PL209236B1 - Nawóz siarkowy o zmiennej szybkości uwalniania siarki - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest nawóz siarkowy o zmiennej szybkości uwalniania siarki, zbliżonej do szybkości jej pobierania przez rośliny w całym okresie ich wegetacji. Intensywne działania proekologiczne od szeregu już lat skutkują między innymi znaczącym zmniejszeniem ilości emitowanych do atmosfery związków siarki w postaci tlenków. Konsekwencją takiej sytuacji jest istotne zmniejszenie tzw. „kwaśnych deszczów” z których pochodziła znaczna część siarki wprowadzanej do gleb - niezbędnego składnika dla prawidłowego odżywiania roślin, wprowadzanego dodatkowo względnie równomiernie w ciągu całego okresu wegetacyjnego. Niedobór siarki w glebie przy jednoczesnym stosowaniu nawozów azotowych w zalecanych ilościach jest przyczyną nie tylko zakłóceń procesów biochemicznych związanych z syntezą szeregu aminokwasów do wytworzenia których siarka jest niezbędna, jak np. metionina, cystyna, cysteina i innych, z których następnie syntetyzowane są białka, ale również sprzyja tworzeniu się w roślinach szeregu związków szkodliwych takich jak azotany, azotyny, nitrozoaminy i innych.

Najbardziej popularne uprawy takie jak zboża, ziemniaki, buraki, corocznie zubażają każdy hektar o 20 - 40 kg siarki. Przeliczając tę ilość siarki na najbardziej popularny nawóz siarkowy jakim jest siarczan amonu, wynika, że corocznie w przypadku tego typu upraw winno się wysiewać 80 - 160 kg tego nawozu, oczywiście przy założeniu, że cała ilość nawozu wysianego będzie przez rośliny wykorzystana. Uprawy szczególnie siarkolubne takie jak np. rzepak, cebula i inne wymagają stosowania znacznie większych ilości siarki /nawozów siarkowych/.

Zarówno wspomniany siarczan amonu, jak i stosowany w mniejszym zakresie siarczan magnezu, są nawozami dobrze i szybko rozpuszczającymi się. Te właściwości obu wymienionych nawozów powodują, że w określonych warunkach pogodowych, gdy zawartość wilgoci w glebie jest większa oraz gdy zdolności sorpcyjne gleby są niewielkie i/lub w znacznym stopniu ograniczone z racji stosowania również innych nawozów, część, niekiedy nawet znaczna część stosowanych nawozów, jest tracona, gdyż system korzeniowy roślin nie zdąży ich przyswoić podczas ich przemieszczania się w coraz głębsze warstwy gleby.

Z przeprowadzonych eksperymentów dotyczących zdolności sorpcyjnych różnych gleb wynika, że w zależności od rodzaju gleby, rodzaju i ilości stosowanych nawozów oraz warunków wilgotnościowych gleby, straty stosowanych nawozów / określane jako ta część nawozów które przeniknęły do warstw gleby głębszych niż 30 cm, a więc poza zasięg systemu korzeniowego większości uprawianych roślin, szczególnie w pierwszej fazie ich rozwoju / mogą wynosić od kilku do dwudziestu kilku procent.

Problem ten można rozwiązać stosując np. kilkakrotne nawożenie w okresie wegetacji roślin, jest to jednak rozwiązanie mało realne, bo zbyt kosztowne. Inne rozwiązania tego problemu dotyczące nawozów siarkowych, opisane w kilku opisach patentowych: US 4394150; GB 2292140; oraz polskich zgłoszeniach; P 319706; P 380490, polegają na wytwarzaniu nawozów siarkowych na bazie siarki elementarnej oraz bentonitu. W rozwiązaniach tych wykorzystuje się właściwość bentonitu polegającą na jego pęcznieniu w środowisku wilgotnym, czego efektem jest znaczne rozdrobnienie granul, a więc i siarki w glebie, i stworzenie w ten sposób korzystniejszych warunków dla mikroorganizmów przetwarzających siarkę elementarną na formę siarczanową przyswajalną już przez rośliny. Pewnym mankamentem takiego rozwiązania jest to, że procesy z udziałem mikroorganizmów przebiegają powoli i moż e dochodzić do takich sytuacji, ż e w okresie najbardziej intensywnego wzrostu roś lin ilość dostępnej siarki w postaci siarczanów, będzie niedostateczna, co może skutkować zakłóceniami w procesach syntezy aminokwasów i białek. Rozwiązanie tego problemu, proponowane w niniejszym zgłoszeniu, polega na opracowaniu odpowiedniej formuły, składu nawozu, z którego siarka, a konkretnie jony siarczanowe, bo w takiej formie jest ona przyswajana przez rośliny, będzie uwalniana z różną szybkością, bardziej dostosowaną do możliwości przyswajania jej przez rośliny w całym lub prawie całym okresie wegetacyjnym.

Istota wynalazku polega na tym, że nawóz siarkowy zawiera siarczan amonu i/lub siarczan potasu i/lub siarczan sodu i/lub siarczan żelazawy w ilości 40 - 60% w przeliczeniu na siarkę oraz siarczan wapnia w ilości 30 - 50% w przeliczeniu na siarkę, a także siarkę elementarną w ilości do 15%.

Korzystnie jest, gdy nawóz zawiera siarczan wapnia w postaci kopaliny i/lub jako odpad z różnych procesów chemicznych w postaci fosfogipsu lub regipsu, a siarkę w postaci produktu technicznego i/lub kopaliny i/lub keku jako produktu ubocznego z kopalni siarki.

W wyniku badań stwierdzono ż e:

• składnik nawozu o normalnej szybkości rozpuszczania się w postaci siarczanu amonu i/lub siarczanu magnezu i/lub siarczanu potasu i/lub siarczanu sodu i/lub siarczanu żelazawego zawierająPL 209 236 B1 cego 40 - 60% całkowitej ilości siarki znajdującej się w nawozie powinien zaspokoić zapotrzebowanie roślin na siarkę w okresie ich najbardziej intensywnego rozwoju. Poza tym, ta mniejsza ilość siarki w postaci dobrze rozpuszczalnych związków łatwiej i skuteczniej będzie sorbowana w glebie, co zapobiegnie jej przenikaniu w głębsze niedostępne dla korzeni warstwy gleby.

• skł adnik nawozu siarkowego o spowolnionej szybkoś ci rozpuszczania się w postaci siarczanu wapnia będącego kopaliną, bądź produktem ubocznym z różnych procesów chemicznych jako fosfogips, regips itp. zawierającego 30 - 50% całkowitej ilości siarki znajdującej się w nawozie, będzie uwalniał siarkę w postaci jonów siarczanowych w sposób znacznie spowolniony, przy czym ilość uwalnianych jonów siarczanowych z tego składnika nawozu przypada na końcowy okres wegetacji roślin o zdecydowanie mniejszych wymaganiach pokarmowych wszystkich składników odżywczych, w tym i siarki.

• siarka elementarna lub jako produkt uboczny z kopalni siarki zawierają cy do 35% siarki elementarnej, która w takiej formie jest nierozpuszczalna, a więc i nieprzyswajalna, po wprowadzeniu jej do gleby, mikroorganizmy w niej się znajdujące przetwarzają ją powoli na związki, które mogą już być przyswajane przez rośliny. Ta część nawozu stanowi swego rodzaju zapas siarki w glebie, jest poza tym pożywką dla różnych gatunków pożytecznych mikroorganizmów, które w prawidłowo utrzymywanych glebach w odpowiedniej populacji winny się znajdować.

P r z y k ł a d 1

Sporządzono mieszaninę składającą się z 1,7 kg siarczanu amonu, 2,4 kg gipsu dwuwodnego oraz 0,1 kg siarki. Wszystkie składniki miały postać pylisto-proszkową. Dodatkowo 0,1 kg siarczanu amonu rozpuszczono w 200 ml wody uzyskując 33% roztwór, który wykorzystano do zgranulowania w talerzu granulacyjnym sporządzonej mieszanki trójskładnikowej. Po otrzymaniu granulatu o widmie granulometrycznym 2 - 5 mm i jego wysuszeniu otrzymano 4,3 kg produktu zawierającego 22,7% siarki tj. 976 g. W tej ilości 44% siarki pochodzi z siarczanu amonu, a więc składnika szybko ją uwalniającego, 45,7% siarki pochodzi z gipsu, a więc ze składnika który siarkę będzie uwalniał w sposób spowolniony i głównie wtedy, kiedy stężenie jonów siarczanowych pochodzących z siarczanu amonu obniży się poniżej stężenia wynikającego z iloczynu rozpuszczalności gipsu w danych warunkach, natomiast siarka w postaci elementarnej stanowiąca depozyt tego składnika oraz pożywkę dla niektórych mikroorganizmów stanowi 10,3%. Ponadto nawóz ten zawiera 8,8% azotu oraz 18% CaO.

P r z y k ł a d 2

Sporządzono mieszaninę składającą się z 1,8 kg jednowodnego siarczanu magnezu, 2,7 kg gipsu dwuwodnego w postaci fosfogipsu/oraz 0,2 kg keku o zawartości siarki elementarnej 32%. Wszystkie składniki miały postać pylisto - proszkową. Mieszaninę tę zgranulowano w talerzu granulacyjnym nawilżając ją gorącą wodą o temperaturze 70°C w ilości 450 ml. Uzyskany granulat o wielkości granul 2 - 5 mm nie poddawano suszeniu, z uwagi na to, że wprowadzona woda ulegnie związaniu z siarczanem magnezu przechodzą c częściowo w siarczan sześciowodny. Otrzymany w ten sposób nawóz w ilości 5,15 kg zawiera 984 g siarki tj. 19%. Z tej ilości siarki 418 g tj. 41% pochodzi z siarczanu magnezu i będzie ona uwalniana do gleby stosunkowo szybko, 502 g siarki tj. 51,3% pochodzi z gipsu - fosfogipsu i bę dzie ona uwalniana do gleby w sposób znacznie spowolniony, dodatkowo przesunięty w czasie - gdy stężenie jonów siarczanowych pochodzących z siarczanu magnezu obniży się do poziomu niższego niż to wynika z iloczynu rozpuszczalności gipsu w danych warunkach. Siarka elementarna pochodząca z keku stanowi 6,7% sumarycznej ilości siarki zawartej w nawozie. Dodatkowo nawóz zawiera 8,2% MgO oraz 17% CaO.

Claims (3)

1. Nawóz siarkowy o zmiennej szybkości uwalniania siarki z wykorzystaniem siarki elementarnej i siarczanów, znamienny tym, że zawiera siarczan amonu i/lub siarczan potasu i/lub siarczan sodu i/lub siarczan żelazawy w ilości 40 - 60% w przeliczeniu na siarkę oraz siarczan wapnia w ilości 30 - 50% w przeliczeniu na siarkę, a także siarkę elementarną w ilości do 15%.

2. Nawóz siarkowy według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera siarczan wapnia w postaci kopaliny i/lub jako odpad z różnych procesów chemicznych w postaci fosfogipsu lub regipsu.

3. Nawóz siarkowy według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera siarkę w postaci produktu technicznego i/lub kopaliny i/lub keku jako produktu ubocznego z kopalni siarki.