PL216242B1 - Powlekane nasienie roślinne, zastosowanie kompozycji powłokowej oraz sposób powlekania nasion - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest powlekane nasienie roślinne, zastosowanie zawierającej wodę i olej kompozycji powłokowej w postaci emulsji albo zawiesiny emulsyjnej do powlekania nasienia roślinnego oraz sposób powlekania nasion.

Z różnych powodów powlekanie nasion roślinnych należało od dawna do znanych technik. Istnieją różne obróbki powierzchniowe, które sięgają prostego konwencjonalnego traktowania uprawianych roślin pestycydami w celu zapobiegania chorobom roślin i zwalczania szkodników. W tym przypadku, nasiona jako takie traktuje się drobno zmielonym składnikiem czynnym lub zawierającą go mieszaniną proszków, albo środek czynny rozpuszcza się lub zawiesza w odpowiednim rozpuszczalniku, często w wodzie albo rozpuszczalniku organicznym, a następnie nasiona traktuje się otrzymanym roztworem albo zawiesiną.

W szczególności zbadano przydatność różnych polimerów do powlekania. Zatem, powszechnie znane jest powlekanie nasion na przykład polimerami rozpuszczalnymi w wodzie, takimi jak skrobia, metyloceluloza albo guma arabska. Główna niedogodność polega tu na wielkiej ilości wody związanej ze stosowaniem tych polimerów. Obchodzenie się z dużą ilością wody wymaga specjalnego sprzętu, a sam proces powlekania jest powolny. Aby zapobiec uszkodzeniu nasion powleczonych tą techniką nasiona muszą być często suszone w niskiej temperaturze. Poza tym wymienione wyżej polimery mają skłonność do tworzenia twardej, kruchej powłoki dookoła nasienia.

Powlekanie nasion stosowano także do opóźniania ich kiełkowania (EP 1 238 714, Landec Corp, US 6,230,438, Grow Tec Inc.). Polimery stosowano także jako środki utrwalające przy powlekaniu nasion substancjami, które dają inne skutki. Powlekanie może polepszyć takie właściwości jak odporność nasion na wysychanie, ciepło, zasolenie gleby i inne zewnętrzne czynniki obciążające. Przy powlekaniu uzyskuje się na przykład zwiększenie ciężaru lekkich nasion ryżu, przez co nie są one znoszone tak łatwo przez wodę albo wiatry (amerykański opis patentowy nr US 4,192,095). Powszechnie znaną operacją sprzyjającą wzrostowi jest także dodawanie do powłoki środków odżywczych.

Główne problemy pojawiły się z jednej strony ze słabym kiełkowaniem nasion, zwłaszcza gdy jako środek utrwalający zastosowano olej, a z drugiej strony ze słabą przyczepnością środka odżywczego do powierzchni nasion, gdy jako środek utrwalający zastosowano roztwory wodne. W celu rozwiązania tych problemów przeprowadzono wiele badań. Wypróbowano różne kompozycje środków utrwalających pod kątem przywierania środków odżywczych albo innych środków albo kompozycji sprzyjających wzrostowi do powierzchni nasion roślinnych.

Szybkość, z jaką korzenie rośliny osiągają nawóz ma w ciągu pierwszych tygodni wielki wpływ na zdolność rośliny do wykorzystywania środków odżywczych z nawozu do jej wzrostu i rozwoju.

Ilość podstawowych środków odżywczych (N, K, P, Ca, S, Mg) przechodzących z nawozów do roślin, to jest skuteczność odżywcza, zmienia się zwykle od kilku procent do 70 do 80 procent, przy czym szczególnie fosfor ma niską skuteczność, w przybliżeniu rzędu od 5 do 20%. Śladowe środki odżywcze (B, Co, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn, Cl) mają często nawet jeszcze niższą skuteczność.

Sposób rozprowadzania nawozu, to jest odległość pomiędzy nawozem i nasieniem, ma wpływ na zdolność rośliny do wykorzystywania środków odżywczych. W nawozie znajdującym się w pewnej odległości od nasienia, na przykład 6 cm, środki odżywcze mogą mieć czas na reagowanie z solami albo jonami w glebie i tworzenie słabo rozpuszczalnych związków zanim korzenie roślin dotrą do miejsca występowania nawozu.

Główną fazą początkowego rozwoju roślin jest tworzenie się korzeni. W pełni rozwinięty system korzeniowy będzie mógł później wykorzystywać skutecznie środki odżywcze związane w cząstkach gleby. Do rozwoju korzenie wymagają fosforu, a im mniejsza odległość pomiędzy fosforem a nasieniem, tym lepiej fosfor może być wykorzystany.

Gdy prowadzi się na przykład nawożenie fosforem, jak opisano wyżej, w postaci konwencjonalnego nawożenia rzutowego na powierzchnię gleby albo w postaci zmieszanej z wierzchnią warstwą ziemi, to wykorzystanie fosforu wynosi od 5 do 10%. Jeżeli nawożenie prowadzi się w postaci rozprowadzania w rzędach albo pasach w pewnej odległości od nasion, to wykorzystanie fosforu wyniesie w przybliżeniu 10%.

Nieznacznie lepsze wykorzystanie fosforu uzyskuje się wtedy, gdy nawóz fosforowy umieszcza się w bezpośredniej bliskości nasion albo wtedy, gdy nasienie jest powleczone nawozem. Stopnie wykorzystania wynoszą wtedy odpowiednio 15 i 20%.

PL 216 242 B1

Z publikacji patentowej nr WO 93/25078 jest znana kompozycja stosowana do powlekania nasion, która zawiera hydrolizat polisacharydów, na przykład hydrolizat karboksymetylocelulozy albo karboksymetyloskrobi. Roztwory wodne tych substancji można rozpylać na powierzchnię nasion także w postaci stosunkowo stężonych roztworów wodnych (30%).

Z drugiej strony stosowanie polimerów, które są nierozpuszczalne w wodzie, wymaga zwykle stosowania rozpuszczalnika organicznego, przy czym duża ilość rozpuszczalnika może ułatwiać wnikanie polimeru do nasienia. Do obróbki nasion można stosować także zawiesiny wodne tych polimerów. Takie zastosowanie jest znane z publikacji CA PLUS 112:17756 (PL 146138) i CA PLUS 122:49097 (PL 159474).

Z amerykańskiego opisu patentowego nr US 4,251,952 jest znane nasienie, które powleczono mieszaniną polimeru nierozpuszczalnego w wodzie i cukru. Stosowane tu polimery są różnymi polimerami albo kopolimerami dostępnymi w handlu.

Poza wymienionymi wyżej niedogodnościami znane sposoby mają ponadto niedogodność polegającą na nadawaniu powlekanemu nasieniu lepkiej powierzchni, co powoduje przywieranie nasion do siebie oraz słabą podatność nasion na płynięcie. Ponadto, sprzęt do obróbki nasion łatwo się zanieczyszcza. Z drugiej strony, powlekanie nadmierną ilością wilgoci może pociągać za sobą przedwczesne kiełkowanie nasion.

Z publikacji patentowej nr WO0145489 zgłaszającego znana jest powłoka nasienia utworzona z dwóch składników, w której pierwszy składnik składa się z wodnego środka utrwalającego, który zawiera ciekły rolniczy albo fermentacyjny produkt uboczny, a zwłaszcza melasę, i zemulgowany olej, i w której drugi składnik składa się z nawozu w postaci proszku. Opisana w tej referencji technika jest nazywana niżej obróbką nasion iSeed albo metodą iSeed.

Z nieopublikowanego zgłoszenia patentowego nr FI20011328 zgłaszającego znany jest optymalny nawóz i ilość nawozu dla różnych gatunków roślin, które przy współdziałaniu z wodnym środkiem utrwalającym dają optymalny łączny efekt pomiędzy procentem skiełkowanych nasion i pobieraniem fosforu.

Jeżeli nawet były dobre warunki wzrostu w warunkach poIowych i wykorzystanie fosforu zostało zwiększone, a ogólne zapotrzebowanie na nawożenie fosforowe zmniejszyło się, to w praktyce wciąż obserwowano pewne problemy.

Problemy stwarzał także wymóg mielenia surowca nawozowego do odpowiedniego stopnia rozdrobnienia. Poza tym, mielenie jako takie jest dodatkowym i problematycznym etapem procesu. Niektórych soli nie można w ogóle zemleć, na przykład ze względu na ich higroskopijność albo wodę krystalizacyjną. Ponadto drobny proszek nawozu powoduje pylenie. Gdy nasiona ocierają się o siebie, to część nawozu może oddzielić się od powierzchni nasienia, jeżeli mielenie nie jest jednorodne i/lub wielkość cząstek jest nawet nieznacznie większa niż normalnie.

W sposobie powlekania znanym z FI20011328 wymaga się mielenia do wysokiego stopnia rozdrobnienia (<50 μm) cząstek, tak aby pozostawały one przyklejone do środka utrwalającego na powierzchni nasienia. W pewnym sposobie, w którym do nasion dodaje się najpierw środek utrwalający, a następnie nawóz, stosunek pomiędzy środkiem utrwalającym a nawozem może zmieniać się od jednego nasienia do drugiego. W wyniku tego od powleczonych nasion w czasie ich obróbki może łatwo oddzielać się pył, który może mieć wpływ na dawkowanie nasion przez siewnik. Oddzielona część nawozu może kończyć się w glebie albo zbyt daleko od nasion albo może powodować przedawkowanie nawozu w miejscu poszczególnych nasion. Pył, który tworzy się przy obróbce nasion, uznaje się także za szkodliwy pod względem higieny pracy.

Regulowany rozpuszczalny preparat nawozowy, który zwiększa wydajność fosforu, jest znany w stanie techniki (US 5,482,529) i ma postać zawiesiny emulsyjnej albo emulsji i zawiera od 30 do 90% wagowych związków zawierających środki odżywcze dla roślin, od 5 do 50% wagowych wody, od 2 do 20% wagowych oleofilowej substancji organicznej i od 1 do 25% wagowych środka powierzchniowo czynnego, a także od 0,10 do 10% wagowych kwasu, albo jego mieszaninę, sól albo bezwodnik.

Sugerowaną postacią rozprowadzania nawozów emulsyjnych albo zawiesinowych było miejscowe rozprowadzanie na ziemi. Ten sposób wykazuje niedogodność polegającą na konieczności stosowania specjalnego urządzenia do rozprowadzania miejscowego i opakowań odpowiednich do obchodzenia się z cieczami. Na skutek specjalnych obróbek cena sprzedaży nawozu zawiesinowego albo emulsyjnego będzie znacznie wyższa niż cena odpowiedniego produktu ziarnistego. W normalnych zastosowaniach polowych wyższa wydajność nie zawsze pokrywa dodatkowe koszty.

PL 216 242 B1

Także i w tym przypadku nawóz dodaje się do zawiesiny w drobno zmielonej postaci. W celu uzyskania odpowiedniej wielkości ziarna stosowano typowo kosztowne mielenie na mokro w młynie kulowym. W przypadku nawozu stosowanego do powlekania nasion lepkość nawozu w postaci pasty ma skłonność do nadmiernego wzrostu.

Im bliżej nasion znajduje się nawóz, tym mniejsza jego ilość jest wymagana. Nawóz można umieszczać jako starter w rzędzie nasion, przy czym jednak będzie to szczególnie skuteczne wtedy, gdy umieści się go na powierzchni nasion. Nasienie, które zostało powleczone nawozem emulsyjnym albo zawiesinowym, jest skutecznym i ekonomicznym środkiem miejscowego rozprowadzania nawozu.

Wynalazek opiera się na odkryciu, że nie jest konieczne tworzenie najpierw warstewki środka utrwalającego na powierzchni nasion przed dodaniem środka odżywczego dla roślin, lecz środek odżywczy dla roślin można nieoczekiwanie łączyć ze środkiem utrwalającym, który ma postać emulsji wody i oleju, i w ten sposób poddawać go bezpośredniej styczności z powierzchnią nasienia.

Przedmiotem wynalazku jest powlekane nasienie roślinne, charakteryzujące się tym, że zawiera nasienie roślinne oraz kompozycję powłokową zawierającą mieszaninę 40 do 70% wagowych środka odżywczego dla roślin zawierającego sól fosforanową i środka utrwalającego, przy czym pH kompozycji powłokowej wynosi od 5 do 7 i kompozycja ma postać emulsji wody i oleju albo zawiesiny emulsyjnej wody i oleju.

Korzystnie kompozycja powłokowa zawiera:

a) od 40 do 70% wagowych środka odżywczego dla roślin zawierającego sól fosforanową,

b) od 0,5 do 15% wagowych oleju,

c) od 0,1 do 15% wagowych środka powierzchniowo czynnego typu woda w oleju,

d) od 10 do 45% wagowych wody,

e) od 0 do 25% wagowych cukru i

f) od 0 do 10% wagowych środka regulującego pH.

Korzystniej kompozycja powłokowa zawiera:

a) od 50 do 60% wagowych środka odżywczego dla roślin, zawierającego sól fosforanową,

b) od 1 do 10% wagowych oleju,

c) od 0,5 do 10% wagowych środka powierzchniowo czynnego typu woda w oleju,

d) od 15 do 40% wagowych wody,

e) od 0,5 do 25% wagowych cukru i

f) od 0 do 10% wagowych środka regulującego pH.

Korzystnie kompozycja powłokowa zawiera od 10 do 20% wagowych cukru.

Korzystnie w warunkach powlekania lepkość kompozycji powłokowej jest nie większa niż 10000 mPas, a zwłaszcza nie większa niż 3000 mPas.

Korzystnie nasienie zawiera od 0,5 do 25% wagowych kompozycji powłokowej w stosunku do ciężaru nasienia.

Korzystniej nasienie zawiera od 1 do 15% wagowych kompozycji powłokowej w stosunku do ciężaru nasienia.

Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie zawierającej wodę i olej kompozycji powłokowej w postaci emulsji albo zawiesiny emulsyjnej o pH od 5 do 7, przy czym kompozycja powłokowa zawiera mieszaninę 40 do 70% wagowych środka odżywczego dla roślin zawierającego sól fosforanową i środka utrwalającego, do powlekania nasienia roślinnego.

Przedmiot wynalazku stanowi również sposób powlekania nasion, polegający na tym, że

a) nasiona do powlekania poddaje się obróbce w urządzeniu nadającym się do obróbki nasienia i

b) dodaje się zawierającą wodę i olej kompozycję powłokową w postaci emulsji albo zawiesiny emulsyjnej o pH od 5 do 7, przy czym kompozycja powłokowa zawiera mieszaninę 40 do 70% wagowych środka odżywczego dla roślin zawierającego sól fosforanową i środka utrwalającego, do utworzenia powłoki na powierzchni nasienia.

Zgodnie z niniejszym wynalazkiem uzyskuje się powlekane nasienie roślinne, które składa się z nasienia, które jest powleczone kompozycją powłokową zawierającą wodę i olej w postaci emulsji albo zawiesiny emulsyjnej, przy czym kompozycja powłokowa zawiera mieszaninę środka odżywczego dla roślin i środka utrwalającego. Środek odżywczy dla roślin zawiera sól fosforanową.

Ponadto, zgodnie z wynalazkiem nasienie powleka się kompozycją powłokową, która ma postać emulsji albo zawiesiny emulsyjnej zawierającej wodę i olej, i która zawiera mieszaninę środka odżywczego dla roślin i środka utrwalającego.

PL 216 242 B1

Poprzez tworzenie emulsji albo zawiesiny emulsyjnej z oleju, wody, środka powierzchniowo czynnego i środka odżywczego dla roślin, to jest nawozu, można zapewnić jednorodny rozkład nawozu i środka utrwalającego w powłoce oraz ten sam ich stosunek w każdym nasieniu. W ten sposób oddzielanie się nawozu od nasienia może być zminimalizowane.

Nawóz można rozpuszczać w wodnej fazie emulsji albo zawiesiny emulsyjnej, przyczyniając się w ten sposób do jednorodnego rozkładu nawozu w powłoce.

Oddzielanie się nawozu, określone opisaną niżej próbą pylenia, jest korzystnie nie większe niż 2% wagowo, a zwłaszcza nie większe niż 1,5% wagowo w stosunku do ilości dodanego nawozu.

W korzystnej postaci kompozycja powłokowa według wynalazku zawiera:

a) od 40 do 70% wagowych środka odżywczego dla roślin zawierającego sól fosforanową,

b) od 0,5 do 15% wagowych oleju,

c) od 0,1 do 15% wagowych środka powierzchniowo czynnego typu woda w oleju,

d) od 10 do 45% wagowych wody,

e) od 0 do 25% wagowych cukru i

f) od 0 do 10% wagowych środka regulującego pH.

Gdy stosuje się stosunek oleju i wody podany w powyższej kompozycji, to jest od 0,5 do 15% wagowych oleju i od 10 do 45% wagowych wody, to uzyskuje się szczególnie korzystne właściwości związane z trwałością i/lub kiełkowaniem powlekanych nasion.

Kompozycja powłokowa według wynalazku może zawierać na ogół od 0 do 25% wagowych cukru, na przykład od 0,5 do 25% wagowych. Zgodnie z korzystnym rozwiązaniem kompozycja powłokowa, na przykład kompozycja opisana wyżej, zawiera cukier w ilości do 25% wagowych, zwłaszcza od 0,5 do 25% wagowych. Wymieniona ilość cukru jest korzystna z punktu widzenia trwałości powlekanych nasion.

Określenie trwałość oznacza tu głównie trwałość jakościowych właściwości powłoki. Powlekane nasiona nie zbrylają się, a nawóz nie oddziela się od powłoki, a zatem z produktu nie wydziela się żaden pył. Wymieniona trwałość oznacza także, że nasiona wciąż pozostają żywe.

Jeszcze korzystniej kompozycja powłokowa według wynalazku zawiera: a) od 50 do 60% wagowych środka odżywczego dla roślin, zawierającego sól fosforanową, b) od 1 do 10% wagowych oleju.

c) od 0,5 do 10% wagowych środka powierzchniowo czynnego typu woda w oleju,

d) od 15 do 40% wagowych wody,

e) od 0,5 do 25% wagowych cukru i

f) od 0 do 10% wagowych środka regulującego pH.

Kompozycja powłokowa ma pH korzystnie w granicach od 4 do 7, a dobre kiełkowanie uzyskuje się z nasionami, które powleka się kompozycją powłokową, która ma pH w podanym przedziale. Nasienie powleczone taką kompozycją powłokową ma ponadto dobre właściwości związane z płynięciem. Jeszcze korzystniej pH kompozycji powłokowej wynosi od 5 do 7.

Kompozycja powłokowa ma korzystnie postać emulsji albo pasty.

Z punktu widzenia właściwości związanych z rozprowadzaniem, kompozycja powłokowa powinna mieć w stosowanych warunkach powlekania dostatecznie niską lepkość, to jest lepkość nie większą niż 10000 mPas, a zwłaszcza nie większą niż 3000 mPas. Lepkość może wynosić na przykład od 500 do 3000 mPas, a temperatura może wynosić w warunkach powlekania na przykład od 20° do 40°C.

Wymieniony olej może być olejem mineralnym albo olejem organicznym. Olej mineralny może być na przykład olejem wazelinowym. Organiczne oleje roślinne obejmują na przykład olej z nasion rzepaku, olej lniany, olej oliwkowy, olej rzepakowy, olej sojowy, olej słonecznikowy, olej palmowy, olej kokosowy albo olej kukurydziany.

Do odpowiednich środków powierzchniowo czynnych należy na przykład lecytyna, lignosulfonian albo estry kwasu tłuszczowego i poliolu.

Cukier można dodawać do kompozycji powłokowej według wynalazku we wskazanej wyżej ilości. Cukier można dodawać także oddzielnie. Właściwość zestalanie się cukrów jest właściwością korzystną przy powlekaniu nasion. W mieszaninach według wynalazku lepkość takich substancji tiksotropowych jest korzystna. Emulsję albo zawiesinę można zatem łatwo rozprowadzać na powierzchni nasienia, na której zestala się ona i wiąże składniki nawozu. Do odpowiednich cukrów należy na przykład sacharoza, glukoza, maltoza, laktoza, fruktoza i ich mieszaniny, jak również inne cukry podane w wymienionym amerykańskim opisie patentowym. Ponieważ kompozycja powłokowa zawiera oprócz cukru także i wodę, to można stosować także zawierające cukier rolnicze albo fermentacyjne produkty uboczne, takie jak melasa, winasa albo syrop, taki jak syrop maltozowy, albo ich mieszaniny. Szcze6

PL 216 242 B1 gólnie korzystnie kompozycja powłokowa zawiera melasę albo sacharozę albo syrop albo ich mieszaninę. Całkowita ilość cukru wynosi korzystnie od 10 do 20% wagowych.

Składnik olejowy, środek powierzchniowo czynny i/lub kwas, jeżeli występują w kompozycji powłokowej, można zastąpić częściowo melasą. Melasa jako taka zawiera od około 40 do 50% wagowych cukru, od 5 do 10% wagowych różnych kwasów organicznych i od 5 do 10% wagowych białka (F.O. Lichts International Melasse- und Alkoholbericht 32, Jahrgang Nr. 8, 10 maja 1995, str. 111 - 115).

Wspomniany wyżej środek regulujący pH, który stosuje się do nastawiania pH kompozycji powłokowej korzystnie do wartości pH od 4 do 7, a zwłaszcza do pH od 5 do 7, może być kwasem albo zasadą. Kwas może być kwasem nieorganicznym, takim jak kwas azotowy albo fosforowy, albo kwasem organicznym, takim jak kwas C1-C10-monokarboksylowy, kwas hydroksykarboksylowy albo kwas dikarboksylowy, albo jego bezwodnikiem albo mieszaniną, albo każdym innym kwasem wspomnianym w wymienionym amerykańskim opisie patentowym nr US 5,482,529. Zasadą może być na przykład wodorotlenek sodu albo potasu.

Wymieniony środek odżywczy dla roślin zawiera fosforan. Korzystną solą fosforanową jest fosforan jednosodowy, jednopotasowy albo jednoamoniowy. Środek odżywczy dla roślin może być także mieszanką środków odżywczych zawierającą jedną albo więcej soli fosforanowych. Środek odżywczy albo mieszankę środków odżywczych można tworzyć także z kwasu fosforowego i różnych zasad. Kwas fosforowy może być każdym stężonym kwasem fosforowym, a zwłaszcza kwasem fosforowym o jakości nawozowej, z którego usunięto fluor. Zasadami mogą być tlenki, wodorotlenki, albo węglany, albo ich połączenia, na przykład KOH, NaOH, K2CO3, Na2CO3, NH3, CaO, MgO, CaCO3 albo CaMg(CO3)2.

Oprócz fosforanu jako składniki odżywcze mogą występować podstawowe jony nieorganiczne (pierwszorzędowe, drugorzędowe albo mikronawozy), a także związki organiczne uwalniające środki odżywcze, takie jak mocznik albo metylenomocznik. Do emulsji albo zawiesiny emulsyjnej można dodawać ponadto inne środki sprzyjające wzrostowi, takie jak pestycydy albo regulatory wzrostu.

Kompozycja powłokowa może zawierać także inne konwencjonalne składniki, takie jak środek konserwujący i/lub stabilizujący.

Wielkość nasion poddawanych obróbce powierzchniowej i ich właściwości powierzchniowe, które są specyficzne dla każdego gatunku roślin, określają odpowiednią kompozycję i stosowaną ilość emulsji albo zawiesiny emulsyjnej. Korzystne ilości wynoszą od 0,5 do 25 części wagowych emulsji albo zawiesiny emulsyjnej na 100 części wagowych nasion. Szczególnie korzystne ilości wynoszą od 1 do 15 części wagowych emulsji albo zawiesiny emulsyjnej na 100 części wagowych nasion.

Zgodnie z wynalazkiem opracowano sposób powlekania nasion, w którym powlekane nasiona poddaje się obróbce w urządzeniu odpowiednim do obróbki nasion i w celu utworzenia powłoki na powierzchni nasion dodaje się kompozycję powłokową zawierającą wodę i olej w postaci emulsji albo zawiesiny emulsyjnej, przy czym kompozycja zawiera mieszaninę środka odżywczego dla roślin i środka utrwalającego.

W jednym z korzystnych rozwiązań wynalazku powlekania nasion emulsją albo pastą nawozową nasiona dozuje się do bębna obrotowego, rozpyla emulsję albo pastę nawozową na zmieszane nasiona i miesza dalej nasiona w celu uzyskania jednorodnej powłoki. Po użyciu dużych ilości kompozycji powłokowej albo emulsji wodnej nasiona można na koniec suszyć w strumieniu powietrza.

W porównaniu ze stanem techniki jedna z zalet uzyskana z wynalazkiem polega na tym, że powłokę można tworzyć łatwiej w pojedynczym etapie za pomocą pojedynczej ciekłej kompozycji w porównaniu z dwuetapowym powlekaniem ciekłym środkiem utrwalającym i stałym nawozem w proszku (obróbka nasion metodą iSeed). Niniejszy wynalazek zapewnia również lepszą przyczepność nawozu do nasienia, zwłaszcza gdy do emulsji, albo zawiesiny emulsyjnej, dodaje się cukier.

Zgodnie z wynalazkiem nastawianie lepkości emulsji albo zawiesiny emulsyjnej można łatwo regulować za pomocą temperatury albo drogą dodawania małej ilości wody. Będzie to konieczne w urządzeniach do powlekania wymagających lepkości <500 mPas. Emulsję albo zawiesinę emulsyjną można pompować, gdy lepkość jest niższa niż 10000 mPas, a zwłaszcza niższa niż 3000 mPas.

Wynalazek umożliwia ponadto otrzymywanie emulsji bezpośrednio z kwasu i zasady, tak że nie jest konieczne żadne mielenie, a kompozycja nie jest związana ze specyficznymi, podatnymi na mielenie stałymi solami, lecz może być poddawana nastawianiu bezetapowemu. Stąd powłoka według niniejszego wynalazku umożliwia wybór środka (środków) odżywczego z szerokiej grupy użytecznych soli odżywczych, na przykład z konwencjonalnych soli środków odżywczych dla roślin, albo mogą być one tworzone w czasie tworzenia powłoki drogą stosowania odpowiednich kwasów i zasad.

PL 216 242 B1 pH kompozycji powłokowej można nastawiać elastycznie w zależności od wymagań gatunków roślin i/lub rodzaju gleby.

W związku z powlekaniem nasion wynalazek zapewnia większą elastyczność przy dodawaniu środków odżywczych. Kompozycja i pH nie są związane z surowcami, ponieważ można dodawać także składniki kwasowe i zasadowe. Poza tym kompozycja jest bardziej ekonomiczna, ponieważ sole nawozowe można zastępować środkami odżywczymi zawierającymi kwasy i zasady (na przykład kwas fosforowy albo wodorotlenek potasu).

Przy stosowaniu emulsji można unikać kosztownego mielenia i nie są konieczne żadne specjalne młyny do mielenia w zawiesinie emulsyjnej, ponieważ dzięki odpowiedniej ilości wody duże kryształy rozpuszczają się albo zmniejszają w czasie wytwarzania emulsji.

Emulsja albo zawiesina emulsyjna ma jednorodny stosunek środek odżywczy/środek utrwalający. Oddzielanie się środków odżywczych od nasienia zmniejsza się, ponieważ na powierzchni nie ma już oddzielnych cząstek nawozu. Wyeliminowane zostały także wszelkie problemy związane z wypalaniem przez sól, gdyż sole odżywcze nie gromadzą się na wrażliwych powierzchniach nasion.

Po kiełkowaniu powlekane nasienie zaopatruje korzenie rośliny w fosfor, jakiego one potrzebują. Fosfor na powierzchni nasion zapewnia wyraźnie lepszą drogę dla ważnego początkowego rozwoju rośliny w porównaniu z miejscowo rozprowadzonym nawożeniem i dodatkowo jest bardziej skuteczny w porównaniu z nawożeniem starterowym w rzędzie nasion. Doskonała skuteczność odżywcza jest korzystna dla kultywatora i zapewnia także, że dodatkowe obciążenia środkami odżywczymi nie będą obciążeniem dla środowiska, ponieważ przy stosowaniu powłoki według niniejszego wynalazku wymagane są mniejsze ilości nawozu. Po dobrym rozwoju początkowym roślina może także skutecznie wykorzystywać środki odżywcze związane poprzednio w glebie.

Następujące przykłady mają na celu szczegółowy opis wynalazku. Jeżeli nie wskazano inaczej, to procenty i części są procentami wagowymi albo częściami wagowymi.

P r z y k ł a d y

Przykłady porównawcze 1 i 2 ilustrują stan techniki, natomiast Przykłady 1 do 5 ilustrują niniejszy wynalazek. W przykładach porównawczych i w przykładach stosowano następujące środki utrwalające:

Środek utrwalający A o następującym składzie;

50% mieszanki melasy (44% cukru i 25% wody),

10% oleju mineralnego,

3,1% środka emulgującego,

0,6% środka stabilizującego i

36,3% wody a zawartość suchej masy wynosiła w przybliżeniu 51%.

Środek utrwalający B o następującym składzie:

45% mieszanki melasy (44% cukru i 25% wody),

9% oleju mineralnego,

2,8% środka emulgującego,

0,54% środka stabilizującego,

10% sacharozy,

32,7% wody.

Środek utrwalający C o następującym składzie:

49% mieszanki melasy (44% cukru i 25% wody),

9,8% oleju mineralnego,

3,0% środka emulgującego,

0,58% środka stabilizującego,

25% syropu maltozowego,

35,4% wody.

Oddzielanie się nawozu, to jest pylenie powleczonych nasion, oznaczono metodą przeznaczoną dla nawozów ziarnistych. Metoda polega na fluidyzacji 400 g powleczonych nasion w strumieniu powietrza w rurze. Pył porwany przez strumień powietrza zebrano na filtrze. Ilość pyłu oddzielonego od niepowleczonego nasienia w podobnej obróbce odejmuje się od ilości pyłu. Wynik podaje się w postaci procentów ilości nawozu zastosowanego w powłoce.

PL 216 242 B1

P r z y k ł a d p o r ó w n a w c z y 1

Wydajność zbioru nasion owsa z zastosowaniem sposobów nawożenia według stanu techniki

W czasie sezonu wegetacyjnego 2002 prowadzono szereg prób w celu porównania wydajności zbioru nasienia owsa potraktowanych powłoką nasienia metodą iSeed z nawożeniem starterowym zastosowanym w rzędzie nasion. W próbie porównywano tworzenie się zbioru roślin z fosforem stosowanym w powłoce nasienia i pewnymi ilościami fosforu stosowanymi jako nawożenie starterowe. Podstawowe nawożenie pod względem azotu i potasu przeprowadzono zgodnie z badaniami urodzajności gleby.

Powłoka nasienia otrzymana metodą iSeed oznacza obróbkę opisaną w publikacji patentowej WO0145489 zgłaszającego, w której nasiona traktuje się najpierw środkiem utrwalającym A w celu utworzenia warstewki środka utrwalającego na powierzchni nasienia, a następnie zmielonym fosforanem jednopotasowym (MKP).

W pięciu z sześciu prób, rośliny uprawiane z obróbką nasion według stanu techniki nie miały wyraźnie różnej wydajności zbioru w porównaniu z ziarnistym nawożeniem starterowym, które było bogatsze w fosfor i stosowano je w rzędzie nasion. W jednej z sześciu prób tworzenie się zbioru zmniejszało się znacznie o 400 do 800 kg. W tym miejscu próby warunki fosforowe w glebie były zaklasyfikowane bardzo nisko. Wyniki prób są przedstawione w Tabeli 1.

T a b e l a 1

Wpływ różnych sposobów nawożenia na wydajność zbioru owsa 2002

Wydajność zbioru tony/ha	Próba 1	Próba 2	Próba 3	Próba 4	Próba 5	Próba 6
Obróbka nasion metodą iSeed, 2 kg P/ha	4,4	5,7	5,9	5,7	5,9	6,5
Nawożenie starterowe w rzędzie nasion, 5 kg P/ha	4,4	5,7	5,6	6,1	5,9	6,7
Nawożenie starterowe w rzędzie nasion, 10 kg P/ha	4,4	5,7	5,7	6,5	6,1	6,7
Istotność	NS	NS	NS	***	NS	NS

NS = brak istotnej różnicy *** = istotność z 99,9% prawdopodobieństwem

Druga seria prób polegała na ściślejszym zbadaniu podziału nawozu fosforowego przy nawożeniu starterowym w rzędzie nasion i przy nawożeniu zastosowanym na powierzchni nasion stosując metodę iSeed. W tej serii prób porównywano wpływ obróbki nasion metodą iSeed na wydajność zbioru w glebie ubogiej w fosfor drogą podziału fosforowego nawozu starterowego w rzędzie nasion odpowiednio na pięć i dziesięć, albo dziesięć i dwadzieścia, kilogramów fosforu, oraz metodę iSeed samą albo razem z mniejszą partią nawozu starterowego porównywano z większą partią fosforu.

Wyniki prób są przedstawione w Tabeli 2.

T a b e l a 2

Próba podziału fosforu metodą iSeed powlekania nasion stosując nawóz ziarnisty zastosowany jako nawóz starterowy w rzędzie nasion. Pod innymi względami układ próby był taki sam jak w Tabeli 1

Wydajność zbioru, tony/ha	Próba 1
Nawóz starterowy, 5 kg P/ha	5,6
Nawóz starterowy, 5 kg P/ha + obróbka nasion metodą iSeed	6,2
Nawóz starterowy, 10 kg P/ha	5,7
Wydajność zbioru, tony/ha	Próba 2
Nawóz starterowy, 10 kg P/ha	4,7
Nawóz starterowy, 10 kg P/ha + obróbka nasion metodą iSeed	5,2
Nawóz startowy, 20 kg P/ha	5,1
Wydajność zbioru, tony/ha	Próba 3
Nawóz starterowy, 10 kg P/ha	4,1
Nawóz starterowy, 10 kg P/ha + obróbka nasion metodą iSeed	4,6
Nawóz starterowy, 20 kg P/h	4,1

PL 216 242 B1

Te wyniki prób wskazywały, że podział partii nawozu fosforowego na obróbkę nasion metodą iSeed i połowę konwencjonalnej partii nawozu starterowego dał lepszy wynik niż największa ilość zastosowanego nawozu starterowego. Innymi słowy, metoda iSeed umożliwiała zmniejszenie zastosowania nawożenia fosforowego nawet w glebie zaklasyfikowanej jako uboga w fosfor.

P r z y k ł a d p o r ó w n a w c z y 2

Wpływ dodatku cukru i syropu maltozowego na podatność na oddzielanie się nawozu i kiełkowanie z nasionami owsa i rzepaku powleczonymi nawozem.

Owies powlekano drogą obróbki nasion metodą iSeed poddając nasiona obróbce najpierw środkiem utrwalającym A albo środkiem utrwalającym B w celu utworzenia warstewki środka utrwalającego na powierzchni nasion, a następnie fosforanem jednopotasowym (MKP). W Tabeli 3 przedstawiono wyniki dwóch prób.

Zgodnie z powyższym nasienie rzepaku powlekano drogą obróbki metodą iSeed, to jest, mówiąc inaczej, traktując nasiona najpierw środkiem utrwalającym A, środkiem utrwalającym B albo środkiem utrwalającym C w celu utworzenia warstewki środka utrwalającego na powierzchni nasion, a następnie zmielonym fosforanem jednopotasowym (MKP). W Tabeli 3 przedstawiono wyniki dwóch prób.

T a b e l a 3

	Próba 1, brak powłoki	Próba 1, powłoka ze środkiem utrwalającym A	Próba 2, brak powłoki	Próba 2, powłoka ze środkiem utrwalającym B
MKP, % ciężaru nasion	0	3	0	3
Środek utrwalający A, % ciężaru nasion	0	2	0	1,8
Dodatek sacharozy, % ciężaru nasion	0	0	0	0,2
Całkowita zawartość cukru, % ciężaru nasion	0	0,44	0	0,60
Kiełkowanie, % jako średnia trzech powtórzeń	94	94	96	96
Podatność nawozu na oddzielanie się, % ilości dodanego nawozu	0	17	0	9,5

Wyniki prób przedstawione w Tabeli 3 wskazują, że dodatek cukru w postaci sacharozy do środka utrwalającego zwiększa przyczepność nawozu do nasienia, to jest zapobiega oddzielaniu się nawozu od nasienia.

T a b e l a 4

	Próba 1, bez powłoki	Próba 2, powłoka ze środkiem utrwalającym A	Próba 1, powłoka ze środkiem utrwalającym B	Próba 2, powłoka ze środkiem utrwalającym B
MKP, % ciężaru nasion	0	4	4	4
Środek utrwalający A, % ciężaru nasion	0	4	3,6	3,9
Dodatek sacharozy/-syropu maltozowego, % ciężaru nasion	0	0	0,4	0,1
Całkowita zawartość cukru, % ciężaru nasion	0	0,88	1,19	0,94
Kiełkowanie, % jako średnia trzech powtórzeń	93	94	92	99
Podatność nawozu na oddzielanie się, % ilości dodanego nawozu	-	12	2	2

Wyniki prób przedstawione w Tabeli 4 wskazują, że dodatek cukru w postaci sacharozy albo syropu maltozowego do środka utrwalającego polepsza przyczepność nawozu do nasienia, a mówiąc inaczej zapobiega oddzielaniu się nawozu od nasienia.

PL 216 242 B1

P r z y k ł a d 1

Oddzielanie się nawozu od nasion owsa i rzepaku powleczonych według wynalazku Nasiona owsa i rzepaku powlekano drogą obróbki nasion według wynalazku, innymi słowy drogą powlekania nasion pastą zmieszaną uprzednio i składającą się z fosforanu jednopotasowego w proszku, środka utrwalającego A i sacharozy. Ilość substancji stosowanej w próbie i wyniki próby są przedstawione w Tabeli 5.

T a b e l a 5

	Owies niepowleczony	Owies powleczony pastą	Rzepak niepowleczony	Rzepak powleczony pastą
MKP, % ciężaru nasion	0	3	0	4
Środek utrwalający A, % ciężaru nasion	0	1,7	0	3,4
Dodatek sacharozy, % ciężaru nasion	0	0,3	0	0,6
Całkowita zawartość cukru, % ciężaru nasion	0	0,67	0	1,35
Woda w powłoce, % wagowo	0	16,7	0	20,8
Podatność nawozu na oddzielanie się, % ilości dodanego nawozu	0	1,3	0	0,8

Wyniki tej próby wskazują, że oddzielanie się nawozu zmniejsza się dalej, jeżeli nawóz w proszku dodaje się do środka utrwalającego razem z sacharozą i powleka się nasiona tą mieszanką. Stąd porównanie wyników z Tabeli 3 i 5 wskazuje, że nasiona owsa powleczone metodą iSeed wykazywały podatność na oddzielanie się 9,5%, natomiast nasiona owsa powleczone sposobem według wynalazku wykazywały podatność na oddzielanie się tylko 1,3%. Zgodnie z tym porównanie wyników z Tabeli 4 i 5 wskazuje, że nasiona rzepaku powleczone metodą iSeed wykazywały 2% oddzielanie się, natomiast nasiona rzepaku według wynalazku wykazywały tylko 0,8% oddzielanie się.

P r z y k ł a d 2

W tym przykładzie badano lepkość uprzednio przygotowanej pasty według wynalazku w funkcji temperatury. Pasty tworzono ze środka utrwalającego A, sacharozy i zmielonego MKP stosując różne stosunki: pasta A (1:1), pasta B (4:5) i pasta C (2:3). Lepkość oznaczano jako funkcję temperatury i składu.

Kompozycja pasty A (1:1) składała się z 50 części nawozu, 42,5 części środka utrwalającego A i 7,5 części sacharozy.

Kompozycja pasty B (4:5) składała się z 55,6 części nawozu, 37,8 części środka utrwalającego A i 6,7 części sacharozy.

Kompozycja pasty C (2:3) składała się z 60 części nawozu, 34 części środka utrwalającego A i 6 części sacharozy.

Wyniki są przedstawione w Tabeli 6.

T a b e l a 6

	Zawartość wody w paście, %	Całkowita zawartość cukru w paście, %	Lepkość w temperaturze 5°C, mPas	Lepkość w temperaturze 20°C, mPas	Lepkość w temperaturze 40°C, mPas
Pasta A (1:1)	20,8	16,9	4000	3000	1900
Pasta B (4:5)	18,5	15,0	5-6000	5-6000	2200
Pasta C (2:3)	16,7	13,5	>10000	>10000	3000

Wyniki tych prób wskazują, że mały dodatek wody zmniejsza znacznie lepkość. Odpowiednio, wzrost temperatury zmniejsza lepkość.

P r z y k ł a d 3

Emulsję otrzymywano drogą łączenia 60 części odfIuorowanego kwasu fosforowego o jakości nawozowej i zawartości 55% P2O5, 24 części stałego NaOH, 13,6 części środka utrwalającego A i 2,4 części sacharozy. Ta emulsja miała pH 6, całkowitą zawartość cukru 5,4%, zawartość fosforanu Na 58,8%

PL 216 242 B1 i zawartość wody 31%. Nasiona owsa, rzepaku i pszenicy powlekano tą emulsją drogą jej dawkowania na nasiona, tak aby ilość fosforanu sodu (stosunek molowy Na/P = 1,3) wynosiła 3% ciężaru nasion. Próby kiełkowania dawały dobry wynik, to jest takiego samego rzędu jak w przypadku nasion niepowlekanych. Próby podatności nawozu na oddzielanie się od nasion wykazywały bardzo niski stopień oddzielenia.

P r z y k ł a d 4

Emulsję nawozową wytwarzano drogą rozpuszczania fosforanu jednosodowego (Bolifor MSP, jakość nawozowa, 20% Na, 24% P) i środka utrwalającego A w stosunku wagowym 1:1. Bolifor MSP wytwarza się z odfIuorowanego kwasu fosforowego o jakości nawozowej i wodorotlenku sodu albo węglanu sodu. Emulsja miała pH 5,9 i zawierała 24,5% wody i 11% cukru. Emulsja pozostawała jednorodna w czasie przechowywania chłodzie (5°C, 1 tydzień). Po ogrzaniu do temperatury około 20°C lepkość emulsji była odpowiednia do powlekania (w przybliżeniu 2-3000 mPas). Emulsję dawkowano na nasiona owsa, tak aby ilość MSP stanowiła 3% ciężaru nasion. Próby kiełkowania prowadzone z owsem wykazywały, że kiełkowanie utrzymywało się. W próbach oddzielania się nawozu od powlekanych nasion oddzielało się 2,0% wagowe nawozu.

P r z y k ł a d 5

Emulsje wytwarzano z oleju rzepakowego i lecytyny sojowej stosując fosforan sodu (A) i (C) i pastę stosując proszek MKP (B). Emulsję (A) wytwarzano z niezmielonego fosforanu jednosodowego i wodorotlenku sodu. Emulsja zawierała 54,4% fosforanu Na (stosunek molowy Na/P = 1,3), 36,7% wody, 4,4% oleju rzepakowego i 4,4% lecytyny sojowej. Pasta (B) zawierała 55% proszku MKP, 25% wody, 10% oleju rzepakowego i 10% lecytyny sojowej. Emulsję (C) wytwarzano ze stężonego odfIuorowanego kwasu fosforowego (55% P2O5) i wodorotlenku sodu i zawierała ona 54,7% fosforanu sodu (stosunek molowy Na/P = 1,3), 36,5% wody, 4,4% oleju rzepakowego i 4,4% lecytyny sojowej. Powłoki miały wartości pH odpowiednio (A) 6,9, (B) 4,2 i (C) 6,2. Owies powlekano za pomocą 3% poszczególnego nawozu. Próby kiełkowania wykazały dobre utrzymywanie się kiełkowania.

P r z y k ł a d 6

W tym doświadczeniu z powlekaniem fosforem stosowano pszenicę Tjalve poddaną obróbce środkiem do odkażania nasion (Celest), o ciężarze 1000 nasion 39,3 g, i określano jej kiełkowanie.

Jedną partię pszenicy powlekano stosując 6,5% pastę A (pH 3,45 i 10,6% P), drugą partię powlekano stosując 6,4% pastę B (pH 5,71 i 10,7% P), a niepowlekane i niepoddane odkażaniu nasiona stosowano jako kontrolę.

Pasta A miała pH 3,45 i skład: 31,0% środka utrwalającego A, 24,86% roztworu NaOH-KOH i 44,3% kwasu fosforowego (55% P2O5).

Pasta B miała pH 5,71 i skład: 29,1% środka utrwalającego A, 29,5% roztworu NaOH-KOH i 41,4% kwasu fosforowego (55% P2O5).

Środek utrwalający A opisano wyżej.

Roztwór NaOH-KOH zawierał 25 części NaOH (100%), 35 części KOH (88%) i 40 części wody.

Jako źródło fosforu stosowano kwas fosforowy o jakości nawozowej.

Po etapie powlekania właściwości związane z płynięciem nasion powlekanych pastą B były dobre.

Suche nasiona wysiewano w serii czterech doniczek, a po 10 dniach obliczano w nich średnie kiełkowanie. Wyniki kiełkowania pszenicy Tjalve po 10 dniach: kiełkowanie pszenicy kontrolnej wynosiło 94%, kiełkowanie z pastą A wynosiło 80,8%, a kiełkowanie z pastą B wynosiło 94,8%.

Claims (9)

1. Powlekane nasienie roślinne, znamienne tym, że zawiera nasienie roślinne oraz kompozycję powłokową zawierającą mieszaninę 40 do 70% wagowych środka odżywczego dla roślin zawierającego sól fosforanową i środka utrwalającego, przy czym pH kompozycji powłokowej wynosi od 5 do 7 i kompozycja ma postać emulsji wody i oleju albo zawiesiny emulsyjnej wody i oleju.

2. Nasienie według zastrz. 1, znamienne tym, że kompozycja powłokowa zawiera

a) od 40 do 70% wagowych środka odżywczego dla roślin zawierającego sól fosforanową,

b) od 0,5 do 15% wagowych oleju,

c) od 0,1 do 15% wagowych środka powierzchniowo czynnego typu woda w oleju,

d) od 10 do 45% wagowych wody,

PL 216 242 B1

e) od 0 do 25% wagowych cukru i

f) od 0 do 10% wagowych środka regulującego pH.

3. Nasienie według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że kompozycja powłokowa zawiera:

a) od 50 do 60% wagowych środka odżywczego dla roślin, zawierającego sól foforanową,

b) od 1 do 10% wagowych oleju,

c) od 0,5 do 10% wagowych środka powierzchniowo czynnego typu woda w oleju,

d) od 15 do 40% wagowych wody,

e) od 0,5 do 25% wagowych cukru i

f) od 0 do 10% wagowych środka regulującego pH.

4. Nasienie według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienne tym, że kompozycja powłokowa zawiera od 10 do 20% wagowych cukru.

5. Nasienie według jednego z zastrz. 1 do 4, znamienne tym, że w warunkach powlekania lepkość kompozycji powłokowej jest nie większa niż 10000 mPas, a zwłaszcza nie większa niż 3000 mPas.

6. Nasienie według jednego z zastrz. 1 do 5, znamienne tym, że nasienie zawiera od 0,5 do 25% wagowych kompozycji powłokowej w stosunku do ciężaru nasienia.

7. Nasienie według jednego z zastrz. 1 do 6, znamienne tym, że nasienie zawiera od 1 do 15% wagowych kompozycji powłokowej w stosunku do ciężaru nasienia.

8. Zastosowanie zawierającej wodę i olej kompozycji powłokowej w postaci emulsji albo zawiesiny emulsyjnej o pH od 5 do 7, przy czym kompozycja powłokowa zawiera mieszaninę 40 do 70% wagowych środka odżywczego dla roślin zawierającego sól fosforanową i środka utrwalającego, do powlekania nasienia roślinnego.

9. Sposób powlekania nasion, znamienny tym, że

a) nasiona do powlekania poddaje się obróbce w urządzeniu nadającym się do obróbki nasienia i

b) dodaje się zawierającą wodę i olej kompozycję powłokową w postaci emulsji albo zawiesiny emulsyjnej o pH od 5 do 7, przy czym kompozycja powłokowa zawiera mieszaninę 40 do 70% wagowych środka odżywczego dla roślin zawierającego sól fosforanową i środka utrwalającego, do utworzenia powłoki na powierzchni nasienia.