PL221464B1

PL221464B1 - Method for reducing the phytotoxicity of polyphenols released in the process of biological degradation of lignin and cellulose

Info

Publication number: PL221464B1
Application number: PL395925A
Authority: PL
Inventors: Janusz Hermann; Ewa Spychaj-Fabisiak
Original assignee: Univ T Przyrodniczy Im Jana I Jędrzeja Śniadeckich W Bydgoszczy
Priority date: 2011-08-11
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2016-04-29
Also published as: PL395925A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ograniczenia fitotoksyczności polifenoli uwalnianych w procesie biologicznego rozkładu ligniny i celulozy po procesie kompostowania poprzez zastosowanie kompozytu składników mineralnych, stanowiącego swoistą odtrutkę w przemianach związków fenolowych w roślinie.The subject of the invention is a method of limiting the phytotoxicity of polyphenols released in the process of biological decomposition of lignin and cellulose after the composting process by using a composite of minerals, which is a specific antidote to the transformation of phenolic compounds in the plant.

Efekty fitotoksyczności można najczęściej zaobserwować na roślinach uprawnych w czasie wschodów i wzrostu roślin. Polifenole i chinony uwalniane w procesie biologicznego rozkładu ligniny i celulozy mogą podlegać kumulacji w roślinach i wywoływać w nich zakłócenia w przemianach związków węglowodanowych, białkowych, syntezie chlorofilu i asymilacji dwutlenku węgla. Podlegają one naturalnemu rozkładowi pod wpływem czynników klimatycznych, jak to ma miejsce w przypadku np. zaoranej słomy lub tzw. dojrzewania kompostu, jednak wymaga to stosunkowo długiego czasu ok. 6 miesięcy.The phytotoxicity effects can most often be observed on crops during plant emergence and growth. Polyphenols and quinones released in the process of biological decomposition of lignin and cellulose may accumulate in plants and cause disturbances in the metabolism of carbohydrate and protein compounds, the synthesis of chlorophyll and the assimilation of carbon dioxide. They are subject to natural decomposition under the influence of climatic factors, as is the case with e.g. plowed straw or the so-called the maturation of the compost, however, it requires a relatively long time of about 6 months.

Z opisu patentowego PL 201229, znany jest sposób zmniejszenia fitotoksyczności uprawy, zwłaszcza kukurydzy, spowodowanej użyciem herbicydowej pochodnej benzoiloizoksazolu dopuszczonego do stosowania w rolnictwie, polegającego na nanoszeniu na miejsce uprawy odtruwająco skutecznej ilości związku będącego odtrutką, ewentualnie z partnerskim herbicydem. Znany jest również z patentu PL 156391 wynalazek określający środek do zabezpieczenia roślin uprawnych przed fitotoksycznym działaniem herbicydów. Z opisu patentowego PL 188689 znany jest sposób wytwarzania podstawionych izoksazolin, sposób ochrony roślin uprawnych przed fitotoksycznym działaniem ubocznych substancji czynnych pestycydów, środek ochrony roślin przed fitotoksycznym działaniem ubocznych substancji czynnych pestycydów oraz środek ochrony roślin. Z patentu PL 187970 znana jest kompozycja herbicyd-środek osłaniający, sposób ochrony roślin uprawnych przed fitotoksycznym działaniem ubocznym herbicydów i środek osłaniający do ochrony roślin przed fitotoksycznymi działaniami ubocznymi herbicydów.From the patent specification PL 201229, there is known a method of reducing the phytotoxicity of a crop, especially maize, caused by the use of an agricultural herbicide derivative of benzoylisoxazole, which consists in applying to the place of cultivation a detoxifyingly effective amount of an antidote compound, optionally with a partner herbicide. There is also known from the patent PL 156391 the invention defining an agent for protecting crops against phytotoxic action of herbicides. The patent description PL 188689 describes a method of producing substituted isoxazolines, a method of protecting crops against phytotoxic effects of pesticide active substances, a plant protection product against phytotoxic effects of pesticide active substances and a plant protection product. Patent PL 187970 describes a herbicide-shielding composition, a method of protecting crops against phytotoxic side effects of herbicides and a shielding agent for protecting plants against phytotoxic side effects of herbicides.

Również w przeglądzie stanu techniki znaleziono sposób wykonywania obudowy biologicznej pylistych terenów poprzemysłowych, zwłaszcza jałowych i fitotoksycznych składowisk odpadów po flotacji rud metali nieżelaznych z patentu PL 192147, oraz zgłoszenia PL 366087 (sposób zabezpieczenia roślin przed niezamierzonym uszkodzeniem fitotoksycznym oraz kompozycja chwastobójcza).Also in the review of the prior art, a method of creating a biological casing of dusty brownfield sites, especially sterile and phytotoxic landfills after flotation of non-ferrous metal ores from patent PL 192147, and application PL 366087 (method of protecting plants against unintentional phytotoxic damage and herbicidal composition) was found.

W literaturze przedmiotu Nowotny-Mieczyńska A. 1976 r. Fizjologia mineralnego żywienia roślin, PWRiL W-wa, występują tezy o wpływie niektórych związków mineralnych na metabolizm i zapobieganie kumulacji polifenoli w roślinach.In the literature on the subject of Nowotny-Mieczyńska A. 1976 Physiology of mineral plant nutrition, PWRiL W-wa, there are theses about the influence of some mineral compounds on metabolism and prevention of polyphenol accumulation in plants.

W przeglądzie stanu techniki nie znaleziono danych dotyczących sposobu według wynalazku ograniczenia fitotoksyczności polifenoli uwalnianych w procesie biologicznego rozkładu ligniny i celulozy, zwłaszcza w trakcie dojrzewania kompostu, jak według wynalazku.In the review of the prior art, no data on the method according to the invention have been found to limit the phytotoxicity of the polyphenols released during the biological degradation of lignin and cellulose, especially during the maturation of the compost according to the invention.

Istota sposobu według wynalazku polega na zwiększeniu aktywności oksydazy polifenolowej, tyrozynazy, peroksydazy i innych enzymów włączonych w przemiany związków fenolowych w roślinie, poprzez wprowadzenie kompozytu związków mineralnych tworzących z tlenem aniony złożone 3- -5 4[BO3]^3-, [BO4]^-5 i [B(O,OH)4], które wykazują podobieństwo do anionów krzemotlenowych [SiO4]⁴3i fosforanowych [PO4]^3-. Aniony te, dzięki tworzeniu związków kompleksowych regulują reakcje oksydoredukcyjne w fenolowych systemach oddychania tkankowego roślin i wpływają na metabolizm auksyn roślin nawożonych kompostem.The essence of the method according to the invention consists in increasing the activity of polyphenol oxidase, tyrosinase, peroxidase and other enzymes involved in the transformation of phenolic compounds in the plant by introducing a composite of mineral compounds forming complex anions with oxygen 3- -5 4 [BO3] ^3- , [BO4] ^{- 5} and [B (O, OH) 4], which are similar to the silica [SiO4] ^{4 3 and} phosphate [PO4] ^3- anions. These anions, due to the formation of complex compounds, regulate redox reactions in phenolic tissue respiration systems in plants and influence the metabolism of auxins in plants fertilized with compost.

Kompozyt zawiera 17% boru, 10-30% wag. tetraboranu disodu-woda (1/10 zawierającego 11% boru, 5-10% wag. siarczanu boromagnezowego zawierającego bor w postaci kwasu borowego oraz siarczan magnezu, 10-15% wag. surowych mielonych boranów (rudy boranowej), 10-15% wag. szkliwa mikronawozowego, zawierającego ok. 2,7% B oraz żelazo, miedź, mangan, cynk i molibden, 10% wag. saletry amonowej 34% N, 10% wag. wapna rolniczego 60% CaO, 10-20% wag. krystalicznego uwodnionego glinokrzemianu pierwiastków ziem alkalicznych, optymalnie postaci produktu Zeo Sand.The composite contains 17% boron, 10-30% wt. disodium tetraborate-water (1/10 containing 11% boron, 5-10 wt.% boromagnesium sulfate containing boron in the form of boric acid and magnesium sulfate, 10-15 wt.% of crude ground borates (borate ore), 10-15 wt.% micronutrient glaze, containing about 2.7% B and iron, copper, manganese, zinc and molybdenum, 10% by weight of ammonium nitrate 34% N, 10% by weight of agricultural lime 60% CaO, 10-20% by weight of crystalline of hydrated alkaline earth aluminosilicate, optimally the product form Zeo Sand.

W sposobie wg wynalazku w kompostowni do znanych składników zawierających m.in. ligninę i celulozę, dodaje się do masy 30 Mg świeżego kompostu i równomiernie rozprowadza przez mieszanie znanymi sposobami 30-40 kg kompozytu mineralnego zawierającego: 10-30% wag. zestawuIn the method according to the invention, in a composting plant, known components containing i.a. lignin and cellulose are added to the mass of 30 mg of fresh compost and evenly distributed by mixing by known methods 30-40 kg of mineral composite containing: 10-30 wt. kit

3- -5 substancji tworzących z tlenem aniony złożone [BO3]^3-, [BO4]^-5 i [B(O,OH)4] zawierających w swoim składzie 17% boru łatwo przyswajalnego przez rośliny, 10-30% wag. tetraboranu disodu-woda 1/10 zawierającego 11% boru, 10-15% wag. szkliwa mikronawozowego, zawierającego ok. 2,7% B, oraz domieszki pierwiastków żelazo, miedź, mangan, cynk i molibden, oraz 10% wag. saletry amonowej (34% N), 10% wag. wapna rolniczego (60% CaO), 10% wag. krystalicznego uwodnionego glinokrzePL 221 464 B1 mianu pierwiastków ziem alkalicznych oraz 5-10% wag. siarczanu boromagnezowego i 10-15% wag. surowych mielonych boranów(rudy boranowej).3--5 substances forming complex anions with oxygen [BO3] ^3- , [BO4] ^-5 and [B (O, OH) 4] containing 17% of boron easily assimilated by plants, 10-30 wt. 1/10 disodium tetraborate water containing 11% boron, 10-15 wt. micronutrient glaze, containing approx. 2.7% B, and admixtures of the elements iron, copper, manganese, zinc and molybdenum, and 10% by weight. ammonium nitrate (34% N), 10 wt. agricultural lime (60% CaO), 10 wt. % of the crystalline hydrated aluminosilicate of alkaline earth elements and 5-10 wt. boromagnesium sulfate and 10-15 wt. raw ground borates (borate ore).

Zaletą wynalazku jest ograniczenie fitotoksyczności polifenoli zawartych w świeżym kompoście. W doświadczeniu wegetacyjnym z żytem i owsem z udziałem kompostu przygotowanego wg prezentowanego sposobu nie występowało ograniczenie kiełkowania i wschodów roślin, opóźnienia kwitnienia, dojrzewania roślin, natomiast w podłożu ze świeżym kompostem bez mineralnego kompozytu, hamowanie rozwoju roślin trwało nawet do 6 m-c. Sposób ograniczenia fitotoksyczności polifenoli uwalnianych w procesie biologicznego rozkładu ligniny i celulozy według prezentowanego wynalazku ma znaczenie w ograniczeniu powierzchni przeznaczonej pod leżakowanie kompostu w kompostowniach, ogranicza koszty robocizny i energii związanej z przerzucaniem kompostu i jego dojrzewaniem. Zwiększeniu ulega przepustowość kompostowni i wzrasta jej opłacalność.The advantage of the invention is the reduction of the phytotoxicity of the polyphenols contained in the fresh compost. In the growing experiment with rye and oats with compost prepared according to the presented method, there was no limitation of germination and plant emergence, delayed flowering, and maturation of plants, while in the substrate with fresh compost without a mineral composite, the inhibition of plant growth lasted up to 6 months. The method of limiting the phytotoxicity of polyphenols released in the process of biological decomposition of lignin and cellulose according to the present invention is important in reducing the area intended for aging compost in composting plants, reducing labor and energy costs related to turning the compost and its maturation. The throughput of the composting plant is increased and its profitability increases.

Sposób według wynalazku przedstawiony został bliżej na niżej podanych przykładach wykonania.The method according to the invention is presented in more detail in the following exemplary embodiments.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Do masy 30 Mg świeżego kompostu dodaje się i równomiernie rozprowadza w niej przez mieszanie w znanym mieszalniku, znanymi sposobami, 30 kg kompozytu mineralnego, składającego się z:To the mass of 30 Mg of fresh compost, 30 kg of mineral composite, consisting of:

3- -53- -5

10% wag. zestawu substancji tworzących z tlenem aniony złożone [BO₃] ^-, [BO₄]i [B(O,OH)4] zawierającej w swoim składzie 17% boru, łatwo przyswajalnego przez rośliny,10 wt.% a set of substances forming complex anions with oxygen [BO₃]^-, [BO₄]and [B (O, OH) 4] containing 17% of boron, easily absorbed by plants,

10% wag. tetraboranu disodu-woda (1/10 zawierającego 11% boru),10 wt.% disodium tetraborate-water (1/10 containing 11% boron),

10% wag. siarczanu boromagnezowego zawierającego bor w postaci kwasu borowego oraz siarczan magnezu,10 wt.% boromagnesium sulphate containing boron in the form of boric acid and magnesium sulphate,

15% wag. surowych mielonych boranów (rudy boranowej),15 wt.% raw ground borates (borate ore),

15% wag. szkliwa mikronawozowego, zawierającego ok. 2,7% B oraz żelazo, miedź, mangan, cynk i molibden,15 wt.% micronutrient glaze, containing approx. 2.7% B and iron, copper, manganese, zinc and molybdenum,

10% wag. saletry amonowej 34% N,10 wt.% ammonium nitrate 34% N,

10% wag. wapna rolniczego 60% CaO,10 wt.% agricultural lime 60% CaO,

20% wag. krystalicznego uwodnionego glinokrzemianu pierwiastków ziem alkalicznych, optymalnie w postaci produktu Zeo Sand.20 wt.% crystalline hydrous alkaline earth aluminosilicate, optimally in the form of the Zeo Sand product.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Do masy 30 Mg świeżego kompostu dodaje się i równomiernie rozprowadza w niej przez mieszanie znanymi sposobami 40 kg kompozytu mineralnego, składającego się z:40 kg of a mineral composite consisting of:

3- -53- -5

20% wag. zestawu substancji tworzących z tlenem aniony złożone [BO3]^3-, [BO4]^-5i [B(O,OH)4] zawierającej 17% boru, łatwo przyswajalnego przez rośliny,20 wt.% a set of substances forming complex anions with oxygen [BO3] ^3- , [BO4] ^-5 and [B (O, OH) 4] containing 17% boron, easily absorbed by plants,

20% wag. tetraboranu disodu-woda (1/10 zawierającego 11% boru),20 wt.% disodium tetraborate-water (1/10 containing 11% boron),

5% wag. siarczanu boromagnezowego zawierającego bor w postaci kwasu borowego oraz siarczan magnezu,5 wt.% boromagnesium sulphate containing boron in the form of boric acid and magnesium sulphate,

10% wag. surowych mielonych boranów (rudy boranowej),10 wt.% raw ground borates (borate ore),

10% wag. saletry amonowej 34% N,10 wt.% ammonium nitrate 34% N,

10% wag. wapna rolniczego 60% CaO,10 wt.% agricultural lime 60% CaO,

10% wag. krystalicznego uwodnionego glinokrzemianu pierwiastków ziem w alkalicznych, optymalnie w postaci produktu Zeo Sand.10 wt.% of the crystalline hydrous aluminosilicate of the earth elements in the alkaline form, optimally in the form of the Zeo Sand product.

P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3

3- -53- -5

30% wag. zestawu substancji tworzących z tlenem aniony złożone [BO3]^3-, [BO4]^-5i [B(O,OH)4] zawierającej 17% boru, łatwo przyswajalnego przez rośliny,30 wt.% a set of substances forming complex anions with oxygen [BO3] ^3- , [BO4] ^-5 and [B (O, OH) 4] containing 17% boron, easily absorbed by plants,

30% wag. tetraboranu disodu-woda (1/10 zawierającego 11% boru),30 wt.% disodium tetraborate-water (1/10 containing 11% boron),

10% wag. szkliwa mikronawozowego, zawierającego ok. 2,7% B oraz żelazo, miedź, mangan, cynk i molibden,10 wt.% micronutrient glaze, containing approx. 2.7% B and iron, copper, manganese, zinc and molybdenum,

10% wag. saletry amonowej 34% N,10 wt.% ammonium nitrate 34% N,

10% wag. wapna rolniczego 60% CaO,10 wt.% agricultural lime 60% CaO,

10% wag. krystalicznego uwodnionego glinokrzemianu pierwiastków ziem alkalicznych, optymalnie w postaci produktu Zeo Sand.10 wt.% crystalline hydrous alkaline earth aluminosilicate, optimally in the form of the Zeo Sand product.

Claims

A method of limiting the phytotoxicity of polyphenols released in the process of biological decomposition of lignin and cellulose, characterized in that the composting process uses a 3--5 mineral composite containing: 10-30 wt. a set of substances forming complex anions with oxygen [BO₃]^-, [BO4]and [B (O, OH] 4] containing 17% boron, 10-30% by weight of disodium-water tetraborate 1/10 containing 11% of boron, 5-10% by weight of boromagnesium sulfate containing boron in the form of boric acid and magnesium sulfate , 10-15% by weight of crude ground borates - borate ore, 10-15% by weight of micronutrient glaze, containing approx. 2.7% B and iron, copper, manganese, zinc and molybdenum, 10% by weight of ammonium nitrate containing 34% N, 10% by weight agricultural lime with 60% CaO, 10-20% by weight of crystalline hydrous alkaline earth aluminosilicate, optimally in the form of the Zeo Sand product.