Brevet FR2472550A1 — publié le 19810703

Mélamine purifiée utile comme source d'azote pour la fertilisation des végétaux, procédé de sa préparation et procédé de son utilisa- tion. La présente invention concerne une mélamine purifiée utile comme source d'azote pour la fertilisation des végétaux, un procédé de sa préparation et un procédé de son utilisation. Depuis de nombreuses années, on a utilisé des engrais azotés tels que le nitrate d'ammonium, le sulfate d'ammonium et le phosphate de diammonium comme fertilisants classiques pour la production en pépinière de plants de conifères et d'autres végé- taux. Ces composés se dissolvent facilement dans l'eau et sont facilement lessivés du sol en trois à quatre semaines. Il est sou- haitable, en particulier pour la fertilisation des arbres et des arbustes, que l'azote de l'engrais soit disponible pendant des périodes plus importantes, telles qu'une ou plusieurs saisons de croissance. Des formes à dissolution plus lente de composés azotés, tels que l'urée, fournissent de l'azote aux végétaux pendant une durée accrue. On a utilisé avec succès l'urée pour la fertilisation des conifères et d'autres végétaux. La mélamine est également un composé azoté à dissolution lente qui est faiblement soluble dans l'eau et qui, lorsqu'on l'applique au sol, se dégrade au cours du temps pour y libérer de l'azote fertilisant les végétaux; cependant, la mélamine industrielle est phytotoxique aux doses d'application nécessaires pour une fertilisation efficace des végétaux. La mélamine est un composé chimique bien connu. La mélamine est particulièrement utile pour produire des résines et des revêtements tels que des résines mélamine-formaldéhyde. Pour produire la mélamine en quantités industrielles, on chauffe géné- ralement le dicyandiamide ou l'urée sous pression. La mélamine, ainsi que d'autres composés de type triazine, tels que l'acide cyanurique, l'ammélide et l'amméline, ont été évalués comme sources d'azote pour la fertilisation des végétaux. Cependant, la mélamine industrielle, lorsqu'on l'applique en les quantités nécessaires pour obtenir une fertilisation satisfaisante des végétaux, présente une phytotoxicité modérée à importante selon la nature des végétaux à fertiliser, l'état du sol et la quantité de mélamine appliquée. Par suite des effets phytotoxiques de la mélamine industrielle, on ne l'a pas utilisée comme fertilisant des végétaux. L'invention a pour objet: - l'utilisation de mélamine purifiée comme fertilisant pour les végétaux, notamment les arbres et arbustes; et - une composition pour accroître de façon synergique la croissance des végétaux auxquels on l'applique, qui est consti- tuée essentiellement de mélamine dont on a éliminé les impuretés phytotoxiques en association avec une forme à libération contrôlée d'acide dichloro-2,4 phénoxyacétique. Pour éliminer certaines impuretés qui n'ont pas encore été identifiées de la mélamine industrielle, on peut la recristalliser une ou plusieurs fois en dispersion aqueuse. On peut appliquer au sol la mélamine ainsi obtenue comme source d'azote à libération lente pour les végétaux ou l'appliquer en mélange avec une forme à libération contr81ée de l'acide dichloro-2,4 phénoxy- acétique (désigné ci-après par l'abréviation 2,4-D), le mélange de mélamine et de 2,4-D à libération contrôlée provoquant de façon synergique une amélioration de la croissance des végétaux. Les modes de réalisation préférés de l'invention vont maintenant être décrits. Il était totalement imprévisible que la simple re- cristallisation de la mélamine industrielle en dispersion aqueuse produise une mélamine utile comme fertilisant des végétaux. La demanderesse a découvert que la recristallisation de la mélamine industrielle élimine certaines impuretés solubles dans l'eau qui n'ont pas encore été identifiées et qui sont phytotoxiques en quantité extrêmement faible. Il était également imprévisible que la mélamine dont on a éliminé les impuretés phytotoxiques, en asso- ciation avec une forme à libération contrôlée de 2,4-D, provoque une augmentation de la croissance des végétaux supérieure à celle attribuable à l'application de mélamine seule ou de 2,4-D seul. Dans l'industrie, on produit la mélamine principa- lement selon deux procédés. Le premier consiste à chauffer l'urée sous pression à une température de 150 C ou plus, pour obtenir des composés cycliques pentagonaux de type triazine comportant 3 atomes d'azote et 3 atomes de carbone. Le second consiste à chauffer le dicyandiamide sous pression. Lorsqu'on accroît la température et la pression, les radicaux hydroxy fixes aux atomes de carbone du cycle sont remplacés par des radicaux amino, ce qui conduit à une série de composés: l'acide cyanurique, l'ammélide, l'amméline et la mêlamine. Dans le cas de la mélamine, tous les radicaux hydroxy sont remplacés par des radicaux amino. Pour éliminer les impuretés phytotoxiques de la mélamine industrielle, on lave une grande quantité de mélamine avec de l'eau, on filtre et on évapore la liqueur mère à sec. On recristal- lise ensuite le résidu jusqu'à ce que les cristaux récoltés ne soient plus toxiques. On combine les liqueurs mères de chaque recris- tallisation et on les évapore à sec. Le résidu solide obtenu est très toxique pour les végétaux. La température de l'eau utilisée pour la recristallisation n'a pas de valeur particulièrement stricte. On sèche de façon appropriée la mélamine cristalline solide obtenue dont on a éliminé les impuretés phytotoxiques et on l'emballe pour l'emploi. Une ou plusieurs recristallisations de la mélamine peuvent être néces- saires selon le produit et la quantité d'impuretés qu'on doit en éli- miner. On peut utiliser la mélamine purifiée par applica- tion à la surface du sol à côté des végétaux à fertiliser. En rai- son de sa faible solubilité, la mélamine se décompose pour libérer de l'azote dans le sol à des vitesses relativement faibles pendant une durée prolongée. La demanderesse a également découvert que, lorsqu'on mélange un herbicide à libération contrôlée, tel qu'une forme à libé- ration contrôlée du 2,4-D à la mélamnine dont on a éliminé les impu- retés phytotoxiques, on obtient une amélioration de la croissance atteignant 100 % par rapport à la croissance des végétaux non traités. La forme à libération contrôlée du 2,4-D que l'on préfère est un mélange intime de 50 '/. en poids de lignine de procédé au sulfate et de 50 % en poids de 2,4-D. Pour préparer la forme à libération contrôlée du 2,4-D, on mélange intimement ou on fond ensemble des poids égaux de lignine de procédé au sulfate et de 2,4-D et on extrude le mélange sous forme de pastilles ou de paillettes. On 247255 0 mélange l'herbicide à libération contrôlée et la mélamine dans un rapport pondérai de 1/10 à 1/40 de l'herbicide à la mélamine. Les exemples non limitatifs suivants illustrent un procédé de recristallisation de la mélamine, l'emploi de mélamine pour la fertilisation des végétaux et l'emploi de mélamine en asso- ciation avec une forme à libération contrôlée du 2,4-D comme ferti- lisant des végétaux. EXEMPLE 1 (Procedé de recristallisation de la mélamine industrielle) On mélange 1,O kg de mélamine avec 3 litres d'eam et on agite pendant 3 h. On filtre ensuite le mélange et on évapDe à sec la liqueur mère contenant les composants solubles dans lVeau pour obtenir 17,7 g de résidu. On recristallise alors ce résida dans l'eau à la température ordinaire deux fois ou plus en combimt et en évaporant à sec les liqueurs mères de chaque recristallisat.ion La fraction obtenue présente une phytotoxicité importante, tandis que la mélamine, dont a éliminé les impuretés par recristallisatl'n, ne présente pas de phytotoxicité comme le montre un essai biolD:gq avec des graines de concombre. Dans tous les essais biologiques, um utilise au moins 40 graines. On applique les composés de type mêla- mine, au sol contenant les graines, à une dose équivalant à 224 k d'azote/ha. Le tableau I ci-après montre l'inhibition de la germi- nation des graines de concombre le 7e jour et la durée de la phytz- toxicité. La durée des essais biologiques est de sept semaines.,-Qo le montre le tableau I ci-après, la mélamine industrielle contenant une ou plusieurs impuretés phytotoxiques fournie par Melamine Chemulacs Inc. a une période de toxicité de 3 semaines, tandis que la mélamIme purifiée par deux recristallisations dans l'eau n'a pas de toxic.të. La fraction très toxique éliminée par recristallisation de la mélamine inhibe la germination à 100 % jusqu'à la 6e semaine comprise. EXEMPLE 2 On a effectué une évaluation dans un champ expéri- mental pour déterminer l'emploi de la mélamine purifiée comme fer- tilisant des plants de conifères. On a appliqué la mélanine seule ou en association avec une forme à libération contr8ôlée du 2,4-D, c'est-à-dire un mélange intime de 50 % en poids de lignine de procédé au sulfate et de 50 % en poids de 2,4-D. On a effectué l'évaluation 247255a près de Raymond, Etat de Washington, Etats-Unis d'Amérique, sur une plantation de conifères récemment établie par le Washington State Department of Natural Resources par coupe claire et écobuage, puis plantée à la main avec des plants de sapin de Douglas 2-1. La plan- tation était divisée en parcelles rectangulaires contenant chacune arbres. On appliquait à la main la mélamine et/ou le mélange mélamine/herbicide au sol sur une surface d'un mètre carré autour de chaque plant. La dose d'application de la mélamine était comprise entre O et 500 g par arbre, tandis que la quantité d'appli- cation de 2,4-D à libération contrôlée était comprise entre O et 11,2 g par arbre. On notait la taille des plants et leur diamètre 2,5 cm audessus du collet lors de l'application de la mélamine et de la combinaison mélamine/herbicide à libération contrôlée. Environ 6 mois après le début de la dormance, on mesurait à nouveau la hau-. teur et le diamètre de chacun des arbres. Les valeurs de l'accrois- sement de la taille lors de la première année figurent dans le tableau II ci-après. Les plants ayant reçu 100 g de mélamine par arbre présentent un accroissement de la taille par rapport aux arbres non traités. Les arbres ayant reçu une combinaison de 100 g de mélamine par arbre et de 11,2 g par arbre d'herbicide à libération contrôlée présentent un accroissement de la taille supérieur de 100 % à celui des témoins non traités. L'application de l'herbicide seul ne provoque qu'une augmentation modeste de la taille des plants (envi- ron 8 %) par rapport aux témoins non traités. On doit attribuer l'augmentation de la croissance observée pour la composition mélamine/2,4D à la présence de l'azote provenant de lamélamine en association avec certaines propriétés de stimulation de la crois- sance de l'herbicide. Comme le montrent les valeurs du tableau III ci- après de l'accroissement du diamètre des plants, les arbres ayant reçu la mélamine seule, quelle que soit la dose d'application, pré- sentent un accroissement supérieur de 22 % à celui des témoins non traités, tandis que les arbres ayant reçu la mélamine addition- née de 2,4-D à libération contrôlée présentent une croissance supé- rieure de 57 % à celle des arbres témoins non traités. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. TABLEAU I Inhibition de la germination.des Rraines d'essai. J a De Melamine Chemicals, Inc. b La durée de l'essai biologique est de sept semaines; la faction triès toxique inhibe la germination à 100 % jusqu'à la sixième semaine comprise. c Mélamine purifiée par deux recristallisations dans l'eau. * upérieure de façon significative a la valeur des témoins non traités pour le coefficient de coniance de 95 %. a- r', PO, %o Matière appliquée Inhibition de la germination Durée de la toxicité au 7e jour, % (semaines) Mélamnine a 100,0 3 Fraction très toxique 100O b 6b Mélamine c 2,5 Témoin non traité 2,5 T A B L E A U II Evaluation statistique de l'accroissement de la taille de plants de sapin de Douglas à Raymond. croissance supérieure de façon significative à celle des témoins non traités pour le coefficient de confiance de 95%, *r croissance supérieure de façon significative à celle obtenue pour tous les autres traitements pour le coefficient de confiance de 97,5%. a surface traitée: 1 m b forme à libération contrôlée de l'acide dichloro2,4 phénoxyacétique en association avec de la lignine de procédé au sulfate. Matière appliquée g/arbre Me oe écr tE-I Moyenne écar Moyenne écr a arithmétique écart type arithmétique rt Témoin non traité O 30 6 7 5 Mélamine 100 34 6 11l 4 Lignine de procédé au sulfate/2,4-D b 11,2 31 7 9 7 Mélamine + 100 lignine de procédé au 11 sulfate/2,4-D,2 31 14 7 Mélamine + 500 lignine de procédé au 11,2 sulfate/2,4-D 31 7 8 4 s-, I-J U ro CD TABLEAU III Evaluation statistique de l'accroissement du diamètre a de plants de sapin de Douglas à Raymond. Diamètre initial des Augmentation moyenne du Diamètre après 9 mois b Dose plants (cm) diamètre en 9 mois (cm) (cm) Matière appliquée g/arbre Moyenne Moyenne Moyenne Mteealqé/b arithmétiqueécart type arithmétique arithmétique écart type qaih ti e P Témoin non traité 0 0,64 0,14 0,23 0, 14 0,86 0,19 Mélamine 100 0,71 0,15 0,28 0,22 0,98 0,26 suLignine de procédé au 11,2 0,63 0,14 0,32 0,18 0,95 0,22 sulfate /2, 4-D Mélamine + 100 lignine de procédé au 11,2 0,71 0,14 0,36 0,16 1,07 0,22 sulfate/2,4D c Mélamine + 500 lignine de procédé au l sulfai e/2,4-D poé11,2 0,65 0, 14 0,28 0,16 0,94 0,20 sulfate/2,4-D a diamètre mesuré 2,5 cm au-dessus du collet b surface traitée: 1 m c forme a libération contr8ôlée de l'acide dichloro-2,4 phénoxyacétique en association avec de la lignine de procédé au sulfate * croissance supérieure de façon significative à celle des témoins non traités pour le coefficient de confiance de 99% croissance supérieure de façon significative à celle des témoins non traités pour le coefficient de confiance de 95%. VII 2$7255C R E V E N D I CATIONS 1. Procédé pour accroître la vitesse de croissance des végétaux, caractérisé en ce qu'on utilise de la mélamine purifiée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise un mélange de mélamine purifiée et d'une forme à libération contr8ôlée de l'acide dichloro-2,4 phénoxyacétique à la surface du sol entourant les végétaux, la forme à libération contrôlée de l'acide dichloro-2,4phénoxyacétique consistant en un mélange intime de 50 % en poids de lignine de procédé au sulfate et de 50 % en poids d'acide dichloro-2,4 phénoxyacétique. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que la mélamine purifiée a été obtenue par mise en contact de mélamine industrielle avec de l'eau, cristallisation successive du milieu obtenu et récupération de la mélamine cristallisée purifiée.