PL182463B1 - Materiał pokrywający do gleby rolniczej - Google Patents

Abstract

1. Material pokrywajacy do gleby rolniczej, zawierajacy jako srodek wiazacy poli- mer weglowodanowy i drobno rozdrobniony napelniacz roslinny, znamienny tym, ze za- wiera drobno rozdrobniony napelniacz roslinny, a jako srodek wiazacy zawiera skrobie, jej frakcje lub pochodna wraz z poprawiajaca strukture iloscia kwasu i/lub oleju oraz ewentu- alnie fungicyd i lateks. PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy materiału pokrywającego do gleby rolniczej, hamującego wzrost chwastów, zawierającego polimer węglowodanowy i napełniacz roślinny.

Materiał pokrywający tego typu ujawniono w holenderskim zgłoszeniu patentowym nr 8402655. Ten znany materiał składa się z zawiesiny np. odpadów celulozowych (papier) jako napełniacza, karboksymetylocelulozy lub polioctanu winylu jako środka wiążącego i ponadto środka absorbującego światło, takiego jak sadza i hamuje wzrost traw.

Zgodnie ze szwajcarskim opisem patentowym nr 678478, ziemię w parkach i ogrodach można chronić przed chwastami, przez naniesienie warstwy materiału, składającego się z resztek sfilcowanego papieru ewentualnie zmieszanego z pianką polistyrenową. W holenderskich opisach patentowych nr 91383 i 98116 ujawniono stosowanie hydroksyalkilowanej i karboksymetylowanej skrobi i pęczniejącej skrobi, odpowiednio, do ochrony gleby przed erozją.

Działanie ochronne znanych materiałów pokrywających jest jednak stosunkowo krótkotrwałe. Ponadto, materiały te zawierają także składniki słabo ulegające degradacji (polioctan winylu, polistyren) i z upływem czasu w materiale często następuje rozwój pleśni.

Obecnie wynaleziono materiał pokrywający, który jest tani, zapewnia długotrwałą (wiele miesięcy) ochronę przed wzrostem chwastów, zabezpiecza glebę przed erozją, a ponadto może być łatwo nanoszony i ulega całkowitej biodegradacji.

Materiał pokrywający do gleby rolniczej według wynalazku zawiera drobno rozdrobniony napełniacz roślinny, a jako środek wiążący zawiera skrobię, jej frakcję lub pochodną wraz z poprawiającą strukturę ilością kwasu i/lub oleju oraz ewentualnie fungicyd i lateks.

182 463

Nieoczekiwanie stwierdzono, że absorpcja wody jest mała nawet przy dużej względnej wilgotności powietrza RH i często w wyniku tego działanie ochronne materiału pokrywającego jest znacznie lepsze gdy stosowanym polimerem węglowodanowym jest skrobia, jej frakcja lub pochodna o ulepszonej strukturze. Materiał pokrywający według wynalazku jest skuteczny do zwalczania traw, chwastów, mchów i innych niepożądanych roślin, zmniejsza erozję, oszczędza wodę nawadniającą i może także sprzyjać wzrostowi roślin.

W tym kontekście, pod określeniem gleba rolnicza rozumie się wszelką glebę, na której można uprawiać rośliny uprawne, zarówno na polu jak i w szklarniach, ewentualnie w tacach lub w doniczkach. Dlatego gleba rolnicza obejmuje także np. glebę ogrodniczą, glebę szkółek (drzew), glebę ogrodową i kompost doniczkowy. Gleba, o której mowa jest w większości glebą naturalną, ewentualnie kultywowanym kompostem roślinnym, ale także kompostem całkowicie lub częściowo syntetycznym.

Środek wiążący stanowiący polimer węglowodanowy może składać się ze skrobi, jej frakcji lub pochodnej i stanowić co najmniej 50% wagowych lub nawet co najmniej 75% wagowych. Jako frakcje i pochodne rozumie się produkty rozkładu, takie jak amyloza i amylopektyna, a zwłaszcza produkty depolimeryzowane i produkty modyfikowane fizycznie i chemicznie, takie jak skrobia wytłaczana, suszona, utleniana, hydroksyalkilowana, karboksymetylowana i acetylowana, skrobia depolimeryzowana, krystalizowana i inne postacie skrobi. Stwierdzono, że wśród innych odpowiednie są skrobia karboksymetylowana, skrobia rodzima (niemodyfikowana), skrobia wytłaczana, a zwłaszcza suszona na walcach, które to skrobie można przekształcać w roztwór skrobi w zimnej wodzie i które można uzyskać, między innymi, pod nazwą Flocgel lvw. Polimer węglowodanowy oznacza tutaj węglowodan o co najmniej 15, a zwłaszcza co najmniej 25 merach monosacharydowych. Oprócz materiału skrobiowego, środek wiążący może także stanowić celuloza lub hemiceluloza i jej pochodne lub frakcje.

W szczególności, strukturę materiału skrobiowego można ulepszać i przyspieszać jego suszenie przez dodanie do niego oleju. Określenie olej należy rozumieć jako obejmujące estry gliceryny, a zwłaszcza trójglicerydy kwasów tłuszczowych o średnim i długim łańcuchu. Obejmuje ono tłuszcze i oleje ciekłe w temperaturze pokojowej, ale także tłuszcze o wyższej temperaturze topnienia, od temperatury pokojowej do temperatury około 75°C.

Olej jest korzystnie olejem roślinnym. Olejami roślinnymi, które można stosować, są przykładowo olej lniany, olej rzepakowy, olej słonecznikowy, olej kokosowy, olej palmowy i olej z nasion palmowych. Korzystnie, temperatura topnienia oleju jest wyższa od temperatury pokojowej, a zwłaszcza wynosi od 25°C do 50°C. Najkorzystniejszy jest olej palmowy, ponieważ ma korzystny zakres temperatury topnienia i· tylko w niewielkim stopniu ulega hydrolizie. Innym korzystnym olejem jest olej lniany. Można także stosować mieszaninę olejów. Ilość stosowanego oleju wynosi korzystnie 1-25% wagowych, jeszcze korzystniej 5-20% wagowych, a zwłaszcza 8-15% wagowych w przeliczeniu na suchy materiał pokrywający. Korzystnie materiał zawiera, w przeliczeniu na substancję stałą, 5-20% oleju, zwłaszcza oleju palmowego. Olej można dodawać przez proste mieszanie, o ile potrzeba, po stopieniu. Olej można także dodawać podczas wytłaczania, np. jeśli jest tłuszczem stałym.

Alternatywnie lub łącznie, strukturę i działanie hamujące wzrost chwastów materiału skrobiowego można poprawić przez dodanie kwasu. Zastosowanie kwasu jest zwłaszcza korzystne w warunkach stosunkowo dużej wilgotności względnej. Kwas stosowany w materiale pokrywającym według wynalazku jest kwasem nie ulegającym szybko ługowaniu. Przykładowymi takimi kwasami są kwas fosforowy, kwas szczawiowy, kwas bursztynowy, kwas mlekowy, kwas jabłkowy, kwas benzoesowy, kwas cytrynowy, kwas glikolowy i podobne kwasy, przy czym korzystny jest kwas cytrynowy i kwas fosforowy, a najkorzystniejszy jest kwas fosforowy. Całkiem możliwe są także kombinacje tych i innych kwasów. Całkowita ilość kwasu wynosi korzystnie 0,2-4% wagowych, zwłaszcza 1-1,5% wagowych w przeliczeniu na całość suchej mieszaniny.

Odpowiednimi napełniaczami są w zasadzie wszystkie drobno rozdrobnione napełniacze roślinne, korzystnie sieczka, słoma, siano, konopie, papier i drewno. Stwierdzono, że ważny jest rozmiar cząstek napełniacza. Gdy cząstki są zbyt duże, warstwa materiału po4

182 463 krywąjącego staje się zbyt gruba i może być zbyt trudna do nanoszenia. Korzystnie, rozmiar cząstek jest taki, że cząstki napełniacza przechodzą przez sito o wymiarze oczek 2,5 mm i większym, a bardziej korzystnie, przechodzą one przez sito o wymiarze oczek 1 mm. Cząstki nie mogą być również zbyt małe, gdyż wówczas nieodpowiednie stają się właściwości suszące napełniacza. Korzystnie, cząstki nie przechodzą przez sito o oczkach 0,1 mm, a zwłaszcza przez sito o oczkach 0,25 mm. Korzystnym napełniaczem jest drobno rozdrobniona słoma o średnim rozmiarze cząstek 0,25-1 mm. Napełniacze roślinne można rozdrabniać w dowolny pożądany sposób, np. stosując młyn młotkowy, młyn kołkowy lub krajarkę rozdrabniającą. W przypadku słomy, najlepsze wyniki uzyskuje się, stosując młyn młotkowy.

Stosunek wagowy napełniacza do środka wiążącego może wahać się od np. 10:1 do 1:2, a zwłaszcza od 4:1 do 1:1, w przeliczeniu na substancje stałe.

Stwierdzono, że właściwości materiału pokrywającego można jeszcze poprawić przez włączenie w jego skład glinki mineralnej. Do odpowiednich glinek należy np. bentonit. Glinkę mineralną można dodać w ilości 3-30%, zwłaszcza 5-25% wagowych, w przeliczeniu na całkowity ciężar suchego środka wiążącego i materiału napełniacza oraz ewentualnie oleju. Glinka mineralna powoduje, że warstwa pokrywająca jest silniejsza i bardziej odporna na deszcz.

Ponadto stwierdzono, że dodatek materiału lateksowego poprawia odporność materiału pokrywającego na deszcz i warunki atmosferyczne, podczas gdy jego degradacja biologiczna ciągle pozostaje w pełni zadowalająca. Materiałem lateksowym jest korzystnie lateks naturalny, taki jak lateks kauczukowy, ale może to być także lateks syntetyczny, o ile tylko dostatecznie ulega biodegradacji, taki jak polimer kwasu hydroksyalkanowego. Lateks można dodawać w ilości 2-30%, a zwłaszcza 4-20% wagowych, w przeliczeniu na całkowity ciężar suchego środka wiążącego i materiału napełniacza oraz ewentualnie oleju.

Jeśli trzeba, materiał pokrywający może zawierać inne składniki, np. w celu dalszego zwalczania wzrostu niepożądanych roślin i/lub pleśni. Na przykład materiał może zawierać substancję absorbującą światło, np. węgiel lub fungicyd. Zwykle fungicyd nie jest potrzebny, gdy materiał pokrywający stosuje się na zewnątrz, na otwartym polu, ale często jest potrzebny, gdy materiał pokrywający stosuje się w szklarni. Przykładowymi dopuszczalnymi i skutecznymi fungicydami są imazalil (zwłaszcza w przypadku skrobi), azaconazole i propiconazole (zwłaszcza w przypadku celulozy) i cycloheximide. Innymi możliwymi dodatkami są np. plastyfikatory, takie jak mocznik lub gliceryna. Wszystkie składniki materiału pokrywającego muszą ulegać degradacji biologicznej, to znaczy muszą ulegać całkowitemu rozkładowi pod wpływem drobnoustrojów obecnych w ziemi na nieszkodliwe substancje w ciągu np. 6 miesięcy do roku.

Materiał pokrywający można wytwarzać przez mieszanie wszystkich suchych składników, ewentualnie z wyjątkiem lateksu, o ile się go stosuje. Kwas można dodawać w tym etapie lub w etapie późniejszym. W miejscu, gdzie stosuje się warstwę pokrywającą, suchą mieszaninę można mieszać z odpowiednią ilością wody lub innego rozpuszczalnika tak, aby uzyskać łatwo rozprowadzającą się zawiesinę lub szlam. Na ogół, do 90-95 części wody wprowadza się 5-10 części mieszaniny. Dodaje się ciekłe składniki obejmujące, o ile to konieczne, kwas i lateks i całość miesza się. Następnie rozprowadza się zawiesinę na glebie, stosując 100-1000 g/m² (10-100 kg/ar), zwłaszcza 300-700 g/m² i wolno suszy (np. w ciągu 1-4 dni). W ten sposób otrzymuje się mocną warstwę o grubości 1-6 mm, która pozostaje nienaruszona w ciągu szeregu (2-24) miesięcy i skutecznie hamuje rozwój chwastów.

Do stosowania zawiesiny lub szlamu można stosować dowolną do zalewania, natryskiwania lub rozpylania. Jednym z przykładów jest rozpylacz z tarczą wirującą wokół pionowego wału, na który wylewa się zawiesinę rozprowadzaną następnie przez tę tarczę we wszystkich kierunkach z dużą prędkością w postaci rozpylonej i równomiernie rozprowadza się ją na glebie.

Przykład I. Mieszaninę 58,7% wagowych drobno rozdrobnionej sieczki o średnim wymiarze cząstek 0,5-1 mm mieszano z 29,3% wagowych fizycznie destrukturyzowanej skrobi ziemniaczanej (Flocgel 1v) i 10,6% wagowych oleju palmowego. Mieszaninę mieszano z wodą w stosunku wagowym 1:10.

182 463

Zawiesinę rozprowadzono mechanicznie na glebie uprawnej w stosunku 650 g/m² (suchej substancji) i po suszeniu w ciągu około 3 dni utworzono mocną warstwę o grubości około 4 mm, która nie była spłukiwana przez deszcz i która w ciągu kilku miesięcy zapobiegała wzrostowi traw i innych niepożądanych roślin.

Przykład II. Sporządzono mieszaninę jak w przykładzie I, a następnie dodano do niej 1,4% wagowych (w przeliczeniu na całkowity ciężar suchej substancji) kwasu cytrynowego. Po około 3 dniach zawiesina utworzyła mocną warstwę o grubości około 4 mm, która w ciągu kilku miesięcy, łącznie z porą mokrą, zapobiegała wzrostowi traw i innych niepożądanych roślin.

Przykład III. Sporządzono mieszaninę 58,7% wagowych drobno rozdrobnionej sieczki o średnim wymiarze cząstek 0,5-1 mm, 29,3% wagowych skrobi ziemniaczanej suszonej na walcach (Flocgel 1v) i 10,6% wagowych oleju palmowego. Mieszaninę mieszano z wodą w stosunku wagowym 1:10.

Powstałą zawiesinę rozpylono mechanicznie w ilości 500 g/m2 (suchej substancji) na kompoście i po wysuszeniu w ciągu około 3 dni utworzyła ona mocną warstwę o grubości około 3 mm, która nie była spłukiwana nawet podczas ulewy i która co najmniej przez 1 sezon zapobiegała wzrostowi traw i innych niepożądanych roślin.

Przykład IV. Sporządzono mieszaninę jak w przykładzie III i dodano do niej 1,4% wagowych (w przeliczeniu na całkowity ciężar suchej substancji) kwasu fosforowego.

Zawiesinę suszono w ciągu 3 dni, nawet przy dużej wilgotności powietrza i po wysuszeniu miała ona grubość około 3 mm. Nie ulegała ona spłukiwaniu w czasie ulewy i co najmniej przez 1 sezon zapobiegała wzrostowi traw i innych niepożądanych roślin.

Przykład V. Sporządzono mieszaninę jak w przykładzie III i dodano do niej 10% wagowych (w przeliczeniu na całkowity ciężar suchej substancji) lateksu kauczuku naturalnego. Po zastosowaniu otrzymano suchą warstwę o grubości około 3 mm. Nie ulegała ona spłukiwaniu w czasie ulewy i co najmniej przez 1 sezon zapobiegała wzrostowi traw i innych niepożądanych roślin.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Materiał pokrywający do gleby rolniczej, zawierający jako środek wiążący polimer węglowodanowy i drobno rozdrobniony napełniacz roślinny, znamienny tym, ze zawiera drobno rozdrobniony napełniacz roślinny, a jako środek wiążący zawiera skrobię, jej frakcję lub pochodną wraz z poprawiającą strukturę ilością kwasu i/lub oleju oraz ewentualnie fungicyd i lateks.
2. 2. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera olej w poprawiającej strukturę ilości 1-25% wagowych suchego materiału pokrywającego.
3. 3. Materiał według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawiera kwas w poprawiającej strukturę ilości 0,2-4% wagowych.
4. 4. Materiał według zastrz. 3, znamienny tym, że zawiera kwas fosforowy lub kwas cytrynowy.
5. 5. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że jako środek wiążący zawiera skrobię dającą się przeprowadzić w roztwór skrobi w zimnej wodzie.
6. 6. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że jako napełniacz zawiera słomę, konopie, papier lub sieczkę.
7. 7. Materiał według zastrz. 6, znamienny tym, że jako napełniacz zawiera słomę o średnim wymiarze cząstek 0,25-1 mm.
8. 8. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera, w przeliczeniu na substancję stałą, 5-20% oleju, zwłaszcza oleju palmowego.
9. 9. Materiał według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, znamienny tym, że zawiera fungicyd .
10. 10. Materiał według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, znamienny tym, ze zawiera 2-30% wagowych lateksu kauczuku naturalnego.