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WO1991011410A1 - Produits permettant la culture de plantes sur tous types de sols et procedes de fabrication de tels produits - Google Patents

Produits permettant la culture de plantes sur tous types de sols et procedes de fabrication de tels produits Download PDF

Info

Publication number
WO1991011410A1
WO1991011410A1 PCT/FR1990/000079 FR9000079W WO9111410A1 WO 1991011410 A1 WO1991011410 A1 WO 1991011410A1 FR 9000079 W FR9000079 W FR 9000079W WO 9111410 A1 WO9111410 A1 WO 9111410A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
water
polymer
product according
hydrogel
product
Prior art date
Application number
PCT/FR1990/000079
Other languages
English (en)
Inventor
Salah Barbary
Original Assignee
Salah Barbary
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Salah Barbary filed Critical Salah Barbary
Priority to PCT/FR1990/000079 priority Critical patent/WO1991011410A1/fr
Priority to AU50474/90A priority patent/AU5047490A/en
Publication of WO1991011410A1 publication Critical patent/WO1991011410A1/fr

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00Other organic fertilisers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G24/00Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor
    • A01G24/30Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing synthetic organic compounds
    • A01G24/35Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor based on or containing synthetic organic compounds containing water-absorbing polymers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G24/00Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor
    • A01G24/40Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor characterised by their structure
    • A01G24/42Growth substrates; Culture media; Apparatus or methods therefor characterised by their structure of granular or aggregated structure
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05GMIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/40Fertilisers incorporated into a matrix

Definitions

  • the present invention relates to a product intended to make it possible to cultivate plants in all types of soil, even totally arid.
  • the invention relates more particularly to a product based on hydrophilic material capable of reversibly absorbing water in relatively large quantities.
  • the present invention is based on the discovery of the possibility of combining the water retention function with that of nutrient reserve located precisely and advantageously within the immediate reach of the root system of the plants to be cultivated.
  • the invention provides a product in the form of a granule comprising a polymer hydrogel capable of absorbing and fixing water in an amount of at least one order of magnitude greater than the weight of polymer, characterized in that it comprises d 'Origin a limited amount of water bound to the polymer and, in solution in this limited amount of water, a balanced fertilizer and a significant amount of trace elements.
  • the granules according to the invention thus contain all the nutrients of good arable land while remaining capable of absorbing and retaining water in an amount which can be of the order of 1,000 times the initial volume.
  • the granules retain a permanent elasticity, they swell by absorbing water, retract by feeding the plants, swell up on contact with the slightest humidity ... and so on for years. Regenerated, the material retains its nutritive properties, thus remaining a constant reserve of food for plants regardless of the nature of the soils exploited.
  • the incorporated reserve of nourishing material favors the germination of seeds, the taking of seedlings and the transport of young plants. It facilitates their integration into their new environments during subcultures (thanks to the crystals in which their roots plunge). These seedlings have, moreover, a greater robustness than that of seedlings from common lands.
  • the saving in irrigation equipment (in the case of new installations) can be estimated at 50%, allowing a doubling of the Irrigated areas with existing installations.
  • the invention allows fixing of sandy soils (dunes) or sloping (embankments, mountains) by the development of root masses whose power and volume are much greater than those encountered in conventional crops in universal soils.
  • Seedlings (flowers, vegetables requiring transplanting), food for animals, can be grown on any surface (in plastic, for example) with only granules according to the invention.
  • Certain plants (rice, barley, certain varieties of clover, etc %), certain trees (olive tree, orange tree, jojoba, etc ...), will be able to receive an irrigation in sea water - or in brined water -; in this case, the granules according to the invention will selectively absorb water alone (pH 4 to 9): they will create "food chambers" in which the roots will be immersed, which will thus be protected from the ravages of salt.
  • Claims 6 and 7 respectively set out preferred compositions for the balanced fertilizer on the one hand, and for all the trace elements on the other hand.
  • the dose of fertilizer to be provided at the time of manufacture of the product according to the invention may vary depending on the nature of the applications envisaged: it may typically be of the order of 25% of the initial composition in the case of a current product. This proportion could be increased, for example to 40% or even 50% in the case of products suitable for certain types of soil or crops.
  • a particular type of composition is set out in claim 8 for a product intended for use in desert areas.
  • the subject of the invention is also a new industrial product constituted by a coated seed as defined in claim 11. These products are intended to face the problems of crops based on rare seeds with the advantages of avoiding practically any loss of rare seeds, improved germination conditions and better plant development. An additional source of progress may be constituted by protection against parasites according to the improvement set out in claim 12.
  • the invention finally also encompasses the processes for preparing the various products previously considered.
  • the drying of the final product is carried out at a drying current temperature below 100oC.
  • the drying can also be carried out with a stream of hot air of temperature significantly above 100 ° C; this possibility which can lead to faster and more economical manufacturing conditions results from the discovery of the surprising fact that the hydrogel impregnated with liquid fertilizer according to the process of the invention is capable of withstanding temperatures without altering its properties. very much higher than 100 ° C; thus it was possible to locate at 564 ° C the melting temperature of an example of a polymer hydrogel impregnated with liquid fertilizer according to the process of claim 19.
  • 7.5 kg of a crosslinked sodium acrylate gel in granules, having a water-absorbing capacity of at least 500 times by weight of the dry polymer, are taken at pH between 6 and 8.
  • Such an acrylate gel is manufactured by LEON BECK under the commercial designation "GRAIN D'EAU”. This gel is spread in a relatively thin layer, and 2.5 liters of a 4-5 / 5-6 NKP fertilizer containing 160 g of solids is sprayed on this thin layer with a regular surface density.
  • the trace elements being in the following weight proportions:
  • the acrylate after complete absorption of the liquid fertilizer, is dried in a hot air blow dryer, at 70oC, until the quantity of water retained has decreased to 5% by weight of the dry gel, this which corresponds, for the present example, to a moisture loss of 1,725 g. 8.2 kg of granules are thus obtained which are packaged.
  • Fontainebleau sand had a particle size of 52% fine sand and 48% medium sand, fine and medium sands corresponding to the usual definitions in agronomy.
  • Example 1 In a first series of pots, 4 g of product was added according to Example 1, intimately mixed with the part of the soil which occupies the upper half of the height of the pot. In a second series, 2 g of product were added according to Example 1. A third series, forming a control, did not receive any product.
  • the plant species were transplanted, at the seedling stage with 4 true leaves, at the rate of 4 plants of the same species, per pot.
  • Watering was carried out every seven days, at an average of 1 liter per pot. The trial lasted 63 days. However, for the first series, watering stopped after the 7th day, and on the other series, after the 49th day.
  • the tillering of the plants gives on average, for the first series, 7 to 9 tillers per plant at the start, for the second series of 5 to 7 tillers and the control series of 3 to 5 tillers.
  • the first series showed an average height of 380 mm, a leaf width of 9 mm and a sheath height of
  • the second series a height of 340 mm, a sheet width of 7 mm and a sheath height of 55 mm.
  • the third comparison series shows an average height of 255 mm, a sheet width of 6 mm and a sheath height of 50 mm.
  • Example 2 The procedure is as in Example 1, replacing the sodium acrylate with a polyacrylamide with a water absorption capacity of approximately 600 times and sold by SONY under the name "STOCK 2000".
  • a product is prepared as in Example 1, however replacing 1.5 kg of sodium acrylate with 750 g of a cellulose copolymer with an acrylic monomer and 750 g of a starch copolymer and a acrylic monomer. After impregnating a liquid fertilizer and drying, a product with a higher water absorption capacity is obtained.
  • Example 1 45 kg of sodium acrylate as in Example 1. After careful mixing of the preceding components, the mixture is spread out in a thin layer on which 15 liters of 4-5 / 5-6 liquid fertilizer are sprayed, such as 'in Example 1; after which the whole is passed through a mixer for complete homogenization.
  • the mixture is brought to an air dryer at approximately 50 ° C, until the mass consists of separate, non-clumping grains.
  • the product After intimate mixing of the components, in a mixer the product is dried in a hot air dryer between 50 ° and 80 °, until the water content by weight of the hydrogels is between 2.5 and 10%.
  • the product thus prepared has proven to be very effective in desert type soils, without any humus.
  • the product according to the present example in the second type of soil gives results which are practically superior to those of the product according to Example 1 or Example 3 in the first type of soil (mixture 50% poor soil, 50% silica sand).
  • Example 6 Other preparation of a product for use in a desert area
  • Example 5 The same products are used as in Example 5, but the sequence of operations is different.
  • a solid material mixer 5 kg of each of the copolymers and 45 kg of sodium acrylate are mixed.
  • the previously ground materials are placed: 10 kg of granulated delayed-effect fertilizer, 5 kg of additional granulated fertilizer, 7 kg of organic fertilizer, 1 kg of blue-green algae, 1 kg of yeast nitrifying bacteria, 1 kg of sulfur in flower and 1 kg of quicklime; the mixture being in action, 45 liters of liquid fertilizer 7-8 / 8-9 are added, and the mixing is continued until a liquid of uniform consistency is obtained.
  • the hydrogel mixture is spread out in a thin layer, on which the fertilizer liquid is spread uniformly, and the whole is passed through a mixer until homogeneity is optimized.
  • the homogenized mass is dried in a current of hot air between 60 ° and 80oC.
  • a product is prepared as in Example 5 or 6, but the copolymer and sodium acrylate solids are poured before mixing in the mixer solid matter, 200 ml of an elixir, capable of promoting the rise of the sap in plants, and the reduction of water evaporation by the leaves.
  • This elixir is prepared in the following way:
  • Example 8 Preparation of coated seeds
  • a hydrogel-fertilizer product analogous to the product according to Example 1 is prepared with a liquid fertilizer comprising, in active substances 3 parts of nitrogen compounds, 2 parts of potassium oxide and 2 parts of phosphoric anhydride, these active substances representing 7% by weight of the final product, the hydrogel of which is sodium acrylate.
  • Capsules are used in two interlocking parts, a receptacle and a cover, made of water-absorbent and water-soluble gelatin, of the type of capsules used in the pharmaceutical industry.
  • a quantity of the hydrogel-fertilizer product is first placed in an amount corresponding to a volume of between 25 and 45% of the interior volume of the capsule, then a mature seed of a selected seed of a hybrid but, we add a new quantity of hydrogel-fertilizer substantially equal to the first, and finally we close the capsule.
  • Corn seeds can be replaced by other cereal seeds, or other plants.
  • Example 8 was repeated with the different types of products mentioned above.
  • the drying rate of the base hydrogel, or of the hydrogels can vary between 2.5% and 10% of residual water; below 2.5%, the energy expenditure for the evaporation of the absorbed water becomes excessive, and there is a risk of making part of the hydrogel incapable of reabsorbing water.
  • the hydrogel grains may clot, especially if the packaging is not strictly tight against water vapor, while the mass of the product increases with the same mass of active product, this which can increase the transport costs without advantages in return.
  • drying air temperatures were given. Now it must be understood that it is essentially the temperature of the air at the end of drying, where the saturated vapor content is substantially in equilibrium with the hydrogel at the desired dryness rate.
  • the drying air may be, at the inlet of the dryer, at a temperature much higher than 100 ° C., the loss of water from the hydrogels causing cooling of the air in contact with these hydrogels so that they are not damaged.

Landscapes

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Abstract

Produit destiné à permettre des cultures en conditions infertiles, seul ou en mélange avec un sol, comportant un hydrogel polymère capable d'absorber et fixer de l'eau en quantité d'au moins un ordre de grandeur supérieur au poids du polymère, caractérisé en ce qu'il comporte, d'origine, une quantité limitée d'eau liée au polymère, et, en solution dans cette quantité limitée d'eau, un engrais équilibré comprenant potasse, phosphore et azote, et une quantité significative d'oligo-éléments.

Description

Produits permettant la culture de plantes sur tous types de sols et procédés de fabrication de tels produits
La présente invention concerne un produit destiné à permettre de cultiver les plantes dans tous types de sols même totalement arides.
L'invention vise plus particulièrement un produit à base de matériau hydrophile capable d'absorber de manière réversible de l'eau en quantités relativement importantes. On connaît notamment par les brevets
US 4 076 663, US 4 090 013 et EU 87 301 047 de tels matériaux sous forme de gel à base de résine, en particulier du type poly(acide acrylique) et sels réticulés correspondants.
On a déjà songé à des applications agricoles de ces matériaux au titre d'agents facilitant la germination des graines et de moyens de rétention de l'eau dans le sol.
La présente invention est basée sur la découverte de la possibilité de combiner la fonction de rétention de l'eau avec celle de réserve d'éléments nutritifs localisée précisément et avantageusement à la portée immédiate de l'appareil radiculaire des plantes à cultiver.
L'invention propose à cet effet un produit sous forme de granulé comportant un hydrogel polymère capable d'absorber et fixer de l'eau en quantité d'au moins un ordre de grandeur supérieur au poids de polymère caractérisé en ce qu' il comporte d'origine une quantité limitée d'eau liée au polymère et, en solution dans cette quantité limitée d'eau, un engrais équilibré et une quantité significative d'oligo-éléments.
Les granulés selon l'invention renferment ainsi tous les éléments nutritifs d'une bonne terre arable tout en restant capables d'absorber et de retenir de l'eau en une quantité qui peut être de l'ordre de 1.000 fois le volume initial.
Ceci permet une économie considérable en eau d'irrigation tandis que les éléments nutritifs incorporés dans le produit se trouvent libérés pratiquement sans perte au fur et à mesure des besoins propres des plantes.
Une analyse plus poussée de l'amélioration technique procurée par l'invention révèle une liste impressionnante d'avantages offerts en combinaison :
- La très grande capacité des granulés à absorber et retenir l'eau d'où qu'elle provienne : irrigation, pluie, rosée ou humidité naturelle des sols en profondeur absorbée par capillarité, l'eau ainsi recueillie étant mise, sans gaspillage, à la disposition des plantes en fonction de leurs stricts besoins.
- Les granulés, gonflés d'eau, ressemblant à des cristaux, enfouis dans le sol, forment un réseau aux mailles serrées qui limite les effets de percolation, ou ceux d'évaporation.
- Les effets de percolation ou d'évaporation étant rendus très limités, les racines des plantes sont les Λseules bénéficiaires de l'humidité régulière et permanente apportée par les granulés créant, ainsi, des conditions constantes utiles à leur évolution. Elles ne sont plus affectées par la sécheresse ou le manque d'irrigation.
- Les granulés, gorgés d'eau, gardent leurs réserves quelles que soient les pressions exercées sur eux (passage d'un tracteur agricole, par exemple). Seules les racines ont le pouvoir de pénétrer dans ces "chambres de nourriture" et de bénéficier de leurs réserves d'eau.
- Les granulés conservent une élasticité permanente, ils se gonflent en absorbant de l'eau, se rétractent en nourrissant les plantes, se regonflent au contact de la moindre humidité... et ainsi de suite pendant des années. Régénérée, la matière garde ses propriétés nutritives, restant ainsi une réserve constante de nourriture pour les plantes quelle que soit la nature des sols exploités.
- Cet effet d'"accordéon" résultant de l'alternance d'expansions et de contractions assure une aération des terres et une oxygénation des racines qui se développent sans moisissure. Des cultures deviennent possibles dans des sols compacts (glaise) qui voient leur hydro-dynamique changée.
- La disponibilité régulière de l'eau et des éléments nutritifs dans les granulés ont, pour conséquence, un développement plus vigoureux des plantes avec un volume des masses racinaires et des masses foliaires plus important.
- La réserve incorporée de matière nourricière favorise la germination des graines, la prise des semis et le transport des jeiines plants. Elle facilite leur intégration dans leurs nouveaux milieux lors des repiquages (grâce aux cristaux dans lesquels plongent leurs racines). Ces semis présentent, en outre, une robustesse plus grande que celle des semis issus de terres courantes.
- On peut estimer en moyenne à 80 % l'économie en eaux d'irrigation par rapport aux besoins des cultures classiques.
- L'économie en équipements d'irrigation (en cas de nouvelles installations) peut être estimée à 50 %, permettant un doublement des surfaces Irriguées avec les installations existantes.
- On réalise une très importante économie d'engrais : l'application de 10 à 30 grs/m2 de produit selon l'invention transforme une terre pauvre, sablonneuse ou rocailleuse, en une terre qui aura la même fertilité et la même capacité de rétention d'eau que la meilleure des terres de cultures.
- On réalise une économie sur les travaux préalables requis par la bonification des sols de zones désertiques.
- On peut escompter une économie de plus de 50 % sur la main-d'oeuvre nécessaire à la plupart des stades de cultures (labours, irrigation, etc...).
- L'invention permet une fixation des sols sablonneux (dunes) ou pentus (remblais, montagnes) par le développement des masses racinaires dont la puissance et le volume sont très supérieurs à ceux rencontrés lors de cultures classiques en terres universelles.
- Cette importante masse racinaire rend possible, au bout d'une période de l'ordre de 7 ans et selon le processus naturel de la décomposition biologique, la transformation d'une terre pauvre, sablonneuse ou rocailleuse en une terre arable riche.
- Il devient possible de réaliser les développement, fixation et régénération des arbres dans des sols difficiles, peu profonds ou pentus.
- Les plantes, cultivées avec le produit, présentent une robustesse, une force, une résistance aux maladies - optimales - avec pour conséquence une économie en insecticides et en produits de désinfection des sols.
- L'utilisation du produit est très facile : elle est à la portée des paysans du monde entier ; elle ne nécessite aucune haute technologie agricole et permet des cultures naturelles en toutes saisons, hors serres, et sans crainte des périodes de sécheresse... même en zones arides.
- Les semis (fleurs, légumes nécessitant un repiquage), la nourriture destinée aux animaux, peuvent être cultivées sur n'importe quelle surface (en plastique, par exemple) avec seulement des granulés selon l'invention.
- Certaines plantes (riz, orge, certaines variétés de trèfle, etc...), certains arbres (olivier, oranger, jojoba, etc...), pourront recevoir une irrigation en eau de mer - ou en eaux saumurées - ; dans ce cas, les granulés selon l'invention absorberont sélectivement l'eau seule (pH 4 à 9): ils créeront des "chambres de nourriture" dans lesquelles plongeront les racines qui seront ainsi protégées des ravages du sel.
- Toutes les plantes cultivées avec le produit selon l'invention conservent une composition biologique naturelle.
Le produit selon l'invention tel que défini cidessus conformément avec la revendication 1 se prête à diverses formes de réalisation énoncées dans les revendications 2 à 10.
Conformément aux revendications 2 et 3, on peut faire appel dans le cadre de l'invention à l'un ou l'autre des polymères déjà connus dans l'état de la technique pour leur aptitude à absorber et retenir l'eau en quantités relativement importantes, qu'ils soient du type acrylate de sodium ou du type acrylamide. Un critère important d'orientation du choix sera donc la capacité de gonflement du produit.
Cependant, selon un développement de l'invention énoncé dans la revendication 4, on peut avantageusement mélanger à l'hydrogel polymère proprement dit une certaine quantité d'amidon de cellulose dont la présence dans la masse d'hydrogel a pour effet de modifier la structure physique de cette masse en lui conférant notamment un comportement plus favorable aux basses températures. Ceci semble être attribuable à l'aptitude des grains d'amidon à fractionner la masse de gel en domaines entre lesquels restent sauvegardés des passages de circulation de l'air. La revendication 5 situe entre 2,5 et 10 % en poids rapporté au polymère la quantité d'eau liée au produit selon l'invention : l'expérience justifie ces limites en montrant qu'en deçà de la limite inférieure de 2,5 %, le coût de fabrication peut devenir prohibitif tandis qu'au-delà de la limite supérieure de 10 %, il apparaît une tendance à l'agglomération des grains d'hydrogel.
Les revendications 6 et 7 énoncent respectivement des compositions préférées pour l'engrais équilibré d'une part, et pour l'ensemble des oligo-éléments d'autre part.
La dose d'engrais à prévoir au moment de la fabrication du produit selon l'invention pourra varier en fonction de la nature des applications envisagées : elle pourra être typiquement de l'ordre de 25 % de la composition initiale dans le cas d'un produit courant. Cette proportion pourra être renforcée pour être portée par exemple à 40 % voire 50 % dans le cas de produits adaptés à certains types de sols ou de cultures.
Un type particulier de composition est énoncé en revendication 8 pour un produit destiné à l'usage en zones désertiques.
Les performances d'un tel produit peuvent être améliorées encore dans une mesure surprenante par les aménagements énoncés dans les revendications 9 et 10, spécialement en cas de sols désertiques à forte insolation.
L'invention a également pour objet un produit industriel nouveau constitué par une semence enrobée telle que définie dans la revendication 11. Ces produits sont destinés à faire face aux problèmes de cultures à base de semences rares avec comme avantages le fait d'éviter pratiquement toute perte de semences rares, l'amélioration des conditions de germination de celles- ci et un meilleur développement des plantes. Une source additionnelle de progrès peut être constituée par une protection contre les parasites selon le perfectionnement énoncé dans la revendication 12.
L'invention englobe enfin également les procédés de préparation des divers produits précédemment considérés.
Un tel procédé est énoncé de manière générale dans la revendication 13 avec les deux options rappelées dans les revendications 14 à 16 pour le choix de 1'hydrogel.
Selon la revendication 17, le séchage du produit final s'effectue à une température de courant de séchage inférieure à 100ºC.
Cependant, et c'est l'objet de la revendication 18 , le séchage peut également s'opérer avec un courant d'air chaud de température nettement supérieure à 100°C; cette possibilité gui peut conduire à des conditions de fabrication plus rapides et plus économiques résulte de la découverte du fait surprenant que l'hydrogel imprégné d'engrais liquide selon le procédé de l'invention, est capable de supporter sans altération de ses propriétés des températures très largement supérieures à 100°C ; ainsi a-t-on pu situer à 564°C la température de fusion d'un exemple d'hydrogel polymère imprégné d'engrais liquide selon le procédé de la revendication 19.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui va suivre de certaines formes de réalisation et d'applications à considérer comme des exemples nullement limitatifs.
Exemple 1. Préparation d'un produit selon l'invention
On prend 7,5 kg d'un gel d'acrylate de sodium réticulé en granulés, doté d'un pouvoir absorbant pour l'eau d'au moins 500 fois en poids du polymère sec, à des pH compris entre 6 et 8. Un tel gel d'acrylate est fabriqué par LEON BECK sous la désignation commerciale "GRAIN D'EAU". On étale ce gel en couche relativement mince, et on pulvérise sur cette couche mince, avec une densité superficielle régulière, 2,5 litres d'un engrais NKP 4-5/5-6 contenant, par litre, 160 g de solides.
Oxyde de potassium 60 g (37,5 % des solides en poids)
Anhydride phosphorique 50 g (31,5 % des solides en poids)
Azote combiné 40 g (25 % des solides en poids)
Oligo-éléments 10 g environ (6 %) Eau QSP 1 litre
Les oligo-éléments étant dans les proportions pondérales suivantes :
Mn 20 % Mg 20 %
Zn 5 % B 8 %
Mo 5 % Cu 17% %
Fe 25 %
L'acrylate, après absorption complète de l'engrais liquide, est séché dans un séchoir à air chaud soufflé, à 70ºC, jusqu'à ce que la quantité d'eau retenue se soit abaissée à 5 % en poids du gel sec, ce qui correspond, pour le présent exemple, à une perte d'humidité de 1 725 g. On obtient ainsi 8,2 kg de granulés qui sont conditionnés.
Exemple 2. Essais d'utilisation
On a exécuté des essais sur deux espèces végétales, à savoir :
- une graminée, Ray-Grass Westerwald, et
- une légumineuse, trèfle d'Alexandrie ou Bersim.
On a utilisé des pots de 24 litres environ, simulant 0,1 m2 d'une terre de culture travaillée à
25 cm de profondeur environ. Ces pots ont été remplis de deux types de sols, volontairement peu fertiles ou infertiles, en l'espèce, un premier type constitué en parties égales, d'une terre pauvre, graveleuse, normalement pourvue en humus, et d'un sable silicique neutre (sable de Fontainebleau) ; et un second type constitué uniquement de sable de Fontainebleau, sans matières organiques contenues. Ce sable de Fontainebleau possédait une granulométrie de 52 % de sable fin et 48 % de sable moyen, sables fin et moyen correspondant aux définitions usuelles en agronomie.
Dans une première série de pots, on a ajouté 4 g de produit selon l'exemple 1, mélangé intimement avec la partie du sol qui occupe la moitié supérieure de hauteur du pot. Dans une deuxième série, on a ajouté 2 g de produit selon l'exemple 1. Une troisième série, formant témoin, n'a pas reçu de produit.
Les espèces végétales ont été repiquées, au stade plantule à 4 vraies feuilles, à raison de 4 plantes de même espèce, par pot.
On a pratiqué des arrosages tous les sept jours, à raison en moyenne de 1 litre par pot. L'essai a duré 63 jours. Toutefois, pour la première série, les arrosages ont cessé après le 7ème jour, et sur les autres séries, après le 49ème jour.
En fin d'essai, les examens qualitatifs de couleur des plantes et leur turgescence ont montré un avantage net de la première série sur la deuxième, la série témoin étant franchement moins bonne que la deuxième série. Le type de sol constitué d'un mélange de terre pauvre et de sable se révèle supérieur au sable de Fontainebleau pur. Mais l'incorporation du produit selon l'exemple 1 au sable de Fontainebleau apporte une amélioration spectaculaire de couleur et turgescence. L'observation qualitative de l'accroissement moyen des végétaux corrobore les résultats précédents :
Le tallage des plantes donne en moyenne, pour la première série, 7 à 9 talles par plante au départ, pour la seconde série de 5 à 7 talles et la série témoin de 3 à 5 talles.
Des mesures des parties aériennes des plantes ont montré que, dans la première série de pots, les parties aériennes des plantes en fin d'essais étaient pratiquement égales pour les deux types de sols, que pour la deuxième série de pots, les parties aériennes des plantes avec le sable de Fontainebleau seul étaient peu inférieures aux plantes dans le mélange de terre pauvre et sable, tandis que dans la série témoin, le retard de croissance était considérable pour le sable de Fontainebleau.
Par ailleurs, pour les graminées, la première série a accusé en moyenne une hauteur de 380 mm, une largeur de feuille de 9 mm et une hauteur de gaine de
60 mm, la deuxième série une hauteur de 340 mm, une largeur de feuille de 7 mm et une hauteur de gaine de 55 mm. La troisième série de comparaison accuse en moyenne une hauteur de 255 mm, une largeur de feuille de 6 mm et une hauteur de gaine de 50 mm.
Lorsque l'on considère les masses racinaires, on trouve un accroissement de masse pour la première série de pots par rapport à la série témoin, qui va de 2 à 9. Ce résultat est particulièrement intéressant, car la formation d'humus est en relation directe avec la masse racinaire développée antérieurement.
Exemple 3. Préparation d'un produit de l'invention
On opère comme à l'exemple 1, en remplaçant l'acrylate de sodium par un polyacrylamide de capacité d'absorption d'eau d'environ 600 fois et commercialisé par SONY sous le nom de "STOCK 2000".
Le produit obtenu, utilisé comme à l'exemple 2, a montré des résultats comparables. Exemple 4 .
On prépare un produit comme à l'exemple 1, en remplaçant toutefois 1,5 kg d'acrylate de sodium par 750 g d'un copolymere de cellulose avec un monomère acrylique et 750 g d'un copolymere d'amidon et d'un monomère acrylique. Après imprégnation d'un engrais liquide et séchage, on obtient un produit à capacité d'absorption d'eau plus élevée.
Exemple 5. Préparation d'un produit pour usage en zone désertique
Dans un mélangeur à matière solide, on dépose successivement :
5 kg d'un copolymere de cellulose et d'un monomère acrylique ;
5 kg d'un copolymere d'amidon et d'un monomère acrylique ;
5 kg d'un copolymere d'acrylate de sodium et d' acrylamide ;
45 kg d'acrylate de sodium tel qu'à l'exemple 1. Après mélange soigneux des composants précédents, le mélange est étalé en couche mince sur laquelle on pulvérise 15 litres d'engrais liquide 4-5/5-6, tel qu'à l'exemple 1 ; après quoi l'ensemble est passé dans un mélangeur pour homogénéisation complète.
Après absorption complète de l'engrais liquide par le mélange des hydrogels précédents, on porte le mélange dans un séchoir à air soufflé à 50º C environ, jusqu'à ce que la masse soit constituée de grains séparés non mottants.
Le mélange ainsi séché est versé sur un tapis roulant pour ajouter d'une manière régulière :
10 kg d'un engrais granulé à action retardée, comprenant sensiblement en poids : P2O5 10 %
Composés azotés totaux 17 % (dont NH4 6,5 %,
NO3 5,5 %, urée 5 %)
K2O 12,3 %
Oligo-éléments 0,24 % (avec une
composition relative comme à l'exemple 1)
Liant minéral le reste
Puis 5 kg d'un engrais granulé de complément comprenant :
P2O5 8 %
K2O 10 %
Composés azotés totaux 15 % (dont NH4 9 %, urée 4 %, NO3 2 %)
Oligo-éléments (Mn, Mg) 0,1 %
Puis 7 kg d'engrais biologique granulé ;
Puis 1 kg d'algue bleue (fixateur d'azote), 1 kg de levure de bactéries nitrifiantes à 2 % de nitrate d'argent, 1 kg de soufre en fleur et 1 kg de chaux vive.
Après mélange intime des composants, dans un mélangeur le produit est séché au séchoir à air chaud entre 50° et 80°, jusqu'à ce que la teneur pondérale en eau des hydrogels soit comprise entre 2,5 et 10 %.
Le produit ainsi préparé s'est révélé très efficace dans des sols de type désertique, sans aucun humus. Notamment, dans des essais analogues à ceux qui sont cités à l'exemple 2, le produit selon le présent exemple dans le second type de sol (sable de Fontainebleau pur) donne des résultats pratiquement supérieurs à ceux du produit selon l'exemple 1 ou l'exemple 3 dans le premier type de sol (mélange 50 % de terre pauvre, 50 % de sable de silice).
Exemple 6. Autre préparation d'un produit pour usage en zone désertique
On utilise les mêmes produits qu' à l'exemple 5, mais la succession des opérations est différente. Dans un mélangeur à matière solide, on mélange 5 kg de chacun des copolymères et 45 kg d'acrylate de sodium.
Dans un autre mélangeur, on dépose les matières préalablement broyées : 10 kg de l'engrais granulé à effet retardé, 5 kg d'engrais granulé de complément, 7 kg d'engrais biologique, 1 kg d'algue bleue, 1 kg de levure de bactéries nitrifiantes, 1 kg de soufre en fleur et 1 kg de chaux vive ; le mélange étant en action, on ajoute 45 litres d'engrais liquide 7-8/8-9, et on continue le mélange jusqu'à obtention d'un liquide de consistance uniforme.
Le mélange d'hydrogels est étalé en couche mince, sur laquelle on répand, de façon uniforme, le liquide d'engrais, et l'ensemble est passé dans un mélangeur jusqu'à optimisation dé l'homogénéité.
Après cela, la masse homogénéisée est séchée dans un courant d'air chaud entre 60° et 80ºC.
Le produit ainsi préparé a donné des résultats supérieurs à ceux du produit selon l'exemple 5.
Toutefois, en cas d'excès d'eau d'arrosage, ou de fortes précipitations orageuses peu après les semis, le produit selon le présent exemple a donné des résultats très voisins de ceux que l'on obtient sans excès d'eau dans les premiers temps, alors que le produit selon l'exemple
5 accusait des résultats un peu inférieurs en présence d'un excès d'eau au départ des semis. Le résultat ainsi obtenu par le produit selon le présent exemple s'explique par la réduction de la percolation des matières nutritives dans le sol avec l'eau de drainage grâce à l'incorporation de l'engrrais dans l'hydrogel.
Exemple 7. Préparation d'un produit pour sols désertiques à forte insolation
On prépare un produit comme à l'exemple 5 ou 6, mais on verse sur les matières solides copolymères et acrylate de sodium, avant leur mélange dans le mélangeur à matière solide, 200 ml d'un élixir, apte à favoriser la montée de la sève dans les plantes, et la réduction d'évaporation d'eau par les feuilles. Cet élixir se prépare de la façon suivante :
Dans un récipient en céramique allant au feu d'une contenance d'une dizaine de litres, on introduit 7 litres d'eau déminéralisée, 300 g d'absinthe en poudre, 100 g de racine de ginseng, 160 g de thym, 3 g de camomille, 7 g de menthe, 2 g de poudre d'aloès, 1 g de myrrhe, 3 g de camphre, 0,4 g de safran, 3 g de feuille de séné, 3 g de racine de rhubarbe, 3 g de manne, 3 g de racine de zedoaire, 3 g de thériaque vénitienne, 1 g de racine de carline et 3 g de racine d'angélique, on porte à ébullition et on maintient à ébullition douce pendant 40 minutes environ, on transvase la décoction attiédie dans un récipient en verre clair à col étroit, on ajoute 2,4 litres d'éthanol à 50 % en volume, on bouche hermétiquement le récipient en verre, et on place ce récipient en un emplacement exposé au rayonnement solaire pendant environ 90 jours moyens, soit environ 1 000 heures de jour.
Exemple 8. Préparation de semences enrobées On prépare un produit hydrogel-engrais analogue au produit selon l'exemple 1, avec un engrais liquide comprenant, en substances actives 3 parts de composés azotés, 2 parts d'oxyde de potassium et 2 parts d'anhydride phosphorique, ces substances actives représentant 7 % en poids du produit final dont l'hydrogel est de l'acrylate de sodium.
On utilise des capsules en deux parties emboîtables, un réceptacle et un couvercle, en gélatine hydro-absorbante et hydrosoluble, du genre des capsules utilisées dans l'industrie pharmaceutique.
Dans la partie réceptacle, on place d'abord une quantité du produit hydrogel-engrais en une quantité correspondant à un volume compris entre 25 et 45 % du volume intérieur de la capsule, puis une graine mature d'une semence sélectionnée d'un mais hybride, et on rajoute une nouvelle quantité d'hydrogel-engrais sensiblement égale à la première, et enfin on ferme la capsule.
Lorsque les capsules sont semées, l'humidité provoque une désagrégation de la capsule, puis un gonflement de l'hydrogel. La graine est ainsi placée dans un environnement favorable à sa germination.
Les graines de mais peuvent être remplacées par d'autres graines de céréales, ou d'autres plantes.
Par ailleurs, on aura souvent intérêt à ajouter à l'hydrogel-engrais, lors de sa préparation, un pesticide approprié aux parasites spécifiques de la plante dont la graine est enrobée. On citera par exemple la
"Deltamethrin" et le "Toxaphen".
Bien entendu les exemples précédents ne sauraient être exhaustifs, et sont susceptibles de variantes ; ainsi l'exemple 8 a été répété avec les différents types de produits précités.
De ce point de vue, le taux de séchage de l'hydrogel de base, ou des hydrogels, peut varier entre 2,5 % et 10 % d'eau résiduelle ; en dessous de 2,5 %, la dépense d'énergie pour l'évaporation de l'eau absorbée devient excessive, et l'on risque de rendre une partie de l'hydrogel inapte à réabsorber de l'eau. A plus de 10 % d'eau, les grains d'hydrogel risquent de motter, surtout si les emballages ne sont pas rigoureusement étanches à la vapeur d'eau, tandis que la masse du produit augmente à égalité de masse de produit actif, ce qui peut augmenter les frais de transport sans avantages en contrepartie.
D'un autre point de vue, on a donné des températures d'air de séchage. Or il faut comprendre qu'il s'agit essentiellement de la température de l'air en fin de séchage, où la teneur en vapeur saturante est sensiblement en équilibre avec l'hydrogel au taux de siccité voulue. En début de séchage, l'air de séchage peut être, à l'entrée du séchoir, à une température nettement supérieure à 100°C, la perte d'eau des hydrogels entraînant un refroidissement de l'air au contact de ces hydrogels suffisant pour que ces derniers ne soient pas détériorés.

Claims

REVENDICATIONS
1. Produit destiné à permettre des cultures en conditions infertiles, seul ou en mélange avec un sol, comportant un hydrogel polymère capable d'absorber et fixer de l'eau en quantité d'au moins un ordre de grandeur supérieur au poids du polymère, caractérisé en ce qu'il comporte, d'origine, une quantité limitée d'eau liée au polymère, et, en solution dans cette quantité limitée d'eau, un engrais équilibré comprenant potasse, phosphore et azote, et une quantité significative d' oligo-éléments.
2. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère constituant l'hydrogel est un acrylate de sodium réticulé en soi connu.
3. Produit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère constituant l'hydrogel est un acrylamide en soi connu.
4. Produit selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que l'hydrogel est complété par une addition d'amidon de cellulose.
5. Produit selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite quantité d'eau liée au polymère est comprise entre 2,5 et 10 % en poids rapporté au polymère.
6. Produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'engrais comporte, en quantité pondérale rapportée au poids total des constituants actifs :
K2O 37,5 %
P2O5 31,5 %
Composés azotés 25,0 %
Oligo-éléments 6 %
7. Produit selon la revendication 6, caractérisé en ce que les oligo-éléments comportent, en poids rapporté au poids total des éléments, environ Mn 20 % Mg 20 %
Zn 5 % B 8 %
Mo 5 % Cu 17 %
Fe 25 %
8. Produit selon les revendications 1 à 3 prises conjointement, prévu pour usage en zones désertiques, caractérisé en ce qu'il comporte, en parts pondérales :
45 d'acrylate de sodium réticulé ;
15 d'un mélange de polymère comprenant en parts égales, un polymère cellulosique, un polymère amylacé, et un copolymere d'acrylate de potassium et d'acrylamide ;
7 d'engrais biologiques ;
15 d'engrais solides équilibrés comprenant potasse, phosphore et azote, avec des oligo-éléments ;
1 d'algue bleue ;
1 de levure de bactéries à 2 % de nitrate d'argent ;
1 de soufre en fleur ;
1 de chaux vive.
9. Produit selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il contient une quantité efficace d'un élixir obtenu par macération dans un mélange d'eau et d'alcool à 1-3 % en volume d'éthanol, par litre, de 30 g d'absinthe en poudre, 10 g de racine de ginseng, et 16 g de thym.
10. Produit selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'on a mis en outre à macérer dans le mélange d'eau et d'alcool, par litre, 0,3 g de camomille, 0,7 g de menthe, 0,2 g de poudre d'aloès, 0,1 g de myrrhe,
0,3 g de camphre, 0,04 g de safran, 0,3 g de feuille de séné, 0,3 g de racine de rhubarbe, 0,3 g de manne, 0,3 g de racine de zedoaire, 0,3 g de thériaque vénitienne, 0,1 g de racine de carline et 0,3 g de racine d'angélique.
11. Semence enrobée en application d'un produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comprend :
- une capsule en deux parties emboîtées, constituée de gélatine hydro-absorbante et hydrosoluble;
- au moins une graine mature d'une espèce végétale choisie ;
- une quantité dudit produit suffisante pour remplir à au moins 50 % en volume là capsule, la graine étant maintenue sensiblement au centre de la capsule.
12. Semence enrobée selon la revendication 11, caractérisée en ce que la capsule contient en outre une quantité efficace d'un produit toxique approprié aux parasites spécifiques de l'espèce végétale choisie.
13. Procédé de préparation d'un produit destiné à permettre des cultures en conditions infertiles, seul ou en mélange avec un sol et comportant, en part majeure, un hydrogel capable d'absorber et fixer de l'eau en quantité supérieure d'au moins un ordre de grandeur au poids de polymère, procédé caractérisé en ce que l'on mélange une à quatre parties d'hydrogel avec une partie d'un engrais liquide équilibré comportant potasse, phosphore et azote avec des métaux oligo-éléments, puis on sèche le mélange dans un courant d'air chaud.
14. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'hydrogel est un acrylate de sodium réticulé.
15. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'hydrogel est un acrylamide.
16. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'hydrogel est composé de copolymere de cellulose et d'un monomère acrylique, copolymere d'amidon et d'un monomère acrylique, copolymere d'acrylate de sodium et d'acrylamide, amidon de cellulose.
17. Procédé suivant la revendication 13, 14, 15 ou 16, caractérisé en ce que la température du courant d'air de séchage est comprise entre 50° et 80°C.
18. Procédé suivant la revendication 13, 14, 15 ou 16, caractérisé en ce que la température du courant d'air chaud est supérieure à 100ºC.
19. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 13 à 18, caractérisé en ce que l'engrais liquide contient, en pourcentages pondéraux :
K2O 1,5 %
P2O5 1,25 %
Composés azotés 1 %
Mg 0,05 %
Mn 0,05 %
Zn 0,01 %
B 0,02 %
Mo 0,01 %
Cu 0,04 %
Fe 0,06 %
20. Procédé de préparation d'un élixir destiné à un produit selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que l'on introduit les composants à macérer correspondant à 10 litres d'élixir dans un récipient en céramique allant au feu avec 7 litres d'eau, on chauffe le mélange jusqu'à ébullition et on maintient l'ébullition pendant 40 minutes environ, on transvase le contenu dans un récipient en verre, on ajoute 2,4 litres d'éthanol à 50 % en volume, on bouche hermétiquement le récipient de verre et on place celui- ci en un emplacement exposé au rayonnement solaire pendant environ 90 jours.
21. Procédé suivant la revendication 13 pour la préparation d'un produit selon l'une quelconque des revendications 8, 9 et 10, caractérisé en ce que l'ensemble des additifs comprenant les engrais biologique, solide équilibré, l'algue bleue, la levure de bactéries, le soufre, la chaux, est mélangé avec la partie d'engrais liquide équil ibré préalablement à l'opération de mélange avec les hydrogels.
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