ES2277093T3 - Procedimiento para la produccion de un fertilizante y fertilizante. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la producción de un fertilizante organomineral, comprendiendo el procedimiento mezclar íntimamente material fertilizante mineral, urea, un compuesto de lignina y material fertilizante orgánico proporcionando así una combinación, y calentar la combinación, en el que el material fertilizante orgánico comprende estiércol.
Description
Procedimiento para la producción de un
fertilizante y fertilizante.
Esta invención se refiere a un procedimiento
para la producción de un fertilizante. La invención también se
refiere a un fertilizante. Además, la invención se refiere a un
procedimiento para la producción de un fertilizante organomineral.
La invención también se refiere a un fertilizante organomineral.
Los fertilizantes, tales como fertilizantes
minerales, fertilizantes orgánicos y fertilizantes organominerales,
se conocen en la técnica y se usan ampliamente en agricultura. Por
ejemplo, el documento WO 0206186 describe un método para la
preparación de gránulos de fertilizante orgánico (fertilizante
organomineral) en el que se mezcla estiércol seco con urea y
minerales y se alimenta a un granulador. Una desventaja de este
fertilizante organomineral es que la liberación de nitrógeno (urea)
y minerales es muy rápida. Esto significa que se necesita una
fertilización repetida con este fertilizante organomineral.
Por tanto, se desea una liberación lenta de urea
u otros nutrientes a lo largo de, por ejemplo, semanas o meses. Se
conoce la liberación lenta de fertilizantes minerales, por ejemplo a
partir del documento US 4789391. El método más común para modificar
el producto fertilizante para proporcionar una liberación controlada
de nutrientes es controlar la solubilidad del fertilizante. En el
caso de la urea, tales productos pueden prepararse haciendo
reaccionar urea con diversos aldehídos. También se ha hecho
reaccionar urea con formaldehído dando como resultado un producto
que consiste principalmente en polímeros de metilenurea que varían
en la longitud de cadena y el grado de reticulación. Se libera
nitrógeno de la parte insoluble de estos materiales mediante
degradación microbiana y por tanto, factores, tales como humedad de
la tierra, temperatura, pH, contenido en nutrientes y oxígeno que
tienen una influencia sobre la tasa de actividad microbiana también
afectan a la velocidad de liberación de nitrógeno. La urea toma
parte en la reacción para formar formaldehídos de urea.
La modificación del producto fertilizante para
controlar la cantidad de captación de nutrientes también puede
lograrse recubriendo fertilizantes solubles para ajustar la
liberación de nitrógeno. Los recubrimientos se clasifican
generalmente en varios tipos. Hay membranas semipermeables que se
descomponen mediante la acumulación de presión osmótica de agua
interna por la difusión de vapor. La liberación del nitrógeno del
fertilizante soluble habitualmente es completa una vez roto el
recubrimiento. Otro tipo de recubrimiento implica el uso de
membranas impermeables con pequeños poros. En este tipo de
recubrimiento el agua pasa a través del recubrimiento y disuelve el
fertilizante, provocando el hinchamiento de la cápsula y
agrandamiento de los poros. Entonces el fertilizante disuelto se
difunde a través de los poros agrandados en el recubrimiento.
Además, las membranas impermeables sin poros se usan para recubrir
fertilizantes solubles. En este tipo de recubrimiento, la acción
química, física o microbiana degrada el material de membrana antes
de que se produzca la liberación del fertilizante, y la liberación
de nutrientes habitualmente es completa una vez degradado el
recubrimiento.
Algunos productos de liberación controlada usan
recubrimientos de polímeros basados en membranas impermeables con
pequeños poros para recubrir fertilizantes solubles. Puede hacerse
variar la liberación de los nutrientes cambiando el espesor del
recubrimiento. También se ha usado urea recubierta de azufre para
proporcionar fertilizante de liberación controlada. La liberación
de nitrógeno se basa en el espesor y completitud del recubrimiento
de azufre, la humedad de la tierra, y la temperatura de la tierra.
El aumento de la temperatura y humedad de la tierra aceleran la
degradación del recubrimiento de azufre impermeable y por tanto la
difusión de urea a través de los poros en el recubrimiento.
La liberación controlada de los nutrientes del
fertilizante también puede lograrse mediante inhibidores de la
nitrificación. La nitrificación es el procedimiento que convierte
los iones amonio, cuando se aplican a la tierra como amoníaco,
mediante oxidación bacteriana, en iones nitrato. Ciertos materiales
inhiben la nitrificación debido a que son tóxicos para las
bacterias de la tierra que oxidan los iones amonio. Por ejemplo,
ciertos pesticidas y productos químicos son tóxicos para las
bacterias que convierten los iones amonio en nitrato. Los
inhibidores retrasan la conversión de nitrógeno del amonio en
nitrato mediante la inhibición específica de la actividad de las
bacterias de la
tierra.
tierra.
Los fertilizantes minerales también pueden
atraparse o recubrirse. Se conoce el uso de lignosulfonato para
preparar un recubrimiento o una clase de matriz para revestir o
atrapar fertilizantes minerales a partir del documento US 4789391.
Este documento describe un procedimiento de copolimerización en el
que se hacen reaccionar lignosulfonato y acrilonitrilo. En un
procedimiento siguiente, se hidroliza el copolímero obtenido en
condiciones básicas mientras se evapora una solución de urea a
temperaturas elevadas (de aproximadamente 140ºC). El grupo
acrilonitrilo es esencial, ya que este grupo puede reaccionar con el
poli(ácido acrílico)-amida (PAA) deseado,
conduciendo a la formación de una matriz que atrapa o reviste a la
urea. El procedimiento del documento US 4789391 es un procedimiento
complicado que conduce a un producto con una liberación no
controlada o sólo una liberación lenta a lo largo de un corto
periodo. Además de eso, el documento US 4789391 no describe cómo
pueden obtenerse fertilizantes organominerales de liberación lenta.
Además, el uso de acrilonitrilo puede desearse menos en vista de
aspectos medio-
ambientales.
ambientales.
Es un objeto de la invención proporcionar un
procedimiento alternativo para la producción de fertilizantes,
tales como fertilizantes minerales, fertilizantes orgánicos y
fertilizantes organominerales. Es un objeto adicional de la
invención proporcionar un procedimiento para la producción de
fertilizantes de liberación lenta o fertilizantes de liberación
larga, que padecen menos las desventajas del procedimiento
mencionado anteriormente. Es otro objeto de la invención
proporcionar fertilizantes que liberan nitrógeno a lo largo de días
a varios meses.
Con este fin, la invención proporciona un
procedimiento para la producción de un fertilizante, comprendiendo
el procedimiento mezclar íntimamente urea y un compuesto de lignina
proporcionando así una combinación, y calentar la combinación.
En una realización del procedimiento de la
invención, se proporciona un procedimiento para la producción de un
fertilizante organometálico, comprendiendo el procedimiento: mezclar
íntimamente material fertilizante mineral, urea, un compuesto de
lignina y material fertilizante orgánico proporcionando así una
combinación, y calentar la combinación.
En una realización específica, la invención
proporciona un procedimiento para la producción de un fertilizante
organomineral, comprendiendo el procedimiento:
a) combinar material fertilizante mineral, urea,
y material fertilizante orgánico;
b) combinar un compuesto de lignina con la
combinación de fertilizante obtenida en a);
c) templar y humedecer la combinación obtenida
en b);
d) calentar la combinación obtenida en c).
En otro aspecto de la invención, se proporciona
un fertilizante, que puede obtenerse según el procedimiento de la
invención.
En un aspecto adicional de la invención, se
proporciona un fertilizante organomineral que comprende material
fertilizante mineral, urea, material fertilizante orgánico y un
compuesto de lignina, que puede obtenerse según el procedimiento de
la invención.
En una realización específica del fertilizante
organomineral de la invención, el fertilizante organomineral
comprende el 20-80% en peso de material fertilizante
mineral, el 2-40% en peso de urea, el
20-80% en peso de material fertilizante orgánico y
el 0,5-5% en peso de de un compuesto de lignina
basado en el peso total del fertilizante organomineral.
La figura 1 muestra diferentes fracciones de N
en una tierra (experimento 3).
La figura 2 muestra las diferentes fracciones de
N en la tierra tras el tratamiento con estiércol de pollos
acondicionado (fertilizante orgánico habitual) (experimento 3).
La figura 3 muestra las diferentes fracciones de
N de la tierra tras el tratamiento con un fertilizante organomineral
según una realización de la invención (experimento 3).
La figura 4 muestra las diferentes fracciones de
N de la tierra tras el tratamiento con un fertilizante mineral NPK
habitual (experimento 3).
La figura 5 muestra las diferentes fracciones de
N de la tierra tras el tratamiento con un fertilizante mineral de
liberación lenta (recubierto) (experimento 3).
La invención se refiere a un procedimiento para
la producción de un fertilizante, comprendiendo el procedimiento
mezclar íntimamente urea y un compuesto de lignina proporcionando
así una combinación, y calentar la combinación. Mediante la
combinación y el calentamiento, o bien sucesivamente o bien
simultáneamente, se obtiene un fertilizante de liberación lenta que
tiene una liberación lenta controlada, con un procedimiento
relativamente sencillo. Puede hacerse variar la razón en peso de
urea y el compuesto de lignina, dependiendo de la aplicación deseada
y las propiedades de liberación lenta deseadas. Por ejemplo, la
razón en peso puede ser de entre aproximadamente 2:1 y 15:1. En una
realización, la razón en peso es de entre aproximadamente 4:1 y 8:1.
En otra realización, la invención se refiere a un procedimiento,
comprendiendo el procedimiento mezclar íntimamente urea y un
compuesto de lignina proporcionando así una combinación, y
triturar, calentar y humedecer la combinación.
Este calentamiento de la combinación puede
llevarse a cabo, por ejemplo, aumentando la temperatura tras o
durante la combinación, o bien en el mismo reactor o bien en un
reactor posterior. En una realización de la invención, el
calentamiento de la combinación se realiza aglomerando la
combinación y opcionalmente calentando esta combinación. Mediante
la aglomeración aumenta la presión, y por tanto la temperatura. En
una realización adicional, la invención comprende un procedimiento
en el que la aglomeración se realiza a presiones de entre 90 y 120
bar. Durante esta aglomeración, la combinación puede calentarse
opcionalmente. Se obtienen buenos resultados cuando la presión es
de aproximadamente 100-110 bar o cuando la
temperatura es superior a aproximadamente 100ºC, por ejemplo
aproximadamente 110-120ºC o superior.
En otra realización, se granula la combinación
obtenida en un procedimiento de granulación. Esto puede llevarse a
cabo tras el calentamiento de la combinación. El calentamiento, por
ejemplo durante un procedimiento de granulación, puede realizarse
dirigiendo vapor de agua a través de la combinación, por ejemplo
vapor de agua con una temperatura superior a aproximadamente 100ºC.
Tras usar el vapor de agua para calentar la combinación, el
producto que se obtiene puede secarse con el fin de conseguir el
contenido en materia seca deseado. De esta manera, puede obtenerse
un fertilizante de liberación lenta, que tiene propiedades de
liberación de entre aproximadamente algunas semanas a algunos
meses.
En una realización, la invención se refiere al
procedimiento anteriormente mencionado, que comprende además
mezclar material fertilizante mineral en la combinación, o que
comprende además mezclar material fertilizante orgánico en la
combinación. Una de las ventajas de este procedimiento con respecto
a procedimientos del estado de la técnica es que es relativamente
sencillo.
En otra realización, se mezclan tanto material
fertilizante mineral como material fertilizante orgánico. Por
tanto, la invención también se refiere a un procedimiento para la
producción de un fertilizante organomineral, comprendiendo el
procedimiento mezclar íntimamente material fertilizante mineral,
urea, un compuesto de lignina y material fertilizante orgánico
proporcionando así una combinación, y calentar la combinación. Este
procedimiento tiene ventajas con respecto a procedimientos del
estado de la técnica para la producción de fertilizantes de
liberación lenta, ya que es relativamente sencillo, por ejemplo con
respecto al procedimiento descrito en el documento US 4789391.
Además, el procedimiento de la invención conduce a un producto con
una liberación controlada a lo largo de un periodo prolongado, por
ejemplo semanas o incluso meses. Esto tiene la ventaja de que los
granjeros necesitan menos series de fertilización sobre sus campos.
Los fertilizantes de liberación lenta del documento US 4789391,
todavía pueden presentar una liberación demasiado rápida al
comienzo. Los fertilizantes de liberación lenta basados en
fertilizantes orgánicos tienen habitualmente una gran deficiencia
en la liberación en el periodo directamente tras aplicarlo a un
campo, y además de eso, su liberación es impredecible. Sin embargo,
el fertilizante organomineral de la invención, que puede obtenerse
mediante el procedimiento de la invención, tiene propiedades de
liberación (lenta) mejoradas pero además liberación directa de
nutrientes. El fertilizante organomineral de la invención se
denomina por tanto fertilizante de liberación larga, con
propiedades de liberación lenta y rápida.
Sin limitarse a ninguna teoría, parece que se
obtiene una liberación rápida, principalmente del material
fertilizante mineral, que dura por ejemplo algunos días (primera
liberación de nutrientes), se obtiene una liberación lenta a medio
plazo, que dura entre aproximadamente algunas semanas a algunos
meses en la que probablemente se libera urea que puede tener una
interacción con o puede unirse al compuesto de lignina (segunda
liberación de nutrientes), y se obtiene una liberación lenta a más
largo plazo, que dura aproximadamente algunos meses a
aproximadamente 5 meses, en la que puede liberarse nitrógeno
orgánico que se origina del material fertilizante orgánico (tercera
liberación de nutrientes). Los tiempos de liberación dependen de la
composición, del tamaño y de la textura del producto, pero también
dependen del pH de la tierra, la humedad de la tierra, la
temperatura de la tierra y la presencia de microorganismos, etc.
Debido a esta única combinación de liberaciones rápida y lenta de
nutrientes en un producto que comprende material fertilizante
mineral y material fertilizante orgánico, este producto se denomina
fertilizante organomineral o fertilizante organomineral de
liberación larga.
El "material fertilizante mineral" se
refiere a material que comprende sales minerales como material
fertilizante, tal como se conoce en la técnica. Por ejemplo, un
material fertilizante mineral de este tipo puede comprender uno o
más de fosfato de diamonio (DAP), fosfato de monoamonio (MAP), roca
fosfórica, cloruro de potasio (MOP), sulfato de potasio (SOP),
superfosfato simple (SSP), superfosfato triple (TSP), sulfato de
amonio (AS), cloruro de amonio, sulfato de hierro y sulfato de
magnesio (kieserita). Además, la urea se considera un fertilizante
mineral. La urea en esta invención, por un lado toma parte en la
etapa de primera liberación de nutrientes, en la que se libera el
material fertilizante mineral y en la que se libera la urea que no
está unida a un compuesto de lignina, o débilmente unida, y por
otro lado, puede tomar parte en la etapa de segunda liberación, en
la que se libera la urea que puede estar unida al compuesto de
lignina. De esta manera, la urea es un fertilizante mineral y
proporciona nitrógeno mineral, pero la urea también puede
proporcionar nitrógeno organomineral en la etapa de segunda
liberación de
nutrientes.
nutrientes.
Con "material fertilizante orgánico" se
quiere decir material que comprende estiércol, residuos vegetales
de hojarasca, restos vegetales, setas, cáscaras de cacahuetes,
cáscaras de coco, cáscaras de cacao, y césped, etc.
Preferiblemente, el estiércol comprende uno o más de estiércol de
aves de corral, estiércol de pollos, estiércol de ganado y
estiércol de cerdos. También pueden usarse combinaciones. En una
realización, se trata previamente el material fertilizante
orgánico. Por ejemplo, este tratamiento previo comprende secar el
material fertilizante orgánico. En una realización, el tratamiento
previo comprende secar el material fertilizante orgánico hasta un
contenido en materia seca de al menos el 80% en peso, por ejemplo el
85% en peso, calentar el material fertilizante orgánico hasta una
temperatura de al menos 75ºC y aglomerar el material fertilizante
orgánico, por ejemplo durante 1 hora. Para el procedimiento de la
invención, puede ser necesario que durante o antes de la
combinación de las materias primas, se trituren las materias primas,
por ejemplo especialmente aquellas materias primas que tienen
tamaños de partícula grandes (superiores a aproximadamente 2 mm) y
que pueden aglomerarse.
Un "compuesto de lignina" es lignina o un
derivado de la misma. Los compuestos de lignina se encuentran en
las paredes celulares como capa de cemento entre hebras de celulosa.
Son copolímeros, es decir macromoléculas en las que los monómeros
son de naturaleza diferente. Se considera que tres derivados de
fenilpropano (C_{6}-C_{3}) son monómeros de la
lignina: por ejemplo alcohol coniferílico, alcohol sinalípico y
alcohol cumarílico o p-hidroxicinamílico. Se
acoplan entre sí mediante enlaces C-C de las cadenas
de propano y mediante enlaces éter entre los grupos alcohólicos. En
una realización, el compuesto de lignina usado en la invención
comprende uno o más de lignina y lignosulfonato. Las ligninas
pueden obtenerse de madera, tal como por ejemplo madera blanda
(coníferas) o madera dura. El peso molecular varía entre
aproximadamente 5.000 y 10.000. En una realización, se usa
lignosulfonato de amonio como compuesto de lignina.
Con la frase "urea unida al compuesto de
lignina" se quiere decir que parece que la urea en combinación
con el compuesto de lignina proporciona una liberación retrasada de
nitrógeno (segunda liberación de nutrientes) para el fertilizante o
fertilizante organomineral de la invención. Esto significa que
probablemente hay una interacción de urea con el compuesto de
lignina, o posiblemente ha reaccionado la urea con el compuesto de
lignina o está físicamente unida al compuesto de lignina. El término
"unido al compuesto de lignina" se pretende que comprenda
todos esos casos. Parece que cuando se pone urea en la combinación,
sustancialmente no se encuentra posteriormente como urea soluble en
el agua, tal como es el caso con fertilizantes minerales
convencionales. Cuando, por ejemplo, el 10% en peso de N (de un
contenido en N total del 14% en peso en el fertilizante) en el
fertilizante organomineral es originalmente sólo nitrógeno de urea,
aproximadamente el 1% en peso se encuentra posteriormente como
nitrógeno de urea (no hay nitrato en el producto y el nitrógeno de
amonio se compara con la cantidad de entrada de urea). Por tanto,
casi el 90% del N de urea que se habría esperado que estuviese en
las fracciones de nitrógeno primera y tercera se encuentra en la
segunda fracción. Esto significa que la urea ha cambiado de una
fracción de mineral pura a una fracción de organonitrógeno que es
soluble en agua.
Las fracciones de nitrógeno en el fertilizante
organomineral de la invención pueden dividirse en varias clases:
\bullet Nitrógeno mineral soluble en agua (por
ejemplo, a partir de urea y amonio).
\bullet Nitrógeno orgánico soluble en agua
(organonitrógeno, principalmente a partir de urea unida al compuesto
de lignina).
\bullet Nitrógeno orgánico insoluble en agua
(por ejemplo grupos amida (NH_{2}) incrustados en la materia
orgánica de, por ejemplo, estiércol de pollos).
El estiércol, por ejemplo estiércol de pollos,
aporta aproximadamente el 1% en peso de nitrógeno orgánico dentro
del producto del fertilizante, que se libera en la tercera fracción
de nitrógeno (nitrógeno orgánico insoluble). Dado que el estiércol
(de pollos) contiene algo de ácido uréico que es un nitrógeno
orgánico soluble en agua, este compuesto se encuentra en la segunda
fracción (normalmente de manera aproximada el 1% en peso de peso de
fertili-
zante).
zante).
El fertilizante organomineral según la
invención, puede comprender aproximadamente del 15 al 70% en peso de
nitrógeno mineral soluble en agua (por ejemplo, a partir de urea y
amonio), del 25 al 75% en peso de nitrógeno orgánico soluble en
agua (organonitrógeno, principalmente a partir de urea unida al
compuesto de lignina), y del 5 al 25% en peso de nitrógeno orgánico
insoluble en agua (grupos de nitrógeno orgánico (por ejemplo amida
(NH_{2})) incrustados en la materia orgánica del estiércol) del
contenido en N total (% en peso) del fertilizante organomineral.
Los intervalos varían con respecto a la fórmula N(P)K
deseada que se prepara y la cantidad del compuesto de lignina, por
ejemplo lignosulfonato, usado. Las fórmulas de NPK con un alto
contenido en N (de hasta el 20% en peso de N con respecto al peso
de fertilizante) y un contenido en P y/o K de bajo a medio pueden
comprender la mayor cantidad de organonitrógeno (hasta el 75% en
peso de N total). Las fórmulas con un alto contenido en de P y/o K
y un bajo contenido en N (de hasta el 8% en peso de N con respecto
al peso de fertilizante), pueden comprender la menor cantidad de
compuestos de organonitrógeno, tan sólo aproximadamente el 25% en
peso de N
total.
total.
En una realización, el fertilizante
organomineral comprende el 20-80% en peso de
material fertilizante mineral, el 2-40% en peso de
urea, el 20-80% en peso de material fertilizante
orgánico y el 0,5-5% en peso de un compuesto de
lignina basándose en el peso total del fertilizante organomineral.
En una realización adicional, el fertilizante organomineral
comprende el 30-70% en peso de material fertilizante
mineral, el 5-30% en peso de urea, el
30-70% en peso de material fertilizante orgánico y
el 0,7-4% en peso de un compuesto de lignina
basándose en el peso total del fertilizante organomineral.
En otra realización, el fertilizante
organomineral comprende el 40-70% en peso de
material fertilizante mineral, incluyendo el 5-30%
en peso de urea, el 30-60% en peso de material
fertilizante orgánico y el 1-3% en peso de un
compuesto de lignina basándose en el peso total del fertilizante
organomineral. El material fertilizante mineral, incluyendo la
urea, comprende en una realización adicional aproximadamente el
0-22% en peso de MAP, el 0-22% en
peso de DAP, el 0-12% en peso de kieserita
(MgSO_{4}), el 0-40% en peso de SOP, el
5-30% en peso de urea y el 0-6% en
peso de sulfato de hierro, basándose en el peso total del
fertilizante organomineral. El % en peso de urea en estas
realizaciones de la invención se relaciona con la urea que se añade
como materia prima. El ácido uréico que puede estar presente en el
estiércol no se incluye en este porcentaje en peso.
El fertilizante organomineral de la invención
puede obtenerse con el procedimiento de la invención que comprende:
mezclar íntimamente material fertilizante mineral, urea, un
compuesto de lignina y material fertilizante orgánico
proporcionando así una combinación, y calentar la combinación. Por
ejemplo, en una realización el procedimiento comprende a) combinar
material fertilizante mineral, urea, y material fertilizante
orgánico; b) combinar un compuesto de lignina con la combinación de
fertilizante obtenida en a); c) templar y humedecer la combinación
obtenida en c); d) calentar la combinación obtenida en c). El
procedimiento de la invención puede ser un procedimiento
discontinuo o un procedimiento continuo.
La combinación de material fertilizante mineral,
urea, y material fertilizante orgánico y la combinación del
compuesto de lignina con la combinación de fertilizante obtenida en
a) también puede combinarse en un solo procedimiento. La
combinación de las materias primas puede realizarse en una
mezcladora, por ejemplo un sistema de combinación rotativo o un
sistema de combinación volumétrico. Cuando las materias primas
comprenden partículas mayores, el procedimiento de combinación
también puede comprender triturar o desmenuzar, durante la
combinación o antes de la combinación, en el que las partículas se
reducen en tamaño, por ejemplo, hasta aproximadamente 3 mm o
menores, por ejemplo un tamaño de partícula de 1-3
mm para el 90% en peso de la materia prima. Sin embargo, también
puede usarse un tamaño de partícula menor, por ejemplo de
0,5-2 mm, o incluso menor, por ejemplo teniendo el
90% en peso de la materia prima un tamaño de partícula inferior a 1
mm (por ejemplo de
0,5-1 mm).
0,5-1 mm).
Tal como se mencionó anteriormente, el material
fertilizante orgánico que se usa como materia prima puede tratarse
previamente, por ejemplo un tratamiento previo que comprende secar
el material fertilizante orgánico. El tratamiento previo también
puede comprender un procedimiento de aglomeración. En una
realización, el fertilizante orgánico tratado previamente comprende
uno o más de estiércol de aves de corral, estiércol de pollos,
estiércol de ganado y estiércol de cerdos seco (o acondicionado).
En una realización adicional, se usa estiércol, por ejemplo
estiércol de pollos, aglomerado, acondicionado (calentado) seco (el
contenido en materia seca es del 70% en peso o más (por ejemplo del
80-90% en peso). Esto puede obtenerse por ejemplo
aglomerando y calentando este estiércol, alcanzando temperaturas
superiores a aproximadamente 70ºC, por ejemplo de 80 a 90ºC, y
presiones superiores a aproximadamente 60 bar, por ejemplo
aproximadamente de 90 o 100 bar. Cuando se trata previamente el
estiércol de esta manera, parece minimizarse la pérdida de nitrógeno
debida a la volatilización de amoniaco, que es perjudicial para el
medioambiente. En una realización, el estiércol (como materia prima)
tiene un contenido en materia seca del 70% en peso o más, por
ejemplo del 80-90% en peso o superior (seco), un
contenido en nitrógeno de aproximadamente el 2 al 5% en peso sobre
una base de peso sin tratar (no secado) y una razón de C/N (razón
de carbono/nitrógeno) de entre 6
y 14.
y 14.
En caso de fertilizante orgánico, las materias
primas también comprenden uno o más de residuos vegetales de
hojarasca, restos vegetales, setas, cáscaras de cacahuetes, cáscaras
de coco, cáscaras de cacao, y césped, el contenido en materia seca
de los materiales orgánicos es preferiblemente del 70% en peso o
superior (secos), el contenido en nitrógeno es de aproximadamente
el 1 al 3% en peso sobre una base de peso sin tratar, la razón de
C/N es de entre aproximadamente 8 y 16. En caso de que estén
presentes semillas, las semillas están preferiblemente inactivadas,
por ejemplo mediante un tratamiento ácido o procedimiento térmico
(suplementario).
El fertilizante organomineral de la invención
puede comprender adicionalmente uno o más de pesticidas, herbicidas,
fungicidas, bioestimulantes (tales como vitaminas, ácidos
orgánicos, etc.) y microorganismos (tales como pseudomonas,
bacilos, etc.).
En una realización, puede añadirse el compuesto
de lignina con las otras materias primas (material fertilizante
mineral, urea, material fertilizante orgánico), pero en otra
realización, también puede añadirse el compuesto de lignina junto
con el compuesto de urea después haber combinado de las otras
materias primas (material fertilizante mineral, material
fertilizante orgánico), seguido por un mezclado íntimo con la
combinación. El tamaño de partícula del compuesto de lignina es
preferiblemente pequeño, por ejemplo un polvo con un tamaño de
partícula inferior a aproximadamente 0,02 mm.
En una realización, se ajusta el pH de la
combinación durante la combinación, pero también durante el resto
del procedimiento y se mantiene entre aproximadamente 7, por ejemplo
de 6-8, o de 6,5-7. El riesgo de
volatilización de amoniaco es mucho menor en un entorno de neutro a
ácido que en un entorno alcalino, y por tanto, en una realización
se mantiene el pH entre 6,5-7. El pH de estas
combinaciones puede medirse mediante pH-H_{2}O
(se mide el pH de una muestra filtrada). Por ejemplo, el
lignosulfonato de amonio, descrito anteriormente como posible
compuesto de lignina, tiene un pH de 5,5 - 6,5 y actúa como
ligeramente ácido.
Tras la combinación de las materias primas, en
una realización el procedimiento continúa con c) el templado y
humectación de la combinación obtenida (en b)). La humectación puede
realizarse de varias maneras, tales como añadiendo agua, o bien
como líquido o bien como gas. En una realización, el templado y la
humectación se llevan a cabo mediante un procedimiento en el que el
templado y la humectación en c) de la combinación obtenida en b)
comprenden dirigir vapor de agua hacia la combinación, tal como por
ejemplo se añade del 0,5 al 5% en peso de agua a la combinación
(basándose en el peso total de la combinación). El reactor, en el
que tiene lugar el templado y la humectación, también puede
calentarse. En una realización adicional, la combinación alcanza
una temperatura de aproximadamente 30-40ºC. Durante
el templado y la humectación, puede combinarse adicionalmente la
combinación. Debido al templado y a la humectación, el compuesto de
lignina, por ejemplo lignosulfonato (de amonio), se vuelve fluido,
mejorando así la interacción entre el compuesto de lignina y la
urea. Para otros compuestos de lignina distintos de lignosulfonato,
pueden seleccionarse otras temperaturas de calentamiento, de tal
manera que el compuesto de lignina comience a volverse fluido.
El templado en c) se realiza principalmente para
licuar el compuesto de lignina. De esta manera, se mejora la
interacción entre el compuesto de lignina y la urea. Además, se
facilita la combinación. Por tanto, en una realización, el
compuesto de lignina que se mezcla durante la combinación o que se
usa como materia prima en el procedimiento de la invención es
líquido. En una realización específica, el procedimiento de la
invención comprende: combinar material fertilizante mineral, urea,
y material fertilizante orgánico; seguido de combinar un compuesto
líquido de lignina con la combinación de fertilizante obtenida; y
calentar posteriormente la combinación obtenida. En el
procedimiento de la invención, puede seleccionarse entre un
compuesto de lignina que es polvo o líquido.
Sin embargo, aunque se usa un compuesto líquido
de lignina, no obstante el procedimiento puede comprender
adicionalmente templar y/o humedecer la combinación, dependiendo de
la temperatura, viscosidad y contenido en materia seca de las
materias primas (especialmente del material fertilizante orgánico).
Por tanto, en una realización adicional, el procedimiento de la
invención comprende a) combinar material fertilizante mineral,
urea, y material fertilizante orgánico; b) combinar un compuesto
líquido de lignina con la combinación de fertilizante obtenida en
a); c) templar y/o humedecer la combinación obtenida en b); d)
calentar la combinación obtenida en c). La humectación puede
llevarse a cabo dirigiendo vapor de agua dentro de la combinación o
añadiendo agua a la combinación. Cuando el contenido en materia
seca del fertilizante orgánico es relativamente bajo, del
40-60% en peso, la humectación puede no ser
necesaria. Tal como se mencionó anteriormente, en una realización,
el material fertilizante orgánico (por ejemplo estiércol como
materia prima) tiene un contenido en materia seca del 70% en peso o
más (por ejemplo del 80-90% en peso) o superior
(seco). En esta realización, la humectación puede usarse para
aumentar la interacción y mejorar la combinación.
Tras combinar las materias primas, y
opcionalmente templar y/o humedecer la combinación, el procedimiento
avanza calentando la combinación. Esto puede llevarse a cabo, por
ejemplo, aumentando la temperatura tras o durante la fase anterior
(c), o bien en el mismo reactor o bien en un reactor posterior. Tal
como se mencionó anteriormente, el templado y la humectación son
opcionales. Por tanto, el calentamiento (en d) también puede
realizarse tras la combinación, por ejemplo cuando se usa un
compuesto líquido de lignina durante la combinación de las materias
primas.
En una realización de la invención, el
calentamiento de la combinación se realiza aglomerando la
combinación obtenida en c) y opcionalmente calentando esta
combinación. Mediante la aglomeración aumenta la presión, y por
tanto la temperatura. En una realización adicional, la invención
comprende un procedimiento (d) en el que la aglomeración se realiza
a presiones de entre 90 y 120 bar. Durante esta aglomeración, puede
calentarse opcionalmente la combinación. Se obtienen buenos
resultados cuando la presión es de aproximadamente
100-110 bar y/o cuando la temperatura es superior a
aproximadamente 100ºC, por ejemplo de aproximadamente
110-120ºC.
En otra realización, se granula la combinación
obtenida (en (c)) en un procedimiento de granulación. Esto puede
llevarse a cabo tras el calentamiento de la combinación. Si se desea
puede incluirse una etapa de trituración suplementaria, tras el
calentamiento y antes de la granulación, en el procedimiento, por
ejemplo en una granulación por vapor de agua o granulación por
aglutinante.
Normalmente, los gránulos que se obtienen tras
un procedimiento de granulación o el producto obtenido tras un
procedimiento de aglomeración y/o calentamiento se enfriarán
adicionalmente y se tratarán con el fin de conseguir la
distribución y tamaño de partícula deseado, lo que puede depender de
la aplicación y las condiciones de aplicación. Por tanto, el
procedimiento tal como se describió anteriormente puede comprender
adicionalmente triturar y tamizar el producto obtenido tras el
calentamiento, de tal manera que, por ejemplo, se obtienen
aglomerados o partículas con un tamaño de partícula (tamaño promedio
o medio) de aproximadamente 1-6 mm. El experto en
la técnica también puede seleccionar otros tamaños o distribuciones
de tamaños menores. Además, el procedimiento puede continuarse
recubriendo las partículas tamizadas obtenidas tras el tamizado, que
tienen el tamaño de partícula y distribución de tamaño de partícula
deseados. Este recubrimiento puede realizarse, por ejemplo, con el
fin de evitar y/o minimizar el espolvoreado.
El fertilizante de la invención, que puede
obtenerse mediante el procedimiento de la invención, puede usarse
para tratar tierras para cultivo, carril de césped, campos de golf,
campos de deporte, parques, cultivos herbáceos y horticultivos, uso
profesional y privado, etc.
La tasa de aplicación dependerá de las demandas
de nutrientes de, por ejemplo, el cultivo y la duración durante la
que el cultivo permanece en el campo. Debe seleccionarse una fórmula
N(P)K del fertilizante organomineral que corresponde
lo mejor posible a la demanda de nutrientes del cultivo. Se cubre la
demanda de nutrientes mediante recomendaciones habituales de
nutrientes según los objetivos de las buenas prácticas agrícolas
(BPA). Para cultivos cortos (cultivos que permanecen en el campo
durante menos de 2 meses) puede reducirse la tasa de aplicación de
N total en de un 10 a un 20% debido a una eficacia de N superior del
fertilizante organomineral del fertilizante de la invención.
Dependiendo del tipo de cultivo y de la fórmula
N(P)K de fertilizante, pueden usarse aproximadamente
de 750 a 2000 kg/ha de este fertilizante organomineral, pero
también pueden usarse otras cantidades, ya que la liberación de
nutrientes, pero también la demanda de nutrientes, dependen de la
temperatura, humedad (precipitaciones), luz solar, pH de la tierra,
etc.
La composición del fertilizante organomineral de
la invención puede ajustarse para corresponder a los parámetros
deseados. Por ejemplo, pueden alimentarse los cultivos que
permanecen en el campo durante sólo 2 meses, pero también los
cultivos que permanecen en el campo durante 5 meses por ejemplo: un
cultivo tal como espinacas (que permanece de 6 a 8 semanas en el
campo) necesita todos los nutrientes en un periodo corto (la demanda
de nitrógeno para las espinacas es de aproximadamente
100-140 kg/ha), mientras que las cebollas permanecen
en el campo durante 5 meses y tienen casi la misma demanda de
nutrientes que las espinacas a lo largo de un periodo de tiempo
mucho mayor. En ambos casos, pueden proporcionarse suficientes
nutrientes a los cultivos. Esto es una gran diferencia con respecto
a los fertilizantes minerales de liberación lenta conocidos en la
técnica. Tales fertilizantes de liberación lenta tienen a menudo una
liberación relativamente fuerte y rápida al comienzo. Esto es una
desventaja, ya que las plantas pueden estar en el comienzo de su
curva de crecimiento, y por tanto no aceptan tales cantidades
grandes de fertilizante. En cambio, el fertilizante organomineral
de la invención puede tener una liberación menor al comienzo, y una
liberación más constante (fertilizante de liberación larga). Otra
ventaja del fertilizante organomineral de la invención es que pueden
proporcionarse fertilizantes hechos a medida. El cultivo, la tierra
y el clima controlan en general la disponibilidad de nutrientes a
partir del fertilizante organomineral. Durante el procedimiento de
la invención, los porcentajes en peso de las materias primas pueden
seleccionarse de tal manera que el fertilizante organomineral que se
obtiene cumple con los requisitos de la aplicación específica.
En este ejemplo, se describe una realización de
un procedimiento para la producción de un producto de fertilizante
organomineral aglomerado.
1. La producción comienza desmenuzando la
combinación de fertilizante mineral o comienza con una combinación
cristalina. La combinación contiene fertilizantes minerales
(fertilizantes N(P), fertilizantes P, fertilizantes
(P)K, fertilizantes (K)Mg y fertilizantes de
oligoelementos) con el tamaño de partícula habitual (principalmente
en el 90% de 2-5 mm). Si se usan, y en qué cantidad,
los fertilizantes minerales mencionados, depende de la fórmula
N(P)K que debe prepararse. Tras desmenuzar, el tamaño
de partícula de los fertilizantes es en el 90% de 1 mm o por
ejemplo de 0,5-1 mm. (En la producción de otros
fertilizantes organominerales pueden incluirse productos tales como
vinazas, harina de huesos, harina de pescado, etc. para enriquecer
el mejorador de tierra orgánico con minerales. En algunos casos,
también se usa algo de potasio como MOP o SOP y urea).
2. Durante el desmenuzamiento de los
fertilizantes minerales también se desmenuzan los aglomerados de
estiércol de pollos seco (acondicionado) para dar partículas de
menos de 1 mm o por ejemplo de 0,5-1 mm. Éstas se
añaden a los fertilizantes minerales desmenuzados en una
instalación de combinación a granel computerizada. El estiércol de
pollos acondicionado está libre de enfermedades animales y libre de
semillas de germinación debido al procedimiento de producción usado
para el estiércol de pollos aglomerado. También está sustancialmente
libre de ureasa activa. En la producción del estado de la técnica
de otros fertilizantes organominerales, se mezcla directamente el
material de partida con minerales u otros fertilizantes orgánicos,
que tienen un contenido en materia seca del 40 al 60% en peso.
Entonces la ureasa todavía está activa y la urea cambia para dar
amoniaco bastante rápido. Puede olerse fácilmente el amoniaco de la
volatilización, lo que no se desea para el medioambiente. Durante 1
o 2, se añade urea a la
combinación.
combinación.
3. Al final de la estación de combinación se
añade lignosulfonato de amonio a un contenido del 0,5 al 5% en peso
del peso total de la combinación. El lignosulfato de amonio es un
polvo muy fino. En algunas fórmulas se añaden algunos
oligoelementos junto con el lignosulfato de amonio. El pH de la
combinación completa es de 6,6 a 7,0 y permanece constante durante
todo el procedimiento. La unidad de combinación es un procedimiento
continuo controlado por ordenador.
4. Se transporta la combinación completa en
pequeños lotes a través de la instalación. Se homogenizan los
pequeños lotes mediante un tornillo mezclador. Durante este mezclado
se lleva del 1 al 3% en peso de vapor de agua a la combinación para
templar y humedecer la combinación. El contenido en materia seca cae
hasta el 85-86% en peso. También se calienta la
superficie de la unidad de mezclado por el exterior. La temperatura
aumenta y alcanza de 30ºC a 40ºC. Ahora el lignosulfonato se vuelve
fluido. Este procedimiento puede llevar varios minutos, dependiendo
del tamaño de lote y otros parámetros de procedimiento. Los
cristales blancos de urea se vuelven ahora cristales pequeños de
color marrón. El lignosulfonato se pega a la urea.
5. La combinación permanece durante de 5 a 10
minutos en una tolva de sujeción antes de que tenga lugar la
aglomeración. La temperatura durante esta parte del procedimiento es
aproximadamente de 35 a 45ºC.
6. La aglomeración tiene lugar con una prensa de
aglomeración en la que se alcanza una presión de 90 a 120 bar. Los
aglomerados tienen ± 0,6 cm de largo y tienen un diámetro de por
ejemplo aproximadamente 4 mm u 8
mm.
mm.
7. Los aglomerados pasan de la prensa
directamente hacia un enfriador. Entonces los aglomerados tienen una
temperatura de 65 a 75ºC. Durante la estancia en el enfriador, la
temperatura de los aglomerados cae hasta 20-25ºC.
En total, los aglomerados permanecen durante de 3/4 a 1 hora en el
enfriador. Durante este tiempo, el contenido en materia seca de los
aglomerados aumenta hasta el 91-93% en peso y se
endurecen los aglomerados.
8. En la siguiente etapa, se trituran los
aglomerados y se transportan hacia delante. Durante el transporte,
se reducen los ángulos afilados de los gránulos. Esto se realiza
para conseguir un gránulo de tamaño menor.
9. Un tamiz de tres cubiertas separa los
gránulos. El tamiz de de mayor tamaño es de 2, 4 o 6 mm y el filtro
del producto es de 1 o 2 mm. Las fracciones granulares conseguidas
son (dependiendo de los tamices usados) de 1-2 mm,
2-4 mm o 2-6 mm. Los tamaños de
partícula son, respectivamente, de 1-2 mm
(90-95%), 2-4 mm
(85-90%) y 2-6 mm (85%-90%). Los
gránulos sobredimensionados se dirigen de nuevo hacia la
trituradora. Los gránulos subdimensionados vuelven a introducirse
en el procedimiento de aglomeración.
10. Entonces, se recubren los gránulos con un
aceite vegetal para hacer que los gránulos estén libres de
polvo.
11. Tras el recubrimiento, se mete el producto
en bolsas mediante una máquina embolsadora automática moderna.
12. Todo el procedimiento desde el
almacenamiento del estiércol de pollos aglomerado acondicionado
hasta el almacenamiento del fertilizante organomineral de
liberación larga es un procedimiento completamente cerrado y está
computerizado.
Los gránulos parecen aglomerados en los que se
observan el potasio (fertilizante K) y también algunas partículas
de fosfato de amonio (fertilizante NP) como partículas beige en una
matriz gris. Esta matriz es la materia orgánica del estiércol de
pollos. En los gránulos, a menudo la urea no es visible a simple
vista.
En la tabla 1, se describe una realización de la
invención de un fertilizante organomineral de la invención. En la
primera columna, se describe el material (por ejemplo, añadido como
material de partida). Cuando puede usarse más de un tipo de
material de esta clase, se mencionan ejemplos de estos tipos de
materiales en la segunda columna. En la tercera columna, se
describen los intervalos en los que pueden estar presentes los
materiales y los posibles tipos. Finalmente, en la última columna se
facilita un ejemplo de una composición organomineral según la
inven-
ción.
ción.
\vskip1.000000\baselineskip
Este ejemplo demuestra el patrón de liberación
de nitrógeno de un fertilizante organomineral comparable al
fertilizante organomineral del ejemplo 2 comparado con un mejorador
orgánico de tierra (estiércol de pollos aglomerado seco
acondicionado), un fertilizante mineral convencional (NPK
convencional) y un fertilizante mineral de liberación lenta
recubierto (NPK de liberación lenta, recubierto; 5-6
meses de duración). Los resultados de este experimento se muestran
en las figuras 1-5. El departamento de ciencia del
suelo y nutrición de las plantas de la universidad de Wageningen en
los Países Bajos (Department of Soil Science and Plant Nutrition of
Wageningen University - Wageningen Universiteit, faculteit
Omgevingswetenschappen, Sectie Bodemkunde en Plantenvoeding)
realizó estos experimentos.
La duración de las pruebas fue de 72 días. En
este periodo, en distintos puntos de tiempo se suministraron
chorros de diversas cantidades de agua a través de la tierra en
ciertos momentos. La cantidad de agua iguala la cantidad media de
precipitaciones durante la temporada de crecimiento (de abril a
julio) en los Países Bajos. Se analizó este agua y facilitó una
indicación aproximada de la cantidad de nitrógeno liberado de la
propia tierra y de los fertilizantes/mejoradores de tierra usados en
un cierto periodo de tiempo de donde se está midiendo
nitrógeno.
Se realiza el experimento en macetas de
plástico. La altura de las macetas es de 25 cm y las macetas tienen
un diámetro de 24 cm. En el fondo de las macetas hay 4 agujeros, que
están cubiertos por una pequeña placa de vidrio. Se colocan estas
macetas en un cubo de plástico para recoger el chorro de agua. En
caso de que se haya suministrado un chorro de mucha agua, se coloca
un recipiente vacío debajo del cubo (14 cm de alto) de tal manera
que se cree espacio suficiente para el agua suministrada a
chorros.
Se colocan las macetas en una habitación de
clima controlado en la que se mantuvo constantemente la temperatura
a 25ºC. Se trasladaron los resultados de las medidas a las
circunstancias del campo en los Países Bajos durante la temporada
de crecimiento (de abril a julio).
La tierra es una tierra arenosa húmica de los
alrededores de Wageningen. El contenido en materia orgánica es de
aproximadamente el 2,6% en peso y el pH es de 6,5. El contenido en
nitrógeno mineral es muy bajo. La capacidad máxima de retención de
agua de la tierra es de 230 ml por kg de tierra. Al llenar las
macetas, está humedeciéndose la tierra hasta la capacidad de campo
(el 60% de la capacidad máxima de retención de agua).
Se dividen y se llenan las macetas en 2 partes.
El peso total de tierra es de 10 kg de tierra seca. Se pesan 5 kg
de tierra seca y se añaden 5*(60% de 230)=690 ml de agua
desmineralizada. Se mezcla concienzudamente el total y se pone un
una maceta según el procedimiento normal de llenado. Con esta
primera capa, están llenándose 10 cm de la maceta. Luego se pesan
otros 5 kg de tierra, se añade agua y la cantidad anterior en gramos
del fertilizante o mejorador de tierra. Se mezcla todo bien y se
llena la maceta. La capa total de tierra, que está en la maceta, es
de 20 cm con 10 cm de fertilizante de mejorador de tierra en la
parte de arriba. Quedan otros 5 cm sobre la tierra. Se necesita el
espacio para abastecer agua. Se cubre la tierra con papel de filtro
de manera que con la rehumectación de la tierra con agua durante el
experimento, no se altere la parte superior de la tierra. Después
de llenar, se ponen en el cubo 3 números uno encima de otro. El
primer número representa el número de maceta y además, el
tratamiento. El segundo número es el peso total del cubo más el
recipiente bajo la maceta con tierra en el cubo y la maceta con
tierra. Este peso se refiere al contenido en humedad de tierra del
60% de la capacidad de retención de agua. El tercer número es el
peso del cubo solo. Después de haber llenado todas las macetas, se
colocan en la cámara climática a 25ºC.
Suministrar a chorros de agua por las macetas,
tomar muestras y los análisis: debe rociarse tanto agua como sea
posible sobre las macetas, de manera que pueda analizarse una
cantidad razonable (mm) de precipitaciones. A continuación se
presenta la cantidad de mm de precipitaciones (en ml) tras comenzar
la prueba:
Día 2, 20 mm, es decir 3,14*12*12*2 es 904
ml
Día 4, 20 mm, es decir 3,14*12*12*2 es 904
ml
Día 8, 35 mm, es decir 3,14*12*12*3,5 es 1582
ml
Día 18, 45 mm, es decir 3,14*12*12*4,5 es 2034
ml
Día 30, 60 mm, es decir 3,14*12*12*6 es 2713
ml
Día 46, 50 mm, es decir 3,14*12*12*5 es 2260
ml
Día 72, 40 mm, es decir 3,14*12*12*4 es 1808
ml
Estas cantidades de agua tuvieron que corregirse
según procedimientos convencionales con agua desmineralizada.
Se tomó la muestra el día siguiente de haber
administrado la cantidad de agua. Se sacaron las macetas del cubo.
Se pesó el cubo con la cantidad de agua. Sustrayendo este peso del
del cubo vacío, puede determinarse la cantidad de agua suministrada
a chorros. Después, se homogeneizó el líquido en el cubo y se tomó
una muestra en un tubo. Se tira el líquido restante. Se volvieron a
colocar las macetas en el cubo hasta la siguiente adición de agua.
Se determinó la concentración de N-NO_{3},
N-NH_{4}, N_{total}, después de centrifugar la
muestra, con la ayuda de un CFA (analizador de flujo continuo). El
método para analizar es según Soil analyses procedures
Extraction with 0.01 M CaCl_{2} (Soil and Plant Analyses,
Parte 5A), Houba, V.J.G, Novazamsky I., Temminghoff, E., Syllabus
1997 Landbouwuniversiteit Wageningen (06173011). Se calcula la
cantidad de nitrógeno orgánico/nitrógeno organomineral soluble en
agua (urea y urea transformada) de las fracciones analizadas. La
cantidad absoluta de elemento suministrado a chorros puede
determinarse por el peso de suministro a chorros (redondeado a
gramos).
Entre los periodos de suministración a chorros
de agua, se pesan las macetas regularmente (una o dos veces por
semana) y si es necesario, se llevan al peso que se menciona en el
cubo. Todas las macetas recibieron la misma cantidad de nitrógeno.
La superficie de la maceta es de 3,14*12*12/100=4,52 dm^{2}.
Los resultados se muestran en las figuras 1 a 5.
Se corrige la cantidad de las diferentes fracciones de nitrógeno
mostradas en las figuras 2 a 5 para la cantidad de fracciones en las
macetas de control.
La figura 1 muestra que en tierra arenosa la
mineralización comienza directamente desde el principio del
experimento. La nitrificación comienza después de 17 días. La
cantidad total de fracciones de nitrógeno en la tierra es bastante
baja. La cantidad bastante alta de N organomineral al principio del
experimento se debe a la descomposición de materia orgánica.
Entonces se libera N-amida (NH_{2}) y se
transforma en amonio (NH_{4}).
La figura 2 muestra el patrón de liberación del
estiércol de pollos acondicionado (componente del fertilizante
organomineral de la invención). La mineralización comienza después
de 20 días. Entonces la liberación de nitrógeno permanece bastante
estable. Sólo tiene lugar un cambio de amonio a nitrato.
La figura 4 muestra el dibujo tradicional de la
liberación de nitrógeno de un fertilizante NPK mineral convencional,
en el cual el contenido total en nitrógeno consiste en un 50% de
nitrato y un 50% de amonio. Se analiza una alta liberación de
nitrógeno (todo N mineral) directamente desde el principio del
experimento.
El fertilizante organomineral (figura 3) no
tiene liberación de nitrato al principio, sólo amoniaco, urea y
nitrógeno organomineral. La fracción de organonitrógeno dura durante
aproximadamente de 1 a 2 meses.
Puede observarse en la figura 5 que la
liberación de nitrógeno del fertilizante recubierto es muy baja al
principio. Para muchos cultivos esto es demasiado poco. La
liberación aumentó bruscamente tras 45 días. El patrón de
liberación se correlaciona aproximadamente con el patrón de
liberación conocido por el fabricante de este fertilizante. De 5 a
6 meses sólo pueden existir de duración en condiciones de
temperaturas bajas (15ºC). El descenso de la liberación de
nitrógeno durante de 40 a 70 días tras la aplicación se debe
probablemente a la alta velocidad de desnitrificación (pérdida de
nitrógeno por volatilización). Durante ese periodo las macetas
estuvieron demasiado
húmedas.
húmedas.
\vskip1.000000\baselineskip
Este ejemplo demuestra la eficacia mineral de un
fertilizante NPK organomineral según la invención comparado con el
uso de fertilizantes NPK convencionales en el cultivo de uniones de
semillas. Se realizó el experimento en un campo de prueba al aire
libre.
Se aleatorizaron las parcelas en el campo de
prueba y en cada parcela se realizaron 4 repeticiones, véanse las
tablas 3-5
\vskip1.000000\baselineskip
| Objeto | Tratamiento | N | P_{2}O_{5} | K_{2}O |
| A | No tratado | - | - | - |
| B | Fertilizante NPK convencional | 100 | 142 | 235 |
| C | Fertilizante organomineral* | 100 | 90 | 210 |
| * Fórmula NPK: NPK 7-6-14 + 2,5 MgO |
| Cultivo | Semillas de cebollas | |
| raza | Summit | |
| Fecha de siembra | 8 de abril de 2002 | |
| Distancia entre semillas | 4 unidades | |
| Variedad cultivada | Semilla de patata | |
| N-min 0-60 cm* | 4 de febrero | 26 kilo/ha |
| Fertilización | Caso de prueba | |
| 3 de junio | 0,75 l/ha de nitrato de magnesio** | |
| 25 de junio | 0,5 l/ha de nitrato de magnesio** | |
| 5 de julio | 0,75 l/ha de nitrato de magnesio** | |
| 26 de julio | 1 l/ha de nitrato de magnesio** | |
| Control de malas hierbas | 20 de abril | 3 l/ha de Reglone + 1 Stomp 400 SC |
| 11 de mayo | 0,5 l/ha de Pyramin + 0,5 Stomp | |
| 18 de mayo | 0,55 l/ha de Pyramin | |
| 23 de mayo | 0,55 l/ha de Pyramin +0,55 Stomp + 1 CIPC | |
| 1 de junio | 0,5 l/ha de Pyramin + 0,2 Basagran | |
| 4 de junio | 1 l/ha de Targa + 1 Actirob | |
| 17 de junio | 0,2 l/ha de Actril + 0,3 Basagran | |
| Control de enfermedades | 5 de julio | 2 l/ha de Daconil |
| 12 de julio | 1 l/ha de Daconil + 0,4 Kenbyo | |
| 19 de julio | 0,4 l/ha de Shirlan | |
| 26 de julio | 11/ha de Daconil + 0,4 Kenbyo | |
| 2 de agosto | 11/ha de Daconil + 0,2 Kenbyo | |
| 8 de agosto | 4,51/ha de Macozeb + 0,2 Ridomil | |
| 15 de agosto | 4,51/ha de Macozeb+0,2 Ridomil | |
| Cosecha | 13 de septiembre | |
| \begin{minipage}[t]{155mm}(*N-min es la cantidad de nitrógeno mineral en la tierra (0-60 cm) en un cierto momento: aquí se mide antes de empezar el ensayo; ** todas las parcelas recibieron magnesio para evitar la insuficiencia según el estado de nutrientes de la tierra).\end{minipage} |
\vskip1.000000\baselineskip
| pH-KCl | 7,6 |
| CaCO_{3} | 7,2% |
| Materia orgánica | 1,9% |
| Contenido en arcilla | 13% |
| Pw (contenido en fósforo soluble en agua) | 25 mg de P_{2}O_{5}/1 |
| K-HCl | 18 mg de K_{2}O/100 mg |
| MgO-NaCl | 156 mg de MgO/kg de materia seca |
| Mn | 88 mg de Mn/kg de materia seca |
\vskip1.000000\baselineskip
Tras arar el 7 de marzo, se preparó la tierra
con un escarificador. Se realizó la aplicación de fertilizante el
27 de marzo. El objeto B (convencional) obtuvo una fertilización con
NPK convencional inicial de 660 kg/ha y el 30 de mayo se administró
una fertilización adicional de 330 kg/ha de NPK convencional. Con
esto se administraron 100 kg de N. El 8 de abril se sembraron las
cebollas. El crecimiento alrededor del 1 de mayo era bueno. El
periodo de humectación muy largo ha tenido su impacto sobre el
desarrollo, porque se compactó la tierra y apareció el agua. Más
adelante en la estación se produjo una mejora. La posición era buena
y había aproximadamente 23,3 plantas por fila. El 24 de junio las
no tratadas comenzaron a presentar un color claro. El 27 de agosto
se había caído aproximadamente el 60-70% de objetos
de fertilizante organomineral, mientras que aquellas con
fertilizante NPK convencional bajaron hasta el 20% y de las no
tratadas había solo unas pocas cebollas. El 2 de septiembre, los
objetos de fertilizante organomineral se habían caído completamente
y los de convencional aproximadamente la mitad y los no tratados un
cuarto. El 6 de septiembre tuvo lugar la cosecha y las uniones
permanecieron descubiertas en la tierra para secarse. El 13 de
septiembre, se pusieron 13,6 metros de la cosecha de cada parcela
en bolsas para mediciones. El 24 de septiembre se clasificaron las
uniones. Se introdujo una muestra de tamaño 40/60 para posibles
diferencias de almacenamiento (el diámetro de las uniones era de
aproximadamente 40-60 mm).
En la tabla 6 se presentan el color y el
desarrollo el 17 de julio, el porcentaje de las uniones caídas el
27 de agosto y el rendimiento total y la diferenciación de
tamaño.
\vskip1.000000\baselineskip
Las parcelas no tratadas mostraron un
rendimiento significativamente inferior que los objetos que se han
tratado. El objeto C tratado con el organomineral de la invención
tiene significativamente más ganancias que la fertilización
convencional (B). La fertilización dio un rendimiento total de 635
kg/ha y permaneció significativamente por debajo del rendimiento
del fertilizante organomineral (aproximadamente 700 kg/ha). También
fue mejor la diferenciación por tamaño con el fertilizante
organomineral que con los fertilizantes NPK convencionales. Todo
esto se logró con sólo una aplicación del fertilizante
organomineral fertilizante organomineral frente a las dos
aplicaciones con los fertilizantes minerales convencionales. Eso
significa que el fertilizante organomineral no sólo da un mejor
rendimiento y calidad de las uniones sino que también ahorra
significativamente tiempo en la aplicación.
Este ejemplo demuestra la eficacia mineral del
fertilizante NPK organomineral (Fertilizante organomineral)
comparado con el uso de fertilizantes NPK convencionales en el
cultivo de espinacas. Se observa especialmente la eficacia del N
relacionada con el control o reducción de nitrato en espinacas. Esto
debería haber ocurrido mediante fertilización especial o aspersión
de cultivo.
El experimento se realizó en un campo de pruebas
al aire libre. La estación de pruebas Oostwaardhoeve de Innoventis
en los Países Bajos realizó este experimento en 2002. Se
aleatorizaron parcelas en el campo de prueba, y en cada parcela
hubo 4 repeticiones.
\vskip1.000000\baselineskip
| Objeto | Tratamiento (kg/ha) | N | P_{2}O_{5} | K_{2}O |
| 1 | No tratado | - | - | - |
| 2 | 1000 kg de fertilizante organomineral* | 140 | 50 | 80 |
| 3 | 750 kg de fertilizante organomineral* | 105 | 38 | 60 |
| 4 | 630 kg + 650 de NPK (convencional) | 170 | 97 | 195 |
| 5 | 650 kg de fertilizante N con inhibidor de | 170 | 97 | 195 |
| nitrificación + 650 kg de NPK convencional | ||||
| (* la fórmula NPK del fertilizante organomineral es: NPK 14-5-8 + 2 MgO) |
| Cultivo | Espinaca | |
| Variedad cultivada | Spinaker | |
| Fecha de siembra | 29 de julio 2002 | |
| Distancia entre semillas | 8-11 milij. Semillas/ha | |
| N-min 0-30 cm | 4 de febrero 35 kilo/ha | |
| Fertilización | 29 de julio fertilizante organomineral y | |
| nitrógeno mineral y fertilizantes PK | ||
| Control de malas hierbas | 30 de julio 51/ha de Asulox | |
| hierbas | 12 de agosto 51/ha de Asulox | |
| Cosecha | 3 de septiembre |
| pH-KCl | 7,2 | |
| Materia orgánica | 6,6% | |
| Contenido en arcilla | 21% | |
| Pw (contenido en fósforo soluble en agua) | 35 mg de P_{2}O_{5}/l | |
| K-HCl | 20 mg de K_{2}O/100 g |
En este experimento las parcelas eran de 3
metros x 6,5 metros totales y 3 metros x 6 metros útiles. Se realiza
el control de malas hierbas con un pulverizador (Teejet 11002xr).
La cantidad de agua que se empleó fue de 300 l de agua por ha. Se
realiza la pulverización con una presión de 2,5 bar. Debido a las
grandes cantidades de precipitación tras el aclarado de las
espinacas, los cultivos fueron muy irregulares y fue casi imposible
realizar una evaluación que implica el desarrollo y el rendimiento
del cultivo. Se contó la cantidad de hojas por planta por parcela
como indicación del rendimiento total. Se calculó el rendimiento
total basándose en hojas por plantea por parcela y el rendimiento
normal de espinacas de este
La variedad cultivada durante este periodo de
crecimiento: el 15 de agosto y tras la cosecha, se tomaron muestras
de tierra para determinar la cantidad de reserva total presente de
N. Después de la cosecha también se analizaron muestras de hojas
por parcela para determinar el contenido en nitrato.
De la tabla 10 el alto contenido en N mineral
(NO_{3} + NH_{4}) en el objeto 1 (no tratado) es sorprendente.
Esto es causado probablemente por la mineralización de las partes
verdes de la vegetación (verdura para ensalada), que estaba ahí
antes de que se realizara este experimento. Después de la cosecha se
tomaron unas pocas muestras más para analizar la cantidad de N de
la tierra.
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Durante la cosecha, se tomaron unas pocas
muestras de espinacas, las cuales se enviaron a analizar para
determinar la cantidad de nitrato en las hojas.
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\vskip1.000000\baselineskip
A pesar de las malas circunstancias y del daño
causado por las fuertes precipitaciones, todavía puede concluirse
que una dosis de 1000 y 750 kg/ha del fertilizante organomineral
según la invención que tiene la composición tal como se facilita en
el ejemplo 2 (excepto para Fe que es 0,5) es suficiente para el
cultivo de espinacas. Con esta dosis, la cantidad de nitrato en
espinacas fue muy baja. Es notable que con la aplicación de 750 kg
de fertilizante organomineral/ha el contenido en nitrato en las
espinacas es aun menor que cuando no se trata. También es
sorprendente que durante el recuento de hojas de la planta de
espinaca, las hojas en los objetos de fertilizante organomineral
eran mayores que en otros objetos. En general, el fertilizante
organomineral actuó bien y resultó ser un fertilizante nutriente
muy eficaz que es competitivo con los fertilizantes de nitrógeno
con inhibidor de la nitrificación.
Claims (16)
1. Procedimiento para la producción de un
fertilizante organomineral, comprendiendo el procedimiento mezclar
íntimamente material fertilizante mineral, urea, un compuesto de
lignina y material fertilizante orgánico proporcionando así una
combinación, y calentar la combinación, en el que el material
fertilizante orgánico comprende estiércol.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que el fertilizante organomineral comprende el
20-80% en peso de material fertilizante mineral, el
2-40% en peso de urea, el 20-80% en
peso de material fertilizante orgánico y el 0,5-5%
en peso de un compuesto de lignina basado en el peso total del
fertilizante organomineral.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 o 2, en el que el material fertilizante mineral
comprende uno o más de fosfato de diamonio (DAP), fosfato de
monoamonio (MAP), roca fosfórica, cloruro de potasio (MOP), sulfato
de potasio (SOP), superfosfato simple (SSP), superfosfato triple
(TSP), sulfato de amonio (AS), cloruro de amonio, sulfato de hierro
y sulfato de magnesio.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1-3, en el que el material
fertilizante orgánico comprende uno o más de estiércol de aves de
corral, estiércol de pollos, estiércol de ganado, estiércol de
cerdos y opcionalmente uno o más de residuos vegetales de
hojarasca, restos vegetales, setas, cáscaras de cacahuetes, cáscara
de coco, cáscaras de cacao, y césped.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1-4, en el que el material
fertilizante orgánico se trata previamente, y en el que el
tratamiento previo comprende secar el material fertilizante
orgánico.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1-5, en el que el compuesto de
lignina es un polvo o un líquido.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1-6, que comprende:
a) combinar material fertilizante mineral, urea,
y material fertilizante orgánico;
b) combinar un compuesto de lignina con la
combinación de fertilizante obtenida en a);
c) templar y humedecer la combinación obtenida
en b);
d) calentar la combinación obtenida en c).
8. Procedimiento según la reivindicación 7, en
el que el templado y la humectación en c) de la combinación
obtenida en b) comprenden dirigir vapor de agua dentro de la
combinación.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1-8, en el que el calentamiento de
la combinación se realiza aglomerando la combinación y
opcionalmente calentando la combinación.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 9, en el que la aglomeración se realiza a presiones
de entre 90 y 120 bar.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1-10, que comprende además enfriar,
triturar y tamizar el producto obtenido tras el calentamiento, y
recubrir las partículas tamizadas obtenidas tras el tamizado.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1-11, en el que el compuesto de
lignina comprende uno o más de lignina y lignosulfonato.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1-12, en el que el pH durante la
combinación se mantiene entre 6 y 7,5.
14. Fertilizante organomineral que comprende
material fertilizante mineral, urea, material fertilizante orgánico
y un compuesto de lignina que puede obtenerse según una de las
reivindicaciones 1-13.
15. Fertilizante organomineral según la
reivindicación 14, que comprende el 20-80% en peso
de material fertilizante mineral, el 2-40% en peso
de urea, el 20-80% en peso de material fertilizante
orgánico y el 0,5-5% en peso de un compuesto de
lignina basado en el peso total del fertilizante organomineral.
16. Fertilizante organomineral según las
reivindicaciones 14 o 15, que comprende del 25 al 75% en peso de
nitrógeno orgánico soluble en agua, del 15 al 70% en peso de
nitrógeno mineral soluble en agua y del 5 al 25% en peso de
nitrógeno orgánico insoluble en agua del contenido en N total del
fertilizante organomineral.
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