PL 216317 B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 216317 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 395684 (51) Int.Cl. C05D 9/02 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: 18.07.2011 (54) Nawóz cynkowy w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku, sposób wytwarzania nawozu cynkowego w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku oraz zastosowanie nawozu cynkowego w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku (73) Uprawniony z patentu: PRZEDSIĘBIORSTWO INTERMAG SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Osiek, PL (43) Zgłoszenie ogłoszono: 21.01.2013 BUP 02/13 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 31.03.2014 WUP 03/14 (72) Twórca(y) wynalazku: WITOLD GRZEBISZ, Poznań, PL TADEUSZ CZAJA, Olkusz, PL HUBERT KARDASZ, Warszawa, PL PIOTR PAWLAK, Szczytniki, PL PIOTR LUBASZKA, Olkusz, PL ADAM WĘGLARZ, Olkusz, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Andrzej Stachowski
2 PL 216 317 B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest doglebowy, mikroelementowy nawóz cynkowy mający formę zawiesiny zawierającej tlenek cynku. Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania doglebowego, mikroelementowego nawozu cynkowego w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku oraz jego zastosowanie w uprawie roślin, zwłaszcza kukurydzy i ziemniaków. Powszechnie wiadomo, że na rozwój roślin i ich plonowanie zasadniczy wpływ ma zawartość w glebie makroelementów - azotu, fosforu i potasu. Jednakże do prawidłowego rozwoju i dobrego plonowania niektórych roślin, głównie kukurydzy i ziemniaków, lnu i roślin strączkowych, niezbędna jest w glebie zawartość cynku w postaci przyswajalnej przez korzenie. Jest to jeden z ważniejszych mikroelementów, pozwalający przy optymalnej jego zawartości w glebie ograniczyć nawożenie makroelementowe i to bez uszczerbku dla wielkości czy jakości plonów. Plonotwórcze działanie cynku wynika z szeregu istotnych funkcji w roślinach, z których najważniejsza to stymulacja wzrostu korzeni związana ze wzrostem poziomu auksyn, decydujących o intensywnej rozbudowie systemu korzeniowego i fotosyntezy. Cynk bierze udział w metabolizmie związków azotu, syntezie witamin B, C, P i chlorofilu, zwiększa siłę kiełkowania nasion oraz odporność roślin na susze i chłody. Bierze też udział w procesach enzymatycznych i syntezie protein. Dobrze rozbudowany system korzeniowy, na co obecność cynku w glebie ma istotny wpływ, umożliwia roślinie w początkowej fazie rozwojowej lepsze pobieranie wody i składników pokarmowych, zapewniając przetrwanie niekorzystnych warunków wzrostu, zwłaszcza wiosną. Wiadomo jest, że tanim sposobem dostarczania roślinom cynku jest podawanie doglebowe tlenku cynku w postaci zawiesiny. Ze względu na niską rozpuszczalność w wodzie ulega on powolnemu wypłukiwaniu z gleby, jednak we wczesnej fazie rozwoju roślin jest nieprzydatny, gdyż nie może efektywnie zostać pobrany przez system korzeniowy. Obecnie podstawową metodą dostarczania roślinom cynku, dla zapobieżenia lub zlikwidowania jego niedoboru w glebie, jest stosowanie cieczy lub zawiesin nawozowych, zawierających rozpuszczalne w wodzie związki cynku, takie jak siarczany, azotany, chlorki oraz różne związki kompleksowe cynku (np. chelaty czy cytryniany). Ze względu na dobrą rozpuszczalność wspomnianych soli cynku w wodzie, cynk w tej postaci jest łatwo przyswajalny przez korzenie. Mankamentem jest jednak to, że rozpuszczalne w wodzie sole cynku są łatwo wypłukiwane z gleby przez opady. Literatura patentowa zawiera szereg informacji dotyczących wspomnianych powyżej środków nawozowych. W opisie patentowym US 3620708 ujawniono preparat składający się z wody, tlenku cynku, pięciotlenku fosforu i amoniaku, tworzący roztwór nawozu na bazie amoniaku, dostarczający roślinom azot, fosfor i rozpuszczony cynk. Z opisu patentowego EP 0173069 znany jest wieloskładnikowy nawóz zawierający mikroelementy takie jak Fe, Mn, Zn, Cu, Co i Ni w postaci chelatów jednego lub więcej kwasów poliaminopolikarboksylowych, przy czym nie mniej niż 70% tych składników jest produktem reakcji soli potasowej kwasów poliaminopolikarboksylowych z tlenkami, wodorotlenkami lub węglanami wspomnianych metali. Z opisu CN 1944350 znany jest też nawóz cynkowy o wysokiej zawartości cynku i sposób jego wytworzenia. Nawóz jest sporządzany z nieorganicznego komponentu cynkowego w ilości 30-70% wag., kompleksonu organicznego w ilości 10-30% wag. oraz wody. Nieorganiczny komponent cynkowy jest jednym lub dwoma takimi związkami cynku, jak tlenek, siarczan, azotan, wodorotlenek, siarczek. Komplekson organiczny jest przynajmniej jednym związkiem takim jak etylenodwuamina, dwuetylenoamina, dwuetanoloamina. Środek pomocniczy jest przynajmniej jednym związkiem z grupy obejmującej eteksylowany: monooleinian sorbitolu, alkilofenol, alkohol tłuszczowy, olej. Według opisu patentowego US 4356021, ciekły homogeniczny koncentrat nawozowy zawierający cynk, sporządza się przez zmieszanie w roztworze wodnym tiosiarczanu amonu i tlenku cynku. Koncentrat jest łatwo mieszalny z innymi ciekłymi nawozami. Stabilność roztworu nawozowego można zwiększyć przez dodanie glinki. Opis patentowy US 5997600 ujawnia z kolei mikroelementowy dodatek nawozowy zawierający chelaty jonów metali przejściowych i metali ziem alkalicznych z grupy: Ca, Mg, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, Mo. Chelaty są wytwarzane przez kompleksowanie kationów metali kwasem organicznym i aminą.
PL 216 317 B1 3 Preferowanymi środkami chelatującymi są kwas cytrynowy i dwufunkcyjne aminy. Kompleksowanie prowadzone jest w wodnym roztworze kwasu cytrynowego i takiej ilości aminy, aby ph było powyżej 7,5. Zagadnieniem technicznym postawionym przed wynalazkiem jest uzyskanie doglebowego, mikroelementowego nawozu cynkowego w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku, przydatnego w nawożeniu roślin już we wczesnej fazie rozwojowej, to jest od okresu wschodów do fazy 2-4 liści, a zarazem odpornego na wymywanie z gleby w późniejszych fazach rozwojowych oraz plonowania roślin, jak również opracowane sposoby wytwarzania wspomnianego nawozu oraz jego zastosowania w uprawie roślin. Okazało się, że tak sformułowane zagadnienie rozwiązuje nawóz cynkowy w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku, nieorganiczne związki cynku, substancje pomocnicze oraz organiczne związki cynku uzyskane w reakcji współkompleksowania cynku z jego tlenkiem. Zgodnie z wynalazkiem, nawóz cynkowy w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku oraz rozpuszczalne w wodzie związki cynku i substancje pomocnicze, charakteryzuje się tym, że jego nawozowe organiczne składniki cynkowe stanowią produkt reakcji współkompleksowania cynku z tlenku cynku przynajmniej jedną solą kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA), kwasem EDTA i kwasem cytrynowym, prowadzonej w roztworze wodnym nieorganicznej soli cynku, najlepiej siarczanu, przy stechiometrycznym nadmiarze cynku. Nawóz ten, w formie zawiesiny będącej gotowym produktem zawiera od 740 do 760 g cynku całkowitego w 1 litrze, w tym 2,4-2,7% cynku całkowitego w postaci chelatów kwasu EDTA, 3-3,3% cynku całkowitego w postaci kompleksu kwasu cytrynowego i 1-1,4% cynku całkowitego w postaci soli nieorganicznej, oraz substancje pomocnicze, które stanowią od 9-11% m/m zawiesiny, w tym 0,05-0,07% m/m stanowią organiczne emulgatory i stabilizatory, 5-6% m/m chlorek magnezu i 1,3-1,4% m/m mocznik, a ph nawozu wynosi 7,0-7,5. Użyta w reakcji współkompleksowania cynku sól kwasu EDTA jest jego solą sodową, potasową, amonową lub mieszaniną tych soli. Jako organiczne emulgatory i stabilizatory nawóz zawiera gumy (żywice) pochodzenia roślinnego, zwłaszcza gumę ksantanową i/lub produkty enzymatycznego rozkładu polisacharydów. Sposób wytwarzania przedmiotowego nawozu cynkowego w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku, z nieorganicznego komponentu cynkowego, kompleksonów i substancji pomocniczych, na drodze kompleksowania cynku, charakteryzuje się według wynalazku tym, że do 370 I wodnego roztworu nieorganicznej soli cynku, zawierającego od 17,5 do 20 kg cynku, najlepiej w postaci siarczanu cynku, wprowadza się przy ciągłym mieszaniu od 8,5 do 9% m/m soli kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA) i od 2 do 2,5% m/m kwasu EDTA, a po ujednorodnieniu mieszaniny po 0,5 do 1 godz. dodaje w warunkach intensywnego mieszania od 3,8 do 3,9% m/m kwasu cytrynowego i od 49 do 52% m/m tlenku cynku, dozując je naprzemiennie małymi porcjami i utrzymując temperaturę zawiesiny od 40 do 45 C, zaś po ujednorodnieniu wprowadza się 180 do 200 kg wodnego roztworu, który zawiera 25 kg mocznika, 100 kg chlorku magnezu, oraz od 0,6 do 0,9 kg gumy roślinnej, najlepiej ksantanowej i/lub od 0,2 do 0,4 kg produktów enzymatycznego rozkładu skrobi, jako substancje emulgującostabilizujące. Tak zestawioną mieszaninę ujednorodnia się, otrzymując gotowy nawóz cynkowy w formie zawiesiny nawozowej, która może być magazynowana przez dłuższy okres. Sól kwasu EDTA, używana w sposobie według wynalazku do współkompleksowania cynku jest solą sodową, potasową, amonową lub mieszaniną tych soli. Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie nawozu cynkowego w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku w uprawie roślin, zgodnie z którym nawóz podawany doglebowo w wodnej cieczy roboczej o ph 6,8 do 7,8 zawiera nieorganiczne cynkowe składniki nawozowe i organiczne cynkowe składniki nawozowe, będące produktem współkompleksowania cynku z tlenku cynku przynajmniej jedną solą kwasu EDTA, kwasem EDTA i kwasem cytrynowym, prowadzonej w roztworze wodnym nieorganicznej soli cynku, najlepiej siarczanu, przy stechiometrycznym nadmiarze cynku, przy czym zawiesina nawozowa przed rozcieńczeniem wodą do formy roboczej zawiera 740-760 g cynku całkowitego w 1 litrze, w tym 2,4-2,7% cynku całkowitego w postaci chelatów kwasu EDTA, 3-3,3% cynku całkowitego w postaci kompleksu kwasu cytrynowego i 1-1,4% cynku całkowitego w postaci soli nieorganicznej, a ponadto substancje pomocnicze w ilości od 9 do 11% m/m zawiesiny, w tym 0,05-0,07% m/m organicznych emulgatorów i stabilizatorów w postaci gumy pochodzenia roślinnego, najlepiej ksantanowej i/lub produktów enzymatycznego rozkładu polisacharydów, 5-6% m/m chlorku magnezu i 1,3-1,4% m/m mocznika.
4 PL 216 317 B1 Zastosowanie nawozu cynkowego w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku polega na tym, że rozcieńczony wodą nawóz podaje się doglebowo w cieczy roboczej w dawce 500-1500 g Zn/ha. W uprawie kukurydzy nawóz podaje się korzystnie w fazie rozwojowej roślin do 2-3 liści, natomiast w uprawie ziemniaków korzystnie w fazie krzewienia roślin przed przykryciem redlin. Wynalazek sprzyja poprawie kondycji upraw, pozwala podnieść plony oraz obniżyć zużycie nawozów makroelementowych, głównie azotu. Dzięki temu pomaga także chronić środowisko przed zanieczyszczeniem i poprawić jakość gleby. Wynalazek przybliżono poniżej w przykładach otrzymywania nawozu oraz jego zastosowania w uprawie kukurydzy. P r z y k ł a d 1 Sposób wytwarzania nawozu. Do mieszalnika lemieszowego o regulowanych obrotach elementów mieszających dozuje się 345 litrów wody o temp. 30-35 C, dodaje 50 kg siarczanu cynku o zawartości 35% Zn, a następnie 80 kg 40% roztworu soli sodowej kwasu EDTA. Po całkowitym ich rozpuszczeniu, do mieszalnika dodaje się 40 kg kwasu EDTA, a następnie 80 kg 40% roztworu soli sodowej kwasu EDTA. Zrozumiałe jest, że w przypadku użycia potasowej czy amonowej soli kwasu EDTA zamiast soli sodowej, względnie użycia mieszaniny wspomnianych soli, wyliczenie masy soli wprowadzanej do roztworu nie będzie dla znawcy problemem. Jest również zrozumiałe i oczywiste dla znawcy, że w wynalazku jako czynnik chelatujący można z podobnym skutkiem zastosować kwas diethylenotriaminepentaoctowy (DTPA), kwas N-hydroksyetyloetylenodiaminotrioctowy (HEEDTA) lub mieszaniny tych środków chelatujących, a także ich sole sodowe, potasowe i amonowe. Jednak z uwagi na mniejszą dostępność i wyższe koszty tych kwasów i ich soli, mające wpływ na przemysłową przydatność rozwiązania, zakres przedmiotowy niniejszego wynalazku ograniczono wyłącznie do kwasu EDTA i jego soli. Po 0,5-1 godz. prowadzenia procesu dodaje się do mieszalnika przemiennie, małymi porcjami 35 kg kwasu cytrynowego oraz 460 kg tlenku cynku (ZnO) o możliwie najwyższym rozdrobnieniu, cały czas utrzymując temperaturę procesu w granicach 40-45 C. Po całkowitym przereagowaniu wspomnianej wyżej ilości kwasu cytrynowego i tlenku cynku, co zazwyczaj następuje po 1 godz. prowadzenia procesu, dodaje się następne ilości 35 kg kwasu cytrynowego i 460 kg tlenku cynku, przemiennie małymi porcjami, postępując jak poprzednio i utrzymując temperaturę w granicach 40-45 C. Zarówno pierwszy jak i drugi etap przemiennego dodawania do mieszalnika kwasu cytrynowego i tlenku cynku prowadzi się przy intensywnym mieszaniu zawiesiny, by zapobiec tworzeniu zbitych, nieprzereagowanych aglomeratów. Korzystnie, tlenek cynku używany w wytwarzaniu nawozu jest produktem odpadowym z produkcji bieli cynkowej. Wykorzystanie tego odpadu do produkcji nawozu ma jedynie aspekt ekologiczny, dlatego jest zrozumiałe, że w wynalazku może też zostać użyty tlenek cynku innego pochodzenia. Po zakończeniu procesu współkompleksowania cynku z tlenku cynku i uzyskaniu jednorodnej zawiesiny, dodaje się do niej przy intensywnym mieszaniu 150 I uprzednio przygotowanego środka zwiększającego stabilność zawiesiny nawozowej w długim czasie magazynowania. Przygotowanie tego środka odbywa się następująco: do 148 litrów wodnego roztworu zawierającego 25 kg mocznika oraz 100 kg chlorku magnezu o temp. 30-35 C, wprowadza się podczas intensywnego mieszania 0,9 kg gumy ksantanowej, np. o nazwie handlowej KELZAN firmy Biesterfeld, a po jej rozpuszczeniu wprowadza 0,2 kg produktu enzymatycznego rozkładu polisacharydów, np. o nazwie handlowej KELCOGEL CG firmy Biesterfeld. Otrzymaną zawiesinę miesza się intensywnie do całkowitego zaniku aglomeratów i ujednorodnienia. Tak otrzymaną zawiesinę środka emulgującostabilizującego dodaje się do cynkowego preparatu zawiesinowego i miesza do uzyskania jednorodnej zawiesiny nawozowej (gotowego produktu). Proces chelatowania cynku z tlenku cynku przez kwas EDTA jest procesem egzotermicznym, dlatego po podgrzaniu wody na początku procesu wytwarzania nawozu do temp. 30-35 C jest zbędne jej dalsze podgrzewanie. Ciepło wydzielające się w czasie procesu chelatowania cynku wystarcza do utrzymania temperatury mieszaniny reakcyjnej na poziomie 40-45 C. Pozwala to na ograniczenie energochłonności całego procesu wytwarzania nawozu.
PL 216 317 B1 5 Ilość czynnika chelatującego wprowadzonego do procesu w postaci kwasu EDTA oraz jego soli, pozwala na związanie 2,4-2,7% całkowitej ilości cynku, to znaczy według prezentowanego przykładu, że 18-20 kg cynku występuje w nawozie w postaci chelatów, związków bardzo dobrze rozpuszczalnych w wodzie i łatwo przyswajalnych przez rośliny. Natomiast wprowadzony do przykładowego procesu kwas cytrynowy w ilości 70 kg, tworzy z 23-24 kg cynku tj. z 3-3,3% cynku całkowitego związek kompleksowy (cytrynian cynku), który podobnie jak chelaty jest związkiem dobrze przyswajalnym przez rośliny. Otrzymany według przykładu nawóz cynkowy ma postać zawiesiny, która charakteryzuje się wysoką zawartością cynku: 740-760 g Zn/l, a ph nawozu wynosi 7,0-7,5. Zawiesina ta ma dobrą mieszalność z innymi nawozami, jak i środkami ochrony roślin. Cynk zawarty w nawozie w postaci chelatów, kompleksu cytrynowego i siarczanu jest łatwo rozpuszczalny co pozwala na szybkie pobranie go przez korzenie rośliny. Natomiast cynk w postaci tlenku cynku - ze względu na jego niską rozpuszczalność, dostępny jest dla rośliny w dłuższym czasie, dopiero po przekształceniu go przez substancje wydzielane do gleby przez włośniki korzenia w postać przyswajalną. Nie pozwala to na straty cynku przez wypłukiwanie do głębszych warstw gleby. Otrzymany zawiesinowy produkt charakteryzuje się dobrą stabilnością pod względem rozdziału frakcji stałej i jest łatwy do mieszania (uśredniania) nawet po długim okresie magazynowania. P r z y k ł a d 2 Zastosowanie nawozu w uprawach roślin. Nawóz cynkowy w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku według wynalazku stosuje się w wodnym roztworze roboczym (cieczy roboczej) w uprawie roślin wrażliwych na niedobory cynku, zwłaszcza kukurydzy i ziemniaków, w dawkach 500-1500 g Zn/ha. Przykładowo, 1 litr zawiesiny nawozu (dawka ok.750 g Zn/ha) rozprowadza się w 5 litrach wody w osobnym naczyniu, a następnie wlewa do 200-300 litrów wody, znajdującej się w zbiorniku opryskiwacza, przy włączonym mieszadle. Tą cieczą roboczą opryskuje się pole z daną uprawą. W uprawie kukurydzy opryskuje się pole zasiane uprzednio kukurydzą przed wschodem roślin, lub po wschodzie w fazie rozwojowej 2-3 liści, najpóźniej do wytworzenia przez rośliny 3-4 liści. W przypadku uprawy ziemniaków opryskuje się pole w fazie krzewienia roślin, przed przykryciem redlin. Można też dodać do opryskiwacza z nawozem środek chwastobójczy w ilości wg zaleceń producenta, a następnie opryskać pole nawozową cieczą roboczą z tym środkiem. P r z y k ł a d 3 Próba skuteczności stosowania nawozu. W celu sprawdzenia skuteczności nawozu według wynalazku przeprowadzono doświadczenie polowe opisane szczegółowo poniżej. Doświadczenie prowadzono w 2010 roku w miejscowości Brody, w województwie wielkopolskim (52,43 N 16,28 E), po przedplonie z kukurydzy uprawianej jeden rok. Badania wykonano w czterech powtórzeniach (blokach). Badanym czynnikiem był termin stosowania nawozu cynkowego. - przed siewem kukurydzy (PS), - w stadium 2-3 liści (BBCH 11-12), - w stadium 5-6 liści (BBCH 15-16). Ocenie poddano także wariant kontrolny, na którym nie stosowano nawozu cynkowego. Działanie nawozu sprawdzono na odmianie ES Marco (FAO 200-210, mieszaniec pojedynczy, odmiana wczesna). Wielkość każdego poletka wynosiła 20 m 2. Zastosowano dawki: - Cynk 1 kg Zn/ha (nawóz 750 g Zn/l), oraz nawożenie mineralne: - 100 kg N/ha (przedsiewnie w formie saletry amonowej), - 60 kg P 2 O 5 /ha (w formie superfosfatu wzbogaconego), - 120 kg K 2 O/ha (w formie soli potasowej 60%). Wszystkie nawozy mineralne zastosowano przedsiewnie, a nawożenie na całym polu, łącznie z kontrolą, było takie samo. Próbki materiału roślinnego (kukurydzy) pobrano w stadiach. - 5 liści (BBCH 15), 10 roślin z każdego poletka, - kwitnienia (BBCH 65), 10 liści podkolbowych z każdego poletka,
6 PL 216 317 B1 - pełnej dojrzałości (BBCH 89), całe rośliny z powierzchni 10 m 2 z każdego poletka. Doświadczenie założono na glebie pobagiennej, klasy IlIa, charakteryzującej się dużą zawartością materii organicznej (w warstwie 0-30 cm 3,5% Corg., a w warstwie 30-60 cm 2,2% Corg.), z zalegającymi węglanami wapnia i magnezu na głębokości poniżej 60 cm. Właściwości agrochemiczne gleby przed założeniem doświadczenia zestawiono poniżej w tabeli: Cecha gleby Warstwa 0-31 cm Warstwa 31-60 cm Odczyn [ph] 6,1 6,7 Węgiel organiczny [%] 3,52 2,18 Azot mineralny [kg N/ha] 51 42 Fosfor przyswajalny [mg P 2O 5/100 g] 19,5 23,5 Potas przyswajalny [mg K 2O/100 g] 23,0 25,5 Magnez przyswajalny [mg Mg/100g] 8,3 7,2 Odczyn w warstwie ornej mieścił się w zakresie charakterystycznym dla gleb lekko kwaśnych, w podglebiu gleba była obojętna. Zasobność gleby w przyswajalny fosfor, potas i magnez zawierała się w klasie zawartości wysokiej, a w głębszej warstwie zawartość fosforu i potasu była bardzo wysoka. Warunki meteorologiczne. Generalnie w okresie prowadzenia badań wystąpiły sprzyjające warunki wilgotnościowe dla wzrostu roślin, zarówno kukurydzy jak i chwastów. Jedynie w miesiącu czerwcu wystąpił 2-tygodniowy okres z niedoborem opadów. W pozostałych miesiącach ilość opadów była większa niż w wieloleciu. W październiku opady były mniejsze niż zwykle sytuacja ta pozwoliła na zebranie ziarna o odpowiedniej wilgotności. Szczególnie dobre warunki dla wzrostu kukurydzy wystąpiły w okresie kwitnienia, gdy średnie temperatury były większe od notowanych w wieloleciu. Plon ziarna i struktura plonu. Plon ziarna kukurydzy uzyskany w doświadczeniu wahał się w zakresie 9,47-12,71 t/ha. Natomiast w wariantach kontrolnych, na których nie stosowano cynku, lecz tylko pełne nawożenie NPK odnotowano zaskakująco niski poziom plonu. Dokonując oceny badanego czynnika nawożenia cynkiem, stwierdzono, że plon ziarna kukurydzy w pierwszej kolejności zależał od terminu wykonania zabiegu. Wynika z doświadczenia zalecenie dla praktyki rolniczej, aby stosować testowany nawóz we wczesnej fazie rozwojowej kukurydzy, najlepiej przedsiewnie lub tuż po siewie. Odnotowano dodatnią reakcję plonotwórczą na nawożenie cynkiem - średni przyrost plonu 11%. W badaniach ocenie poddano też długość kolb oraz analizowano strukturę plonu kukurydzy. Plon ziarna kukurydzy jest wypadkową działania dwóch głównych elementów struktury plonu, a mianowicie liczby ziarniaków w kolbie i masy tysiąca ziarniaków, które kształtowane są przez liczbę rzędów na kolbie i liczbę ziarniaków w rzędzie. Odnotowano dużą stabilność dla liczby rzędów na kolbie. Stwierdzono też trend związany z korzystnym wpływem cynku na długość kolb w warunkach wczesnej aplikacji cynku. Jak wykazała analiza statystyczna, testowane czynniki doświadczalne istotnie wpływały na liczbę ziarniaków w rzędzie. Zatem rolę terminu wykonania zabiegu i stosowania cynku w kształtowaniu plonu kukurydzy należy odnieść do wpływu nawożenia cynkiem na liczbę ziarniaków w rzędzie. Ten element struktury plonu kukurydzy jest formowany już od fazy 9 liści (BBCH 19). Znaczy to, że już przed tą fazą należy zapewnić roślinom optymalne warunki wzrostu kukurydzy, co w kontekście wykonanych badań należy odnieść do wczesnej aplikacji cynku. Najsilniejszy dodatni wpływ cynku na liczbę ziarniaków w rzędzie odnotowano w stadium 2-3 liści. Ocena biomasy. Oceny biomasy kukurydzy dokonano w stadium 5 liści, przed wykonaniem zabiegu aplikacji cynku w trzecim terminie. Stwierdzono jednoznacznie, że w porównaniu z wariantem PS (przed siewem) mniejszą masę nadziemną miały rośliny z poletek, na których stosowano preparat w stadium 2-3 liści oraz z wariantu kontrolnego. Ponadto w odniesieniu do łodyg stwierdzono trend do wytworzenia przez rośliny większej
PL 216 317 B1 7 masy łodyg w warunkach stosowania cynku. Termin aplikacji kształtował masę koszulek i ujawnił się dodatni wpływ cynku na suchą masę tego organu. Podobny układ zależności wystąpił dla rdzeni. W efekcie całkowita biomasa nadziemna roślin, zmniejszała się w następstwie zróżnicowania terminu aplikacji z cynku w kierunku: PS > 2-3 liści > 5-6 liści. Powyższy szereg ma istotne znaczenie praktyczne nie tylko w kontekście plonu ziarna, o czym była mowa wcześniej, ale także ze względu na produkcję biomasy, niezależnie od tego czy będzie produkowana z przeznaczeniem na paszę czy cele energetyczne. Ważnym wskaźnikiem charakteryzującym plon ziarna jest jego indeks, wyrażający się masą ziarna w stosunku do całej masy nadziemnej roślin. Uzyskana wartość tego indeksu dla odmiany wczesnej ES Marco była zdecydowanie większa w każdym terminie stosowania cynku w porównaniu z wariantem kontrolnym. Ujawniło się zatem dodatnie działanie cynku na zwiększenie udziału ziarna w biomasie kukurydzy. Ocena stanu odżywienia plantacji w stadium 5 liści (BBCH 15). Pierwszej oceny stanu odżywienia plantacji dokonano w stadium 5 liści, gdyż już w tym okresie rozpoczynają się w roślinie procesy związane z kształtowaniem pierwotnych elementów struktury plonu. Rośliny z poletek pobrano jeszcze przed wykonaniem trzeciego zabiegu stosowania nawozu cynkowego. W pobranym materiale roślinnym oznaczono następujące pierwiastki: N, P, K, Ca, Mg i Zn. Generalnie w tym stadium rozwojowym kukurydza była bardzo dobrze odżywiona azotem, gdyż uzyskane wartości kształtowały się w górnych granicach przedziału uznanego za optymalny (3-5% N w s.m.). Ponadto odnotowano trend do zwiększenia zawartości azotu w roślinach, jako efekt obecności cynku w roztworze aplikowanym przedsiewnie. Koncentracja dwóch pozostałych składników pierwszoplanowych (fosforu i potasu) w kukurydzy nie budzi zastrzeżeń, wykazując jednocześnie niewielką zależność od badanych czynników doświadczalnych. Z kolei zawartość magnezu w roślinach kształtowała się w dolnych przedziałach wartości optymalnych. Czynniki doświadczalne nie miały natomiast większego wpływu na koncentrację wapnia, przy czym w przypadku tego pierwiastka można by wskazać na trend związany z większą koncentracją Ca w warunkach stosowania cynku. Ustalono, że w tych samych warunkach glebowych kukurydza wykazuje zdolność do akumulacji cynku w początkowym okresie wzrostu, przy jednocześnie silnej reakcji na nawożenie cynkiem (wyrażonych poprzez większą koncentrację składnika w liściach w stadium BBCH 15). Nie zmienia to jednak faktu, że zawartość cynku w roślinach kształtowała się na względnie niskim poziomie. Ocena plantacji w fazie kwitnienia. Faza kwitnienia to okres w rozwoju kukurydzy, w którym ustala się ostateczna liczba ziarniaków w kolbie i rozpoczyna się faza akumulacji asymilatów w kolbie. Oceny plantacji dokonano w oparciu o liść podkolbowy. Wyniki badań wykazały, że zawartość azotu, fosforu, potasu i wapnia mieściła się w przedziałach uznawanych w literaturze przedmiotu za optymalne. Liście kukurydzy charakteryzowały się względnie niską zawartością cynku, przy czym odnotowane wartości kształtowały się na poziomie 20 mg/kg s.m., stanowiącym dolną granicę przedziału optymalnego. Natomiast zawartość magnezu w roślinach świadczyła o niewielkim niedoborze tego składnika. Na podkreślenie zasługują następujące obserwacje: - nawożenie cynkiem wykonane w pierwszym terminie (PS) zwiększyło zawartość azotu w liściach, co skutkowało większym plonem; - w odniesieniu do fosforu, potasu, magnezu i wapnia nie odnotowano wpływu nawożenia cynkiem na zawartość tych składników w fazie kwitnienia. - stosowanie cynku w pierwszym terminie (PS) wiązało się z większą koncentracją tego mikroelementu w roślinach w fazie kwitnienia; - w wariantach kontrolnych stwierdzono wyraźnie mniejszą koncentrację składników dla azotu, potasu, cynku. Przedstawione powyżej wyniki doświadczalne w pełni potwierdzają przydatność nawozu według wynalazku do stosowania w uprawie roślin.
8 PL 216 317 B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Nawóz cynkowy w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku oraz rozpuszczalne w wodzie związki cynku i substancje pomocnicze, znamienny tym, że zawiera organiczne nawozowe składniki cynkowe, które stanowią produkt współkompleksowania cynku z tlenku cynku przynajmniej jedną solą kwasu EDTA, kwasem EDTA i kwasem cytrynowym, prowadzonej w roztworze wodnym nieorganicznej soli cynku, najlepiej siarczanu, przy stechiometrycznym nadmiarze cynku, przy czym nawóz zawiera od 740 do 760 g cynku całkowitego w 1 litrze zawiesiny, w tym 2,4-2,7% cynku całkowitego w postaci chelatów kwasu EDTA, 3-3,3% cynku całkowitego w postaci kompleksu kwasu cytrynowego i 1-1,4% cynku całkowitego w postaci soli nieorganicznej oraz substancje pomocnicze, które stanowią od 9 do 11% m/m zawiesiny, w tym 0,05-0,07% m/m organicznych emulgatorów i stabilizatorów, 5-6% m/m chlorku magnezu i 1,3-1,4% m/m mocznika, a ph nawozu wynosi 7,0-7,5. 2. Nawóz cynkowy według zastrz. 1, znamienny tym, że sól kwasu EDTA stosowana w reakcji współkompleksowania cynku z tlenku cynku, jest solą sodową, potasową, amonową lub mieszaniną tych soli. 3. Nawóz cynkowy, według zastrz. 1, znamienny tym, że jako organiczne emulgatory i stabilizatory zawiera gumy pochodzenia roślinnego, zwłaszcza gumę ksantanową i/lub produkty enzymatycznego rozkładu polisacharydów. 4. Sposób wytwarzania nawozu cynkowego w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku, z nieorganicznego komponentu cynkowego, kompleksonów i substancji pomocniczych, na drodze kompleksowania cynku, znamienny tym, że do 370 I wodnego roztworu nieorganicznej soli cynku, zawierającego od 17,5 do 20 kg cynku, najlepiej w postaci siarczanu cynku, wprowadza się przy ciągłym mieszaniu od 8,5 do 9% m/m soli kwasu EDTA i od 2 do 2,5% m/m kwasu EDTA, po ujednorodnieniu mieszaniny po 0,5 do 1 godz. dodaje w warunkach intensywnego mieszania od 3,8 do 3,9% m/m kwasu cytrynowego i od 49 do 52% m/m tlenku cynku, dozując je naprzemiennie małymi porcjami i utrzymując temperaturę zawiesiny od 40 do 45 C, a po ujednorodnieniu wprowadza się 180 do 200 kg wodnego roztworu, który zawiera 25 kg mocznika, 100 kg chlorku magnezu, oraz od 0,6 do 0,9 kg gumy roślinnej, najlepiej ksantanowej i/lub od 0,2 do 0,4 kg produktów enzymatycznego rozkładu skrobi oraz ujednorodnia się tak zestawioną mieszaninę. 5. Sposób wytwarzania nawozu cynkowego według zastrz. 4, znamienny tym, że do kompieksowania cynku stosuje się sól kwasu EDTA, która jest solą sodową, potasową, amonową lub mieszaniną tych soli. 6. Zastosowanie nawozu cynkowego w formie zawiesiny zawierającej tlenek cynku w uprawie roślin, w którym nawóz podawany doglebowo w wodnej cieczy roboczej o ph 6,8 do 7,8 zawiera nieorganiczne cynkowe składniki nawozowe i organiczne cynkowe składniki nawozowe, będące produktem reakcji współkompleksowania cynku z tlenku cynku przynajmniej jedną solą kwasu EDTA, kwasem EDTA i kwasem cytrynowym, prowadzonej w roztworze wodnym nieorganicznej soli cynku, najlepiej siarczanu, przy stechiometrycznym nadmiarze cynku, przy czym zawiesina nawozowa przed rozcieńczeniem wodą do formy cieczy roboczej zawiera 740-760 g cynku całkowitego w 1 litrze, w tym 2,4-2,7% cynku całkowitego w postaci chelatów kwasu EDTA, 3-3,3% cynku całkowitego w postaci kompleksu kwasu cytrynowego i 1-1,4% cynku całkowitego w postaci soli nieorganicznej, a ponadto substancje pomocnicze w ilości od 9 do 11% m/m zawiesiny, w tym 0,05-0,07% m/m organicznych emulgatorów i stabilizatorów w postaci gumy pochodzenia roślinnego, najlepiej ksantanowej i/lub produktów enzymatycznego rozkładu polisacharydów, 5-6% m/m chlorku magnezu i 1,3-1,4% m/m mocznika. 7. Zastosowanie nawozu cynkowego według zastrz. 6, znamienne tym, że rozcieńczony wodą nawóz podaje się doglebowo w cieczy roboczej w dawce 500-1500 g Zn/ha. 8. Zastosowanie nawozu cynkowego według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że w uprawie kukurydzy nawóz podaje się korzystnie w fazie rozwojowej roślin do 2-3 liści 9. Zastosowanie nawozu cynkowego według zastrz. 6 albo 7, znamienne tym, że w uprawie ziemniaków nawóz podaje się korzystnie w fazie krzewienia roślin, przed przykryciem redlin. Departament Wydawnictw UP RP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)