184446. lajstromszámú szabadalom • Eljárás tápanyag és vízháztartást szabályozó műtrágya vagy talajjavító készítmények
184446 o A találmány tárgya eljárás műtrágya vagy talajjavító készítmények előállítására, melyek lehetővé teszik a növény táplálkozás szempontjából alapvető fontosságú kationok és anionok, illetve nyomelemek felvételét, tárolását és leadását, továbbá a talaj vízháztartásának széles határok közötti szabályozását. Ez utóbbi hatást a találmány szerinti eljárással előállítható készítményekben alkalmazott térhálós szerkezetű, nagy vízfelvevőképességű és gyorsan duzzadó műanyag komponensek biztosítják. Az eljárás szerinti készítmények további előnye, hogy a műanyag komponens duzzadóképességét többszöri teljes kiszáradás után is változatlanul megőrzi, regenerálható, ion- és vízháztartás szabályozó képessége hosszú ideig megmarad. A jelenleg alkalmazott műtrágya, illetve talajjavító anyagok az alábbi főbb csoportokba sorolhatók: a) hagyományos, makro- és mikroelemtartalmú műtrágyák (pl. karbamid, szuperfoszfát, kálisó, nyomelemtartalmú kevert és komplex műtrágyák), b) agyagásvány-tartalmú szilárd műtrágya és/vagy szerves anyag keverékek (pl. nitrogén-, foszfor-, kálium-tartalmú műtrágya + bentonit, szerves anyag (tőzeg és/vagy szervestrágya + bentonit keverékek), c) agyagásvány-tartalmú műtrágya szuszpenziók (pl. nitrogén-, foszfor-, kálium-tartalmú műtrágya + illit, vagy atapulgit vizes közegben), d) műgyantákkal kombinált szervetlen és/vagy szerves tápanyagok (pl. karbamid-kondenzátummal erősített műtrágyák és talajjavító anyagok). Az a) alatt jelzett termékek a növények számára egyszeri tápanyagszolgáltatást biztosítanak, a folyamatos tápanyagellátáshoz ismételt alkalmazásuk szükséges. A b) és c) szerinti készítmények többlethatása az a)-hoz képest egyrészt abban nyilvánul meg, hogy agyagásvány tartalmuknál fogva bizonyos ioncserekapacitással rendelkeznek, másrészt pedig egyes agyagásványok (különösen a montmorillonit tartalmú bentonit) duzzadóképessége révén vizet is képesek tárolni. Meg kell azonban említeni, hogy az agyagásványok duzzadóképessége erősen korlátozott mértékű, mindössze néhányszoros térfogatnövekedés érhető el. A d) alatti műgyantákkal kombinált műtrágyák retard hatásúak, mivel a kondenzátum hatóanyagai a hordozóként szereplő műgyanták mikrobiológiai lebomlása következtében fokozatosan szabadulnak fel. Amennyiben a műgyanta ioncserélő csoportokat is tartalmaz, úgy a gyanta lebomlásáig az ionháztartás szabályozásában is szerepet játszhat. Mivel azonban a lebomlási folyamat a mikrobiális tevékenység függvénye, a műgyanta mennyisége és ioncserélő kapacitása folyamatosan csökken. Az ismert eljárásoknál (151715 lajstromszámú magyar szabadalom) alkalmazott műanyagok (pl. klórozott PVC, poliuretán, epoxi, poliamid, poliészter) vízben gyakorlatilag nem duzzadnak, hatásuk csak a tápanyagleadás késleltetésében nyilvánul meg. A műgyanta- és szervesanyag - tartalmú talajjavító anyagok (151 300 lajstromszámú magyar szabadalom) retard hatását a lebomló, nem duzzadó műanyag komponens azáltal biztosítja, hogy egyes hatóanyagok kioldódását lelassítja; vízháztartás szabályozó képességét pedig kizárólag az alkalmazott szerves anyag minősége szabja meg. Pl. tőzeg esetében kezdetben nagymértékű duzzadás következhet be, de a tőzeg gyors lebomlása, mineralizálódása következtében ez a hatás nem tartós. Kutató munkánk során olyan eljárás kidolgozását tűztük ki célul, mely lehetőséget teremt egyetemlegesen alkalmazható, tápanyag- és vízháztartást szabályozó műtrágyák és talajjavító készítmények gazdaságos előállítására, továbbá a korábbi eljárásokhoz képest még az alábbi többlethatásokkal is rendelkezik: 1. együttesen és egyidejűleg fejt ki hatóanyag(ion-) és vízháztartás szabályozó hatást, 2. nagy duzzadóképességgel párosuló ioncserélőképességgel rendelkezik, 3. a műanyg komponens a talaj mikroorganizmusaival szemben fokozottabban ellenálló, 4. a műanyag komponens duzzadóképességét többszöri kiszáradás után is megőrzi. A találmány szerinti eljárás egyrészt azon a felismerésen alapszik, hogy bizonyos térhálós polimerek és kopolimerek, előnyösen sztirol-akrilsav, sztirol-metakrilsav, sztirol-maleinsav stb., illetve ezek sói vízben rendkívül gyorsan és nagymértékben duzzadnak, és duzzadóképességüket egyéb szervetlen és/vagy szerves anyag(ok) (lignit, tőzeg, stb.) jelenlétében is megőrzik. A szerves anyagok tartós humusszá való átalakulását aktiválják, továbbá a tápanyag- (ion-) és vízháztartást kedvezően befolyásolják. Azáltal, hogy a találmány szerinti polimerekre és kopolimerekre a növény számára nélkülözhetetlen kationok és anionok rákapcsolhatók, széles határok között lehetőség nyílik az adott növényi kultúrák számára optimális mikrokörnyezet kialakítására. Másrészt, további fontos felismerés az, hogy a készítmény duzzadóképességét teljes kiszáradása után is megőrzi, a talajba jutó nedvesség hatására a polimer térháló ismét duzzad és a kompozíció regenerálható. A fenti felismerések több szempontból is meglepőek. Meglepő egyrészt az, hogy a találmányunk szerinti kopolimer térhálók duzzadási foka még viszonylag számottevő mennyiségű elektrolitot tartalmazó közegben (pl. talaj) is igen nagy. Az lenne várható ugyanis, hogy a polielektrolit jellegű kopolimer a közegben oldott sók ionjaival kevéssé disszociáló vegyületet képez, amely a duzzadásfok nagymértékű csökkenésével jár együtt. Meglepő továbbá, hogy az általunk alkalmazott kopolimer típusok duzzadóképességüket a teljes kiszáradás után is megőrzik. Ez azért meglepő, mert várható lenne, hogy a kiszáradás hatására az eredeti térhálós szerkezet összeroppan, és elveszti regenerálódási képességét. A tudomány mai állása szerint a szakember arra a következtetésre jutna, hogy a hidrofil jellegű duzzadt térhálók teljes kiszáradásuk után — a szupergomboiyodoti állapotban levő polimerláncok között létrejövő másodlagos kötések (pl. H-híd kötés) következtében — közönséges körülmények között ismételt folyadékfelvételre nem, vagy csak igen korlátozott mennyiségben képesek. A fentiekben részletezettek szerint ugyancsak meglepő, hogy a kiszáradás után a gélek duzzadásának sebessége és a maximálisan felvehető víz mennyisége sem változik. Az lenne ugyanis várható, hogy a száradás során lánchurkolódások (ún. entanglement) jönnek létre, megyek fizikai hálópontként viselkednek, és ezáltal a maximálisan elérhető duzzadási fok számottevően csökken. Az eljárás főbb előnyei a következők: — az adott növényi kultúrák igényeinek messzeme-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
