RO127192B1 - Îngrăşământ cu substanţe humice, procedeu de obţinere şi metodă de aplicare - Google Patents

Description

Invenția se referă la un îngrășământ cu substanțe humice, la procedeul de obținere a îngrășământului și la o metodă de aplicare a acestuia. îngrășământul este constituit dintr-o matrice complexă, conținând substanțe humice extrase din masă cărbunoasă, azot, fosfor, potasiu, cu adaos de mezo și microelemente magneziu, sulf, fier, zinc, cupru, bor, mangan și este folosit pentru fertilizarea solurilor sărace în nutrienți prin aplicare extraradiculară sau radiculară

Se cunoaște o gamă largă de fertilizanți extraradiculari, foliari, cu azot, fosfor, potasiu și microelemente, care pot să conțină și substanțe organice de sinteză, substanțe humice, fulvice, extracte din plante, peptide sau hidrolizate proteice de origine animală sau glucoproteice de origine vegetală, naftenați, introduse cu scopul de a stimula metabolizarea substanțelor nutritive și a înlesni absorbția și pătrunderea în frunze a speciilor ionice sau a moleculelor (RO 103652, RO 95689, RO 116080, RO 116081, RO 116189, US 5302180 și US 7198805).

Se cunosc procedee de obținere a fertilizanților extraradiculari, care constau în obținerea fosfaților primari și/sau secundari de amoniu, amoniu și potasiu, adaos de uree și microelemente, acizi organici policarboxilici, etanolamine, glucide (R0108953, R0113846, RO 116082 și RO 118953), respectiv, de înnobilare cu microelemente, Fe, Mn, Cu, Zn, Mg, Co, a unor substanțe humice, naturale, extrase din lignit, leonardit sau lignosulfonați (US 7198805, WO 2008/053339, US 2008/0160111 și WO 97/49288). Brevetele se referă la metode variate de obținere și caracterizare a moleculelor organice de origine vegetală, pentru folosirea acestora ca produse cât mai prietenoase pentru mediul înconjurător.

Compozițiile fertilizanților bazate pe compuși humici și fulvici îmbunătățesc biodisponibilitatea nutrienților în sol și combat reducerea fertilității acestuia prin pierderea substanței organice, compactizare, eroziune, salinizare, contaminare și acidifiere, o mobilitate mai bună a nutrienților, de creștere a capacității de absorbție a solului și a capabilității de schimb ionic. Sursele obișnuite pentru obținerea de compuși humici și fulvici suntleonarditul, respectiv, lignitul, iar substanțele humice sunt total solubile în apă, ca săruri de potasiu, amoniu sau sodiu, și sunt compatibile cu alte soluții de fertilizanți, păstrându-si cracteristicile biochimice. Soluțiile de substanțe humice conțin aproximativ 70% acizi organici, din care aproximativ 50% sunt reprezentați de acizi humici și 20% din acizi fulvici, și au capacitatea de a complexa cationii de zinc, mangan, cupru, fier, calciu și magneziu, ceea ce reprezintă o proprietate importantă a compoziții fertilizanților, oferindu-le aplicații importante de fertilizare în legumicultură, culturile de păioase, plante tehnice, viticultură și pomicultură.

Este bine cunoscut faptul că utilizarea microelementelor, ca fier, cupru, zinc, calciu, magneziu și mangan, chelatate cu substanțe humice, sunt mai ușor absorbite de către plante, iar prezența humaților/fulvaților distruge ori reduce bacteriile, virușii, fungii ori alți factori patogeni, când sunt aplicați pe plante prin tratamente foliare.

în brevetul RO 120403 B1, se prezintă un îngrășământ lichid, complex, cu conținut de macroelemente, microelemente și extracte organice, naturale. Acesta este destinat fertilizării tuturor tipurilor de culturi și soiuri, prin aplicarea acestuia la înființarea culturilor de toamnă și primăvară, în soluții de 2...3%, prin stropire fol iară, în soluții de 0,5...1% sau în apa de udare, în soluții de 0,01 ...0,05%. îngrășământul lichid, complex, conform invenției, conține 0,2...0,25 g/l Mg, 0,03...0,04 g/l Cu, 0,1...0,2 g/l Fe, 0,03...0,04 g/l Zn, 0,1...0,15 g/l Mn, 0,05...0,1 g/l B, 0,008...0,01 g/l Mo, 0,20...0,35 g/l humați de amoniu și 0,03...0,05 g/l hidrolizat proteic (aminoacizi), unul dintre macroelemente aflându-se la limita maximă a solubilității sale. Totodată, din cererea de brevet de invenție a 2008 00315 (data publicării

RO 127192 Β1

30.12.2008), se cunoaște un procedeu de extragere a acizilor humici din combustibili solizi 1 fosili, soluri, roci și substanțe organice degradate. Procedeul constă în aceea că se supune extracției un material purtător de acizi humici, cu un agent de extracție constituit dintr-o 3 soluție apoasă de hidroxid sau carbonat alcalin și clorură de sodiu, cu pH-ul de 8...8,5, la temperatura de fierbere, timp de 2...3 h, după care se separă humații alcalini solubili de 5 materialul inert solid, de preferință, prin centrifugare și, în continuare, soluția de humați alcalini se acidulează cu HCI, la un pH de 5...5,5, pentru precipitarea acizilor humici, care se 7 separă prin filtrare, se spală și se usucă în mod cunoscut.

în domeniul agriculturii, este recomandată utilizarea acizilor humici, aplicați radicular 9 sau extraradicular, nu numai în tratarea anumitor boli de nutriție a plantelor, dar și pentru prevenirea acestora, creșterea producțiilor, a calității produselor și reducerea impactului 11 negativ al îngrășămintelor clasice asupra mediului. De asemenea, plantele tratate cu fertilizanți ce conțin substanțe humice sunt mai rezistente la ger, la secetă, la factorii de stres 13 biotici și abiotici.

Problema tehnică, pe care o rezolvă invenția, constă în obținerea unor compoziții 15 fertilizante, complexe și stabile fizico-chimic, ce conțin substanțe humice cu propietăți chelatante și rol biostimulator, săruri minerale și microelemente. 17 îngrășământul cu substanțe humice, conform invenției, rezolvă problema tehnică mai sus menționată, prin aceea că acesta conține 0,9..,47,2 g/l azot total, 1,0...68,6 g/l fosfor 19 exprimat ca P₂O₅, 6,9...57 g/l potasiu exprimat ca K₂O, 9,0...19,8 g/l substanțe organice, 0,20...0,62 g/l fier, 0,19...0,3 g/l zinc, 0,19...0,36 g/l cupru, 0,12...0,25 g/l bor, 0,26...0,32 g/l 21 magneziu, 0,15...0,37 g/l mangan, 1,8...3,3 g/l sulf exprimat ca SO₃ și are un pH de 6,8...8,4.

în procedeul de obținere a îngrășământului, conform invenției, se tratează o masă 23 cărbunoasă cu o granulație de maximum 1 mm cu carbonat de potasiu de concentrație 1 ...5%, într-un raport soluție:masă cărbunoasă de 8...12,5, la o temperatură de 55...65°C, 25 timp de 6 h, din care rezultă o turtă și o soluție limpede decantată, care se tratează cu acid fosforic 42%, la o temperatură de 3O...32°C, timp de 1 h, obținânu-se o soluție cu un pH de 27

1.5.. .2, care, după decantare, se separăîn soluție limpede de acizi fulvici și humici, și o turtă ce conține acizi fulvici și humici și fosfați primari de potasiu, fiecare dintre acestea se 29 neutralizează cu carbonat de potasiu până la un pH de 7,5...8,5, la o temperatură de

30.. .32°C, amestecurile astfel obținute se aditivează cu o soluție de mezo si microelemente 31 complexate cu sare disodică a etilendiaminotertaacetic, preparată în prealabil, după care se adaugă uree într-un raport soluție:uree de 1:0,06...0,1, la o temperatură de 3O...32°C, 33 obținându-se un îngrășământ lichid complex.

într-o realizare preferată, în procedeul conform invenției, soluția de mezo si 35 microelemente se obține prin dizolvarea prin amestecare în apă demineralizată a

10.75.. .24% etilendiaminoteraacetic sare disodică, 0,69...2,1%sulfat de fier heptahidrat, 37

0,55...1,6% sulfat de cupru pentahidrat, 0,62...1,8% sulfat de zinc heptahidrat, 1,65...5,6% sulfat de magneziu heptahidrat, 0,35...1,1% sulfat de mangan monohidrat, 0,56...1,68% 39 borax decahidrat, sub o agitare continuă, la o temperatură de 22...25°C, până la limpezirea soluției. 41

Metoda de aplicare a îngrășământului, conform invenției, constă din administrarea prin pulverizare pe plante, sub formă de soluție apoasă, de concentrație 0,25...2%, în 43 cantitate de 250... 1500 l/ha, în 2.. .3 tratamente, în funcție de cultură și de fazele de vegetație ale plantelor, sau se aplica prin încorporare în sol sau udare prin picurare în cantități de 45

50.. .150 l/ha, în 2...3 tratamente într-un ciclu de vegetație.

RO 127192 Β1

Invenția prezintă următoarele avantaje: optimizează nutriția plantelor, favorizează absorbția și metabolizarea, în parenchimul frunzei, a ionilor și a moleculelor, stimulează dezvoltarea vegetativă radiculară și extraradiculară, crește rezistența plantelor la factorii de stres climatic și tehnic.

Ca sursă de substanțe organice cu propietăți chelatante, s-a utilizat o soluție de substanțe humice, conținând humați și fulvați de potasiu, obținuți din lignit, prin extracție cu o soluție de carbonat de potasiu.

Substanțele humice sunt compușii cu o structură preponderent cvasiamorfă, polimeri tridimensionali, formați din unități structurale reprezentate dintr-un nucleu aromatic, rezultat din heteroplicondensarea radicalilor fenolici și chinonici, și din catene alifatice, reprezentate de aminoacizi, peptide, proteine, uronide, aminoglucide. Gradul de polimerizare a nucleelor aromatice este determinat de natura microflorei și microfaunei, sursa și structura reziduurilor vegetale, precum și de condițiile în care are loc procesul de humificare, temperatură, presiune, pH, umiditate, prezența cationilorîn soluția solului și concentrația de oxigen.

Se estimează că o formulă aproximativă a acizilor humici ar putea fi definită C₁₈₇H₁₈₉O₈gNgS, iar pentru acizii fulvici C₆₈H₉₁O₄₈N₈S, acestea însă diferă în funcție de natura materiilor prime și procesele de obținere, separare.

Pentru obținerea fertilizanților cu substanțe humice și fulvice, ce reprezintă obiectul prezentei invenții, au fost utilizate procese fizico-chimice clasice, fără a implica reacții de sinteză, respectiv: de extracție, dizolvare, amestecare-omogenizare, chelatare, corecție de concentrație, decantare și filtrare.

Fertilizantul aplicat extraradicular asigură sporuri de producție de 5...25% și favorizează acumularea elementelor azot, fosfor și potasiu în plante și fructe.

Se dau, în continuare, 3 exemple de realizare a îngrășământului conform invenției.

Exemplul 1. în 1250 cm³ soluție de carbonat de potasiu de concentrație 5%, se adaugă treptat 155 g masă cărbunoasă, lignit cu o granulatie sub 1 mm, sub agitare la o viteză de 400...450 rot/min, la o temperatură de 55...65°C, timp de 6 h, după care soluția, conținând humați, fulvați de potasiu și masă cărbunoasă, se răcește la 2O...22°C și se lasă la decantat 36 h, după care se separă soluția limpede de substanțe humice, prin sifonare și filtrare; peste soluția limpede, de humați și fulvați de potasiu, se adaugă 181 g acid fosforic de concentrație 42%, sub agitare continuă cu o viteză de amestecare de 350...400 rot/min, la temperatura de 3O...32°C, timp de 60 min, soluția rezultată având un pH de 1,5...2, după care se răcește la 2O...22°C și se lasă la decantat timp de 24 h, pentru separarea achizilor humici, apoi se filtrează, obținându-se o soluție conținând acizi fulvici și humici cu masa moleculară mică, solubili în mediu acid, și o turtă conținând acizi humici și fosfați primari de potasiu; soluția separată de fulvați se neutralizează cu 32,5 g carbonat de potasiu și se agită timp de 15 min, la temperatura de 3O...32°C, după care se adaugă 1,12 g/l borax decahidrat și se omogenizează timp de 15 min, la o temperatură de 3O...32°C.

în 200 cm³ apă demineralizată, se dizolvă 21,5 g EDTA sare disodică, 3,1 g sulfat de fier heptahidrat, 1,45 g sulfat de cupru pentahidrat, 1,32 g sulfat de zinc heptahidrat, 3,3 g sulfat de magneziu heptahidrat, 1,15 g sulfat de mangan monohidrat, sub o agitare continuă, la temperatura de 22...25°C, până la limpezirea soluției.

Soluția de microelemente se adaugă sub agitare continuă peste soluția de fulvați de potasiu, se menține agitarea la o viteză de 300...350 rot/min și temperatura la 3O...32°C, timp de 15 min, rezultând o soluție limpede în care se adaugă 101 g uree, la temperatura de

3O...32°C, sub agitare la o viteză de 300...350 rot/min, timp de 15 min, până se dizolvă ureea, se răcește la temperatura de 2O...22°C și se aduce la volumul de 1000 cm³, folosind apă demineralizată, rezultând un fertilizant conținând substanțe humice, fosfați mono și dipotasic, azot de natură amidică și organică, mezo și microelemente chelatate.

RO 127192 Β1

Fertilizantul complex, obținut conform invenției, prezintă următoarele caracteristici: 1

47,2 g/l azot total, 68,6 g/l fosfor ca P₂O₅, 57 g/l potasiu ca K₂O, 9,0 g/l substanțe organice, 0,62 g/l fier, 0,30 g/l zinc, 0,36 g/l cupru, 0,12 g/l bor, 0,32 g/l magneziu, 0,37 g/l mangan, 3

3,3 g/l sulf ca SO₃ și are un pH= 6,8...7,4.

La floarea soarelui, cultivată pe cernoziom cambie, fertilizat de bază, prin aplicarea 5 fertilizantului descris în exemplul 1, în două tratamente foliare, cu soluție de concentrație 0,5%, s-a obținut un spor de 210 kg semințe/ha, respectiv, 7,5%, revenind o cantitate de 7 21 kg semințe pentru un litru de îngrășământ aplicat.

La tomate, cultivate pe sol nisipos (psamosol), fără fertilizare de bază, prin aplicarea 9 fertilizantului descris, în două tratamente foliare, cu soluție de concentrație 0,5%, s-a obținut un spor de 15600 kg fructe/ha, respectiv, 50%, revenind 1040 kg fructe/litru de îngrășământ 11 aplicat.

Exemplul 2. în 2110 cm³ soluție de carbonat de potasiu de concentrație 5%, se 13 adaugă treptat 270 g masă cărbunoasă, lignit cu o granulație sub 1 mm, sub agitare la o viteză de 400...450 rot/min, la o temperatură de 55...65°C, timp de 6 h, după care soluția 15 conținând humați, fulvați de potasiu și masa cărbunoasă se răcește la 2O...22°C și se lasă la decantat 48 h, după care soluția limpede de substanțe humice se separă prin sifonare și 17 filtrare; peste soluția limpede de humați și fulvați de potasiu, se adaugă 316 g acid fosforic de concentrație 42%, sub agitare continuă, cu o viteză de amestecare de 350...400 rot/min, 19 la temperatura de 3O...32°C, timp de 60 min, soluția rezultată având un pH de 1,5...2, după care se răcește la 20...22 C și se lasă la decantat timp de 24 h, pentru separarea acizilor 21 humici, apoi se filtrează, obținându-se o soluție conținând acizi fulvici și humici cu masa moleculară mică, solubili în mediu acid, și o turtă conținând acizi humici și fosfați primari de 23 potasiu; peste turta separată, conținând acizi humici insolubili în mediu acid, se adaugă 570 g soluție carbonat de potasiu de concentrație 5% K₂O, pentru formarea humaților de 25 potasiu solubili, sub agitare continuă, la temperatura de 3O...32°C, după care se adugă

1,12 g/l boraxdecahidratși se omogenizează timp de 15 min, la o temperatură de 3O...32°C. 27 în 200 cm³ apă demineralizată, se dizolvă 21,5 g EDTA sare disodică, 3,1 g sulfat de fier heptahidrat, 1,45 g sulfat de cupru pentahidrat, 1,32 g sulfat de zinc heptahidrat, 3,3 g 29 sulfat de magneziu heptahidrat, 1,15 g sulfat de mangan monohidrat, sub o agitare continuă, la temperatura de 22...25°C, până la limpezirea soluției. 31

Soluția de microelemente se adaugă sub agitare continuă peste soluția de humați de potasiu, se menține agitarea la o viteză de 300...350 rot/min și temperatura la 3O...32°C, timp 33 de 15 min, rezultând o soluție limpede, în care se adaugă 64 g uree, la temperatura de

3O...32°C, sub agitare la o viteză de 300...350 rot/min, timp de 15 min, până se dizolvă 35 ureea, se răcește la temperatura de 2O...22°C și se aduce la volumul de 1000 cm³, folosind apă demineralizată, rezultând un fertilizant conținând substanțe humice, fosfați mono și 37 dipotasic, azot de natură amidică și organică, mezo și microelemente chelatate.

Fertilizantul complex, obținut conform invenției, prezintă următoarele caracteristici: 39 29,63 g/l azot total, 36,1 g/l fosfor exprimat ca P₂O₅, 45,5 g/l potasiu exprimat ca K₂O,

19,8 g/l substanțe organice, 0,62 g/l fier, 0,29 g/l zinc, 0,35 g/l cupru, 0,12 g/l bor, 0,31 g/l 41 magneziu, 0,37 g/l mangan, 3,3 g/l sulf ca SO₃ și are un pH= 7,4...7,8.

La vița de vie, cultivată pe cernoziom cambie, fără fertilizare de bază, prin aplicarea 43 fertilizantului descris în exemplul 2, în trei tratamente foliare, cu soluție de concentrație 1%, s-a obținut un spor de 3910 kg struguri/ha, respectiv, 34,9%, revenind 260 kg struguri/litru 45 de îngrășământ aplicat.

La cartof, cultivat pe cernoziom cambie, fără fertilizare de bază, prin aplicarea 47 fertilizantului descris în exemplul 2, prin încorporare în sol a fertilizantului, în două tratamente a câte 100 l/ha, s-a obținut un spor de 2300 kg tuberculi/ha, respectiv, 12%. 49

RO 127192 Β1

Exemplul 3. în 1225 cm³ soluție de carbonat de potasiu de concentrație 1%, se adaugă treptat 160 g masă cărbunoasă, lignit cu o granulație sub 1 mm, sub agitare la o viteză de 400...450 rot/min, la o temperatură de 55...65°C, timp de 6 h, după care soluția conținând humați, fulvați de potasiu și masă cărbunoasă se răcește la 2O...22°C și se lasă la decantat 48 h, după care soluția limpede de humați de potasiu se separă prin sifonare și filtrare, în care se dizolvă prin agitare 2,22 g/l borax decahidrat, timp de 15 min, la o temperatură de 3O...32°C.

în 50 cm³ apă demineralizată, se dizolvă 12 g EDTA sare disodică, 1 g sulfat de fier heptahidrat, 0,8 g sulfat de cupru pentahidrat, 0,9 g sulfat de zinc heptahidrat, 2,8 g sulfat de magneziu heptahidrat, 0,5 g sulfat de mangan monohidrat, sub o agitare continuă, la temperatura de 22...25°C, până la limpezirea soluției.

Soluția de microelemente se adaugă sub agitare continuă peste soluția de humați de potasiu, se menține agitarea la o viteză de 300...350 rot/min și temperatura la 3O...32°C, timp de 15 min, rezultând o soluție limpede ce se răcește la temperatura de 2O...22°C și se aduce la volumul de 1000 cm³, folosind apă demineralizată, rezultând un fertilizant conținând substanțe humice, mezo și microelemente chelatate.

Fertilizantul complex, obținut conform invenției, prezintă următoarele caracteristici: 0,9 g/l azot total, organic, 1 g/l fosfor organic exprimat ca P₂O₅, 6,9 g/l potasiu exprimat ca K₂0,13,3 g/l substanțe organice, 0,2 g/l fier, 0,19 g/l zinc, 0,19 g/l cupru, 0,25 g/l bor, 0,26 g/l magneziu, 0,15 g/l mangan, 1,8 g/l sulf ca S03 și are un pH= 8,0...8,4.

La cartof, cultivat pe cernoziom cambie, fără fertilizare de bază, prin aplicarea fertilizantului descris în exemplul 3, prin încorporare în sol a fertilizantului, în două tratamente a câte 100 l/ha, s-a obținut un spor de 2250 kg tuberculi/ha, respectiv, 11,4%.

La floarea soarelui, cultivată pe cernoziom cambie, fertilizat de bază, prin aplicarea fertilizantului descris în exemplul 1, în două tratamente foliare, cu soluție de concentrație 0,5%, s-a obținut un spor de 440 kg semințe/ha, respectiv, 17,5%, revenind o cantitate de 41 kg semințe pentru un litru de îngrășământ aplicat.

Claims (4)

1. Revendicări 1

   1. îngrășământ cu substanțe humice, caracterizat prin aceea că acesta conține 3 0,9..,47,2 g/l azot total, 1,0...68,6 g/l fosfor exprimat ca P₂O₅,6,9...57 g/l potasiu exprimat ca

   K₂O, 9,0...19,8 g/l substanțe organice, 0,20...0,62 g/l fier, 0,19...0,3 g/l zinc, 0,19...0,36 g/l 5 cupru, 0,12...0,25 g/l bor, 0,26...0,32 g/l magneziu, 0,15...0,37 g/l mangan, 1,8...3,3 g/l sulf exprimat ca SO₃ și are un pH de 6,8...8,4. 7
2. 2. Procedeu de obținere a îngrășământului definit la revendicarea 1, caracterizat prin aceea că se tratează o masă cărbunoasă cu o granulație de maximum 1 mm cu 9 carbonat de potasiu de concentrație 1...5% într-un raport soluție:masă cărbunoasă de

   8.. .12.5, la o temperatură de 55...65°C, timp de 6 h, din care rezultă o turtă și o soluție 11 limpede, decantată, care se tratează cu acid fosforic 42% la o temperatură de 30.. ,32°C, timp de 1 h, obținându-se o soluție cu un pH de 1,5...2, care, după decantare, se separă în soluție 13 limpede de acizi fulvici și humici, și o turtă ce conține acizi fulvici și humici și fosfați primari de potasiu, fiecare dintre acestea se neutralizează cu carbonat de potasiu până la un pH de 15

   7.5.. .8.5, la o temperatură de 3O...32°C, amestecurile astfel obținute se aditivează cu o soluție de mezo și microelemente complexate cu sare disodică a etilendiaminotertaacetic, 17 preparatăîn prealabil, după care se adaugă uree într-un raport soluție:uree de 1:0,06...0,1, la o temperatură de 3O...32°C, obținându-se un îngrășământ lichid complex. 19
3. 3. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că soluția de mezo și microelemente se obține prin dizolvare, prin amestecare, în apă demineralizată, a 21

   10.75.. .24, etilendiaminoteraacetic sare disodică, 0,69...2,1% sulfat de fier heptahidrat,

   0,55...1,6% sulfat de cupru pentahidrat, 0,62...1,8% sulfat de zinc heptahidrat, 1,65...5,6% 23 sulfat de magneziu heptahidrat, 0,35...1,1% sulfat de mangan monohidrat, 0,56...1,68% borax decahidrat, sub o agitare continuă, la o temperatură de 22...25°C, până la limpezirea 25 soluției.
4. 4. Metodă de aplicare a îngrășământului definit la revendicarea 1, caracterizat prin 27 aceea că aceasta constă din administrarea prin pulverizare pe plante, sub formă de soluție apoasă de concentrație 0,25...2%, în cantitate de 250...1500 l/ha, în 2...3 tratamente, în 29 funcție de cultură și fazele de vegetație ale plantelor, sau se aplică prin încorporare în sol sau udare prin picurare, în cantități de 50...150 l/ha, în 2...3 tratamente într-un ciclu de 31 vegetație.