BRPI0920873B1

BRPI0920873B1 - Método de fornecimento de silício disponível para plantas para uma planta ou para um meio de cultivo de planta

Info

Publication number: BRPI0920873B1
Application number: BRPI0920873-9A
Authority: BR
Inventors: David Archer
Original assignee: Silicon Fertilisers Pty Ltd
Priority date: 2008-10-08
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2021-04-13
Also published as: EP2331484B1; JP2012505135A; US20110143941A1; AU2009301632B2; EP2331484A1; BRPI0920873A2; ZA201102044B; CN102177108A; WO2010040176A1; AU2009301632A1; NZ590017A; CA2739172A1; EP2331484A4

Abstract

PARTÍCULAS DE PÓ DE VIDRO CONTENDO SILÍCIO, MÉTODO PARA PRODUÇÃO DAS MESMAS, MÉTODO DE FORNECIMENTO DE SILÍCIO DISPONÍVEL PARA PLANTAS E MÉTODOS PARA A MELHORAR O CULTIVO E O RENDIMENTO DA PLANTA. A invenção atual refere-se a partículas de pó de vidro contendo silício, adequadas para uso no fornecimento do silício que é disponível na planta para o meio de crescimento de planta ou de uma planta, um método para a produção destas partículas, e um método para o fornecimento de silício disponível na planta para o meio de crescimento de planta ou de uma planta, usando as partículas. A invenção atual refere-se também a um método de melhoria do crescimento de planta e a um método de melhoria de rendimento de planta que inclui a aplicação das partículas da invenção da planta ou de um meio de crescimento de planta.

Description

[001] Esta solicitação reivindica prioridade para a solicitação provisória australiana de número 2008905218, o teor integral da qual é incorporado aqui como referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] Em geral, a invenção atual refere-se a partículas de vidro contendo silício adequadas para uso no fornecimento de silício disponível em planta para o meio de crescimento de planta ou para uma planta, um método para a produção destas partículas, e a um método para o fornecimento do silício disponível em planta para o meio de crescimento de planta ou para uma planta, utilizando as partículas. A invenção atual também se refere a um método para a melhoria do crescimento da planta e a um método para a melhoria do rendimento da planta, que inclui a aplicação das partículas da invenção em uma planta ou em um meio de crescimento de planta.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] O silício é uma parte importante das paredes de células de plantas e executa uma função semelhante à lignina nas paredes das células de plantas. Especificamente, o silício nas paredes das células produz uma resistência à compressão e rigidez, e portanto é importante em fornecer uma resistência estrutural para a planta. Por exemplo, tem sido relatado que um suprimento adequado de silício no solo pode reduzir significativamente a incidência ou a acomodação em culturas de gramados e produz uma resistência mecânica adequada. Assim sendo, por exemplo, níveis adequados de silício no solo são importantes para a melhoria da habilidade de culturas de cereais, tais como trigo, aveia e cevada, suportarem danos causados por ventanias que podem fazer com que as plantas se deitem. Isto é um problema específico com culturas de cereais, porque se a cultura fica muito plana ela não é capaz de ser arada utilizando-se ceifeiras e, portanto, a cultura é assim perdida.

[004] A rigidez melhorada das células fornecida pelo silício adequado do solo também tende a levar as culturas a terem uma posição habitual mais ereta que no final resulta em uma melhor absorção de luz pela plantas e uma eficiência foto- sintética maior. Isto, por outro lado, leva tipicamente a um rendimento maior da cultura desejada da planta. O hábito de ficar ereta também tende a fazer com que as plantas sejam menos suscetíveis a vento e a danos pela chuva.

[005] Também foi demonstrado que as plantas que crescem em solo com silício adequado disponível na planta também são menos suscetíveis a danos por insetos. Sem desejarmos ser limitados pela teoria, acredita-se que os níveis de silício na planta fornecem proteção na forma de um escudo contra o ataque de insetos, porque eles reduzem a capacidade dos insetos de comerem a folhagem. Considera-se que os insetos acham que a folhagem com níveis elevados de silício tem um gosto desagradável, porque machuca as suas mandíbulas, e assim sendo, reduz a oportunidade do inseto atacar a planta. Além disso, descobriu-se que o silício ajuda as culturas que são afetadas pela inclinação, porque a planta fica mais resistente e tem menos disposição para murchar. Além disso, níveis adequados de silício disponível em uma planta aumentam a habilidade da planta de absorção de vários nutrientes, especialmente potássio e fósforo. Assim sendo, fica claro que o fornecimento do silício disponível em planta para plantas em crescimento tem numerosas vantagens.

[006] Isto é especialmente verdadeiro, sob condições de lixiviamento elevado, tais como em sólidos tropicais úmidos, que sofrem uma lixiviação constante com todos os materiais lixiviáveis do solo, incluindo o silício disponível de planta. Quando em conjunto com os distúrbios do solo que formam parte do regime usual da cultura, juntamente com a aplicação de fertilizante, isto pode levar em muitos casos a uma perda do silício disponível da planta e a um declínio na habilidade da planta ter acesso a nutrientes essenciais da planta e o nível requerido de silício disponível de planta.

[007] Este problema é especialmente verdadeiro, por exemplo, na maioria das áreas de crescimento de cana e pode igualmente ser aplicado em áreas onde é cultivado arroz. Ambas estas culturas apresentam demandas elevadas por silício disponível em planta e qualquer deficiência de silício no solo pode leva a reduções significativas do rendimento.

[008] Existe portanto a necessidade de se produzir materiais contendo silício disponível de planta, de uma forma economicamente efetiva, de forma que estes materiais possam ser usados para o condicionamento do solo ou de agentes de "adoçamento" do solo, que possam ser adicionados no solo ou em outro meio de crescimento de planta, de forma a produzir plantas com níveis aceitáveis de silício disponível em planta. Até o momento, este processo tem sido executado adicionando-se materiais contendo silício, tais como escória de silicato de cálcio, escória de manganês e silício, silicato de potássio e diatomita em solos, em uma tentativa de fornecer os níveis requeridos de silício disponível em plantas. Estes procedimentos têm sido executados tipicamente com dosagens de aplicação próximas de 10 toneladas por acre. Não obstante, várias destas abordagens tipicamente não são tão efetivas como poderiam ser, porque enquanto estes materiais tipicamente têm um teor elevado de silício, eles não têm necessariamente níveis elevados de silício disponível em planta. Para ser uma fonte efetiva, o material contendo silício deve conter silício em uma forma que seja tipicamente disponível para plantas, uma forma solúvel de silício como ácido mono-silícico ou ácido poli- silícico.

[009] Assim sendo em muitos casos embora produzam níveis adequados de silício total, estes materiais poderão não conter as quantidades adequadas de silício disponível de planta. Além disso, vários dos materiais são dispendiosos de serem produzidos, não são amistosos ambientalmente, e em muitos casos, não fornecem as propriedades desejadas para um solo tratado com o material. Por exemplo, seria desejável que o material tivesse uma boa capacidade de troca de cátions.

[0010] A capacidade de troca de cátions (CEC) de um solo refere-se à quantidade de íons com carga positiva que um solo pode reter. Quando dissolvidos em água, os nutrientes de planta são carregados com carga positiva ou com carga negativa. Exemplos de íons com carga positiva (cátions) incluem: cálcio (Ca++), magnésio (Mg++), potássio (K+), sódio (Na+), e amônio (NH4+). Solos com uma CEC elevada tenderão a reter os nutrientes de uma forma melhor do que os solos com uma CEC baixa e, portanto são muito menos tendentes a deixar que os nutrientes sejam lixiviados do solo, como depois da queda de chuva ou da irrigação.

[0011] Existe, portanto uma necessidade de se produzir materiais contendo silício e de métodos de produção de materiais contendo silício que possam atender a estas necessidades.

[0012] Um método convencional de produção de um material contendo silício é o de moagem de um minério apropriado de silício. Estes processos, tipicamente envolvem a moagem do minério para a produção de um minério em pó para tratamento posterior. O minério em pó é então tratado com um álcali em temperaturas elevadas e com agitação para formar silicatos de sódio. Os silicatos de sódio assim formados são solúveis em água e portanto podem ser separados em solução de outros materiais insolúveis, através de filtração. Após a filtração, as soluções são submetidas à acidulação, através do que é produzida a sílica como um precipitado, que pode então ser recuperado por filtração e secado utilizando-se técnicas standard. Em geral, observa-se que a sílica produzida utilizando-se processos deste tipo, tipicamente apresenta níveis elevados de impurezas, levando a uma limitação nas aplicações nas quais ela pode ser usada. O processo requer um dispêndio significativo de capital e, portanto, não só não é atraente, do ponto de vista econômico, como também do ponto de vista ambiental.

[0013] Em relação aos próprios materiais que contém silício, descobriu- se que atualmente existem muitos poucos materiais que sejam efetivos no fornecimento de níveis adequados de silício disponível de planta de uma forma efetiva em custo. Assim sendo, por exemplo, embora tenha sido descoberto que alguns materiais produzem grandes quantidades de silício disponível de planta, uma quantidade destes são dispendiosos e portanto não são adequados para uso em aplicações em grande escala. Além disso, uma quantidade de materiais produz silício disponível de planta, mas por razões atualmente desconhecidas, não produz silício em uma forma que possa ser absorvida pelas plantas.

[0014] Os solicitantes da invenção atual descobriram que um material aceitável para uso como uma fonte de silício disponível de planta pode ser produzido a partir de vidro, especialmente vidro de barrilha. Isto pode ser feito se o material é moído até um tamanho adequado de partícula. Sem desejarmos ser limitados por teoria, acredita-se que durante a fabricação do vidro, a reação do quartzo com o carbonato de sódio leva à formação de silicato de sódio. Quando este é contatado com uma solução aquosa ácida, como no solo, os íons de hidrogênio convertem o silicato de sódio em ácido silícico que é solúvel em água. Como tal, considera-se que esse vidro é capaz de produzir uma fonte imediata de silício disponível de planta.

[0015] O uso de vidro triturado ou moído em tal aplicação é especialmente atraente, porque existe uma grande quantidade de vidro descartado que é gerado no mundo e este, portanto, fornece potencialmente uma fonte barata de matéria-prima. Como ficaria claro para um trabalhador qualificado no campo, isto é especialmente atraente, porque o conceito de utilização de material descartado, como vidro, para a produção de uma fonte de silício disponível para planta, tem vantagens porque ele produz um meio de minimizar o descarte, reduzir as emissões de dióxido de carbono e reduzir os custos para o usuário final, porque os custos de matéria-prima são reduzidos.

RESUMO DA INVENÇÃO

[0016] Os solicitantes da invenção atual descobriram que muitos dos materiais disponíveis para o fornecimento de silício disponível para planta, ou são relativamente dispendiosos e portanto não são efetivos em custo quando existe um requisito para o uso dos mesmos em uma larga escala, ou não produzem níveis elevados de silício disponível para planta, levando à necessidade do uso de quantidades relativamente grandes do material para produzir o efeito desejado. Como tal em muitas circunstâncias, são utilizados níveis mais elevados de material do que é necessário, e ao mesmo tempo, requerem processamento adicional, como a aspersão aérea ou semelhante, levando a custos adicionais de produção.

[0017] Em um aspecto, a invenção atual apresenta partículas de pó de vidro contendo silício que são adequadas para uso como uma fonte de silício disponível de planta, onde as partículas têm um teor de sílica, pelo menos de 50% em peso, e um teor de óxido de sódio, pelo menos de 2% em peso, e pelo menos 90% em peso das partículas têm um tamanho de partícula menor do que 200,0 μm. Em algumas realizações específicas, pelo menos 90% em peso das partículas têm um tamanho de partícula menor do que 100,0 μm. Em outras realizações específicas, pelo menos 90% em peso das partículas têm um tamanho de partícula menor do que 37,0 μm. Em algumas realizações, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 1 nm a 37,0 μm. Em algumas realizações, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 200 nm a 37,0 μm. Em algumas realizações específicas, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 1 μm a 25,0 μm. Ainda em outras realizações específicas, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 8,0 μm a 25,0 μm. Em algumas realizações, pelo menos 50% em peso das partículas têm um tamanho de partícula menor do que 20,0 μm.

[0018] Em algumas realizações, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de sílica pelo menos de 60% em peso. Em algumas realizações específicas, as partículas têm um teor de sílica pelo menos de 70% em peso.

[0019] Em algumas realizações, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de óxido de sódio pelo menos de 5% em peso. Em algumas realizações específicas, as partículas têm um teor de óxido de zinco pelo menos de 10% em peso.

[0020] Em algumas realizações específicas, as partículas de pó de vidro contendo silício, de acordo com a invenção, poderão ter um teor de sílica entre 65% em peso e 90% em peso, e um teor de óxido de sódio entre 2% em peso e 15% em peso.

[0021] A invenção atual também apresenta um processo de produção das partículas da invenção conforme descrito acima.

[0022] De acordo com um aspecto adicional, a invenção apresenta um método de produção de partículas de pó de vidro contendo silício para uso como uma fonte de silício disponível de planta, o método incluindo:

[0023] (a) a produção de vidro contendo silício tendo um teor de sílica, pelo menos, de 50% em peso, e uma concentração de óxido de sódio, pelo menos, de 2% em peso; e

[0024] (b) a moagem do vidro contendo silício para a produção de partículas de pó de vidro contendo silício, onde pelo menos 90% em peso das partículas têm um tamanho de partícula menor do que 200,0 μm.

[0025] Em algumas realizações, pelo menos 90% em peso das partículas produzidas têm um tamanho de partícula menor do que 100 μm. Em algumas realizações específicas, pelo menos 90% em peso das partículas produzidas têm um tamanho de partícula menor do que 37,0 μm. Em algumas realizações do método, as partículas produzidas têm um tamanho médio de partícula de 1 nm a 37,0 μm. Em algumas realizações específicas, as partículas produzidas têm um tamanho médio de partícula de 200 a 37,0 μm. Em algumas realizações ainda mais específicas, as partículas produzidas têm um tamanho médio de partícula de 1 μm a 25,0 μm. Ainda em outras realizações específicas, as partículas produzidas têm um tamanho médio de partícula de 8,0 μm a 25,0 μm. Em algumas realizações, pelo menos 50% em peso das partículas produzidas têm um tamanho de partícula menor do que 20,0 μm.

[0026] Em algumas realizações, o vidro utilizado na produção das partículas de pó de vidro contendo silício tem um teor de sílica pelo menos de 60% em peso. Em algumas realizações específicas, o vidro tem um teor de sílica pelo menos de 70% em peso.

[0027] Em algumas realizações, o vidro usado na produção das partículas de pó de vidro contendo silício tem um teor de óxido de sódio pelo menos de 5% em peso. Em algumas realizações específicas, o vidro tem um teor de óxido de sódio pelo menos de 10% em peso. Em alguns casos específicos, o vidro tem um teor de sílica entre 65% em peso e 90% em peso, e um teor de óxido de sódio entre 2% em peso e 15% em peso.

[0028] Em algumas realizações, a moagem do vidro contendo silício inclui submeter-se o vidro que contém silício à moagem em um moinho escolhido do grupo que consiste de um moinho de bolas e um moinho a jato. Em algumas realizações, o procedimento de moagem poderá incluir a dissolução do material em vapor em alta pressão e alta temperatura.

[0029] Em algumas realizações da invenção, depois da moagem, as partículas de pó de vidro contendo silício são lavadas com uma solução de lavagem. Uma quantidade de soluções de lavagem poderá ser utilizada; no entanto, em algumas realizações, a solução de lavagem contém um ácido mineral.

[0030] Em certas realizações da invenção, onde a solução de lavagem contém um ácido mineral, a solução de lavagem tem uma concentração do ácido mineral, pelo menos de 2M. Em algumas realizações da invenção, a solução de lavagem tem uma concentração do ácido mineral, pelo menos de 4M. Em algumas realizações da invenção, onde a solução de lavagem contem um ácido mineral, a solução de lavagem tem uma concentração do ácido mineral, pelo menos de 5M.

[0031] Em algumas realizações do método, o ácido mineral é o ácido clorídrico.

[0032] A solução de lavagem usada poderá estar em qualquer temperatura adequada, com a temperatura sendo escolhida com base em uma quantidade de variáveis, tais como a duração da lavagem, a densidade dos sólidos na solução de lavagem, e semelhantes. Em algumas realizações da invenção, a solução de lavagem está em uma temperatura de 40 ° C a 80 ° C. Em algumas realizações da invenção, a solução de lavagem está em uma temperatura de cerca de 60 ° C. Embora não seja considerada tão efetiva, a solução de lavagem pode ser usada na temperatura ambiente.

[0033] As partículas poderão ser lavadas durante qualquer período de tempo; no entanto, tipicamente descobriu-se que as partículas são lavadas durante um período de 4 a 12h.

[0034] Conforme mencionado acima, as partículas da invenção poderão ser utilizadas como uma fonte de silício disponível em planta.

[0035] Assim sendo, em um terceiro aspecto, a invenção apresenta um método de produção de silício disponível de planta para uma planta ou para um meio de crescimento de planta, o método incluindo a aplicação na planta ou nas partículas de pó de vidro contendo silício, de um meio de crescimento de planta, tendo um teor de sílica pelo menos de 50% em peso, e um teor de óxido de sódio, pelo menos de 2% em peso, onde pelo menos 90% em peso das partículas têm um tamanho de partícula menor do que 200,0 μm. Em algumas realizações específicas, pelo menos 90% em peso das partículas aplicadas têm um tamanho de partícula menor do que 100,0 μm. Em outras realizações específicas, pelo menos 90% em peso das partículas têm um tamanho de partícula menor do que 37,0 μm. Em algumas realizações, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 1 nm a 37,0 μm. Em algumas realizações, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 200 nm a 37,0 μm. Em algumas realizações específicas, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 1 μm a 25,0 μm. Ainda em mais algumas realizações específicas, as partículas têm um tamanho médio de partícula de 8,0 μm a 25,0 μm. Em algumas realizações, pelo menos 50% em peso das partículas aplicadas têm um tamanho de partícula menor do que 20,0 μm.

[0036] Em algumas realizações do método, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de sílica pelo menos de 60% em peso. Em algumas realizações específicas, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de sílica, pelo menos de 70% em peso.

[0037] Em algumas realizações do método da invenção, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de óxido de sódio pelo menos de 5% em peso. Em algumas realizações específicas, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de óxido de sódio pelo menos de 10% em peso.

[0038] Em algumas realizações específicas do método, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de sílica entre 65% em peso e 90% em peso, e um teor de óxido de sódio entre 2% em peso e 15% em peso.

[0039] Em algumas realizações, o meio de crescimento de planta é um solo. Em outras realizações, o meio de crescimento de plantas é uma mistura de terras. Ainda em outras realizações, o meio de crescimento de planta é um composto. Ainda em outras realizações, o meio de crescimento de planta e um meio diferente do solo, conforme usado em sistemas hidropônicos.

[0040] A invenção atual também apresenta um método para melhorar o crescimento de planta, incluindo a aplicação em uma planta ou em um meio para crescimento de planta, de partículas de pó de vidro contendo silício, conforme descrito acima.

[0041] Assim sendo, em um quarto aspecto, a invenção atual apresenta um método de melhoria de crescimento de plantas, incluindo a aplicação em uma planta ou em partículas de pó de vidro contendo silício de meio de crescimento de planta tendo um teor de sílica pelo menos de 50% em peso e um teor de óxido de sódio pelo menos de 2% em peso, onde pelo menos 90% em peso das partículas pendentes têm um tamanho de partícula menor do que 200,0 μm. Em algumas realizações específicas, pelo menos 90% em peso das partículas aplicadas têm um tamanho de partícula menor do que 100, 0 μm. Em outras realizações específicas, pelo menos 90% em peso das partículas têm um tamanho de partícula menor do que 37,0 μm. Em algumas realizações, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 1 nm a 37,0 μm. Em algumas realizações, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 200 nm a 37,0 μm. Em algumas realizações específicas, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 1 μm a 25,0 μm. Ainda em algumas realizações específicas adicionais, as partículas têm um tamanho médio de partícula de 8,0 μm a 25,0 μm. Em algumas realizações, pelo menos 50% em peso das partículas aplicadas têm um tamanho de partícula de menos de 20,0 μm.

[0042] Em algumas realizações do método, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de sílica pelo menos de 60% em peso. Em algumas realizações específicas, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de sílica pelo menos de 70% em peso.

[0043] Em algumas realizações do método da invenção, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de óxido de sódio, pelo menos de 5% em peso. Em algumas realizações específicas, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de óxido de sódio, pelo menos de 10% em peso.

[0044] Em algumas realizações específicas do método, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de sílica entre 65% em peso e 90% em peso, e um teor de óxido de sódio entre 2% em peso e 15% em peso.

[0045] Em algumas realizações, o meio de crescimento de planta é um solo. Em outras realizações, o meio de crescimento de planta é uma mistura. Ainda em outras realizações, o meio de crescimento de planta é um composto. Ainda em outras realizações, o meio de crescimento de planta é um meio que não tem terra, conforme utilizado em sistemas hidropônicos.

[0046] Em algumas realizações, as partículas são aplicadas com uma dosagem entre 1 tonelada por hectare e 1000 toneladas por hectare. Em outras realizações, as partículas são aplicadas com uma dosagem entre 1 kg e 1000 kg por hectare.

[0047] Em algumas realizações, as partículas são aplicadas no solo antes da semeadura. Em outras realizações, as partículas são aplicadas no solo depois da semeadura, mas antes das sementes serem germinadas. Ainda em outras realizações, as partículas são aplicadas depois que as sementes são semeadas e depois das sementes germinarem. Ainda em outras realizações, as partículas são aplicadas nas sementes antes das sementes serem semeadas, e, portanto são aplicadas no meio de crescimento de planta com as sementes. Em algumas realizações, as partículas são aplicadas no solo, nas sementes, ou na própria planta, como uma suspensão ou aspersão aquosa.

[0048] A invenção atual também apresenta um método para melhorar o rendimento da planta, incluindo a aplicação na planta ou nas partículas de pó de vidro contendo silício, do meio de crescimento de planta, conforme descrito acima.

[0049] Assim sendo, em um quinto aspecto, a invenção atual apresenta um método de melhoria de rendimento de planta, incluindo a aplicação em uma planta ou nas partículas de pó de vidro contendo silício, do meio de crescimento de planta tendo um teor de sílica pelo menos de 50% em peso, e um teor de óxido de sódio pelo menos de 2% em peso, onde pelo menos 90% em peso das partículas têm um tamanho de partícula menor do que 200,0 μm. Em algumas realizações específicas, pelo menos 90% em peso das partículas aplicadas têm um tamanho de partícula menor do que 100,0 μm. Em outras realizações específicas, pelo menos 90% em peso das partículas têm um tamanho de partícula menor do que 37,0 μm. Em algumas realizações, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 1 nm a 37,0 μm. Em algumas realizações, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 200 nm a 37,0 μm. Em algumas realizações específicas, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 1 μm a 25,0 μm. Ainda em algumas realizações mais específicas, as partículas têm um tamanho médio de partícula de 8,0 μm a 25,0 μm. Em algumas realizações, pelo menos 50% das partículas aplicadas têm um tamanho de partícula menor do que 20,0 μm.

[0050] Em algumas realizações do método, as partículas do vidro contendo silício têm um teor de sílica pelo menos de 60% em peso. Em algumas realizações específicas, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de sílica pelo menos de 70% em um em peso.

[0051] Em algumas realizações do método da invenção, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de óxido de sódio pelo menos de 5% em peso. Em algumas realizações específicas, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de óxido de sódio pelo menos de 10% em peso.

[0052] Em algumas realizações específicas do método, as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de sílica entre 65% em peso e 90% em peso e um teor de óxido de sódio e entre 2% em peso e 15% em peso.

[0053] Em algumas realizações o meio de crescimento de planta é um solo. Em outras realizações, o meio de crescimento de planta é uma mistura. Ainda em outras realizações, o meio de crescimento de planta é um composto. Ainda em outras realizações, o meio de crescimento de planta é um meio isento de terra, conforme utilizado em sistemas hidropônicos.

[0054] Em algumas realizações, as partículas são aplicadas com uma dosagem entre 1 tonelada por hectare e 1000 toneladas por hectare. Em outras realizações, as partículas são aplicadas com uma dosagem entre 1 kg e 1000 kg por hectare.

[0055] Em algumas realizações, as partículas são aplicadas no solo antes da semeadura. Em outras realizações, as partículas são aplicadas no solo depois da semeadura, mas antes das sementes serem germinadas. Ainda em outras realizações, as partículas são aplicadas depois que as sementes foram semeadas e depois que as sementes foram germinadas. Ainda em outras realizações, as partículas são aplicadas nas sementes antes que as sementes sejam semeadas e são, portanto, aplicadas no meio de crescimento de planta com as sementes. Em algumas realizações, as partículas são aplicadas no solo, nas sementes, ou na própria planta, como uma suspensão ou aspersão aquosa.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0056] A figura 1 mostra um resumo da distribuição de tamanho de partículas de duas amostras de partículas da invenção com ou sem sonicação.

[0057] A figura 2I mostra um resumo da distribuição acumulada de tamanho de partículas de duas amostras de partículas da invenção, com ou sem sonicação.

[0058] A figura 3 mostra uma comparação fotográfica da formação das raízes, entre o trigo tratado com partículas da invenção e o trigo cultivado convencionalmente.

[0059] A figura 4 mostra uma comparação fotográfica da formação de raízes, entre plantas tratadas com partículas da invenção e plantas cultivadas convencionalmente.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0060] Conforme mencionado acima, a invenção atual apresenta partículas de vidro contendo silício que são úteis como fontes de silício disponível de plantas. As partículas poderão ser adicionadas em um meio de crescimento de plantas, como o solo, ou elas poderão ser aplicadas em uma semente ou cortadas da planta antes da semeadura ou aplicadas como uma suspensão ou aspersão aquosa.

[0061] As partículas e os métodos da invenção poderão ser adequados para uso com qualquer planta para a qual é desejável melhorar-se o crescimento da planta ou o rendimento da planta, ou para produzir uma fonte de silício disponível de planta. Alguns exemplos de plantas para as quais poderá ser desejável ou vantajoso aplicar-se as partículas da invenção incluem trigo, cevada, tomate, morango, milho doce, feijão, grão de bico e amendoim. As partículas também poderão ser benéficas quando aplicadas em outras culturas de cereais, árvores, gramados, plantas de flores, culturas de frutas, culturas de vegetais e árvores e plantas contendo castanhas.

[0062] No solo o silício em solução geralmente está presente como ácidos mono e poli-silícicos, assim como na forma de complexos com ácidos inorgânicos e orgânicos. Embora o componente de ácido mono-silícico é que tipicamente é absorvido pelas plantas, o termo "silício disponível de planta" significa incluir todas as formas de silício que podem ser absorvidas diretamente por plantas (tais como o ácido mono-silícico) assim como aquelas formas de silício que estão em equilíbrio com ácido silícico no solo (tais como o ácido poli-silícico e outros complexos).

[0063] O processo da invenção converte o vidro que contém silício em partículas de vidro com tamanho e composição definidos, que poderiam ser usadas como uma fonte de silício disponível de planta. A primeira etapa no processo da invenção é a produção de vidro contendo silício que é então submetido às etapas posteriores de processo do método da invenção.

[0064] O vidro que contém silício que é produzido poderá ser de vidro bruto contendo silício ou poderá ser de vidro reciclado contendo silício ou de uma combinação dos mesmos. Um material de vidro contendo silício útil é aquele que pode ser submetido ao processo da invenção, que é vidro reciclado conhecido coloquialmente como "vidro moído". Ele é desejável, porque o vidro reciclado tipicamente é barato e é facilmente acessível em grandes quantidades e, portanto, é um material inicial barato para uso no processo da invenção. Uma composição típica de vidro moído reciclado para vidro "flint" (claro) é conforme mostrado a Tabela 1: Tabela 1: Composição de vidro "flint"

[0065] Esta é uma composição típica em vidro "flint" (claro), âmbar (marrom) e verde. As únicas diferenças principais entre as várias cores é com o Fe2O3 âmbar 0,255% em peso, Fe2O3 verde 0,29% por peso, Cr2O3 âmbar 0,026% em peso, e Cr2O3 verde 0,129% em peso.

[0066] Em geral, qualquer vidro contendo um teor de sílica de 50% em peso ou mais é adequado para uso com a invenção.

[0067] Conforme pode ser visto, o vidro contém um nível elevado de SiO2 que está na forma amorfa. O processo da invenção permite que o material de vidro seja convertido em partículas de vidro contendo sílica amorfa, o que é útil para o fornecimento do silício disponível de planta. Descobriu-se que o processo da invenção, que é aplicável a todos os tipos de vidro contendo silício e componentes de cor, não parece causar qualquer problema. Isto é especialmente vantajoso quando aplicado a vidro reciclado, porque significa que não há nenhum requisito para que os tipos de vidro (ou cores) diferentes sejam separados antes de serem submetidos ao processo da invenção.

[0068] O material de vidro contendo silício que é fornecido para ser submetido ao restante do processo poderia ter uma variedade grande de formatos e de condições, e a etapa de fornecimento do vidro que contém silício meramente poderia requerer a quantidade desejada de vidro contendo silício a ser obtida. Em várias circunstâncias, no entanto, devido ao estado do vidro recebido, a etapa de fornecimento de vidro contendo silício poderá incluir uma etapa de submeter se o vidro contendo silício a uma ou mais etapas de tratamento prévio, para fazer com que o mesmo seja mais adequado para ser submetido ao restante das etapas de processo da invenção.

[0069] Por exemplo, uma etapa de tratamento prévio adequada poderia incluir uma etapa de lavagem para a remoção dos contaminantes indesejáveis, antes da moagem do vidro que contém silício. Por exemplo, é desejável que o vidro que contém silício seja lavado com água para a remoção de qualquer areia e quaisquer outros contaminantes imprevisíveis antes da moagem. A utilização de uma etapa de lavagem deste tipo tipicamente leva a uma pureza maior do produto acabado e é especialmente desejável onde o vidro que contém silício é vidro reciclado, porque este material tipicamente tem um alto nível de contaminantes.

[0070] É claro, conforme será visto pelo trabalhador adestrado, em várias circunstâncias o vidro que contém silício tem uma qualidade suficiente, de forma que não há nenhuma vantagem com a etapa de lavagem. Em geral, a inspeção visual do material rapidamente determinará se uma etapa de lavagem será benéfica.

[0071] Outra etapa de tratamento prévio possível que poderia ser utilizada na etapa de produção do vidro de silício é uma etapa de moagem grosseira. Isto poderá ser benéfico quando o vidro que contém silício usado como a matéria- prima no processo da invenção contém partículas grandes e uma etapa de moagem grosseira poderá permitir um controle melhor da etapa de moagem utilizada posteriormente na invenção. Com certas fontes de vidro que contém silício poderá considerar- se que a utilização de uma etapa de moagem grosseira com uma etapa de moagem seja mais eficiente e econômica do que uma só etapa de moagem. Outra vez, assim como com a lavagem, a necessidade de uma etapa de tratamento prévio será capaz de ser determinada por um trabalhador adestrado no campo, com base em uma inspeção visual do material a ser submetido às etapas posteriores do processo da invenção.

[0072] Tão logo o vidro que contém silício a ser submetido ao processo da invenção tenha sido escolhido e submetido a quaisquer etapas de tratamento prévio, conforme descrito acima, ele está então pronto para a moagem do vidro para produção das partículas de pó de vidro tendo um teor de sílica pelo menos de 50% em peso, um teor de óxido de sódio pelo menos de 2% em peso e onde pelo menos 90% em peso das partículas têm um tamanho de partícula menor do que 200,0 μm. Em algumas realizações, o tamanho de partícula pelo menos de 90% em peso das partículas é ainda mais reduzido, até abaixo de 100,0 μm. Em algumas realizações específicas, o tamanho de partículas de pelo menos 90% em peso das partículas é ainda mais reduzido até abaixo de 37,0 μm. O solicitante descobriu que certas propriedades, tais como a capacidade de troca de cátions e a quantidade de silício solúvel e outros elementos de traços podem ser melhoradas reduzindo-se o tamanho de partícula.

[0073] Conforme utilizado aqui, o termo "tamanho de partícula" refere- se ao tamanho de partículas das partículas individuais conforme medido utilizando- se uma abordagem como a difração a laser. Outras abordagens para a determinação do tamanho de partícula seriam conhecidas por uma pessoa tendo adestramento na arte. As partículas da invenção poderão ter qualquer formato. Em alguns casos específicos, as partículas são partículas multifacetadas.

[0074] A etapa de moagem poderá ser executada utilizando-se qualquer tecnologia de moagem conhecida na arte. A etapa de moagem poderá ser executada no mesmo local de qualquer etapa de tratamento prévio ou o vidro que contém silício poderá ser tratado previamente em um local e então transportado para um segundo local onde é feita a moagem.

[0075] Exemplos de equipamentos de moagem adequados que poderiam ser usados no processo da invenção incluem moinhos de bola e moinhos a jato. Uma vantagem do uso de um moinho de bola é que o vidro da matéria-prima poderá ser molhado ou seco e é observado que a moagem úmida leva a resultados de moagem ligeiramente melhores.

[0076] Se o equipamento de moagem é um moinho a jato, condições de processo adequadas são uma vazão de alimentação de 10 kg - 5000 kg/h, com um suprimento de ar de 100 psi (690 kPa). A vazão de alimentação dependerá do tamanho do equipamento que está sendo usado e pode ser tão baixa quanto 10 kg/h ou até toneladas/h, com equipamento maior ou instalações múltiplas. Se for utilizado um moinho a jato, o material de alimentação deve ser limpo e seco. Em geral, com qualquer peça de equipamento que poderia ser usado no processo de moagem, um trabalhador adestrado no campo, tão logo receba os parâmetros de distribuição de tamanho de partícula descritos acima, poderá modificar as condições de operação do equipamento para produzir partículas de vidro tendo um tamanho apropriado de partícula.

[0077] Em algumas realizações, o procedimento de moagem poderá incluir a dissolução do material em vapor de alta pressão, alta temperatura. Esse tratamento com base em vapor poderá ser especialmente efetivo para a preparação de partículas tendo um tamanho de partícula especialmente baixo, da ordem de nanômetros.

[0078] Em certas realizações da invenção, depois da moagem as partículas de vidro estão prontas para uso como uma fonte de silício disponível de planta. Em certas realizações, no entanto, as partículas moídas são submetidas a uma etapa de lavagem.

[0079] Assim sendo, as partículas de pó de vidro são então tipicamente contatadas com uma solução de lavagem. A etapa de contato pode ser feita pela adição da solução de lavagem em uma câmara de lavagem que contém as partículas de pó de vidro, ou, alternativamente, pela adição das partículas de pó de vidro a uma câmara de lavagem que contenha a solução de lavagem. É claro que é também possível que ambas, a solução de lavagem e as partículas de pó de vidro, sejam adicionadas simultaneamente na câmara de lavagem. É também possível que a etapa de contato possa envolver uma quantidade de etapas de contato em seqüência, onde as partículas de pó de vidro são contatadas com a solução de lavagem várias vezes. Isto irá ocorrer, por exemplo, quando existe uma quantidade de câmaras de lavagem, quando o material que está sendo tratado é lavado várias vezes quando atravessa de uma câmara para a outra, levando a um produto final lavado.

[0080] Uma quantidade de soluções de lavagem poderia ser usada no processo da invenção. A solução de lavagem, tipicamente, contém um ácido ou uma fonte de ácido. Sem desejarmos ser limitados por teoria, acredita-se que isto remove certos contaminantes metálicos do vidro e aumenta o nível de silício disponível da planta. O ácido poderá ser um ácido orgânico ou inorgânico, apesar de ser típico que o ácido seja um ácido inorgânico, como um ácido mineral. Ácidos adequados para uso no processo da invenção incluem o ácido sulfúrico, ácido clorídrico, e o ácido nítrico. Descobriu-se que o ácido clorídrico é especialmente adequado.

[0081] A quantidade de solução de lavagem utilizada no processo dependerá do estado inicial do vidro e das condições de projeto do processo a ser utilizado (batelada, contra fluxo contínuo). A quantidade de solução de lavagem a ser usada em qualquer processo pode ser rapidamente determinada pela pessoa responsável. Tipicamente, no entanto, aquela quantidade de solução de lavagem deve ser usada em excesso. A solução de lavagem poderia ser usada em qualquer nível de concentração, apesar de se considerar no processo que quanto menor for a concentração usada de solução de lavagem, será requerido mais volume de solução de lavagem, levando a volumes comercialmente inaceitáveis de solução de lavagem requerida.

[0082] Em princípio, a temperatura durante a etapa de lavagem é irrelevante, porque o processo poderá ser executado em qualquer temperatura na qual a solução de lavagem é um líquido. Assim sendo, por exemplo, o processo poderá ser executado na temperatura ambiente. Tipicamente, no entanto, o processo é executado em temperaturas elevadas, porque descobriu-se que as temperaturas elevadas aumentam a velocidade do processo. A temperatura, portanto, geralmente está entre cerca de 40 ° C e cerca de 80 ° C, com uma temperatura de cerca de 60 ° C sendo a adequada.

[0083] Descobriu-se também que é desejável que durante a etapa de lavagem, as partículas de pó de vidro sejam agitadas para aumentar a interação entre as superfícies das partículas de pó de vidro e a solução de lavagem. A etapa de lavagem poderá também ser executada em pressões elevadas.

[0084] A duração da etapa de lavagem requerida dependerá de vários fatores, tais como a temperatura durante a etapa e a concentração da solução de lavagem utilizada. Tipicamente, descobriu-se que quanto maior for a concentração da solução de lavagem e maior a temperatura de contato, mais curta será a necessidade da duração. Em geral, no entanto, a etapa de lavagem é executada durante um período de 4 a 12h. Em uma realização, a etapa de lavagem é executada durante cerca de 8h.

[0085] O processo de moagem e lavagem conforme descrito acima é descrito como um processo de uma só etapa na qual as partículas de vidro são tratadas de uma forma em batelada. Assim sendo, com referência à etapa de lavagem, por exemplo, as partículas de vidro são contatadas com uma solução de lavagem em um processo em batelada onde toda a lavagem ocorre em uma só câmara. O processo, é claro, pode ser executado como um processo de etapas múltiplas no qual uma quantidade de etapas de contato é executada em série para produzir as partículas finais de vidro. Isto pode ocorrer dentro da mesma câmara de reação ou pode ocorrer onde uma quantidade de câmaras de lavagem é ligada em série. Da mesma forma, a etapa de moagem poderia ser executada em um só aparelho de moagem e poderia incluir a submissão das partículas de vidro a uma quantidade de aparelhos de moagem, onde o tamanho de partícula é reduzido de cada vez, até que seja obtido o tamanho desejado de partículas.

[0086] Após a etapa de lavagem (se usada), as partículas de vidro tipicamente são isoladas utilizando-se técnicas convencionais. Um procedimento típico de isolamento envolve a remoção da solução de lavagem, a lavagem das partículas de vidro com água limpa, a filtragem do material de lavagem e a prensagem da torta do filtro semi-sólida para a remoção do excesso de umidade, seguido por secagem.

[0087] O processo da invenção, conforme descrito acima, produz as partículas de pó de vidro da invenção conforme descrito anteriormente. Estas partículas de pó de vidro poderiam ser usadas como a fonte de silício disponível de planta. Em utilização, as partículas de pó de vidro poderiam ser usadas em um formato tal que as partículas de pó de vidro são adicionadas na vazão desejada no meio de cultivo de planta (tipicamente, o solo) ou elas poderiam ser usadas em mistura com um ou mais outros ingredientes em uma mistura de componentes múltiplos. Outros ingredientes adequados em tal mistura de componentes múltiplos poderiam incluir fertilizantes, minerais, material orgânico, ajustadores de pH, agentes de umidificação do solo, e semelhantes. A quantidade de material a ser adicionada, tipicamente, é uma quantidade entre 1 kg e 8 toneladas por hectare.

[0088] Independentemente das partículas de pó de vidro serem utilizadas sozinhas ou como parte da mistura, elas tipicamente são utilizadas ou espalhadas utilizando-se técnicas bem conhecidas na arte, e a técnica de escolha dependerá da aplicação específica. Conforme ficaria claro para uma pessoa responsável, o procedimento para espalhar esse material em uma grande extensão da plantação de cana-de-açúcar seria diferente do procedimento utilizado para espalhar o material em um jardim de subúrbio. Em cada caso, um encarregado adestrado, rapidamente seria capaz de escolher uma técnica de aplicação e nível adequados.

[0089] A invenção será agora descrita com referência aos seguintes exemplos: EXEMPLOS Exemplo 1 - Moagem de vidro

[0090] Uma amostra de vidro descartado foi obtida de um fornecedor de vidro reciclado e moída até um tamanho inicial de partícula menor do que 5 mm. Este foi então lavado com água para remover os contaminantes. O vidro foi secado e então submetido à moagem em um moinho a jato. Foi utilizado um moinho a jato de 12 polegadas, a vazão de alimentação foi de 10 kg/h, o suprimento de ar era de 100 psi (690 kPa) e 200 cfm (340 m3/h) para produzir partículas de vidro finas. O material foi então dividido em duas partes iguais. Uma das quantidades foi retida como uma amostra de uma primeira passagem e uma das duas quantidades foi então submetida outra vez a uma segunda passagem através do moinho a jato para produzir um produto de segunda passagem. A análise do tamanho de partículas e as áreas superficiais específicas das duas partículas de vidro assim produzidas são mostradas na Tabela 2.

[0091] A distribuição de tamanho de partículas foi determinada utilizando-se um "Mastersizer 200" da Malvern Instruments Limited. Cada amostra foi dispersada em água imediatamente antes da análise. Foi aplicada uma dispersão ultrasônica em uma das duas amostras, conforme indicado durante a análise.

[0092] A análise do tamanho de poros e da área da superfície através de adsorção de nitrogênio foi executada utilizando-se o ASAP 200 da Micromeritics Instrument Corporation. A amostra foi evacuada a 120 ° C durante 24h para assegurar que as superfícies expostas estavam livres de qualquer material adsorvido. Após este período de evacuação, a amostra foi apresentada para análise. Tabela 2 - Parâmetros de tamanho de partícula

[0093] Estes resultados são mostrados graficamente nas figuras 1 e 2. Os títulos usados nas figuras podem ser correlacionados com os títulos usados na tabela acima como se segue: Nenhuma sonicação - Primeira passagem = SLG02/14 1P nenhuma sonicação Nenhuma sonicação - Segunda passagem = SLG03/14 2P nenhuma sonicação Sonicação - Primeira passagem = SLG02/14 1P Sonicação Sonicação - Segunda passagem = SLG03/14 2P Sonicação Exemplo 2 - Moagem a jato seca

[0094] Foi preparada uma outra amostra através de moagem por jato seco sem nenhum ácido ou outro tratamento posterior. A distribuição de tamanho de partícula foi determinada utilizando-se um "Mastersizer 200” da Malvern Instruments Limited. Cada amostra foi dispersada em água imediatamente antes da análise. Tabela 3 - Parâmetros de tamanho de partícula

Exemplo 3 - Moagem e lavagem ácida

[0095] Uma amostra foi moída de acordo com o procedimento de uma só passagem no exemplo 1, e então foi submetida a uma etapa de lavagem com ácido clorídrico a 1:1 em uma temperatura de 60 ° C durante um período de 8h com agitação suave. Após o término da etapa de lavagem, a amostra foi separada da solução de lavagem, foi lavada com água para remover qualquer ácido residual e então foi secada para produzir uma amostra lavada, moída. Exemplo 4 - Moagem e extração "Soxlet"

[0096] Uma amostra foi moída de acordo com o procedimento de uma só passagem do exemplo 1 e então foi submetida a uma etapa de lavagem com um aparelho de extração Soxhlet com ácido clorídrico a 1:1 durante um período de 8h. Após o término da etapa de destilação, a mostra foi separada do líquido, foi lavada com água para a remoção de qualquer ácido residual e então foi secada para produzir uma amostra extraída Soxhlet, moída. Exemplo 5 - Composição química

[0097] A composição química das partículas de vidro produzidas nos exemplos 1 a 4 foi determinada utilizando-se fluorescência de raios X. Os resultados são mostrados na tabela 4. Tabela 4 - Composição química dos materiais, % por peso

[0098] Conforme pode ser visto, todas as amostras tinham níveis comparáveis de SiO2 com a maior diferença sendo a lixiviação de óxidos de cálcio e de sódio. Exemplo 6 - Níveis de silício disponível na planta

[0099] As amostras dos exemplos 1 a 4 foram então analisadas para a determinação dos níveis de silício disponível na planta. Os resultados da análise são conforme mostrado na Tabela 5. Tabela 5 Silício disponível na planta

[00100] Conforme pode ser visto, as amostras lavadas tinham uma leitura significativamente maior do silício disponível da planta. Exemplo 7 - Absorção de silício por trigo

[00101] Foi executado um teste de cultivo de planta para a determinação da habilidade dos materiais da invenção de agirem como uma fonte de silício disponível. 12 bandejas de terra com um tamanho de 320 mm x 240 mm foram cheias com 13,47 kg de terra e cada bandeja foi semeada com 215 g de sementes de trigo, qualidade de semente. As bandejas foram então divididas em três grupos de teste e tratadas como se segue: Grupo 1: (4 bandejas) Estas constituíram o grupo de controle e não foi utilizado nenhum aditivo. Grupo 2: (4 bandejas) Estas constituíram um grupo que foi tratado com diatomita em doses equivalentes de 1, 3, 5 e 8 toneladas por hectare, respectivamente. Grupo 3: (4 bandejas) Estas constituíram um grupo que foi tratado com o material do exemplo 1 em doses equivalentes de 1, 3, 5 e 8 toneladas por hectare, respectivamente.

[00102] Todas as bandejas foram aguadas manualmente com uma dose de nutriente aquoso fornecido pela Collmoore Fodder Pty Ltd. Este nutriente aquoso foi usado para os primeiros sete dias e então foi usada água de bica como um substituinte. As bandejas foram guardadas em condições do meio ambiente, mas foram colocadas para nunca ficarem expostas a qualquer chuva.

[00103] As amostras de tecido de planta foram tomadas de cada bandeja a 21 dias e foram analisadas em relação aos níveis de silício. Os resultados são mostrados na tabela 6. Tabela 6 Absorção de silício em trigo

[00104] Os resultados mostram claramente que o material do exemplo 1 age como uma fonte excelente de silício disponível de planta, porque a absorção de silício com as bandejas tratadas com este material era muito maior do que o controle ou as plantas tratadas com a fonte de silício conhecida de diatomita. Exemplo 8 - Capacidade de troca de cátions para partículas de vidro

[00105] A capacidade de troca de cátions e o silício disponível de planta foram determinados para as partículas de vidro do Exemplo 2. Tabela 7 - Capacidade de troca de cátions para partículas de vidro, incluindo o silício disponível de planta

Exemplo 9 - Propriedades químicas em função do tamanho de partícula

[00106] Foi moído vidro em vários tamanhos de partícula e as propriedades químicas das partículas resultantes foram analisadas. Os resultados são mostrados na Tabela 8. Tabela 8 - Capacidade de troca de cátions para partículas de vidro da invenção e matéria-prima como função do tamanho de partícula

A = Elemento/propriedade B = Matéria prima 400-1500 μm Média 683 μm C = Matéria prima 0-400 μm Média 377 μm D = Matéria prima 0-200 μm Média 112 μm E = Partículas da invenção 0,479-416 μm Média 15 μm F = Partículas da invenção 0,417-100 μm Média 8,65 μm G = Partículas da invenção 0,417-363 μm Média 3,437 μm H = Unidades

[00107] É evidente que, com uma redução no tamanho de partícula, muitas propriedades são melhoradas. De menção especial são as quantidades de cálcio, sódio, magnésio e de potássio que podem ser trocadas, e a capacidade de troca de cátions. Exemplo 10 - Testes com cevada (I)

[00108] Foram plantadas sementes de cevada em vasos limpos de 150 mm x 120 mm x 200 mm de profundidade. Foram utilizadas 40 g de sementes para cada vaso. O meio de crescimento era uma mistura de cultivo de semente comercial. Todas as sementes foram plantadas com a mesma profundidade.

[00109] Foram plantados em 4 vasos: Controle LT1 mais 10 ml/l de um fertilizante de nitrogênio a base de peixe Controle LT2, nenhum aditivo Controle LT4, partículas de vidro adicionadas em uma quantidade de 4 g LT6, partículas de vidro adicionadas em uma quantidade de 4 g, mais 10 ml/litro de fertilizante

[00110] As amostras LT4 e LT6 foram as primeiras a germinar, dois dias antes dos Controles. Ambas (especialmente a LT4) mostraram uma raiz e um crescimento de folha significativamente maior na colheita. O crescimento da folhagem da LT4 foi de 120 mm de altura enquanto que o controle (LT2) foi de 90 mm de altura. O sistema da raiz para a LT4 era de 80 mm, enquanto que o sistema de raiz do Controle tinha uma profundidade de 60 mm. Ambas as absorções de potássio e fósforo eram maiores do que os controles para ambas as amostras tratadas com silício. Controle e tecido da raiz do LT4

[00111] As plantas foram colhidas 10 dias após o plantio. Foi executada a análise do tecido da folha e um resumo dos resultados é apresentado a seguir: Tabela 9 - Análise do tecido da folha para os testes com cevada LT1, LT2, LT4 e LT6

Exemplo 11 - Testes com cevada (II)

[00112] A cevada foi plantada em dois vasos limpos usados anteriormente e em uma bandeja do tipo retangular (janela). 40 g de semente foram utilizadas para cada vaso. O meio de cultivo era o solo (ex Deniliquin, NSW). As amostras foram capeadas com solo peneirado através de uma peneira de 230 mm. O solo foi enviado para análise CEC (XP9). Todas as sementes foram plantadas na mesma profundidade.

[00113] Foram plantadas três amostras: Controle LT8, nenhum aditivo Partículas de vidro LT9 adicionadas em uma quantidade de 100 g Partículas de vidro LT10 adicionadas em uma quantidade de 6 g.

[00114] Parecia haver pouca diferença entre o Controle e as amostras tratadas, em relação à emergência da planta, apesar das LT9 e LT 10 demonstrarem um crescimento superior. A análise do tecido mostra uma grande diferença na absorção de sódio entre as três amostras. Tabela 10 - Análise do tecido da folha dos testes com cevada

Exemplo 12 - Testes com cevada (III)

[00115] Três vasos limpos foram semeados com sementes de cevada. Foram utilizadas 40 g para cada vaso. O meio de cultivo era uma mistura de cultivo de semente comercial. Todas as sementes foram plantadas com a mesma profundidade.

[00116] Foram plantadas três amostras: Controle LT16, nenhum aditivo Controle LT19, uma adição de um fertilizante NPK (no varejo) LT21, 10 g de partículas de vidro adicionadas, uma adição de um fertilizante NPK (varejo) LT19 e LT21 foram dosadas novamente com o fertilizante NPK a 7 dias.

[00117] Depois de três dias, as sementes LT16 não haviam brotado. As sementes LT19 e LT21 estavam brotando. O crescimento da raiz do Controle foi de 70 mm, o Controle com NPK adicionado foi de 60 mm e as partículas de vidro com a adição de NPK foi de 90 mm. A análise do tecido da folha foi conduzida após 24 dias. A absorção de fósforo era maior do que o controle para ambas as amostras tratadas com silício. Tabela 11 - Análise do tecido da folha para cevada LT1, LT19 e LT21

Exemplo 13 - Testes com tomate

[00118] Tomates (Grosse Lisse) foram plantados em vasos limpos, 150 mm x 120 mm x 200 mm de espessura. Duas amostras foram semeadas em cada vaso. O meio de cultivo era uma mistura de cultivo de semente comercial. Todas as sementes foram plantadas na mesma profundidade.

[00119] Foram plantadas sementes em três vasos: Controle LT11, nenhum aditivo Partículas de vidro, LT12, adicionadas a 40 mg por semente, adicionado 10% de CaO Partículas de vidro, LT13, adicionadas a 40 mg por semente

[00120] As sementes LT12 e LT13 emergiram dois dias antes do controle. As amostras LT12 e LT13 continuaram a mostrar um crescimento significativo maior e acima do Controle até o momento da colheita. As amostras foram colhidas 37 dias após o plantio. A análise do tecido da folha foi conduzida sobre as amostras. Ambas as absorções de fósforo e de potássio eram maiores do que o controle para ambas as amostras tratadas com silício. Tabela 12 - Análise do tecido da folha para os testes com tomate, LT11, LT12 e LT13.

Exemplo 14 - Testes com milho

[00121] Duas bandejas retangulares foram semeadas com milho. Foram utilizadas 40 g de sementes para cada bandeja. O meio de cultivo era uma mistura de cultivo de sementes. Todas as sementes foram plantadas com a mesma profundidade. As sementes tratadas emergiram em um dia antes do Controle. Ambas as amostras foram dosadas com um fertilizante de nitrogênio a 10 ml/litro após 18 dias e colhidas dois dias mais tarde. A análise do tecido da folha foi feita nas amostras. Foi notado um aumento significativo em ambas as absorções de zinco e potássio com a amostra tratada com a fonte de silício.

[00122] Foram plantadas duas amostras: Controle LT14, nenhum aditivo Partículas de vidro, LT15, adicionadas em uma quantidade de 1 g por semente. Tabela 13 - Análise do tecido das folhas para as amostras de milho LT14 - LT15

Exemplo 15 - Testes com feijão

[00123] Foram plantados em Allora (Qld) seis lotes de teste de feijão. Aproximadamente quatro semanas mais tarde, foram plantados outros lotes de teste. Foi retirada uma amostra de cada lote aproximadamente dois meses após a semeadura.

[00124] Cada lote tinha 0,36 ha e foram utilizadas duas variedades de feijão. "Simba" e "First Mate". Dois lotes eram Controles, dois lotes foram tratados com 2 e 4 quilos de silício, através da aplicação na folhagem no primeiro estágio de aparecimento de flores, e 2 outros lotes foram tratados com o material de silício aplicado como uma adição complementar de solo.

[00125] Todos os lotes receberam uma aplicação de 250 kg de um fertilizante NPK como um revestimento básico no plantio, e mais 250 kg de sulfato de amônia ("granam") foram adicionados como um revestimento secundário no início do aparecimento de flores.

[00126] A cultura foi colhida a 58 dias. As amostras de tecido das folhas foram obtidas em todos os lotes de teste, e mostraram pouca diferença em relação aos níveis de nutrientes entre todas as amostras. Amostras integrais de feijão foram colhidas ao mesmo tempo e enviadas para a análise do tecido, e outras amostras foram mantidas sob refrigeração para o teste da vida em prateleira. Depois de três semanas, os feijões que tinham crescido com um aditivo de silício estavam claramente mais saudáveis do que os feijões não tratados.

[00127] Foram também tomadas manualmente amostras da fruta durante a colheita. Foram retiradas amostras de 20 plantas de cada lote com frutas selecionadas que podiam ser vendidas. Os resultados desta comparação mostraram que todos os lotes tratados com o material de silício tinham rendimentos mais elevados do que os Controles.

[00128] Os resultados do rendimento são mostrados na tabela seguinte. Tabela 14 - Dados de rendimento dos testes com feijão

Exemplo 16 - Testes da cevada com fertilizante NPK solúvel "Thrive " Yates.

[00129] Este trabalho de teste foi projetado para testar a eficiência do material de silício como um substituto parcial para um material fertilizante comercial NPK ("Thrive"). Foram semeados 5 vasos: (i) um controle; (ii) um teste somente com 4 g de material de silício; (iii) um vaso com 8 g de "Thrive"; (iv) um com 25% de substituição e (v) um com uma substituição de 50%. As amostras foram colhidas 17 dias depois da semeadura.

[00130] Os resultados indicam claramente a absorção aumentada de silício com o "Thrive" e combinações de material de silício. A absorção de NPK é semelhante para as amostras tratadas, ao contrário do "Thrive" sozinho, com exceção de nitrogênio na amostra de 8g do (Thrive) sozinho. Deve-se notar que o valor de 8,1% de nitrogênio nesta amostra é superior aos valores considerados como sendo tóxicos para a vida da planta, e parece que o produto de silício teve um efeito de modificação com as outras amostras (misturadas). O tecido da folha e o crescimento da raiz das amostras combinadas eram equivalentes à amostra de 8 g do "Thrive".

[00131] Os resultados indicam que o material de silício pode ser usado para substituir até 50% deste fertilizante de NPK. Tabela 15 - Análise do tecido da folha das partículas de vidro e do "Thrive"

Exemplo 17 - Morango e tomate hidropônico

[00132] Foi executado o trabalho de teste na área de Deniliquin, localizada na estrada Deniliquin-Echuca. Os morangos ("Diamante") foram cultivados em tubos de PVC em uma estufa e a solução de nutriente foi recirculada através do sistema.

[00133] Uma seção de 15 m das plantas "diamante" foi tratada como partículas contendo silício da invenção, através da remoção das plantas com espaçamento de 1 m e da colocação de 10 mg das partículas diretamente na solução nutriente. A solução é alimentada por gotejamento e tem aproximadamente uma profundidade de 10 a 15 mm. Naquele momento, as plantas estavam em uma condição extremamente pobre, com pouco crescimento novo e uma quantidade de frutas extremamente pequena.

[00134] As plantas foram inspecionadas outra vez, duas semanas mais tarde. A melhoria visual no crescimento e na produção de frutas era óbvia, e as plantas apresentaram um crescimento extremamente saudável de folhas e frutas.

[00135] Foi conduzido um trabalho adicional de teste tratando-se 330 plantas de tomate novas com um adicional de solo de 2 - 3 g/planta.

[00136] Durante a inspeção da instalação depois de 2 meses, era óbvio que as plantas tratadas eram mais sadias do que os Controles não tratados, e demonstraram um aumento de crescimento estimado em torno de 10 - 15%. Exemplo 18 - Testes de trigo, em Allora

[00137] Lotes de trigo (QULL 2000) foram plantados em Allora (QKD) utilizando-se sementes revestidas com 10% ou 20% das partículas contendo silício da invenção. Foi plantado um hectare como o Controle e mais 2 hectares foram semeados com a semente revestida com as partículas da invenção: um hectare com as sementes revestidas com 10% das partículas e um hectare com 20% das partículas. Foi executada a análise do solo, que mostrou que o solo continha níveis adequados de silício solúvel, possivelmente devido a irrigação dos furos. A inspeção subseqüente desta cultura mostrou uma grande diferença no crescimento da raiz nas culturas tratadas, conforme demonstrado na Figura 3.

[00138] A cultura foi colhida aproximadamente quatro meses após a inspeção nos sistemas de raiz, apesar das indicações de aumento mais lento do crescimento do grão e um aumento significativo no crescimento da raiz com a cultura; os dados de rendimento indicam resultados semelhantes para ambos os lotes tratados e não tratados. Os dados de rendimento poderão ter sido influenciados pelas áreas relativamente pequenas envolvidas no teste, e notou-se que quando se utiliza a colhedeira principal grande (como neste exemplo) mesmo com um pequeno desvio da rota enquanto se faz a colheita poderá distorcer os resultados. No entanto, a adição das partículas da invenção parece ter um impacto substancial na formação da raiz. Exemplo 19 - Testes de trigo e de grão-de-bico

[00139] As partículas contendo silício da invenção foram utilizadas como um acréscimo de solo e a aplicação em folhas de grão-de-bico, trigo e cevada, em uma quantidade de culturas, na área de Darling Downs do “Queensland” do Sul.

[00140] A inspeção destas culturas depois de 3 - 4 meses mostrou um grande aumento no crescimento da raiz para as culturas de cereal tratadas (assim como uma maturidade mais lenta) e um grande aumento na nodulação de nitrogênio com o grão de bico tratado. A figura 4 mostra tais diferenças visuais entre o Controle e as plantas tratadas. Exemplo 20 - Testes com amendoim, Estação de pesquisa DPI, Kingaroy (Qld)

[00141] Foi feito o trabalho de teste em Kingaroy utilizando-se partículas contendo silício da invenção como uma aplicação foliar em solo, a 10 kg por hectare, em uma cultura de amendoim.

[00142] Foram obtidas amostras das plantações depois de três meses e o tecido das folhas foi enviado para análise. As diretrizes para teor de zinco em tecido de folhas de plantas de amendoim recomenda um limite superior de 60 ppm; para as diretrizes para boro sugerem que ele é um dos elementos mais importantes para o amendoim. Os resultados do tecido da folha (15) são mostrados na tabela abaixo: Tabela 16 - Análise do tecido da folha para os testes de amendoim: aplicação nas folhas e no solo

[00143] Outra vez parece que o uso de partículas da invenção permitiram que as espécies absorvam ou rejeitem seletivamente os elementos críticos. Os níveis de sódio, zinco e boro variam consideravelmente entre o tecido da folha das plantas de controle e o tecido da folha daquelas plantas tratadas com partículas da invenção. Exemplo 21 - Teste de milho doce

[00144] Uma cultura de milho doce foi plantada e colhida depois de 3 - 4 meses. O projeto do teste consistia de tiras comparativas, lado a lado. Havia 2 tiras convencionais, uma tira tratada com um programa de bio-fertilizante, e uma tira tratada com um programa de bio-fertilizante com as partículas de vidro contendo silício da invenção. Cada tira consistia pelo menos de 6 linhas plantadas de milho, com comprimento de aproximadamente 400 m.

[00145] Os tratamentos do fertilizante eram como se segue: Programa convencional (C1 & C2) a. Tratamento prévio da planta - Incitec 74079 @ 350 kg/ha. Aplicado no plantio. b. Revestimento secundário - uréia @ 200 kg/ha. Aplicado depois de 23 dias. Programa de bio-fertilizante (B1) a. Tratamento prévio da planta - Platinum 957 (Ausmin) @ 250 kg/ha. Aplicado no plantio. b. Revestimento secundário - uréia bio-revestida @ 150 kg/ha. Aplicado depois de 23 dias. c. Umidificação do solo - Huma Base (Ausmin) @ 100litros/ha + solo Biobrew @ 30 litros/ha. Aplicada depois do plantio.

[00146] Os programas de bio-fertilizante tiveram menos nutrientes importantes aplicados. O teste foi projetado para ver se a eficiência de uso do nutriente melhorado (kg de rendimento por unidade de nutriente aplicado) para os nutrientes importantes de N, P e K podia ser obtida através da melhoria da atividade biológica com um bio-fertilizante e/ou as partículas da invenção.

[00147] Todos os tratamentos receberam uma aplicação de um herbicida de pré-emergência (Dual Gold (metolochlor)). As áreas convencionais também foram aspergidas com um inseticida (Chlorpyriphos) para pestes de insetos. Os terrenos bio-fertilizados não foram tratados com o inseticida, para evitar impactos potenciais dos produtos químicos sobre os inoculantes biológicos aplicados e no estado de imunidade da planta. Tabela 17 - Quantidades de nutrientes aplicados por hectare para cada tratamento

Tabela 18 - Níveis totais de nutriente, de nutrientes escolhidos nas espigas de milho durante a colheita

[00148] Devido à guarda da cultura em função de uma tempestade imediatamente antes da colheita, foi obtido um rendimento por hectare determinando-se o número de espigas por metro linear. Assumindo-se a largura de plantio de 50 cm e comprimento da tira de 100 m, haveriam 200 fileiras plantadas por hectare. Isto é igual a 20.000 metros lineares. O rendimento foi então calculado como o número estimado de espigas por hectare. Utilizando-se os dados de peso médio coletado por espiga, foi também calculada a tonelagem por hectare. Estas figuras são mostradas na Tabela 19. Tabela 19 - Cálculos do rendimento para os testes de milho

[00149] Os tratamentos convencionais usaram tanto quanto três vezes de fertilizante P por tonelada de milho crescido, comparado com os tratamentos com bio-fertilizante. Os tratamentos convencionais usaram mais de duas vezes a quantidade dos fertilizantes S e K por tonelada de milho crescido, quando comparado com o bio-fertilizante. O nitrogênio requerido por tonelada de milho crescido era um quarto menor nos tratamentos com bio-fertilizante, quando comparado com os convencionais. A Tabela 20 mostra as figuras NUE para os quatro nutrientes principais N, P, K e S. Tabela 20 - Figuras da eficiência de uso de nutriente (NUE) para N, P, K e S (kg/tonelada/hectare)

[00150] Foram calculados os indicadores do desempenho econômico para a cultura. A receita bruta foi calculada a partir do preço unitário por espiga multiplicado pelo número de espigas crescidas por hectare. A margem bruta para cada tratamento foi então calculada deduzido o custo dos fertilizantes aplicados, assim como dos agroquímicos aplicados para cada tratamento. Foi feita uma estimativa de que os custos de mão-de-obra, maquinaria, aspersão e colheita eram idênticos para todos os tratamentos. O fertilizante e os tratamentos convencionais tiveram uma aplicação de aspersão cada um deles. A Tabela 21 mostra os resultados dos cálculos da receita bruta, custos de fertilizante e margem bruta para a cultura. Tabela 21 - Receita bruta estimada, custos de fertilizante e margem bruta por hectare para os três tratamentos

a - calculado por subtração dos custos de fertilizantes da margem bruta. Foram excluídos os custos de mão-de-obra de aplicação das partículas contendo silício. b - preço unitário de $ 0,45 por preço de venda de espiga. A margem bruta é o preço unitário multiplicado pelo número de espigas/hectare.

[00151] Ambos os tratamentos B1 e B2 demonstraram um peso maior da raiz, contagem e Brix das espigas aumentado, peso e rendimento aumentados, e uma Eficiência de Uso de Nutriente muito superior. Ambos os B1 e B2 tiveram um desempenho muito superior aos Controles, apesar da alimentação de NPK e S ser até 50% menor.

[00152] O tratamento com as partículas da invenção parece conferir uma produção geral maior ao milho. Enquanto o rendimento e a margem bruta eram significativamente melhorados somente pelo tratamento com o bio-fertilizante, o tratamento que incluiu um revestimento da semente com silício utilizando-se as partículas da invenção mostrou a maior margem bruta. Mais especificamente, uma comparação de custo-benefício mostra que o tratamento com B1 (alimentação de bio-fertilizante sem o silício) aumentou o retorno líquido comparado com os Controles em $ 1592 por hectare, e o tratamento com B2 (bio-fertilizante mais 10 kg/ha de partículas da invenção) aumentou o retorno líquido em $ 3107 por hectare.

[00153] Finalmente, deve ser entendido que poderão ser introduzidas nas construções e arranjos das partes descritas anteriormente várias alterações, modificações e/ou adições, sem se afastarem do escopo ou do âmbito da invenção.

Claims

1. Método de fornecimento de silício disponível para plantas para uma planta ou para um meio de cultivo de planta, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui a aplicação na planta ou no meio de cultivo da planta de partículas de pó de vidro contendo silício contendo sílica amorfa em que as partículas têm um teor de sílica de pelo menos 50% em peso e um teor de óxido de sódio de pelo menos 10% em peso, em que pelo menos 90% em peso das partículas têm um tamanho de partícula menor do que 37,0 μm.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 1 nm a 37,0 μm.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 200 nm a 37,0 μm.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 1 μm a 25,0 μm.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de pó de vidro contendo silício têm um tamanho médio de partícula de 8 μm a 25,0 μm.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos 50% em peso das partículas têm um tamanho médio de partícula menor do que 20,0 μm.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de sílica de pelo menos 60% em peso.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas de pó de vidro contendo silício têm um teor de sílica de pelo menos 70% em peso.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de cultivo de planta é solo, mistura de envasamento, composto ou um meio sem terra, tal como utilizado em sistemas hidropônicos.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas são aplicadas a uma taxa entre 1 tonelada por hectare e 1000 toneladas por hectare.

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que as partículas são aplicadas a uma taxa entre 1 kg e 1000 kg por hectare.