CS259707B1

CS259707B1 - A method for producing a stable liquid soluble titanium concentrate universally applicable to plant nutrition

Info

Publication number: CS259707B1
Application number: CS853775A
Authority: CS
Inventors: Josef Krizala; Alexander Palffy; Milan Saha; Jan Balcarek; Jiri Zavodnik; Milos Crha
Original assignee: Josef Krizala; Alexander Palffy; Milan Saha; Jan Balcarek; Z Jiri; Milos Crha
Priority date: 1985-05-27
Filing date: 1985-05-27
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS377585A1

Abstract

Na· roztok, titamylsulfiálsu· se. působí. adospoh stechiametr.ickým. množstvím kyseliny vinné nebo její solí a pitomíse směs zneutnalizroje čpavkovou vodo.w na· pH: 6: až: & Připravený titanový koncentrát je stabilní v širokém rozmezí pH 2 až 12: Je- možno: jej; libovolně ředit vodou a· mísit ss kyselými či- áUsadický1· niti roztoky a se: všemi druhy- běžně: vyráběných kapalných: hno.jiv a pesticidů. raapuatných ve vodě.The solution, titamyl sulfate, is treated with a stoichiometric amount of tartaric acid or its salt and the mixture is neutralized with ammonia water to pH 6 to pH 12. The prepared titanium concentrate is stable in a wide range of pH 2 to 12. It can be diluted with water and mixed with acidic reagents and with all types of commonly produced liquid fertilizers and pesticides that are soluble in water.

Description

Vynález se týká způsobu výroby stabilního koncentrovaného roztoku titanu v rostlinami asimilovatelné formě, který je univerzálně použitelný při doplňkové výživě rostlin.The invention relates to a process for the production of a stable concentrated solution of titanium in plant-assimilable form, which is universally applicable in supplementary plant nutrition.

V posledních letech přibývají přesvědčivé důkazy o tom, žc titan patří k důležitým biogenním prvkům u rostlin. Bylo zjištěno, že titan je rostlinami inkorporován a je akumulován v chloroplastech, kde se zúčastňuje biochemických pochodů. Dále bylo prokázáno, že titan urychluje životní děje v rostlinách, příznivě ovlivňuje asimilaci živin a hromadění škrobu a cukrů.In recent years, there is increasing evidence that titanium is an important biogenic element in plants. Titanium has been found to be incorporated by plants and accumulated in chloroplasts where it participates in biochemical processes. In addition, titanium has been shown to accelerate life processes in plants, favorably affecting the assimilation of nutrients and the accumulation of starch and sugars.

V našich půdách je poměrně vysoký obsah titanu. Udává se, že koncentrace titanu v půdě se pohybuje v průměru mezi 4 500 až 4 850 mg na kg půdy. Při pH 4 až 8, které vyhovuje prakticky všem rostlinám se však titan vyskytuje v nerozpustné formě a je tedy pro rostliny nepřístupný. Rozpustnou formu titanu je možno získat jeho převedením na chelát. Rostliny mohou z chelátů přijímat živiny buď z půdy kořenovým systémem, nebo také přes list.In our soils is relatively high titanium content. The titanium concentration in the soil is reported to be on average between 4,500 and 4,850 mg per kg of soil. However, at a pH of 4 to 8 which satisfies virtually all plants, titanium is present in insoluble form and is therefore inaccessible to plants. The soluble form of titanium can be obtained by converting it to a chelate. Plants can receive nutrients from chelates either from the soil through the root system or through the leaf.

Některé živiny jsou v rostlinách přirozeně vázané v chelátech. Jako přirozené chelatační látky mohou sloužit aminokyseliny, peptidy, polysacharidy a polynukleotidy, 'thioly, fenoly a karboxylové kyseliny, zejména hydroxykyseliny. Je zřejmé, že použití některé v rostlinách přirozeně se vyskytující látky jako chelatačního činidla pro přípravu syntetického chelátu je vhodnější, než aplikace nefyziologického substrátu, např. pro tyto účely často používané kyseliny ethylendiaminotetraoctové. Existuje zde totiž nebezpečí předávkování chelátu, což má nepříznivý vliv na životní procesy v rostlinách. Fytotoxicita přípravku se projevuje předčasným žloutnutím listů až jejich opadáváním. Na cheláty jsou citlivé zejména některé druhy vína. Stejným fytotoxickým způsobem se projevuje i častější aplikace pro rostliny nefvziologických chelátů.Some nutrients are naturally bound in chelates in plants. Amino acids, peptides, polysaccharides and polynucleotides, thiols, phenols and carboxylic acids, in particular hydroxy acids, may serve as natural chelating agents. Obviously, the use of a naturally occurring plant-like substance as a chelating agent for the preparation of a synthetic chelate is preferable to the application of a non-physiological substrate, e.g. There is a risk of chelate overdose, which has an adverse effect on plant life processes. The phytotoxicity of the preparation is manifested by premature yellowing of the leaves or their fall. Certain types of wine are particularly sensitive to chelates. In the same phytotoxic manner, more frequent application to plants of non-physiological chelates is manifested.

Toxicita chelátů spočívá v tom, že se chemicky váží na různé životně důležité sloučeniny v rostlinách, zejména na enzymy jako je fosfatasa, polyfenoloxidasa, katalasa aj. Mnohé kovy, mikroelementy, vystupují jako prostetické skupiny nebo aktivátory enzymů a předávkovaný chelát může z enzymu vyvázat kov a učinit jej biologicky inaktivním. Tím se v rostlinách naruší biochemické mechanismy a normální průběh metabolických pochodů, což se navenek projeví příznaky fytotoxicity.The chelate toxicity is that it chemically binds to various vital compounds in plants, especially enzymes such as phosphatase, polyphenol oxidase, catalase, etc. Many metals, microelements, act as prosthetic groups or enzyme activators, and an overdosed chelate can bind metal from the enzyme and make it biologically inactive. This disrupts the biochemical mechanisms and the normal course of metabolic processes in the plants, which externally shows signs of phytotoxicity.

Nebezpečí toxicity přípravku pro rostliny při předávkování se omezí použitím látek v rostlinách přirozeně se vyskytujících nebo jejich blízkých analogů jako chelatačních a solubilizujících látek. Jednou z nich je dikarboxylová dihydroxykyselina, kyselina vinná nebo její soli, která byla použita v předkládaném vynálezu.The risk of plant toxicity in overdose is reduced by the use of naturally occurring substances or their close analogues as chelating and solubilizing agents. One of these is the dicarboxylic dihydroxy acid, tartaric acid or salts thereof used in the present invention.

Byl vyvinut komerční preparát obsahující titan v chelátové vazbě. Bylo zjištěno, že při aplikaci 1 až 5 g titanu na hektar zvýšila se cukernatost řepy cukrové o 15 až 20 procent. Dále bylo prokázáno, že aktivní ingredience preparátu zvyšuje množství chlorofylu v rostlinných buňkách, urychluje fotosyntézu, zvyšuje stupeň využití základních živin a jiných mikroelementů, způsobuje silnější vzrůst rostlin, zvyšuje úrodu a zlepšuje kvalitu produkce.A commercial preparation containing titanium in a chelate bond has been developed. It was found that the application of 1 to 5 g of titanium per hectare increased the sugar content of sugar beet by 15 to 20 percent. It has also been shown that the active ingredient of the preparation increases the amount of chlorophyll in plant cells, accelerates photosynthesis, increases the degree of utilization of basic nutrients and other microelements, causes a stronger growth of plants, increases crop yield and improves production quality.

Po aplikaci titanového roztoku byla pozorována vyšší úroda a lepší kvalita plodů u rajčat, paprik a okurek, příznivý efekt se však projevil i u mladých sazenic, u nichž titan urychloval jejich růst. Úroda ovoce, např. jablek byla vyšší o 5 až 15 % a byl nalezen vyšší obsah cukru v· plodech. U vína vzrostl obsah cukru v hroznech o 6 až 15 % a simultánně s tím poklesl obsah kyselin. Titanový roztok měl pozitivní vliv i na všechny kultury ozdobných květin. Byl dokázán též přímý vliv titanu na mikrobiologickou fixaci dusíku hlízkovými bakteriemi u luštěnin.After application of the titanium solution, higher yields and better fruit quality were observed in tomatoes, peppers and cucumbers, but the young seedlings, where titanium accelerated their growth, had a positive effect. Fruit crops, such as apples, were 5-15% higher and found higher in sugar. In wine, the sugar content of grapes increased by 6 to 15% and simultaneously the acid content decreased. Titanium solution also had a positive effect on all decorative flower cultures. The direct effect of titanium on microbiological fixation of nitrogen by tuberous bacteria in legumes has also been demonstrated.

Pro přípravu stabilního titanového koncentrátu podle vynálezu se vychází s výhodou z roztoku titanylsulfátu získávaného jako meziprodukt při výrobě titanové běloby sulfátovým způsobem, u něhož solubilitu titanu zajišťuje prostředí kyseliny sírové. Tento roztok běžně obsahuje kolem 100 g T1O2/I, lze však použít i titanylsulfát jiného původu.For the preparation of the stable titanium concentrate according to the invention, it is advantageous to start from a solution of titanyl sulphate obtained as an intermediate in the production of titanium dioxide by a sulphate process in which the solubility of the titanium is ensured by a sulfuric acid environment. This solution normally contains about 100 g of TiO2 / l, but other titanyl sulfate may also be used.

Podstatou vynálezu je, že do roztoku titanylsulfátu se přimísí kyselina vinná v substanci nebo v podobě vodného roztoku. Místo volné kyseliny vinné lze použít vinany, např. Seignetovu sůl. Roztok se potom dobře promísí a neutralizuje čpavkovou vodou na pH 6 až 8, přičemž se původně mléčně zakalená směs zcela vyčeří. Takto připravený titanový roztok je stabilní v širokém rozmezí pH 2 až 12 a je možno jej libovolně ředit vodou a mísit s kyselými či alkalickými roztoky, aniž by došlo k vysrážení titanu.It is an object of the invention that tartaric acid is added to the titanyl sulfate solution in the substance or in the form of an aqueous solution. Instead of free tartaric acid, tartrates such as Seignet's salt can be used. The solution is then well mixed and neutralized with ammonia water to a pH of 6-8, whereby the initially milky mixture is completely clear. The titanium solution thus prepared is stable over a wide pH range of 2 to 12, and can be arbitrarily diluted with water and mixed with acidic or alkaline solutions without precipitation of titanium.

Titanový koncentrát je zejména vhodný pro obohacení běžně vyráběných kapalných hnojiv jako jsou NP roztoky atd. Rovněž je možno jej kombinovat s přídavky na ochranu rostlin proti hmyzu, houbám, plísním a pleveli s výjimkou olejových preparátů. Doporučená koncentrace titanu v postřikovém roztoku je 4,5 mg/1, při velkoplošné aplikaci se dávkuje 4,5 g/ha.The titanium concentrate is particularly suitable for the enrichment of commonly produced liquid fertilizers such as NP solutions, etc. It can also be combined with plant protection agents against insects, fungi, molds and weeds with the exception of oil preparations. The recommended concentration of titanium in the spray solution is 4.5 mg / l, for large-area application it is dosed 4.5 g / ha.

Popsaným postupem je možno připravit stabilní titanový roztok o koncentraci titanu vyšší než 10 g/1, avšak pro praktické použití je nejvhodnější volit koncentraci 4,5 g Ti/1, aby se přípravek pro aplikaci ředil v poměru 1 : 1 000.A stable titanium solution having a titanium concentration of greater than 10 g / l can be prepared as described, but for practical use it is best to select a concentration of 4.5 g Ti / l to dilute the composition for application at a ratio of 1: 1000.

Titanový koncentrát připravený podle vynálezu je možno mísit s alkalickými roztoky. Navíc vyniká značnou pufrační kapacitou, takže přídavek silné minerální kyseliny nebo alkalického hydroxidu u něj vyvolá jen malou změnu pH, aniž by došlo k precipitaci účinné složky. Ke konečné úpravě pH na hodnotu požadovanou odběratelem je tudíž možno použít i kyselinu solnou nebo- sírovou, resp. roztok hydroxidu sodného či draselného.The titanium concentrate prepared according to the invention can be mixed with alkaline solutions. In addition, it has a remarkable buffering capacity, so that the addition of a strong mineral acid or an alkaline hydroxide causes only a slight change in pH without precipitating the active ingredient. Thus, it is also possible to use hydrochloric acid or sulfuric acid to adjust the pH to the value desired by the customer. sodium or potassium hydroxide solution.

Příklad 1Example 1

Do 500 1 roztoku kyseliny vinné o koncentrací 4 % se za stálého míchání přidá 100 1 titanylsulfátu, který obsahuje přibližně 100 g TiOž/l. Směs se dobře promíchá a potom se neutralizuje 25% čpavkovou vodou až je původně kalný roztok zcela čirý, tj. až se dosáhne pH 6 až 8. Potřeba čpavkové vody na neutralizaci závisí na obsahu volné kyseliny sírové v titanylsulfátu a obvykle činí 50 až 70 1. Obsah titanu ve vyrobeném stabilním koncentrátu je 4,5 g Ti/1.To 500 L of 4% tartaric acid solution was added 100 L of titanyl sulfate containing about 100 g TiO 2 / L with stirring. The mixture is mixed well and then neutralized with 25% ammonia water until the initially cloudy solution is completely clear, i.e. until a pH of 6-8 is reached. The ammonia water requirement for neutralization depends on the free sulfuric acid content of the titanyl sulfate and is usually 50 to 70 L The titanium content of the stable concentrate produced is 4.5 g Ti / l.

Příklad 2Example 2

Do 100 1 titanylsulfátu o koncentraci 100 gramů T1O2/I se za stálého míchání nasype 20 kg kyseliny vinné. Po úplném rozpuštění substance se -obsah neutralizuje 10% čpavkovou vodou do pH 6 až 8, přičemž se směs stále intenzívně míchá. Obsah titanu ve vyrobeném stabilním koncentrátu je 22,6 g Ti/1.20 kg of tartaric acid are poured into 100 l of titanium sulphate at a concentration of 100 grams of T102 / L with stirring. Upon complete dissolution of the substance, the contents are neutralized with 10% ammonia water to a pH of 6-8 while stirring vigorously. The titanium content of the stable concentrate produced is 22.6 g Ti / l.

P ř í k 1 -a -d 3Example 1 -and -d 3

Rozpustí se 40 g vinanu draselno-sodného ve'400 1 vody a k tomut-o roztoku se za stálého míchání přidá 1-00 1 titanylsulfátu o koncentraci 100 g TÍO2/I. Potom se směs neutralizuje 25% čpavkovou vodou na pH 6 až 8. Obsah titanu ve vyrobeném titanovém koncentrátu je 6,7 g Ti/1.40 g of potassium sodium tartrate are dissolved in 400 l of water and 1-00 l of titanyl sulfate of 100 g TiO2 / l are added with stirring. The mixture is then neutralized with 25% ammonia water to a pH of 6-8. The titanium content of the titanium concentrate produced is 6.7 g of Ti / l.

Claims

Process for preparing a stable concentrated titanium solution universally applicable in supplementary plant nutrition, characterized in that the titanyl sulphate solution is treated with a stoichiometric amount of tartaric acid or its salts and then the mixture is optionally neutralized with ammonia water to pH