MX2012010144A - Composicion fertilizante que contiene micronutrientes y metodos para elaborar la misma. - Google Patents
Composicion fertilizante que contiene micronutrientes y metodos para elaborar la misma.Info
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Abstract
La presente invención se refiere a una composición fertilizante que incluye un gránulo fertilizante base con un recubrimiento de barrera y uno o más micronutrientes. El material fertilizante base está recubierto con un recubrimiento de barrera, y después un recubrimiento de uno o más micronutrientes. Alternativamente, el material fertilizante base está recubierto con un recubrimiento de barrera que tiene partículas discretas de micronutrientes dispersados a través de este. El recubrimiento de barrera actúa para aislar físicamente y químicamente las partículas de micronutrientes de la composición fertilizante fundamental de manera que más del micronutriente está disponible a la solución del suelo, y finalmente a la zona de raíz de la planta.
Description
COMPOSICIÓN FERTILIZANTE QUE CONTIENE MICRONUTRIENTES Y
MÉTODOS PARA ELABORAR LA MISMA
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La invención en general se refiere a composiciones fertilizantes, y más particularmente a composiciones fertilizantes que contienen micronutrientes para la introducción subsecuente en solución en el suelo y eventualmente en la zona de raíz de una planta.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Además de nutrientes primarios, tales como carbono, hidrógeno, oxigeno, nitrógeno, fósforo y potasa, micronutrientes y nutrientes secundarios son elementos los cuales son también esenciales para el crecimiento de la plata, pero son requeridos en cantidades mucho más pequeñas que aquellas de los nutrientes primarios. Los nutrientes secundarios pueden incluir, por ejemplo, calcio (Ca), azufre
(S) , y magnesio ( g) . Los micronutrientes pueden incluir, por ejemplo, boro (B) , cobre (Cu), hierro (Fe), manganeso (Mn) , molibdeno (Mo) , zinc (Zn), cloro (Cl), cobalto (Co) , sodio
(Na), y combinaciones de los mismos. Las fuentes de micronutrientes varían considerablemente en su estado físico, reactividad química, costo y disponibilidad a las plantas. Cuatro clases principales de fuentes de micronutrientes incluyen: (1) productos inorgánicos tales como óxidos, carbonatos y sales metálicas tales como sulfatos, cloruros, y nitratos; (2) quelatos sintéticos formados combinando un agente quelante con un metal a través de un enlace coordinado; (3) complejos orgánicos naturales que incluyen lignosulfonatos, poliflavonoides , y fenoles, elaborados haciendo reaccionar sales metálicas con ciertos subproductos orgánicos de la industria de la pulpa de madera o industrias relacionadas; y (4), fritas, o productos vitreos fritados, que contienen una concentración de micronutriente desde aproximadamente 2 hasta 25 porciento.
El método más común de aplicación de micronutriente para cultivos es la aplicación al suelo. Las relaciones de aplicación recomendadas usualmente son menos de 11.2 kg/ha (10 Ib/acre) en una base elemental asi uniforme de aplicación de fuentes de micronutrientes separadamente en el campo pueden ser difíciles. Incluir micronutrientes con fertilizantes mezclados es un método conveniente de aplicación y permite distribución más uniforme con equipo de aplicación convencional. Los costos también se reducen eliminando una etapa de aplicación separada. Cuatro métodos de aplicación de micronutrientes con fertilizantes mezclados pueden incluir incorporación durante la manufactura, mezclado a granel con fertilizantes granulares, recubrimientos sobre fertilizantes granulares, y mezclado con fertilizantes fluidos .
La incorporación durante la manufactura es la incorporación de uno o más micronutrientes directamente en gránulos fertilizantes, tales como fertilizante de fosfato o NP , a medida que se producen. Esta práctica permite a cada gránulo del fertilizante de fosfato tener una concentración consistente del (los) micronutriente (s ) deseados y distribución uniforme del (los) micronutriente ( s ) a través de los fertilizantes granulares. Debido a que los gránulos de fosfato son uniformemente dispersados sobre el área de crecimiento, el (los) micronutriente ( s ) contenidos también lo son. Sin embargo, debido a que la fuente micronutriente está en contacto con los componentes fertilizantes mezclados bajo condiciones de alta temperatura y humedad durante la manufactura, la velocidad de reacciones químicas con los fosfatos se incrementa las cuales pueden reducir la disponibilidad de la planta de algunos micronutrientes debido a que el (los) micronutriente (s) permanecen en el gránulo de fosfato.
El mezclado a granel con fertilizantes granulares es la práctica de mezclar a granel separadamente compuestos micronutrientes granulados con fertilizantes de fosfato granular y fertilizantes de potasa granular. La principal ventaja de esta práctica es que pueden ser producidos grados de fertilizantes los cuales proporcionarán las relaciones de micronutriente recomendadas para un campo dado a las relaciones usuales de aplicación dé fertilizante. La principal desventaja es que la segregación de nutrientes puede ocurrir durante la operación de mezclado y con manejo subsecuente. Para reducir o prevenir la segregación de tamaño durante la manipulación y transporte, los gránulos de micronutrientes deben estar cerca del mismo tamaño como los gránulos de potasa y fosfato. Debido a que los micronutrientes son requeridos en cantidades muy pequeñas para nutrición de la planta, esta práctica ha resultado en gránulos de micronutrientes desigualmente distribuidos y en general también demasiado lejos de las plantas para ser de beneficio inmediato ya que la mayoría migra en la solución del suelo solamente unos cuantos milímetros durante una estación de crecimiento completa.
El recubrimiento de fertilizantes granulares reduce la posibilidad de segregación. Sin embargo, algunos materiales enlazantes son insatisfactorios debido a que no mantienen los recubrimientos del micronutriente durante el embolsado, almacenaje y manipulación, los cuales resultan en segregación de las fuentes de micronutrientes de los componentes fertilizantes granulares. Se han tomado medidas para reducir el problema de segregación en el caso de nutrientes y micronutrientes secundarios, por ejemplo como en el caso de azufre o plaquetas de azufre en la porción fertilizante como se describe in la Patente Estadounidense No. 6,544,313 titulada "Composición Fertilizante Que Contiene Azufre y Método Para Preparar la Misma" y en el caso de micronutrientes como se describe en la Patente Estadounidense No. 7,497,891 titulada, "Método para Producir un Fertilizante con Micronutrientes", amas de las cuales se incorporan en la presente por referencia en sus totalidades.
Similar a la incorporación de micronutrientes durante la manufactura descrita anteriormente, la fuente de micronutriente está en contacto con los componentes fertilizantes en un producto recubierto y los micronutrientes pueden sufrir reacciones químicas con los fosfatos, de este modo reduciendo la disponibilidad de la planta de algunos micronutrientes debido a que el (los) micronutriente (s) permanece (n) en el gránulo de fosfato.
Permanece una necesidad de un producto fertilizante que contiene uno o más micronutrientes que maximizan la introducción del (los) micronutriente (es ) en la solución del suelo y finalmente a la zona de raíz de las plantas.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
Modalidades de la invención se dirigen a la incorporación de micronutriente ( s ) deseado (s) en formulaciones de fertilizantes granulares para introducción subsecuente de los micronutrientes en solución en el suelo y eventualmente en la zona de raiz de la planta. Un recubrimiento sobre el fertilizante base se usa como un recubrimiento de barrera o separador para prevenir o reducir interacciones físicas/químicas entre el (los) micronutriente ( s ) y el fertilizante base.
En una modalidad de la invención, un material de recubrimiento de barrera está en un estado fundido o liquido. Uno o más micronutrientes son entonces incorporados en la fusión del material de recubrimiento de barrera. El material de recubrimiento de barrera es recubierto por roció en un gránulo fertilizante apropiado, tal como un fertilizante de fosfato de amonio, fosfato de calcio o fosfato de potasio. Las partículas micronutrientes son retenidas dentro del material de recubrimiento de barrera, separadas de la interacción química y física con el material fertilizante fundamental .
En otra modalidad de la invención, un gránulo fertilizante apropiado, tal como un fosfato de amonio, fosfato de calcio, o fosfato' de potasio es recubierto por métodos convencionales tales como recubrimiento por rocío con un material de recubrimiento de barrera. Uno o más micronutrientes son entonces agregados ya sea en un recubrimiento continuo o discontinuo alrededor de los gránulos fertilizantes recubiertos de barrera de manera que las partículas micronutrientes son químicamente y físicamente separadas o aisladas del material fertilizante fundamental.
El sumario la invención anterior no está propuesto para describir cada una de las modalidades ilustradas o cada implementación de la presente invención. La descripción detallada que sigue ejemplifica más particularmente estas modalidades .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1 es un gránulo fertilizante que contiene micronutrientes de. conformidad con una modalidad de la invención ;
La Figura 2 es un gránulo fertilizante que contiene micronutrientes de conformidad con otra modalidad de la invención ;
La Figura 3 es una gráfica que compara la disolución de micronutrientes con el tiempo para diferentes materiales de recubrimiento de barrera; y
La Figura 4 es una gráfica que representa el efecto de la solubilidad en agua sobre la absorción de la planta del zinc .
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
De conformidad con una modalidad de la invención ilustrada en la Figura 1, un gránulo fertilizante que contiene micronutrientes 100 puede comprender una porción fertilizante de núcleo 102, un material de recubrimiento de barrera 104 recubierto o de otro modo aplicado sobre al menos una porción de la porción fertilizante 102, y un recubrimiento de micronutriente 106 que contiene uno o más micronutrientes que cubren al menos una porción del material de recubrimiento de barrera 104.
En esta modalidad, el material de recubrimiento de barrera 104 puede ser una forma liquida, sólida o fundida, y puede ser rociado, en recubrimiento de cortina, o cualquiera de un número de técnicas de recubrimiento adecuadas para formar un .recubrimiento continuo o discontinuo sobre la porción fertilizante 102. En una modalidad particular, un material de recubrimiento de barrera se combina con agua para formar una pasta aguada que es rociada sobre los gránuios fertilizantes en un granulador. Los gránuios son entonces secados. Los gránuios recubiertos de barrera son entonces subsecuentemente recubiertos con un micronutriente apropiado, tal como un complejo de micronutrientes, por ejemplo, ZnS04'H2O, por cualquiera de un número de técnicas de recubrimiento adecuadas, tales como recubrimiento por rocío.
Opcionalmente , un recubrimiento caliente de polímero puede ser agregado a los gránuios de recubrimiento de barrera antes de la adición del micronutriente para proporcionar una superficie pegajosa pa a adherencia de los micronutrientes a los gránulos, y además mejorar la solubilidad en agua de los micronutrientes. Tales polímeros pueden comprender, por ejemplo, polietilenimina (PEI).
De conformidad con una modalidad alternativa de la invención ilustrada en la Figura 2, un gránulo fertilizante que contiene micronutrientes 200 puede comprender una porción fertilizante de núcleo 202, un material de recubrimiento de barrera 204 recubierto o de otro modo aplicado sobre al menos una porción de la porción fertilizante 202, y uno o más micronutrientes 206 dispersados dentro del material de recubrimiento de barrera 204.
La porción fertilizante 102, 202 puede comprender cualquier fertilizante adecuado, tal como, por ejemplo, nitratos, ureas, potasas, fertilizantes de fosfato tales como mono-fosfato de amonio (MAP) , di-fosfato de amonio (DAP), superfosfato simple, superfosfato triple, fosfatos de potasio, fosfatos de calcio y combinaciones de los mismos.
El material de recubrimiento de barrera 104, 204 puede comprender uno o más materiales que aislan el (los) micronutriente ( s ) de la composición fertilizante para reducir o eliminar las reacciones químicas y/u otras interacciones entre el (los) micronutriente ( s ) y la composición fertilizante fundamental. Por ejemplo, si la composición fertilizante fundamental es un fosfato, el material de recubrimiento de barrera 104 puede comprender urea, langbeinita (de otro modo conocida como -Mag o K2Mg2 (S04 ) 3 ) , sulfato de amonio ((NH4)2S04), sulfato de potasio (K2S04), sulfato de magnesio (MgS04) , sulfato de calcio (CaS04) , azufre elemental (S), silicatos, su respectivo hidrato (sal con agua de hidratación asociada ['??20]), y combinaciones de los mismos.
Los micronutrientes 106, 206 pueden comprender boro (B) , cobre (Cu), hierro (Fe), manganeso (Mn) , molibdeno (Mo) , zinc (Zn), cloro (Cl), cobalto (Co), sodio (Na), níquel (Ni), selenio (Se), y combinaciones de los mismos. Los micronutrientes 106, 206 pueden estar en la forma de partículas o plaquetas discretas, y pueden opcionalmente ser incorporados en una matriz PEI.
Los siguientes ejemplos discuten modalidades particulares de la invención. El equipo usado en la preparación de cada uno de los ejemplos fue un granulador de charola de 1.21 metros (cuatro pies) de diámetro (3-3.02 centímetros (13 pulgadas) de amplitud con una profundidad de lecho de 12.7 centímetros (5 pulgadas)), equipado con un variador de frecuencia variable (VFD) y montado verticalmente . El tambor no fue elevado; se equipó solamente con barras deslizantes para mantener el movimiento del lecho.
Se prepararon materiales de ejemplo en modo de lote cargando primero el granulado con MAP no recubierto, seguido por la adición del material de barrera apropiado para cubrir uniformemente las partículas MAP. El (los) micronutriente ( s ) apropiado (s) fueron entonces agregados a estos gránulos recubiertos, junto con un polímero que es efectivo en el mejoramiento de la solubilidad del agua de los micronutrientes.
Ejemplo 1: Recubrimiento de Barrera de Urea El MAP no recubierto fue completamente recubierto con urea fundida (aproximadamente 10%) y se dejó enfriar. Los gránulos recubiertos fueron recubiertos por rocío con PEI caliente y subsecuentemente recubiertos con zinc en la forma de ZnS04'H20 o cobre en la forma de CuS04'5H20. El complejo fue entonces formado rociando con . una cantidad pequeña (aproximadamente 0.25%) de agua acídica (pH ajustado a aproximadamente 2) . El talco (aproximadamente 1%) se agregó para proporcionar gránulos de flujo libre.
Ejemplo 2: Recubrimiento de K-Mag ( K2Mg2 ( SQ4 ) 3 )
El MAP no recubierto fue completamente recubierto con K-Mag en polvo mezclado con la mitad de su peso de solución diluida de lignosulfonato de calcio (diluida a 70/30 p/p de CLS/H20 con CLS que comprende 58% de sólidos) . La suspensión se dispersó uniformemente sobre el lecho de agitación de gránulos MAP y calentada a sequedad. Los gránulos recubiertos fueron recubiertos por roció con PEI caliente (99%) y subsecuentemente recubierto con zinc en la forma de ZnS04'H20. El complejo entonces se formó rociando con una pequeña cantidad (aproximadamente 0.25%) de agua acidica (pH ajustado a aproximadamente 2 con ácido cítrico). Los gránulos recubiertos fueron entonces secados con aire. Se agregó talco (aproximadamente 1%) para proporcionar los gránulos de flujo libre.
Ejemplo 3: Recubrimiento de Sulfato de Amonio
( (NH,)2SQ4)
MAP no recubierto fue completamente recubierto con sulfato de amonio en polvo mezclado con un peso igual de solución diluida de Ixgnosulfonato de calcio (diluida a 70/30 p/p de CLS/H20 con CLS que comprende 58% de sólidos) para formar una pasta aguada fluible. La pasta aguada se dispersó uniformemente sobre el lecho de agitación de gránulos MAP y calentó a sequedad. Los gránulos recubiertos fueron recubiertos po rocío con PEI caliente (99%) y subsecuentemente recubiertos con zinc en la forma de nS04"H20. El complejo entonces se formó rociando con una pequeña cantidad (aproximadamente 0.25%) de agua acidica (pH ajustado a aproximadamente 2 con ácido cítrico) . Los gránulos recubiertos fueron secados entonces con aire. Se agregó talco (aproximadamente 1%) para proporcionar gránulos de flujo libre.
Ejemplo 4: Recubrimiento de Sulfato de Potasio
IK2SO4I
AP no recubierto fue completamente recubierto con sulfato de amonio en polvo mezclado con la mitad de su peso de solución diluida de lignosulfonato de calcio (diluida a 70/30 p/p de CLS/H2O con CLS que comprende 58% de sólidos) para formar una pasta aguada fluible. La pasta aguada se dispersó uniformemente sobre el lecho de agitación de gránulos MAP .y calentó a sequedad. Los gránulos recubiertos fueron recubiertos por roció con PEI caliente (99%) y subsecuentemente recubiertos con zinc en la forma de ZnSGVH20. El complejo entonces se formó rociando con una pequeña cantidad (aproximadamente 0.25%) de agua acidica (pH ajustado a aproximadamente 2 con ácido cítrico) . Los gránulos recubiertos fueron secados entonces con aire. Se agregó talco (aproximadamente 1%) para proporcionar gránulos de flujo libre .
Como se muestra en la gráfica en la Figura 3, la composición fertilizante recubierta usando K-Mag como el material de recubrimiento de barrera (Ejemplo 2) resulta en % de disolución más alto del micronutriente después de ocho horas. Todos los ejemplos propuestos resultaron en % de disolución significantemente superior que un producto donde el micronutriente es incorporado en el fertilizante de fosfato .
Como se muestra en la gráfica en la Figura 4, la composición fertilizante recubierta usando K- g como el material de recubrimiento de barrera (Ejemplo 2) también se realiza mejor en términos de efecto de solubilidad en agua sobre la absorción de la planta del Zinc.
La invención puede ser incluida en otras formas especificas sin apartarse de los atributos esenciales de la misma; por lo tanto, las modalidades ilustradas deben ser consideradas en todos los aspectos como ilustrativas y no restrictivas. Las reivindicaciones proporcionadas en la presente aseguran adecuación de la presente solicitud para establecer la prioridad extranjera y no para otros propósitos .
Claims (25)
1. Una composición fertilizante caracterizada porgue comprende : un gránulo de fertilizante base; un recubrimiento de barrera que cubre al menos una porción de una superficie externa del gránulo de fertilizante base; y uno o más micronutrientes que cubren al menos la porción del recubrimiento de barrera de manera tal que uno o más micronutrientes son aislados del gránulo de fertilizante base .
2. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el fertilizante base es un fosfato.
3. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el fertilizante base se selecciona de monofosfato de amonio, difosfato de amonio, superfosfato simple, superfosfato triple, y combinaciones de los mismos.
4. La composición fertilizante¦ de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el recubrimiento de barrera es un material que es no reactivo con dicho fertilizante base y el uno o más micronutrientes .
5. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque el recubrimiento de barrera comprende un material que incluye urea, langbeinita, sulfato de amonio, sulfato de potasio, sulfato de magnesio, sulfato de calcio, azufre elemental, silicatos, hidratos respectivos, y combinaciones de los mismos.
6. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque uno o más micronutrientes se seleccionan de boro, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, zinc, cloro, cobalto, sodio, níquel, selenio, y combinaciones de los mismos.
7. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque además comprende un recubrimiento polimérico que cubre al menos una porción del recubrimiento de barrera, en donde el uno o más micronutrientes son adheridos a una superficie externa del recubrimiento polimérico.
8. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque el recubrimiento polimérico comprende un polímero de una familia de polímeros de polietilenimina (PEI).
9. Una composición fertilizante caracterizada porque comprende : un gránulo de fertilizante base; un recubrimiento de barrera que cubre al menos una porción de una superficie externa del gránulo de fertilizante base; y uno o más micronutrientes dispersados dentro del recubrimiento de barrera de manera tal que dicho uno o más micronutrientes son aislados del gránulo de fertilizante base .
10. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el fertilizante base es un fosfato.
11. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque el fertilizante base se selecciona de monofosfato de amonio, difosfato de amonio, superfosfato simple, superfosfato triple, y combinaciones de los mismos.
12. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque el recubrimiento de barrera es un material que es no reactivo con dicho fertilizante base y el uno o más micronutrientes.
13. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque el recubrimiento de barrera comprende un material que incluye urea, langbeinita, sulfato de amonio, sulfato de potasio, sulfato de magnesio, sulfato de calcio, azufre elemental, silicatos, 5 hidratos respectivos, y combinaciones de los mismos.
14. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque uno o más micronutrientes se seleccionan de boro, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, zinc, cloro, cobalto, sodio, níquel, 10 selenio, y combinaciones de los mismos. 15. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque comprende además un recubrimiento polimérico que cubre al menos una porción del recubrimiento de barrera, .y uno o más micronutrientes
15. adicionales que cubren al menos una porción de la superficie externa del recubrimiento polimérico.
16. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque el recubrimiento polimérico comprende un polímero de una familia de polímeros 20 de polietilenimina (PEI).
17. Un método para elaborar una composición fertilizante, el método caracterizado porque comprende: proporcionar un gránulo fertilizante base; recubrir al menos una porción del gránulo fertilizante base con un recubrimiento de barrera; y agregar uno o más micronutrient.es al recubrimiento de barrera.
18. El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el fertilizante base es un fosfato.
19. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque el fertilizante base se selecciona de monofosfato de amonio, difosfato de amonio, superfosfato simple, superfosfato triple, y combinaciones de los mismos.
20. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque el recubrimiento de barrera es un material que es no reactivo con dicho fertilizante base y el uno o más micronutrientes .
21. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque el recubrimiento de barrera comprende un material que incluye urea, langbeinita, sulfato de amonio, sulfato de potasio, sulfato de magnesio, sulfato de calcio, azufre elemental, silicatos, hidratos respectivos, y combinaciones de los mismos.
22. La composición fertilizante de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque uno o más micronutrientes se seleccionan de boro, cobre, hierro, manganeso, molibdeno, zinc, cloro, cobalto, sodio, níquel, selenio, y combinaciones de los mismos.
23. El método de la reivindicación 17, caracterizado porque agregar el uno o más micronutrientes al recubrimiento de barrera comprende: recubrir al menos una porción del recubrimiento de barrera con un recubrimiento polimérico caliente; adherir uno o más micronutrientes al recubrimiento polimérico caliente; y enfriar el recubrimiento polimérico caliente.
24. El método de la reivindicación 23, caracterizado porque el recubrimiento polimérico caliente comprende un polímero de una familia de polímeros de polietilenimina (PEI).
25. El método de la reivindicación 17, caracterizado porque agregar el uno o más micronutrientes al recubrimiento de barrera comprende: dispersar el uno o más micronutrientes dentro del recubrimiento de barrera antes de recubrir el gránulo de fertilizante base con el recubrimiento de barrera.
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