SK279194B6 - Spôsob výroby granulovaného prostriedku na zlepšov - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu výroby granulovaného prostriedku na zlepšovanie poškodenej a/alebo chybnej pôdy, najmä v poľnohospodárstve alebo v lesnom hospodárstve.

Doterajší stav techniky

V posledných rokoch je možné pozorovať v rastúcej miere zhoršovanie rastu, prípadne zdravia mnohých rastlín. Väčšie časti lesného porastu ochoreli.

Existujú už veľké lesné oblasti, v ktorých stromy už prakticky nevykazujú žiadny rast, ich listy' a ihličie zožltne a opadá a bez ďalších zásahov zvonka odumierajú. To isté platí v podstate aj pre poľnohospodárske oblasti.

Príčiny škôd na lesoch nie sú ešte celkom objasnené, ale odvodzujú sa okrem iného od škodlivín obsiahnutých v atmosfére, ktoré sú príčinou poklesu hodnoty pH v pôde a ďalej porúch kolobehu živných prvkov vo vegetácii.

V tejto súvislosti hrá dôležitú úlohu najmä takzvaný „kyslý dážď,, teda zaťažovanie pôdy oxidom siričitým SO2 a podobne.

Kolobeh živných prvkov má najmä pre les veľký význam. Stromy svojimi koreňmi prijímajú životne dôležité živné prvky z pôdy, pričom ich časť sa ukladá v novo tvorenom dreve, konároch a ihličí, ale ich podstatne väčšia časť vystupuje konármi, ihličím, lístím a napríklad dažďom sa zmýva a znovu vracia do pôdy. Do povrchu pôdy sa ďalej vracia naspäť v podobe opadaného lístia a ihličia, plodov, odumretých konárov, kôry atď. značné množstvo živných prvkov. Zatiaľ čo v minulosti panovala mienka, že zásobovanie lesa živnými prvkami je týmto spôsobom raz a navždy zabezpečené, teraz sa vie, že tento predpoklad neplatí, najmä pre miesta s chudou alebo degradovanou pôdou a takisto pre územia, v ktorých je kolobeh živín rušený, napríklad nedostatočnou premenou surového humusu alebo práškovaním, a pre územia s vysokým znečistením vzduchu.

Okrem toho však pri poruchách kolobehu živných prvkov hrajú úlohu takisto ďalšie faktory, ako druh pôdy, prívod a odvod vody.

Doterajšie pokusy, ktoré mali kvalitu pôdy znovu vylepšiť, aby kolobeh živín prebiehal správne, boli charakterizované v podstate vybraným minerálnym prihnojovaním, aby tak do pôdy boli privádzané predovšetkým dusík, fosfor a draslík, ale tiež horčík, vápnik a stopové prvky.

Potom čo sa zistilo, že vápnenie silno prekyslených pôd nedostatok živín charakteristicky neodstraňuje, prešlo sa k tom, že sa začalo používať namiesto vápencového prášku vápno obsahujúce cudzie živiny. V každom prípade sa však tvorí sadra a tým aj inertná kôra alebo tiež krusta, takže je síce ovplyvnená hodnota pH, ale nenastane trvalé zlepšenie pôdy.

Vynález je založený na doteraz zanedbávanom poznatku, že zásobovanie pôdy sa uskutočňuje dostatočným množstvom horčíka rozhodujúcim pre úpravu poškodenej a/alebo chybnej pôdy, prípadne rastlín na nej rastúcich.

Horčík ako podstatný živný prvok musí spĺňať v látkovej výmene rastlín celý rad dôležitých funkcií. Je štruktúrnou súčasťou chlorofilov, ribozómov a komponentov stien buniek a zúčastňuje sa ako spolupracujúci faktor pri aktivovaní mnohých enzýmov.

Z pokusov je známe, že obsah horčíka v ihličí borovice alebo smreka musí byť najmenej 0,03 % hmotnosti, aby bolo zaistené dlhodobé prežitie stromu (tzv. letálny rozsah).

Odstránenie zodpovedajúceho nedostatku živín radom zmieňovaných známych hnojacich opatrení predstavuje iba prechodné riešenie, pretože účinnosť vhodného hnojiva je iba krátkodobá. Známe hnojivá obsahujú ďalej horčík prevažne vo forme solí, napríklad ako dihydrát síranu horečnatého (Kieserit) Mg SO4 . ŽHgO alebo ako heptahydrát síranu horečnatého (horká soľ) MgSC>4.7H2O, čím sa do pôdy dostanú neželateľné účinné látky ako sira „ S „.

Ďalej je rozpustnosť zmieňovaných zlúčenín horčíka v pôde stredne špecificky konštantná, že môže byť docielený iba kvázi jednorazový účinok.

Bolo tiež zistené, že použitie uhličitanu horečnatého má určité nevýhody. K jednej patrí, že rozpustnosť uhličitanu je relatívne malá. Aby sa zvýšila, musia byť použité materiály s väčším povrchom. Materiál možno síce teoreticky hrudkovať vo vhodnej práškovej forme, ako prášok ho však možno iba obťažne rozmetávať a mohol by sa pri odhadzovaní z lietadla nekontrolovane rozptýliť, prípadne suchý alebo ako suspenzia adsorbovať v ihličí alebo lístí a do pôdy sa dostať iba pozvoľna. Príprava uhličitanu so spojivom, napríklad so Sorelovým cementom, síce umožňuje špecifickú hromadnú výrobu, neodstraňje však problém, že dodávanie horčíka na takto spracovanú pôdu je možné iba dlhodobo a v priebehu relatívne úzkeho časového intervalu. Navyše samo prídavné hnojivo pôdu zaťažuje.

Hnojenie hydroxidom horečnatým vedie síce k rýchlemu zvýšeniu obsahu horčíka v pôde, na základe podstatne väčšej rozpustnosti oproti oxidu horečnatému, rovnako tu však nastávajú znova problémy hrudkovania a časovej závislosti účinnosti látky.

Úlohou vynálezu je teda vytvoriť spôsob výroby prostriedkov na zlepšovanie poškodenej a/alebo chybnej pôdy, pomocou ktorého možno zlepšiť rast rastlín, najmä rast stromov, trvalo a nie iba krátkodobo, pričom sa zároveň požaduje najmä kontinuálne, časovo závislé postupné ovplyvňovanie kvality pôdy, o ktorú ide.

Podstata vynálezu

Túto úlohu spĺňa spôsob výroby granulovaného prostriedku na zlepšovanie poškodenej a/alebo chybnej pôdy na báze látky obsahujúcej horčík podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že sa miesi jemnozmný uhličitan horečnatý (MgCC>3), jemnozmný oxid horečnatý (MgO) a voda ako pôvodné zložky zmesi, čím vznikne hydroxid horečnatý (Mg (OH)2) ako produkt reakcie, ktorý sa granuluje a následne sa takto vzniknuté granuly sušia v atmosfére bohatej na oxid uhličitý CO2, dokiaľ sa pred tým vzniknuté reakčné zložky čiastočne nezrekarbonizujú, takže hotový prostriedok obsahuje vedľa seba uhličitan horečnatý (MgCC>3) z pôvodnej zložky zmesi, rekarbonovaný uhličitan horečnatý (MgCC>3) ako produkt reakcie a oxid horečnatý (MgO) z pôvodnej zložky zmesi.

Miesenie hydroxidu horečnatého a uhličitanu horečnatého nevedie prekvapivo k fyzikálnej adícii-sčítaniu skôr uvedených vlastností, skôr dôjde k zosilenému vzájomnému pôsobeniu obidvoch komponentov, ako bude ďalej bližšie objasnené.

Východiskové látky majú výhodne podiel zrnitosti menší ako 200 pm, pričom obzvlášť výhodné je, keď sa použije prevažná časť (nad 50 % hmotnosti) podielu so zrnitosťou menšou ako 100 pm.

Pre vynález je jemnozmnosť východiskových materiálov dôležitým predpokladom. Táto jemnozmnosť v dôsledku celého veľkého povrchu častíc zaručuje veľké reakčné plochy. Pridávaním vody pri miesení komponentov reaguje voda s oxidom horečnatým MgO pri vzniku hydroxidu horečnatého, ktorý in-situ preberá funkciu spojiva a v priebehu granulovania (zbaľovania) umožňuje aglomerovanie bez zvláštneho ďalšieho spojiva.

Zložky zmesi uhličitanu horečnatého a oxidu horečnatého sú výhodne v hmotnostnom pomere 10 : 1 až 2 : 1. Podiely množstiev jednotlivých komponentov reakcie sú závislé od tohto pôvodného pomeru, pričom presný pomer zmesi možno nastaviť podľa danej kvality pôdy, prípadne podľa požadovaného časovo závislého pôsobenia.

Čím jemnejší materiál je, tým väčší je reakčný povrch a tým vyššia je celková účinnosť prostriedku. Rovnako reakcie východiskových komponentov sa ovplyvňujú navzájom a vodou.

Pri následnom postupe sušenia, ktorý má byť uskutočnený najmä v atmosfére bohatej na oxid uhličitý CO₂, k čomu môžu byť použité napríklad vhodné odpadové plyny z pecí, dochádza k čiastočnej karbonizácii (rekarbonizácii) vzniknutých reakčných komponentov, takže v hotovom vysušenom produkte sú vedľa seba k dispozícii nasledujúce komponenty:

- uhličitan horečnatý MgCO3 (z pôvodnej zložky zmesi) uhličitan horečnatý MgCCfy (rekarbonozovaný materiál),

- hydroxid horečnatý Mg (OH)₂ (ako produkt reakcie),

- oxid horečnatý MgO (z pôvodnej zložky zmesi).

Granulovanie sa výhodne uskutočňuje tak, že vzniknuté granuly majú stredný priemer medzi 0,5 a 8 mm, pričom zvlášť výhodné je, keď stredný priemer je 1 až 4 mm.

Ako ďalšie spojivové komponenty možno použiť na granulovanie uhličitanu horečnatého Sorelov cement, sulfitový výluh, melasu, karboxymetylcelulózu, škroby, íl, bentonit a/alebo mycélium plesní.

Obsah prídavných spojivových komponentov sa obmedzí na maximálne 20 % hmotnosti vztiahnuté na komponenty zmesi: oxid horečnatý a uhličitan horečnatý.

Je výhodné, keď sa požije uhličitan horečnatý s obsahom oxidu vápenatého menším ako 25 % hmotnosti, výhodne menším ako 3,5 % hmotnosti a s obsahom oxidu kremičitého menším ako 1,5 % hmotnosti.

A konečne je výhodné, keď sa k prostriedku ďalej pridá látka, ktorá aktivizuje schopnosť iónovej výmeny prostriedku a / alebo reguluje schopnosť viazať vodu.

Na základe vzrastajúcej rozpustnosti od uhličitanu cez hydroxid k oxidu sa tým najskôr zaručí trojstupňový mechanizmus reakcie v prostriedku, to znamená, že v prostriedku sú k dispozícii rôzne komponenty, ktoré v pôde rozvíjajú svoju pôsobnosť v rôznych časoch. Prekvapivo sa pritom ukázalo, že v granulách obsiahnutý uhličitan horečnatý· z pôvodného materiálu vykazuje menšiu rýchlosť rozpúšťania ako rekarbonizovaný materiál, ktorý je rôntgenovo amorfný, a tak sa vytvorí štvrtý stupeň reakcie in-situ, keď sa vychádza iba z dvoch bežných látok obsahujúcich horčík v jednoduchom postupe, pričom sa vytvára granulovaný prostriedok, ktorý sa dá ľahko rozmetať a vzhľadom na svoju vysokú špecifickú hmotnosť sa neodvanie a pri odhadzovaní z lietadla sa nezachytáva na konároch, listoch alebo ihličí, ale dostane sa priamo na pôdu a do pôdy.

Rozdielne rýchlosti rozpúšťania jednotlivých komponentov prostriedku vedú k tomu, že keď sa vychádza z okamžitého pôsobenia, je možné predpokladať najmä vplyvom zložky oxidu horečnatého MgO dlhodobé pôsobenie až do 10 rokov a viac, pričom potom jeho pôsobenie bude rozvíjať ťažko rozpustný uhličitan z pôvodného materiálu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Nasledujúce príklady pôsobenia objasňujú výhody nového prostriedku. Výsledky sú vzaté z pokusov vykonávaných na súkromnom zalesnenom pozemku. Porovnávané boli stromy (smreky) raz nehnojené,

- s bežným, v obchode dostupným prostriedkom - hnojivom NPK (B), s prostriedkom podľa vynálezu s pomerom MgCO₂/MgO 5 : 1 vo forme granúl so stredným priemerom 3 mm, vždy s rovnako ročnou prídavnou dávkou v pokusných riadkoch B, C, pričom hodnoty boli zisťované po 3 rokoch pokusov (pokusné riadky A,B) prípadne 2 rokoch pokusov (pokusný riadok C), pretože prostriedok podľa vynálezu bol k dispozícii až neskôr.

Hodnota pH (stredné hodnota)

A : 3,7 B: 4,9 C: 5,4

Konečná dĺžka výhonkov (stredné hodnoty podľa DUNCANovho testu, P = 5 %)

A : 4,23 cm B : 5,37 cm C : 7,03 cm

Počet bočných výhonkov na rastlinu (stredné hodnoty podľa DUNCANovho testu, P = 5 %)

A : 35,2 B : 33,0 C :41,0

Priemer krčku koreňa (stredné hodnoty podľa DUNCANovho testu, P = 5%)

A : 6,31 mm B : 7,29 mm C: 7,71 mm

Celkovo vykazujú rastliny hnojené prostriedkom podľa vynálezu zelenšiu farbu ihličia a podstatne menšie opadávanie ihličia ako porovnávané exempláre. Zatiaľ čo pri pokusnom riadku B uschlo v pokusnom období asi 50 % rastlín, pri pokusnom riadku C robil tento odpad len 3 %.

Je nutné poukázať na skutočnosť, že podľa potreby môžu byť k prostriedku vyrobeného spôsobom podľa vynález, prípadne k jeho východiskovým komponentom, pridávané takisto prídavné látky, najmä také, ktoré by umožnili prípadne ešte komplexnejšie zlepšenie pôdy. V tejto súvislosti sa poukazuje na najrôznejšie látky : jednými mô3 žu byť menšie množstvá prídavného spojiva, prednostne ale ide o cudzie živiny v závislosti od terajšej kvality pôdy.

Do úvahy takisto pripadá primiešavanie prídavných prostriedkov, ako zeolitov, ktoré aktivujú schopnosť iónovej výmeny a/alebo regulujú schopnosť viazania vody.

Možné je takisto pridávanie menších množstiev známych hnojív, aj keď základná myšlienka vynálezu spočíva v použití prostriedku obsahujúceho horčík.

Ako už bolo opísané, môže sa prostriedok nasypať na pôdu ručne alebo z vhodného vozidla, nad lesnými oblasťami sa však môže odhadzovať z lietadla.

V každom prípade však požitie prostriedku podľa vynález nespôsobí len korekciu hodnoty pH, v závislosti od zvolených východiskových látok a ich koncentrácií, ale tiež optimalizáciu kolobehu živných prvkov rastlín rastúcich na pôdach obrobených prostriedkom podľa vynálezu.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob výroby granulovaného prostriedku na zlepšenie poškodenej a/alebo chybnej pôdy na báze látky obsahujúcej horčík, vyznačujúci sa tým, že sa zmiesi jemnozrnný uhličitan horečnatý (MgC03), jemnozmný oxid horečnatý (MgO) a voda ako pôvodné zložky zmesi, čím vznikne hydroxid horečnatý (Mg(0H)2) ako produkt reakcie, ktorý sa granuluje a následne sa takto vzniknuté granuly sušia v atmosfére bohatej na oxid hlinitý CO2, pokiaľ sa predtým vzniknuté reakčné zložky čiastočne nezkarbonizujú, takže hotový prostriedok obsahuje vedľa seba uhličitan horečnatý (MgCC>3) ako produkt reakcie a oxid horečnatý (MgO) z pôvodnej zložky zmesi.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pôvodné zložky zmesi oxid horečnatý MgO a uhličitan horečnatý MgC03 majú podiel zrnitosti menší ako 200 pm.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že pôvodné zložky zmesi oxid horečnatý MgO a uhličitan horečnatý MgCO3 majú zrnitosť s prevažujúcim podielom menším ako 100 pm.
4. 4. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 3, v y z n a čujúci sa tým, že pôvodne zložky zmesi uhličitan horečnatý MgCO3 a oxid horečnatý MgO sú v hmotnostnom pomere 10 : 1 až 2 : 1.
5. 5. Spôsob podľa jedného z nárokov laž 4, vyznačujúci sa tým, že granuly sa sušia horúcimi odpadovými pecnými plynmi.
6. 6. Spôsob podľa jedného z nárokov laž 5, vyznačujúci sa tým, že granulovanie sa uskutočňuje tak dlho, až vytvorené granuly majú stredný priemer medzi 0,5 až 8 mm.
7. 7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že granulovanie sa uskutočňuje tak dlho, až vytvorené granuly majú stredný priemer medzi 1 až 4 mm.
8. 8. Spôsob podľa jedného z nárokov laž 7, vyznačujúci sa tým, že k pôvodným zložkám zmesi, to je k oxidu horečnatému MgO a uhličitanu horečnatému MgCO3, sa pridajú ďalšie spojivové komponenty , na granulovanie uhličitanu horečnatého je Sorelov cement, sulfitový výluh, melasa, karboxymetylcelulóza, škroby, íl, bentonit a / alebo mycélium plesní.
9. 9. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že k pôvodným zložkám zmesi, to je k oxidu horečnatému MgO a uhličitanu horečnatému MgCO3, sa pri dajú prídavné spojivové komponenty v množstve maximálne 20 % hmotnosti, vztiahnuté na pôvodné zložky zmesi, to je na oxid horečnatý MgO a uhličitan horečnatý MgCO310. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 9, v y značujúci sa tým, že k pôvodným zložkám zmesi, to je k oxidu horečnatému MgO a uhličitanu horečnatému MgCO3, sa pridá látka, ktorá aktivizuje schopnosť iontovej výmeny prostriedku a/alebo reguluje schopnosť viazania vody.