WO2021148688A1 - Composición fertilizante que incluye estruvita y ácido siríngico como potenciador de la solubilización biológica de estruvita y utilización de la misma - Google Patents
Composición fertilizante que incluye estruvita y ácido siríngico como potenciador de la solubilización biológica de estruvita y utilización de la misma Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021148688A1 WO2021148688A1 PCT/ES2020/070049 ES2020070049W WO2021148688A1 WO 2021148688 A1 WO2021148688 A1 WO 2021148688A1 ES 2020070049 W ES2020070049 W ES 2020070049W WO 2021148688 A1 WO2021148688 A1 WO 2021148688A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- acid
- struvite
- fertilizer
- weight
- magnesium
- Prior art date
Links
- JMSVCTWVEWCHDZ-UHFFFAOYSA-N syringic acid Chemical compound COC1=CC(C(O)=O)=CC(OC)=C1O JMSVCTWVEWCHDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 229910052567 struvite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 74
- CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L ammonium magnesium phosphate hexahydrate Chemical compound [NH4+].O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O CKMXBZGNNVIXHC-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 72
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 69
- YIBXWXOYFGZLRU-UHFFFAOYSA-N syringic aldehyde Natural products CC12CCC(C3(CCC(=O)C(C)(C)C3CC=3)C)C=3C1(C)CCC2C1COC(C)(C)C(O)C(O)C1 YIBXWXOYFGZLRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 18
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 claims description 17
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 claims description 17
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 claims description 12
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 claims description 12
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 claims description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 9
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 9
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 claims description 7
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 claims description 7
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011785 micronutrient Substances 0.000 claims description 6
- 235000013369 micronutrients Nutrition 0.000 claims description 6
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 5
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 claims description 5
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N (2S)-2-Amino-3-hydroxypropansäure Chemical compound OC[C@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 4
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 claims description 4
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 claims description 4
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 claims description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 claims description 4
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 4
- VHRGRCVQAFMJIZ-UHFFFAOYSA-N cadaverine Chemical compound NCCCCCN VHRGRCVQAFMJIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 claims description 4
- 229960003692 gamma aminobutyric acid Drugs 0.000 claims description 4
- BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N gamma-aminobutyric acid Chemical compound NCCCC(O)=O BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 claims description 4
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Chemical compound [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N putrescine Chemical compound NCCCCN KIDHWZJUCRJVML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000004400 serine Nutrition 0.000 claims description 4
- ATHGHQPFGPMSJY-UHFFFAOYSA-N spermidine Chemical compound NCCCCNCCCN ATHGHQPFGPMSJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PFNFFQXMRSDOHW-UHFFFAOYSA-N spermine Chemical compound NCCCNCCCCNCCCN PFNFFQXMRSDOHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 241000194107 Bacillus megaterium Species 0.000 claims description 3
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 3
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 3
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 3
- KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N L-lysine Chemical compound NCCCC[C@H](N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-YFKPBYRVSA-N 0.000 claims description 3
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 claims description 3
- 241000693186 Oceanobacillus picturae Species 0.000 claims description 3
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 3
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 3
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 claims description 3
- 235000018977 lysine Nutrition 0.000 claims description 3
- HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N α-D-glucopyranosyl-α-D-glucopyranoside Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OC1C(O)C(O)C(O)C(CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- MVXMNHYVCLMLDD-UHFFFAOYSA-N 4-methoxynaphthalene-1-carbaldehyde Chemical compound C1=CC=C2C(OC)=CC=C(C=O)C2=C1 MVXMNHYVCLMLDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 2
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 claims description 2
- DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N Asparagine Natural products OC(=O)C(N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 241000589939 Azospirillum lipoferum Species 0.000 claims description 2
- 241000589152 Azotobacter chroococcum Species 0.000 claims description 2
- 241000589149 Azotobacter vinelandii Species 0.000 claims description 2
- 241000976738 Bacillus aryabhattai Species 0.000 claims description 2
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 claims description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K Citrate Chemical compound [O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 claims description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JPIJQSOTBSSVTP-GBXIJSLDSA-N D-threonic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H](O)C(O)=O JPIJQSOTBSSVTP-GBXIJSLDSA-N 0.000 claims description 2
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 claims description 2
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 claims description 2
- PMMYEEVYMWASQN-DMTCNVIQSA-N Hydroxyproline Chemical compound O[C@H]1CN[C@H](C(O)=O)C1 PMMYEEVYMWASQN-DMTCNVIQSA-N 0.000 claims description 2
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N L-Ornithine Chemical compound NCCC[C@H](N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 2
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-Proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 2
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P L-argininium(2+) Chemical compound NC(=[NH2+])NCCC[C@H]([NH3+])C(O)=O ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P 0.000 claims description 2
- DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N L-asparagine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 2
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 2
- HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N L-histidine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-YFKPBYRVSA-N 0.000 claims description 2
- AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N L-isoleucine Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N 0.000 claims description 2
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 claims description 2
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 2
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 claims description 2
- AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N L-threonine Chemical compound C[C@@H](O)[C@H](N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-GBXIJSLDSA-N 0.000 claims description 2
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 claims description 2
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 claims description 2
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 2
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 claims description 2
- 241000235048 Meyerozyma guilliermondii Species 0.000 claims description 2
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 241000772415 Neovison vison Species 0.000 claims description 2
- AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N Orn-delta-NH2 Natural products NCCCC(N)C(O)=O AHLPHDHHMVZTML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UTJLXEIPEHZYQJ-UHFFFAOYSA-N Ornithine Natural products OC(=O)C(C)CCCN UTJLXEIPEHZYQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 claims description 2
- 241001494479 Pecora Species 0.000 claims description 2
- ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N Proline Natural products OC(=O)C1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 108010009736 Protein Hydrolysates Proteins 0.000 claims description 2
- 239000005700 Putrescine Substances 0.000 claims description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N Succinic acid Natural products OC(=O)CCC(O)=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 2
- 241000282898 Sus scrofa Species 0.000 claims description 2
- AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N Threonine Natural products CC(O)C(N)C(O)=O AYFVYJQAPQTCCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004473 Threonine Substances 0.000 claims description 2
- HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N Trehalose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-WSWWMNSNSA-N 0.000 claims description 2
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 2
- HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N alpha,alpha-trehalose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 HDTRYLNUVZCQOY-LIZSDCNHSA-N 0.000 claims description 2
- APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P ammonium molybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-][Mo]([O-])(=O)=O APUPEJJSWDHEBO-UHFFFAOYSA-P 0.000 claims description 2
- 239000011609 ammonium molybdate Substances 0.000 claims description 2
- 235000018660 ammonium molybdate Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940010552 ammonium molybdate Drugs 0.000 claims description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 claims description 2
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000009697 arginine Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000009582 asparagine Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960001230 asparagine Drugs 0.000 claims description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 claims description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N butanedioic acid Chemical compound O[14C](=O)CC[14C](O)=O KDYFGRWQOYBRFD-NUQCWPJISA-N 0.000 claims description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 2
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229960000355 copper sulfate Drugs 0.000 claims description 2
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 235000018417 cysteine Nutrition 0.000 claims description 2
- XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N cysteine Natural products SCC(N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PMMYEEVYMWASQN-UHFFFAOYSA-N dl-hydroxyproline Natural products OC1C[NH2+]C(C([O-])=O)C1 PMMYEEVYMWASQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940032950 ferric sulfate Drugs 0.000 claims description 2
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 claims description 2
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000004554 glutamine Nutrition 0.000 claims description 2
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000014304 histidine Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960002591 hydroxyproline Drugs 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N isoleucine Natural products CCC(C)C(N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960000310 isoleucine Drugs 0.000 claims description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 2
- 229940099596 manganese sulfate Drugs 0.000 claims description 2
- 239000011702 manganese sulphate Substances 0.000 claims description 2
- 235000007079 manganese sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L manganese(II) sulfate Chemical compound [Mn+2].[O-]S([O-])(=O)=O SQQMAOCOWKFBNP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 claims description 2
- 239000000618 nitrogen fertilizer Substances 0.000 claims description 2
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 2
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229960003104 ornithine Drugs 0.000 claims description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 claims description 2
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004323 potassium nitrate Substances 0.000 claims description 2
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 claims description 2
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 claims description 2
- 229940063673 spermidine Drugs 0.000 claims description 2
- 229940063675 spermine Drugs 0.000 claims description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000002374 tyrosine Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004474 valine Substances 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 claims description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M D-gluconate Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-M 0.000 claims 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 229940050410 gluconate Drugs 0.000 claims 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 69
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 abstract description 69
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 abstract description 69
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 abstract description 52
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 abstract description 49
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 48
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 57
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 48
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 33
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 27
- 210000000416 exudates and transudate Anatomy 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 16
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 14
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 14
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 14
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 13
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 13
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 13
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 13
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 12
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 12
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 11
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 11
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 11
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N calcium;phosphoric acid Chemical compound [Ca+2].OP(O)(O)=O.OP(O)(O)=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 8
- 239000002426 superphosphate Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 241000227653 Lycopersicon Species 0.000 description 6
- 208000008167 Magnesium Deficiency Diseases 0.000 description 6
- 235000004764 magnesium deficiency Nutrition 0.000 description 6
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 4
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 4
- PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N Niacin Chemical compound OC(=O)C1=CC=CN=C1 PVNIIMVLHYAWGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 241001057636 Dracaena deremensis Species 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 3
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 3
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 3
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 3
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 2
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 2
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- PZZHMLOHNYWKIK-UHFFFAOYSA-N eddha Chemical compound C=1C=CC=C(O)C=1C(C(=O)O)NCCNC(C(O)=O)C1=CC=CC=C1O PZZHMLOHNYWKIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021073 macronutrients Nutrition 0.000 description 2
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 2
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 2
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 2
- 235000001968 nicotinic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229960003512 nicotinic acid Drugs 0.000 description 2
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 2
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 2
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 2
- 229910052585 phosphate mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 2
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 2
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000001707 (E,7R,11R)-3,7,11,15-tetramethylhexadec-2-en-1-ol Substances 0.000 description 1
- RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N -2,3-Dihydroxypropanoic acid Natural products OCC(O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QLPZEDHKVHQPAD-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-trifluoro-n-trimethylsilylacetamide Chemical compound C[Si](C)(C)NC(=O)C(F)(F)F QLPZEDHKVHQPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WYMDDFRYORANCC-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-[bis(carboxymethyl)amino]-2-hydroxypropyl]-(carboxymethyl)amino]acetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O WYMDDFRYORANCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100027324 2-hydroxyacyl-CoA lyase 1 Human genes 0.000 description 1
- 241000590020 Achromobacter Species 0.000 description 1
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 description 1
- 241000219195 Arabidopsis thaliana Species 0.000 description 1
- 241001635619 Avicennia marina Species 0.000 description 1
- 241000589941 Azospirillum Species 0.000 description 1
- 241000589151 Azotobacter Species 0.000 description 1
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 241001453380 Burkholderia Species 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- XFTRTWQBIOMVPK-YFKPBYRVSA-N Citramalic acid Natural products OC(=O)[C@](O)(C)CC(O)=O XFTRTWQBIOMVPK-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- OCUCCJIRFHNWBP-IYEMJOQQSA-L Copper gluconate Chemical class [Cu+2].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O OCUCCJIRFHNWBP-IYEMJOQQSA-L 0.000 description 1
- RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N D-glyceric acid Chemical compound OC[C@@H](O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 241000588698 Erwinia Species 0.000 description 1
- 241000589565 Flavobacterium Species 0.000 description 1
- 101001009252 Homo sapiens 2-hydroxyacyl-CoA lyase 1 Proteins 0.000 description 1
- 241000276419 Lophius americanus Species 0.000 description 1
- 241000970829 Mesorhizobium Species 0.000 description 1
- GMPKIPWJBDOURN-UHFFFAOYSA-N Methoxyamine Chemical compound CON GMPKIPWJBDOURN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000192041 Micrococcus Species 0.000 description 1
- 241001072230 Oceanobacillus Species 0.000 description 1
- 241000179039 Paenibacillus Species 0.000 description 1
- BLUHKGOSFDHHGX-UHFFFAOYSA-N Phytol Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)CCCC(C)C=CO BLUHKGOSFDHHGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000235648 Pichia Species 0.000 description 1
- 241000589180 Rhizobium Species 0.000 description 1
- 240000002044 Rhizophora apiculata Species 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- HNZBNQYXWOLKBA-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofarnesol Natural products CC(C)CCCC(C)CCCC(C)=CCO HNZBNQYXWOLKBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000007244 Zea mays Nutrition 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000012271 agricultural production Methods 0.000 description 1
- 230000009418 agronomic effect Effects 0.000 description 1
- BOTWFXYSPFMFNR-OALUTQOASA-N all-rac-phytol Natural products CC(C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)=CCO BOTWFXYSPFMFNR-OALUTQOASA-N 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical class O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000008485 antagonism Effects 0.000 description 1
- 230000003851 biochemical process Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229930002875 chlorophyll Natural products 0.000 description 1
- 235000019804 chlorophyll Nutrition 0.000 description 1
- ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M chlorophyll a Chemical compound C1([C@@H](C(=O)OC)C(=O)C2=C3C)=C2N2C3=CC(C(CC)=C3C)=[N+]4C3=CC3=C(C=C)C(C)=C5N3[Mg-2]42[N+]2=C1[C@@H](CCC(=O)OC\C=C(/C)CCC[C@H](C)CCC[C@H](C)CCCC(C)C)[C@H](C)C2=C5 ATNHDLDRLWWWCB-AENOIHSZSA-M 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- XFTRTWQBIOMVPK-UHFFFAOYSA-N citramalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)(C)CC(O)=O XFTRTWQBIOMVPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012272 crop production Methods 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 238000001212 derivatisation Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012851 eutrophication Methods 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000003958 fumigation Methods 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000003979 granulating agent Substances 0.000 description 1
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 1
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000006278 hypochromic anemia Diseases 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002198 insoluble material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical class [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000003050 macronutrient Effects 0.000 description 1
- WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L magnesium sulfate heptahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[O-]S([O-])(=O)=O WRUGWIBCXHJTDG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940061634 magnesium sulfate heptahydrate Drugs 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 208000010125 myocardial infarction Diseases 0.000 description 1
- 235000003715 nutritional status Nutrition 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000036542 oxidative stress Effects 0.000 description 1
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000003819 peripheral blood mononuclear cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000002686 phosphate fertilizer Substances 0.000 description 1
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003017 phosphorus Chemical class 0.000 description 1
- BOTWFXYSPFMFNR-PYDDKJGSSA-N phytol Chemical compound CC(C)CCC[C@@H](C)CCC[C@@H](C)CCC\C(C)=C\CO BOTWFXYSPFMFNR-PYDDKJGSSA-N 0.000 description 1
- 238000003976 plant breeding Methods 0.000 description 1
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 1
- 230000001863 plant nutrition Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 229930000044 secondary metabolite Natural products 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- KCDXJAYRVLXPFO-UHFFFAOYSA-N syringaldehyde Chemical compound COC1=CC(C=O)=CC(OC)=C1O KCDXJAYRVLXPFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- COBXDAOIDYGHGK-UHFFFAOYSA-N syringaldehyde Natural products COC1=CC=C(C=O)C(OC)=C1O COBXDAOIDYGHGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006276 transfer reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical class [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
- C05B—PHOSPHATIC FERTILISERS
- C05B7/00—Fertilisers based essentially on alkali or ammonium orthophosphates
Definitions
- the present invention relates to a fertilizer composition that includes struvite and syringic acid as an enhancer of the biological solubilization of struvite, as well as to the use of said fertilizer composition.
- the invention provides a fertilizer composition that includes struvite and syringic acid as an enhancer of the biological solubilization of struvite, where syringic acid in combination with struvite improves the levels of phosphorus and magnesium in the plant, constituting its application an alternative to conventional fertilizers based on phosphorus and / or magnesium.
- the invention relates to a combination of the described fertilizer composition together with another additional fertilizer and / or biostimulant.
- Magnesium is an essential element for plants, since it is fundamental in numerous biochemical processes such as chlorophyll biosynthesis, carbon fixation or the synthesis of proteins and nucleic acids (Jezek M, GeilfusCM, Bayer A.MuhlingKH. Photosynthetic capacity , nutrient status, and growth of maize (Zea mays L.) upon MgSCL leaf application. Front Plant Sci. 2015; 5: 781. doi: 10.3389 / fpls.2014.00781.).
- magnesium deficiencies often occur in crops, especially in those grown in acidic and sandy soils, since magnesium is a highly mobile nutrient susceptible to leaching and antagonisms with other nutrients occur in these types of soil ( Hermans C, Vuylsteke M, Coppens F, Cristescu SM, Harren FJM, InzeD, Verbruggen N. Systemsanalysis of the responses to long-term magnesium deficiency and restoration in Arabidopsis thaliana. New Phytol. 2010; 187: 132-144. Doi: 10.1111 /j.1469-
- Phosphorus is an essential macronutrient for the development and growth of plants, since it is a structural component of molecules such as nucleic acids and phospholipids of the membranes and is part of the compounds involved in the energy transfer reactions. Plants absorb this nutrient in its soluble forms, mainly HPCL 2 and H 2 PO 4 . Phosphorus is, along with nitrogen and potassium, one of the three macronutrients that crops require in greater quantity and a determining factor in their productivity.
- Circular Economy refers to a strategy that aims to redesign, reuse and recycle resources, materials and products, keeping them in economic and ecological flows and minimizing their waste.
- the agriculture sector is promoting the minimization of the carbon footprint of fertilizers and the increase in the efficiency of use of the resources used.
- the use of resources from the revaluation of by-products of the food industries or urban waste constitutes an essential activity within the Circular Economy.
- Materials such as struvite or biochar, considered waste according to directive 2008/98 / CE, can now be used as raw materials for fertilizers in the new directive 2019-1009.
- More than 155,000 tons of phosphorus are consumed for agriculture.
- the recovery of a large part of this phosphorus from urban and industrial waste and its reuse may constitute in the near future a way to increase the efficiency in the use of this resource, as well as to reduce the carbon footprint and pollution problems. associated with conventional phosphate fertilization.
- the slow release of the phosphorus contained in this mineral may not be sufficient to satisfy the phosphorus demand of plants during the first phases of growth (Kahiluoto, H., Kuisma, M., Ketoja, E., Salo, T ., Heikkinen, J., 2015. Phosphorus in manure and sewage sludge more recyclable than in soluble inorganic fertilizer. Environ. Sci. Technol. 49, 2115-2122). Therefore, and in order to achieve an efficiency in the use of plant nutrients contained in struvite similar to that of conventional phosphate fertilizers, it is necessary to design new technologies.
- Some solutions designed to solve the problems mentioned above in relation to the phosphate nutrition of plants consist of the use of metal ions complexed with amino acids to improve the solubilization of phosphorus by the microorganisms present in the soil (EP3181538A1), in the application of a plant-assimilable phosphorus enhancer based on glyceric acid (PCT / ES2019 / 070206) or in the application of inocula of phosphorus-solubilizing microorganisms (Hu et al., “Development of a biologically based fertilizer, incorporating Bacillus megaterium A6, for improved phosphorus nutrition of oilseed monkfish ", Can J Microbiol. 59: 231-6, 2013; US5256544A; WO2014082167A1).
- plants exude through their roots a considerable part of the organic compounds generated in photosynthesis (between 11 and 40%) in order to regulate the chemical composition of the rhizosphere and promote the growth of microorganisms. that can bring benefits to the plant in a given ecosystem (Badri and Vivanco, “Regulation and function of root exudates”, Plant, Cell and Environment 32, 666-681, 2009; Zhalnina et al., “Phosphorus activators contribute to legacy phosphorus availability in agricultural soils: A review”, Science of the Total Environment 612 (2018) 522-537, 2018).
- Root exudates include sugars, amino acids, organic acids, fatty acids and secondary metabolites (Bais et al., “The role of root exudates in rhizosphere interactions with plants and other organisms”, Annu Rev Plant Biol. 57: 233 -66, 2006).
- composition and quantity of these exudates are mainly influenced by environmental signals, for example, the availability of nutrients in the soil.
- plants have adaptation mechanisms to soils with low levels of assimilable nutrients, among which is the exudation at the root level of metabolites that increase their solubilization and acquisition and / or that modulate the composition of communities.
- microbial soil favoring those microorganisms with the capacity to provide the nutrient that is in short supply.
- exudates include carboxylic acids, sugars, phenolic compounds, amino acids and even certain enzymes (Carvalhais et al., "Root exudation of sugars, amino acids, and organic acids by maize as affected by nitrogen, phosphorus, potassium, and ion deficiency” , J. Plant Nutr. Soil Sci. 174, 3-11, 2011; Vengavasi and Pandey, "Root exudation index as a physiological marker for efficient phosphorus acquisition in soybean: an effective tool for plant breeding", Crop Pasture Sci. 67, 1096-1109, 2016).
- the present invention starts from the aforementioned approaches so that, on the one hand, by regulating the transformation processes of phosphorus and magnesium contained in struvite, certain organic molecules contained in root exudates can increase the availability of these nutrients for plants and favor their biological solubilization in agricultural soils. Likewise, this approach would constitute an alternative to conventional phosphate and magnesium fertilizers.
- the present invention provides a fertilizer composition that includes struvite and syringic acid as an enhancer of the biological solubilization of struvite, where syringic acid increases the levels of phosphorus and magnesium in plants.
- Syringic acid or 4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzoic acid, is a phenolic compound present in the tissues of certain plants (Shahzad et al., “Effect of syringic acid and syringaldehyde on oxidative stress and inflammatory status in peripheral blood mononuclear cells from patients of myocardial infarction. ”, Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2019).
- the present invention provides a fertilizer composition that includes struvite and syringic acid as an enhancer of the biological solubilization of struvite.
- the fertilizer composition of the invention is in powder form and comprises between 85 and 99.9% by weight of struvite and between 0.1 and 15% of syringic acid.
- the fertilizer composition of the invention comprises between 85 and 99.9% by weight of struvite, between 0.1 and 10% by weight of syringic acid and between 0.5 and 5% by weight. % by weight of other components selected from the group consisting of sugars, amino acids, organic acids, diamines and polyamines, alcohols, nucleotides and combinations thereof, the fertilizer composition being in powder form.
- the sugars are preferably selected from mono- and di-saccharides such as sucrose, fructose, trehalose, glucose, arabinose, maltose, as well as mixtures thereof.
- the amino acids are preferably selected from threonine, lysine, phenylalanine, glutamic acid, methionine, GABA, ornithine, glycine, glutamine, aspartic acid, serine, asparagine, tyrosine, tryptophan, valine, leucine, isoleucine, proline, 4-hydroxyproline, arginine, histidine, alanine, cysteine, and their mixtures.
- organic acids other than syringic acid are preferably selected from lactic acid, succinic acid, oxalic acid, gluconic acid, threonic acid, fumaric acid, and mixtures thereof.
- Diamines and polyamines are preferably selected from cadaverine, putrescine, spermidine, spermine, and mixtures thereof.
- the fertilizer composition of the invention is formulated in powder form, as indicated above, but it can also be formulated as an emulsion composition with the addition of water or in granulated form by adding granulating agents known to those skilled in the art. subject.
- the invention refers to a fertilizer composition as described above in combination with another additional fertilizer selected from among nitrogen fertilizers, potassium fertilizers, fertilizers and calcium amendments, micronutrients, boric acid, leonardite, organic amendments and feldspar, as well as combinations thereof, and / or in combination with one or more biostimulants selected from the group consisting of amino acid hydrolysates, humic extracts, extracts of algae, living microorganisms, extracts of microorganisms and combinations thereof.
- another additional fertilizer selected from among nitrogen fertilizers, potassium fertilizers, fertilizers and calcium amendments, micronutrients, boric acid, leonardite, organic amendments and feldspar, as well as combinations thereof, and / or in combination with one or more biostimulants selected from the group consisting of amino acid hydrolysates, humic extracts, extracts of algae, living microorganisms, extracts of microorganisms and combinations thereof.
- the live microorganisms or the extracts of microorganisms will preferably come from the species Pichia guilliermondii, Azotobacter chroococcum, Azotobacter vinelandii, Azospirillum lipoferum, Bacillus megaterium, Bacillus aryabhattai, Oceanobacillus picturae, or from bacteria belonging to the Pichia solubilization capacity recognized by their capacity for phosphorus.
- composition of the invention is present in the combination in a proportion of 10 to 60% by weight.
- the additional nitrogen fertilizer is present in the combination in a proportion of 5 to 90% by weight and is selected from urea, ammonium nitrosulfate, potassium nitrate, ammonium sulfate, ammonium nitrate, calcium nitrate.
- the additional potassium fertilizer is present in the blend in a proportion of 5 to 90% by weight and is selected from potassium chloride, potassium sulfate, and potassium hydroxide.
- the additional calcium fertilizer is present in the combination in a proportion of 5 to 90% by weight and is selected from among calcium chloride, calcium cyanamide, calcium sulfate, dolomite, limestone, calcium oxide, calcium hydroxide .
- the additional micronutrient fertilizer is present in the combination in a proportion of 1 to 30% by weight and is selected from ferric sulfate, zinc sulfate, manganese sulfate, copper sulfate, ammonium molybdate, chloride of cobalt or micronutrients (iron, magnesium, zinc, manganese, copper) combined with complexing agents (humates, citrate, gluconates, heptagluconates and amino acids) or with chelating agents (ethylenediaminetetraacetic acid EDTA, ethylenediamine-di (o-hydroxyphenyl-acetic acid) EDDHA , diethylenetriaminepentaacetic acid DPTA).
- boric acid as an additional fertilizer is present in the blend in a proportion of 1 to 30% by weight.
- leonardite as an additional fertilizer is present in the blend in a proportion of 5 to 90% by weight.
- the additional organic amendment is present in the combination in a proportion of 5 to 90% by weight and is selected from cattle, sheep, pig, mink, rabbit and chicken manure.
- feldspar as additional fertilizer is present in the blend in a proportion of 5 to 90% by weight.
- the Biostimulants are present in the combination in a proportion of 5 to 90% by weight.
- Another object of the invention is the use of the fertilizer compositions described herein in powder form, in granular form, in pellet form or in emulsion form.
- composition of the invention in powder or emulsion form, it is preferably applied in an amount of 0.5 to 20 kg / ha and 0.06 to 1 kg / ha respectively.
- composition of the invention in combination with another additional fertilizer in the form of granules or pellets, preferably said combination is applied directly in an amount of 75 to 1,500 Kg / ha.
- the patent (PCT / ES2019 / 070206) describes a fertilizer composition that includes a phosphorus and calcium enhancer assimilated by plants.
- struvite is a mineral that contains around 28% of phosphorus fertilizer units (P2O5) and 10% of magnesium (16% of magnesium MgO fertilizer units)
- P2O5 phosphorus fertilizer units
- magnesium 16% of magnesium MgO fertilizer units
- the level of assimilable phosphorus in the soil used was 29.2 ppm, this being a normal level for agricultural practices and corresponding to 261 kg of P2O5 per hectare.
- the level of total phosphorus in this soil, including that not available to plants, was 865 ppm (4,064 kg of P2O5 / ha). Likewise, it was determined that the soil contained an adequate level of the rest of the main plant nutrients, including calcium.
- magnesium sulfate The only treatment that statistically significantly improves both the growth of corn plants and their magnesium content is magnesium sulfate, as shown in tables 1 and 2.
- the seeds were allowed to germinate in the dark for 4 days, after which the seedlings were placed in hydroponic cultivation trays, immersing the roots in standard Hoagland nutrient solution. In each tray, 12 plants were placed, with three trays (each corresponding to a biological repetition) being used for the control treatment and another three for the absence of magnesium. The plants grew with a temperature and photoperiod of 25 ° C and 16 h light / 22 ° C and 8 h darkness and a light intensity of 4,000 lux on the surface.
- the nutrient solution was replaced by fresh solution every three days and was kept aerated at all times by means of bubbler probes. After 10 days of growth, the plants were subjected to the magnesium and phosphorus depletion treatment. For this, three trays were incubated for three days with modified Hoagland solution without magnesium, incubating the three remaining trays with complete solution. After the incubation, the root exudates were obtained. The plants were carefully removed from the culture trays and washed with abundant water, applying a final wash with distilled water. The plants corresponding to each tray were placed in wide neck flasks containing 200 ml of MilliQ water, the roots being immersed in the water. The plants were incubated in the flasks for 6 h.
- Table 3 shows the metabolites exuded by the plants and their ratios in the absence of magnesium with respect to the control conditions.
- the 9 coincident metabolites were selected in the exudates of both cultures whose ratio Absence vs Sufficiency of magnesium was higher than 2. These metabolites were: syringic acid, GABA, serine, lysine, nicotinic acid, urea, glutamic acid , fructose and aspartic acid.
- syringic acid is the metabolite that, in combination with struvite, improves the growth and magnesium content of corn to a greater extent, achieving greater increases than in the treatment with conventional magnesium fertilizer.
- struvite and syringic acid by themselves do not statistically significantly improve the growth or the magnesium and phosphorus content of corn in relation to the control.
- the mixture of struvite and syringic acid managed to increase both the growth and the magnesium and phosphorus content in a very similar way to the conventional fertilization based on magnesium sulfate and triple superphosphate.
- the mixture of struvite and syringic acid improved growth to a greater extent than conventional fertilizers alone and, in addition, produced increases in the magnesium and phosphorus content of the plants very similar to those produced by separately applying magnesium sulfate and triple superphosphate, respectively.
- trial 4 the same agricultural soil as trial 1 was used, with an assimilable magnesium content of 0.7 mg / kg, so that each pot with 3 kg of soil contains 2.1 mg of assimilable magnesium.
- B 97.2% struvite and 2.8% by weight of the combination of between 30 and 80% syringic acid, between 5 and 30% serine, between 5 and 30% of fructose and between 5 and 30% nicotinic acid.
- C 97.2% struvite and 2.8% by weight of the combination of between 30 and 80% syringic acid, between 5 and 30% GABA, between 5 and 30% of glucose and between 5 and 30% citric acid.
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fertilizers (AREA)
Abstract
La presente invención proporciona una composición fertilizante que incluye estruvita y ácido siríngico como potenciador de la solubilización biológica de estruvita, donde el ácido siríngico en combinación con estruvita mejora los niveles de fósforo y magnesio en la planta, constituyendo su aplicación una alternativa a los fertilizantes convencionales basados en fósforo y/o magnesio.
Description
COMPOSICIÓN FERTILIZANTE QUE INCLUYE ESTRUVITA Y ÁCIDO SIRÍNGICO COMO POTENCIADOR DE LA SOLUBILIZACIÓN BIOLÓGICA DE ESTRUVITA Y
UTILIZACIÓN DE LA MISMA
DESCRIPCIÓN
La presente invención se refiere a una composición fertilizante que incluye estruvita y ácido siríngico como potenciador de la solubilización biológica de estruvita, así como al uso de dicha composición fertilizante.
Más concretamente, en un primer aspecto, la invención proporciona una composición fertilizante que incluye estruvita y ácido siríngico como potenciador de la solubilización biológica de estruvita, donde el ácido siríngico en combinación con estruvita mejora los niveles de fósforo y magnesio en la planta, constituyendo su aplicación una alternativa a los fertilizantes convencionales basados en fósforo y/o magnesio.
En un segundo aspecto, la invención se refiere a una combinación de la composición fertilizante descrita junto con otro fertilizante adicional y/o bioestimulante. El magnesio es un elemento esencial para las plantas, puesto que es fundamental en numerosos procesos bioquímicos tales como la biosíntesis de clorofila, la fijación de carbono o la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos (Jezek M, GeilfusCM, Bayer A.MuhlingKH. Photosynthetic capacity, nutrient status, and growth of maize (Zea mays L.) upon MgSCL leaf application. Front Plant Sci. 2015;5:781. doi: 10.3389/fpls.2014.00781.). No obstante, con frecuencia se producen deficiencias de magnesio en los cultivos, especialmente en aquellos crecidos en suelos ácidos y arenosos, al ser el magnesio un nutriente altamente móvil y susceptible a la lixiviación y al producirse antagonismos con otros nutrientes en estos tipos de suelo (Hermans C, Vuylsteke M, Coppens F, Cristescu SM, Harren FJM, InzeD, Verbruggen N. Systemsanalysis of the responses to long-term magnesium deficiency and restoration in Arabidopsis thaliana. New Phytol. 2010;187:132-144. doi:10.1111/j.1469-
8137.2010.03257.x.).
La relevancia del magnesio en la producción agrícola ha sido subestimada en las últimas décadas (Cakmak I, Yazici AM (2010) Magnesium: a forgotten element in crop production. Setter Crops 94:23-25). Probablemente, el motivo de la falta de atención a este elemento por parte de agrónomos y científicos sea que, en numerosas situaciones, no se identifica la deficiencia de magnesio en las plantas. Aunque la deficiencia aguda de magnesio se manifiesta típicamente con clorosis intervenal y reducción del crecimiento, las frecuentes deficiencias latentes, o las que tienen lugar en estadios tempranos, a menudo no son visibles, por lo que son difíciles de diagnosticar y afectan negativamente a los rendimientos agrícolas (Cakmak y Yazici, 2010).
El fósforo es un macronutriente esencial para el desarrollo y crecimiento de las plantas, ya que es un componente estructural de moléculas tales como ácidos nucleicos y fosfolípidos de las membranas y forma parte de los compuestos involucrados en las
reacciones de transferencia de energía. Las plantas absorben este nutriente en sus formas solubles, mayoritariamente HPCL2 y H2PO4. El fósforo es, junto al nitrógeno y al potasio, uno de los tres macronutrientes que los cultivos requieren en mayor cantidad y un factor determinante en su productividad.
Pese a que la mayoría de suelos contienen reservas de fósforo total considerables, solo una pequeña fracción del mismo se encuentra disuelta en la solución del suelo, que habitualmente representa menos del 1% y que en muchas ocasiones no es suficiente para mantener el correcto crecimiento de las plantas (Bünemann et al., “Assessment of gross and net mineralization rates of soil organic phosphorus - A review”, Soil Biology and Biochemistry. 89:92-98, 2015).
Por tanto, es necesario aplicar grandes cantidades de fertilizantes fosfatados en los suelos agrícolas para cubrir las necesidades de los cultivos. Dichas aplicaciones son todavía mayores en suelos pobres en fósforo o dependiendo de determinados factores fisicoquímicos que influyen en su asimilabilidad, como la textura y el pH.
Asimismo, el uso abusivo o inapropiado de fertilizantes minerales fosfatados convencionales y la baja eficiencia de su aprovechamiento por parte de los cultivos (en torno al 45%) provocan una disminución de la fertilidad de los suelos, una importante contaminación del medio ambiente, principalmente en cuanto a la eutrofización en ríos, lagos y acuíferos, y un incremento en los costes de producción para los agricultores (Tilman et al., “Agricultural sustainability and intensive production practices”, Nature. 418: 671-7, 2002).
En un contexto en el que los miembros de las Naciones Unidas se han comprometido a adoptar los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible y el Acuerdo de París (COP21) para reducir las emisiones de efecto invernadero y el cambio climático (El 1 de junio de 2017, Estados Unidos anunció su retirada del acuerdo), así como para proteger y restaurar el medio ambiente y establecer patrones de producción y consumo responsables y sostenibles, resulta imprescindible aumentar la eficiencia de uso de los recursos en la agricultura y minimizar su impacto ambiental. En este sentido, tiene especial relevancia el concepto de Economía Circular, que hace referencia a una estrategia que tiene como objetivo rediseñar, reutilizar y reciclar recursos, materiales y productos, manteniéndolos en los flujos económicos y ecológicos y minimizando su desperdicio.
De hecho, desde el sector de la agricultura se está promoviendo la minimización de la huella de carbono de los fertilizantes y el aumento en la eficiencia de uso de los recursos empleados. En esta coyuntura, el aprovechamiento de recursos provenientes de la revalorización de subproductos de las industrias alimentarias o los residuos urbanos constituye una actividad esencial dentro de la Economía Circular. Materiales como la estruvita o el biochar, considerados residuos según la directiva 2008/98/CE, pueden ser ahora empleados como materias primas para fertilizantes en la nueva directiva 2019- 1009.
En España se consumen más de 155.000 toneladas de fósforo destinadas a la agricultura. La recuperación de buena parte de este fósforo a partir de residuos urbanos e industriales y su reutilización puede constituir en el futuro cercano una vía para aumentar la eficiencia en el uso de este recurso, así como para disminuir la huella de carbono y los problemas de contaminación asociados a la fertilización fosfatada convencional.
Diversos estudios confirman que la estruvita, obtenida normalmente a partir del tratamiento de aguas residuales, se puede emplear como un fertilizante eficiente de liberación lenta (Achat DL, Daumer ML, Sperandio M, Santeliani AC, More! C (2014) Solubility and mobility of phosphorus recycled from dairy effiuents and pig manures in incubated soils with different characteristics. Nutr Cycl Agroecosyst 99:1-15; Ehmann, A., Bach, I.M., Laopeamthong, S., Bilbao, J., Lewandowski, I., 2017. Can phosphate salts recovered from manure replace conventional phosphate fértil izer? Agrie. 7, 1). La estruvita constituye, por tanto, una alternativa prometedora a la fertilización fosfatada convencional.
Sin embargo, la liberación lenta del fósforo contenido en este mineral puede no ser suficiente para satisfacer la demanda de fósforo de las plantas durante las primeras fases de crecimiento (Kahiluoto, H., Kuisma, M., Ketoja, E., Salo, T., Heikkinen, J., 2015. Phosphorus in manure and sewage sludge more recyclable than in soluble inorganic fertilizer. Environ. Sci. Technol. 49, 2115-2122). Por consiguiente, y para poder conseguir una eficiencia en el uso de los nutrientes vegetales contenidos en la estruvita similar a la de los fertilizantes fosfatados convencionales, resulta necesario diseñar nuevas tecnologías.
Algunas soluciones diseñadas para solventar los problemas arriba mencionados en relación a la nutrición fosfatada de las plantas consisten en el uso de iones metálicos complejados con aminoácidos para mejorar la solubilización de fósforo por parte de los microorganismos presentes en el suelo (EP3181538A1), en la aplicación de un potenciador de fósforo asimilable por las plantas basado en ácido glicérico (PCT/ES2019/070206) o en la aplicación de inóculos de microorganismos solubilizadores de fósforo (Hu et al., “Development of a biologically based fertilizer, incorporating Bacillus megaterium A6, for improved phosphorus nutrition of oilseed rape”, Can J Microbiol. 59:231-6, 2013; US5256544A; WO2014082167A1).
Por los motivos expuestos, existe actualmente en el sector de nutrición vegetal la necesidad de buscar alternativas a la fertilización fosfatada convencional que fomenten la recuperación y reutilización del fósforo y permitan minimizar el impacto ambiental de la fertilización, manteniendo o incrementando al mismo tiempo la productividad de los cultivos de forma sostenible.
Por otra parte, las plantas exudan a través de las raíces una parte considerable de los compuestos orgánicos generados en la fotosíntesis (entre un 11 y un 40%) con la finalidad de regular la composición química de la rizosfera y promover el crecimiento de los microorganismos que pueden aportar beneficios a la planta en un ecosistema dado
(Badri y Vivanco, “Regulation and function of root exudates”, Plant, Cell and Environment 32, 666-681 , 2009; Zhalnina et al., “Phosphorus activators contribute to legacy phosphorus availability in agricultural soils: A review”, Science of the Total Environment 612 (2018) 522-537, 2018). Los compuestos presentes en los exudados radiculares incluyen azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos, ácidos grasos y metabolitos secundarios (Bais et al., “The role of root exudates in rhizosphere interactions with plants and other organisms”, Annu Rev Plant Biol. 57:233-66, 2006).
Además de la especie cultivada y su estadio fenológico, en la composición y cantidad de estos exudados influyen principalmente señales ambientales, por ejemplo, la disponibilidad de nutrientes en el suelo. De hecho, las plantas cuentan con mecanismos de adaptación a los suelos con bajos niveles de nutrientes asimilables, entre los que se encuentra la exudación a nivel radicular de metabolitos que aumentan la solubilización y adquisición de éstos y/o que modulan la composición de las comunidades microbianas del suelo, favoreciendo a aquellos microorganismos con capacidad de proporcionar el nutriente que escasea. Estos exudados incluyen ácidos carboxílicos, azúcares, compuestos fenólicos, aminoácidos e incluso ciertas enzimas (Carvalhais et al., “Root exudation of sugars, amino acids, and organic acids by maize as affected by nitrogen, phosphorus, potassium, and ¡ron deficiency”, J. Plant Nutr. Soil Sci. 174, 3-11, 2011 ; Vengavasi y Pandey, “Root exudation índex as a physiological marker for efficient phosphorus acquisition in soybean: an effective tool for plant breeding”, Crop Pasture Sci. 67, 1096-1109, 2016). Una alta exudación radicular supone una carga adicional a la demanda de carbono de la planta, que para este fin deriva una mayor cantidad de recursos generados por su maquinaria fotosintética (Vengavasi y Pandey, “Root exudation potential in contrasting soybean genotypes in response to low soil phosphorus availability is determined by photo-biochemical processes”, Plant Phys Biochem. 124, 1- 9. 2018). Por ejemplo, en el caso concreto de la deficiencia de fósforo, las plantas llegan a liberar en torno al 30% del carbono fijado mediante la fotosíntesis en forma de exudados radiculares durante la deficiencia de fósforo (Khorassani et al., “Citramalic acid and salicylic acid in sugar beet root exudates solubilize soil phosphorus”, BMC Plant Biol. 11, 121, 2011).
A la vista de lo anterior, la presente invención parte de los enfoques citados de forma que, por una parte, regulando los procesos de transformación del fósforo y magnesio contenido en la estruvita, determinadas moléculas orgánicas contenidas en los exudados radiculares pueden incrementar la disponibilidad de estos nutrientes para las plantas y favorecer la solubilización biológica de los mismos en los suelos agrícolas. Asimismo, este abordaje constituiría una alternativa a los fertilizantes fosfatados y magnésicos convencionales.
Así, en un primer aspecto, la presente invención proporciona una composición fertilizante que incluye estruvita y ácido siríngico como potenciador de la solubilización biológica de la estruvita, donde el ácido siríngico incrementa los niveles de fósforo y magnesio en las plantas.
El ácido siríngico, o ácido 4-hidroxi-3,5-dimetoxibenzoico, es un compuesto fenólico presente en los tejidos de determinadas plantas (Shahzad et al., “Effect of syringic acid and syringaldehyde on oxidative stress and inflammatory status in peripheral blood mononuclear cells from patients of myocardial infarction.”, Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol. 2019).
Ácido siríngico
Tal como se ha mencionado anteriormente, en un primer aspecto, la presente invención proporciona una composición fertilizante que incluye estruvita y ácido siríngico como potenciador de la solubilización biológica de la estruvita.
A la vista de los ejemplos descritos aquí posteriormente, los incrementos en la biomasa y en el contenido en fósforo y magnesio de las plantas en el suelo tratado con ácido siríngico dependen de la presencia de estruvita y están mediados por los microorganismos del suelo. Sin atenernos a una teoría en particular, los presentes inventores creen que el ácido siríngico promueve la actividad de los microorganismos presentes en el suelo capaces de solubilizar la estruvita. Los datos obtenidos por los inventores sugieren que el proceso de solubilización biológica de estruvita en los suelos difiere en cierta medida de la de otros minerales fosfatados presentes en los mismos, tales como fosfatos cálcicos, fosfatos de hierro o fosfatos de aluminio, ya que el ácido siríngico no tiene efecto en un suelo agrícola convencional, donde abundan los fosfatos mencionados, en el que no ha sido aplicada estruvita. Asimismo, la solicitud de patente (PCT/ES2019/070206) no tiene efecto sobre la asimilación del magnesio en presencia de estruvita.
En una forma de realización, la composición fertilizante de la invención está en forma de polvo y comprende entre un 85 y un 99,9% en peso de estruvita y entre un 0,1 y un 15% de ácido siríngico.
En otra forma de realización, la composición fertilizante de la invención comprende entre un 85 y un 99,9% en peso de estruvita, entre un 0,1 y un 10% en peso de ácido siríngico y entre un 0,5 y un 5% en peso de otros componentes seleccionados del grupo consistente en azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos, diaminas y poliaminas, alcoholes, nucleótidos y combinaciones de los mismos, estando la composición fertilizante en forma de polvo.
Cuando están presentes en la presente composición fertilizante, los azúcares se seleccionan preferentemente de entre mono- y di-sacáridos tales como sacarosa, fructosa, trehalosa, glucosa, arabinosa, maltosa, así como mezclas de los mismos.
Cuando están presentes en la presente composición fertilizante, los aminoácidos se seleccionan preferentemente de entre treonina, lisina, fenilalanina, ácido glutámico, metionina, GABA, ornitina, glicina, glutamina, ácido aspártico, serina, asparagina, tirosina, triptófano, valina, leucina, isoleucina, prolina, 4-hidroxiprolina, arginina, histidina, alanina, cisteína, y sus mezclas.
Cuando están presentes en la presente composición fertilizante, los ácidos orgánicos diferentes al ácido siríngico se seleccionan preferentemente de entre ácido láctico, ácido succínico, ácido oxálico, ácido glucónico, ácido treónico, ácido fumárico y mezclas de los mismos.
Las diaminas y poliaminas, en caso de estar presentes en la presente composición, preferentemente se seleccionan de entre cadaverina, putrescina, espermidina, espermina y mezclas de las mismas.
La presencia de estos otros componentes diferentes al ácido siríngico en la composición de la invención se basa en el hecho de que tales componentes forman parte de los exudados radiculares en los cultivos ensayados en ausencia de magnesio que se describen posteriormente o bien se encuentran descritos en la literatura como componentes de dichos exudados en condiciones normales para el desarrollo de la planta (Zhalnina et al., “Dynamic root exúdate chemistry and microbial substrate preferences drive patterns in rhizosphere microbial community assembly”, Nat Microbiol, 3(4):470-480, 2018), siendo por ello deseables con el objeto antes mencionado de disponer de una composición fertilizante que pueda permitir acelerar la solubilización biológica de la estruvita.
La composición fertilizante de la invención se formula en forma de polvo, como se ha indicado anteriormente, pero también puede formularse como una composición en emulsión con la adición de agua o en forma granulada mediante la adición de agentes de granulación conocidos por el experto en la materia.
De acuerdo con el segundo aspecto, la invención se refiere una composición fertilizante como la descrita anteriormente en combinación con otro fertilizante adicional seleccionado de entre fertilizantes nitrogenados, fertilizantes potásicos, fertilizantes y enmiendas cálcicas, micronutrientes, ácido bórico, leonardita, enmiendas orgánicas y feldespato, así como combinaciones de los mismos, y/o en combinación con uno o más bioestimulantes seleccionados del grupo consistente en hidrolizados de aminoácidos, extractos húmicos, extractos de algas, microorganismos vivos, extractos de microorganismos y combinaciones de los mismos. Los microorganismos vivos o los extractos de microorganismos provendrán preferentemente de las especies Pichia guilliermondii, Azotobacter chroococcum, Azotobacter vinelandii, Azospirillum lipoferum, Bacillus megaterium, Bacillus aryabhattai, Oceanobacillus picturae, o de bacterias pertenecientes a géneros reconocidos por su capacidad de solubilización de fósforo: Pseudomonas, Bacillus, Rhizobium, Burkholderia, Achromobacter, Agrobacterium, Micrococcus, Aerobacter, Flavobacterium, Mesorhizobium, Azotobacter, Azospirillum,
Erwinia, Paenibacillus y Oceanobacillus (Rodríguez y Fraga, “Phosphate solubilizing bacteria and their role in plant growth promotion”, Biotechnology Advances 17 (1999) 319-339, 1999; El-Tarabily y Youssef, “Enhancement of morphological, anatomical and physiological characteristics of seedlings of the mangrove Avicennia marina inoculated with a native phosphate-solubilizing isolate of Oceanobacillus picturae under greenhouse conditions”, Plant Soil (2010) 332:147-162, 2010; Zhu et al., 2018, supra).
En este caso, la composición de la invención está presente en la combinación en una proporción del 10 al 60% en peso.
En una realización, el fertilizante nitrogenado adicional está presente en la combinación en una proporción del 5 al 90% en peso y se selecciona de entre urea, nitrosulfato amónico, nitrato potásico, sulfato amónico, nitrato amónico, nitrato de calcio.
Aún en otra realización, el fertilizante potásico adicional está presente en la combinación en una proporción del 5 al 90% en peso y se selecciona de entre cloruro de potasio, sulfato potásico e hidróxido de potasio.
En otra realización, el fertilizante cálcico adicional está presente en la combinación en una proporción del 5 al 90% en peso y se selecciona de entre cloruro de calcio, cianamida cálcica, sulfato de calcio, dolomita, caliza, óxido de calcio, hidróxido de calcio.
Aún en otra realización, el fertilizante con micronutrientes adicional está presente en la combinación en una proporción del 1 al 30% en peso y se selecciona de entre sulfato férrico, sulfato de zinc, sulfato de manganeso, sulfato de cobre, molibdato amónico, cloruro de cobalto o micronutrientes (hierro, magnesio, zinc, manganeso, cobre) combinados con agentes complejantes (humatos, citrato, gluconatos, heptagluconatos y aminoácidos) o con agentes quelantes (ácido etilendiaminotetraacético EDTA, ácido etilendiamino-di(o-hidroxifenil-acético) EDDHA, ácido dietilentriaminopentaacético DPTA).
En una realización adicional, el ácido bórico como fertilizante adicional está presente en la combinación en una proporción del 1 al 30% en peso.
En otra realización, la leonardita como fertilizante adicional está presente en la combinación en una proporción del 5 al 90% en peso.
En otra realización, la enmienda orgánica adicional está presente en la combinación en una proporción del 5 al 90% en peso y se selecciona de entre estiércol de vacuno, de ovino, de cerdo, de visón, de conejo y gallinaza.
En otra realización adicional, el feldespato como fertilizante adicional está presente en la combinación en una proporción del 5 al 90% en peso.
En el caso de la combinación de la composición fertilizante de la invención con bioestimulantes tal como se ha descrito anteriormente, preferentemente los
bioestimulantes están presentes en la combinación en una proporción del 5 al 90% en peso.
Es también objeto de la invención el uso de las composiciones fertilizantes aquí descritas en forma de polvo, en forma granulada, en forma de pellet o en forma de emulsión.
En caso de uso de la composición de la invención en forma de polvo o emulsión, preferentemente ésta se aplica en una cantidad de 0,5 a 20 kg/ha y de 0,06 a 1 kg/ha respectivamente.
En caso de uso de la composición de la invención en combinación con otro fertilizante adicional en forma de granulado o pellet, preferentemente dicha combinación se aplica de forma directa en una cantidad de 75 a 1.500 Kg/ha.
Ejemplos
1. Estudio del efecto de la estruvita sobre el crecimiento y contenido en magnesio del maíz
La patente (PCT/ES2019/070206) describe una composición fertilizante que incluye un potenciador de fósforo y calcio asimilables por las plantas. Dado que la estruvita es un mineral que contiene en torno a un 28% de unidades fertilizantes de fósforo (P2O5) y un 10% de magnesio (16% de unidades fertilizantes de magnesio MgO), se quiso comprobar si la aplicación en un suelo de dicha composición fertilizante en combinación con estruvita mejoraba los niveles de magnesio en la planta, lo que sugeriría que ésta tiene capacidad de promover la solubilización de dicho mineral.
Se empleó un suelo agrícola con una textura franco-arenosa y con un contenido en magnesio asimilable de 0,7 ppm, considerado un nivel muy deficiente de este elemento para las prácticas agrícolas (Guía práctica de la fertilización racional de los cultivos en España, MAPAMA 2009). Este nivel de magnesio asimilable se corresponde con 4,5 kg de MgO por hectárea (considerando 30 centímetros de suelo arable y una densidad promedio de 1.300 kg/m3, la masa por hectárea sería de aproximadamente 3.900 toneladas).
El nivel de fósforo asimilable del suelo empleado era de 29,2 ppm, siendo éste un nivel normal para las prácticas agrícolas y que se corresponde con 261 kg de P2O5 por hectárea. El nivel de fósforo total en este suelo, incluyendo el no disponible para las plantas, era de 865 ppm (4.064 kg de P2O5 / ha). Asimismo, se determinó que el suelo contenía un nivel adecuado del resto de los principales nutrientes vegetales, incluido el calcio.
Con el objetivo de estudiar la solubilización de estruvita bajo la aplicación de la composición fertilizante descrita en la patente (PCT/ES2019/070206), se realizaron distintos tratamientos en macetas con 3 kg de tierra donde se sembraron plantas de
maíz (4 macetas por tratamiento con una planta por maceta) y se observó el efecto de estos sobre su peso seco y contenido en magnesio a las 6 semanas. Junto a cada uno de los tratamientos, se aplicó en cada maceta un fertilizante fosfatado convencional (superfosfato triple a una dosis de 100 unidades fertilizantes de fósforo -P2O5- por hectárea), suficiente para cubrir los requerimientos de fósforo de las plantas durante el ensayo, con objeto de evitar que diferencias en la nutrición fosfatada interfiriesen en la interpretación del ensayo respecto a la capacidad de cada uno de los tratamientos de proporcionar magnesio a las plantas. El efecto de los tratamientos se comparó con un control negativo (sin tratamiento) y un control positivo con un fertilizante magnésico convencional (sulfato de magnesio heptahidratado) que proporciona magnesio asimilable a las plantas. En los tratamientos que contienen estruvita o sulfato de magnesio se aplicaron las mismas unidades fertilizantes de magnesio 53,3 kg de MgO / ha. Los distintos tratamientos se describen a continuación:
- Control (Sin tratamiento).
- Estruvita: 333 kg/ha
- Potenciador P y Ca asimilables (PCT/ES2019/070206): 10 kg/ha
- Estruvita + Potenciador P y Ca asimilables (PCT/ES2019/070206): 333 + 10 kg/ha - Sulfato de Magnesio: 333 kg/ha
El único tratamiento que mejora de forma estadísticamente significativa tanto el crecimiento de las plantas de maíz como su contenido en magnesio es el sulfato de magnesio, tal y como se muestra en las tablas 1 y 2.
Tabla 2
Los resultados anteriores indican que el potenciador de P y Ca asimilables descrito en la patente PCT/ES2019/070206 no mejora el crecimiento de las plantas ni los niveles de magnesio en una situación de suficiencia de fósforo y deficiencia de magnesio y, por tanto, se demuestra que la estruvita, sola o en combinación con la composición fertilizante de la patente PCT/ES2019/070206, no mejora la asimilación de magnesio asimilable por las plantas en cantidades apreciables durante las primeras fases de crecimiento del maíz. Es por ello que se realizó un ensayo de obtención e identificación de exudados radiculares en ausencia de magnesio con el objetivo de encontrar una serie de moléculas candidatas a actuar como potenciadores de magnesio asimilable por las plantas a partir de la estruvita.
2. Ensayo de obtención e identificación de exudados radiculares en ausencia de magnesio
Con el objetivo caracterizar en detalle la respuesta de los cultivos a una deficiencia de magnesio e identificar los metabolitos exudados por las raíces bajo dicha situación, la Solicitante analizó el perfil diferencial de exudados de dos especies de cultivos de interés agronómico, maíz y tomate, en ausencia de magnesio. A continuación, se describe brevemente el ensayo para determinar los exudados radiculares emitidos en ausencia de magnesio.
El procedimiento, similar al usado por otros autores (Naveed et al., 2017, “Plant exudates may stabilize or weaken soil depending on species, origin and time”, European Journal of Soil Science) fue el mismo tanto para las semillas de maíz (variedad LG 34.90) como para las de tomate (variedad Agora Hybrid F1). Las semillas se esterilizaron superficialmente realizando un lavado de 5 minutos con etanol al 96%, seguido de 10 minutos en lejía al 5%. A continuación, las semillas se lavaron extensamente y se dejaron hidrataren agua MilliQ estéril durante 4 horas. Para su germinación, las semillas se colocaron en un lecho de papel de filtro humedecido con agua MilliQ estéril. Las semillas se dejaron germinar en oscuridad durante 4 días, tras lo cual se dispusieron las plántulas en bandejas de cultivo hidropónico, sumergiendo las raíces en solución nutritiva Hoagland estándar. En cada bandeja se colocaron 12 plantas, destinándose tres bandejas (cada una correspondiente a una repetición biológica) al tratamiento control y otras tres al de ausencia de magnesio. Las plantas crecieron con una temperatura y fotoperiodo de 25°C y 16 h luz/22°C y 8 h oscuridad y una intensidad lumínica de 4.000 luxes en superficie.
La solución nutritiva se reemplazó por solución fresca cada tres días y se mantuvo en todo momento aireada mediante sondas de burbujeo. Después de 10 días de crecimiento, se sometió a las plantas al tratamiento de depleción de magnesio y fósforo. Para ello, tres bandejas se incubaron durante tres días con solución Hoagland modificada sin magnesio, incubando las tres bandejas restantes con solución completa. Concluida la incubación, se procedió a la obtención de los exudados radiculares.
Las plantas se retiraron cuidadosamente de las bandejas de cultivo y se lavaron con abundante agua, aplicándose un último lavado con agua destilada. Las plantas correspondientes a cada bandeja se dispusieron en matraces de cuello ancho conteniendo 200 mi de agua MilliQ, quedando las raíces inmersas en el agua. Las plantas se incubaron en los matraces durante 6 h. Posteriormente, se retiraron las plantas y se eliminó el material insoluble de la solución filtrando con filtros de 0,20 pm. El material filtrado se ultracongeló en nitrógeno líquido y se sometió a liofilización. El material seco obtenido se pesó y se analizó mediante Cromatografía de Gases-Masas previa derivatización con metoxiamina y N-metil-(trimetilsililtrifluoroacetamida).
En la Tabla 3 se muestran los metabolitos exudados por las plantas y sus ratios en condiciones de ausencia de magnesio respecto a las condiciones control.
Tabla 3
Teniendo en cuenta estos resultados, se seleccionaron los 9 metabolitos coincidentes en los exudados de ambos cultivos cuyo ratio Ausencia vs Suficiencia de magnesio fuese superior a 2. Estos metabolitos fueron: ácido siríngico, GABA, serina, lisina, ácido nicotínico, urea, ácido glutámico, fructosa y ácido aspártico.
3. Cribado de moléculas orgánicas potenciadoras del magnesio asimilable por las plantas a partir de la estruvita
Con objeto de identificar compuestos que promuevan la liberación de magnesio asimilable por las plantas a partir de la estruvita, se generaron distintos productos consistentes en un 97,2% de estruvita y un 2,8% de una molécula orgánica seleccionada del ensayo anterior. Cada producto se aplicó por separado a una dosis de 343 kg/ha en una maceta con 3 kg de tierra, se sembraron plantas de maíz (4 macetas por tratamiento con una planta por maceta) y se observó el efecto sobre su peso seco y contenido en magnesio a las 6 semanas. El suelo empleado fue el mismo que para el Ensayo 1. El efecto de los tratamientos se comparó con un control negativo (sin tratamiento) y un control positivo con un fertilizante magnésico convencional (sulfato de magnesio) en una dosis de 333 kg/ha que proporciona magnesio asimilable a las plantas. En los tratamientos que contienen estruvita o sulfato de magnesio se aplicaron las mismas unidades fertilizantes de magnesio 53,3 kg de MgO / ha. Tabla 4
Tabla 5
Los resultados anteriores indican que el ácido siríngico es el metabolito que, en combinación con la estruvita, mejora en mayor medida el crecimiento y el contenido en magnesio del maíz, consiguiendo mayores incrementos que en el tratamiento con fertilizante magnésico convencional.
4. Comprobación del ácido siríngico como potenciador del magnesio y fósforo asimilables por las plantas a partir de la estruvita y de la mediación de los microorganismos del suelo.
Para comprobar que el efecto del ácido siríngico depende de la presencia de estruvita se estudió el efecto de la aplicación de únicamente ácido siríngico (sin estruvita) sobre el peso seco y contenido en magnesio de plantas de maíz a las 6 semanas. Asimismo, y dado que la estruvita contiene un 28% de fósforo y su solubilización biológica en el suelo podría incrementar la disponibilidad de fósforo para las plantas, se estudió el contenido en fósforo de las plantas. Por otro lado, para comprobar que el incremento en el crecimiento y en los niveles de magnesio, y fósforo en su caso, en las plantas está mediado por microorganismos, se estudió el efecto de la estruvita y de la estruvita con ácido siríngico en suelos esterilizados (libres de microorganismos, Sueloest). Los suelos fueron esterilizados por fumigación con cloroformo.
Los distintos tratamientos se describen a continuación:
Control (Sin tratamiento).
Estruvita: 333 kg/ha - Ácido siríngico: 10 kg/ha
Mezcla de estruvita (97,2 %) y ácido siríngico (2,8%): 343 kg/ha Sulfato de Magnesio (16% de MgO): 333 kg/ha para 53,3 kg/ha de MgO. Superfosfato triple (46% de P2O5): 202 kg/ha para 93 kg/ha de P2O5.
Sulfato de Magnesio 333 kg/ha y Superfosfato triple 202 kg/ha. - SuelOest
SuelOest + estruvita a 333 kg/ha
SuelOest + mezcla de estruvita (97,2 %) y ácido siríngico (2,8%) a 343 kg/ha
Tal y como se muestra en las tablas 6, 7 y 8, la estruvita y el ácido siríngico por sí solos no mejoran de forma estadísticamente significativa el crecimiento ni el contenido en magnesio y fósforo del maíz en relación al control. Sin embargo, la mezcla de estruvita y ácido siríngico consiguió incrementar tanto el crecimiento como el contenido en magnesio y fósforo de forma muy similar a la fertilización convencional a base de sulfato de magnesio y superfosfato triple. La mezcla de estruvita y ácido siríngico mejoró el crecimiento en mayor medida que los fertilizantes convencionales por separado y, además, produjo incrementos en el contenido en magnesio y en fósforo de las plantas
muy similar a los producidos al aplicar por separado sulfato de magnesio y triple superfosfato, respectivamente.
Tabla 6
Tabla 8
Estos resultados indican que el ácido siríngico tiene la capacidad de aumentar la asimilación de magnesio y fósforo por la planta y que su efecto depende de la presencia de estruvita en el suelo. Asimismo, la mezcla de estruvita y ácido siríngico no tuvo efecto sobre suelo esterilizado, lo que indica que el efecto de la mezcla de estruvita y ácido siríngico depende de los microorganismos presentes en el suelo. Con objeto de determinar si el aumento en el contenido en magnesio en los tratamientos estudiados se debe a un aumento en la disponibilidad de magnesio asimilable para las plantas, se realizó el balance de magnesio en el ensayo.
En el ensayo 4 se utilizó el mismo suelo agrícola que el ensayo 1 , con un contenido en magnesio asimilable de 0,7 mg/kg, por lo que cada maceta con 3 kg de tierra contiene 2,1 mg de magnesio asimilable.
Únicamente los tratamientos con sulfato de magnesio aportan magnesio asimilable por las plantas. Teniendo en cuenta el peso seco de la biomasa de las plantas de maíz y tomate (véase la Tablas 6) y el porcentaje de magnesio total en las plantas (Tabla 7), se pueden calcular los mg de magnesio presentes en la biomasa obtenida por cada planta (Tabla 9). Como se puede constatar, la cantidad de magnesio en la biomasa seca es superior a 2,1 mg tanto en el tratamiento con estruvita + ácido siríngico en suelo no esterilizado como en los tratamientos con sulfato de magnesio. En el resto de tratamientos, el contenido en magnesio de las plantas es inferior a 2,1 mg. Estos datos indican que el tratamiento de estruvita + ácido siríngico tiene, en un suelo no esterilizado, la capacidad de incrementar la disponibilidad de magnesio asimilable para las plantas. Dicho aumento en magnesio asimilable a partir del tratamiento con estruvita y ácido siríngico sugiere que el ácido siríngico promueve la solubilización biológica de la estruvita, lo que también explicaría el aumento en fósforo en las plantas (Tabla 8) gracias a la composición fertilizante con estruvita y potenciador de la solubilización biológica de la misma.
Tabla 9
5. Aplicación de la composición fertilizante y de la combinación de la invención
Se prepararon tres composiciones fertilizantes en forma de polvo de acuerdo con la invención con la siguiente composición:
A: un 97,2% de estruvita y un 2,8% en peso de ácido siríngico.
B: un 97,2% de estruvita y un 2,8% en peso de la combinación de entre un 30 y un 80% de ácido siríngico, entre un 5 y un 30% de serina, entre un 5 y un 30% de fructosa y entre un 5 y un 30% de ácido nicotínico.
C: un 97,2% de estruvita y un 2,8% en peso de la combinación de entre un 30 y un 80% de ácido siríngico, entre un 5 y un 30% de GABA, entre un 5 y un 30% de glucosa y entre un 5 y un 30% de ácido cítrico.
Estos productos (A, B, C) se probaron en ensayos de campo con plantas de maíz y de tomate, comparándose con un control negativo (sin tratamiento), un tratamiento con estruvita y con un control positivo de fertilización magnésica y fosfatada convencional consistente en sulfato de magnesio y superfosfato triple (D). Las dosis y modo de aplicación fueron las siguientes:
Para el maíz:
• A: 343 kg/ha vía fertilizante granulado.
• B: 343 kg/ha vía fertilizante granulado.
• C: 343 kg/ha vía fertilizante granulado.
• D: Sulfato de Magnesio 333 kg/ha y Superfosfato triple 202 kg/ha.
Para el tomate las unidades fertilizantes de los distintos tratamientos se redujeron a 43 de MgO y 75 de P2O5:
• A: 277 kg/ha vía fertilizante granulado.
• B: 277 kg/ha vía fertilizante granulado.
• C: 277 kg/ha vía fertilizante granulado.
• D: Sulfato de Magnesio 269 kg/ha y Superfosfato triple 163 kg/ha Los tratamientos A-D mejoraron considerablemente el rendimiento y el contenido en fósforo y magnesio del maíz (Tablas 10, 11 y 12), así como del tomate (Tablas 13, 14 y 15) respecto al control y al tratamiento con estruvita. El tratamiento B incrementó en mayor medida los parámetros citados respecto a los tratamientos A y C y mostró unos resultados comparables al tratamiento con fertilización fosfatada y magnésica convencional D.
Tabla 10
Tabla 11
Tabla 12
Tabla 13
Tabla 14
Tabla 15
Claims
1. Composición fertilizante que incluye estruvita y estruvita y un potenciador de la solubilización biológica de la estruvita que es el ácido siríngico.
2. Composición fertilizante según la reivindicación 1, caracterizada porque está en forma de polvo y comprende entre un 85 y un 99,9% en peso de estruvita y entre un 0,1 y un 15% de ácido siríngico.
3. Composición fertilizante según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende entre un 85 y un 99,9% en peso de estruvita, entre un 0,1 y un 10% en peso de ácido siríngico y entre un 0,5 y un 5% en peso de otros componentes seleccionados del grupo consistente en azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos, diaminas y poliaminas, alcoholes, nucleótidos y combinaciones de los mismos.
4. Composición fertilizante según la reivindicación 3, caracterizada porque los azúcares se seleccionan de entre mono- y di-sacáridos, preferentemente sacarosa, fructosa, trehalosa, glucosa, arabinosa, maltosa, así como mezclas de los mismos.
5. Composición fertilizante según la reivindicación 3, caracterizada porque los aminoácidos se seleccionan de entre treonina, lisina, fenilalanina, ácido glutámico, metionina, GABA, ornitina, glicina, glutamina, ácido aspártico, serina, asparagina, tirosina, triptófano, valina, leucina, isoleucina, prolina, 4-hidroxiprolina, arginina, histidina, alanina, cisteína, y sus mezclas.
6. Composición fertilizante según la reivindicación 3, caracterizada porque los ácidos orgánicos diferentes al ácido siríngico se seleccionan de entre ácido láctico, ácido succínico, ácido oxálico, ácido glucónico, ácido treónico, ácido fumárico y mezclas de los mismos.
7. Composición fertilizante según la reivindicación 3, caracterizada porque las diaminas y poliaminas se seleccionan de entre cadaverina, putrescina, espermidina, espermina y mezclas de las mismas.
8. Composición fertilizante según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está en forma de polvo.
9. Composición fertilizante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque está en forma de emulsión en agua.
10. Composición fertilizante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque está en forma granulada.
11. Combinación de una composición fertilizante según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 y otro fertilizante adicional seleccionado de entre
fertilizantes nitrogenados, fertilizantes potásicos, fertilizantes y enmiendas cálcicas, micronutrientes, ácido bórico, leonardita, enmiendas orgánicas y feldespato, así como combinaciones de los mismos, y/o en combinación con uno o más bioestimulantes seleccionados del grupo consistente en hidrolizados de aminoácidos, extractos húmicos, extractos de algas, microorganismos vivos, extractos de microorganismos y combinaciones de los mismos.
12. Combinación según la reivindicación 11, caracterizada porque la composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 está presente en una proporción del 10 al 60% en peso.
13. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 11-12, caracterizada porque el fertilizante nitrogenado adicional está presente en una proporción del 5 al 90% en peso y se selecciona de entre urea, nitrosulfato amónico, nitrato potásico, sulfato amónico, nitrato amónico, nitrato de calcio.
14. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 11-12, caracterizada porque el fertilizante potásico adicional está presente en una proporción del 5 al 90% en peso y se selecciona de entre cloruro de potasio, sulfato potásico e hidróxido de potasio.
15. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 11-12, caracterizada porque el fertilizante cálcico adicional está presente en una proporción del 5 al 90% en peso y se selecciona de entre cloruro de calcio, cianamida cálcica, sulfato de calcio, dolomita, caliza, óxido de calcio, hidróxido de calcio.
16. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 11-12, caracterizada porque el fertilizante de micronutrientes adicional está presente en una proporción del 1 al 30% en peso y se selecciona de entre sulfato férrico, sulfato de zinc, sulfato de manganeso, sulfato de cobre, molibdato amónico, cloruro de cobalto, micronutrientes de hierro, zinc, manganeso y/o cobre combinados con los agentes complejantes humato, citrato, gluconato, heptagluconato y aminoácidos o con los agentes quelantes ácido etilendiaminotetraacético, ácido etilendiamino-di(o- hidroxifenil-acético, ácido dietilentriaminopentaacético.
17. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 11-12, caracterizada porque el ácido bórico como fertilizante adicional está presente en una proporción del 1 al 30% en peso.
18. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 11-12, caracterizada porque la leonardita como fertilizante adicional está presente en una proporción del 5 al 90% en peso.
19. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 11-12, caracterizada porque la enmienda orgánica adicional está presente en una proporción del 5 al
90% en peso y se selecciona de entre estiércol de vacuno, de ovino, de cerdo, de visón, de conejo y gallinaza.
20. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 11-12, caracterizada porque el feldespato como fertilizante adicional está presente en una proporción del 5 al 90% en peso.
21. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 11-12, caracterizada porque los bioestimulantes están presentes en una proporción del 5 al 90% en peso.
22. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 11-12, caracterizada porque los microorganismos vivos o los extractos de microorganismos se seleccionan de entre las especies Pichia guilliermondii, Azotobacterchroococcum, Azotobacter vinelandii, Azospirillum lipoferum, Bacillus megaterium, Bacillus aryabhattai, Oceanobacillus picturae
23. Composición según la reivindicación 8 para su uso en forma de polvo, caracterizada porque se aplica en una cantidad de 0,5 a 20 kg/ha.
24. Composición según la reivindicación 9 para su uso en forma de emulsión, caracterizada porque se aplica en una cantidad de 0,06 a 1 kg/ha respectivamente.
25. Combinación según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 22 para su uso en forma granulada, caracterizada porque se aplica en una cantidad de 75 a 1.500 Kg/ha.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP20915607.4A EP4095117B1 (en) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | Fertiliser composition including struvite and syringic acid as an enhancer of the biological solubilisation of struvite |
| PCT/ES2020/070049 WO2021148688A1 (es) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | Composición fertilizante que incluye estruvita y ácido siríngico como potenciador de la solubilización biológica de estruvita y utilización de la misma |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/ES2020/070049 WO2021148688A1 (es) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | Composición fertilizante que incluye estruvita y ácido siríngico como potenciador de la solubilización biológica de estruvita y utilización de la misma |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021148688A1 true WO2021148688A1 (es) | 2021-07-29 |
Family
ID=76991659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/ES2020/070049 WO2021148688A1 (es) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | Composición fertilizante que incluye estruvita y ácido siríngico como potenciador de la solubilización biológica de estruvita y utilización de la misma |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4095117B1 (es) |
| WO (1) | WO2021148688A1 (es) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5256544A (en) | 1992-01-27 | 1993-10-26 | Eg&G Idaho, Inc. | Microbial solubilization of phosphate |
| WO2010135814A1 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Wolf Trax Inc . | High bioavailability phosphorus |
| WO2014082167A1 (en) | 2012-11-30 | 2014-06-05 | Xitebio Technologies Inc. | Phosphate solubilizing rhizobacteria bacillus firmus as biofertilizer to increase canola yield |
| CN103848540A (zh) * | 2014-01-10 | 2014-06-11 | 洛阳智方环保技术有限公司 | 一种鸟粪石沉淀法处理氨氮废水的工艺方法 |
| WO2014198000A1 (en) * | 2013-06-14 | 2014-12-18 | Ostara Nutrient Recovery Technologies Inc. | Slow and fast release fertilizer composition and methods for making same |
| EP3181538A1 (en) | 2015-12-15 | 2017-06-21 | Fertinagro Nutrientes, S.L. | Fertiliser composition including metal ions complexed with amino acids to improve the solubilization of phosphorus by the microorganisms present in the soil |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8609145B2 (en) * | 2006-02-08 | 2013-12-17 | The Andersons, Inc. | Dispersible struvite particles |
| EP2904892A1 (en) * | 2014-02-11 | 2015-08-12 | Morten Toft | Method and system for extracting at least a part of the phosphorous and/or nitrogen content of slurry and use of a mobile slurry distribution system as a crystallisation container |
| CN106748135A (zh) * | 2016-12-21 | 2017-05-31 | 新昌县奥而特农业科技有限公司 | 维生素锌硒肥及其制备方法和用途 |
-
2020
- 2020-01-22 WO PCT/ES2020/070049 patent/WO2021148688A1/es unknown
- 2020-01-22 EP EP20915607.4A patent/EP4095117B1/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5256544A (en) | 1992-01-27 | 1993-10-26 | Eg&G Idaho, Inc. | Microbial solubilization of phosphate |
| WO2010135814A1 (en) * | 2009-05-26 | 2010-12-02 | Wolf Trax Inc . | High bioavailability phosphorus |
| WO2014082167A1 (en) | 2012-11-30 | 2014-06-05 | Xitebio Technologies Inc. | Phosphate solubilizing rhizobacteria bacillus firmus as biofertilizer to increase canola yield |
| WO2014198000A1 (en) * | 2013-06-14 | 2014-12-18 | Ostara Nutrient Recovery Technologies Inc. | Slow and fast release fertilizer composition and methods for making same |
| CN103848540A (zh) * | 2014-01-10 | 2014-06-11 | 洛阳智方环保技术有限公司 | 一种鸟粪石沉淀法处理氨氮废水的工艺方法 |
| EP3181538A1 (en) | 2015-12-15 | 2017-06-21 | Fertinagro Nutrientes, S.L. | Fertiliser composition including metal ions complexed with amino acids to improve the solubilization of phosphorus by the microorganisms present in the soil |
Non-Patent Citations (23)
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4095117A1 (en) | 2022-11-30 |
| EP4095117A4 (en) | 2023-10-04 |
| EP4095117B1 (en) | 2024-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zheng et al. | Effects of biogas slurry application on peanut yield, soil nutrients, carbon storage, and microbial activity in an Ultisol soil in southern China | |
| Verma et al. | Impact of integrated nutrient management on growth, yield and nutrient uptake by wheat (Triticum aestivum L.) | |
| CN106866269A (zh) | 聚谷氨酸复合肥、制备方法及其应用 | |
| Çelik et al. | Effects of soil applied humic substances to dry weight and mineral nutrients uptake of maize under calcareous soil conditions | |
| Majumder et al. | Dynamics of carbon and nitrogen in agricultural soils: role of organic and inorganic sources | |
| Rani et al. | Integrated nutrient management for enhancing the soil health, yield and quality of little millet (Panicum sumatrense) | |
| Malav et al. | Effect of Iron and zinc enriched FYM on growth, yield and quality of wheat (Triticum aestivum L) in salt affected soils of Gujarat | |
| Golla | Role of integrated nutrient management for enhancing nitrogen use efficiency in crop | |
| WO2021148688A1 (es) | Composición fertilizante que incluye estruvita y ácido siríngico como potenciador de la solubilización biológica de estruvita y utilización de la misma | |
| WO2020193819A1 (es) | Composición fertilizante que incluye un potenciador de potasio asimilable por las plantas y utilización de la misma | |
| Negassa et al. | Soil fertility management studies on tef | |
| Jat et al. | Impact of zinc and molybdenum with manure in soybean-chickpea system in vertisols of Central India | |
| JP7317980B2 (ja) | 植物吸収可能なリン及びカルシウム増強剤を含む施肥組成物及びその使用 | |
| RU2796126C2 (ru) | Удобрительная композиция, которая включает в себя потенцирующее средство усваиваемого растением фосфора и кальция, и ее применение | |
| Shinde et al. | Evaluation of the rice hybrids grown under different INM practices for primary nutrients content and yield under lateritic soil of South Konkan | |
| Essa et al. | Productivity of Some Winter Wheat (Triticum aestivum L.) Varieties through Integrated Application of Vermicompost and Biochar in Sandy Soil | |
| Moradi et al. | Reduced Nitrogen Loss and Sustained Seed Yield of Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) by Optimizing the Use of NPK, Cow Manure, and Vermicompost | |
| MISHRA et al. | Effect of organic and inorganic sources of nutrients on productivity and nutritional quality of pigeonpea (Cajanus cajan L.) | |
| BR112021017524B1 (pt) | Composição fertilizante que inclui um potencializador de nitrogênio assimilável pelas plantas e utilização da mesma | |
| Elisha et al. | Studies on organic acid based biotech nutrients to enhance soil organic carbon (SOC) and grain yield in Maize (Zea mays) crop | |
| WO2020183033A1 (es) | Composicion fertilizante que incluye tiramina como potenciador de nitrógeno asimilable por las plantas y uso de la misma | |
| Temegne et al. | Manure-based composts influence soil quality after lettuce (Lactuca sativa L.) production | |
| Premanandarajah et al. | Selection of organic source as a substitute for phosphorus and sulphur and the best combination of poultry manure and single super phosphate combination in relation to groundnut yield | |
| EP3912967A1 (en) | Additive for improving the efficiency of pig purine as a fertiliser | |
| Thawale et al. | Impact of organic inputs on fertility status of soil under certified organic farms in Nagpur district |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20915607 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2020915607 Country of ref document: EP Effective date: 20220822 |