WO2012047081A1 - Proceso de elaboración de granulos peletizados a base de hongos endomicorrízicos recubiertos con arcillas minerales y su composición - Google Patents

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endomicorrhizal
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José Luis MIRANDA VALENCIA
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    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/40—Fertilisers incorporated into a matrix

Definitions

  • the present invention relates to a process for obtaining a composition in the form of pelletized granules based on spores of endomicorrhizal fungi coated with mineral clays and the composition thus obtained.
  • This coating serves as an armor for the spores of endomicorrhizal fungi because it protects them from adverse environmental conditions and gives them resistance to handling, preventing their destruction due to mechanical damage that could result during their handling, also protects them against drastic changes in temperature avoiding his dehydration and / or death.
  • Fine sand 0.25-0.10 0.20-0.02 Very fine sand 0.10-0.05 0.02-0.002
  • a soil For a soil to be designated as a clay, it must have at least 35% clay fraction.
  • the clay exists in the so-called colloidal state, in which its individual particles are characterized by their extraordinarily small size, large area of dispersion per unit mass and the presence, on the surface, of electrical charges to which both molecules are attracted of water like ions.
  • the clay particles are currently arranged in plates or scales, such as mica, and if they get wet they are very plastic. When the clay is wetted with an adequate amount of water, it expands and becomes sticky. On drying it shrinks with considerable energy absorption. Wetting again, swelling appears, with temperature change. The absorbent capacity of clays for water, gases and soluble salts is very high.
  • Three types of important minerals are recognized, although others are known in significant quantities, kaolinite, Hita and montmorillonite. These groups vary greatly in plasticity, cohesion and adsorption, being the kaolinite the lowest in these properties and the montmorillonite the highest.
  • kaolinite and the other members of this special group are aluminum silicates. The same happens with montmorillonite and other clays of the same type of crystallization, but these also carry sodium, iron or magnesium, depending on the case.
  • a bentonite is a rock composed essentially of minerals from the smectite group. The classification criteria used by the industry are based on their behavior and physical-chemical properties; Thus, the most accepted industrial classification establishes three types of bentonites according to their capacity for water laundering:
  • the physicochemical properties of clays derive, mainly from:
  • the high plasticity of the clays is a consequence, again, of their laminar morphology, extremely small particle size (high surface area) and high swelling capacity.
  • biofertilizers that is, products of natural occurrence, whose active ingredient is the spores or vegetative cells of microorganisms, or plant extracts; It is a useful tool to approach sustainable agriculture.
  • mycorrhizae which are beneficial associations that are established between some soil fungi and the roots of vascular plants.
  • the mycorrhizae improve the growth of the plant by increasing the surface of absorption of the root system; by selectively absorbing and accumulating certain nutrients, especially phosphorus; by solubilizing and making some minerals available to the plant normally insoluble; by allowing feeder roots to work longer; and by making the feeder roots more resistant to infection caused by some pathogenic fungi to the ground such as Phytophthora, Pythium and Fusarium.
  • endimicorrhizal fungi are They are fully exposed to environmental conditions and mechanical damage during product handling, suffering structural breakage or even death, which significantly decreases the effectiveness of the product.
  • endimicorrhizal fungi are exposed, there is a risk that they will come into direct contact with some fungicidal product that has also been applied to the seed causing death.
  • fungi are susceptible to being parasitized by some harmful agent preventing their installation at the root of the plants and / or causing their death.
  • the present invention relates to a process for obtaining a composition in the form of pelletized granules based on spores of endomicorrhizal fungi coated with mineral clays and the composition thus obtained as well as its use in agriculture.
  • the composition it comprises: a) a mixture of endomicorrhizal fungal spores and sterilized slime in a proportion of 15% to 30% by weight; b) mixture of mineral clays in a proportion of 58% to 75% by weight and c) binder in a proportion of 10 to 12% by weight.
  • the mixture of endomicorrhizal fungal spores with sterile slime contains a spore concentration of 0-05% to 0.10%, this concentration allows the final pelletized product to contain up to 3,000 viable spores / Kg, an amount that ensures efficient use of the product.
  • This mixture must contain at least one of the following species of endomicorrhizal fungi: Glomus fasciculatum, Glomus constrictum, Glomus tortuosum, Glomus geosporum, Glomus intraradices, and / or mixtures of these.
  • composition of the mixture of montmorillonite, kaolinite and bentonite mineral clays is 0.5: 0.5: 1.
  • the particle size of the components of the mixture plays an important role in achieving proper homogenization and granule formation.
  • the sterile slime mixture with the spores of endomicorrhizal fungi must contain particles whose size must be at least 40 mesh (0.425mm).
  • the particle size of the components of the clay mixture must be between 80 mesh (0.180 mm) and 100 mesh (0.150 mm).
  • Another embodiment of the invention consists in the process to obtain a composition based on spores and mineral clays for use in agriculture comprising the following steps: i) The clay mixture is introduced into a hopper Mixer together with the sterilized slime containing the spores of the endomicorrhizal fungi and the binder, in this first stage a dry mixture of all the ingredients is carried out. At this point the clays come into contact with the spores of the endomicorrhizal fungi and the covering process begins.
  • the use of a binder is essential to give the granule a greater hardness. This mixture maintains the components in the proportions and ranges described above until they are completely homogenized.
  • the temperature is reduced to a range between 200 to 300 ° C and in the last section the temperature range decreases to 80 and 130 ° C.
  • the granules obtained are passed through a screening system where the largest opening mesh is number 3 (5 mm) and the smallest is number 20 (0.85mm).
  • the product that is retained between these meshes is appropriate and is packaged in sacks or paper bags. This is done in order to ensure that the product to be delivered meets the optimum granulometry conditions for easy application.
  • a further embodiment of the invention is that the mixing of the components subject to the process described above removes water from the final pelletized product in order to obtain a low moisture concentration between 2% and 6%, which allows it to be also mixed with hygroscopic fertilizers such as urea, without problems that may affect its physical characteristics.
  • another embodiment of the invention consists in the use of binders in the mixture to obtain the granulated product. Tests were carried out with different binders such as: hydrated lime, molasses, pectins, calcium sulphonate and calcium sulfate monohydrate; and according to the results obtained, the binder with the best results is calcium sulfate monohydrate.
  • another embodiment of the invention is that the use of the binder gives the dry granulated product properties of adequate hardness that will give it resistance against mechanical damage by handling and storage.
  • the dry granulated product has a hardness between 1.9 to 2.3 kg / cm 2. This hardness is measured with a penetrometer or durometer.
  • the granulated product made from spores of endomicorrhizal fungi that are covered by a mixture of mineral clays (montmorillonites, kaolinites and bentonites) referred to in the present invention is a versatile product of easy and practical application. Its presentation is in granular form, with a particle size of between 0.85 to 5.0 millimeters, appropriate size that allows it to be easily applied either alone or in admixture with others fertilizers It has a hardness between 1.9 to 2.3 kg / cm 2 , enough to withstand handling during product preparation and subsequent mixing with other fertilizers.
  • the spores of the endomicorrhizal fungi are covered by a mixture of mineral clays (montmorillonites, kaolinites and bentonites) and then they are subjected to a palletizing process (granulation), this protects them against the mechanical damage that It could be presented during product handling making each application more effective.
  • the spores are also protected against drastic changes in temperature, or against the infection of a parasite or the contamination of some harmful agent, preventing their destruction and / or death.
  • This granulated product can be applied alone or in admixture with fertilizers directly to the soil, as it is not applied to the seed, it is not necessary to use any adherent or any kind of carrier or carrier additives. Examples
  • the formed granules are fed to a three section rotary kiln with a temperature profile of 450, 225 and 100 ° C for each of the sections and obtain a final product moisture of 5%. After drying, the granules are screened through the 0.85 mm (20 mesh) and 5.0 mm (3 mesh) opening meshes. A granulated product with a hardness of 2.0 kg / cm 2 was obtained . The granulated product obtained can be applied in doses of 10-30 Kg / ha in any crop, alone or in a mixture with the fertilizer, in soils where the established crops meet low fertility levels.
  • a process for the selection of temperatures at which the granulation process will be carried out was carried out. For this, 4 temperatures were chosen at which the oven operates. These temperatures were selected based on the drying processes that were already available for drying other products based on mineral clays. The temperatures chosen for the experimentation were: 300, 500, 600 and 900 ° C. The output response evaluated was the viability of the product expressed in # of viable spores / kg of sample.
  • This figure also shows the separation of spores, also in Figure 2. a) Spore considered viable with characteristic color and turgidity, in Figure 2 b) Spore considered dead by the color it presents and without turgidity and figure 2 c) Spore considered not viable due to cell wall rupture.
  • the effect of the granulated product based on spores of endomicorrhizal fungi in wheat plants was evaluated. Plants with granulated mycorrhizae and other plants with clay without granules were planted in pots. First, the spore counts contained in the applied dose were adjusted to adjust the concentration per pot, so that the concentration of 30,000 spores / hectare was met.
  • Figure 1 is a graph, which represents the evaluation of drying temperature vs Viability, of viable spores / kilogram, where it is observed that the viability decreases as the drying temperature increases.
  • Figure 2 represents a photograph of the spore separation.
  • Figure 2 a) represents a spore considered viable with characteristic color and turgidity.
  • Figure 2 b represents a spore considered dead by the color it presents and without turgidity.
  • Figure 2 c represents a spore considered not viable due to cell wall rupture.

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Abstract

La presente invención se refiere a un proceso para obtener una composición en forma de granulos peletizados a base de esporas de hongos endomicorrizicos recubiertos con arcillas minerales y aglutinados con sulfato de calcio monohidr atado, y la composición asi obtenida para su uso en la agricultura. Dicha composición se sujeta a un proceso de mezclado en seco, peletización, secado y cribado, que le confiere propiedades relevantes para su aplicación en la agricultura. Este proceso de recubrimiento y granulación protege a los microorganismos de las condiciones ambientales adversas, además les confiere una gran resistencia contra el daño mecánico que pudiera resultar durante su manejo, los protege también contra cambios drásticos de temperatura evitando su deshidratación y/o muerte. También evita la exposición directa de los microorganismos con fungicidas que puedan destruirlos y contra la contaminación con parásitos o algún agente nocivo. Además de los beneficios arriba descritos, se obtiene un producto de fácil y práctico manejo durante su aplicación en la agricultura, sólo o en mezcla con el fertilizante; por su tamaño de particula y dureza, permite obtener mezclas homogéneas sin degradarse a polvo, ahorrando así tiempos, mano de obra y costos. Es un producto altamente eficaz y versátil.

Description

PROCESO DE ELABORACIÓN DE GRANULOS PELETIZADOS A BASE DE HONGOS ENDOMICORRÍZICOS RECUBIERTOS CON ARCILLAS MINERALES Y SU COMPOSICIÓN Campo de la invención
La presente invención se refiere a un proceso para obtener una composición en forma de gránulos peletizados a base de esporas de hongos endomicorrizicos recubiertos con arcillas minerales y la composición asi obtenida. El proceso de recubrimiento y peletización en forma granulada de esporas de por lo menos una especie de hongos endomicorrizicos mediante su incorporación a una mezcla de arcillas minerales compuesta por montmorillonitas, caolinitas y bentonitas, que comprende 3 etapas básicamente: mezclado, peletización y secado; este recubrimiento sirve como una armadura para las esporas de los hongos endomicorrizicos ya que las protege de las condiciones ambientales adversas y les confiere resistencia al manejo evitando su destrucción por daño mecánico que pudiera resultar durante su manejo, los protege también contra cambios drásticos de temperatura evitando su deshidratación y/o muerte. También evita la exposición directa de los microorganismos con fungicidas que puedan destruirlos y contra la contaminación con parásitos o algún agente nocivo. Además de los beneficios arriba descritos, se obtiene un producto de fácil y práctico manejo durante su aplicación en la agricultura, sólo o en mezcla con el fertilizante; por su tamaño de partícula y dureza, permite obtener mezclas homogéneas sin degradarse a polvo, ahorrando así tiempos, mano de
obra y costos. Es un producto altamente eficaz y versátil.
Antecedentes de la invención
En la actualidad, se conocen diversos procesos para obtener productos a base de esporas de hongos micorrízicos, como el que se describe en el documento DE3932746 (Al) , en este documento se describe un material de soporte a base de lana diabásica de roca para la producción y aplicación de hongos micorrízicos vesiculares-arbusculares, este material de soporte tiene muchas ventajas en comparación con la arcilla expandida, pero este documento no menciona ni anticipa el proceso descrito en la presente invención, además la composición en forma de gránulos peletizados a base de esporas de hongos endomicorrizicos recubiertos con arcillas minerales de la presente invención no es mencionada ni sugerida; el documento CA 1270454 (Al), en este documento se describe un proceso para preparar una composición de soporte inoculante para inocular una planta con hongos micorrízicos vesiculares-arbusculares, el proceso comprende tratar una partícula adsorbente con superficies internas más grandes que las superficies exteriores, con raices de la planta infectadas con hongos micorrizicos vesiculares- arbusculares durante al menos dos semanas para dar un rendimiento de raices que contienen partículas adsorbentes en asociación con el hongo; el material poroso se selecciona de arcilla expandida, piedra pómez y poliestireno, además las partículas adsorbentes comprenden un material hinchable de arcilla secundaria, en combinación con más del 50% en peso de un diluyente y en combinación con más del 50% en peso de arena, tierra o humus, pero este documento no menciona ni anticipa él proceso y la composición descritos en la presente invención. En el documento US 2008/0064598 Al, se describen preparaciones de hongos micorrizicos que forman arbúsculos, para obtener estas preparaciones un inoculante crudo es cultivado en un granulado poroso y el inoculante crudo que es producido se muele de tal manera que las esporas activas no se destruyen, los gránulos porosos como substrato son de arcilla expandida ó atapulgita ó pizarra expandida ó roca volcánica ó perlita ó verrtiiculita o mezcla de dos o más de estos materiales, pero tampoco este documento menciona ni anticipa el proceso y composición descritos en la presente invención, por lo que se considera que la presente invención en nueva e inventiva y no esta ni sugerida ni anticipada por los documentos antes mencionados
Para estudiar las partículas minerales de un suelo, los científicos las clasifican por lo regular en grupos convenientes según su tamaño. Estos diferentes grupos se llaman fracciones, separatas o separados. El procedimiento analítico por el cual las partículas son así separadas se llama análisis mecánico o granulométrico. Es realmente una determinación de la distribución de los tamaños de las partículas. Según el Sistema del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos y el Sistema Internacional de la Ciencia del Suelo, la clasificación de los suelos se cita de la siguiente manera (Tabla 1) : Tabla 1. Clasificación de las partículas del suelo según dos sistemas (EE.UU. y la internacional).
Sistema del Departamento de Sistema Internacional de la Agricultura de los Estados Ciencia del Suelo6
Unidos8
Diámetros límites Diámetros límites
Fracción del suelo en mm en mm
Arena muy gruesa 2.00-1.00
Arena gruesa 1.00-0.50 2.00-0.20
Arena mediana 0.50-0.25
Arena fina 0.25-0.10 0.20-0.02 Arena muy fina 0.10-0.05 0.02-0.002
Limos 0.05-0.002
Arcilla Menos de 0.002 Menos de 0.002
Para que un suelo sea designado como una arcilla debe llevar, como mínimo, un 35% de fracción arcillosa. La arcilla existe en el llamado estado coloidal, en el cual sus partículas individuales se caracterizan por su tamaño extraordinariamente pequeño, gran área de dispersión por unidad de masa y la presencia, en superficie, de cargas eléctricas a las cuales se sienten atraídos tanto las moléculas de agua como los iones.
Las partículas de arcilla corrientemente están dispuestas en placas o escamas, como la mica, y si se humedecen son muy plásticas. Cuando se moja la arcilla con una cantidad adecuada de agua, se dilata y se vuelve pegajosa. Al secarse se encoge con absorción de considerable energía. Humedeciéndose de nuevo, aparece la hinchazón, con cambio de temperatura. La capacidad absorbente de las arcillas para el agua, gases y sales solubles es muy alta. Se reconocen tres tipos de minerales importantes, aunque otros son conocidos en cantidades significativas, caolinita, Hita y montmorillonita. Estos grupos varían grandemente en plasticidad, cohesión y adsorción, siendo la caolinita el más bajo en estas propiedades y la montmorillonita el más alto.
Químicamente, la caolinita y los otros miembros de este grupo especial son silicatos alumínicos. Lo mismo sucede con la montmorillonita y otras arcillas del mismo tipo de cristalización, pero estas llevan además, sodio, hierro o magnesio, según los casos. Una bentonita es una roca compuesta esencialmente por minerales del grupo de las esmectitas. Los criterios de clasificación utilizados por la industria se basan en su comportamiento y propiedades físico-químicas; así la clasificación industrial más aceptada establece tres tipos de bentonitas en función de su capacidad de .linchamiento en agua:
- Bentonitas altamente hinchables o sódicas
- Bentonitas poco hinchables o cálcicas
- Bentonitas moderadamente hinchables o intermedias.
Propiedades fisico-químicas de las arcillas
Las propiedades físico-químicas de las arcillas derivan, principalmente de:
* Su extremadamente pequeño tamaño de partícula (inferior a 2 Dm) .
* Su morfología laminar (filosilicatos) . * Las sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición de carga en las láminas y a la presencia de cationes débilmente ligados en el espacio interlaminar.
Como consecuencia de estos factores, presentan, por una parte, un valor elevado de área superficial y, a la vez, la presencia de una gran cantidad de superficie activa, con enlaces no saturados. Por ello pueden interaccionar con muy diversas sustancias, en especial compuestos polares, por lo que tienen comportamiento plástico en mezclas arcilla- agua con elevada proporción sólido/liquido.
La elevada plasticidad de las arcillas es consecuencia, nuevamente, de su morfología laminar, tamaño de partícula extremadamente pequeño (elevada área superficial) y alta capacidad de hinchamiento. En general cuanto más pequeñas son las partículas y más imperfecta su estructura, más plástico es el material.
Fertilidad
Se reconocen seis factores externos que influyen en la vida de las plantas: luz, soporte mecánico, temperatura, aire, agua, y nutrientes. Con excepción de la luz, el suelo es un agente de aprovisionamiento de todos estos factores. La capacidad de los suelos para abastecer de algunos elementos g esenciales a las plantas superiores es un problema fundamental en la producción de cosechas.
Para conseguir que los nutrientes secundarios y micronutrientes que se aplican al suelo a través del uso de fertilizantes no reaccionen formando compuestos que impidan su asimilación, es necesario que se encuentren en suelos donde exista una alta capacidad de intercambio catiónico. Esto no siempre es posible y algunas veces cuando se aplican llegan en cantidades muy pequeñas o no llegan del todo a la planta por reaccionar y convertirse en compuestos no asimilables- Esto trae como consecuencia que se tengan que usar cantidades mayores de fertilizantes resultando poco económico y a largo plazo puede llegar a ser tóxico para el suelo además de causar su eutroficación y la contaminación de cuerpos de agua.
En las últimas décadas se ha intentado cambiar en el ámbito global los paradigmas de la producción agrícola que implicaban el uso intensivo de energía, maquinaria y sustancias químicas, por un nuevo concepto, el de la agricultura sustentable. Según este nuevo concepto la agricultura sustentable debe: a) Satisfacer las necesidades humanas de fibra y alimentos. b) Mejorar la calidad ambiental y la base de recursos naturales de los cuales depende la economía agrícola. c) Hacer un uso eficiente de los recursos no renovables .
d) Sostener la viabilidad económica de las actividades agrícolas y
e) Aumentar la calidad de vida de los agricultores y de la sociedad como un todo.
De acuerdo con estas necesidades el uso de biofertilizantes, es decir, productos de ocurrencia natural, cuyo ingrediente activo son las esporas o células vegetativas de microorganismos, o extractos de plantas; es una herramienta útil para acercarnos a una agricultura sustentable.
Un ejemplo de esta clase de productos son las micorrizas, que son asociaciones benéficas que se establecen entre algunos hongos del suelo y las raíces de plantas vasculares .
Las micorrizas mejoran el crecimiento de la planta al aumentar la superficie de absorción del sistema radicular; al absorber selectivamente y al acumular ciertos nutrientes, especialmente el fósforo; al solubilizar y hacer disponibles para la planta algunos minerales normalmente insolubles; al permitir que las raices alimentadoras funcionen durante mas tiempo; y al hacer que las raices alimentadoras sean mas resistentes a la infección que ocasionan algunos hongos patógenos al suelo tales como Phytophthora , Pythium y Fusarium.
En la literatura aparece reportada la tendencia de los hongos endomicorrizicos a esporular dentro de otras esporas de hongos endomicorrizicos sugiriendo ello que las esporas muertas proveen de un microhábitat favorable para la formación de esporas. También se ha reportado una mayor esporulación de hongos endomicorrizicos dentro de restos de insectos, semillas muertas y cubiertas seminales, lo que ha sido interpretado como un mecanismo que favorecerla la supervivencia de las esporas expuestas a condiciones ambientales adversas. Este hecho ha sido aprovechado por algunos autores para la utilización de arcillas expandidas en la producción de inoculantes comerciales, dado que las esporas proliferan dentro de las cavidades producidas por las arcillas.
En la actualidad existen en el mercado varios productos inoculantes elaborados a base de hongos endomicorrizicos en presentación polvo cuya aplicación es tradicionalmente directa a la semilla. En este tipo de productos en presentación polvo, los hongos endimicorrizicos se encuentran totalmente expuestos a las condiciones ambientales y al daño mecánico durante el manejo del producto, sufriendo ruptura estructural o incluso su muerte, lo cual disminuye considerablemente la eficacia del producto. Al encontrarse expuestas las estructuras de los hongos endomicorrizicos existe el riesgo de que entren en contacto directo con algún producto fungicida que se haya aplicado también a la semilla ocasionando su muerte. Bajo este mismo contexto, los hongos son susceptibles de ser parasitados por algún agente nocivo impidiendo su instalación en la raíz de las plantas y/o provocando su muerte. En estos productos en polvo también existe la posibilidad de muerte de los hongos endomicorrizicos por cambios drásticos y continuos de temperatura, las esporas tienden a sufrir deshidratación. Además de lo anterior, generalmente es riguroso el uso de adherentes para que el producto en polvo pueda fijarse a la semilla, lo cual encarece la aplicación, este trabajo requiere de bastante tiempo y mano de obra. Algunas veces el polvo se dispersa en agua para su aplicación al suelo, sin embargo, este polvo no es soluble en el agua y lejos de optimizar la aplicación la vuelve ineficiente ya que el polvo sedimenta dentro del equipo de aplicación y tapa las boquillas de las máquinas sembradoras que se utilizan, haciendo que los empaques se desgasten, el arreglo de los equipos es muy costoso y se pierde mucho tiempo y producto. Por la naturaleza de estos productos en polvo, su aplicación en mezcla con fertilizantes granulados seria ineficiente ya que no se obtiene una buena homogenización debido a la diferencia en el tamaño de las partículas.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un proceso para obtener una composición en forma de gránulos peletizados a base de esporas de hongos endomicorrizicos recubiertos con arcillas minerales y la composición así obtenida así como su uso en la agricultura.
Es conocido que cuando se manejan o se aplican diversas composiciones con hongos micorrízicos al suelo, se degradan fácilmente bajo las condiciones ambientales adversas, se destruyen por daño mecánico durante su manejo, se contaminan o destruyen con fungicidas, parásitos o algún agente nocivo, además son productos delicados y de difícil manejo que se degradan fácilmente.
Toda esta problemática es solucionada sorprendentemente con el procedimiento y composición de la presente invención. En una modalidad de la presente invención la composición comprende : a) una mezcla de esporas de hongos endomicorrizos y limo esterilizado en una proporción de 15% hasta 30% en peso; b) mezcla de arcillas minerales en una proporción de 58% hasta 75% en peso y c) aglutinante en una proporción de 10 hasta 12% en peso. La mezcla de esporas de hongos endomicorrizicos con limo esterilizado contiene una concentración de esporas de 0-05% a 0.10%, esta concentración permite que el producto peletizado final contenga hasta 3,000 esporas viables/ Kg, cantidad que garantiza un uso eficiente del producto.
Esta mezcla debe contener al menos una de las siguientes especies de hongos endomicorrizicos: Glomus fasciculatum, Glomus constrictum, Glomus tortuosum, Glomus geosporum, Glomus intraradices, y/o mezclas de estas.
En esta composición la selección de los componentes en estos porcentajes tiene un efecto sorprendente, es decir la mezcla de arcillas montmorillonita, caolinita y bentonita recubre a las esporas de hongos endomicorrizicos, esta mezcla de arcillas debe estar en una proporción:
- Montmorillonita de 0.3 a 0.7
- Caolinita de 0.3 a 0.7
- Bentonita de 0.5 a 1.2
Aunque la composición preferente de la mezcla de arcillas minerales montmorillonita, caolinita y bentonita es de 0.5:0.5:1.
De acuerdo con los antecedentes, el tamaño de partícula de los componentes de la mezcla juega un papel importante para lograr una adecuada homogenización y formación de los gránulos. La mezcla de limo esterilizado con las esporas de hongos endomicorrízicos debe contener partículas cuyo tamaño debe ser al menos malla 40 (0.425mm). De igual manera, el tamaño de partícula de los componentes de la mezcla de las arcillas debe ser entre malla 80 (0.180 mm) y malla 100 (0.150 mm) .
Otra modalidad de la invención consiste en el proceso para obtener una composición a base de esporas y arcillas minerales para su uso en la agricultura que comprende las siguientes etapas: i) Se introduce la mezcla de arcillas en una tolva mezcladora junto con el limo esterilizado que contiene las esporas de los hongos endomicorrízicos y el aglutinante, en esta primera etapa se lleva a cabo una mezcla en seco de todos los ingredientes. En este punto las arcillas entran en contacto con las esporas de los hongos endomicorrízicos y comienza el proceso de cobertura. El uso de un aglutinante es esencial para conferir al gránulo una mayor dureza. Esta mezcla mantiente los componentes en las proporciones y rangos descritos con anterioridad hasta su completa homogenización. ii) Una vez transcurrido el tiempo necesario hasta obtener una mezcla homogénea, ésta se vierte en un plato peletizador a un flujo de 15 a 20 kg/min. El plato tiene un diámetro entre 1.5 y 2.5 m, con un ángulo de inclinación de 25° a 45 ° y gira de 5 a 20 rpm. Se rocía agua sobre la mezcla en el plato a un flujo de 1 a 2 L/min para comenzar a formar los gránulos. En este punto las esporas quedan completamente embebidas y recubiertas por las arcillas . iii) Los gránulos formados se alimentan a un horno rotatorio de 3 secciones, calentado por un quemador que es alimentado con una mezcla de hidrocarburos predominando el metano. En su interior el horno alcanza una temperatura de 400 a 500 °C en la primera sección, en la segunda sección la temperatura se reduce a un rango entre 200 a 300°C y en la última sección el rango de temperaturas decrece hasta 80 y 130°C. iv) Por último, los granulos obtenidos se hacen pasar a través de un sistema de cribas en donde la malla de abertura más grande es la número 3 (5 mm) y la más pequeña la número 20 (0.85mm). El producto que queda retenido entre estas mallas es el adecuado y se procede a envasar en sacos ó bolsas de papel. Esto se hace con el fin de garantizar que el producto que se entregará cumple con las condiciones de granulometría óptimos para su fácil aplicación.
Una modalidad más de la invención consiste en que la mezcla de los componentes sujeta al proceso descrito con anterioridad elimina el agua del producto peletizado final para poder obtener una baja concentración de humedad entre el 2% y el 6%, lo que permite que pueda ser mezclado también con fertilizantes higroscópicos como la urea, sin problemas que puedan afectar sus características físicas. Aún más, otra modalidad de la invención consiste en el uso de aglutinantes en la mezcla para obtener el producto granulado. Se realizaron pruebas con diferentes aglutinantes como: cal hidratada, melazas, pectinas, sulfonato de calcio y sulfato de calcio monohidratado; y de acuerdo con los resultados obtenidos el aglutinante con mejores resultados es el sulfato de calcio monohidratado.
Además, otra modalidad de la invención consiste en que el uso del aglutinante le confiere al producto granulado seco propiedades de dureza adecuada que le dará resistencia contra daños mecánicos por manejo y almacenamiento. El producto granulado seco presenta una dureza entre 1.9 hasta 2.3 kg/cm2 esta dureza es medida con un penetrómetro o durómetro.
Otro objetivo de la presente invención es la aplicación agrícola de micorrizas. El producto granulado elaborado a base de esporas de hongos endomicorrízicos que se encuentran recubiertas por una mezcla de arcillas minerales (montmorillonitas, caolinitas y bentonítas) al que hace referencia la presente invención, es un producto versátil de fácil y práctica aplicación. Su presentación es en forma granulada, con un tamaño de partícula de entre 0.85 hasta 5.0 milímetros, tamaño apropiado que le permite ser aplicado fácilmente ya sea sólo o en mezcla con otros fertilizantes. Cuenta con una dureza entre 1.9 a 2.3 kg/cm2, suficiente para soportar el manejo durante la preparación del producto y posterior en el mezclado con otros fertilizantes. Al ser mezclado con otros fertilizantes tiene una baja degradación a polvo y tiene además la capacidad de ser 100 % disgregable en agua, característica que le permite poder llegar a las raíces de las plantas. Gracias a estas características su aplicación se vuelve sencilla y práctica, ahorrando tiempos, mano de obra y costos. Además, como ya se mencionó, las esporas de los hongos endomicorrízicos se encuentran recubiertas por una mezcla de arcillas minerales (montmorillonitas, caolinitas y bentonitas) y después son sometidas a un proceso de paletizado (granulación) , esto las protege contra el daño mecánico que se pudiera presentar durante el manejo del producto haciendo más eficaz cada aplicación. Las esporas se encuentran protegidas también contra cambios drásticos de temperatura, o contra la infección de algún parásito o la contaminación de algún agente nocivo, evitando su destrucción y/o muerte. Este producto granulado puede aplicarse sólo o en mezcla con fertilizantes directo al suelo, como no se aplica a la semilla, no es necesario el uso de ningún adherente ni de ninguna clase de aditivos transportadores o acarreadores (carrier) . Ejemplos
Los siguientes ejemplos tienen la finalidad de ilustrar la invención no de limitarla, cualquier variación o valoración por un experto en la técnica a la luz de la presente invención caerá dentro del alcance de la misma.
Ejemplo 1
Para producir una tonelada de esta composición granulada se introducen en una mezcladora 150 Kg de una mezcla compuesta por 0.05% de esporas de hongos endomicorrizicos y 99.5% de limo esterilizado, 730 Kg de una mezcla de arcillas montmorillonitas, caoliniticas y bentoniticas pulverizadas, y 120 Kg de aglutinante sulfato de calcio monohidratado; se mezcla todo hasta obtener una mezcla homogénea. La mezcla se vacia en un plato peletizador en donde se rocia agua sobre la mezcla para formar gránulos a un flujo 1.25 L/min. Los gránulos formados se alimentan a un horno rotatorio de tres secciones con un perfil de temperaturas de 450, 225 y 100 °C para cada una de las secciones y obtener una humedad final del producto del 5%. Después del secado, los gránulos son cribados a través de las mallas de abertura 0.85 mm (malla 20) y 5.0 mm (malla 3). Se obtuvo un producto granulado con una dureza de 2.0 kg/cm2. El producto granulado que se obtiene puede aplicarse en dosis de 10-30 Kg/ha en cualquier cultivo, sólo ó en mezcla con el fertilizante, en suelos donde los cultivos establecidos se encuentren con bajos niveles de fertilidad.
Ejemplo 2
Se llevó a cabo un proceso para la selección de temperaturas a las que se realizará el proceso de granulación. Para ello se eligieron 4 temperaturas a las cuales opera el horno. Dichas temperaturas fueron seleccionadas en función de los procesos de secado con los que ya se contaba para el secado de otros productos a base de arcillas minerales. Las temperaturas elegidas para la experimentación fueron: 300, 500, 600 y 900 °C. La respuesta de salida evaluada fue la viabilidad del producto expresada en # de esporas viables / kg de muestra.
Los resultados se muestran en el gráfico de la figura 1. Donde se observa que la viabilidad decrece a medida que se incrementa la temperatura de secado. La mayor viabilidad se obtiene con la mínima temperatura, sin embargo, la humedad del grano es muy elevada y ocasiona que el grano se disgregue. Las condiciones ideales se determinaron en el punto en donde no se ve afectada de manera drástica la viabilidad de las esporas ni la humedad del producto. Para evaluar la viabilidad de las esporas se siguió el siguiente protocolo: 1. - Pesado de la muestra: Se pesan 20 gramos de muestra granulada
2. - Análisis de la muestra: Se analizaran por medio del método de tamizado y centrifugado en gradientes de sacarosa. Se toman entre 10 a 100 g de suelo. a) TAMIZADO. Se pasa la muestra por tres tamices de diámetro descendente. (10, 170, 200) . Se enjuagan con agua corriente por unos 10 a 20 min. Cuando se realiza este paso se tiene que tener cuidado de evitar salpicaduras o pérdidas de producto. b) PESADO. Se pesa el suelo que se quedo en los dos últimos tamices y se coloca de 1 a 3 g en un tubo de centrifuga (de
50 mi) , se adiciona de 10 a 20 mi de agua y con una jeringa 20 mi de solución de sacarosa al 72 % y Tween 80 al 2%, de manera que la solución quede por debajo del material suspendido en agua. c) CENTRIFUGADO. Se equilibran los tubos y se centrifugan durante 5 min a 2000 rpm. Se sacan los tubos de la centrifuga cuidando de no romper la interface agua- sacarosa. d) OBSERVACIÓN. Con la ayuda de una jeringa, se recorre toda la superficie de la interface y un poco de esta para recoger las esporas que no atravesaron la solución. Se coloca en el tamiz más chico para lavar y quitar el exceso de sacarosa. Se recuperan en un papel filtro para su posterior observación en el estereoscopio. Una vez separadas las micorrizas, se realizan montajes en microscopio para evaluar su estado morfológico, y evaluar si pueden ser consideradas como viables o no viables de acuerdo a los siguientes criterios:
Turgencia y color, para hacer un estimado de viabilidad, como se muestra en la figura 2.
En esta figura también se observa la separación de esporas, además en la figura 2. a) Espora considerada viable con color característico y turgencia, en la figura 2 b) Espora considerada muerta por el color que presenta y sin turgencia y figura 2 c) Espora considerada no viable por rompimiento de pared celular.
Ejemplo 3
Se evaluó el efecto del producto granulado a base de esporas de hongos endomicorrízicos en plantas de trigo. Se sembraron en macetas plantas con micorriza granulada y otras plantas con gránulos de arcilla sin micorriza. Primero se realizaron los conteos de esporas contenidos en la dosis aplicada para ajustar la concentración por maceta, de tal manera que se cumpliera con la concentración de 30 000 esporas / hectárea.
A lo largo del crecimiento vegetativo se hicieron evidentes los resultados que muestran que los tratamientos con producto granulado a base de esporas de hongos endomicorrizicos son opciones recomendables como complemento en el manejo nutrimental del ciclo de las plantas (en este caso el trigo) . La aplicación de tales tratamientos redunda en mayor desarrollo vegetativo y mayor aptitud de la zona radicular para absorber nutrientes. Descripción de las figuras
La figura 1, es un gráfico, que representa la evaluación de temperatura de secado vs Viabilidad, de esporas viables/kilogramo, en donde se observa que la viabilidad decrece a medida que se incrementa la temperatura de secado.
La figura 2, representa una fotografía de la separación de esporas. La figura 2 a) representa una espora considerada viable con color característico y turgencia.
La figura 2 b) representa una espora considerada muerta por el color que presenta y sin turgencia.
La figura 2 c) representa una espora considerada no viable por rompimiento de pared celular.

Claims

REIVINDICACIONES "Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . "
1. Una composición en forma de gránulos peletizados a base de esporas y arcillas minerales para su uso en la agricultura caracterizada porque comprende; a) una mezcla de esporas de hongos endomicorrizos y limo esterilizado de 15% hasta 30% en peso; b) mezcla de arcillas minerales en una proporción de 58% hasta 75% en peso y c) aglutinante en una proporción de 10 hasta 12% en peso.
2. Una composición, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las esporas de hongos endomicorrizos se seleccionan de al menos una de las siguientes especies de hongos endomicorrizicos; Glomus fasciculatum, Glomus constrictum, Glomus tortuosum, Glomus geosporum y Glomus intraradices y/o mezclas de estas.
3. Una composición, de conformidad con la reivindicación 1 caracterizada porque en la mezcla de limo y esporas de hongos endomicorrizicos la concentración de esporas se encuentra entre 0.05 y 0.10 % en peso, %, esta concentración permite que el producto peletizado final contenga hasta 3,000 esporas viables/ Kg, cantidad que garantiza un uso eficiente del producto.
4. Una composición, de conformidad con la reivindicación 1 caracterizada porque la granulometría de la mezcla de limo y esporas de hongos endomicorrízicos debe ser al menos 0.425mm (malla 40) .
5. Una composición, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las arcillas minerales se seleccionan de montmorillonita, caolinita y bentonita en un rango de:
- Montmorillonita de 0.3 a 0.7
- Caolinita de 0.3 a 0.7
- Bentonita de 0.5 a 1.2
6. Una composición, de conformidad con la reivindicación 1 caracterizada porque la granulometría de la mezcla de arcillas minerales debe ser de entre 0.180 mm (malla 80) y 0.150 mm (mallalOO) .
7. Una composición, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el aglutinante seleccionado es sulfato de calcio monohidratado.
8. Una composición, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el uso sulfato de calcio monohxdratado como aglutinante es esencial para conferir al producto peletizado una dureza que varia de entre 1.9 hasta 2.3 kg/cm2.
9. - Una composición, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la mezcla de arcillas montmorillonita, caolinita y bentonita recubre a las esporas de hongos endomicorrizicos, para protegerlos de las condiciones ambientales adversas, del daño mecánico durante su manejo, de cambios drásticos de temperatura, contra la deshidratación y para evitar la contaminación de los microorganismos con parásitos o algún agente nocivo.
10. Una composición, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la composición granulada se puede usar sola o mezclada en forma homogénea, segura y práctica con otros fertilizantes granulados.
11. Un proceso para obtener una composición a base de esporas y arcillas minerales para su uso en la agricultura de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende : i) Mezcla en seco de; a) una mezcla de esporas de hongos endomicorrizos y limo esterilizado de 15% hasta 30% en peso; b) mezcla de arcillas minerales en una proporción de 58% hasta 75% en peso y c) aglutinante en una proporción de 10 hasta 12% en peso, hasta su completa homogenización; ii) Peletizar la mezcla homogénea para formar gránulas para lo cual se vierte la mezcla homogénea en un plato peletizador a un flujo de 15 a 20 kg/min., el plato tiene un diámetro entre 1.5 y 2.5 m, con un ángulo de inclinación de 25° a 45 ° y gira de 5 a 20 rpm. , se rocía agua sobre la mezcla en el plato a un flujo de 1 a 2 L/min para comenzar a formar los gránulos.
iii) Secado de los gránulos, los gránulos formados se alimentan a un horno rotatorio de 3 secciones, el horno alcanza una temperatura de 400 a 500 °C en la primera sección, en la segunda sección la temperatura se mantiene en un rango entre 200 a 300°C, en la tercera y ultima sección la temperatura se mantiene en un rango de 80 a 130°C. iv) Cribado, los gránulos obtenidos se hacen pasar a través de un sistema de cribas en la que la malla de abertura más grande es la número 3 (5mm) y la más pequeña la número 20 (0.85mm).
12. Un proceso para obtener una composición, de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque en el paso iii) los gránulos formados tienen una baja concentración de humedad entre el 2% hasta el 6%, lo que permite que sean mezclados con fertilizantes higroscópicos, sin problemas que puedan afectar sus características físicas.
13. Un proceso para obtener una composición, de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque en el paso ii) la mezcla de arcillas montmorillonita, caolinita y bentonita, recubre las esporas de los hongos endomicorrízicos, para protegerlos de las condiciones ambientales adversas, del daño mecánico durante su manejo, de cambios drásticos de temperatura, contra la deshidratación y para evitar la contaminación de los microorganismos con parásitos o algún agente nocivo.
14. Un proceso para obtener una composición, de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque el producto granulado formado tiene un tamaño de partícula entre 0.85 mm (malla 20) y 5 mm (malla 3) y una dureza entre 1.9 a 2.3 kg/cm2.
15. Un gránulo peletizado a base de esporas y arcillas minerales para su uso en la agricultura formado por una composición de la reivindicación 1, caracterizado porque contiene hasta 3,000 esporas viables/ Kg., con un tamaño de partícula entre 0.85 mm (malla 20) y 5 mm (malla 3), una dureza entre 1.9 a 2.3 kg/cm2., y una baja concentración de humedad entre el 2% hasta el 6%.
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