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ES2245605B1 - Composicion fertilizante controlada por las necesidades y actividad de la planta y procedimiento para su obtencion. - Google Patents

Composicion fertilizante controlada por las necesidades y actividad de la planta y procedimiento para su obtencion.

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ES2245605B1
ES2245605B1 ES200401565A ES200401565A ES2245605B1 ES 2245605 B1 ES2245605 B1 ES 2245605B1 ES 200401565 A ES200401565 A ES 200401565A ES 200401565 A ES200401565 A ES 200401565A ES 2245605 B1 ES2245605 B1 ES 2245605B1
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acids
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Jose Maria Garcia-Mina Freire
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Inabonos SA
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Abstract

Composición fertilizante controlada por las necesidades y actividad de la planta y procedimiento para su obtención. Composición fertilizante, que comprende una matriz inorgánica insoluble en agua pero soluble en los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera, donde dicha matriz a su vez comprende una o varias sales dobles de fósforo con calcio o magnesio, y uno de los metales seleccionados entre Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co; con la condición de que el Al se selecciona únicamente cuando el otro elemento de la sal doble es el Mg, y en la que opcionalmente las sales dobles se encuentran asociadas químicamente a compuestos orgánicos con capacidad quelante por medio de puentes metálicos. La composición adicionalmente puede contener una fracción iniciadora formada por sales solubles de Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co y opcionalmente se pueden incorporar a ella uno o varios componentes seleccionados entre fuentes de nitrógeno y de potasio, fuentes de materia orgánica, inhibidores de la nitrificación o de la hidrólisis de la urea, fitoreguladores y pesticidas; un método para la preparación de la composición fertilizante y un método para la fertilización del suelo.

Description

Composición fertilizante controlada por las necesidades y actividad de la planta y procedimiento para su obtención.
Campo de la invención
La presente invención está relacionada con una composición fertilizante de elevada bioadmisibilidad y reducido grado de lixiviación o lavado, cuya liberación de nutrientes está controlada por la planta, mediante los ácidos orgánicos que libera a la rizosfera y un procedimiento para su preparación.
Antecedentes de la invención
El uso indiscriminado de fertilizantes ha provocado la presencia de elevadas concentraciones de nitratos, nitritos, fosfatos y otros nutrientes en las aguas subterráneas y t manantiales, con el consiguiente riesgo para la salud humana y de los animales, así como para la adecuada preservación del medio ambiente. Este hecho ha provocado la aparición de nuevas leyes orientadas a controlar la máxima cantidad de unidades fertilizantes que los agricultores podrán utilizar por ciclo de cultivo, en función del grado de contaminación presente en su área de trabajo (De Clercq, P., et al. Nutrient Management Legislation in European Countries. Wagenigen Pers. Holanda. 2001).
Una posible solución a estos problemas es la utilización de fertilizantes de liberación lenta recubiertos con membranas insolubles en agua que ralenticen la liberación de nutrientes en función de la humedad del suelo y la temperatura (Thompson et al. US5089041, 1992; Zlotnikov et al. US5454851, 1995). Estos productos, si bien permiten reducir muy significativamente las perdidas por lavado, volatilización o retrogradación, no están bien adaptados para la nutrición de cultivos de ciclo corto o anual ya que la dinámica de liberación de nutrientes no se adapta adecuadamente a la dinámica asociada a las necesidades de los cultivos (Jiménez Gómez, S. Fertilizantes de Liberación lenta. 1992. Mundi Prensa, Madrid; pág. 1).
En el caso del nitrógeno se han propuesto los inhibidores de la nitrificación y de la ureasa que ralentizan la transformación en los suelos del nitrógeno amoniacal y ureico respectivamente.
El problema de estos productos es que no controlan la solubilidad en agua -y por tanto la inmediata presencia de los productos en la solución de suelo- sino las formas de nitrógeno presentes en los suelos (ureica, amoniacal o nítrica) Por esta razón, aunque se puedan controlar fenómenos de volatilización, no se controlan otros fenómenos como la lixiviación (Engelstad, O.P. Fertilizer Technology and Use. 1985. SSSA, Madison)
Siempre en relación con el nitrógeno, se han propuesto diferentes polímeros de la urea cuya liberación o asimilabilidad depende de la actividad de los microorganismos en los suelos. Estos productos se han mostrado eficaces en jardinería y plantas ornamentales pero no en cultivos industriales o intensivos (Engelstad, O.P. Fertilizer Technology and Use. 1985. SSSA, Madison).
En relación con el fósforo (P) y formas binarias P(N) o P(K) se han propuesto productos como el fosfato natural y los fosfatos dobles de Mg y amonio (Vilain et al. 1932. GB377720; Urbain, E. 1932. GB379434) o de K(Na) y Mg(Ca) (Kerschbaum, F.1937.GB475993; Franz, S. 1954. GB704115;), o Al(Ca) (denominado Phospal). Estos productos son insolubles en agua y podrían ser asimilables por ser solubles en ácido cítrico o fórmico en caliente. Sin embargo cuando se estudia la solubilidad de estos compuestos en citrato amónico neutro -aceptando la solubilidad al citrato amónico neutro como una medida del grado de asimilabilidad potencial de un fertilizante- se observa que su solubilidad es muy reducida por lo que el grado de asimilabilidad potencial de estos compuestos para las plantas es de hecho baja (Morel y Fardeau. Agronomical evaluation of phosphate fertilizer as a nutrient source of phosphorous for crops: isotopic procedure. Fertilizer Research 24, 115-122. 1990). De hecho los fosfatos dobles de K(Mg) y K(Ca) forman materiales cerámicos que se utilizan para el aislamiento de materiales peligrosos como son los materiales radiactivos (Baldwin, Ch. et al. 1999. WO9942382).
Todo lo comentado anteriormente es coherente con los resultados obtenidos en diferentes estudios que han puesto de manifiesto la relativa ineficiencia de estos compuestos para aportar nutrientes realmente asimilables para las plantas (Morel: y Fardeau. Agronomical evaluation of phosphate fertilizer as nutrient source of phosphorous for crops: isotopic procedure. Fertilizer Research 24, 115-122. 1990).
También se ha propuesto una patente de producto de fosfato de potasio y un metal divalente, de liberación lenta (Moore, W. 1994. US5374294) mediante reacción de ácido fosfórico, hidróxido potásico y un óxido de un metal divalente. El problema de este producto es que presenta solubilidades en agua fría situadas entre el 35 y el 98% por lo que el control del lavado es muy reducido.
En este contexto, el desarrollo de fertilizantes más eficientes y que permitan compatibilizar la adecuada nutrición de los cultivos con la máxima reducción de pérdidas, tanto por lavado como por volatilización y retrogradación tiene un indudable interés.
El objeto de la presente invención constituye una solución al problema de compatibilización del control de pérdida de nutrientes y una adecuada nutrición de plantas de ciclo anual.
Breve descripción de la invención
En un aspecto la invención se relaciona con una composición fertilizante que comprende una matriz inorgánica insoluble en agua pero soluble en los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera.
Otro aspecto de la invención es un método para la preparación de la composición fertilizante.
Un aspecto adicional de la invención es un método para la fertilización del suelo que permite compatibilizar la adecuada nutrición de los cultivos con la máxima reducción de pérdidas de fertilizante.
Descripción de las figuras
Figura 1: Efecto de los componentes RCF y el fertilizante tradicional (F) sobre el índice spad de contenido en clorofilas, el número de espigas y el número de granos.
Figura 2: Efecto de las composiciones RCF y el fertilizante tradicional (F) sobre el porcentaje de nitrógeno lixiviado expresado como porcentaje frente al control (F).
Figura 3: Efecto de la formulación RCF fabricada según el ejemplo 2, sobre el grado de pérdidas por volatilización.
Descripción detallada de la invención
La presente invención proporciona una composición fertilizante que comprende una matriz inorgánica insoluble en agua pero soluble en los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera.
Una característica importante de esta invención, es que la solubilidad progresiva del producto está gobernada por la planta mediante las señales moleculares que emite a la rizosfera como respuesta a la necesidad de nutrientes.
Estas señales se resumen en (Pintan et al. The Rhizosphere. Marcel Dekker. 2001):
-
Ácidos orgánicos de bajo peso molecular con elevada capacidad complejante.
-
Acidificación del pH
-
Multiplicación de la actividad de la microbiota.
La composición fertilizante de la invención comprende, por tanto, una matriz inorgánica insoluble en agua pero soluble en los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera, donde dicha matriz comprende una o varias sales dobles de fósforo con calcio o magnesio, y uno de los metales seleccionados entre Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co; con la condición de que el Al se selecciona únicamente cuando el otro elemento de la sal doble es el Mg.
En una forma de realización preferida, la composición fertilizante de la invención adicionalmente comprende una, fracción iniciadora, constituida por sales solubles en agua de uno o varios de los elementos seleccionados entre Ca, Mg, Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co. Las sales solubles en agua pueden ser por ejemplo, sulfatos y/o fosfatos simples de uno o varios de los elementos seleccionados entre Ca, Mg, Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co.
En una forma de realización particular, las sales dobles que forman parte de la matriz insoluble en agua pero soluble en los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera, opcionalmente se encuentran asociadas químicamente a compuestos orgánicos con capacidad quelante por medio de puentes metálicos.
Preferentemente los compuestos orgánicos con capacidad quelante se seleccionan del grupo formado por ácidos húmicos, ácidos fúlvicos, lignina, lignosulfonatos, quelantes de síntesis, ácidos carboxílicos de bajo peso molecular y sus mezclas, así como sustratos orgánicos conteniendo compuestos con capacidad quelante como turba, compost, residuos vegetales frescos.
En una realización particular, los ácidos carboxílicos de bajo peso molecular se seleccionan de ácido cítrico y ácido oxálico y los fitoreguladores y pesticidas se seleccionan del grupo formado por los de origen natural y sintéticos.
En otra realización particular el quelante de síntesis es EDTA.
En una forma preferida el quelante es ácido húmico.
En una forma de realización preferida, la composición fertilizante adicionalmente comprende uno o varios nutrientes seleccionados entre fuentes de nitrógeno y de potasio y, fuentes de materia orgánica, inhibidores de la nitrificación o de la hidrólisis de la urea, fitoreguladores y pesticidas, que se encuentran integrados o encapsulados en la matriz insoluble en agua y cuya liberación está asociada a la liberación de los, elementos de la matriz.
Preferentemente, los fitoreguladores se seleccionan del grupo formado por citoquininas, giberelerinas, salicilatos, poliaminas y brasinoesteroides y el pesticida se selecciona del grupo formado por nematocidas, insecticidas y bactericidas. Ellos pueden ser de origen natural (por ejemplo, extractos de algas marinas, compost de material vegetal, etc.) o de síntesis.
Los pesticidas se pueden elegir entre uno o mas fungicidas, nematicidas, insecticidas, bactericidas, etc., tanto de origen natural (por ejemplo extractos de plantas, aceites esenciales, etc.) o de síntesis.
Según una realización particular la fuente de potasio es una sal potásica y la fuente de nitrógeno es amonio, nitrato, urea o una fuente de nitrógeno orgánico diferente de la urea, tal como compuestos heterocíclicos, proteínas, péptidos o polímeros de la urea, tal como ureaformaldehido.
Más preferentemente, la sal de potasio es cloruro potásico.
Según un modo de realización particular la composición fertilizante contiene sales dobles de fósforo, calcio, hierro y/o fósforo, calcio, cinc.
De acuerdo con otra realización particular la composición fertilizante contiene dos sales dobles, una de fósforo magnesio y hierro y otra de fósforo, magnesio y cinc.
Las composiciones fertilizantes se pueden presentar en forma de polvo, granulado, peletizado o compactado.
En la formulación fertilizante objeto de la invención se pueden integrar entonces, dos fracciones complementarias:
- Fracción iniciadora constituida por la fracción de nutrientes solubles en agua que permiten el comienzo de la actividad funcional de la raíz y de la propia planta. Esta fracción ordinariamente puede constituir entre el 10% y el 30% del total.
- Fracción estable denominada RCF (Fertilizante Controlado por la Rizosfera) constituida por la matriz fracción de nutrientes insolubles en agua pero que se va solubilizando por acción de los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera.
A medida que la matriz inorgánica se va solubilizando, también permite la liberación del resto de los nutrientes opcionalmente integrados en ella.
Otro aspecto de la invención consiste en un método de preparación de una composición fertilizante que comprende una matriz insoluble en agua pero soluble en los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera.
El método de preparación comprende el paso de preparar una matriz inorgánica insoluble en agua pero soluble en los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera haciendo reaccionar simultáneamente:
a.
Uno o varios ácidos seleccionados entre ácido fosfórico, ácido fosforoso, ácido pirofosfórico, ácido polifosfórico, ácido sulfúrico y sus mezclas,
b.
Uno o varios compuestos de Ca y/o Mg elegidos entre oxido, hidróxido, carbonato, fosfato, silicato, sulfato, cloruro y nitrato.
c.
uno o varios compuestos conteniendo uno o varios de los elementos siguientes: Fe, Al (únicamente cuando el otro elemento de la sal sea el Mg), Cu, Mn, Zn, B y Co, seleccionados entre oxido, hidróxido, carbonato, fosfato, silicato, sulfato, cloruro y nitrato.
En un método particular de preparación, se emplea el ácido sulfúrico como único ácido de ataque y fosfatos como fuente de Ca o Mg y de P.
En un método preferido, los ácidos fosfórico, fosforoso, pirofosfórico, polifosfórico, sulfúrico o sus mezclas, opcionalmente se mezclan, bien previamente o en el medio de reacción, con sustancias o compuestos orgánicos con capacidad complejante o quelante.
En una realización particular, las sustancias o compuestos orgánicos con capacidad complejante o quelante se seleccionan del grupo de los ácidos húmicos; ácidos fúlvicos; materiales orgánicos conteniendo compuestos con capacidad quelante tales como turba, compost, residuos vegetales frescos; lignina; lignosulfatos; quelantes de síntesis tales como EDTA y ácidos carboxílicos de bajo peso molecular tales como ácido cítrico o ácido oxálico.
De este modo se obtienen organofosfatos, en los que el compuesto orgánico con capacidad quelante está asociado químicamente con el núcleo de fósforo mediante puentes formados por el metal.
En el método de preparación de la invención la granulometría de los componentes sólidos no es determinante, pero preferentemente es inferior a 200 micras.
En una forma preferida de realización, como subproductos de la reacción se forman sales solubles en agua de uno o varios de los elementos seleccionados entre Ca, Mg, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co, que constituyen la fracción iniciadora comprendida en la composición fertilizante. Las sales solubles pueden ser, por ejemplo, fosfatos y/o sulfatos simples de uno o varios de los elementos seleccionados de Ca, Mg, Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co.
Las sales solubles en agua se pueden formar en proporción variable, dependiendo de las condiciones de reacción, en particular de la proporción entre los ácidos empleados y los compuestos que aportan los elementos Ca, Mg, Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co. Por lo tanto, según una forma de realización particular del método de preparación de la composición fertilizante, la relación ácidos: compuestos conteniendo Ca, Mg, Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co, es superior a la estequiométrica.
Según otra forma particular de llevar a cabo el método del preparación, la relación ácidos: compuestos conteniendo Ca, Mg, Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co, es inferior a la estequiométrica.
En un modo de realización preferido, en la matriz inorgánica insoluble en agua pero soluble en los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera, adicionalmente se introducen uno o varios componentes seleccionados entre: fuentes de nitrógeno y de potasio, fuentes de materia orgánica, inhibidores de la nitrificación o de la hidrólisis de la urea, fitoreguladores y/o pesticidas. Estos integrantes opcionales de la composición fertilizante, se pueden incorporar durante el proceso de preparación mediante mezcla y granulación de estas sustancias con la matriz previamente obtenida.
La reacción para la obtención de la matriz inorgánica insoluble en agua pero soluble en los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera se puede realizar en cualquier tipo de mezclador-reactor que permita mezclar componentes líquidos y sólidos, por ejemplo, mezclador Lodige, mezclador de palas o hélice, reactor Kuhlman, etc.
La temperatura a la cual se añaden los componentes líquidos no es determinante, pero preferentemente ella puede estar entre 20ºC y 50ºC.
El proceso se puede realizar de manera continua o discontinua, siendo el tiempo óptimo de reacción de 15 minutos.
La reacción se puede llevar a cabo:
1.
Añadiendo simultáneamente al reactor los diferentes componentes.
2.
Premezclando -que puede incluir molienda- los componentes sólidos, previa mezcla - reacción con los componentes líquidos.
3.
Los componentes líquidos se pueden premezclar antes de la reacción con los componentes sólidos.
La temperatura y presión de trabajo no son determinantes, por lo tanto, es posible conducir la reacción a temperatura ambiente y presión atmosférica, lo que constituye una ventaja práctica de este proceso.
La incorporación optativa a la composición fertilizante de otros nutrientes, tales como fuentes de nitrógeno y de potasio, fuentes de materia orgánica, inhibidores de la nitrificación o de la hidrólisis de la urea, fitoreguladores y/o pesticidas, se realiza por mezcla de las diferentes materias y granulación, ya sea mediante la técnica de tambor granulador en fase sólido-líquido y posterior secado, como por extrusión o compactación.
Otro aspecto de la invención lo constituye un método para la fertilización del suelo, que permite compatibilizar la adecuada nutrición de los cultivos con la máxima reducción de pérdidas de fertilización, que comprende la aplicación al suelo de una composición de la invención.
A continuación se incluyen ejemplos no limitativos de algunos modos de realización de la invención.
Ejemplo 1 Obtención de una matriz que comprende una mezcla sales dobles de P (Mg) (Fe) y P(Mg) (Zn)
Para la obtención de aproximadamente 1,5 kg de una mezcla de sales dobles de P (Mg)(Fe) y P(Mg)(Zn) de acuerdo con la presente invención, se procedió de la manera que se indica a continuación.
1.
Se hacen reaccionar mediante mezcla 989,4 g de ácido fosfórico (68%) con 500 g de óxido de magnesio, 103,7 g de carbonato de hierro y 96 g de carbonato de cinc.
La reacción se realiza mediante mezcla simultánea de los componentes en un reactor tipo Kuhlman. El fraguado del producto se produce en 15 minutos.
Los productos sólidos se han molido previamente al 90% por debajo de 100 \mum.
2.
El producto se deja curar durante 24 h.
En la tabla 1 se presenta el análisis típico del producto obtenido.
TABLA 1 Análisis típico de un producto base RCF, obtenido mediante reacción de ácido fosfórico con óxidos de Mg, y carbonatos de Zn y Fe
1
Agua: soluble en agua
Citrato: soluble en citrato amónico neutro
Total: soluble en ácido clorhídrico concentrado.
La solubilidad en citrato de amonio neutro se toma como una medida de la solubilidad del fertilizante en los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera y por lo tanto, como un indicador de su grado asimilabilidad potencial.
Ejemplo 2 Obtención de un fertilizante completo a partir de una matriz que comprende una mezcla de sales dobles de P (Mg)(Fe) y P(Mg) (Zn)
1.
Se mezclan en un mezclador Lodige:
-
312,5 g de la matriz que comprende una mezcla de sales dobles de P(Mg)(Fe) y P(Mg)(Zn) obtenida en el ejemplo 1.
-
200 g de cloruro potásico
-
119 g de sulfato amónico
-
10,87 g de urea
-
26,51 g de melamina
-
15 g de compost de orujo de uva
-
25 g de extrato sólido soluble de un alga marina de la familia ascophyllum.
-
0,1 g de bencil amino purina
-
0,01 g Folpet
-
150 g de vapor de agua.
Los productos sólidos se han molido previamente al 90% por debajo de 100 \mum.
2.
El producto procedente de 1 se granula en un tambor granulador mediante la adición de vapor de agua
3.
El producto procedente de 2 se seca en un tambor secador utilizando aire caliente en contracorriente a 300ºC.
En la tabla 2 se recoge un análisis mineral típico del producto obtenido a partir del ejemplo 2.
TABLA 2
3
Agua: soluble en agua
Citrato: soluble en citrato amónico neutro
Total: soluble en ácido clorhídrico concentrado
El hierro y el cinc se expresan como hierro y como cinc.
Ejemplo 3 Obtención de una matriz que comprende una mezcla sales dobles de P (Mg) (Fe) (ácido húmico) y P(Mg) (Zn) (ácido húmico)
Para la obtención de 1,5 kg de la matriz comprendiendo una mezcla de sales dobles P(Mg)(Fe)(ácido húmico) y P(Mg) (Zn)(ácido húmico) de acuerdo con la invención, se procedió de la manera que se indica a continuación.
1.
Se hacen reaccionar mediante mezcla 989,4 g de ácido fosfórico (68%) y 200 g de un ácido húmico previamente mezclados con agitación, con 500 g de óxido de magnesio, 103,7 g de carbonato de hierro y 96 g de carbonato de cinc. La reacción se realiza mediante mezcla simultánea de los componentes en un reactor tipo Kuhlman. El fraguado del producto se produce en 15 minutos.
Los productos sólidos se han molido previamente al 90% por debajo de 100 \mum.
2.
El producto se deja curar durante 24 h.
Ejemplo 4 Obtención de una matriz que comprende una mezcla sales dobles de P(Mg) (Fe) y P(Mg)(Zn)
Para la obtención de aproximadamente 1,5 kg de un compuesto una matriz comprendiendo una mezcla sales dobles de P (Mg)(Fe) y P(Mg)(Zn) según la invención, se procedió de la manera que se indica a continuación.
1.
Se hacen reaccionar mediante mezcla 1.000 g de ácido fosforoso (68%) con 500 g de óxido de magnesio, 103,7 g de carbonato de hierro y 96 g de carbonato de cinc.
La reacción se realiza mediante mezcla simultánea de los componentes en un reactor tipo Kuhlman. El fraguado del producto se produce en 15 minutos.
Los productos sólidos se han molido previamente al 90% por debajo de 100 \mum.
2.
El producto se deja curar durante 24 h.
Ejemplo 5 Obtención de una matriz que comprende una mezcla sales dobles de P (Mg) (Fe) y P(Mg) (Zn)
Para la obtención de aproximadamente 1,5 kg de una matriz comprendiendo una mezcla de sales dobles de P (Mg)(Fe) y P(Mg)(Zn) según la invención, se procedió de la manera que se indica a continuación.
1.
Se hacen reaccionar mediante mezcla 989,4 g de ácido fosfórico (68%) con 700 g de carbonato de magnesio, 90 g de sulfato de hierro y 90 g de oxido de cinc.
La reacción se realiza mediante mezcla simultánea de los componentes en un reactor tipo Kuhlman. El fraguado del producto se produce en 15 minutos.
Los productos sólidos se han molido previamente al 90% por debajo de 100 \mum.
2.
El producto se deja curar durante 24 h.
Ejemplo 6 Obtención de una matriz que comprende una sal doble de P(Ca)(Fe)
Para la obtención de obtención de aproximadamente 2,8 kg de una matriz comprendiendo una sal doble de P(Ca)(Fe) según la invención, se procedió de la manera que se indica a continuación.
1.
Se hacen reaccionar mediante mezcla 1.000 g de ácido sulfúrico (70%) con 1200 g de roca fosfórica (apatita. fosfato tricálcico del 32% de P_{2}O_{5}), 1.000 g de sulfato de hierro heptahidrato (24% de Fe total).
La reacción se realiza mediante mezcla simultánea de los componentes en un reactor tipo Kuhlman. El fraguado del producto se produce en 15 minutos.
Los productos sólidos se han molido previamente al 90% por debajo de 100 \mum.
2.
El producto se deja curar durante 24 h.
Ejemplo 7 Obtención de una matriz que comprende una mezcla sales dobles de P(Ca) (Fe) y P(Ca) (Zn)
Para la obtención de aproximadamente 2,5 kg de una matriz comprendiendo una mezcla de sales dobles de P(Ca)(Fe) y P(Ca)(Zn) según la invención, se procedió de la manera que se indica a continuación.
1.
Se hacen reaccionar mediante mezcla 1300 g de ácido fosfórico (68%) con 1.000 g de roca fosfórica (apatita. Fosfato tricálcico del 32% de P_{2}O_{5}) y 800 de sulfato de Fe heptahidrato y 300 g de óxido de zinc. La reacción se realiza mediante mezcla simultánea de los componentes en un reactor tipo Kuhlman. El fraguado del producto se produce en 15 minutos.
Los productos sólidos se han molido previamente al 90% por debajo de 100 \mum.
2.
El producto se deja curar durante 24 h.
Ejemplo 8 Obtención de una matriz que comprende una sal doble de P(Ca) (Fe) (ácido húmico)
Para la obtención de aproximadamente 2,8 kg de una matriz emprendiendo una sal doble de P(Ca) (Fe) (ácido húmico) según la invención, se procedió de la manera que se indica a continuación.
1.- Se hacen reaccionar mediante mezcla 600 g de ácido sulfúrico (70%), 300 g de ácido fosfórico (68%) y 200 g de ácido húmico (25%) con 1200 g de roca fosfórica (apatita. Fosfato tricálcico del 32% de P_{2}O_{5}), 1.000 g de sulfato de hierro heptahidrato (24% de Fe total).
La reacción se realiza mediante mezcla simultánea de los componentes en un reactor tipo Kuhlman. El fraguado del producto se produce en 15 minutos.
Los productos sólidos se han molido previamente al 90% por debajo de 100 \mum.
Ejemplos sobre el efecto global de las formulaciones objeto de la invención Ejemplo 9 Estudio comparativo de la solubilidad en citrato amónico neutro (CAN) del fósforo a 22ºC en función del tiempo, de una composición objeto de la invención según el ejemplo 1 y el fertilizante phosphal (Fosfato alumínico cálcico calcinado)
La solubilidad se obtuvo mediante agitación de 1 g de producto en 100 ml de citrato amónico neutro a una temperatura de 22ºC, y la determinación se realizó cada 15 minutos.
Los resultados se recogen en la tabla siguiente (Tabla 3).
TABLA 3
4
Ejemplo 10 Efecto de la composición RCF obtenida en el ejemplo 2 de composición, sobre el desarrollo de plantas de trigo cultivadas en un suelo calizo, las pérdidas de nitrógeno por lixiviación y las pérdidas de nitrógeno por volatilización
Estudio realizado en el Departamento de I&D de Inabonos SA (San Francisco, S., Urrutia, O., Casanova, E., Zamarreño. A. Mª y García-Mina, J. Mª. 2003)
Metodología
Se utilizaron semillas de trigo de ciclo corto (Farak) cultivadas en macetas de 6,6 litros con orificios en la base para determinar también el lixiviado en función de los riegos. En cada maceta se dejaron una vez germinadas 7 plántulas con el fin de reproducir la densidad de siembra habitual (450 semillas por m^{2}).
El suelo utilizado procedió de Iza (Navarra) y se mezcló con un 50% de arena silícea para facilitar el drenaje.
El análisis químico básico del suelo fue: pH 8,08; CE 0,66 mS cm^{-2}, MO 0,66% y el contenido en carbonatos fue del 53,84%. El contenido en P fue también muy bajo (9,47 ppm), así como los contenidos de micronutrientes asimilables: 6,6 ppm Fe; 0,57 pp Cu; 7 ppm Zn y 0,43 ppm Mn.
Se utilizaron los siguientes tratamientos:
\bullet
Control 0: no recibió fertilización.
\bullet
Control F: consistente en la fertilización tradicional que correspondió a 350 kg/Ha de 8-15-15 y 330 kg/Ha de urea en cobertera al ahijado (180 unidades de nitrógeno; 52,5 unidades de P_{2}O_{5}; 52,5 unidades de K_{2}O) (cosecha prevista entre 5.000 y 6.000 kg/Ha).
\bullet
RCF 1: consistente en la aplicación en fondo a la siembra de 650 kg/Ha de 18-9-12 MgO Oligo RCF (117 unidades de nitrógeno; 58,5 unidades de P_{2}O_{5}; 78 unidades de K_{2}O).
\bullet
RCF 2: consistente en la aplicación en fondo a la siembra de 830 kg/Ha de 18-9-12 MgO Oligo RCF (149 unidades de, nitrógeno; 74,7 unidades de P_{2}O_{5}; 99,6 unidades de K_{2}O).
\bullet
RCF 3: consistente en la aplicación en fondo a la siembra de 1.000 kg/Ha de 18-9-12 MgO Oligo RCF (180 unidades de nitrógeno; 90 unidades de P_{2}O_{5}; 120 unidades de K_{2}O).
La expresión MgO oligo significa que el fertilizante contiene también 2% de Mg y 0,1% de Fe y Zn.
RCF significa que el fertilizante corresponde a los fertilizantes de esta invención (fertilizante controlado por la rizosfera).
Si consideramos la necesidad de 23 kg de N por tonelada de grano, la extracción de una producción de 5.500 kg/Ha sería de 126 kg N/Ha.
De esta manera, con el tratamiento RCF 1 se tienen una cantidad de unidades que corresponden a las extraídas por el cultivo; y que corresponden a un 35% menos de unidades nitrogenadas frente al tratamiento control que corresponde al fertilizante tradicional. Mientras que con los tratamientos RCF 2 y RCF 3 tendríamos un 27% menos de unidades de nitrógeno y la misma fertilización nitrogenada respecto al control conteniendo la fertilización tradicional.
Los productos fueron fabricados según se describe en el 1 ejemplo 2.
El lixiviado se recogió semanalmente correspondiendo con el riego. Se valoró el contenido y formas de nitrógeno en el lixiviado.
Se realizaron dos cosechas una a los 30 días y otra a los 60 días en el comienzo de maduración del grano.
En la cosecha se valoraron el peso seco de raíz y parte aérea, el número de espigas y el número de granos, -todos ellos expresados por tiesto-, así como el contenido en nutrientes minerales.
Resultados
Los resultados se muestran en las Figuras 1-3.
A partir de la figura 1, que muestra el efecto de las composiciones RCF y el fertilizante tradicional(F) sobre el índice spad, relativo al contenido en clorofilas, sobre el número de espigas y sobre el número de granos, se puede observar que los tratamientos RCF presentaron resultados superiores al control (F) incluso con la reducción de unidades nitrogenadas.
De acuerdo con la figura 2, que ilustra sobre el efecto de las composiciones RCF y el fertilizante (F) sobre el porcentaje de nitrógeno lixiviado expresado como porcentaje frente al control (F), se deduce que los tratamientos RCF estuvieron asociados a una reducción significativa de la lixiviación de nitrógeno y por lo tanto, del grado de contaminación potencial.
Como se puede observar en la figura 3, referida al efecto de la composición RCF fabricada según el ejemplo 2, sobre el grado de pérdidas por volatilización, la composición RCF permite reducir muy significativamente las pérdidas por volatilización de amonio.

Claims (27)

1. Composición fertilizante, que comprende una matriz inorgánica insoluble en agua pero soluble en los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera, donde dicha matriz comprende una o varias sales dobles de fósforo con calcio o magnesio, y uno de los metales seleccionados entre Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co; con la condición de que el Al se selecciona únicamente cuando el otro elemento de la sal doble es el Mg.
2. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque adicionalmente comprende una fracción iniciadora constituida por sales solubles en agua de uno o varios de los elementos seleccionados entre Ca, Mg, Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co.
3. Composición según la reivindicación 2 caracterizada porque las sales solubles en agua son sulfatos y/o fosfatos simples de uno o varios de los elementos seleccionados entre Ca, Mg, Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co.
4. Composición fertilizante según las reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizada porque adicionalmente comprende otros nutrientes seleccionados entre fuentes de nitrógeno y de potasio, fuentes de materia orgánica, inhibidores de la nitrificación o de la hidrólisis de la urea, fitoreguladores y pesticidas; que se encuentran integrados o encapsulados en la matriz insoluble en agua y cuya liberación esta asociada a la liberación de los elementos de la matriz.
5. Composición fertilizante según las reivindicaciones 1, caracterizada porque las sales dobles se encuentran asociadas químicamente a compuestos orgánicos con capacidad quelante por medio de puentes metálicos.
6. Composición fertilizante según las reivindicación 5, caracterizada porque los compuestos orgánicos con capacidad quelante se seleccionan del grupo formado por ácidos húmicos, ácidos fúlvicos, lignina, lignosulfonatos, quelantes de síntesis, ácidos carboxílicos de bajo peso molecular y sus mezclas, así como sustratos orgánicos conteniendo compuestos con capacidad quelante como turba, compost, residuos vegetales frescos.
7. Composición según la reivindicación 6, caracterizada porque los ácidos carboxílicos de bajo peso molecular se seleccionan de ácido cítrico y ácido oxálico y los, fitoreguladores y pesticidas se seleccionan del grupo formado por los de origen natural y sintéticos.
8. Composición fertilizante según la reivindicación 6, caracterizada porque el quelante de síntesis es EDTA.
9. Composición fertilizante según la reivindicación 6, caracterizada porque el quelante es un ácido húmico.
10. Composición según la reivindicación 4, caracterizada porque los fitoreguladores se seleccionan del grupo formado por citoquininas, giberelerinas, salicilatos, poliaminas y brasinoesteroides y el pesticida se selecciona del grupo formado por nematocidas, insecticidas y bactericidas.
11. Composición fertilizante según la reivindicación 4, caracterizada porque la fuente de potasio es una sal potásica y la fuente de nitrógeno es amonio, nitrato, urea o una fuente de nitrógeno orgánico diferente de la urea, tal como compuestos heterocíclicos, proteínas, péptidos o polímeros de la urea, tal como ureaformaldehido.
12. Composición fertilizante según la reivindicación 11, caracerizada porque la sal de potasio es cloruro potásico.
13. Composición fertilizante según las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque las sales dobles son de fósforo, calcio, Fe y/o fósforo, calcio, Zn.
14. Composición fertilizante según las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque contiene dos sales dobles. Una de fósforo, magnesio y Fe; y otra de fósforo, magnesio y Zn.
15. Composición fertilizante según las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se presenta en forma de polvo, granulado, peletizado o compactado.
16. Método para la preparación de una composición fertilizante según la reivindicación 1 que comprende preparar una matriz inorgánica insoluble en agua pero soluble en los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera haciendo reaccionar simultáneamente:
a.
uno o varios ácidos seleccionados entre ácido fosfórico, ácido fosforoso, ácido pirofosfórico, ácido polifosfórico, ácido sulfúrico y sus mezclas,
b.
uno o varios compuestos de Ca y/o Mg elegidos entre oxido, hidróxido, carbonato, fosfato, silicato, sulfato, cloruro y nitrato.
c.
uno o varios compuestos conteniendo uno o varios de los elementos siguientes: Fe, Al (únicamente cuando el otro elemento de la sal sea el Mg), Cu, Mn, Zn, B y Co, seleccionados entre óxido, hidróxido, carbonato, fosfato, silicato, sulfato, cloruro y nitrato.
17. El método de la reivindicación 16, caracterizado porque la relación ácidos: compuestos conteniendo Ca, Mg, Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co, es superior a la estequiométrica.
18. El método de la reivindicación 16, caracterizado porque la relación ácidos: compuestos conteniendo Ca, Mg, Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co es inferior a la estequiométrica.
19. Método según las reivindicación 16 a 18, caracterizado porque se emplea como único ácido, ácido sulfúrico, y fosfatos como compuestos de Ca y/o Mg.
20. Método según las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado porque los ácidos fosfórico, fosforoso pirofosfórico, polifosfórico, sulfúrico, o sus mezclas, se mezclan bien previamente o en el medio de reacción con sustancias o compuestos orgánicos con capacidad complejante o quelante.
21. Método según la reivindicación 20, caracterizado porque las sustancias o compuestos con capacidad quelante se seleccionan del grupo de ácidos húmicos, ácidos fúlvicos, materiales orgánicos conteniendo compuestos con capacidad quelante como por ejemplo turba, compost, residuos vegetales frescos; lignina, lignosulfatos, quelantes de síntesis tales como EDTA, y ácidos carboxílicos de bajo peso molecular tales como ácidos cítrico u oxálico.
22. Método según las reivindicaciones 16 a 21, caracterizado porque cuando las sustancias reaccionantes se encuentran en estado sólido su granulometría es inferior a 200 micras.
23. Método según las reivindicaciones 16 a 22, caracterizado porque como subproductos de la reacción se forman sales solubles en agua de uno o varios de los elementos seleccionados entre Ca, Mg, Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co, que constituyen la fracción iniciadora comprendida en la composición fertilizante.
24. Método según la reivindicación 23 caracterizado porque las sales solubles en agua son sulfatos y/o fosfatos simples de uno o varios de los elementos seleccionados entre Ca, Mg, Fe, Al, Mn, Cu, Zn, B y Co.
25. Método según las reivindicaciones 16 a 24, caracterizado porque en la matriz inorgánica insoluble en agua pero soluble en los ácidos orgánicos liberados por las raíces de las plantas a la rizosfera se introducen uno o varios componentes seleccionados entre: fuentes de nitrógeno y de potasio, fuentes de materia orgánica, inhibidores de la nitrificación o de la hidrólisis de la urea y/o pesticidas.
26. Método según la reivindicación 25, caracterizado porque la introducción de los componentes seleccionados entre fuentes de nitrógeno y de potasio, fuentes de materia orgánica, inhibidores de la nitrificación o de la hidrólisis de la urea y pesticidas se realiza mediante mezcla.
27. Método para la fertilización del suelo que permite compatibilizar la adecuada nutrición de los cultivos con la máxima reducción de pérdidas de fertilizante que comprende la aplicación al suelo de una composición según las reivindicaciones 1 a 15.
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