy w ciekłym nośniku.

Jako ciekły nośnik stosuje się albo wodę albo rozpuszczalnik organiczny. Polimer wodorosiloksanowy jest nierozpuszczalny w wodzie i tworzy wodną emulsję. Rozpuszczalnik organiczny wybiera się z grupy obejmującej alkany, chlorowcowane węglowodory, ketony i octany alkilu, np. dichlorometan, keton metylowoetylowy, octany etylu, butylu lub pentylu lub benzyna lakowa.

Korzystne jest stosowanie wody.

Sposób traktowania gleby środkiem według wynalazku ma na celu umożliwienie retencji wody w glebie. Polega on na tym, że na powierzchnię gleby nanosi się środek według wynalazku, zawierający polimeryczny wodorosiloksan o wzorze ogólnym przedstawionym na rysunku, w którym R i n mają wyżej podane znaczenie, w takiej ilości aby uzyskać stężenie w górnej warstwie gleby 10-40 kg/ha, a korzystnie 15-35 kg/ha.

Istota działania środka według wynalazku polega na tym, że nadaje on powierzchni, a właściwie górnej warstwie gleby zdolności odpychania wody, przez co woda wsiąkająca w glebę o świcie nie ulega w następnych godzinach parowaniu, a więc uzyskuje się retencję wody w glebie, co

154 145 w warunkach typu pustynnego jest normalnie niemożliwe. Efekt ten daje ogromne korzyści techniczne, gdyż pozwala na zachowanie stałej obecności wody w glebie, w ilości wystarczającej do rozwoju żyjących upraw i hodowli w warunkach typu pustynnego. Dotychczas było to absolutnie niemożliwe.

Przy ocenie uzyskanego efektu należy brać pod uwagę dwa parametry, a mianowicie zdolność odpychania i zdolność retencji wody. Zdolność odpychania wody określa się czasem potrzebnym do przejścia wody przez glebę, którą potraktowano jednym z polimerycznych wodorosiloksanów, wymienionych powyżej. Czas, który zajmuje penetracja wody przez potraktowaną warstwę jest miarą zdolności odpychania wody i wynosi normalnie 5-30 minut, co daje dobrą akumulację wody. Retencja wodyjest to procent wody pozostającej pod warstwą traktowanej ziemi. Oba te parametry są bliżej wyjaśnione poniżej.

W środku według wynalazku, w związku przedstawionym na rysunku, R korzystnie oznacza rodnik C1-C18, a zwłaszcza Ci-Ci2-alkilowy, a szczególnie rodnik metylowy lub fluorometylowy. Liczba n wynosi korzystnie 5-45. Zawartość polimerycznego (H)-siloksanu w warstwie gleby w^ynosⁱ !2⁵-^{200 p}pm (g/m³).

Traktowanie lokalne gleby korzystnie prowadzi się za pomocą emulsji zawierającej (H)siloksan, zawierający 0,05-0,4% wagowych polimerycznego (H)-siloksanu. Wodne roztwory polimerycznych (H)-siloksanów są obecnie handlowo dostępne. Stosuje się je do gleby konwencjonalnymi sposobami stosowanymi do środków owadobójczych i nawozów. Szczególne typy gleby, zwłaszcza gleby piaszczyste, traktuje się 1-2 razy do roku. Mieszaninę rozprowadza się w taki sposób, aby uzyskać na glebie stężenie polimerycznego (H)-siloksanu 10-40 kg/ha, a zwłaszcza ¹⁵-³⁵ kg^/ha^, co o^owdafo o^owtedmo ¹-4 ^g/m^{2 i 1,5}-3,5 ^g/m³.

Test na zdolność odpychania wody.

części suchego piasku i 1 część środka (H)-siloksanowego miesza się 4 godz. w temperaturze 50°C w wyparce obrotowej. Następnie na suchym, nietraktowanym piasku nakłada się równomiernie warstwę o grubości 10 mm piasku potraktowanego siloksanem.

Następnie nalewa się na to 8-10 mm wody i mieszy się czas przejścia wody przez warstwę piasku tarktowanego siloksanem. Tabela I przedstawia wyniki otrzymane przy zastosowaniu 4 różnych środków.

Tabela I

	Stężenie substancji czynnej	Reakcja chemiczna	Czas potrzebny
Zastosowany środek	(g/m³ piasku)	przy stosowaniu	do penetracji wody do dolnej
	PP^m	(sililowanie)	nietraktowanej warstwy
1	2	3	4
Polimetylo(H)-	1(00	Tak	Zero
-Siloksan podstawiony	150	Tak	2-5 minuty
fluorem (SIM)	175	Tak	0,5-2 godziny
(1)	200	Tak	6-24 godziny
	300	Tak	548 godzin
Polimetylo (H)-	175	Tak	$60 minut
Siloksan	200	Tak	24 godziny
Produkt A (2)
Polimetylo-(H)-	200	Tak	2-30 minut
Siloksan
(Emulsja)
Produkt B (3)
Poiimetylo-<H>	2000	Nie	1 minuta

Siloksan (olej)

Produkt C (1) Środek sililujący do impregnacji skóry i zamszu, stosowany w dichlorometanie (n= 10±5) (2) Stosowany w dichlorometanie (n =40±5) (3) n = 40±5

Pierwsze trzy środki wykazują największą aktywność w zakresie odpychania wody. Najbardziej skutecznym stężeniem dla pierwszych trzech produktów jest stężenie 175 ppm, odpowiadające około 2,6 g/m².

154 145

Test na zdolność retencji wody.

Woda penetruje przez dokładnie potraktowaną warstwę bez jej zwilżania i wnika w niżej leżące, nietraktowane warstwy, absorbujące wodę. Górna warstwa działa jako ochrona przeciw parowaniu w ciągu dnia oraz jako środowisko przenoszące podczas drugiej fazy dziennego cyklu. Retencję wody określa się jako stosunek pomiędzy wodą pozostającą i wodą - wyparowywaną ze stałej, nasyconej wodą i nietraktowanej fazy.

Określa się ją grawimetrycznie i wyraża w procentach.

Po-Pt % retencji = _X 100

Po gdzie Po = utrata, z nietraktowanego piasku, wartość porównawcza; Pt = utrata z traktowanego piasku.

Przy idealnym traktowaniu retencja wynosi 100%, zaś przy traktowaniu nieskutecznym zbliża się do zera. Przyjmuje się następujące postępowanie:

Jako glebę stosuje się warstwę suchego, nietraktowanego piasku, na który nakłada się warstwę traktowanego piasku o grubości 10 mm. Na powierzchnię natryskuje się wodę potrzebną do nasycenia piasku (1 część wody na 3 części piasku). Oznacza się utratę ciężaru w zależności od czasu po naświetlaniu promiennikami podczerwieni, które utrzymują temperaturę powierzchni na poziomie 55-60°C. Przy oznaczaniu wartości retencji zasadnicze znaczenie ma przeprowadzenie testu na próbce nietraktowanej w tych samych warunkach.

W tabeli Hprzedśtawiono wyniki otrzymane przy -zastosowaniu tych samych środków co w teście na zdolność odpychania wody.

Tabela II

Skumulowana utrata wody (g/cm²)

Zastosowany środek	Stężenie substancji czynnej ppm (lub g/m³)	1 godz.	2 godz.	3 godz.	6 godz.	12 godz.	% Retencji (0-6 godz.)
SIM	100	0.13	0.19	0.27	0.6	0.95	33
	150	0.06	0.14	0.21	0.42	0.75	53
	175	0.05	0.10	0.15	0.38	0.60	58
	200	0.03	0.09	0.14	0.33	0.60	65
Produkt A	200	0.07	0.1	0.15	0.30	0.6	63
Produkt B	200	0.13	0.16	0.20	0.30	0.6	67
	150	0.15	0.18	0.20	0.35	0.65	61
	200	0.05	0.10	0.14	0.27	0.57	70
ProduktC	2000	0.18	0.35	0.45	0.80	1.00	11

Retencję powyżej 50% uważa się za zadawalającą. Poziom ten osiąga się przy zastosowaniu reagujących polimetylo-(H)-siloksanów, to jest pierwszych trzech produktów wymienionych w tabeli.

Za optymalną gęstość przy stosowaniu uważa się 150/200 ppm lub g/m3.

Tabela III

Wpływ grubości warstwy odpychającej wodę (stosowanie 25 kg/ha polimetylo-(H)-silok^inu)

Przykład nr	Stężenie (% suchej masy)	Grubość warstwy odpychającej wodę . (mm)	Skumulowana utrata wody (g/cm²)	— % retencji OdoT + 2
T+l	T+2	T+3	T+6
0	—	0	0.46	0.85	I	1	0 (porównawczy)
1	0.05	5-10	0.36	0.60	0.85	1	30%
2	0.05	7-15	0.25	0.52	0.75	1	39%
3	0.1	10-15	0.15	0.27	0.38	0.62	68%
4	0.1	10-20	0.15	0.27	0.37	0.62	58%
5	0.15	15-20	0.10	0.20	0.28	0.45	76%
6	0.15	10-30	0.14	0.25	0.35	0.55	70%
7	0.20	10-20	0.17	0.30	0.45	0.76	65%
8	0.40	2-10	0.22	0.42	0.62	0.99	51%
9	0.40	10-15	0.22	0.32	0.55	0.85	56%
10	0.80	1- 5*	0.24	0.49	0.74	I	42%

T o&ień stosowania, -tworzenie strefy nieprzepuszczającej wody

154 145

Przykład . Przykład ten dotyczy stosowania lokalnego przez spryskiwanie emulsją polimetylo-(H)-siloksanu, w różnych rozcieńczeniach, za pomocą pistoletu natryskowego z dyszą o średnicy 1 mm. Stosuje się 2,6 g/m² polimetylo-(H)-siloksanu na powierzchnię w różnych rozcieńczeniach. Test prowadzi się zgodnie z następującym schematem: rozpylanie emulsji środka (pistolet powietrzny, 1 bar), suszenie (reakcja /1 dzień), nanoszenie wody na powierzchnię (1 g/cm2), rozwinięcie grawimetryczne w zależności od czasu. Pomiary prowadzono w normalnych warunkach temperatury i ciśnienia przy 60% wilgotności względnej powietrza. Wyniki podano w tabeli III. ~

Stężenie substancji czynnej w środku według wynalazku jest ważnym czynnikiem w stosowaniu lokalnym. W niniejszym przykładzie otrzymuje się maksymalną retencję przy stężeniu środka wynoszącym 0,15% suchej masy.

Ocena wyników wskazuje, że przy stężeniu powyżej 0,4%, ilość wody jest zbyt mała, aby pozowlić na odpowiedzialną dyfuzję środka. Poniżej stężenia 0,05% ilość wody jest zbyt duża i rozcieńczony środek wchodzi do niższych warstw, gdzie uzyskuje się stężenie jego w glebie zbyt słabe, aby wywoływało odpowiedni efekt odpychania wody.

Stosowanie środka według wynalazku pozwala na zachowanie stałej obecności wody w glebie, przy czym ilość ta jest wystarczająca do rozwoju upraw i hodowli żyjących organizmów w warunkach typu pustynnego.

Sro^de^k we^dług w^ynataz^ku w^ystarcza zastosowa^ć w ^pow^yższ^y s^pos^ób Ł² razy ^do roku, ponieważ polimer rozkłada się powoli pod działaniem światła.

Stosowanie środka według wynalazku można też łączyć ze sposobem opisanym w europejskim opisie patentowym nr 0136447.

W tym przypadku środek według wynalazku miesza się z wodnym roztworem prekondensatu na bazie formaldehydu, zawierającego inicjator kondensacji. Drugi roztwór stosuje się na glebę w ilości 100 kg/ha do 500 kg/ha, w odniesieniu do suchej substancji. W ten sposób możliwa jest ochrona gleby przeciw korozji i uzyskanie lepszej retencji wody.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. ^Środek ^do zwiększama retenj wody w ^eh^ znamienny t^ym, że zawiera ^po^limeryczn^ywodorosiloksan o wzorze ogólnym 1, przedstawionym na rysunku, w którym n oznacza liczbę 1-70, a R oznacza rodnik alkilowy, hydroksyalkilowy, aminoalkilowy, chlorowcoalkilowy lub arylowy w ciekłym nośniku.

². ^Srodek wed^łu^g zastrz. 1 znamtenny ^tym^l że zawtora zwqzek o wzorze ^prze^dstawmn^ym na rysunku, w którym n oznacza liczbę 5-45, a R ma znaczenie jak w zastrz. 1.

3. ^Srodck wedhi^g zastrz. ¹ atoo 2 znamwnny ^że jako riekły no^śmk zawwra wo^dę kto dichlorometan.

4. Środek według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera związek o wzorze przedstawionym na rysunku, w którym rodnik alkilowy zawiera 1-18 atomów węgla.

⁵. ^Środek wedto^g zastrz. znamtenny tj^ ^że zawtera zw^iąze^k o wzorze prze^tawtonym na rysunku, w którym rodnik alkilowy stanowi rodnik metylowy lub fluorometylowy.

⁶. ^Sro^de^k we^dłu^g zastrz. ¹ atoo 2 atoo 5 znamⁱenn^{y ty}m^{l ż}e zawora ^0,05-^0,4% wa^gowych polimerycznego wodorosiloksanu.

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 100 egz.

Cena 3000 zł