SK8475Y1 - Kvapalné hnojivá, obsahujúce síran horečnatý, močovinu a síran meďnatý, a ich použitie - Google Patents

Abstract

Opísané sú kvapalné hnojivá obsahujúce síran horečnatý, močovinu a síran meďnatý. Kvapalné hnojivá roztokového typu sú charakterizované vysokou fázovou stabilitou i pri dlhodobom skladovaní pri teplotách pod bodom mrazu vody. Produkty sú vhodné na mimokoreňovú – foliárnu aplikáciu a to tak na preventívne, ako i kuratívne ošetrovanie rastlín, hlavne s vyššími nárokmi na meď, horčík a síru.

Description

Riešenie sa týka kvapalných hnojív obsahujúcich síran horečnatý, močovinu a síran meďnatý. Hnojivá sú riediteľné vodou, obvykle majú charakter pravého roztoku, sú vhodné predovšetkým na prípravu vodných aplikačných zmesí na mimokoreňovú - foliámu výživu rastlín. Kvapalné hnojivá v zmysle riešenia sú vhodné na preventívne, ale tiež kuratívne prihnojovanie rastlín so zvýšenými nárokmi na spotrebu horčíka a medi. Osobitne vhodné je použiť hnojivá podľa riešenia na preventívne hnojenie obilnín a viniča.

Doterajší stav techniky

Rastliny na svoj plnohodnotný rozvoj potrebujú popri základných živinách (N, P, K) i sekundárne živiny (Ca, Mg, S, Fe) a mikroživiny - stopové prvky (Zn, Mn, Cu, B, Mo, Co a tiež niektoré ďalšie). Zlúčeniny obsahujúce tieto biogénne prvky sa používajú na preventívne a/alebo kuratívne odstraňovanie symptómov prejavujúcich sa na rastlinách ako dôsledok ich nedostatku. Základnou úlohou týchto rastlinných živín je v prevažnej miere aktivizovanie činnosti rôznych enzýmov, ktoré väčšinou katalytický ovplyvňujú viaceré biochemické procesy prebiehajúce v rastlinných organizmoch.

Horčík je jednou z najvýznamnejších sekundárnych rastlinných živín a jeho prítomnosť v dostatočnom množstve je dôležitá tak pre zdravý a plnohodnotný rozvoj rastlín, ako i živočíchov a ľudí. Je centrálnym atómom molekuly chlorofylu - zeleného rastlinného farbiva a jeho význam nielen pre plnohodnotný rozvoj rastlín, ale tiež pre zdravie ľudí i zvierat je už dnes vo všeobecnosti dobre známy.

Popri viacerých tuhých horečnatých hnojivách na báze vodorozpustných solí - síranu horečnatého (Bittersalz, Hortisul, Kalimagnesia), dusičnanu horečnatého (Magnisal, Magnit, Magnitra), chloridu horečnatého (Solumop) a na báze vo vode len pozvoľne rozpustných uhličitanov horečnatých (magnezit) a horečnato-vápenatých (dolomit) sa hlavne v súvislosti s mimokoreňovou výživou a hnojivovými závlahami v poľnohospodárskej a lesníckej praxi dobre uplatnili tiež kvapalné horečnaté hnojivá. Ich základom je obvykle síranová a dus ičnanová forma horčíka.

Teoretické základy rôznych možností výroby kvapalných hnojív na báze dusičnanu a neskôr i síranu horečnatého boli napríklad predmetom aplikovaného výskumu bývalého Výskumného ústavu agrochemickej technológie - Bratislava (Agrochémia 16, 12 - 1976, s. 344 - 348). Výsledky tohoto výskumu sa neskôr uplatnili i vo výrobnej praxi viacerých podnikov bývalej ČSSR (Duslo, Šaľa, SCHZ - Lovosice). V súvislosti s výrobou kvapalných horečnatých hnojív sa pozornosť výskumu upriamila predovšetkým na štúdium temárnej sústavy: síran horečnatý - močovina - voda. Výsledky meraní v tejto oblasti sa uplatnili ešte v období bývalej ČSSR do viaceíých pôvodných riešení (AO 200 677, 218 087) a tiež do výroby špeciálnych kvapalných listových hnojív v bývalých CHZJD - Bratislava, ako i v bývalých PŕCHZ - Pferov.

Aj keď uvedené roztokové kvapalné hnojivá s obsahom horčíka sa dobre uplatnili v poľnohospodárskej praxi, čoho najlepším dôkazom je i po mnohých rokoch od ich zavedenia i dnes pokračujúca výroba, tieto sú zdrojom výlučne pohotovo pôsobiaceho horčíka, pričom ich chemická, ale i fyziologická reakcia je obvykle slabo kyslá alebo nanajvýš neutrálna.

Koncom deväťdesiatych rokov sa hlavne v súvislosti s pestovaním špeciálnych poľnohospodárskych kultúr (vinič hroznorodý, ovocné dreviny, zelenina), ale i pri pestovaní masovo pestovaných poľnohospodárskych plodín a tiež v lesníckej praxi, začali s úspechom uplatňovať suspenzné horečnaté produkty na báze hydroxidu horečnatého, z produkcie Lachema - Bmo (PV - ČR č. 1965 - 97, UV ČR 6478). Neskôr výrobu obdobných produktov začala i výrobňa v Brtnici na Morave (UV ČR 8920). Základom výroby uvedených listových prítomnosť, alebo i bez použitia povrchovo - aktívnych látok. I keď s hnojivami uvedeného typu sa dosiahli v agrobiologických pokusoch i v poľnohospodárskej a lesníckej praxi veľmi dobré výsledky (pozvoľne pôsobiaca forma horčíka, alkalická chemická a fyziologická reakcia hnojiva), ich určitou nevýhodou je nízka stabilita suspenzných koncentrátov, nevyhovujúce reologické vlastnosti, malá adhezivita tuhých častíc na povrchu listov a tiež niekedy až veľmi pomalá účinnosť horčíka súvisiaca s veľmi nízkou robustnosťou hydroxidu horečnatého (len 6,5.10 ⁴ g ako MgO v 100 g vodného roztoku).

Uvedené nedostatky súvisiace so stabilitou horečnatých koncentrátov, zlepšenímich reológie sa podarilo uspokojivo vyriešiť zároveň so zabezpečením dobrého zmáčania povrchu listov ako i priľnavosti aplikovaných účinných zložiek na povrchu ošetrovaných listov riešením v zmysle ÚV 2849. Napriek uvedenému pokroku sa nepodarilo výraznejšie ovplyvniť veľmi nízku rozpustnosť horčíka aplikovaného výlučne v jeho hydroxidovej forme. Veľmi nízka robustnosť hydroxidu horečnatého pri pomerne slabej adhezivite jeho častíc na povrchu listov bola často príčinou relatívne nízkej účinnosti foliáme aplikovaného horčíka, keďže značný podiel častíc hydroxidu saeštepred ich robustením z listov odstráni vplyvom vetra a dažďa.

Meď spolu so striebrom a zlatom sú označované pre svoje používanie názvom „mincové kovy“. Patrí medzi tie kovy, ktoré človek poznal ako prvé, dokonca skôr ako železo.

S K 8475 Υί

Výskyt medi v rastlinných a živočíšnych tkanivách bol dokázaný už v 19. storočí. Telo dospelého človeka obsahuje priemerne 100 mg medi väčšinou viazanej na bielkoviny, pričom hladina medi v sére žien vo všetkých vekových skupinách je vyššia u žien ako u mužov. Toto množstvo zaraďuje meď medzi prechodnými prvkami na tretie miesto, za železo a zinok.

Najvýznamnejšou biochemickou funkciou medi je jej účasť na tvorbe hemoglobínu tým, že je súčasťou ceruloplazmínu, ktorý zabezpečuje oxidáciu železnatých iónov na ióny železité (je dokázané, že len železité ióny sú prostredníctvom transferínu prenášané do kostnej drene).

Meď je súčasťou mnohých metaloenzýmov (superoxiddoplazmín, ceruloplazmín, cytochrómoxidáza, tyrozináza). Napríklad je súčasťou enzýmu, ktorý je nevyhnutný pri tvorbe melanínu (farba kože a vlasov). Enzým cytochromoxidáza, označovaný ako „dýchací enzým“, sa zúčastňuje na prenose elektrónu z hemu iných cytochrómov na molekulu kyslíka. V stopových množstvách je meď nevyhnutná pre život niektorých organizmov a tiež pre ľudí (denná potreba pre človeka je 3 až 5 mg). Preukázalo sa tiež, že mnohé komplexné zlúčeniny medi majú antireumatické, antiflogistické, antiulcerózne, cytostatické, rádioprotektívne, antidiabetické, imunomodulačné a antipyretické účinky. Je tiež všeobecne známe fungicídne pôsobenie medi.

Z uvedeného vyplýva, že je dôležité zabezpečiť, aby meď v potrebnom množstve bola súčasťou potravy rastlín a ich prostredníctvom tiež ľudí a zvierat. V súčasnej poľnohospodárskej praxi sa meď aplikuje predovšetkým vo forme niektorej z anorganických solí, najmä síranov, chloridov a dusičnanov a tiež vo forme organických komplexov - hlavne ako ligno-sulfonáty a tiež ako niektorý z chelátov aminopolykarboxylovýcli kyselín. Rozšírené je tiež použitie viacerých vo vode málo rozpustných zlúčenín medi, ako kontaktne pôsobiacich fungicídov (hydroxid meďnatý, oxichlorid meďnatý, hydroxyuhličitan meďnatý). Určitou nevýhodou uvedených foriem medi je ich obmedzená miešateľnosť s viacerými surovinami slúžiacimi ako zdroje ďalších biogénnych prvkov, čo je obvykle aj príčinou veľmi ní/kej koncentrácie medi v dnes používaných viaczložkových kvapalných hnojivách, hlavne ak tieto majú mať charakter pravých roztokov a pritom spĺňať nevyhnutnú požiadavku ich dostatočnej fázovej stability počas skladovania a manipulácie.

Na prihnojenie meďou veľmi dobre reagujú obilniny - pšenica, ovos a jačmeň, listová zelenina a cibuľoviny. Dobrá reakcia je tiež pri olejninách (slnečnica), motýľokvetých rastlinách (ďatelina lúčna), koreňovej zelenine (mrkva, reďkovka), plodovej zelenine (rajčiak), cukrovej a kŕmnej repe, červenej - šalátovej repe cvikle.

Podstata technického riešenia

Teraz sa zistilo, že využitím tohto riešenia je možné pripravovať kvapalné hnojivá, a to i v ich roztokovej forme, charakterizované dostatočne vysokýmobsahomhorčika i medi v rastlinami dobre prijateľnej forme.

Pokračovaním už v minulosti vykonaného rozsiahleho štúdia temámeho systému: síran horečnatý - močovina - voda sa zistilo, že doplnením tejto sústavy o ďalšiu zložku - síran meďnatý možno získať i pre poľnohospodársku prax významné kvapalné hnojivá obsahujúce popri horčíku a dusíku tiež meď a síru v podstatne vyššej koncentrácii, než je bežné pri väčšine v súčasnosti vyrábaných a aplikovaných priemyselných hnojivách predmetného typu.

Pre kvapalné hnojivá v zmysle riešenia je typické, že vo forme vodného roztoku popri sírane horečnatom a močovine obsahujú síran meďnatý. Kvapalné hnojivá podľa riešenia v 100 hmotnostných dieloch obsahujú:

až 18 hmotnostných dielov síranu horečnatého, MgSCU, až 30 hmotnostných dielov močoviny, CO (NTUh,

0,3 až 17 hmotno s tých dielov síranu meďnatého, CÚSO4, pričom zvyšokdo 100 hmotnostných dielov tvorí voda.

Na prípravu kvapalných hnojív v zmysle riešenia možno použiť koncentrované vodné roztoky síranu horečnatého - MgSCh, síran horečnatý kryštalický - MgSO4.7 H2O, ktorý je známy pod označením „horká soľ“, alebo bezvodý - kalcináciou upravený síran horečnatý. Zdrojom síranu horečnatého je bezfarebný, prípadne biely minerál epsomit, ktorý kryštalizuje v kosoštvorcovej sústave a vyznačuje sa stupňom tvrdosti 2 až 2,5. Veľké náleziská epsomitu sú v Nemecku, Maďarsku a USA. Vyskytuje sa i na území Čiech (Saratice - Vyškov) a na Slovensku v lokalite Banská Štiavnica - Žiar nad Hronom

Zdrojom medi a síry pri príprave kvapalných hnojív podľa riešenia je síran meďnatý, ktorý sa obvykle používa v jeho kryštalickej forme - ako pentahydrát - CuSC>4.5 H2O, známy pod triviálnym označením „modrá skalica“. V prírode sa vzácne nachádza vo forme minerálu chalkantit (hlavne USA a Čile) u nás vzácne v lokalite Špania Dolina - Banská Bystrica.

Močovina obsiahnutá v kvapalných hnojivách v zmysle riešenia pôsobí v systéme hydrotropicky a je zdrojom amidického dusíka, pričom priaznivo ovplyvňuje príjem ďalších biogénnych prvkov.

Príprava kvapalného hnojiva podľa riešenia je jednoduchá, nevyžaduje žiadne špeciálne zariadenie a pri dodržaní optimálneho zastúpenia zložiek poskytuje svetlomodré roztoky s dostatočnou fázovou stabilitou i pri ich dlhodobom skladovaní a to i pri teplotách pod bodommrazu vody.

S K 8475 ΥΙ

Zastúpenie jednotlivých biogénnych prvkov v kvapalných hnojivách v zmysle riešenia ich predurčuje na foliámu aplikáciu, pričom je zvlášť vhodné ich využívať na preventívne a kuratívne ošetrenie porastov obilnín a vínnej révy.

Príklady uskutočnenia

Uvádzané príklady vysvetľujú a dokumentujú riešenie, ktoré je predmetom tohto úžitkového vzoru, ale v žiadnom prípade neobmedzujú nároky na jeho ochranu.

Príklad 1

Do nádoby vybavenej miešadlom sa predložilo 552,8 litrov vodovodnej vody a za miešania sa postupne pridalo 165,4 kg technického, kalcinovaného - bezvodného síranu horečnatého, ktorý obsahoval minimálne 33 hmotn. % MgO (cca 90 % MgSCh od firmy Kali-Salz) a 238,2 kg prilovanej močoviny. Po rozpustení pevných zložiek sa získal mieme zakalený šedý roztok slabo alkalickej chemickej reakcie (pH : 8,19), do ktorého sa pri stálom miešaní pridalo 43,6 kg kryštalického síranu meďnatého, ktorý obsahoval minimálne 25 hmotn. % Cu.

Rozpustením CuSO4.5 H2O sa získalo 1000 kg svetlomodrého, číreho roztoku - kvapalného hnojiva podľa riešenia, ktorý obsahoval 11 hmotn. % amidického dusíka, 5,45 hmotn. % horčíka (ako MgO), 4,85 hmotn. % síry (ako S) a 1,09 hmotn. % medi (ako Cu). Pripravený produkt mal kyslú chemickú reakciu (pH : 3,73).

Vzorka pripraveného produktu bola dlhodobo skladovaná pri teplote + 5 °C, pričom nedošlo k jej kryštalizácii a nebola pozorovaná žiadna iná fázová zmena.

Príklad 2

Do nádoby vybavenej miešadlom sa podobne ako v predošlom príklade predložila vodovodná voda v množstve 529,1 litrov. V ďalšom sa za stáleho miešania postupne pridalo:

158.3 kg kalcinovaného síranu horečnatého (min. 33 % MgO),

227,9 kg prilovanej močoviny - CO(NH2)2 (min. 46,2 % N) a

84,7 kg pentahydrátu síranu meďnatého (min. 25 % Cu).

Rozpustením tuhých zložiek sa získalo 1000 kg číreho roztoku svetlomodrej farby, ktorého pH bolo 3,2.

Takto pripravené kvapalné hnojivo v zmysle riešenia obsahovalo: 10,5 hmotn. % amidického dusíka (ako N), 5,2 hmotn. % horčíka (ako MgO), 5,2 hmotn. % síry (ako S) a 2,12 hmotn. % medi (ako Cu).

Vzorka pripraveného kvapalného hnojiva podľa riešenia bola po niekoľko dní umiestnená v chladenom priestore (pri teplote cca + 5 °C) bez jej fázovej zmeny.

Príklad 3

Obdobne ako v príkladoch 1 a 2 sa do nádoby miešača predložilo 506,1 litrov vodovodnej vody, pričom saza stáleho miešania ďalej postupne pridalo:

151,5 kg kalcinovaného síranu horečnatého (min. 33 % MgO),

218.1 kg prilovanej močoviny - CO(NH2)2 (min. 46,2 % N) a

124.3 kg pentahydrátu síranu meďnatého (min. 25 % Cu).

Rozpustením tuhých zložiek sa získalo 1000 kg číreho roztoku svetlomodrej farby, ktorého pH bolo 2,97.

Takto pripravené kvapalné hnojivo v zmysle riešenia obsahovalo: 10,1 hmotn. % amidického dusíka (ako N), 5,0 hmotn. % horčíka (ako MgO), 5,5 hmotn. % síry (ako S) a 3,1 hmotn. % medi (ako Cu).

Vzorka pripraveného kvapalného hnojiva podľa riešenia bola po niekoľko dní umiestnená v chladenom priestore (pri teplote cca + 5 °C) bez jej fázovej zmeny.

Príklad 4

S cieľom prípravy kvapalného hnojiva obsahujúceho popri amidickom dusíku a síre tiež horčík a meď v rastlinami dobre prístupnej forme, v zmysle riešenia, určeného pre foliáme prihnojovanie obilnín sa postupovalo obdobne ako v už skôr uvedených príkladoch.

Do nádoby miešača s a predložilo 517,9 litrov vodovodnej vody a za miešania s a postupne pridalo:

155 kg kalcinovaného síranu horečnatého (min. 33 % MgO),

223.1 kg prilovanej močoviny - CO(NH2)2 (min. 46,2 % N) a

104 kg pentahydrátu síranu meďnatého (min. 25 % Cu).

Po asi 30 minútach miešania sa rozpustením tuhých zložiek získalo 1000 kg číreho roztoku svetlomodrej farby, ktorého pH bolo 2,82 a jeho merná hmotnosťpri teplote miestnosti bola 1291 kg/m³.

Takto pripravené kvapalné hnojivo v zmysle riešenia obsahovalo: 133 g amidického dusíka (ako N), 65,9 g horčíka (ako MgO), 69,1 g síry (ako S) a 33,5 g medi (ako Cu) v litri.

S K 8475 Υί

Vzorka hnojiva bola dlhodobo umiestnená v priestore s priemernou teplotou -18 °C, pričom ani po niekoľkých dňoch skladovania nedošlo k jej pozorovateľnej zmene - vzorka kvapalného hnojiva mala nezmenenú roztokovú konzistenciu.

Príklad 5

Do nádoby vybavenej miešadlom sa predložilo 407,2 litrov vodovodnej vody a za miešania sa postupne pridalo 311 kg technického heptahydrátu síranu horečnatého - MgSC>4.7 H2O, ktorý obsahoval cca 16 hmotn. % MgO. Použitá kryštalická soľ bola dodaná pod označením „horká soľ“ a obsahovala cca 98 % účinnej zložky. Ďalej sa za miešania pridalo 238,2 kg prilovanej močoviny. Po rozpustení pevných zložiek sa získal mieme zakalený šedý roztok slabo alkalickej chemickej reakcie, do ktorého sa pri stálom miešaní pridalo 43,6 kg kryštalického síranu meďnatého, ktorý obsahovalminimálne 25 hmotn. % Cu.

Rozpustením CuSC>4.5 H2O sa získalo 1000 kg svetlomodrého, číreho roztoku - kvapalného hnojiva podľa riešenia, ktorý obsahoval 11 hmotn. % amidického dusíka, 5,45 hmotn. % horčíka (ako MgO), 4,85 hmotn. % síry (ako S) a 1,09 hmotn. % medi (ako Cu). Pripravený produktmal kyslú chemickú reakciu.

Vzorka pripraveného produktu bola dlhodobo skladovaná pri teplote + 5 °C, pričom nedošlo k jej kryštalizácii a nebola pozorovaná žiadna iná fázová zmena.

Priemyselná využiteľnosť

Riešenie sa týka kvapalných hnojív, ktoré popri dusíku, horčíku a síre sú tiež zdrojom medi. Hnojivá majú obvykle charakter pravého roztoku, sú vhodné predovšetkým na prípravu vodných aplikačných zmesí na mimokoreňovú výživu rastlín. Sú vhodné na preventívne, ale tiež kuratívne prihnojovanie rastlín so zvýšenými nárokmi na spotrebu horčíka a medi. Osobitne vhodné je použiť hnojivá podľa riešenia na preventívne hnojenie obilnín a viniča. Príprava kvapalných hnojív podľa riešenia je jednoduchá a nevyžaduje žiadne špeciálne zariadenia.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Kvapalné hnojivá obsahujúce síran horečnatý, močovinu a síran meďnatý, vyznačujúce sa tým, že v 100 hmotnostných dieloch obsahujú 8 až 18 hmotnostných dielov síranu horečnatého, MgSCU;

   5 15 až 30 hmotnostných dielov močoviny, CO (NH2)2í 0,3 až 17 hmotnostých dielov síranu meďnatého,

   CuSO4, pričom zvyšok do 100 hmotnostných dielov tvorí voda.
2. 2. Kvapalné hnojivá podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že ako síran horečnatý sa použije jeho heptahydrát.
3. 3. Kvapalné hnojivá podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že majú charakter pravých 10 roztokov.
4. 4. Použitie kvapalných hnojív podľa nároku 1 je na foliámu výživu rastlín.