PL173959B1

PL173959B1 - Method of obtaining liquid mixed fertiliser concentrates for perfoliant fertilisation of plants

Info

Publication number: PL173959B1
Application number: PL94303867A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Machnikowski
Original assignee: Andrzej Machnikowski
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 1998-05-29
Also published as: PL303867A1

Abstract

1. Sposób wytwarzania wieloskładnikowych płynnych koncentratów do nawożenia dolistnego na drodze przygotowaniadwu lub więcej roztworów a następnie połączeniuprzygotowanych roztworów znamienny tym, że przygotowanie roztworu zawierającego mikroelementy Co, Cu, Fe, Mn, Zn oraz Mg polega na kompleksowaniu tych pierwiastków stosowanych w postaci łatworozpuszczalnych soli, korzystnie azotanów i/lub chlorków i/lub siarczanów, za pomocą kwasu glukonowego w ilości 5-95% zapotrzebowania stechiometrycznego, a następnie do otrzymanego roztworu dodaje się rozpuszczalne w wodzie związki boru i/lub molibdenu, po czym roztwórten łączy się zprzygotowanymw znany sposób roztworem makroskładników tj. związków azotowych i/lub potasowych i/lub wapniowych.1. The method of producing multi-component liquid concentrates for foliar fertilization by preparing two or more solutions and then combining the prepared ones solutions characterized in that the preparation of a solution containing the microelements Co, Cu, Fe, Mn, Zn and Mg is the complexation of these elements when used in the form readily soluble salts, preferably nitrates and / or chlorides and / or sulphates, can be used with gluconic acid in the amount of 5-95% of the stoichiometric requirement, and then to the obtained of the solution, water-soluble boron and / or molybdenum compounds are added and then this solution is combined with a previously prepared solution of macronutrients, i.e. compounds nitrogen and / or potassium and / or calcium.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wieloskładnikowych płynnych koncentratów do nawożenia dolistnego opartego na technologii kompleksowania kationów mikroelementów i magnezu naturalnymi kompleksonami, które wykazują efektywne działanie kompleksujące a równocześnie ulegają w roślinie szybkim przemianom wchodząc w jej cykle metaboliczne. Zabezpieczają one ponadto składniki odżywcze przed wytrącaniem się osadów w formie trudno rozpuszczalnych wodorotlenków takich metali jak Co⁺⁺, Cu⁺⁺, Fe⁺⁺, Mn⁺⁺, Zn+.The subject of the invention is a method for the production of multicomponent liquid concentrates for foliar fertilization based on the technology of complexing cations of microelements and magnesium with natural complexones, which show an effective complexing effect and at the same time undergo rapid changes in the plant entering its metabolic cycles. Moreover, they protect the nutrients against precipitation in the form of sparingly soluble hydroxides of metals such as Co ⁺⁺ , Cu ⁺⁺ , Fe ⁺⁺ , Mn ⁺⁺ , Zn +.

Znane dotychczas technologie wytwarzania wieloskładnikowych płynnych nawozów charakteryzują się różnymi sposobami kompleksowania mikroelementów i magnezu. Celem tego zabiegu jest otrzymywanie trwałych i klarownych roztworów w wersji fabrycznej oraz po rozcieńczeniu, w mieszaninach z roztworami mocznika i pescytydami. Jako kompleksony stosowane są pojedyncze substancje wykazujące niskie stałe trwałości tworzenia kompleksów jak: ligninosulfoniany (patent PRL 107695), kwas octowy (patent PRL 147728), lub polifosforany (patent PRL 1)7725). Stosowane są też silne kompleksony syntetyczne jak EDTA, DTPA (patent RFN 3517102) lub HEDF (zgłoszenie patentowe P-283854). Efektywnym kompleksonem naturalnym jest kwas cytrynowy i jego sole (patent PRL 153698), wykazuje on jednak silne własności korodujące aparaturę w procesie wytwarzania nawozów. Najczęściej stosowane są mieszaniny kompleksonów syntetycznych z naturalnymi jak EDTA + kwas cytrynowy (patent PRL 116403), czy EDTA + ligninosulfoniany (patent PRL 139406). Rzadziej stosowane są mieszaniny słabych i silnych kompleksonów naturalnych (zgłoszenia patentowe P-279158, P-285289), mogące zawierać związki nie wchodzące w główny nurt przemian fizjologicznych roślin, a których przemiana wymaga dodatkowych nakładów energetycznych, np. β-alanma (zgłoszenie patentowe P-285289).The so far known technologies for the production of multi-component liquid fertilizers are characterized by various methods of complexing microelements and magnesium. The aim of this procedure is to obtain stable and clear solutions in the factory version and after dilution, in mixtures with urea solutions and pesceptides. Single substances with low complexing stability constants, such as: lignin sulfonates (PRL patent 107695), acetic acid (PRL patent 147728), or polyphosphates (PRL patent 1) 7725), are used as complexons. Strong synthetic complexones such as EDTA, DTPA (German patent 3517102) or HEDF (patent application P-283854) are also used. An effective natural complexone is citric acid and its salts (PRL patent 153698), however, it exhibits strong properties that corrode the equipment in the fertilizer production process. The most commonly used are mixtures of synthetic complexones with natural ones, such as EDTA + citric acid (PRL patent 116403) or EDTA + lignin sulphonates (PRL patent 139406). Mixtures of weak and strong natural complexones are used less frequently (patent applications P-279158, P-285289), which may contain compounds that do not enter the mainstream of plant physiological changes, and whose transformation requires additional energy expenditure, e.g. β-alanma (patent application P -285289).

Efektywny komplekson powinien charakteryzować się silnym utrzymywaniem mikroelementów i magnezu w roztworze bez wytrącania osadów w miarę zmian pH i temperatury. Powinien łatwo wnikać do rośliny i oddawać mikroelement do cyklu przemian fizjologicznych oraz sam efektywnie włączać się w główny nurt przemian organicznych połączonych z cyklem Krebsa. Warunki te spełnia sposób wynalazku polegający na tym, ze do kompleksowania mikroelementów i magnezu w procesie wytwarzania nawozów stosuje się kwas glukonowy pojedynczo względnie z naturalnymi kwasami organicznymi jak cytrynowy, mlekowy i octowy. Kwas glukonowy w roślinie wchodzi w proces tworzenia kwasu 6-fosfoglukonowego, który zapoczątkowuje reakcje w cyklu pentozofosforanów. Cykl ten ma znaczenie energetyczne iAn effective complexone should be characterized by a strong maintenance of the trace elements and magnesium in solution without the formation of sediment as the pH and temperature change. It should easily penetrate the plant and give the microelement to the cycle of physiological changes, and it should effectively join the mainstream of organic changes connected with the Krebs cycle. These conditions are met by the method of the invention whereby gluconic acid is used alone or with natural organic acids, such as citric, lactic and acetic, for the complexation of microelements and magnesium in the fertilizer production process. Gluconic acid in the plant enters the process of creating 6-phosphogluconic acid, which initiates reactions in the pentose phosphate cycle. This cycle is energetic and important

173 959 dlatego jest zaliczany do przemian katabolicznych. Wytworzony z kwasu 6-fosfoglukonowego rybulozo - 5 fosforan prowadzi do regeneracji heksoz dostarczających energii roślinie. Szczególnie korzystne jest stosowanie kwasu glukonowego z kwasem cytrynowym, który z kolei wchodzi w cykl kwasów karboksylowych w łańcuchu oddechowym cyklu Krebsa. Można stwierdzić, że roślina asymilując podane kwasy ogranicza swój wydatek energetyczny na ich syntezę przez co następuje wzrost aktywności funkcji fizjologicznych. W połączeniu z wprowadzeniem mikroelementów wchodzących w cykl przemian enzymatycznych, jest to działanie o charakterze biostymulującym ze względu na szybkość oddawania mikroelementów oraz bezpośredniego włączania kompleksonu bez wydatku energetycznego.173 959 therefore it is classified as a catabolic transformation. Ribulose-5 phosphate, made from 6-phosphogluconic acid, regenerates the hexoses that supply the plant with energy. It is particularly preferred to use gluconic acid with citric acid, which in turn enters the carboxylic acid cycle in the respiratory chain of the Krebs cycle. It can be concluded that the plant by assimilating the given acids limits its energy expenditure on their synthesis, which results in an increase in the activity of physiological functions. In combination with the introduction of micronutrients involved in the enzymatic transformation cycle, it is a biostimulating effect due to the rate of micronutrient release and direct incorporation of complexone without energy expenditure.

Istotę wynalazku stanowi sposób wytwarzania skoncentrowanych wieloskładnikowych nawozów płynnych, w którym przygotowanie roztworu zawierającego mikroelementy Co, Cu, Fe, Mn, Zn i Mg polega na kompleksowaniu tych pierwiastków, stosowanych w postaci łatworozpuszczalnych soli, korzystnie azotanów i/lub chlorków i/lub siarczanów przy pomocy kwasu glukonowego w ilości 5-95% zapotrzebowania stechiometrycznego. Do otrzymanego roztworu dodaje się następnie rozpuszczalne w wodzie związki boru i/lub molibdenu. Roztwór ten łączy się z przygotowanym w znany sposób roztworem makroskładników to jest związków azotowych i/lub potasowych i/lub wapniowych.The essence of the invention is a method of producing concentrated multi-component liquid fertilizers, in which the preparation of a solution containing the microelements Co, Cu, Fe, Mn, Zn and Mg consists in complexing these elements, used in the form of easily dissolving salts, preferably nitrates and / or chlorides and / or sulphates with gluconic acid in the amount of 5-95% of the stoichiometric requirement. Water-soluble boron and / or molybdenum compounds are then added to the resulting solution. This solution is combined with a previously prepared solution of macronutrients, i.e. nitrogen and / or potassium and / or calcium compounds.

Odmianą sposobu według wynalazku jest zastosowanie do kompleksowania mikroelementów Co, Cu, Fe, Mn, Zn i Mg kwasu glukonowego w mieszaninie z kwasem cytrynowym i/lub kwasem mlekowym i/lub kwasem octowym i ich solami amonowymi i/lub sodowymi i/lub solami potasowymi w ilości 0,1 do 20% wagowo.A variant of the process according to the invention is the use of gluconic acid in a mixture with citric acid and / or lactic acid and / or acetic acid and their ammonium and / or sodium and / or potassium salts for complexing the micronutrients Co, Cu, Fe, Mn, Zn and Mg. in an amount of 0.1 to 20% by weight.

Stosowanie wyżej opisanych kompleksonów ma działanie biostymulujące polegające na tym, że oprócz szybkiej absorpcji składnika mineralnego związek kompleksujący aktywuje energetykę przemian w cyklu Krebsa. Poza tym kompleksony zapobiegają wytrącaniu się nierozpuszczalnych osadów w roztworach o wysokiej koncentracji przy zmianach temperatury i pH. Dodatek azotu w formie mocznika wpływa na rozluźnienie komórek skórki roślin i ułatwia wnikanie roztworów w głąb tkanki roślinnej. Efektywność stosowania tych roztworów można podnieść przez zastosowanie regulatorów wzrostu typu auksyn lub witamin oraz zwilżaczy obniżających napięcie powierzchniowe stosowanych roztworów. Badania laboratoryjne wykazały, że stabilność kompleksów kwasu glukonowego w roztworach nawozowych soli makroelementów typu NKMg rośnie w szeregu Cu²>Zn²>Co²>Fe²>Mn²>Ca²>Mg². O własnościach kompleksujących kwasu glukonowego świadczą ilości związku istotnie niższe od zapotrzebowania stechiometrycznego sumy kationów, w zakresie 2-95%.The use of the above-described complexons has a biostimulating effect, consisting in the fact that in addition to the rapid absorption of the mineral component, the complexing compound activates the energetic of transformations in the Krebs cycle. In addition, the complexones prevent the precipitation of insoluble deposits in highly concentrated solutions with changes in temperature and pH. The addition of nitrogen in the form of urea contributes to the relaxation of plant skin cells and facilitates the penetration of solutions into the plant tissue. The efficiency of using these solutions can be increased by the use of auxin or vitamin type growth regulators and wetting agents that lower the surface tension of the solutions used. Laboratory tests have shown that the stability of gluconic acid complexes in fertilizer solutions of NKMg macronutrient salts increases in the series Cu ² > Zn ² > Co ² > Fe ² > Mn ² > Ca ² > Mg ² . The complexing properties of gluconic acid are evidenced by the amounts of the compound significantly lower than the stoichiometric demand of the sum of cations, in the range of 2-95%.

Przykład 1. Koncentrat magnezowo-żelazowy.Example 1. Magnesium-iron concentrate.

Sporządza się komplekson z 10% roztworu wodnego kwasu glukonowego.A complexone is prepared from a 10% aqueous solution of gluconic acid.

W 52,508 kg 10% kwasu glukonowego rozpuszcza się przy ciągłym mieszaniu, kolejno: 8,985 kg FeSO4 · 7 H 2O, 16,05 kg MgCk · 6 H2 O a następnie 19,5 kg mocznika ogrzewając roztwór do temperatury 60°C. Po ostudzeniu wprowadza się 2,957 kg wody amoniakalnej 25% w celu neutralizacji roztworu do pH 6. Otrzymane 100 kg roztworu zawiera (w% mas.) 9,8% N, 1,9% Mg i 1,8% Fe.In 52.508 kg of 10% gluconic acid is dissolved with constant stirring, successively: 8.985 kg FeSO4 · 7 H 2O, 16.05 kg MgCk · 6 H2 O and then 19.5 kg of urea by heating the solution to a temperature of 60 ° C. After cooling, 2.957 kg of 25% ammonia water are introduced to neutralize the solution to pH 6. The obtained 100 kg of solution contains (in wt.%) 9.8% N, 1.9% Mg and 1.8% Fe.

Przykład 2. Nawóz płynny NMg + mikroelementy.Example 2. NMg liquid fertilizer + microelements.

Roztwór A. Sporządza się roztwór kompleksonu przez rozpuszczenie w 26,385 kg wody 3,165 kg 15%o kwasu glukonowego i 3,2 kg kwasu cytrynowego. Następnie w przygotowanym roztworze rozpuszcza się kolejno 0,157 kg CuSO4 · 5 H2O, 2,16 kg MnCk · 4 H2O, 1,0 kg FeSO4 · 7 H2O, 0,44 kg ZnSO4 · 7 H2O, 0,015 kg molibdenianu amonu, 33,5 kg MgCk · 6 H2O i 13 kg mocznika, ogrzewając do temperatury 45-55°C przy ciągłym mieszaniu do całkowitego rozpuszczenia wymienionych soli.Solution A. A solution of the complexone is prepared by dissolving 3.165 kg of 15% gluconic acid and 3.2 kg of citric acid in 26.385 kg of water. Then 0.157 kg CuSO4 5 H2O, 2.16 kg MnCk 4 H2O, 1.0 kg FeSO4 7 H2O, 0.44 kg ZnSO4 7 H2O, 0.015 kg ammonium molybdate, 33.5 kg are dissolved in the prepared solution. MgCk · 6 H2O and 13 kg of urea, heating to a temperature of 45-55 ° C with constant stirring until the mentioned salts are completely dissolved.

Roztwór B. W 11,534 kg wody rozpuszcza się 2,03 kg NaOH a następnie 1,6 kg H3BO3 przy stałym mieszaniu.Solution B. 2.03 kg of NaOH are dissolved in 11.534 kg of water followed by 1.6 kg of H3BO3 with constant stirring.

Roztwór B miesza się z roztworem A małymi partiami przy stałym mieszaniu a następnie wprowadza się 1,814 kg wody amoniakalnej 25% dla otrzymania pH 5,5 - 6. Otrzymuje się 100 kg nawozu o następującym składzie (% mas.): N - 6,4%; Mg - 4,0%; B - 0,28%; Cu - 0,04%; Fe - 0,2%; Mo - 0,008%; Mn - 0,6%; Zn - 0,1%.Solution B is mixed with solution A in small batches under constant stirring, and then 1.814 kg of 25% ammonia water are introduced to obtain a pH of 5.5 - 6. The obtained 100 kg of fertilizer with the following composition (wt%): N - 6.4 %; Mg - 4.0%; B - 0.28%; Cu - 0.04%; Fe - 0.2%; Mo - 0.008%; Mn - 0.6%; Zn - 0.1%.

173 959173 959

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 2.00

Claims

Patent claims

1. The method of producing multi-component liquid concentrates for foliar fertilization by preparing two or more solutions and then combining the prepared solutions, characterized in that the preparation of a solution containing the microelements Co, Cu, Fe, Mn, Zn and Mg consists in complexing these elements used in the form of easily soluble salts, preferably nitrates and / or chlorides and / or sulphates, with gluconic acid in an amount of 5-95% of the stoichiometric requirement, and then water-soluble boron and / or molybdenum compounds are added to the solution obtained, and the solution is then combined with a solution of macronutrients prepared in a known manner, i.e. nitrogen and / or potassium and / or calcium compounds.

2. The method according to p. A process as claimed in claim 1, characterized in that gluconic acid is used for complexing the microelements Co, Cu, Fe, Mn, Zn and Mg, in a mixture with citric acid and / or lactic acid and / or acetic acid and their ammonium and / or sodium and / or sodium salts and / or or potassium salts, in an amount of 0.1 to 20% by weight.

* * *