RO131870B1 - Procedeu de obţinere a unor granule cu conţinut ridicat de siliciu, utilizate în culturile de plante nutraceutice - Google Patents

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu de obținere a unor granule cu conținut ridicat de siliciu, utilizate în culturile de plante nutraceutice. Granulele obținute conform procedeului descris, aplicate ca tratament la sol pe rândurile de plante nutraceutice, având capacitatea de a elibera siliciu solubil, conduc la creșterea conținutului de compuși bioactivi, cu efect benefic asupra sănătății umane, și a nivelului recoltei de plante cultivate.

Este cunoscută o serie întreagă de procedee prin care se stimulează producerea și/sau acumularea de compuși bioactivi în țesuturile vegetale. Aplicarea elicitorilor, respectiv a compușilor care declanșează răspunsul de apărare din plante, determină activarea metabolismului secundar și biosinteza compușilor bioactivi (a se vedea, de exemplu, recenta trecere în revistă Baenas et al. 2014, Molecules, 19: 13541-13563). Procedeele de aplicare a elicitorilor pentru creșterea producției de compuși bioactivi de interes practic au fost dezvoltate inițial pentru culturile de celule/țesuturi vegetale.

Cererea de brevet US 5552307 descrie un procedeu de utilizare a unor elicitori, proteine (albumină serică bovină, lizozim), modificate prin oxidare/glicozilare, sau acid azetidin 2carboxilic, pentru a stimula acumularea de metaboliți utili (nicotină, atropină, diosgenină, respectiv vincristină, vinblastină etc.) în culturile de celule de plante: tutun, Belladona atropa, Dioscorea deltoides, respectiv Catharanthus roseus.

Ulterior, s-au realizat și procedee de utilizare a elicitorilor pentru stimularea producerii de compușii bioactivi în recolta culturilor agricole/horticole. Brevetul US 6720289 se referă la un procedeu de creștere a conținutului de uleiuri esențiale în plantele aromatice (în special Pelargonium graveolens, Mentha arvensis, Chamomilla recutita, Artemisia pallens și Cymbopogon winterianus) prin tratamente cu elicitori selecționați din grupul acidului aminobutiric/derivațilordeacid aminobutiric, izonicotinamidă/derivațideizonicotinamidă, acid salicilic/ derivați de acid salicilic. Acești elicitori sunt formulați împreună cu un agent purtător, și, opțional, împreună cu metaboliți secundari (alcaloizi, acizi grași, proteine și vitamine). Formulările sunt aplicate prin tratament foliar (stropire), cu soluții/suspensii care au o concentrație de la circa 0,1 mM la circa 4 mM elicitor, cu 15 zile înainte de recoltarea plantelor în vârstă de 15 zile.

Brevetul US6207712 descrie utilizarea acizilor grași conjugați cu aminoacizi, N(17hidroxylinolenoil)-L-glutamină, N(linolenoil)-L-glutamină, derivați ai acestora și amestecuri, pentru a stimula producerea de compuși farmacologic importanți, cum ar fi taxolul, a crește producția de compuși volatili odoranți de către flori, și pentru a crește conținutul de ulei esențial în plante.

Cererea de brevet US 2006073121 prezintă un procedeu de creștere a gradului de iuțeală al plantelor din familia Solanaceae, în special al ardeilor, care implică pulverizarea plantelor, cu flori complet deschise, cu o soluție/suspensie de (i) 0,25...2% g/v dintr-un elicitor biotic, selectat din grupul constând dintr-un extract de ciuperci microscopice Aspergillus niger, Aspergillus parasiticus, Rhizopus oligosporus și amestecuri ale acestora, și (ii) 1 ...5 μΜ elicitor abiotic, selectat din grupul constând din metil-jasmonat și acid salicilic.

Cererea de brevet EP1750507 dezvăluie utilizarea acidului jasmonic și/sau a derivaților săi și a acidului salicilic și a derivaților săi, împreună cu săruri complexe de titaniu, pentru creșterea conținutului de substanțe fenolice bioactive în extractele din Echinacea purpurea L.

Cererea de brevet WO 2007088024 se referă la un procedeu de obținere a cel puțin unui glucozinolat din exudatele rădăcinilor unor plante din ordinul Capparales, care include următoarele etape: (a) cultivarea plantelor într-un sistem fără sol; (b) furnizarea unei soluții nutritive cu un conținut ridicat de azot; (c) stimularea formării de glucozinolați prin administrarea a cel puțin unui elicitor; (d) obținerea glucozinolatului din exudatul rădăcinilor plantei cultivate în lipsa solului și stimulată cu elicitori.

RO 131870 Β1

Un dezavantaj al procedeelor care implică aplicare de elicitori rezultă din interacțiunile 1 negative între diferitele căi metabolice implicate în răspunsul sistemic de apărare din plante. Elicitorii/factorii de stres biotici sau abiotici induc tipuri diferite de răspunsuri de apărare, care 3 sunt reglate de diferiți fitohormoni - acid salicilic (SA), acid jasmonic (JA), etilenă (ET) și acid abscisic (ABC) (Pieterse et al. 2012. Annual reviewof cell and developmental biology, 28:489- 5

521). în general, SA este asociat cu rezistență la agenți patogeni biotrofi și la insectele care înțeapă și sug, iar JA și ET/ABA sunt asociate cu rezistență la agenți patogeni necrotrofi și, 7 respectiv, la insectele care rup și mestecă. Căile SA/JA - ET-ABA sunt antagoniste/în disonanță, generând o balansare între rezistență la biotrofi/insecte care înțeapă și sug și necrotrofi/insecte 9 care rup și mestecă. Diferitele forme de stres abiotic (temperaturi extreme, radiație solară, agenți chimici pro-oxidanți) intervin și ele în căile SA/JA-ET-ABA, în special prin modificarea 11 nivelului speciilor reactive de oxigen și azot, inclusiv a celui de oxid nitric (Xia et al., 2015, Journal of experimental botany, 66:, 2839-2856). Toată această rețea de interacțiuni pozitive 13 și negative determină, în anumite situații, o creștere a susceptibilității plantelor față de factori de stres biotici controlați de altă cale decât cea care a fost activată (Caarls et al. 2015, 15 Frontiers in plant science, 6:170).

Cererea de brevet US 20110224080 se referă la o formulare pe bază de calcit mineral 17 natural micronizat și zeolit micronizat, la care se adaugă un aditiv, cum ar fi un extract vegetal din plante ca, de exemplu, urzică, grâu, ovăz, orz, porumb, alge marine și clorofilă, utilizată în 19 culturile de plante în vederea stimulării creșterii, întărirea rezistenței la stresurile biotice și abiotice, îmbunătățirea absorbției nutrienților și creșterea producției. 21

Brevetul CN101709003 prezintă un fertilizator binar siliciu-potasiu și procedeul de obținere al acestuia. Produsul conține, pe lângă oxid de potasiu, oxid de sodiu și apă, 50...55 părți 23 dioxid de siliciu. Procedeul de obținere are loc prin parcurgerea următoarelor etape: amestecarea componentelor într-un recipient de agitare la o temperatură cuprinsă între 6O...8O°C, 25 având un debit de 1500kg/h și o viteză de centrifugare cuprinsă între 1...15000 rpm, urmată de uscarea prin pulverizare și granularea amestecului la o dimensiune între 40...120 mesh. 27

Sunt așadar necesare procedee prin care să se folosească elicitori care să determine stimularea echilibrată și cu spectru larg a sistemului de apărare din plante, limitând anta- 29 gonismul dintre căile de apărare a plantelor și favorizând producerea și acumularea de compuși bioactivi. 31

Pe de altă parte, activarea răspunsului de apărare din plante reprezintă un compromis între avantajele pentru individ și dezavantajele competitive la nivel de specie/populație (Neilson 33 et al. 2013, Trends in plant science 18: 250-258). Consumul de energie metabolică pentru sinteza compușilor de apărare (care sunt și fitonutrienții de interes practic, ca, de exemplu, 35 resveratrolul, care este o fitoalexină, respectiv un compus de apărare, din vița-de-vie - Gu et al. 2015, Journal of cellular and molecular medicine, 19: 2324-2328) se face în detrimentul 37 creșterii și dezvoltării - producerii de fructe și, respectiv, semințe (recolta utilă). Acest compromis între cantitatea producției (asociată conservării speciei prin producerea de semințe) și caii- 39 tatea recoltei (asociată conservării individului prin formarea compușilorde metabolism secundar cu rol de protecție) este un alt dezavantaj în stadiul actual de dezvoltare al domeniului. Acest 41 dezavantaj este și mai pregnant în cazul plantelor de cultură la care nu s-au selectat destule varietăți suficient de tolerante la stresul termic/temperatură ambientală ridicată/scăzută în timpul 43 antezei (formării florilor). Schimbările climatice pot amplifica această problemă, afectând dezvoltarea florilor și formarea fructelor/semințelor (Chayut et al. 2014, Plants, 3: 304-323). 45 Influența semnificativă este și asupra plantelor de cultură care sunt introduse în alte areale decât cele de origine, în care nu sunt suficient de bine adaptate. 47

RO 131870 Β1

Studiile recente au dovedit că siliciul solubil este unul dintre puținii elicitori care amorsează în mod echilibrat diferitele căi metabolice implicate în răspunsul de apărare din plante (Van Bockhaven et al. 2013. Journal of experimental botany, 64: 1281-1293). Acțiunea siliciului solubil nu se limitează doar la orchestrarea căilor metabolice implicate în apărarea plantelor față de atacul patogenilor și al dăunătorilor, dar are și efecte de: creștere a eficienței de utilizare a nutrienților; reducere a toxicității metalelor grele; limitare a efectelor stresului hidric (salin, secetă) și a stresului termic - îngheț, temperatură excesivă (Liang et al. 2015, Silicon in Agriculture, Springer Netherlands, Dordrecht, pg. 235). Siliciul solubil are, deci, toate caracteristicile unui biostimulant pentru plante (Sawas și Ntatsi 2015, Scientia horticulturae, 196: 66-81).

în plante, însă, siliciul îndeplinește două funcții majore, una structurală și cealaltă fiziologică/biochimică (de biostimulant). Funcția structurală este asociată răspunsului inteligent al apoplastului (Nishitani și Demura2015, Plantând cell physiology, 56,177-179) și implică, în cazul plantelor care acumulează siliciu, și formarea de fitolite cu rol analog unui endo-schelet (Schoelynck et al. 2014, Journal of vegetation science, 25: 301-313). Această funcție structurală are și un rol de apărare împotriva patogenilor și dăunătorilor, generând diferite bariere care limitează pătrunderea agenților fitopatogeni și care au un efect repelent asupra dăunătorilor. Funcția fiziologică, implicată în reglarea fină/orchestrarea căilor metabolice aferente răspunsului de apărare, necesită transportul acidului ortosilicic (H₄SiO₄) prin simplast și implică un sistem cooperat, prezent doar în rădăcini, format din acvaporine (proteine membranare care constituie canale pentru transportul facilitat al apei și al moleculelor mici, neutre/neionizate), dinsubfamilia NIP-26(nodulin-26-like proteins), denumite și metaloido-porine (Pommerrenig et al., 2015. Plant science, 238:212-22), și proteine de transport activ/„pompe moleculare de siliciu, care transferă acidul ortosilicic în xilem (Ma și Yamaji, 2015, Trends in plant science, 20: 435-442).

Termenul acid silicic se referă la un grup de specii moleculare alcătuite din atomi de siliciu, hidrogen și oxigen. Acizii silicici simpli includ acidul metasilicilic (H₂SiO₃), acidul ortosilicic (H₄SiO₄), acidul disilicic (H₂Si₂O₅) și acidul pirosilicic (H₆Si₂O₇), și reprezintă speciile moleculare cu o solubilitate mai ridicată în soluțiile apoase. în soluția solului, acidul ortosilicic există ca specie unică la concentrații reduse, de maximum 2 mM (Cornelis, et al 2011, Biogeosciences, 8: 89-112). în anumite condiții (concentrații ridicate, tărie ionică crescută, pH alcalin, prezența unor aminoacizi/peptide sau poliamine), acizii silicici (poli)condensează pentru a forma polimeri de acizi silicici, cu o structură complexă. Produsul de polimerizare avansată (SiO2 · nH₂O) este denumit silicagel, în stare semnificativ hidratată, silice amorfă atunci când este parțial deshidratat, și opal când procesul de condensare și de deshidratare este avansat. Structurile formate în țesuturile plantelor prin precipitarea și condensarea acidului silicic sunt denumite opal biogen, bioopal, fitolite (Belton et al. 2012, FEBS Journal, 279:, 1710-1720).

Siliciul aplicat foliar este preluat exclusiv de apoplast și generează structuri morfologice care cresc rezistența la atacul patogenilor și dăunătorilor (Rodrigues si Datnoff, 2015, Silicon and Plani Disease, Springer, Cham,148 pg.). Declanșarea răspunsului de apărare și activarea biosintezei care duce la acumularea fitonutrienților produși prin metabolismul secundar este realizată numai de către siliciul absorbit de plante prin sistemul radicular. Diferențe semnificative ale răspunsului fiziologic apar însă atunci când siliciul solubil este furnizat direct ca acid ortosilicic, în concentrație la limita oligo-condensării, sau ca săruri/oxizi din care se eliberează acid ortosilicic treptat, de exemplu: rezistența plantelor de soia la atacul de cercosporioză este redusă de acidul silicic aplicat radicular ca soluție de concentrație 2 mM (Nascimento et al. 2014, Phytopathology, 104: 1183-1191) și este mărită de silicatul de calciu încorporat în sol (Nolla et al. 2006. Journal of plant nutrition, 29: 2049-2061).

RO 131870 Β1

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția o constituie stimularea echilibrată și cu 1 spectru larg a sistemului de apărare din plante, limitând antagonismul dintre căile de apărare a plantelor și favorizând producerea și acumularea de compuși bioactivi în culturile de plante 3 nutraceutice.

Procedeul conform invenției este constituit din următoarele etape: 5

- realizarea unor granule pe bază de material vegetal în curs de mineralizare, cu un conținut de siliciu de minimum 2,5%, și un material mineral cu un conținut de siliciu cuprins între 7 22,5 și 40%, amestecate în proporție de 5...10 părți material vegetal la 1...3 părți material mineral; 9

- aplicarea granulelor ca tratament la sol, pe rândurile de plante nutraceutice, în doze cuprinse între 200 și 500 kg/ha, cu 15 zile înainte de fenofaza de înflorire a plantelor 11 nutraceutice cultivate.

Granularea materialului vegetal și a materialului mineral se realizează prin amestecarea 13 materialului vegetal și a celui mineral într-un amestecător de compost, în proporțiile corespunzătoare, cu o rată de adăugare de maximum 200 kg/h, urmată de granularea propriu-zisă 15 într-un ciur rotativ, la viteze radiale cuprinse între 2 și 5 rot/min și pe o sită de 5...8 mm.

Materialul vegetal în curs de mineralizare este reprezentat de compost format din 17 material vegetal cu un conținut ridicat de fitosiliciu (paie de grâu, tulei de porumb, borhot de orz) sau din substrat epuizat de la cultivarea ciupercilor Pleurotus pe paie de grâu sau tulei de 19 porumb, la care conținutul de siliciu total este de minimum 2,5%.

Materialul mineral este reprezentat de silicat de calciu, bioxid de siliciu coloidal, 21 diatomee, la care conținutul de siliciu total este cuprins între 22,5 și 40%.

Procedeul conform invenției prezintă următoarele avantaje: 23

-furnizează în mod continuu plantelor nutraceutice/cultivate pe solul astfel tratat cantități mici de acid ortosilicic, eliberat din biosiliciul prezent în materialul vegetal în curs de minerali- 25 zare și din materialul mineral cu un conținut ridicat de siliciu;

- stimulează concomitent sinteza de compuși bioactivi/fitonutrienți datorită activării 27 echilibrate a sistemului de apărare din plantele tratate, și formarea recoltei utile, datorită protejării plantelor față de factorii de stres biotici și abiotici, inclusiv stresul termic moderat în 29 timpul antezei;

- favorizează acumularea de biosiliciu cu biodisponibilitate ridicată în recolta de plante 31 nutraceutice tratate.

în continuare, se prezintă exemple de realizare care ilustrează invenția fără a o limita. 33 Exemplul 1

Se realizează un compost din material vegetal, de preferat paie de grâu, conform pro- 35 cedeelor cunoscute. în materialul vegetal supus procesului de compostare se determină siliciul total prin ICP-OES, după calcinare la 950°C și extracție în acid clorhidric (Liang et al 2015, 37 Analysis of Silicon in Soil, Plant and Fertilizer, în Silicon in Agriculture, Springer Netherlands, Dordrecht, pp. 19-44). Conținutul inițial de siliciu trebuie să fie de cel puțin 1,5%, 39 pentru a asigura formarea unui compost matur cu minimum 2,5% siliciu, ca urmare a consumării a circa 35...38% din nutrienții materialului vegetal inițial (în special carbon și azot), în timpul 41 procesului de compostare.

Compostul realizat se granulează împreună cu bioxid de siliciu coloidal (Aerosil® 150, 43 Evonik Resource Efficiency GmbH, Hanau-Wolfgang, Germania). Granularea materialului vegetal și a materialului mineral se realizează prin amestecarea materialului vegetal și a celui 45 mineral într-un amestecător de compost, în raport de 5 părți material vegetal la 1 parte material mineral, cu o rată de adăugare de maximum 200 kg/h, urmată de granularea propriu-zisă într-un 47 ciur rotativ, la viteze radiale cuprinse între 2 și 5 rot/min, și pe o sită de 5...8 mm.

RO 131870 Β1

Se poate utiliza orice dioxid de siliciu coloidal dacă are o suprafață specifică BET cuprinsă între 129 și 155 m²/g, și un conținut de siliciu de minimum 40%.

Granulele se aplică ca tratament la sol, pe rândurile de plante nutraceutice, în doze de 200 kg/ha, cu 15 zile înainte de fenofaza de înflorire a plantelor nutraceutice cultivate.

Procedeul conform exemplului de mai sus a fost testat în privința acumulării compușilor biologic activi în plantele nutraceutice Passiflora incarnata L. Plantele nutraceutice au fost cultivate pe preluvosol roșcat molie, fertilizat echilibrat conform recomandărilor agrochimice. Tratamentele la sol s-au aplicat în a doua decadă a lunii aprilie 2015, cu 15 zile înainte de fenofaza de înflorire a plantelor nutraceutice. La 45 zile de la tratament s-a recoltat material vegetal pentru analiză.

Materialul vegetal (frunze P. incarnata, fructe M. charantia) a fost uscat la 50°C și apoi a fost extras în etanol 70% (v/v), într-un raport de 1,5:10 (m/v), la temperatura camerei, timp de 10 zile. Extractele au fost filtrate, iar filtratele au fost stocate la 4°C până la utilizare. Greutatea în stare uscată a fost determinată folosind un analizator de umiditate (Radwag, Radom, Polonia). în extractul din materialul vegetal de P. incarnata s-a determinat activitatea antioxidantă, prin măsurarea capacității respectivelor extracte de stinge: cationii radicalici produși de acidul 2,2'-azino-bis(3-etilbenzotiazoline-6-sulphonic (ABTS) și radicalii stabili generați de 2,2difenil-1 -picrilhidrazil (DPPH). Rezultatele au fost exprimate ca echivalent Trolox (TEAC)/g s.u. și, respectiv, ca% inhibarea DDPH (Gasparetal. 2014, Romanian Biotechnological Letters, 19: 9353-9365).

Tabelul 1

Activitatea antioxidantă în extractul de material vegetal provenit din plante de Passiflora incarnata

Varianta experimentală	TEAC/g s.u.	%DDPH
Martor, crescut pe sol netratat conform exemplului 1	72,91 ± 7,82b	27,24 ± 1,62b
Plante crescute pe sol tratat conform exemplului 1	124,21 ± 14,84a	48,70 ± 2,23a

Rezultatele prezentate în tabelul 1 demonstrează că aplicarea procedeului conform exemplului 1 determină o creștere a activității antioxidante de peste 50% în frunzele de P. incarnata. Activitatea antioxidantă este în directă legătură cu utilizările fitoterapeutice ale plantelor de Passiflora (Sarris et al. 2013, CNS Drugs, 27: 301-319). La finalul experimentului s-a constat o creștere a masei vegetale recoltate la plantele tratate de peste 12,3%.

Exemplul 2

Se granulează substrat epuizat de la cultura ciupercilor Pleurotus (cu un conținut de siliciul total determinat prin ICP-OES, după calcinare la 950°C și extracție în acid clorhidric de minimum 2,5%) împreună cu diatomită (din cariera de la Pătârlagele, România). Granularea materialul vegetal și a materialului mineral se realizează prin amestecarea materialului vegetal și a celui mineral într-un amestecătorde compost, în raport de 7 părți material vegetal la 2 părți material mineral, cu o rată de adăugare de maximum 200 kg/h, urmată de granularea propriuzisă într-un ciur rotativ, la viteze radiale cuprinse între 2 și 5 rot/min, și pe o sită de 5...8 mm.

Se poate utiliza orice diatomită în compoziția de mai sus schelet de silice cu minimum 85% SiO₂ și conținut de siliciu de minimum 39%.

Granulele se aplică ca tratament la sol, pe rândurile de plante nutraceutice, în doze de 300 kg/ha, cu 15 zile înainte de fenofaza de înflorire a plantelor nutraceutice cultivate.

RO 131870 Β1

Produsul realizat conform exemplului de mai sus a fost testat în privința acumulării 1 compușilor biologic activi în plantele nutraceutice Momordica charantia L. Plantele nutraceutice au fost cultivate pe preluvosol roșcat molie, fertilizat echilibrat conform recomandărilor agro- 3 chimice. Tratamentele la sol s-au aplicat în a doua decadă a lunii aprilie 2015, cu 15 zile înainte de fenofaza de înflorire a plantelor nutraceutice. La 45 zile de la tratament s-a recoltat material 5 vegetal pentru analiză.

în extractul de material vegetal de M. charantia s-a determinat activitatea de inhibare 7 a protein-tirozinfosfatazei 1B, o proteină transmembranară majoră, cu rol în diabetul de tip II, non-insulino-dependent, care este inhibată de sapogenine tripertenice de tip cucurbitan din M. 9 charantia (Zeng et al. 2014. European Journal of Medicinal Chemistry, 81: 176-180). S-a folosit metoda descrisă de Lund et al. 2004 (Journal of Biological Chemistry, 279:, 24226- 11 24235), folosind ca substrat pNPP (para-nitro-fenil fosfat). Tamponul de testare (pH = 7,4) a fost constituit din 50 mM 3,3-dimetilglutarate, 1 mM EDTA, 1 mM ditiotreitol a fost ajustat la o tărie 13 ionică de 0,15 M prin adăugarea de NaCI. S-a lucrat în placă de microtitrare cu 96 godeuri, din polipropilenă volum de lucru 250 μΙ (Nune™ 96-Well Polypropylene MicroWell™ Plates, Thermo 15 Scientific, Waltham, MA, SUA). Concentrațiile corespunzătoare de extracte (0 și 30 μΙ) au fost adăugate la tamponul de testare conținând 0 sau 2,5 mM pNPP (concentrație finală) în volum 17 total de 200 μΙ. Reacția a fost inițiată de adăugarea de 20 μΙ, conținând 10 unități proteintirozinfosfatază (PTP1B, Prospec, Rehovot, Israel). S-a incubattimp de 30 min la temperatura 19 de 37°C. Reacția a fost stopată prin adăugarea a 30 μΙ de soluție 0,5 M NaOH. S-a măsurat absorbanta în placa de microtitrare la 405 nm folosind un cititor de plăci (FluoroStar Omega, 21 BMG LabTech, Offenburg, Germania) cu posibilitatea corecției absorbantei cauzate de substrat în absența enzimei și compuși. Ca martor pozitiv, activitatea de PTP1B a fost determinată în 23 prezența vanadatului de sodiu, Na₃VO₄, un inhibitor cunoscut al activității protein-tirozinfosfatazei 1B. Rezultatele s-au exprimat ca % de inhibare și sunt prezentate în tabelul 2: 25

Tabelul 2 27

Activitatea de inhibare a protein-tirozinfosfatazei 1B, PTP1B, în extractele din materialul vegetal provenit din plante de Momordica charantia 29

Varianta experimentală	% inhibare PTP1B
Martor, crescut pe sol netratat conform exemplului 1	28,52 ± 8,28b
Plante crescute pe sol tratat conform exemplului 1	51,27 ± 12,33a

Rezultatele demonstrează că aplicarea demonstrează că aplicarea procedeului conform exemplului 2, determină o creștere a activității de inhibare a enzimei implicate în diabetul de tip 35 II, protein-tirozinfosfatazei 1B, cu peste 50% în fructele de Momordica charantia. La finalul experimentului s-a constat o creștere a masei vegetale recoltate la plantele tratate de peste 37 14,8%.

Exemplul 3 39

Se realizează un compost din material vegetal, de preferat paie de grâu, conform procedeelor cunoscute. în materialul vegetal supus procesului de compostare se determină siliciul 41 total prin ICP-OES, după calcinare la 950°C și extracție în acid clorhidric (Liang et al 2015, Analysis of Silicon in Soil, Plant and Fertilizer, în Silicon in Agriculture, Springer 43 Netherlands, Dordrecht, pp. 19-44). Conținutul inițial de siliciu trebuie să fie de cel puțin 1,5%, pentru a asigura formarea unui compost matur cu minimum 2,5% siliciu, ca urmare a consumării 45 a circa 35...38% din nutrienții materialul vegetal inițial (în special carbon și azot), în timpul procesului de compostare. 47

RO 131870 Β1

Compostul realizat se granulează împreună cu silicat de calciu (Vansil W-10,Vanderbilt Minerals, Norwalk, CT, SUA), cu un conținut de siliciu de minimum 22,5%. Granularea materialul vegetal și a materialului mineral se realizează prin amestecarea materialului vegetal și a celui mineral într-un amestecător de compost, în raport de 10 părți material vegetal la 3 părți material mineral, cu o rată de adăugare de maximum 200 kg/h, urmată de granularea propriuzisă într-un ciur rotativ, la viteze radiale cuprinse între 2 și 5 rot/min, și pe o sită de 5...8 mm.

Se poate utiliza orice silicat de calciu, care are o granulație medie, 5% reținut pe sita de 325 mesh, și un conținut de siliciu de minimum 22,50%.

Granulele se aplică ca tratament la sol, pe rândurile de plante nutraceutice, în doze de 500 kg/ha, cu 15 zile înainte de fenofaza de înflorire a plantelor nutraceutice cultivate.

Produsul realizat conform exemplului de mai sus a fost testat în privința acumulării compușilor biologic activi în plantele nutraceutice Mentha x piperita. Plantele nutraceutice au fost cultivate pe preluvosol roșcat molie, fertilizat echilibrat conform recomandărilor agrochimice. Tratamentele la sol s-au aplicat în a doua decadă a lunii aprilie 2015, cu 15 zile înainte de fenofaza de înflorire a plantelor nutraceutice. La 45 zile de la tratament a fost recoltat material vegetal pentru analiză. în probele prelevată s-a analizat conținutul de ulei esențial și compoziția acestuia, conform metodei Gershenzon et al., 2000, Plant Physiology 122: 205-213, după hidrodistilare combinată cu extracție cu pentan și analiza uleiurilor esențiale prin gazcromatografie cuplată cu spectrometrie de masă. Rezultatele sunt prezentate în tabelul 3:

Tabelul 3

Conținutul de ulei esențial și compoziția acestuia în probele de Mentha x piperita analizate

Varianta experimentală	Conținut ulei esențial (mg/g s.p.)	% compoziție ulei esențial
Limonen	Cineol	Mentonă	Mentofuran	Pulegon	Mentol
Martor	18	24	38	459	169	83	65
Exemplul 3	26	22	34	461	167	81	84

Aplicarea procedeului conform invenției determină o creștere cu 44,5% a conținutului de ulei esențial în plantele de mentă tratate, cu o acumulare semnificativ mai mare de mentol. La finalul experimentului s-a constat o creștere a masei vegetale recoltate la plantele tratate de peste 9,2%.

Claims (3)

1. Revendicări 1

   1. Procedeu de obținere a unor granule cu conținut ridicat de siliciu, utilizate în culturile 3 de plante nutraceutice, caracterizat prin aceea că se amestecă într-un amestecător de compost 5...10 părți material vegetal în curs de mineralizare având un conținut de siliciu de 5 minimum 2,5%, cu 1...3 părți material mineral având un conținut de siliciu cuprins între

   22.5.. .40%, cu o rată de adăugare de maximum 200 kg/h, se granulează într-un ciur rotativ la 7 viteze radiale cuprinse între 2...5 rpm, pe o sită de 5...8 mm, granulele obținute urmând a fi aplicate ca tratament la sol, pe rândurile de plante nutraceutice, în doze cuprinse între 9

   200.. .500 kg/ha, cu 15 zile înainte de fenofaza de înflorire a acestora.
2. 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că materialul vegetal în 11 curs de mineralizare este reprezentat de compost format din material vegetal cu un conținut ridicat de fitosiliciu: paie de grâu, tulei de porumb, borhot de orz sau din substrat epuizat de la 13 cultivarea ciupercilor Pleurotus pe paie de grâu sau tulei de porumb, la care conținutul de siliciu total este de minimum 2,5%. 15
3. 3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că materialul mineral este reprezentat de silicat de calciu, bioxid de siliciu coioidal, diatomee, la care conținutul de siliciu 17 total este cuprins între 22,5% și 40%.