CZ35340U1 - Fertilizer containing ammonium nitrate with dolomite - Google Patents

Description

Hnojivo obsahující ledek amonný s dolomitemFertilizer containing ammonium nitrate with dolomite

Oblast technikyField of technology

Technické řešení se týká složení a agronomického účinku granulovaného hnojivá typu ledek amonný s dolomitem (LAD) s obsahem dusíku s pozvolným uvolňováním živin ve formě amonného kationtu a dusičnanového aniontu. Zpomalení uvolňování živin bylo dosaženo obalením standardního granulovaného hnojivo LAD polymemím obalem s biologicky rozložitelnými vlastnostmi. Uvedené hnojivo je určeno pro velkokapacitní plodiny jako je kukuřice, slunečnice, obiloviny a řepka olejka, přičemž 90 % živin se uvolní do 40 dnů od aplikace.The technical solution relates to the composition and agronomic effect of a granular fertilizer of the ammonium nitrate type with dolomite (LAD) containing nitrogen with a gradual release of nutrients in the form of ammonium cation and nitrate anion. The slowing down of the release of nutrients was achieved by coating the standard granular fertilizer LAD with a polymeric coating with biodegradable properties. Said fertilizer is intended for large-capacity crops such as corn, sunflowers, cereals and oilseed rape, with 90% of the nutrients being released within 40 days of application.

Dosavadní stav technikyPrior art

S cílem zvýšit míru využitelnosti živin a tím snížit jejich ztráty, tj. emise, a to především způsobené denitrifikací, tj. tvorbou oxidu dusného, případně volatilizací, zejména čpavku, byla vyvinuta hnojivá s postupným uvolňováním živin, které lze rozdělit na pomalu a řízené uvolňovaná hnojivá a stabilizovaná hnojivá, přičemž pomalu a řízené uvolňovaná hnojivá (Slow and Controlled Release Fertilizers CRF) lze rozdělit na neobalovaná hnojivá s pomalým uvolňováním živin a obalovaná hnojivá.In order to increase the utilization rate of nutrients and thus reduce their losses, ie emissions, mainly caused by denitrification, ie the formation of nitrous oxide, or volatilization, especially ammonia, fertilizers have been developed with gradual release of nutrients, which can be divided into slow and controlled release. fertilizers and stabilized fertilizers, while Slow and Controlled Release Fertilizers (CRFs) can be divided into non-coated slow-release fertilizers and coated fertilizers.

Již v roce 1924 získala Badische Anilin & Soda - Fabrik (dnes BASF) první patent na hnojivá založená na produktech kondenzace formaldehydu. V USA byla tato hnojivá patentovaná v roce 1947. Komerční výroba začala v roce 1955 a v současnosti se v USA vyrábí 5 typů hnojiv založených na produktech kondenzace urea-formaldehydu. Tato hnojivá patří do skupiny nepotahovaných hnojiv, jejichž pomalé uvolňování živin je založeno na nízké rozpustnosti živin ve vodě. Mezi obdobná hnojivá patří izobutylidén dimočovina, která vzniká jako produkt kondenzace reakcí izobutyraldehydu s močovinou. S dalších hnojiv skupiny nepotahovaných hnojiv je možné zmínit N krotonylidéndimočovinu a některé těžko rozpustné anorganické sloučeniny, jako jsou kovové fosforečnany amonné.As early as 1924, Badische Anilin & Soda-Fabrik (now BASF) obtained the first patent for fertilizers based on formaldehyde condensation products. These fertilizers were patented in the USA in 1947. Commercial production began in 1955 and currently 5 types of fertilizers based on urea-formaldehyde condensation products are produced in the USA. These fertilizers belong to the group of uncoated fertilizers, whose slow release of nutrients is based on low solubility of nutrients in water. Similar fertilizers include isobutylidene diurea, which is formed as a condensation product by the reaction of isobutyraldehyde with urea. Other fertilizers in the uncoated fertilizer group include N-crotonylidene diurea and some sparingly soluble inorganic compounds, such as ammonium metal phosphates.

Obalovaná hnojivá využívají jako potahovací materiál síru, polymemí látky nebo kombinaci síry a polymerů. V porovnání s produkty reakce močoviny potahovaná hnojivá, hlavně ta, která jsou potažena několika vrstvami síry a polymemího materiálu, mohou být výhodnější z ekonomického hlediska. K dosažení dalšího snížení ceny hnojivá nebo nastavení celkové dostupnosti živin, obalovaná hnojivá jsou často používána ve směsích s tradičními hnojivý v různých poměrech, tj. směsi obalených nebo neobalených N, NP nebo NPK hnojiv.Coated fertilizers use sulfur, polymeric substances or a combination of sulfur and polymers as coating material. Compared to urea reaction products, coated fertilizers, especially those coated with several layers of sulfur and polymeric material, may be more economically advantageous. To further reduce the cost of fertilizer or adjust the overall availability of nutrients, coated fertilizers are often used in mixtures with traditional fertilizers in various proportions, i.e. mixtures of coated or uncoated N, NP or NPK fertilizers.

Metodu potažených hnojiv vynalezla americká společnost zabývající se obchodováním s obilovinami - Archer Daniels Midland Corporation. Po zakoupení technologie Sierra Chemical Company zavedli v roce 1967 první generaci potažených hnojiv Osmocote.The coated fertilizer method was invented by the American cereal trading company - Archer Daniels Midland Corporation. Following the purchase of Sierra Chemical Company technology, they introduced the first generation of Osmocote coated fertilizers in 1967.

Většina granulovaných hnojiv obalená polymerem uvolňuje živiny difúzí přes polopropustnou polymemí membránu a rychlost vylučování může být řízena prostřednictvím různého složení a tloušťky obalu. Na rychlost rozpouštění živiny má vliv i typ použitého hnojivá. Polymemí obaly mohou být buď poloprostupné, nebo nepropustné membrány s drobnými póry. Většina polymerem obalených granulovaných hnojiv uvolňuje živiny difúzí přes polopropustnou polymemí membránu a rychlost vylučování může být řízena různým složením a tloušťkou obalu. Na rychlost rozpouštění živiny má vliv také typ použitého hnojivá. Protože uvolňování živin přes polymemí membránu řízené uvolňovaného hnojivá není významně ovlivněno vlastnostmi půdy, jako je hodnota pH, slanost půdy, stmktura, mikrobiologická aktivita, síla iontů apod., ale teplotou a primárními difúzními vlastnostmi polymemího pokrytí, je možné přesně předpovědět uvolnění živin za daný čas. Vodopropustnost kapsle může být řízena změnou kompozice polymemího materiálu určeného na obalení. Např. technologie firmy Chisso mění poměr mezi ethylen - vinyl acetátem s vysokouMost polymer-coated granular fertilizers release nutrients by diffusion through a semipermeable polymeric membrane, and the rate of excretion can be controlled by varying the composition and thickness of the coating. The type of fertilizer used also affects the rate of nutrient dissolution. Polymeric coatings can be either semi-permeable or impermeable membranes with small pores. Most polymer-coated granular fertilizers release nutrients by diffusion through a semipermeable polymeric membrane, and the rate of excretion can be controlled by different composition and thickness of the coating. The rate of nutrient dissolution is also affected by the type of fertilizer used. Because the release of nutrients through the polymeric membrane controlled release of fertilizer is not significantly affected by soil properties such as pH, soil salinity, structure, microbiological activity, ion strength, etc., but by temperature and primary diffusion properties of polymer coating, it is possible to accurately predict nutrient release for a given time. The water permeability of the capsule can be controlled by changing the composition of the polymeric material to be coated. E.g. Chisso 's technology changes the ratio between ethylene to vinyl acetate to high

-1 CZ 35340 UI propustností vlhkosti a polyethylenem s nízkou propustnost vlhkosti. Životnost polymerem obaleného produktu, tj. podíl uvolnění živin, může být řízena změnou typu a tloušťky syntetického materiálu použitém na obalení. Množství obalového materiálu určeného na polymerní pokrytí tradičních rozpustných hnojiv závisí na geometrických parametrech základního materiálu a cíli životnosti. Obecně obalovací materiál představuje od 3 do 15 hmotn. % z celkové hmotnosti finálního produktu. Čím déle má přísun živin trvat, tím menší musí být množství uvolněných živin za časovou jednotku. Výrobci udávají čas uvolňování od 1 až po 24 měsíců za konstantní teploty 25 °C.-1 CZ 35340 UI moisture permeability and polyethylene with low moisture permeability. The life of the polymer-coated product, i.e. the proportion of nutrient release, can be controlled by changing the type and thickness of the synthetic material used for the coating. The amount of packaging material intended for polymer coating of traditional soluble fertilizers depends on the geometrical parameters of the base material and the life goal. In general, the packaging material represents from 3 to 15 wt. % of the total weight of the final product. The longer the supply of nutrients is to last, the smaller the amount of nutrients released per unit time must be. Manufacturers report a release time of 1 to 24 months at a constant temperature of 25 ° C.

Pro polymery obalená hnojivá se prakticky výhradně používají cenově dražší hnojivá, a to především NPK hnojivá se stopovými živinami. Souvisí s náklady na realizaci obalu.For polymer-coated fertilizers, more expensive fertilizers are used almost exclusively, especially NPK fertilizers with trace nutrients. It is related to the cost of packaging.

Nevýhodou v současnosti využívaných nepotahovaných hnojiv s pomalým uvolňováním živin je především vysoká cena a zdravotní škodlivost rozkladných produktů, zejména díky formaldehydy, který je podezřelým karcinogenem. Nevýhodou obalovaných hnojiv, která jsou především založena na polymerech jako jsou polyuretany, epoxidy a pólyolefiny je extrémně nízká biologická rozložitelnost používaných polymerů, která je značnou ekologickou zátěží, jelikož dochází k jejich kumulaci v prostředí. Vlivem vlhkosti, slunečního světla, pH a půdních bakterií dochází k jejich rozrušování na menší částice, ale nedochází k jejich odbourání ve smyslu tvorby oxidu uhličitého, vody, případně čpavku. Takto dochází k tvorbě plastických mikročástic, které jsou rizikové prakticky pro všechny živé organismy, včetně člověka. V souladu s nařízením Evropského parlamentu a rady EU 2019/1009 je třeba dosáhnout míru biologické rozložitelnosti 90 % za dobu 48 měsíců. Zvýšení míry biologické rozložitelnosti se snaží řešit následující technická řešení.The disadvantages of currently used uncoated fertilizers with slow release of nutrients are mainly the high cost and harmfulness of decomposition products, especially due to formaldehyde, which is a suspected carcinogen. The disadvantage of coated fertilizers, which are mainly based on polymers such as polyurethanes, epoxides and polyolefins, is the extremely low biodegradability of the polymers used, which is a considerable environmental burden as they accumulate in the environment. Due to humidity, sunlight, pH and soil bacteria, they are broken down into smaller particles, but they do not break down in the sense of the formation of carbon dioxide, water or ammonia. This creates plastic microparticles, which are risky for virtually all living organisms, including humans. In accordance with Regulation 2019/1009 of the European Parliament and of the Council of the EU, a biodegradability rate of 90% must be achieved within 48 months. The following technical solutions try to increase the degree of biodegradability.

Patent DE 102005028016 A se týká hnojivá s povlakem biologicky nebo hydrolyticky odbouratelného oligomeru nebo polymeru, který umožňuje kontrolované uvolňování účinné látky, ke kterému dochází v porovnání s nepotaženým hnojivém se zpožděním. Povlakové látky mohou podle vynálezu sestávat z obnovitelných nebo synteticky získaných polymerů nebo oligomerů. Obnovitelný polymer nebo oligomer je polylaktid neboli kopolyester kyseliny L (+) mléčné. Synteticky vyrobený polymer nebo oligomer je polykaprolakton. Obal také může obsahovat karboxymethylcelulózu, polyhydroxybutyrát nebo kukuřičný škrob.DE 102005028016 A relates to a fertilizer with a coating of a biodegradable or hydrolytically degradable oligomer or polymer which allows a controlled release of the active substance which occurs with a delay compared to an uncoated fertilizer. According to the invention, the coatings can consist of renewable or synthetically obtained polymers or oligomers. The renewable polymer or oligomer is polylactide or a copolyester of L (+) lactic acid. The synthetically produced polymer or oligomer is polycaprolactone. The coating may also contain carboxymethylcellulose, polyhydroxybutyrate or corn starch.

Biologicky odbouráteIné dvouvrstvé potažené hnojivo s pomalým uvolňováním popisuje patent CN 105037057 A. Povlak je složen z vnitřní a vnější vrstvy. Vnitřní vrstva je modifikovaný škrobový film získaný z kukuřičného škrobu očkovaného alkyl-acylchloridem s dlouhým řetězcem a venkovní produkt získaný zesíťováním polyvinylpyrrolidonu a kaseinu v přítomnosti formaldehydu.A biodegradable two-layer slow release coated fertilizer is described in CN 105037057 A. The coating consists of an inner and an outer layer. The inner layer is a modified starch film obtained from corn starch grafted with a long chain alkyl acyl chloride and the outer product obtained by crosslinking polyvinylpyrrolidone and casein in the presence of formaldehyde.

Rozložitelný potahový film obalu z patentu WO 2007025462 AI se vyznačující tím, že obsahuje tři vrstvy, a to organickou, vrstvu polymerní směsi obsahující síru a rozložitelnou polymerní vrstvu. Organickou látkou s nízkou molekulovou hmotností je vosk, který má teplotu tání větší než 40 °C, polymerem může být polystyren, butadienový kaučuk, přírodní kaučuk, polyizoprénový kaučuk nebo styren-butadienový kaučuk a rozložitelným polymerem může být polyvinylalkohol ajeho kopolymer, nitrocelulóza, acetát celulózy, zesítěný škrob, derivát chitinu nebo derivát ligninu.The degradable coating film of WO 2007025462 A1, characterized in that it comprises three layers, namely an organic, a layer of a polymer mixture containing sulfur and a degradable polymer layer. The low molecular weight organic substance is a wax having a melting point greater than 40 ° C, the polymer may be polystyrene, butadiene rubber, natural rubber, polyisoprene rubber or styrene-butadiene rubber and the degradable polymer may be polyvinyl alcohol and its copolymer, nitrocellulose, , cross-linked starch, chitin derivative or lignin derivative.

Patent CN 101712572 A popisuje potahované hnojivo s pomalým uvolňováním živin, kde obal tvoří kompozitní film ze směsi aminového pryskyřice, montmorilonitu a polyvinylalkoholu.CN 101712572 A discloses a coated slow release nutrient fertilizer wherein the coating forms a composite film of a mixture of amine resin, montmorillonite and polyvinyl alcohol.

Hnojivo s řízeným uvolňováním živin může obsahovat obal složený ze dvou vrstev dle patentu US 9266787 B2, kde spodní je povlak sestávající z kyseliny polymléčné nebo polylaktidu a sirupu kukuřičného, třtinového, rýžového nebo glukózového. Vrchní povlak tvoří polyvinylacetát a složka vybraná ze skupiny sestávající z vosků, parafinů nebo mikrokrystalických vosků. Podíl spodní vrstvy je do 10 hmotn. % a vrchní do 5 hmotn. % hmotnosti obalených granulí.The controlled release fertilizer may comprise a bilayer coating according to U.S. Pat. No. 9,267,787 B2, wherein the bottom is a coating consisting of polylactic acid or polylactide and corn, cane, rice or glucose syrup. The top coat consists of polyvinyl acetate and a component selected from the group consisting of waxes, paraffins or microcrystalline waxes. The proportion of the lower layer is up to 10 wt. % and top up to 5 wt. % by weight of coated granules.

- 2 CZ 35340 UI- 2 CZ 35340 UI

Patent CN 101492327 A popisuje hnojivo s pomalým uvolňováním, jehož vnější povlak je vrstva filmu tvořená z grafitové sloučeniny, aminové pryskyřice a vrstvy rozložitelného polymemího filmu. Rozložitelným polymerem bývá aminokyselina. Aminovou pryskyřicí může být močovinoformaldehydová pryskyřice nebo melaminová pryskyřice. Obal může také obsahovat polymer s vysokou propustností, jako je polyvinylacetát, polyakrylový ester atd.CN 101492327 A discloses a slow release fertilizer whose outer coating is a film layer formed of a graphite compound, an amine resin and a layer of a degradable polymer film. A degradable polymer is usually an amino acid. The amine resin may be a urea-formaldehyde resin or a melamine resin. The coating may also contain a high permeability polymer such as polyvinyl acetate, polyacrylic ester, etc.

Hnojivá kompozice s řízeným uvolňováním dle spisu ES 2690372 T3 se vyznačuje tím, že obsahuje obal, který je složen z vrstvy polymeru, mezivrstvy a vrstvy elementární síry. Termosetový polymer tvoří polyizokyanát a polyol, mezivrstvu složka vybraná ze skupiny sestávající z vosku, oleje, lubrikantu, povrchově aktivní látky a jejich kombinace. Potom následuje vrstva síry a povlak z polymeru. Z hmotnosti obalených granulí tvoří polymer 1,2 až 3,0%, mezivrstva 0,1 až 0,8 % a síra 1,7 až 15 %.The controlled release fertilizer composition according to ES 2690372 T3 is characterized in that it comprises a coating which is composed of a polymer layer, an intermediate layer and an elemental sulfur layer. The thermoset polymer comprises a polyisocyanate and a polyol, an interlayer component selected from the group consisting of a wax, an oil, a lubricant, a surfactant, and combinations thereof. This is followed by a layer of sulfur and a coating of polymer. Of the weight of the coated granules, the polymer comprises 1.2 to 3.0%, the intermediate layer 0.1 to 0.8% and the sulfur 1.7 to 15%.

Spis ES 2690372 T3 popisuje polymerem potažené granulované hnojivo, kde obal obsahuje isokyanát, polyol, odbouratelný funkční monomer, pomocné činidlo potahování a síťovadlo. Molámí poměr mezi isokyano skupinou v isokyanátu a hydroxylovou skupinou vpolyolu je 1: 2 až 2: 1 a hmotnost rozložitelného funkčního monomem je 1 až 20 procent hmotnosti obalu. Z izokyanátů lze použít hexamethylendiisokyanát, difenylmetandiisokyanát a naftalen-diisokyanát. Ve funkci polyolu se doporučuje polyoxypropylenglykol, polytetrahydrofurándiol resp. polyoxytrimetylentriol. Jako odbouratelný funkční polymer mohou být použity polyaminokyselina, xylogen nebo oligosacharidy. Dále obal může obsahovat parafín, 1,4-butylenglykol a triethylamin.ES 2690372 T3 discloses a polymer-coated granular fertilizer, wherein the coating comprises an isocyanate, a polyol, a degradable functional monomer, a coating aid and a crosslinker. The molar ratio between the isocyanate group in the isocyanate and the hydroxyl group in the polyol is 1: 2 to 2: 1 and the weight of the degradable functional monomer is 1 to 20 percent of the weight of the coating. Of the isocyanates, hexamethylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate and naphthalene diisocyanate can be used. Polyoxypropylene glycol, polytetrahydrofurananediol resp. polyoxytrimethylenetriol. Polyamino acid, xylogen or oligosaccharides can be used as the degradable functional polymer. In addition, the package may contain paraffin, 1,4-butylene glycol and triethylamine.

Obal na základě voskové kompozice obsahující biologicky účinnou složku a dmhé potahové vrstvy obsahující polymemí složku je popsán ve spisu US 20130310255 AI. Podle předmětného řešení první potahová vrstva obsahuje vosk s polyethylenglykolem blokovaného polyetylénu a fosetyl-hliník a dmhá potahová vrstva obsahuje alkydovou pryskyřici. Doba uvolňování živin je asi 30 dní od vystavení granulí vlivem vlhkosti.A coating based on a wax composition comprising a biologically active ingredient and a long coating layer comprising a polymeric ingredient is described in US 20130310255 A1. According to the present invention, the first coating layer comprises a wax with polyethylene glycol blocked polyethylene and fosetyl-aluminum, and the second coating layer comprises an alkyd resin. The nutrient release time is about 30 days from the exposure of the granules to moisture.

V patentu US 8506671 B2 jsou granule hnojivá potaženy biomasou obsahující 5 až 35 hmota. % mikročástic tuhé biomasy a 95 až 65 hmota. % oleje. Biomasová kompozice obsahuje pevné části biomasy pocházející z alespoň jedné ze skupiny sestávající z kvasinkových buněk, bakteriálních buněk, hub a kalu z odpadní vody. Dispergační složku tvoří min. 75 hmota. % oleje nebo tuku, do 25 hmota. % vosku a do 10 hmota. % fosfolipidů. Obal z biomasy tvoří do 10 hmota. % z celkové hmotnosti obaleného hnojivá.In U.S. Pat. No. 850,6671 B2, fertilizer granules are coated with biomass containing 5 to 35 wt. % of solid biomass microparticles and 95 to 65 wt. % oils. The biomass composition comprises solid portions of biomass derived from at least one of the group consisting of yeast cells, bacterial cells, fungi and sewage sludge. The dispersing component consists of min. 75 wt. % oil or fat, up to 25 wt. % of wax and up to 10 wt. % phospholipids. Biomass packaging forms up to 10 masses. % of the total weight of the coated fertilizer.

Patent CN 100369871 C se týká filmem potaženého hnojivá a způsobu jeho přípravy. Potahový film je složen z modifikovaného esteru oleje 16,67 až 53,36 hmota. %, polyizokyanátu 6,66 až 33,33 hmota. % a anorganického plniva 33,33 až 66,67 hmota. %. Olejová složka je vybrána ze skupiny, kterou tvoří ricinový olej, sojový olej, arašídový olej, slunečnicový olej nebo rýžový olej. Polyizokyanát je polymerační produkt 4,4 '-difenylmetándiizokyanátu a plnivem je mletá fosfátová hornina.CN 100369871 C relates to a film-coated fertilizer and a process for its preparation. The coating film is composed of a modified oil ester of 16.67 to 53.36 wt. %, polyisocyanate 6.66 to 33.33 wt. % and inorganic filler 33.33 to 66.67 wt. %. The oil component is selected from the group consisting of castor oil, soybean oil, peanut oil, sunflower oil or rice oil. Polyisocyanate is a polymerization product of 4,4'-diphenylmethane diisocyanate and the filler is ground phosphate rock.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše uvedené nedostatky jako je nízká míra biologické rozložitelnosti, tvorba mikroplastu a uvolňování formaldehydu řeší hnojivo LAD s obsahem 24 až 26 hmota. % dusíku obalené 4 až 8 hmota. % povlakem polymeru s následujícím složením triglyceridy mastných kyselin od 70 do 85 hmota. %, z toho nenasycených kyselin od 45 do 60 hmota. % v závislosti na kvalitě přírodní suroviny. Kyselina polymléčná je v množství od 9 do 11 hmota. %.The above-mentioned disadvantages, such as the low degree of biodegradability, the formation of microplastics and the release of formaldehyde, are solved by the LAD fertilizer with a content of 24 to 26 mass. % nitrogen coated 4 to 8 wt. % by coating with a polymer with the following composition of fatty acid triglycerides from 70 to 85 wt. %, of which unsaturated acids from 45 to 60 wt. % depending on the quality of the natural raw material. Polylactic acid is present in an amount of from 9 to 11% by weight. %.

V polních pokusech realizovaných na lokalitách Zabčice a Vatín byla testována obalovaná hnojivá LAD (O-LAD) na výnos a kvalitu produkce řepky ozimé. Za účelem zvýšení efektivity hnojení byly vytvořeny směsi klasického hnojivá LAD s jeho obaleným ekvivalentem. VlivemIn field experiments carried out at the Zabčice and Vatín localities, coated LAD fertilizers (O-LAD) were tested for the yield and quality of winter rape production. In order to increase the efficiency of fertilization, mixtures of the classic LAD fertilizer with its coated equivalent were created. Influence

-3CZ 35340 UI hnojení směsí LAD + O-LAD4 v poměru 1 : 1 - varianta 2 a poměru 1 : 2 v termínu regenerace varianta 3 narostla signifikantně produkce semen řepky oproti variantě s dělenou aplikací klasického LAD - varianta 1 - hnojení N z 1/3 regenerační a 2/3 produkční, o 5,2; respektive o 6,9 %. V humidnějších podmínkách Českomoravské vrchoviny - Vatín, nebylo použitím hnojivá O-LAD4 zaznamenáno průkazné navýšení produkce semen. I přesto přihnojení obalovaným hnojivém ve směsi s LAD v poměru 1 : 1, resp. 2 : 1, zvýšilo produkci semen z hektaru oproti variantě s dělenou aplikaci LAD, a to o 0,3 až 0,46 t/ha.-3CZ 35340 UI fertilization with mixtures of LAD + O-LAD4 in the ratio 1: 1 - variant 2 and ratio 1: 2 in the period of regeneration variant 3 the production of rapeseed increased significantly compared to the variant with divided application of classical LAD - variant 1 - fertilization N from 1 / 3 regenerative and 2/3 production, by 5.2; respectively by 6.9%. In the more humid conditions of the Bohemian-Moravian Highlands - Vatín, the use of O-LAD4 fertilizer did not show a significant increase in seed production. Even so, additional fertilization with coated fertilizer in a mixture with LAD in a ratio of 1: 1, resp. 2: 1, increased seed production per hectare compared to the split LAD variant by 0.3 to 0.46 t / ha.

Z výše uvedeného testování se jeví využití hnojivá O-LAD4 jako vhodného zdroje dusíku k řepce ozimé aplikovaného v termínu regeneračního přihnojení v kombinaci s klasickým hnojivém LAD v poměru 1 : 1, respektive 1 : 2, tj. LAD : O-LAD4. Výhoda aplikace představených směsí plyne z odlišné dynamiky uvolňování přijatelného N z jednotlivých komponentů směsí. Zatím co klasický LAD dodá živinu okamžitě přijatelnou v termínu regenerace porostu, obalovaná část směsi dusík uvolňuje pozvolně v dalším období s respektem k potřebám pěstovaných rostlin. Jednorázová aplikace směsi hnojiv přináší ekonomický efekt plynoucí ze snížení nákladů na aplikaci hnojiv, který doprovází pokles utužení půdy a environmentální účinek založený na redukci ztrát dusíku vlivem zvýšené účinnosti hnojiv. Z potřeby dusíku na tvorbu výnosu, tj. cca 50 kg/t semen, a nárůstu produkce řepky způsobného aplikací hnojiv lze kvantifikovat snížení ztrát na této živině v rozmezí 7 až 23 kg/ha N. Vyjádřeno k dávce dusíku využitého při hnojení se jedná o 5 až 12 %. Použití hnojivá O-LAV4 v pěstební technologii řepky se jeví jako perspektivní způsob výživy této plodiny v systému udržitelného zemědělství.From the above testing, it appears that the fertilizer O-LAD4 appears as a suitable source of nitrogen to winter rape applied in the term of regenerative fertilization in combination with conventional fertilizer LAD in the ratio 1: 1, respectively 1: 2, ie LAD: O-LAD4. The advantage of the application of the presented mixtures stems from the different dynamics of the release of acceptable N from the individual components of the mixtures. While the classic LAD supplies a nutrient immediately acceptable at the time of stand regeneration, the coated part of the mixture releases nitrogen gradually in the next period with respect to the needs of cultivated plants. A single application of a fertilizer mixture brings the economic effect of reducing the cost of fertilizer application, which is accompanied by a decrease in soil compaction and an environmental effect based on the reduction of nitrogen losses due to increased fertilizer efficiency. The reduction of losses on this nutrient in the range of 7 to 23 kg / ha N can be quantified from the need for nitrogen to produce a yield, ie about 50 kg / t of seeds, and the increase in rapeseed production caused by fertilizer application. 5 to 12%. The use of O-LAV4 fertilizer in rapeseed cultivation technology appears to be a promising way to feed this crop in a sustainable agriculture system.

Objasnění výkresůExplanation of drawings

Hnojivo obsahující granule ledku amonného s dolomitem opatřené povlakem podle tohoto řešení bude podrobněji popsáno na konkrétních příkladech provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na obr. 1 je graf porovnání biologické rozložitelnosti s mikrocelulózou podle metodiky EN ISO 17556. Na obr. 2 je graf uvolňování dusičnanového dusíku. Na obr. 3 je graf uvolňování čpavkového dusíku. Na obr. 4 je graf dynamiky uvolnění minerálního dusíku (Nmin) z testovaných hnojiv během vegetace. Na obr. 5 je graf znázorňující výnos řepky ozimé hnojené hnojivý LAD a O-LAD4 na lokalitách a Zabčice a Vatín.A fertilizer containing ammonium nitrate granules coated with dolomite according to this solution will be described in more detail on specific examples with the aid of the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a graph comparing biodegradability with microcellulose according to EN ISO 17556. nitrogen. Fig. 3 is a graph of ammonia nitrogen release. Fig. 4 is a graph of the dynamics of mineral nitrogen release (Nmin) from the tested fertilizers during the vegetation. Fig. 5 is a graph showing the yield of winter oilseed rape fertilized with LAD and O-LAD4 in the localities and Zabčice and Vatín.

Příklady uskutečnění technického řešeníExamples of technical solution

Příkladné hnojivo obsahuje granule ledku amonného s dolomitem opatřené povlakem. Granule obsahují od 24 do 26 hmotn. % dusíku a jsou obaleny povlakem polymeru tvořícím 4 až 8 hmotn. % hnojivá. Povlak polymeru obsahuje triglyceridy mastných kyselin s obsahem 70 až 85 hmotn. %, z toho nenasycených mastných kyselin od 45 do 60 hmotn. % a z 9,5 až 11 hmotn. % kyseliny polymléčné.An exemplary fertilizer comprises coated dolomite ammonium nitrate granules. The granules contain from 24 to 26 wt. % nitrogen and are coated with a polymer coating comprising 4 to 8 wt. % fertilizer. The polymer coating contains fatty acid triglycerides with a content of 70 to 85 wt. %, of which unsaturated fatty acids from 45 to 60 wt. % and from 9.5 to 11 wt. % polylactic acid.

Chemické složení a fyzikální vlastnosti granulovaného hnojivá LAD s pomalým uvolňováním živin s biologicky rozložitelným obalem jsou následující.The chemical composition and physical properties of the slow-release granular LAD fertilizer with a biodegradable coating are as follows.

Granulometric až 6,3 mm min. 90 hmotn. % do 1 mm max. 1 hmotn. % nad 10 mm 0 hmotn. % obsah celkového dusíku je 24 až 26 hmotn. %Granulometric up to 6.3 mm min. 90 wt. % up to 1 mm max. 1 wt. % over 10 mm 0 wt. % the total nitrogen content is 24 to 26 wt. %

-4CZ 35340 UI z toho dusičnanového 12 až 13,0 hmota. % čpavkového 12 až 13,0 hmota. %-4CZ 35340 UI of which nitrate 12 to 13.0 wt. % ammonia 12 to 13.0 wt. %

Bodová pevnost (N) Point strength (N) Prašnost, hmotn. % Dustiness, wt. % Otěr, hmotn. % Abrasion, wt. % Spékavost (N) Caking (N) 35 až 50 35 to 50 0,011 % až 0,025 % 0.011% to 0.025% 0,025 % až 0,035 % 0.025% to 0.035% 0,0 0.0

S mírou biologické rozložitelnosti polymemího povlaku za 6 měsíců 40 %, tj. procentuální odbourání uhlíku na oxid uhličitý. Porovnání biologické rozložitelnosti s mikrocelulózou podle metodiky EN ISO 17556 zobrazuje graf na obr. 1With a degree of biodegradability of the polymer coating in 6 months of 40%, ie a percentage of carbon degradation to carbon dioxide. The comparison of biodegradability with microcellulose according to the methodology of EN ISO 17556 is shown in the graph in Fig. 1

Na základě EN 13266: 2001 bylo naměřeno uvolňování živin hnojivá LAD s obsahem 4% polymemího obalu, které je zobrazeno v grafech 2 a 3.Based on EN 13266: 2001, the nutrient release of LAD fertilizer containing 4% of the polymeric coating was measured, which is shown in graphs 2 and 3.

Výsledky vegetačního nádobového pokusu s řepkou ozimou ukazují rozdílnou dynamiku uvolňování minerálního dusíku (Nmin) v půdě z klasické formy hnojivá LAD a jeho obaleného ekvivalentu (O-LAD). Zatím co se z hnojivá LAD dusík uvolnil velmi rychle, u hnojivá O-LAD byla dynamika jeho uvolnění pomalejší. Rychlé uvolnění dusíku z hnojivá LAD prezentují hodnoty Nmin v 1. termínu měření ve svrchní a střední vrstvě půdy. U této varianty se vertikálním pohybem půdního roztoku zvýšil jeho obsah ve spodní vrstvě půdy v 2. termínu, čímž narostl potenciál jeho ztráty vyplavením z půdy. Pozvolné uvolňování dusíku z obalené formy LAD umožnilo rostlinám čerpat tuto živinu rovnoměrně po celou vegetaci a výrazně snížilo riziko jeho ztrát. Toto je patrné z grafů na obr. 4, kde 1. termín: 3. dubna, 2 termín: 16. dubna, 3. termín: 16. července.The results of the vegetation pot experiment with winter rape show different dynamics of mineral nitrogen release (Nmin) in the soil from the classical form of LAD fertilizer and its coated equivalent (O-LAD). While nitrogen was released from LAD fertilizer very quickly, the dynamics of O-LAD fertilizer was slower. The rapid release of nitrogen from the LAD fertilizer is presented by the Nmin values in the 1st measurement period in the upper and middle soil layer. In this variant, the vertical movement of the soil solution increased its content in the lower layer of the soil in the 2nd term, which increased the potential for its loss by leaching from the soil. The gradual release of nitrogen from the coated form of LAD allowed the plants to draw this nutrient evenly throughout the vegetation and significantly reduced the risk of its loss. This can be seen from the graphs in Fig. 4, where the 1st term: April 3, the 2nd term: April 16, the 3rd term: July 16.

V polních pokusech realizovaných na lokalitách Zabčice a Vatín byla testována obalovaná hnojivá LAD (O-LAD) na výnos a kvalitu produkce řepky ozimé. Vlivem hnojení směsí LAD + O-LAD4 v poměru 1:1- varianta 2 a poměru 1 : 2 v termínu regenerace - varianta 3 narostla signifikantně produkce semen řepky oproti variantě s dělenou aplikací klasického LAD - varianta 1 - hnojení N z 1/3 regenerační a 2/3 produkční, o 5,2; respektive o 6,9 % dle grafu na obr. 5. V humidnějších podmínkách Českomoravské vrchoviny - Vatín, nebylo použitím hnojivá O-LAD4 zaznamenáno průkazné navýšení produkce semen. I přesto přihnojení obalovaným hnojivém ve směsi s LAD v poměru 1:1, resp. 2:1, zvýšilo produkci semen z hektaru oproti variantě s dělenou aplikaci LAD, a to o 0,3 až 0,46 t/ha.In field experiments carried out at the Zabčice and Vatín localities, coated LAD fertilizers (O-LAD) were tested for the yield and quality of winter rape production. Due to fertilization with LAD + O-LAD4 mixtures in the ratio 1: 1 variant 2 and ratio 1: 2 in the term regeneration - variant 3 the production of rapeseed increased significantly compared to the variant with divided application of classical LAD - variant 1 - fertilization N from 1/3 regenerative and 2/3 production, by 5.2; respectively by 6.9% according to the graph in Fig. 5. In the more humid conditions of the Bohemian-Moravian Highlands - Vatín, no significant increase in seed production was recorded using the fertilizer O-LAD4. Even so, additional fertilization with coated fertilizer in a mixture with LAD in a ratio of 1: 1, resp. 2: 1, increased seed production per hectare compared to the split LAD variant by 0.3 to 0.46 t / ha.

Příklad 1Example 1

Polymemí obal se připravuje z dvou druhů rostlinného oleje, kyseliny polymléčné a z reaktivního ředidla:Polymeric packaging is prepared from two types of vegetable oil, polylactic acid and reactive diluent:

• Olej 1: směs triglyceridů mastných kyselin, ve kterých jsou 90 % zastoupeny nenasycené mastné kyseliny a 10 % nasycené mastné kyseliny • Olej 2: směs triglyceridů mastných kyselin, ve kterých jsou z 8 % zastoupené nenasycené mastné kyseliny a z 92 % procenty nasycené mastné kyseliny.• Oil 1: a mixture of fatty acid triglycerides in which 90% unsaturated fatty acids and 10% saturated fatty acids • Oil 2: a mixture of fatty acid triglycerides in which 8% unsaturated fatty acids and 92% saturated fatty acids .

Poměr nenasycených a nasycených mastných kyselin se mění poměrem dávek oleje 1 a oleje 2 • Kyselina polymléčná připravená polykondenzací kyseliny mléčné.The ratio of unsaturated to saturated fatty acids varies with the ratio of the doses of oil 1 and oil 2. • Polylactic acid prepared by polycondensation of lactic acid.

• Reaktivní ředidlo na bázi cyklických amidů organických kyselin obsahujících v molekule navázané hydroxymetylové skupiny.• Reactive diluent based on cyclic amides of organic acids containing hydroxymethyl groups attached in the molecule.

-5CZ 35340 UI-5CZ 35340 UI

Do reakční nádoby se naváží Olej 1 o množství 42 gramů a Olej 2 o množství 24 gramů, čím vznikne směs triglyceridů mastných kyselin, ve které jsou nenasycené mastné kyseliny zastoupené 60 % a nasycené mastné kyseliny 40 %. Ke směsi se přidá kyselina polymléčná - 7,5 gramů, což představuje 10 % směsi Oleje 1 a Oleje 2. Následně se ohřeje na 110 °C. Po dosáhnutí této teploty se přidá první díl hmotnosti kyselého katalyzátoru o velikosti 0,75 g. Směs se míchá při teplotě 110 °C po dobu třech hodin. Po uplynutí reakčního času se ochladí na 20 °C. Do ochlazené směsi se přidá reaktivní ředidlo o hmotnosti 32 gramů a druhý díl kyselého katalyzátoru o hmotnosti 0,5 gramu. Obsah se homogenizuje, čímž se připraví 107,5 gramů prekurzoru obalu obsahujícího 70 hmotn. % směsi triglyceridů mastných kyselin. Tento materiál se použil na obalování hnojivá LAD obsahujícího 26 hmotn. % celkového dusíku, tj. 13 hmotn. % čpavkového a 13 hmotn. % nitrátového, s granulometrií 3 až 4 mm. Obalování probíhalo ve fluidizačním zařízení sestávajícím z následujících částí.Oil 1 (42 g) and Oil 2 (24 g) were weighed into the reaction vessel to form a mixture of fatty acid triglycerides in which 60% unsaturated fatty acids and 40% saturated fatty acids were present. Polylactic acid - 7.5 grams, which represents 10% of a mixture of Oil 1 and Oil 2, is added to the mixture. It is then heated to 110 ° C. After reaching this temperature, a first portion of 0.75 g of acid catalyst was added. The mixture was stirred at 110 ° C for three hours. After the reaction time has elapsed, it is cooled to 20 ° C. A reactive diluent weighing 32 grams and a second portion of acid catalyst weighing 0.5 grams are added to the cooled mixture. The contents were homogenized to give 107.5 grams of a package precursor containing 70 wt. % of a mixture of fatty acid triglycerides. This material was used to coat a LAD fertilizer containing 26 wt. % of total nitrogen, i.e. 13 wt. % ammonia and 13 wt. % nitrate, with a granulometry of 3 to 4 mm. The coating took place in a fluidizing device consisting of the following parts.

Fluidní komora. Na perforovaném dnu komory je umístěné hnojivo. Přes dno komory proudí předehřátý vzduch ve vertikálním směru, který nadnáší hnojivo a odevzdává mu teplo. Do fluidní komory ústi konec trysky, kterou se na hnojivo nastříkává prekurzor obalu.Fluid chamber. Fertilizer is placed on the perforated bottom of the chamber. Preheated air flows through the bottom of the chamber in the vertical direction, which lifts the fertilizer and gives it heat. The end of the nozzle opens into the fluid chamber, through which the precursor of the container is sprayed onto the fertilizer.

Ventilátor, umístěný za fluidní komorou. Odsává vzduch z horní části fluidní komory, čímž v ní vytváří tlakový spád umožňující proudění vzduchu.A fan located behind the fluid chamber. It sucks air from the upper part of the fluid chamber, thus creating a pressure drop in it allowing air to flow.

Ohřevné spirály, umístěné před fluidní komorou. Obtéká je vzduch nasávaný do fluidní komory, který se tím předehřívá na teplotu 100 až 110 °C.Heating coils located in front of the fluid chamber. The air sucked into the fluid chamber flows around them, which is thus preheated to a temperature of 100 to 110 ° C.

Čerpadlo přivádí prekurzor obalu do trysky.The pump feeds the package precursor to the nozzle.

Postup obalování.Wrapping procedure.

Do fluidizační komory zařízení se nasypalo hnojivo LAD s obsahem 27 hmotn. % celkového dusíku, tj. 2 kg. Zařízení se utěsnilo a spustil se ventilátor a ohřev vzduchu. Po vyhřátí hnojivá na 100 °C se zvýšil průtok vzduchu tak, aby se hnojivo dostalo do vznosu ve fluidní vrstvě. Prostřednictvím čerpadla připojeného na trysku se na hnojivo naneslo prvních 10 gramů prekurzoru obalu rychlostí 5 gramů za minutu. Dávkování se přerušilo na dobu 5 minut po dobu kterého se hnojivo udržovalo na rekční teplotě 100 až 110 °C. Po pěti minutách se nanesla druhá dávka 10 gramů prekurzoru obalu stejnou rychlostí a hnojivo se následně opět ohřívalo 5 minut bez dávkování. Cykly dávkování a ohřevu se opakovaly, dokud se nespotřebovalo celých 107,5 g prekurzoru obalu. Po ukončení dávkování se hnojivo zahřívalo 30 minut při teplotě 100 až 110 °C. Potom se ochladilo na 80 °C. zastavil se ventilátor, otevřelo se zařízení a do vhodného obalu se vysypalo 2,085 kg obaleného hnojivá pokrytého 4-mi procenty obalu a obsahujícího 12,5 % čpavkového dusíku a 12,5 % nitrátového dusíku.LAD fertilizer with a content of 27 wt. % of total nitrogen, ie 2 kg. The device was sealed and the fan and air heating started. After heating the fertilizer to 100 ° C, the air flow was increased so that the fertilizer floated in the fluidized bed. By means of a pump connected to a nozzle, the first 10 grams of the package precursor were applied to the fertilizer at a rate of 5 grams per minute. The dosing was interrupted for 5 minutes during which time the fertilizer was maintained at a reaction temperature of 100 to 110 ° C. After five minutes, a second batch of 10 grams of package precursor was applied at the same rate and the fertilizer was then reheated for 5 minutes without dosing. The dosing and heating cycles were repeated until the entire 107.5 g of package precursor was consumed. After dosing, the fertilizer was heated at 100-110 ° C for 30 minutes. It was then cooled to 80 ° C. the fan was stopped, the device was opened, and 2.085 kg of coated fertilizer covered with 4 percent of the container and containing 12.5% of ammonia nitrogen and 12.5% of nitrate nitrogen was poured into a suitable container.

Parametry připraveného granulovaného hnojivá:Parameters of the prepared granular fertilizer:

Obsah triglyceridů mastných kyselin v obalu Fatty acid triglyceride content in the packaging 70 hmotn. % 70 wt. % Obsah nenasycených mastných kyselin v triglyceridech Content of unsaturated fatty acids in triglycerides 60 hmotn. % 60 wt. % Podíl obalu na hmotnosti hnojivá Proportion of packaging by weight of fertilizer 4 hmotn. % 4 wt. % Obsah celkového dusíku Total nitrogen content 25 hmotn. % 25 wt. % Obsah čpavkového dusíku Ammonia nitrogen content 13,0 hmotn. % 13.0 wt. % Obsah nitrátového dusíku Nitrate nitrogen content 13,0 hmotn. % 13.0 wt. %

-6CZ 35340 Ul-6CZ 35340 Ul

Příklad 2Example 2

Do reakční nádoby se naváží Olej 1 podle příkladu 1, tj. 81 gramů a Olej 2 podle příkladu 1, tj. 99 gramů, čímž vznikne směs triglyceridů mastných kyselin, ve které jsou nenasycené mastné kyseliny zastoupené 45% a nasycené mastné kyseliny 55 %. Ke směsi se přidá kyselina polymléčná podle příkladu 1, tj. 20,5 gramů, což představuje 10 % směsi Oleje 1 a Oleje 2. Následně se ohřeje na 110 °C. Po dosáhnutí této teploty se přidá první díl hmotnosti kyselého katalyzátoru, tj. 2 g. Směs se míchá při teplotě 110 °C po dobu třech hodin. Po uplynutí reakčního času se ochladí na 20 °C. Do ochlazené směsi se přidá reaktivní ředidlo podle příkladu 1, tj. 36 gramů a druhý díl kyselého katalyzátoru, tj. 0,25 gramu. Obsah se homogenizuje, čímž se připraví 241 gramů prekurzoru obalu obsahujícího 85 hmota. % směsi triglyceridů mastných kyselin.The oil 1 according to Example 1, i.e. 81 grams, and the oil 2 according to Example 1, i.e. 99 grams, were weighed into the reaction vessel to give a mixture of fatty acid triglycerides in which unsaturated fatty acids were 45% and saturated fatty acids 55%. Polylactic acid according to Example 1, i.e. 20.5 grams, which represents 10% of a mixture of Oil 1 and Oil 2, is added to the mixture. It is then heated to 110 ° C. After reaching this temperature, a first part by weight of acid catalyst, i.e. 2 g, is added. The mixture is stirred at 110 ° C for three hours. After the reaction time has elapsed, it is cooled to 20 ° C. The reactive diluent according to Example 1, i.e. 36 grams, and the second part of the acid catalyst, i.e. 0.25 grams, are added to the cooled mixture. The contents were homogenized to give 241 grams of a 85 mass package precursor. % of a mixture of fatty acid triglycerides.

Materiál se aplikoval na hnojivo stejným postupem jako uváděl Příklad 1. Připravilo se 2,17 kg hnojivá pokrytého 8-mi procenty obalu a obsahujícího 12 hmota. % čpavkového a 12 hmota. % nitrátového dusíku.The material was applied to the fertilizer in the same manner as in Example 1. 2.17 kg of fertilizer was prepared, covered with 8 percent of the package and containing 12 wt. % ammonia and 12 wt. % of nitrate nitrogen.

Parametry připraveného granulovaného hnojivá:Parameters of the prepared granular fertilizer:

Obsah triglyceridů mastných kyselin v obalu Fatty acid triglyceride content in the packaging 85 hmota. % 85 mass. % Obsah nenasycených mastných kyselin v triglyceridech Content of unsaturated fatty acids in triglycerides 45 hmota. % 45 mass. % Podíl obalu na hmotnosti hnojivá Proportion of packaging by weight of fertilizer 8 hmota. % 8 mass. % Obsah celkového dusíku Total nitrogen content 24 hmota. % 24 mass. % Obsah čpavkového dusíku Ammonia nitrogen content 12 hmota. % 12 mass. % Obsah nitrátového dusíku Nitrate nitrogen content 12 hmota. % 12 mass. %

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Hnojivo podle tohoto technického řešení nalezne uplatnění zejména při pěstování velkokapacitních plodin jako je kukuřice, slunečnice, obiloviny a řepka olejka.The fertilizer according to this technical solution finds application especially in the cultivation of large-capacity crops such as corn, sunflowers, cereals and oilseed rape.

Claims (1)

NÁROKY NA OCHRANUCLAIMS FOR PROTECTION 1. Hnojivo, obsahující granule ledku amonného s dolomitem opatřené povlakem, vyznačující 5 setím, že granule obsahují od 24 do 26 hmoto. % dusíku a jsou obaleny povlakem polymeru tvořícím 4 až 8 hmota. % hnojivá, přičemž povlak polymeru obsahuje triglyceridy mastných kyselin s obsahem 70 až 85 hmota. %, z toho nenasycených mastných kyselin od 45 do 60 hmota. % a z 9,5 až 11 hmota. % kyseliny polymléčné.A fertilizer comprising ammonium nitrate granules with dolomite provided with a coating, characterized in that the granules contain from 24 to 26 wt. % nitrogen and are coated with a polymer coating forming 4 to 8 wt. % of fertilizer, the polymer coating containing fatty acid triglycerides containing 70 to 85 wt. %, of which unsaturated fatty acids from 45 to 60 wt. % and from 9.5 to 11 wt. % polylactic acid.