PL184745B1 - Sposób wytwarzania środka nawozowego zawierającego przyswajalne żelazo - Google Patents

Abstract

1. Sposób wylwarzania środka nawozowego zawierającego pazyswajalne żelazo, przeznaczonego do nawożenia dolistnego i aoglebowege roślin, przez rozpuszczanie w wodzie soli żelaza i substancji chelatujzcpch, znamienny tym, że w wodnym roztworze kwasów lignosulfonowych i/lub ich soli z dodatkiem substancji antpwikujzaaj rozwój roślin, korzystnie hydroksyloaminy, rozpuszcza się sól żelaza, korzystnie FeSO4, z utworzeniem skompletowanego żelaza, miesza się i utrzymuje warunki redukujące, w których żelazo występuje wyłącznie w postaci dwuwartościowej, po czym gęstwę poddaje się procesowi sedymentacji dla całkowitego wytrącenia osadu, który usuwa się, a do oddzielonego klarownego roztworu dodaje się - dla stabilizowania kompleksu - mieszaninę organicznych środków chelótujzapch o różnym stopniu siły wiązania, w obecności substancji zmniejszającej napięcie powierzchniowe, następnie całość miesza się i poddaje sedymentacji i oddziela od osadu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania środka nawozowego zawierającego przyswajalne żelazo, przeznaczonego do nawożenia dolistnego i doglebowego dla rolnictwa, sadownictwa i ogrodnictwa.

Żelazo odgrywa ważną rolę w procesach fizjologicznych zachodzących w roślinach. Wpływa ono na syntezę chlorofilu, oddzialywuje na proces fotosyntezy i bierze udział w procesach oddychania tkankowego.

Żelazo uczestniczy w metabolizmie azotowym rośliny; w redukcji azotanów, przy wiązaniu azotu elementarnego, a prawdopodobnie w syntezie białka. W roślinach występuje żelazo w formie dwu- i trójwartościowej, przy czym formę aktywną stanowi żelazo dwuwartościowe. Tylko niewielka część żelaza występuje w roślinach w formie rozpuszczalnej w wodzie. Stężenie żelaza w roślinach zależy od zaopatrzenia jej w przyswajalne formy tego składnika, od gatunku i wieku roślin. Zazwyczaj najwyższe stężenie żelaza w roślinach występuje w ich wcześniejszych fazach rozwojowych. Niedobór żelaza w roślinach objawia się chlorozą.

Z wyżej wymienionych względów żelazo stanowi składnik wielu środków nawozowych. Znane są również z literatury patentowej preparaty nawozowe zawierające w swoim składzie żelazo w przyswajalnej przez rośliny formie - schelatowanej oraz sposoby ich wytwarzania. Między innymi sposób otrzymywania ciekłych koncentratów nawozowych zawierających schelatowane

184 745 żelazo przedstawiono w polskim opisie patentowym nr 167 490. Inny sposób wytwarzania skoncentrowanych wieloskładnikowych nawozów płynnych zawierających osobno skompleksowane żelazo pokazano w polskim opisie patentowym nr 167 516.

Płynny środek do zaprawiania nasion i sposób jego wytwarzania jest znany z polskiego opisu patentowego nr 178 697. Wymieniony środek zawierający roztwór preparatu tytanowego charakteryzuje się tym, że stanowią go rozpuszczalne w wodzie makroskładniki takie jak: azot, potas, magnez i mikroskładniki zawierające: bor, moliben i schelatowane kationy miedzi, żelaza, manganu, tytanu i cynku, przy czym żelazo i mangan w formie dwuwartościowej. Stosunek masowy makroskładników do mikroskładników wynosi 1:0,51 do 1,8:0,99, korzystnie 1,40: 0,80.

Sposób wytwarzania środka polega na tym, że do wody ogrzanej do temperatury około 40°C w trakcie mieszania wprowadza się środek chelatujący, dogodnie sól sodową kwasu wersenowego w obecności kwasu cytrynowego, po czym utrzymując odczyn pH w wysokości dogodnie 5 dodaje się kwasu borowego, molibdenianu amonu i siarczanu miedzi. Następnie obniżając odczyn pH do wysokości od 3,5 - 4,5 i podwyższając temperaturę do co najmniej 70°C wprowadza się siarczan cynku, siarczan manganu i środek zabezpieczający przed utlenianiem, dogodnie kwas mlekowy. Z kolei do roztworu o odczynie pH w granicach 3-4, wprowadza się żelazo, potas, magnez, dogodnie w postaci siarczanów, a na końcu mocznik, preparat tytanowy i całkowicie rozpuszczalny w wodzie flokulant, przy czym każdy następny składnik wprowadza się po całkowitym rozpuszczeniu poprzedniego.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 179 016 sypki środek do zaprawiania nasion, charakteryzuje się tym, że składa się z substancji odżywczych, substancji wytwarzającej pod wpływem wilgoci gąbczastą otoczkę i substancji powodującej adhezyjne przyleganie tych składników do nasion, w których na bazie glinokrzemianu stanowiącego 70 - 75% masy, są równomiernie rozmieszczone makroskładniki nawozowe zawierające pierwiastki takie jak: azot, fosfor, potas, magnez i mikroskładniki: bor, miedź, żelazo w postaci schelatowanej, mangan, moliben, tytan, cynk. Stosunek masowy wyrażony w procentach makroskładników do mikroskładników wynosi od 2,4:1,15 do 4,4:21,21, korzystnie 3,4 -1,68. Natomiast sposób wytwarzania tego środka polega na tym, że w procesie dwuetapowym, na drugim etapie miesza się aż do ujednorodnienia odpowiednio glinokrzemian o uziamieniu poniżej 0,1 mm ze względnie zmieszanymi następnie zmielonymi do granulacji co najmniej 0,1 mm makro- i mikroskładniki, hydrożelem oraz z dodatkiem, dogodnie takiej samej masy glinokrzemianu.

Przedstawione środki nawozowe zawierają niewielkie ilości żelaza i tym samym stosowanie ich nie rozwiązuje problemu w sytuacjach znacznego niedoboru żelaza. Niedostatek żelaza występuje najczęściej u roślin rosnących na glebach o wysokim odczynie pH i glebach wapiennych (chloroza wapienna), może go też potęgować duża zawartość przyswajalnego fosforu w glebie. Objawy niedoboru żelaza zależą również od gatunków i odmian roślin, przykładowo występują u azalii, rododendronu, rzadziej u bobu, soi, kukurydzy, pomidorów.

Dla rozwiązania tego problemu opracowano sposób wytwarzania środka nawozowego płynnego, żelazowego przy zapewnieniu że: postać chemiczna żelaza winna być przyswajalna, środek winien być stabilny w okresie przechowywania i transportu, a jego roztwór użytkowy stabilny w okresie stosowania i nie wykazywać objawów fitotoksyczności.

Okazało się, że wymagane cechy środka nawozowego uzyska się przez etapowe schelatowanie jonów żelaza i stabilizację otrzymanych kompleksów.

Według wynalazku sposób wytwarzania środka nawozowego zawierającego przyswajalne żelazo polega na tym, że w wodnym roztworze kwasów lignosulfonowych i/lub ich soli z dodatkiem substancji aktywizującej rozwój roślin, korzystnie hydroksyloaminy, rozpuszcza się sól żelaza, korzystnie FeSO₄, z utworzeniem skompleksowanego żelaza, miesza się i utrzymuje warunki redukujące, czyli takie w których żelazo występuje wyłącznie w postaci dwuwartościowej.

Kwasy lignosulfonowe i /lub ich sole będąc naturalnym kompleksonem w sposób naturalny oddziaływają na kation żelaza. Otrzymaną gęstwę poddaje się procesowi sedymentacji dla całkowitego wytrącenia osadu, który usuwa się a do oddzielonego klarownego roztworu dodaje się - dla stabilizowania kompleksu - mieszaninę organicznych środków chelatujących o różnym

184 745 stopniu siły wiązania w obecności substancji zmniejszającej napięcie powierzchniowe. Następnie całość miesza się i poddaje sedymentacji i oddziela od osadu. Stosuje się reagenty w takiej ilości, aby w produkcie utrzymać około 20% nadmiar środków chelatujących. Mieszaninę środków chelatujących organicznych stanowią: sole sodowe kwasów: etylenodwuaminoczterooctowego i hydroksyetylenodwuaminoczterooctowego każdy w ilości od 1 -4% wagowych, aminokwas, korzystnie kwas aminooctowy i sól aminokwasu, korzystnie etylenodwuamina, każdy w ilości najwyżej 0,3% wagowych oraz w co najmniej dwukrotnie większej ilości względem związków aminowych kwas cytrynowy. Po dodaniu soli żelaza ustala się odczyn pH mieszaniny na poziomie 3-6, korzystnie 3-4. Jako substancje zmniejszające napięcie powierzchniowe stosuje się koagulanty zawierające skrobię - gigtar, polimery akrylowe, polimery poliamidowe - magnoflok, separan. Proces wytwarzania środka prowadzi się w temperaturze otoczenia lecz nie wyższej od 35°C.

Środek nawozowy wytworzony sposobem według wynalazku charakteryzuje wysoka przyswajalność żelaza przez organizmy roślinne w szerokim zakresie odczynu pH. Środek ten można łączyć z innymi składnikami nawozowymi i uzyskiwać stabilne roztwory użytkowe. Jest on trwały i nie zmienia swych właściwości przy stosowaniu zarówno w postaci krystalicznej, jak i roztworu. Przy sporządzaniu roztworu użytkowego nie wymaga się stosowania wody demineralizowanej, gdyż z uwagi na nadmiar związków chelatujących w produkcie osady się nie wydzielają. Zawarte w środku nawozowym związki aminowe działają aktywizująco na procesy biochemiczne roślin i zwiększają efekt przyswajalności żelaza przez rośliny. Natomiast substancje zmniejszające napięcie powierzchniowe (koagulanty) powodująnie tylko oczyszczenie roztworu z osadu, lecz poprawiająprzyczepność nawozu do liści roślin. W trakcie przechowywania środek nawozowy nie ulega utlenieniu, gdyż zawiera nadmiar substancji redukujących.

Przykład I.W 2001 wody rozpuszcza się 0,5 kg hydroksyloaminy. Następnie wlewa się 280 kg roztworu lignosulfonianu wapnia o stężeniu około 40%. Całość miesza się przez 30 minut w celu rozprowadzenia i rozpuszczenia reagentów oraz ich uśrednienia. Z kolei do roztworu dodaje się 125 kg siarczanu żelazawego i ustala odczyn pH mieszaniny na poziomie 3-4 korygując go w razie potrzeby za pomocąkwasu siarkowego. Po dodaniu siarczanu żelaza całość miesza się przez 4 godziny. W tym czasie następuje wytrącenie siarczanu wapnia w postaci osadu oraz związanie żelaza z cząsteczką organiczną lignosulfonianu w kompleks lignosulfonianu żelaza. Otrzymaną gęstwę pozostawia się na 48 godzin w celu osadzenia się siarczanu wapnia. W wyniku reakcji uzyskuje się 600 l roztworu i 1501 osadu. Klarowny roztwór zlewa się i w trakcie mieszania dodaje się do niego:

g koagulanta - magnofloku, kg kwasu cytrynowego

1,5 kg etylenodwuaminy, kg kwasu amonooctowego, kg 40% roztworu czterosodowej soli kwasu etylenodwuaminoczterooctowego (EDTA), kg roztworu 40% czterosodowej soli kwasu hydroksyetylenodwuaminoczterooctowego (HEDTA).

Całość miesza się przez 60 min w temperaturze otoczenia, po czym otrzymany preparat poddaje się sedymentacji przez co najmniej 48 godzin. Klarowny roztwór poddaje się kontrolijakości i konfekcjonuje.

Przykład II. W 2001 wody rozpuszcza się 200 kg lignosulfonianu wapnia w temperaturze 30°C mieszając przez 30 minut. Do otrzymanego roztworu dodaje się 0,8 kg siarczanu hydroksyloaminy i 130 kg siarczanu żelazawego i miesza przez 60 minut. Otrzymany roztwór o odczynie pH około 2,5 uzupełnia się wodą do 7501, a następnie poddaje procesowi sedymentacji przez 48 godzin. Po oddzieleniu osadu w ilości około 70 litrów otrzymuje się około 680 litrów klarownego roztworu. Do tego roztworu, w trakcie mieszania dodaje się kolejno:

kg kwasu cytrynowego 2 kg kwasu aminooctowego

184 745 kg 40% roztworu soli sodowej kwasu etylenodwuaminoczterooctowego (EDTA) kg 40% roztworu soli sodowej kwasu hydroksyetylenodwuaminoczterooctowego (HEDTA) i etylenodwuaminy w takiej ilości, aby końcowe pH wynosiło 5,0 - 6,0 i miesza przez 30 minut. Następnie dodaje się 5 g koagulanta - seperanu, poddaje sedymentacji, kontroli jakości i konfekcjonuje.

Dla celów użytkowych, przy uwzględnieniu potrzeby przyswajalności środka nawozowego zarówno przez liście, jak również przez ich system korzeniowy podaje się go w postaci roztworu roboczego. Najczęstszą formą stosowania środka będzie 0,2% wodny roztwór. Przewiduje się również stosowanie środka wraz z innymi składnikami nawozowymi oraz środkami ochrony roślin. Dla wykonania oprysku można stosować znane urządzenia jak opryskiwacze, system kapilar.

184 745

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania środka nawozowego zawierającego przyswajalne żelazo, przeznaczonego do nawożenia dolistnego i doglebowego roślin, przez rozpuszczanie w wodzie soli żelaza i substancji chelatujących, znamienny tym, że w wodnym roztworze kwasów lignosulfonowych i/lub ich soli z dodatkiem substancji aktywizującej rozwój roślin, korzystnie hydroksyloaminy, rozpuszcza się sól żelaza, korzystnie FeSO₄, z utworzeniem skompleksowanego żelaza, miesza się i utrzymuje warunki redukujące, w których żelazo występuje wyłącznie w postaci dwuwartościowej, po czym gęstwę poddaje się procesowi sedymentacji dla całkowitego wytrącenia osadu, który usuwa się, a do oddzielonego klarownego roztworu dodaje się - dla stabilizowania kompleksu - mieszaninę organicznych środków chelatujących o różnym stopniu siły wiązania, w obecności substancji zmniej szającej napięcie powierzchniowe, następnie całość miesza się i poddaje sedymentacji i oddziela od osadu.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się reagenty w takiej ilości, aby w produkcie utrzymać około 20% nadmiar środków chelatujących.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się mieszaninę środków chelatujących organicznych, którą stanowią: sole sodowe kwasów: etylenodwuaminoczterooctowego i hydroksyetylenodwuaminoczterooctowego, każdy w ilości od 1-4% wagowych, aminokwas, korzystnie kwas aminooctowy i sól aminokwasu, korzystnie etylenodwuamina, każdy w ilości najwyżej 0,3% wagowych oraz w co najmniej dwukrotnie większej ilości względem związków aminowych - kwas cytrynowy.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po dodaniu soli żelaza ustala się odczyn pH mieszaniny na poziomie 3-6, korzystnie 3-4.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako substancje zmniejszające napięcie powierzchniowe stosuje się koagulanty zawierające: skrobię, polimery akrylowe, polimery poliamidowe.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że prowadzi się go w temperaturze otoczenia lecz nie wyższej od 35°C.

   * * *