RS67007B1 - Sastav đubriva - Google Patents

Description

Opis

Tehnička oblast

[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na đubrivo koje može da poveća rast biljaka, metod za povećanje rasta biljaka tako što navedeno đubrivo postaje dostupno semenu ili biljci, kao i na upotrebu određenih aminokiselinskih fosfata kao đubriva.

Osnov pronalaska

[0002] Metodi poboljšanja uslova tla i/ili rasta se u principu primenjuju od prvih dana nastanka poljoprivrede i hortikulture. Počevši od veoma ograničenog razumevanja mehanizama, prepoznato je da otpadne materije od domaćih životinja, kao što su krave, poboljšava rast useva na poljima. Kako su azot, kalijum i fosfor identifikovani kao ključne komponente potrebne za efikasno đubrenje zemljišta, komercijalni preparati postali su široko dostupni i princip „više je manje“ je uglavnom primenjivan decenijama, što je dovelo do sada dobro poznatih efekata prekomernog đubrenja. Dok preparati koji sadrže azot, kalijum i fosfor zajedno sa raznim drugim mineralnim hranljivim materijama i dalje predstavljaju standard za većinu biljnih kultura, istraživanja se stalno poboljšavaju u pogledu usavršavanja formulacija đubriva kako bi se biljkama pružilo ono što je potrebno za njihov optimalan rast. Posebno osmišljene formulacije razvijene su za određene biljke, a različiti oblici, kao što su tečni i suvi preparati, takođe su obezbeđeni kako bi se uravnotežio željeni rast, izvodljivost primene i minimalan uticaj na životnu sredinu.

[0003] Jedan od načina da se smanje štetni uticaji đubriva na životnu sredinu, a posebno gubici mineralnih hranljivih materija u ekosistemima primalaca, jeste da se razviju formulacije koje obezbeđuju sporo ili odloženo oslobađanje aktivnih komponenti. Takve formulacije se često nazivaju preparatima sa kontrolisanim oslobađanjem.

[0004] Premaz mineralnih hranljivih soli je predložen kao jedan od načina usporavanja oslobađanja. Kao uobičajeni mehanizam, premazi su obično delovali jednostavno kako bi odložili oslobađanje enkapsuliranih hranljivih materija – u ranim fazama, premaz sprečava bilo kakvo oslobađanje hranljivih materija, a kada se „otvore“ ili koriste, hranljive materije postaju dostupne odjednom. U teoriji, takve oslobođene hranljive materije mogu da koriste kultivisane biljke, ili, ako je količina veća nego što je potrebno, mogu da iscure u životnu sredinu. U ekstremnim slučajevima, velika doza sastava hranljivih materija ili đubriva može biti toksična za biljku.

[0005] Dakle, stalni izazov u tehnologiji premaza je da se obezbedi produženo oslobađanje tokom dužeg vremenskog perioda, brzinom koja je prilagođena potrebama kultivisane biljke.

[0006] EP 0509030 odnosi se na sastav čvrstog đubriva koji sadrži mikronutrijente u obliku soli metala zajedno sa najmanje jednim nitratom rastvorljivim u vodi. Opisan je metod koji obuhvata pripremu sastava mikronutrijenata đubriva u obliku suvih agregatnih tela koja su prilagođena da se mešaju sa sastavom makronutrijenata đubriva, metodom koji se sastoji od suvog mešanja bez ikakvog značajnog dodavanja vodenih soli od najmanje dva metala odabrana iz grupe koja se sastoji od Cu, Mn, Zn, Co i Mo, kao i najmanje jedan nitrat rastvorljiv u vodi koji nije u obliku soli navedenih metala. Odnos između navedenih mikronutrijenata i navedenih makronutrijenata treba da bude znatno iznad odnosa u kojem su navedeni mikronutrijenti i navedeni makronutrijenti potrebni biljkama useva, da bi se dobila dobro izmešana mešavina mikronutrijenata. Dobijena mešavina mikronutrijenata se kombinuje sa vezivnim sredstvom da bi se dobio navedeni sastav mikronutrijenata đubriva u obliku suvih agregatnih tela.

[0007] US2014/0245800 odnosi se na upotrebu đubriva koja sadrže prirodne L-aminokiseline kao izvor azota. Primer izvođenja u patentu US2014/0245800 navodi tečno đubrivo koje sadrži arginin i KH2PO4zajedno sa drugim solima i sastojcima.

[0008] Uprkos pravilima stanja tehnike, još uvek postoji potreba u ovoj oblasti za alternativnim formulacijama đubriva, koje omogućavaju da se izbegne ili barem smanji gore navedena toksičnost koja je ponekad povezana sa primenom velikih količina hranljivih materija u jednom nanošenju. Postoji i potreba za novim formulacijama đubriva koje obezbeđuju održivo oslobađanje hranljivih materija, a samim tim su pogodna za ređe dodavanje biljkama u rastu.

Kratak opis pronalaska

[0009] Ovaj pronalazak se odnosi na nova đubriva, koja ispunjavaju jednu ili više od gore navedenih potreba.

[0010] Stoga, pronalazak se odnosi na đubrivo koje se sastoji od najmanje jedne osnovne L-aminokiseline, navedeno đubrivo je čvrstog sastava sačinjeno od monofosfata sa najmanje jednom osnovnom L-aminokiselinom kao dominantnim izvorom organskog azota, a dato đubrivo dodatno sadrži najmanje jedno vezivno sredstvo.

[0011] Dalje, pronalazak se odnosi na metod povećanja rasta biljke, koji se sastoji od izrade đubriva prema pronalasku dostupnom semenu ili biljci.

[0012] Ovde se takođe navodi monofosfat osnovne L-aminokiseline koji se koristi kao đubrivo.

[0013] Dodatni primeri izvođenja, detalji i prednosti ovog pronalaska će biti navedeni u zavisnim patentnim zahtevima i detaljnom opisu, i eksperimentalnom delu koji slede u nastavku. Svi primeri izvođenja predstavljeni i naznačeni ovde se primenjuju na sve aspekte pronalaska.

Definicije

[0014] Termin „biljka“ se ovde koristi u širem smislu za označavanje vrste ili sorte biljke. Termin „aminokiselina“ koji se ovde koristi, obuhvata derivate ili njihove modifikovane oblike. Termin „fosfat“ se ovde koristi u svom konvencionalnom značenju, tj. za soli ili estere tetraedarskih PO4(fosfatnih) strukturnih jedinica.

[0015] Termin „arginin monofosfat“ ili „ArgP“ ponekad se ovde koristi za monofosfat arginina.

[0016] Termin „lizin monofosfat“ ili „LysP“ ponekad se ovde koristi za monofosfat lizina. Kratak opis crteža

[0017]

Slika 1 prikazuje XRD difraktogram kristala L-arginin fosfata monohidrata pripremljenih prema pronalasku.

Slika 2A-C pokazuje efekat klijanja i rasta sa različitim vrstama jedinjenja koja sadrže arginin.

Slika 3 prikazuje ilustrativni proizvod koji podržava rast sa semenom i perlama koje sadrže arginin monofosfatno đubrivo prema pronalasku.

Slika 4 prikazuje efekat rasta kada se arginin monofosfat prema pronalasku upoređuje sa komercijalno dostupnim sastavom đubriva.

Slika 5 prikazuje efekat na rast borovih sadnica sa arginin-HCl i arginin monofosfatom, respektivno.

Slika 6 prikazuje XRD difraktogram kristala lizin fosfata monohidrata pripremljenih prema pronalasku.

Slika 7A-C prikazuje brzinu klijanja, suvu masu i fotografiju, respektivno, borovih sadnica bez (1) i sa (2) lizin monofosfatnim đubrivom prema pronalasku.

Slika 8 prikazuje suvu masu izdanaka i korena borovih sadnica nakon jedne sezone rasta. Slika 9A-C prikazuje ukupnu biomasu belog bora (Pinus silvestris), norveške smrče (Picea abies) i usukanog bora (Pinus contorta) i to bez đubriva (1), nađubrenih proizvodom sa stanjem tehnike (2); ili nađubrenih prema pronalasku (3).

Slika 10 prikazuje fotografiju bloka treseta nakon rasta bora u polju za približno godinu dana i pokazuje korenje u polju.

Slika 11 prikazuje varijacije suve mase otkosa trave sa travnjaka golf terena nađubrenih prema pronalasku (1), kao i različitim granuliranim đubrivima prema stanju tehnike (2–4), dobijenih u skladu sa primerom 10.

Slika 12 prikazuje biomasu korena trave na travnjaku golf terena nakon pet različitih tretmana na slici 11.

Slika 13A-B prikazuje poređenje rasta ruzmarina (Rosmarinus officinalis) nakon 6 nedelja bez đubriva (A) i sa arginin monofosfatom prema pronalasku (B).

Detaljan opis pronalaska

[0018] Prvi aspekt ovog pronalaska se odnosi na đubrivo koje se sastoji od najmanje jedne osnovne L-aminokiseline, navedeno đubrivo je čvrstog sastava sačinjenog od monofosfata sa najmanje jednom osnovnom L-aminokiselinom kao dominantnim izvorom organskog azota, a dato đubrivo dodatno sadrži najmanje jedno vezivno sredstvo.

[0019] Đubrivo se sastoji od monofosfata najmanje jedne osnovne L-aminokiseline kao dominantnog izvora organskog azota. Stoga male količine drugih fosfata mogu biti prisutne, kao što su polifosfati preostali od preparata.

[0020] U jednom primeru izvođenja, đubrivo sadrži monofosfat najmanje jedne osnovne L-aminokiseline, bez drugih fosfata.

[0021] Osnovna L-aminokiselina koja se koristi prema pronalasku može biti L-arginin, L-lizin ili L-histidin. U jednom primeru izvođenja, osnovna L-aminokiselina je L-arginin i/ili L-lizin. U tom kontekstu treba razumeti da aminokiseline koje se koriste u ovom pronalasku mogu sadržati modifikovane oblike osnovnih L-aminokiselina, pod uslovom da su zadržali ovde navedene osobine za obezbeđivanje azota za seme ili biljke. Osnovne L-aminokiseline su dostupne iz komercijalnih izvora. U primeru izvođenja kome se daje prednost, osnovna L-aminokiselina je arginin, a đubrivo se sastoji od arginin monofosfata opciono zajedno sa dodatnim hranljivim sastojcima i/ili vezivnim sredstvom, kao što je objašnjeno u nastavku.

[0022] Monofosfate osnovnih L-aminokiselina može lako da pripremi kvalifikovana osoba prateći dobro poznate metode. U jednom primeru izvođenja, prisutne aminokiseline monofosfata su kristalne, tj. soli. U alternativnom primeru izvođenja, kovalentna sprega se koristi za pripremu prisutne aminokiseline monofosfata.

[0023] Dva ilustrativna načina kontrolisane pripreme monofosfata će biti obezbeđena u nastavku u eksperimentalnom delu (pogledajte primere 1 i 6). Alternativno, prema proceni kvalifikovane osobe, soli osnovnih L-aminokiselina mogu se formirati spontanim taloženjem iz tečnosti koja ima nedefinisan sadržaj aminokiselina i fosfata, opciono zajedno sa drugim komponentama.

[0024] Đubrivo prema pronalasku sadrži najmanje jedno vezivno sredstvo. Vezivna sredstva pogodna za pripremu đubriva su dobro poznata u ovoj oblasti, a kvalifikovana osoba može lako da izabere odgovarajući materijal.

[0025] Kao što će se videti u eksperimentalnom delu u nastavku, pokazalo se da đubrivo prema pronalasku značajno izbegava toksičnost koja je ponekad povezana sa velikim količinama konvencionalnih formulacija đubriva. Bez želje da se ovo povezuje sa nekom konkretnom teorijom, jer biljke na koje se đubrivo primenjuje prema pronalasku pokazuju pojačan rast tokom dužeg vremenskog perioda, hemijski sastav đubriva izgleda da sprečava značajan gubitak azota u životnu sredinu. Drugim rečima, đubrivo prema pronalasku može se smatrati đubrivom sa sporim oslobađanjem.

[0026] Preciznije, gore spomenuto vezivno sredstvo može sadržavati minerale i/ili prirodne ili sintetičke polimere.

[0027] U jednom primeru izvođenja, vezivno sredstvo je izabrano iz grupe koja se sastoji od polimera, kao što su sintetički polimeri ili prirodni polimeri, na primer, šećer ili ugljeni hidrati, soli i minerali.

[0028] U specifičnom primeru izvođenja, vezivno sredstvo je polimer rastvorljiv u vodi, kao što je polivinil alkohol (PVA).

[0029] U drugom primeru izvođenja, vezivno sredstvo je izabrano iz grupe koja se sastoji od skroba i šećera.

[0030] U još jednom primeru izvođenja, vezivno sredstvo je izabrano iz grupe koja se sastoji od soli koje sadrže kalcijum i minerala koji sadrže kalcijum.

[0031] Kada izabere odgovarajuće vezivno sredstvo, kvalifikovana osoba može da osmisli odgovarajući fizički oblik ovog đubriva koristeći dobro poznate principe agregacije i premaza ili njihove varijacije. Neke smernice za oblike kojima se daje prednost će biti razmotrene u nastavku.

[0032] Đubrivo prema pronalasku može se pripremiti od većeg broja agregata, pri čemu svaki od njih ili većina agregata sadrže čestice koje se sastoje od osnovne L-aminokiseline koje su agregirane zajedno pomoću mešavine sa vezivnim sredstvom. U ovom kontekstu, termin „mešavina sa“ znači jednostavno da su čestice kombinovane sa vezivnim sredstvom na način koji ih drži zajedno u agregatima. Prema oceni kvalifikovane osobe, za pripremu čestica koje sadrže aminokiselinu monofosfat, može se koristiti agens za formiranje jezgra. Takvi agensi su dobro poznati u ovoj oblasti, a to može, na primer, biti ne-reaktivni materijal kao što je glina.

[0033] Stoga, u jednom primeru izvođenja ovog đubriva, čestice se sastoje od jednog ili više jezgara okruženih osnovnim L-amino kiselinama monofosfata.

[0034] Kao što je prethodno rečeno u odeljku o osnovu pronalaska, konvencionalno đubrivo je ponekad obloženo spoljnim slojem označenim kao „premaz“ koji štiti hranljive materije i/ili odlaže njihovo oslobađanje. Ovo đubrivo može da sadrži takav „premaz“ čija debljina može da varira i podešava se u zavisnosti od drugih parametara đubriva.

[0035] Tako, u jednom primeru izvođenja, đubrivo prema pronalasku se sastoji od mnoštva gore opisanih agregata zatvorenih pomoću spoljašnjeg sloja čiji se sastav razlikuje od materijala koji je zatvoren navedenim slojem. U ovom primeru izvođenja, kao primer, spoljašnji sloj može biti mešavina vezivnog sredstva sa ovde opisanim aminokiselinama monofosfata. Uključivanjem određene količine aminokiselina monofosfata u premaz, đubrivo može da obezbedi rano oslobađanje hranljivih materija pored odloženog oslobađanja njegovog unutrašnjeg sadržaja.

[0036] U alternativnom primeru izvođenja, đubrivo prema pronalasku sadrži samo spoljašnji sloj vezivnog sredstva, a ne aminokiseline monofosfata. Alternativno, prvo vezivno sredstvo može da se koristi za formiranje agregata koji sadrže aminokiseline monofosfata (a), sa ili bez upotrebe jezgra za formiranje agensa, dok drugo vezivno sredstvo, budući da je drugačije prirode od prvog vezivnog sredstva, može da se koristi za formiranje spoljašnjeg sloja.

[0037] Kao što će biti jasno kvalifikovanoj osobi iz ove oblasti, na osnovu ovih principa mogu da se obezbede različiti primeri izvođenja. Na primer, osnovna L-aminokiselina monofosfata može da se pomeša sa vezivnim sredstvom sa ili bez agenasa koji formiraju jezgra i biće zatvorena npr. jednim od spoljašnjih slojeva koji su gore navedeni. Dalje, dodatne hranljive materije mogu se dodati ovom đubrivu, bilo kao komponenta čestica, dok se meša sa vezivnim sredstvom i/ili kao deo spoljašnjeg sloja.

[0038] Osim toga, drugi aditivi koji se konvencionalno koriste za poboljšanje teksture, očuvanje ili druga svojstva sastava đubriva takođe mogu biti uključeni u ovo đubrivo.

[0039] Dalje, pored hranljivih materija koje već obezbeđuje monofosfat najmanje jedne osnovne L-aminokiseline, đubrivo prema pronalasku može da sadrži npr. kalijum, druge izvore azota i/ili fosfata, mikro-nutrijentne vitamine, minerale i elemente u tragovima ili druga jedinjenja za povećanje rasta, po potrebi.

[0040] Đubrivo prema pronalasku je preparat u čvrstom stanju. U tom kontekstu, treba razumeti da se termin „čvrsto stanje“ razlikuje od tečnog stanja. Tako, na primer, vlažnost agregata unutar spoljašnjeg sloja može biti veća od samog spoljašnjeg sloja. Prema proceni kvalifikovane osobe, priroda vezivnih sredstava koja se koriste, kao i način pripreme će uticati na stepen čvrstoće đubriva prema pronalasku. U jednom primeru izvođenja, đubrivo prema pronalasku je u čvrstom stanju, u smislu da zadržava svoj oblik i gustinu kada nije ograničena.

[0041] Drugi aspekt pronalaska je metod povećanja rasta biljke, navedeni metod obuhvata izradu đubriva u čvrstom stanju koje se sastoji od monofosfata najmanje jedne osnovne L-aminokiseline kao svog dominantnog izvora organskog azota, a dato đubrivo dalje sadrži najmanje jedno vezivno sredstvo, dostupno semenu ili biljci.

[0042] U primeru izvođenja koji ima prednost, drugi aspekt pronalaska koristi đubrivo u skladu sa pronalaskom, kao što je definisano u bilo kojem od primera izvođenja prethodno izdvojenih ili u njihovoj međusobnoj kombinaciji.

[0043] U jednom primeru izvođenja, dostupnost azota i opciono drugih hranljivih materija u biljci se kontroliše raspoređivanjem semena u materijalu koji podržava rast, kao što su mineralno zemljište, zemljište ili treset, opciono komprimovano, na koje je dodato đubrivo. Stoga, ovaj pronalazak takođe obuhvata proizvod koji sadrži materijal koji podržava rast dopunjen odgovarajućom količinom đubriva u skladu sa pronalaskom, a proizvod je uređen da primi seme. Materijal koji podržava rast može se sušiti, kako bi se omogućilo naknadno vlaženje. Vlaženjem materijala će se za svako seme obezbediti nađubreno okruženje koje podržava i poboljšava njegov rast, tako što će mu postati dostupne potrebne hranljive materije, posebno N i P, brzinom kojom sadnica ili biljka to zahteva. Unapred nađubreni materijali za podršku rastu prema pronalasku mogu se pripremiti u oblicima i veličinama pogodnim za automatizovane ili poluautomatizovane plantaže.

[0044] U jednom primeru izvođenja ovog metoda, rast korena biljaka je posebno pojačan. U tom kontekstu, treba razumeti da čak i ako je rast iznad zemlje takođe stimulisan u skladu sa pronalaskom, ovaj metod obezbeđuje izraženije povećanje korena biljaka nego kod stanja tehnike đubriva, kao što će biti prikazano u eksperimentalnom delu u nastavku. Stoga, bez želje da se ovo povezuje sa nekom konkretnom teorijom, može se pretpostaviti da povećanje rasta korena koje je uočeno prilikom korišćenja ovog pronalaska, zauzvrat pogoduje i rastu biljaka iznad zemlje.

[0045] Monofosfat osnovne L-aminokiseline je kombinovan sa vezivnim sredstvom, npr. na neki od gore navedenih načina.

[0046] U ovom trećem aspektu, monofosfat osnovne L-aminokiseline može se koristiti za bilo koju od više specifičnih upotreba o kojima se govori u prethodnom delu i na drugim mestima u ovoj primeni, kao što je za poboljšanje rasta biljke tokom dužeg vremenskog perioda korišćenjem jednog nanošenja ili nekoliko nanošenja đubriva, i/ili za izbegavanje toksičnosti koja je ponekad povezana sa takvim nanošenjem.

Detaljan opis crteža

[0047]

Slika 1 prikazuje XRD difraktogram kristala L-arginin fosfata monohidrata pripremljenih prema metodu opisanom u 1. primeru.

Slika 2A-C pokazuje efekat klijanja i rasta sa različitim vrstama jedinjenja koja sadrže arginin. 20 mg azota u obliku Arg-HCL i arginin monofosfata (ArgP) je ugrađen u treset i proučavan je efekat na klijavost i rast.

A) Klijanje sadnica belog bora (Pinus sylvestris) nađubrenih sa Arg-HCL (levo) ili arginin monofosfatom (desno).

B) Klijanje sadnica belog bora (Pinus sylvestris) nađubrenih sa Arg-HCL (levo) ili arginin monofosfatom prema pronalasku (desno).

C) Slika sadnica bora nađubrenih sa Arg-HCl (levo) ili arginin monofosfatom (desno). Stoga, rastvorljivost arginin monofosfata prema pronalasku pozitivno utiče na rast i klijavost sadnica bora. Brže rastvorljiv oblik Arg kompleksa, ovde ilustrovan sa Arg-HCl, dovodi do smanjene klijavosti i smanjenog rasta sadnica, verovatno kao rezultat toksičnosti azota.

Slika 3 prikazuje fotografiju ilustrativnog materijala koji podržava rast prema pronalasku, koji sadrži seme u središtu i đubrivo u obliku perli koje sadrže arginin monofosfat prema

1

pronalasku postavljeno u žleb.

Na slici 4 prikazan je rezultat semena bora koje se uzgaja na nenađubrenom tresetu uz dodatak 10 mg N iz različitih argininskih formulacija pomešanih u tresetu pre klijanja. Sadnice bora su ubrane na kraju vegetacionog perioda (tri meseca) i izmerena je suva masa. Na slici je prikazana jasna razlika u rastu u zavisnosti od oblika arginina.

Slika 5 prikazuje efekat na rast primenom arginin-HCl i arginin monofosfata. Četiri pojedinačne doze različitih količina azota (20, 40, 80 i 160 mg N, respektivno) dodate su sadnicama bora koje se uzgajaju na nenađubrenom tresetu u stakleniku tokom 10 nedelja. Arginin monofosfat prema pronalasku prikazan je najvišom krivuljom (■ ), a arginin HCl (◆) ispod. Kao što se vidi na ovoj slici, sa ekvivalentnim premazom, postoji značajna razlika u rastu između Arg HCl i arginin monofosfata prema pronalasku.

Slika 6 prikazuje XRD difraktogram kristala lizin fosfata monohidrata pripremljenih prema pronalasku, pogledajte 6. primer.

Slika 7A-C pokazuje rast bora nađubrenog lizin monofosfatom prema pronalasku. Tačnije, na slici 7A, stopa klijanja, na slici 7B suva masa u mg borovih sadnica je prikazana i na slici 7C, prikazana je fotografija sadnica. Na slici 7, cifra „1“ predstavlja treset bez đubriva a „2“ treset sa 20 mg N lizin monofosfata prema pronalasku. Ovi primeri su argumenti za pronalazak u smislu da đubrivo koje sadrži lizin monofosfat poboljšava rast i klijavost borovih sadnica na veoma pozitivan način.

Slika 8 prikazuje suvu masu izdanaka i korena sadnica nakon jedne sezone rasta. Suva masa izdanaka i korena sadnica prikazana prvom trakom (1) zasniva se na srednjoj vrednosti (g suve mase) od oko 4000 sadnica nađubrenih sa arGrow<™>Mix i arGrow<™>Complete (oba dostupna kod kompanije SweTree Technologies) a u skladu sa preporukama proizvođača. Druga traka (2) prikazuje suvu masu koja se zasniva na srednjoj vrednosti od oko 2000 sadnica gde je primenjeno đubrivo sa premazom arginin monofosfata prema pronalasku. Na slici 8, delovi sa sivim trakama predstavljaju izdanke, a delovi sa crnim trakama predstavljaju srednju vrednost suve mase korena. Kao što se vidi iz brojki, postoji jasna razlika u suvoj masi izdanaka i korena sadnica u zavisnosti od oblika arginina koji se isporučuje tokom sezone rasta. Ovi rezultati pokazuju da je upotreba granuliranog arginin monofosfata omogućila da sadnice imaju veću biomasu i veći deo izdanaka u suvoj masi nego kod sadnica nađubrenih komercijalnim proizvodima arGrow<™>Mix i arGrow<™>Complete. Prednost upotrebe pronalaska u obliku perli (tj. granulata) je da se đubrivo može dodati od samog početka i da je potrebno malo ili nimalo dodatnog đubriva, u zavisnosti od specifične biljke i njenih specifičnih okolnosti rasta. Shodno tome, upotreba pronalaska može uštedeti resurse, kao i troškove.

Slika 9 prikazuje ukupnu biomasu biljaka belog bora (Pinus sylvestris), norveške smrče (Picea abies) i usukanog bora (Pinus contorta) nakon jedne sezone rasta. Slika 9A prikazuje ukupnu biomasu belog bora (Pinus sylvestris); Slika 9B prikazuje ukupnu biomasu norveške smrče (Picea abies); i slika 9C prikazuje ukupnu biomasu usukanog bora (Pinus contorta). Na slikama 9A-C: 1 označava da nema isporuke đubriva; 2 označava đubrenje perlama premazanih argininom-HCl; i 3 označava granulirane arginin monofosfatne perle prema pronalasku. Ovi rezultati pokazuju da je upotreba granuliranog đubriva sa premazom arginin monofosfata prema pronalasku rezultirala biljkama sa većom biomasom nakon jedne sezone rasta, u poređenju sa drugim režimima đubriva.

Slika 10 prikazuje fotografiju bloka treseta dobijenog nakon rasta bora u polju za približno godinu dana. Korenje u polju koje se proteže iz treseta dobijenog upotrebom ovog pronalaska jasno se pojavljuje.

Slika 11 prikazuje suvu masu otkosa trave sa travnjaka golf terena nađubrenog različitim granuliranim đubrivima u skladu sa primerom 10 ispod. Otkosi trave su prikupljani nedeljno do 20 mm iznad peskovitog supstrata za rast tokom 6-nedeljnog perioda reakcije na različita granulirana đubriva. Suva masa otkosa trave pre tretmana uspostavljena je u nedelji 0. N = 4. trake grešaka = standardna greška. X-osa predstavlja nedelje nakon tretmana. Y-osa pokazuje suvu masu otkosa u kg/100 m<2>. Grafikon označen sa 1.5 predstavlja premaz arginin monofosfata prema pronalasku (1); Impact CGF (komparativni komercijalni proizvod) (2); Premium elite (komparativni komercijalni proizvod) (3); N-metil urea (4) i kontrolni (5) – potražite više detalja tabeli 3.

Slika 12 prikazuje reagovanje suve mase korena na travnjaku golf terena sedam nedelja nakon pet različitih tretmana granuliranim đubrivima i nedeljnog odsecanja na 20 mm iznad peskovitog supstrata rasta na različita granulirana đubriva, pogledajte sliku 11 iznad i primer 10, Tabela 3 za tretman. Trake grešaka = standardna greška. Y-osa pokazuje suvu masu korena u kg/100 m<2>.

Slika 13 prikazuje dikotiledonsku biljku ruzmarin (Rosmarinus officinalis) nakon 6 nedelja bez đubriva (13A) i sa arginin monofosfatom prema pronalasku (13B).

EKSPERIMENTALNI DEO

[0048] Ovi primeri su obezbeđeni u ilustrativne svrhe i ne treba ih tumačiti kao ograničavanje pronalaska, kao što je definisano u priloženim zahtevima.

Primer 1 – Priprema kristala arginin fosfata monohidrata

[0049] Cilj ovog primera bio je da se pripreme fosfatni kristali aminokiselina koji će se koristiti kao đubrivo za biljke prema pronalasku. Iako je arginin opisan u nastavku, kvalifikovana osoba može lako da koristi i metod za pripremu lizina.

[0050] L-arginin je dobijen iz komercijalnog izvora.85% ortofosforne kiseline je dobijeno od kompanije Merck (Darmštat, Nemačka). Za pripremu rastvora korišćena je Millipore voda koja ima otpornost d 18 MΩ.

[0051] Prezasićeni rastvor arginin fosfata (monohidrata) pripremljen je rastvaranjem L-arginina u prečišćenoj vodi na 60 °C. Dodata je ekvimolarna količina ortofosforne kiseline pri čemu se temperatura rastvora povećala na oko 80 °C. Rastvor arginin fosfata je polako hlađen brzinom od oko 5 °C na sat. Nukleacija arginin fosfata dogodila se spontano na temperaturi rastvora od oko 60 °C. Rast kristala se nastavio kako se temperatura dodatno smanjivala. Nakon dostizanja temperature od 5 °C, preostala matična tečnost je izlivena. Sirovi kristali su osušeni vakuumskom filtracijom, nakon čega je usledilo sušenje u toplotnoj komori na 35 °C tokom približno 24 sata. Prinos sirovog kristala za prve tri test serije bio je između i 82 i 90%.

[0052] Da biste uklonili rastvorljivi arginin i fosfat koji su adsorbovani na površinama kristala, možete da isperete kristale malom količinom hladne vode tokom koraka vakuumske filtracije. Preliminarni testovi pokazuju da je prinos ispranih kristala između 75 i 80%. Kristalna struktura formiranih kristala potvrđena je XRD analizom. Difraktogram je prikazan na slici 1.

Primer 2 – Rast i klijavost sadnica bora (Pinus sylvestris) sa različitim đubrivima

[0053] Borove sadnice su gajene u nenađubrenom tresetu (80 ml po biljci / saksiji) sa 20 mg N jedne od sledećih formulacija đubriva sa argininom: Arg-HCl ili arginin monofosfat. Biljke su uzgajane u stakleniku 16 sati/8 sati (dan/noć) na 23 C° i klijavost je izmerena nakon 3 nedelje. Biljke su ubrane i isprane kako bi se uklonila sva zemlja sa korena, a zatim sušene na

1

65 C° tokom 24 sata. Suva masa je merena nakon 5 nedelja. Rezultati su prikazani na slikama 2A-C

Primer 3 – Terenski test na boru (Pinus sylvestris) sa premazom Arg-HCl i arginin monofosfata prema pronalasku

[0054] 30 mg N po biljci u obliku Arg-HCl ili ArgP premaza je pomešano u tresetu i napunjeno u kasete. Dodato je seme bora, a biljke su uzgajane u staklenicima 5 nedelja sa dodatkom samo vode jednom dnevno, a zatim su premeštene napolje i uzgajane još 5 nedelja. Biljke su isprane kako bi se uklonila sva zemlja sa korena, pa onda sušene na 65 C° tokom 24 sata. Suva masa je izmerena. Rezultati su prikazani na slici 4.

Primer 4 – Terenski test sa perlama koje sadrže različite oblike azota

[0055] Pripremljen je čvrsti arginin monofosfat. Formirani kristali su samleveni u manje čestice, koje su pomešane sa vezivnim sredstvom i formirane su perle koje sadrže arginin monofosfat prema standardnim procedurama za premaz.

[0056] Dve dodatne perle koje sadrže azot uključene su u terenski test. Komercijalno dostupan Arginin-HCl je tretiran na gore navedeni način da bi se dobile perle koje sadrže argHCl.

[0057] Komercijalno dostupan azot koji se nalazi u perli za testiranje bio je NPK đubrivo sa premazom koje oslobađa azot, fosfat i kalijum, kao i elemente u tragovima tokom unapred odabranog vremenskog perioda.

[0058] Količina azota je izračunata za svaku od tri različite vrste perli. Perle sa oko 10 ili 20 mg azota su postavljene u blizini mesta semena bora u setvenoj jedinici predstavljenoj u WO2015030656 kao što je prikazano na slici 3. Stotinu (100) setvenih jedinica korišćeno je sa dva nivoa azota i zasađeno na otvorenom.

Rezultati

[0059] Prvo poređenje je napravljeno između perli sa dva jedinjenja koja sadrže arginin.

Seme belog bora (Pinus sylvestris) je posejano i nađubreno, i prebrojane su klijave sadnice. Stopa klijavosti je izračunata i sažeta u tabeli 1 i na slikama 2 i 4.

Tabela 1 – Stopa klijavosti sa ArgP (arginin monofosfat prema pronalasku) i ArgHCl perlama:

[0060] Na osnovu ovih rezultata bilo je očigledno da je klijavost i formiranje biljaka mnogo bolje kada su u perlama prisutni i azot i fosfor.

[0061] Drugo poređenje je napravljeno između arginin monofosfatnih perli prema pronalasku i komercijalno dostupnih perli koje su ugrađene u setvenu jedinicu, kao što se vidi na slici 3. Setvene jedinice testirane su u rasadniku biljaka. Po isteku 19 nedelja nakon sadnje, iz setvene jedinice sa arginin monofosfatnim perlama ili komercijalno dostupnim perlama sa premazom, sakupljene su biljke i merena je ukupna suva masa, kao i izdanak i koren. Neočekivano, tada je primećeno da je ukupna suva masa biljaka bila znatno veća, tj. biljka koja je izrasla iz setvene jedinice koja sadrži arginin monofosfatno đubrivo prema pronalasku bila je približno 20% veća od biljaka koje se uzgajaju u setvenoj jedinici sa korišćenim komercijalnim azotnim đubrivom. Ovo je još izraženije kada je merena suva masa korena, za 50%, što je sažeto u tabeli 2 i na slici 4.

Tabela 2 – Poređenje između ArgP perli i komercijalno dostupnog azotnog đubriva sa premazom:

1

Primer 5 – Test toksičnosti na sadnicama bora (Pinus sylvestris) sa različitim đubrivima sa argininskim premazom

[0062] Sadnice bora gajene u nenađubrenom tresetu (80 ml po biljci / saksiji) sa pojedinačnim dozama različitih količina dodatog azota (20, 40, 80 ili 160 mg N) sa dva različita đubriva sa argininskim premazom – Arg-HCl i arginin monofosfat prema pronalasku. Biljke su uzgajane u stakleniku 16 sati/8 sati (dan/noć) na 23 C°, biljke su ubrane nakon 10 nedelja, isprane da bi se uklonila sva zemlja sa korena i sušene na 65 C° tokom 24 sata. Suva masa je izmerena. Rezultati su prikazani na slici 4.

Primer 6 – Priprema kristala lizin fosfata monohidrata

[0063] Ovaj primer pokazuje kako se može pripremiti lizin monofosfat. Lizin (50 gr) kompanije Merck (Darmštat, Nemačka) je rastvoren u 20 ml dejonizovane vode na 80 °C čime je nastala bela suspenzija. Nakon dodavanja 40 ml vode, dobijen je bistar viskozni rastvor. Ortofosforna kiselina, od 85%, dodata je kap po kap u suspenziju, nakon dodavanja prvih 10 ml temperatura je porasla na 80 °C i formiran je beli talog, koji je rastvoren kada je dodato preostalih 10 ml ortofosforne kiseline, od 85%. Temperatura je sada porasla na blizu 100 °C. Rastvor lizin fosfata je ostavljen da se ohladi uz stalno mešanje. Na približno 65 °C, formirani su kristali i taloženi u rastvoru. Mešanje je zaustavljeno i sadržaj u posudi je očvrsnuo u čvrstu belu masu. Kristalni materijal je 2 dana sušen u digestoru.

[0064] XRD difraktogram je prikupljen za formirani kristalni materijal. Uzorak je proizveo difraktogram sa nekoliko vrhova interferencije, potvrđujući da je materijal kristalan. Elementarna analiza kristalnog materijala pokazala je da je sadržaj azota u uzorku bio 11,65 od % mase. Teoretski sadržaj azota u lizin fosfatu je 11,7 od % mase. Difraktogram je prikazan na slici 6.

Primer 7 – Klijanje semena belog bora sa lizin fosfatom.

[0065] Četrdeset saksija zapremine 50 ml napunjeno je nenađubrenim tresetom i još jedan skup od 40 saksija je ispunjen tresetom kojem je dodato 20 mg N lizin fosfatnih kompleksa.

1

Količina azota (N) je merena na osnovu broja atoma azota u lizin fosfatu. Seme belog bora posejano je u saksije i uzgajano u stakleniku 16/8 sati (dan/noć), na 23 °C. Saksije su zalivane dva puta dnevno sa ukupnim periodom rasta od 8 nedelja. Sadnice su ubrane, treset je ispran i sadnice su osušene, i zabeležena je suva masa. Ovi rezultati, kao što je prikazano na slici 7, pokazuju na osnovu klijavosti borovih sadnica nađubrenih lizin fosfatom prema pronalasku da je to odlično đubrivo.

Primer 8 – Poređenje đubriva koje sadrži vezivno sredstvo i arginin monofosfat prema pronalasku sa konvencionalnim đubrivom koje sadrži tečni arginin

[0066] Perle sa arginin monofosfatom koje sadrže vezivno sredstvo (ponekad ovde označeno kao „premaz“) prema pronalasku su pomešane sa tresetom. Kasete sa 60 saksija / kaseta (Starpot sistem, Holmen AB, Švedska) bile su napunjene mešavinom treseta.

[0067] Količina azota (N) izračunata je na osnovu broja atoma u arginin fosfatnim perlama tako da je svaka sadnica dobila 25 mgN po svakoj saksiji.

[0068] Obavljen je test sa približno 2000 semenki belog bora. Kao referenca korišćeno je oko 4000 semenki. Sve kasete sa semenom bora su zatim prebačene u staklenik na 5 nedelja radi klijanja semena. Nakon ovih nedelja, kasete za testiranje su postavljene na otvorenom radi dalje kultivacije. Kasete sa granuliranim arginin fosfatom za testiranje redovno su zalivane bez dodavanja dodatnog đubriva do kraja sezone rasta. Referentne kasete su prvo tretirane proizvodom arGrow Mix (proizvođač SweTree Technologies, Umeå, Švedska) tokom prvih pet nedelja klijanja, a zatim su dalje đubrene tečnim proizvod arGrow (SweTree Technologies, Umeå, Švedska) Complete do žetve. Upotreba proizvoda arGrow Mix i arGrow Complete izvršena je u skladu sa preporukama proizvođača. Nakon dva i po meseca sadnice su ubrane, treset je ispran i sadnice su osušene, i zabeležena je suva masa. Ukupna biomasa, masa izdanaka i korenja su takođe mereni i srednja vrednost je izračunata i prikazana je na slici 8.

[0069] Rezultati se mogu sažeti za upotrebu granuliranog arginin fosfata dobijene sadnice sa većom biomasom i većim delom izdanaka, procenjeno prema suvoj masi, u poređenju sa kontrolnom grupom. Prednost kod upotrebe perli (granulata) je u tome što se đubrivo može dodati od samog početka, a nije potrebno dalje dodavanje đubriva. Ovo je velika prednost,

1

posebno na većim plantažama i pojednostavljuje proces i smanjuje troškove rukovanja biljkama.

Primer 9 – Tretman belog bora, norveške smrče i usukanog bora granuliranim arginin fosfatom prema pronalasku

[0070] Sadnice belog bora, norveške smrče i usukanog bora uzgajane su prema referentnoj metodi opisanoj u primeru 8. Prva trećina sadnica nije uopšte nađubrena, druga trećina sadnica nađubrena je perlama sa premazom arginin-HCl i treća trećina sadnica nađubrena je perlama sa premazom arginin fosfata nanesenog na koren sadnica koje su zatim zasađene. Izračunato je da ukupna količina azota iznosi 28 mg N po sadnici.

[0071] Biljke su sakupljene nakon jedne sezone rasta i zabeležene su suve biomase izdanaka, korena i ukupne biomase. Istovremeno je izbrojano i „korenje u polju“. „Korenje u polju“ se definiše kao korenje uzgojeno u polju van bloka treseta iz saksije, pogledajte sliku 10 kao primer „korenja u polju“. Strelica pokazuje „korenje u polju“. Neočekivano je utvrđeno da su granulirane perlice arginin fosfata koje se isporučuju na korenje sadnica nakon što su zasađene, imale dugoročni efekat na rast, mereno kao povećanje biomase na tri različita stabla angiosperma. Ova poboljšanja rasta su sažeta na slici 9A-C.

[0072] Štaviše, neočekivano je utvrđeno da je korenje u polju značajno povećano po broju kada se arginin fosfatne perle isporučuju korenu prilikom sadnje. Za beli bor, broj korenja u polju porastao je na 68%, za norvešku smrču porastao je na 62%, a za usukani bor na 115% u poređenju sa referentnim biljkama. Takođe je primećeno da su arginin fosfatne perle koje se isporučuju korenju imale najveći uticaj na broj „korenja u polju“ nakon otprilike godinu dana, što može biti važan faktor kada treba uvesti novu biljku. ArgHCl nije imao ovaj efekat na razvoj korena.

Primer 10 – Reagovanje travnjaka golf terena na arginin monofosfatni premaz

[0073] Stopa uspostavljanja travnjaka iz semena je poboljšana kao reakcija na đubrivo na bazi aminokiselina, što ukazuje na to da granulirani arginin monofosfat može podržati efikasan rast različitih vrsta trave.

1

[0074] U standardnim uslovima staklene bašte, 16 sati suplementacije tokom dana, na temperaturi 20–25 °C, sa veštačkim svetlom i 8 sati noću na 15 °C sa mešavinom semena trave 70% Festuca rubra spp. i 30% Poa pratensis, obično se koristi na golf terenima u umerenim i hladnim klimatskim uslovima (naziva se „travnjak golf terena“) uspostavljen je travnjak uz stopu setve ekvivalentnoj 3 kg semena / 100 m<2>u saksijama od 3 litra koje sadrže pesak sa približno 10% organske materije. Da bi se podržalo uspostavljanje potpune pokrivenosti travnjaka u svim saksijama, tečno NH4NO3đubrivo je primenjeno po stopi od 0,15 kg N / 100 m<2>šest nedelja nakon setve. Nakon toga, četiri nedeljna ciklusa košenja i ponovnog rasta izvršena su pre početka eksperimentalnog perioda u kojem je trava košena na 20 mm i otkosi su uklonjeni.

[0075] Jedan tretman kristalima arginin monofosfatnih perli je napravljen po stopi ekvivalentnoj 0,5 kg N / 100 m<2>. Referentni tretmani odgovarajući za ukupan nivo azota primenjeni su korišćenjem ili komercijalnog proizvoda sa premazom na bazi amonijaka / uree formulisanog za upotrebu na golf terenima, komercijalnog proizvoda na bazi metilirane uree koji nema premaz za upotrebu na golf terenima ili hemijski čiste N-metiluree. Uspostavljena je i nulta kontrolna grupa koja nije primila tretman granuliranog đubriva tokom eksperimentalnog perioda. Tretmani su ponovljeni četiri puta.

Tabela 3 – Tretmani đubriva:

1

[0076] Trava je pokošena na 20 mm iznad podloge od peskovitog supstrata za rast i sušena u pećnici na 50 °C, jednom pre primene đubriva (nedelja 0), a zatim svake nedelje tokom narednih šest nedelja (nedelja 1–6). Korenje je oprano i osušeno u pećnici (na 50 °C) sedam nedelja nakon tretmana granuliranim đubrivom.

[0077] Rezultati ovog primera pokazuju da je travnjak golf terena pokazao opšte povećanje proizvodnje nadzemne biomase u odgovoru na granulirane dodatke azota (slika 11). Sa izuzetkom arginin monofosfatnog premaza gde je značajno povećanje proizvodnje biomase

2

primećeno u prvoj nedelji nakon tretmana (p-vrednost = 0,0138), značajna povećanja u odgovoru na sve druge tretmane đubriva su prvi put primećena u drugom ciklusu košenja – ponovnog rasta. Vrhunski nivoi proizvodnje su generalno postignuti u drugom ili trećem ciklusu košenja i ponovnog rasta sa arginin monofosfatnim premazom koji postiže značajno viši nivo proizvodnje nadzemne biomase u oba ciklusa. Nadzemna proizvodnja biomase za ciklus košenja i ponovnog rasta opala je ispod nivoa pre tretmana za sve tretmane đubrivom u šestom ciklusu ponovnog rasta.

[0078] Opekotine listova kao reakcija obično se nazivaju „opekline“ i primećene su kao reakcija na N-Metilureu bez premaza, Tabela 3, referenca tretmana 3 i 4, ali ne na arginin monofosfat ili metil ureu sa premazom, Tabela 3, referenca tretmana 2. Sedam nedelja nakon tretmana đubrivom praćeno je nedeljnim ciklusima košenja i ponovnog rasta, biomasa korena je značajno veća kao reakcija na arginin monofosfatni premaz u poređenju sa referentnim tretmanima đubrivom i nil N kontrole, slika 12.

Primer 11 – Upotreba đubriva iz pronalaska koje sadrži arginin monofosfat na biljkama

[0079] Seme biljke ruzmarin, Rosmarinus officinalis, posejano je u saksiju sa običnim zemljištem za sadnju, jedan deo bez dodatog đubriva, a drugi sa arginin monofosfatnim đubrivom prema pronalasku. Ukupna količina azota bila je 30 mg. Seme i biljke su redovno zalivane, a nakon 6 nedelja jasno se videlo da je đubrivo iz pronalska poboljšalo rast i snagu biljaka ruzmarina. Na osnovu ovih rezultata i prethodnih primera može se zaključiti da arginin monofosfatno đubrivo iz pronalaska može poboljšati rast i snagu svih testiranih biljaka, kako u stakleniku tako i na otvorenom. Osim toga, može se koristiti na bilo kojoj vrsti biljaka, četinarskog drveta, dikotiledona i monokotiledona.

Claims (13)

Patentni zahtevi

1. Đubrivo se sastoji od najmanje jedne osnovne L-aminokiseline, navedeno đubrivo je čvrstog sastava sačinjeno od monofosfata sa najmanje jednom osnovnom L-aminokiselinom kao dominantnim izvorom organskog azota, a dato đubrivo dodatno sadrži najmanje jedno vezivno sredstvo.

2. Đubrivo prema zahtevu 1, pri čemu vezivno sredstvo sadrži minerale i/ili prirodne ili sintetičke polimere.

3. Đubrivo prema bilo kojem od zahteva 1-2, pri čemu je vezivno sredstvo izabrano iz grupe koja se sastoji od polimera, kao što su sintetički polimeri ili prirodni polimeri, na primer, ugljeni hidrati, šećeri, soli i minerali.

4. Sastav đubriva prema zahtevu 3, pri čemu je vezivno sredstvo polimer rastvorljiv u vodi, kao što je polivinil alkohol.

5. Sastav đubriva prema zahtevu 3, pri čemu je vezivno sredstvo izabrano iz grupe koja se sastoji od skroba i šećera.

6. Sastav đubriva prema zahtevu 3, pri čemu je vezivno sredstvo izabrano iz grupe koja se sastoji od soli koje sadrže kalcijum i minerala koji sadrže kalcijum.

7. Đubrivo prema bilo kojem od prethodnih zahteva, pri čemu se sastoji od većeg broja agregata od kojih svaki sadrži čestice sačinjene od osnovne L-aminokiseline koje su agregirane zajedno pomoću mešavine sa vezivnim sredstvom.

8. Đubrivo prema zahtevu 7, pri čemu se čestice sastoje od jezgara okruženih osnovnim L-aminokiselinama.

9. Đubrivo prema zahtevu 7 ili 8, pri čemu svaki agregat predstavlja spoljni sloj čiji se sastav razlikuje od sastava koji je zatvoren navedenim slojem.

10. Đubrivo prema bilo kojem od prethodnih zahteva, pri čemu je osnovna L-aminokiselina L-arginin i/ili L-lizin.

11. Metod povećanja rasta biljke, pri čemu metod obuhvata izradu đubriva u čvrstom stanju koje se sastoji od monofosfata najmanje jedne osnovne L-aminokiseline kao svog dominantnog izvora organskog azota, pri čemu đubrivo dalje sadrži najmanje jedno vezivno sredstvo, dostupno semenu ili biljci.

12. Metod, prema zahtevu 11, gde se dostupnost azota i opciono drugih hranljivih materija u biljci kontroliše raspoređivanjem semena u materijalu koji podržava rast, kao što su mineralno zemljište, zbijeno tlo ili presovani treset, na koje je dodato đubrivo.

13. Metod prema zahtevu 11 ili 12, pri čemu se povećava rast korena biljaka.