Koncentráty obsahujúce draslík

Číslo patentu: U 6698

Dátum: 04.03.2014

Autor: Teren Ján

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Riešenie sa týka kvapalných koncentrátov draslíka, riediteľných vodou, ktoré sú určené predovšetkým na mimokoreňovú - listovú výživu a sú zvlášť vhodné na aktiváciu činnosti enzýmov a stimuláciu fyziologických procesov priamo súvisiacich s translokácíou a tvorbou cukrov a polysacharidov, niektorých špeciálnych spôsobov výživy rastlín, ako i výživy špeciálnych druhov rastlín.Draslík je pre všetky živé organizmy základným prvkom. Z pohľadu fyziológie rastlín je najvýznamnejším katiónom nielen vzhľadom najeho zastúpenie v rastlinných organizmoch, ale tiež vzhľadom na mimoriadny význam jeho fyziologických a biochemických funkcií, Význam draslíka pre výživu rastlín nepriamo potvrdzuje tiež skutočnosť, že v roku 1985 v USA vydali monografiu R. D. Munsona Potassium in Agriculture, ktorá na 1200 stranách podáva ucelený pohľad na problematiku draslíka v poľnohospodárstve.I ked možno vo všeobecnosti konštatovať, že v pôde je pomeme dosť draslíka, jeho podstatné časť je vo viazanej, rastlinami nevyužiteľnej fonne. Draselné zlúčeniny nerozpustné vo vode predstavujú tzv. nevýmenný pôdny draslík, ktorý obvykle tvorí 95 , ale i vyšší podiel z jeho celkového obsahu V pôde.Z pohľadu výživy rastlín má najväčší význam tzv. výmenný draslík. Sú to draselné katióny, fyzikálne a chemicky viazané na povrchu koloidov, odkiaľ môžu byť vytesnené katiónmi niektorých solí nachádzajúcich sa v pôdnom roztoku. Obvykle sa uvádza, že výmenný draslík predstavuje len 0,8 až 3 z celkového obsahu draslíka v pôde. V priemere menej než desatinu obsahu výmenného draslíka v pôde predstavuje vodorozpustný draslík, ktorý zodpovedá koncentrácii draselných solí rozpustených v pôdnom roztoku. Výmenný a vodorozpustný draslík sa v pôde nachádza v dynamickej rovnováhe.Základom využiteľnosti draslíka rastlinami je jeho mimoriadne vysoká pohyblivosť, ktorá umožňuje jeho rýchlu distribúciu v rastline. Draslík sa veľmi ľahko pohybuje vo voľnom priestore buniek a pomeme rýchlo tiež prechádza cez rôme membrány, prechádza cez vodivé rastlinné cievne zväzky (floém) i ich drevité častiJe dostatočne známe, že v popole rastlín je obsah draslíka značne vysoký. Už aj na základe tohto faktu možno usudzovať, že prítomnosť dostatočného množstva draslíka v prostredíje dôležitým predpokladom optimálnej výživy rastlín. Je známe, že draslík pôsobí na syntézu bielkovín, a to hlavne vtedy, ak je v živnom prostredí dostatok dusíka v amoniakálnej fonne. Podobne ako dusík, aj draslík má veľký fyziologický vplyv na činnosť enzýmov priamo zúčastnených na metabolizme cukrov. Je napríklad známe, že výživa draslíkom podstatne ovplyvňuje polymerizáciu sacharidov. Takto možno vysvetliť vysoké nároky okopanín na draslík. Draslík tiež aktivuje transport asimilátov z listov k reprodukčným orgánov. Pôsobí tiež priaznivo na syntézu vitamínov, čo je opäť V súvislosti s priamivým účinkom na metabolizmus cukrov.Akumulácia cukrov, ktorá sa často objavuje už v počiatočných štádiách deficiencie draslíka, môže byť dôsledkom zníženej syntézy bielkovín. Draslík vplýva i na rastové a formatívne procesy rastlinného tela, o čom svedčí tiež skutočnosť, že na niektorých rastlinách sa pri jeho nedostatku stráca alebo zmenšuje apikálna domínancia. Draslík je nepostrádateľný ako aktivátor enzýmov podíeľajúcich sa na metabolízme niektorých peptidových väzieb púčikov v dôsledku deficiencie draslíka. Draslíkový katión (K) je podľa názom biochemikov tým katiónom, ktorý je najúčinnej ší pri aktivácii rôznych enzýmových systémov.Napríklad pri porovnávaní aktivačnej schopnosti rôznych jednomocných katiónov na funkciu enzýmu zodpovedného za tvorbu kukuričného škrobu bola aktivačná schopnosť výrazne najvyššia V prípade IC, pričom táto postupne klesala cez Rbĺ Csĺ NHX, Na a bola najnižšia v prípade lítiového katiónu (LF). Prítomnosť draslíka v živnom prostredí vplýva i na príjem iných prvkov. Je napríklad známe, že v prítomnosti draslíka sa zvyšuje prijímanie dusíka a prehlbuje sa syntéza bielkovín. Pestovatelia zemiakov tiež vedia, že chlorotické prejavy možno zväčša upraviť príhnojením draslíkom. Túto praktickú pestovateľskú skúsenosť je možné vysvetliť tým, že rastliny za prítomnosti draslíka lepšie prijímajú železo a sú tiež schopné ho lepšie využiť pri biosyntéze chlorofylu.Draslík tiež reguluje otváranie prieduchov (tzv. fotodynamický efekt). Sjeho funkciou je spojený aj vznik koreňového vztlaku a perrneabilita koreňového systému pre vodu. Pôsobí tiež ako výmenný ión za vodíkový katión Hi, čím určuje rýchlosť pohybu asimilátov v rastline.Draslík podporuje napučiavanie koloidov, čo je veľmi dôležité pre normálny priebeh látkovej premeny,hlavne pri prenikaní vody do buniek. Zvyšuje hydrofilnosť a hydratáciu protoplazmy. Tým priaznivo ovplyvňuje aj jej schopnosť viazať vodu a znižuje jej viskozitu. Zistílo sa tiež, že meristémove pletivá, embriá, zásobné orgány a mezofyl listov sú veľmi bohaté na obsah draslíka. I na základe týchto skutočností možno predpokladať, že draslík plní významné úlohy rastových prejavoch a pri delení buniek. Boli zistené zaujímavé synergické vzťahy medzi draslíkovým katiónom a obsahom Íytohormónov (kyseliny indolyloctovej, a tiež kyseliny giberelovej) v rastových vrcholoch. Vzhľadom na uvedené skutočnosti možno usu 10dzovať, že draslík zohráva rozhodujúcu úlohu v raste meristémových buniek. Patrí medzi tzv. vegetatívne prvky, ktoré podstatnou mierou ovplyvňujú rastové procesy rastlín. Prítomnosť draslíka vo všetkých aktívne rastúcich pletivách poukazuje na jeho zvlášť významnú funkciu v metabolizme rastlín.Podarilo sa tiež jednoznačne preukázať vplyv draslíka na asimiláciu oxidu uhličitého a tiež skutočnosť, že draslík stimuluje fotosyntetickú tvorbu kyslíka.Prvým príznakom nedostatku draslíka je výrazne tmavozelené zafarbenie listov až s azúrovo-modrým odtieňom. Zrejme je to podmienené hromadením dusíka v listoch, ktorý podporuje tvorbu chlorofylu a tým podmieňuje intenzívne zafarbenie listov.Pri nedostatku draslíka v rastlinných bunkách sa hromadí amoniakálny dusík v dôsledku nedostatočnej premeny na aminokyseliny. Hromadenie čpavku pôsobí na rastliny toxicky, zapríčiňuje odumieranie pletív V dôsledku straty vody. Tomuto procesu obvykle predchádza žltnutie pletiv. Žltnutie a odumieranie pletív začina od vrcholu listu a rozširuje sa kjeho bazálnej časti na okrajoch a neskôr i medzi žilami. Charakteristickým príznakom nedostatku draslíka je tzv. okrajová nekróza - spálenie listov. Pri nedostatku draslíka nastáva zlé hospodárenie rastlín s vodou.Draslik podporuje napučiavanie koloidov v rastlinnej bunke, zvýšenie vnútomého tlaku v rastlinnej bunke(turgor) a znižuje vyparovanie vody. Pri silnom nedostatku draslíka pozorujeme vädnutie a ovísanie listov. Je zaujímavé, že toto vädnutie listov spôsobené deficitom draslíka pozorujeme i pri dostatočnom zavlažovaní rastlín, napr. i pri hydroponickom pestovaní. Ak rastlina pociťuje nedostatok draslíka, nedostatočne buduje podporné pletivá, dochádza k stenšovaniu bunkových stien, čo sa navonok prejaví lámavosťou stebiel, krátkymi vzdialenosťami intemódií, rastliny sú náchylné k poľałmutíu alebo sa lámu a deformujú súkvetia, klasy a pod. Listy v pomere k steblu sú dlhé a hrubšie. Nerovnomemý rast buniek v listoch vyvoláva ich vráskavítosť a podvinovanie ich okrajov. Pozorujeme vädnutie a ovísanie listov.Keďže draslik V rastlinách sa voľne premiestňuje, na začiatku draslíkového hladovania rastlín sa najprv presúva z dolných listov k rastovému vrcholu. Z týchto dôvodov sa príznaky deficitu objavujú najprv na dolných listoch, a ak deficit draslíka pokračuje, priznaky sa postupne objavujú i na listoch umiestnených vyššie.V dôsledku slabosti mechanických pletív a hromadením nevyužitých glycídov v listoch sa pri pretrvávajúcom nedostatku draslíka tiež znižuje odolnosť rastlín voči chorobám a rastlinným škodcom.Ako zdroje draslíka v súvislosti s výživou rastlín sa najčastejšie používajú draselnć soli minerálnych kyselín, predovšetkým chloríd (KCl), siran (KzS 04) a fosforečnan draselný (obvykle KHzPOí). Hlavne v súvislosti s rozvojom výroby a používania kvapalných hnojiv sa rozšírilo tiež použitie orto- a polyfosforečnanov draselných. V súvislosti s bezpôdnym - hydroponickým pestovaním a tiež pri špeciálnej zahradíckej výrobe sa používa tiež dusičnan draselný (KNO 3). Na špeciálne aplikácie (hlavne pri hydroponickom pestovaní) sa používajú tiež uhličitany draselné, predovšetkým potaš (K 2 C 03). Na hnojenie draslikom sa tiež používajú rôzne podvojné soli, z ktorých naj väčší praktický význam má siran horečnato-draselný (KSO 4 MgSO 4), chlorid draselno-sodný, chloríd horečnato-sodno-draselný, tzv. horečnatý kainit a pod.Spomínané anorganické draselné zlúčeniny sú tiež súčasťou prakticky všetkých vyrábaných tuhých a kvapalných viaczložkových hnojiv.Nevýhodou uvedených draselných hnojiv je ich výrazne iónový charakter, obsah ďalšieho biogénneho prvku, ktorého aplikácia nemusi byť vždy žiaduca, väčšinou výrazné ovplyvnenie vodivosti, nekrotické prejavy pri prekročení hraničnej koncentrácie soli vo foliámom postreku, s výnimkou fosforečnanov, tiež ich značná korózna agresivita voči kovom, vo väčšine prípadov nízka rozpustnosť vo vode (pri 20 °C KCl 25,5 g, (2804 10 g, KNO 24,1 g, KHSO 33,8, (2003 52,6 g na 100 g roztoku), nevhodná chemická reakciaRiešenie podľa ÚV 3356 popisuje kvapalné koncentráty draslíka určené predovšetkým na foliárnu aplikáciu na báze roztokov draselných soli kyseliny Z-hydroxy-l,2,3-propántriovej, (ROOCCH)2 C(OH)COOR,kde R mohol byť vodíkový alebo draselný katión. Výhodou koncentrátov draslíka (CUKROVITAL K 400) podľa tohto riešenia bolo predovšetkým to, že organické. forma draslíka bola mimoriadne vhodná na stimuláciu procesov plnohodnotného fyziologického vyzrievania plodov, podporovala významné zvyšovanie kvality,skladovateľnosti, vyfarbenia plodov a poľnohospodárska prax osobitne oceňovala priaznivý vplyv aplikácie prípravkov podľa riešenia na výrazné zvyšovanie obsahu cukrov v plodoch. Draselnć prípravky tohto typu sa odporúčalo aplikovať 2 až 4 týždne pred predpokladaným zberom, pričom zvlášť dobré výsledky sa dosahovali pri ošetrení viniča, jadrového ovocia, cukrovej repy a plodovej zeleniny.Aj ked agrochemické výsledky a tiež fyzikálne-chemické vlastnosti koncentrátov draslíka podľa riešenia boli veľmi dobré, prekážkou ich širokého uplatnenia v podmienkach poľnohospodárskej praxe bola ich relatívne vysoká cena, vyplývajúca predovšetkým z ceny jednej zo základných surovín - kyseliny Z-hydroxy-l,2,3-propántriovej, tzv. citrónovej.V snahe čo najviac eliminovať nedostatky pri používaní draselných solí minerálnych kyselín, a tiež obmedzení vyplývajúcich z cenovej náročnosti už uvedenej karboxylovej kyseliny teraz sa zistilo, že mnohé z uvedených problémov úplne alebo aspoň z veľkej časti umožňujú riešiť kvapalné koncentráty draslíka podľa tohto riešenia.Podstatou týchto kvapalných koncentrátov draslíka je, že obsahujú draselnú soľ aspoň jednej z karboxylových kyselín obecného vzorca R ~ COOH, kde R je H a/alebo CH a/alebo CZH . Draselné soli karboxylových kyselín v zmysle riešenia teda zahŕňajú kyselinu metánovú - HCOOH (tzv. mravčiu) a/alebo etánovú - CH 3 COOH (tzv. octovú) a/alebo propánovú ~ CzHsCOOH (tzv. propionovú).Karboxylové kyseliny využívané v súvislosti s riešením sú bežne dostupné, ich cena je výrazne nižšia ako v prípade doposiaľ používanej kyseliny 2-hydroxy-l,2,3-propántriovej tzv. kyseliny citrónovej, pričom majú i vhodné manipulačné a skladovacie vlastnosti - pri teplote miestnosti sú všetky kvapalné, čo umožňuje lepšiu mechanizáciu pri ich manipulácii (teplota tuhnutía kyseliny mravčej, HCOOH je 8,4 °C, bod tuhnutia čistej kyseliny octovej, CH 3 COOH je l 6,6 °C a kyselina propíonová, C 2 H 5 COOH je kvapalinou až do teploty -20,8 °C). Experimentálne sa potvrdilo, že pre draselné soli predmetných karboxylových kyselín je charakteristická ich veľmi dobrá rozpustnosť vo vode, čo umožňuje prípravu kvapalných koncentrátov draslíka charakterizovaných vysokým obsahom draselnej zložky v jej bezchloridovej forme, vyznačujúce sa dobrými manipulačnými a skladovacími vlastnosťami. Teraz sa s prekvapením zistilo, že viaceré priaznivé vlastnosti draselných solí uvedených karboxylových kyselín je možné využiť i v súvislosti s výživou rastlín základnými živinami, pričom na jej báze je možné pripravovať i fázovo vysoko stabilné kvapalné koncentráty draslíka. Ako zvlášť vhodne sa ukázalo používať pri príprave kvapalných koncentrátov podľa riešenia kyselinu metanovú, tzv. mravčiu - HCOOH, takže koncentráty obsahujú jej draselnú soľ - HCOOK. Experimentálne sa potvrdilo, že je možné a i účelné, ak koncentráty draslíka podľa riešenia obsahujú 0,2 až 87 hmotnostných percent draselnej soli kyseliny metánovej ~ HCOOK.Ukázalo sa tiež, že pri príprave koncentrátov draslíka podľa riešeniaje možné používať i zmesi karboxylových kyselín obsahujúcich aspoň niektorú z uvedených karboxylových kyselín.Kvapalné koncentráty draslíka v zmysle riešenia môžu, vzhľadom na zvolené reakčné podmienky - predovšetkým pomery reagujúcich zložiek, ďalej obsahovať vodu a/alebo kyselinu metánovú a/alebo kyselinu etánovú a/alebo kyselinu propánovú a/alebo vodorozpustnú alkáliu obsahujúcu draslík.Prakticky sa tiež potvrdilo, že pri príprave draselných solí karboxylových kyselín možno používať bežne dostupné draselné alkálie, ako sú hydroxid draselný a/alebo niektorý z uhličitanov draselných. Prednosťou pri použití uhličitanov draselných je skutočnosť, že pri použití potaše ako zdroja draslíka sa do reakčnej znesi, a teda i do finálneho produktu vnáša polovičné množstvo v porovnaní s neutralizáciou za použitia hydroxidu draselného. Výrazným nedostatkom je však uvoľňovanie oxidu uhličitého, ktorý je obvykle príčinou intenzívneho penenia reakčnej zmesi.Viacročnou poľnohospodárskou praxou sa tiež potvrdila vysoká tolerantnosť predmetnej skupiny látok k rastlinám, čo zrejme priamo súvisí s príbuznosťou uvedených karboxylových kyselín k biosystémom a rastlinnej ríši. Použitím organických koncentrátov draslíka predmetného typu sa podarilo zároveň úplne vylúčiť vplyv anorganického aniónu, ktorý je obvykle zdrojom určitých obmedzení vo výrobnej, ale hlavne aplikačnej praxi. Význam koncentrátov podľa riešenia je osobitne veľký, ak je potrebné rastlinám dodať draslík v rýchlo prijateľnej forme, pričom prihnojenie niektorou z ďalších rastlinných živín je nežiaduce (napr. v období, keď je vhodné aktivovať fyziologické procesy priamo súvisiace s translokáciou a tvorbou cukrov a polysacharidov). Potvrdilo sa, že použitie týchto kvapalných koncentrátov draslíka môže mať v budúcnosti význam hlavne v súvislosti s foliámym prihnojovaním draslíkom, ale tiež v súvislosti s hydroponickým pestovaním rastlín, Preukázalo sa, že foliáme ošetrenie rastlín prípravkami obsahujúcimi draselné soli karboxylových kyselín v zmysle riešenia prináša z ~ zvýšenie obsahu cukrov,- zvýšenie refraktometrickej sušiny a digescie cukru,- zlepšenie senzorických vlastností a vyfarbenia ovocia a plodovej zeleniny,- podstatné zníženie obsahu nežiaducich dusičnanov a chloridov v plodoch,- zlepšenie vyzretia drevnej hmoty u viníča, v sadoch, škôlkach, a tiež pri pestovaní lesných drevín (v tejto súvislosti sa tiež zvýši odolnosť ošetrovaných rastlín proti mrazom),- koncentráty sú tiež zdrojom organicky viazaného a rastlinami dobre využiteľného uhlíka ,- pri ošetrení dekoratívnych rastlín sa aplikáciou dosahuje ich väčšia trvanlivosť a zvýši sa tiež pevnosť stopiek.Kvapalné koncentráty draslíka predmetného typu spĺňajú tiež ideálne požiadavky na aplikáciu draslíka v súvislosti s pestovaním submerzných (napr. akvaristických rastlín), kde aplikácia minerálnych solí draslíka(hlavne dusičnanu, síranu a fosforečnanov draselných) je často zdrojom viacerých ťažkostí.Prednosťou riešenia je, že umožňuje pripravu veľmi efektívnych zdrojov draslíka v jeho bezchloridovej forme, pričom pri ich použití sa nemusí vnášať ďalší biogénny alebo v horšom prípade balastný prvok (chlór,sodik a pod.). Koncentráty sú tiež zdrojom rastlinami využiteľného uhlíka. Aplikačné roztoky pripravené s použitím kvapalných koncentrátov podľa riešenia majú prakticky neutrálnu chemickú reakciu a vyznačujú sa nízkym nekrotizačným účinkom na ošetrované rastliny.Koncentráty draslüca podľa riešenia v plnej miere spĺňajú kritéria na pestovanie biopotravín, ich výroba má bezodpadový charakter a ích použitie nie je zdrojom znečisťovania životného prostredia - produkty sú bezbalastné.S cieľom pripraviť laboratómu vzorku kvapalného koncentrátu draslíka roztokového typu podľa riešenia sa do celoskleneného miešaného reaktora umiestneného v chladiacom vodnom kúpeli postupne predložilo 148,45 g destilovanej vody a za miešania sa pridalo 187,45 g šupínkového hydroxidu draselného, čistoty p. a.,ktorý obsahoval min. 90 KOH. Potom sa za stáleho miešania cez prikvapkávaciu nálevku postupne pridalo 162,95 g cca 85 -nej kyseliny metánovej - mravčej (HCOOH). V dôsledku uvoľneného neutralizačného tepla došlo k prudkému ohrevu reakčnej zmesi, pričom pridávanie kyseliny bolo potrebné zosúladiť s odvodom uvoľneného reakčného tepla. Zadávkovaním celého množstva kryštalickej kyseliny sa pripravil číry, bezfarebný koncentrát draslíka. Tento koncentrát mal charakter pravého roztoku a po príprave mal prakticky neutrálnu chemickú reakciu (pH 6,64/52,8 °C). Jeho memá hmotnost pri teplote miestnosti bola d l,34 l 5 gcmő. Pripravený kvapalný koncentrát draslíka na báze mravčanu draselného (HCOOK) obsahoval 380,8 g KgO v litri.Do sulfonačnej banky vybavenej miešadlom a teplomerom umiestnenej vo vodnom chladiacom kúpeli sa predložilo 120,8 g studenej vody a za miešania sa pridalo 257 g šupínkového hydroxidu draselného, čistoty p. a., obsahujúceho cca 90 KOH.Ďalej sa do banky za stáleho miešania postupne zadávkovalo 223,1 g kyseliny metánovej - mravčej, ktorá obsahovala cca 85 hmot. HCOOH. Pri dávkovaní kyseliny sa postupovalo tak, aby sa zabránilo nekontrolovateľnému varu reakčnej zmesi. Pripravený produkt - kvapalný koncentrát draslíka v zmysle riešenia mal alkalickú chemickú reakciu (pH 7,96/22,4), pričom jeho merná hmotnost - hustota bola pri teplote miestnosti rovná 1,409 g.cm 3. Takto pripravený kvapalný koncentrát draslíka obsahoval minimálne 455,2 g KZO v litri a jeho elektrická vodivosť v nezriedenom stave bola EC ll 6,3 mS.cm pri 22,1 °C.V rámci tohto laboratómeho pokusu sa experimentálne preverovala možnosť prípravy kvapalného koncentrátu draslíka v zmysle riešenia, ktorého podstatou by bol vysokokoncentrovaný vodný roztok draselnej soli kyseliny metánovej - mravčej (HCOOK). Postupovalo sa podobne ako v už popisaných príkladoch, pričom sa dávkovali tieto množstvá reaguj úcich zložiek 320,65 g šupínkového hydroxidu draselného (cca 90 KOH) a 278,9 g technickej kyseliny metánovej, tzv. mravčej (cca 85 HCOOH).Počas tohto laboratómeho pokusu sa nepridávala žiadna voda, okrem vody vnášanej uvedenými surovinami.Reakciou sa pripravil kvapalný koncentrát draslíka podľa riešenia v roztokovej forme, ktorého pl-I po príprave bolo 8,2 l pri 38,2 °C ajeho memá hmotnosť pri teplote miestnosti bola l 537,5 kg/ms. Elektrická vodivosť (EC) neriedeného koncentrátu bola 77,2 mS.cm pri teplote 22,4 °C.Uvedeným postupom pripravený kvapalný koncentrát obsahoval minimálne 40,4 hmot. KzO (viac ako 621 g KZO v litri) a bol použitý na foliáme prihnojovanie, zamerané na zvýšenie cukomatosti hrozna a cukrovej repy v období fyziologického zretia plodov.Pri príprave 100 kg kvapalného koncentrátu draslíka podľa riešenia na báze octanu draselného (CH 3 COOK) sa postupovalo tak, že do miešaného reaktora vybaveného chladením cez duplikátor sa predložilo 39,95 litrov Vody a za miešania sa postupne pridalo 30,58 kg šupínkového hydroxidu draselného (cca 90 KOH).Za miešania a chladenia vodou v duplikátore sa cez odmerku postupne pridalo 29,47 kg ľadovej kyseliny etánovej, tzv. octovej (99,8 hmot. CH 3 COOH).

MPK / Značky

MPK: C05D 1/00, C05G 1/00

Značky: koncentráty, draslík, obsahujúce

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/7-u6698-koncentraty-obsahujuce-draslik.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Koncentráty obsahujúce draslík</a>

Podobne patenty