Brevet FR2520733A1 — publié le 19830805

b La présente invention concerne des engrais qui commencent à libérer leursmatièresnutritivesd'une façon commandée. On sait que les engrais sont des matières des- tinées à être fournies aux plantes pour accélérer leur croissance, augmenter leur production ou améliorer leur qualité. Tous les engrais solides connus mettent leurs matières nutritives à la disposition des plantes, suivant leur vitesse de dissolution,par le liquide humide ou la solution impré- gnant le substrat Dans l'état actuel de la technique on coimande la vitesse de dissolution de telle façon que les matières nutritives puissent couler régulièrement en un temps rée- glable, à compter du moment de l'application, suivant la composition de l'engrais. Toutefois, un point commun à tous ces engrais est que le commencement de la libération de la matière nutritive n'est pas réglable, la matière nutritive étant libérée aussitôt, en totalité dans le cas d'engrais à action rapide et en partie dans le cas d'engrais à action lente. Pour des raisons physiologiques, écologiques et économiques il est souhaitable ou nécessaire d'augmenter le taux d'utilisation des engrais et, ainsi, leur effica- cité, à un point tel qu'avec une dose totale unique éle- vée et, ainsi, avec des frais d'application aussi faibles que possible, on évite ou du moins on abaisse beaucoup la phytotoxicité et la pollution de l'environnement due aux pertes causées par la lixiviation. Il se posait donc le problème technique sui- vant: mettre au point un engrais qui ne cède ses matiè- res nutritives qu'au moment voulu et en la quantité souhaitée. Ce problème technique est résolu par la présen- te invention grâce à un engrais caractérisé en ce qu'il est enrobé d'agents hydrofuges et/ou peu solubles dans l'eau ou gonflant dans l'eau. On décrit ci-dessous des formes d'exécution particulières de cet engrais l'engrais appartient à l'ensemble des engrais minéraux simples (à une seule matière nutritive), des engrais minéraux composés (à plusieurs matières nutritives), des engrais mixtes à la fois organiques et minéraux, des engrais organiques, des oligo-éléments nutritifs ou des pro- duits phytosanitaires, ou est constitué d'associations de produits de ce genre, il se présente sous la forme d'un engrais pulvérulent, d'un engrais cristallisé, d'un engrais en granulés, d'un engrais en granulés enduits,d'un engrais en bâtonnets, d'une solution d'engrais encapsulée ou d'une suspension d'engrais encapsulée, il contient, comme matièresnutritive S(éléments fertili- sants), du carbone, de l'oxygène, de l'azote, du phos- phore, du potassium, du magnésium, du calcium, du sou- fre, du fer, du manganèse, du cuivre, du zinc, du chlore, du bore, du molybdène, du sodium, du silicium et/ou du cobalt sous la forme de composés, les matières nutritives sont enrobées d'agents hydrofu- geants appartenant à l'ensemble des paraffines,des cires, des savons métalliques, des composés d'ammoniums quater- naires, des dérivés de l'urée, des résines modifiées pardes acides gras, des silicones et/ou des composés organi- ques perfluorés, 1 agent hydrofugeant est le palmitate de fer, les matières nutritives sont enrobées d'agents peu solu- bles dans l'eau ou gonflant dans l'eau qui appartiennent à l'ensemble des polymères porteurs de radicaux mouil- lables à l'eau, les radicaux mouillables à l'eau sont des radicaux hydro- xy, carboxy, esters alkyliques, cyano, chloro ou fluoro, les agents peu solubles dans l'eau ou gonflant dans l'eau sont des poly-(alcools vinyliques), de préférence des polymères de ce genre dont la teneur en radicaux acétyles résiduels est de 10 %/ les matières nutritives sont enrobées d'agents peu solu- bles dans l'eau qui sont des composés minéraux, l'agent peu soluble dans l'eau est le phosphate de fer ou le phosphate de calcium, les matières nutritives sont enrobées d'agents peu solu- bles dans l'eau ou gonflant dans l'eau qui appartiennent à l'ensemble des polymères porteurs de radicaux mouil- lables à l'eau ou à 11 ensemble des composés minéraux, et sont enrobés également d'agents hydrofugeants appartenant à l'ensemble des paraffines, des cires, des savons métal- liques, des composés d'ammoniums quaternaires, des déri- vés de l'urée, des résines modifiées par des acides gras, des silicones et/ou des composés organiques perfluorés, l'agent hydrofugeant enrobe les matières nutritives en une épaisseur de couche de 10 8 m à 10 -2 m, de préférence de 1 10-6 m à 2 10 3 m, l'agent peu soluble dans l'eau ou gonflant dans l'eau enrobe les matières nutritives en une épaisseur de couche de 10-6 m a 10-2 m, de préférence de 5 10 5 m à 2 10-3 m. Chose étonnante, la libération de la matière nutritive par l'engrais conforme à l'invention se déclen- che avec un certain retard et son commencement peut être commandé de telle façon que le flux de matière nutriti- ve ne débute qu'après un temps d'attente de 1 jour à 2 ans, de préférence de 30 à 180 jours, suivant le but que l'on a en vue. Cette libération commandée de la matière nutri- tive est accompagnée de nombreux avantages, inaccessibles avec les engrais connus. C'est ainsi que la fertilisation peut être exécutée par exemple en fonction des besoins, en ce sens que la libération de la matière nutritive est adaptée aux besoins de pointe et aux besoins nuls des plantes, ce qu'aucun des engrais connus ne permet de réaliser. On peut ainsi satisfaire au mieux les besoins variables en matières nutritives des plantes au cours d'une période de culture: de ce fait on ne risque pas de causer des dommages aux plantes par suite d'une fumure excessive au moment o les plantes sont très sensibles et on ne risque pas non plus d'inhiber leur croissance en ne leur fournissant que des quantités insuffisantes de ma- tières nutritives aux moments o les besoins sont les plus grands. La possibilité qu'on a, grâce à l'engrais con- forme à l'invention, de commander la libération de la ma- tière nutritive a l'avantage supplémentaire de permettre d'épuiser totalement le potentiel productif des plantes, même dans des conditions climatiques défavorables ou sur des sols peu fertiles, ce qui ouvre des voiesfermées jusqu'à présent, pour la fertilisation intensive. En outre, le déclenchement du flux de matière active qui peut être commandé au moyen de l'engrais conforme à l'invention ouvre la possibilité de satisfaire au mieux, par une quantité totale d'engrais apportée en une seule fois lors du semis ou de la mise en pot, les besoins fluctuants d'une culture particulière en ce qui concerne les formes des matières nutritives et leurs concentra- tions On supprime ainsi la fertilisation complémentaire, p 1 qui est dangereuse et qui, si elle est effectuée intem- pestivement, est inefficace. La libération des matières nutritives qui peut être commandée au moyen de l'engrais conforme à l'inven- S tion ouvre par ailleurs la possibilité d'ajouter à des substrats, longtemps avant leur emploi, des engrais, sans avoir à craindre, au commencement de l'utilisation, de fortes concentrations en sels manifestant déjà une acti- vité car ceux-ci ne sont activés qu'au début de l'utili- sation par un arrosage des substrats On peut ainsi évi- ter un choc salin ou des dommages causés par les sels. On peut utiliser comme engrais,au sens donné à ce terme dans la présente invention des engrais en poudre des engrais cristallisés des engrais en granulés des engrais en granulés enduits des engrais en bâtonnets des solutions ou suspensions d'engrais encapsulées. Les engrais cités peuvent se présenter sous la forme d'engrais minéraux simples (à une seule matière nutritive) d'engrais minéraux composés (à plusieurs matières nutritives) d'engrais minéralo-organiques d'engrais organiques de matières nutritives à l'état de traces (oligo- éléments nutritifs) _ d'association des composantes qui viennent d'être citées. Il peut s'agir également d'engrais ayant subi un traitement préalable quelconque, par exemple d'engrais à libération ralentie des matières nutritives pour plan- tes, matières qui sont notamment des sels peu solubles, des composés nutritifs polymères et des matières nutri- tives fixées chimiquement ou physiquement sur des sup- ports naturels ou synthétiques. La préparation de l'engrais conforme à l'inven- tion est effectuée de manière connue: par exemple on commence par placer l'engrais dont on veut commander la libération de la matière active conformément à l'inven- tion, dans un appareil approprié pour le type de traite- ment envisagé, appareil qui est par exemple un tambour rotatif ou un plateau de granulation ou un appareil à couche tourbillonnaire,et on y ajoute l'agent de trai- tement de telle façon que l'engrais soit enrobé complè- tement et avec une régularité suffisante jusqu'à l'épais- seur de couche voulue, ou on commence par placer l'agent de traitement dans un appareil approprié, tel qu'un tam- bour rotatif ou un granulateur à plateau, et on introduit l'engrais dont on veut commander, conformément à l'inven- tion, la libération de la matière active, de telle façon que l'engrais soit enrobé totalement et avec une régula- rité suffisante avec l'épaisseur de couche voulue. Comme agent hydrofuge et/ou peu soluble dans l'eau ou gonflant dans l'eau on pourra utiliser notamment des paraffines,surtout des paraffin E ayant un intervalle de fusion de 40 à 2500 C, de préférence de la paraffine dure fondant au-dessus de 550 C des cires, par exemple la cire d'abeille, le blanc de baleine ou la cire de carnauba; des savons métalliques, par exemple les sels de Mg, de Ca, de Fe, de Cu, de Zn, de Mn, de Zr ou d'Al de l'acide laurique, de l'acide myristique, de l'acide palmitique, de l'acide stéarique ou de l'acide oléique, de préfé- *rence les sels de Mg, de Ca, de Fe, d'Al et de Zr de l'-acide palmitique des composés d'ammoniums quaternaires, par exemple le chlorure d'octadécyloxyméthyl-pyridinium ou le chlorure de (N-méthyl-N-stéaroylamino-méthyl)-pyridinium, des résines synthétiques modifiées par des acides gras, par exemple des produits de condensation dérivant d'un précondensat monododécylurée/formaldéide ou d'un éther d'hexaméthylolmélamine modifiés par l'acide laurique, l'acide palmitique et/ou l'acide stéarique; des dérivés de l'urée, par exemple l'octadécyl- éthylène-urée; des dérivés de la mélamine; des polysiloxanes, par exemple un poly-(hydrogéno-méthyl- siloxane) ou un poly-(diméthylsiloxane); des polymères fluorocarbonés, par exemple un poly- (acrylate de dihydro-l,l perfluoro-octyle) des alginates, par exemple l'alginate de potassium la gélatine; la caséine; des poly -osides, par exemple l'amidon, le lactose, la cellulose, des dérivés de la cellulose, tels que l'éthyl- cellulose, l'hydroxypropyl-cellulose et leurs mélanges, des pectines, des xanthanes; des poly-(alcools vinyliques) des poly-(acétates de vinyles); des poly-(éthers vinyliques); des poly-(vinylpyrrolidones); des polyacrylates des minéraux argileux, par exemple la bentonite, l'illite et l'attapulgite; des oxydes de métaux, par exemple l'hydroxyde de fer et l'oxyde de magnésium; des phosphates de métaux, par exemple le phosphate de calcium et le phosphate de fer des polyphosphates, par exemple le sel de Kurrol des silicates de métaux, par exemple le verre soluble potassique de préférence des poly-(acétates de vinyles) partiel- lement saponifiés, la gélatine, l'hydroxyde de fer et le phosphate de calcium. On applique des couches dont les épaisseurs sont -8 2 comprises entre 10 m et 10 n M, plus particulièrement entre 1 106 m et 2 10 3 m. L'agent de traitement est appliqué soit sous la forme d'une composante unique, tel quel, en solution ou en émulsion, soit sous la forme d'un système à plusieurs composantes. Les exemples suivants décrivent des engrais con- formes à l'invention. Exemple 1 Dans un tambour rotatif on chauffe à 100-1100 C 1 par de l'air chaud, 237,5 g d'un engrais NPK 13-13-21 engranu- lés formés par agglomération ayant un spectre dé granularité de 2,0 à 4,0 mm Tout en continuant à faire arriver de l'air chaudon ajoute aux granulés 48 g au total d'une suspension à 26 % constituée de 9 parties d'un liant à base d'une résine alkyde modifiée par de l'huile,avec 1 partie de palmitate de fer dans un mélange solvant constitué de 1 partie d'essence bouillant entre 130 et 2200 C et 2 parties de xylène, cela de telle façon que la vitesse d'alimentation et la vitesse de séchage soient égales Lorsque le traitement est terminé, on refroidit lentement les granulés à la température ambiante. Exemple 2 Dans un tambour de dragéification, on chauffe à -60 C par de l'air chaud 475 g d'un engrais NPK en granulés formés par fragmentation qui ont été préparés avec 100 g d'une solution à 50 % d'une résine alkyde, engrais dont le spectre de granularité est de 3,0 à 5,Omm et dont la composition en matières nutritives est la suivante: NPK 18-4,5-9, Mg O 0,9, Fe 0,1 Tout en conti- nuant à faire arriver le courant d'air chaud ( 500 1 par minute) on ajoute aux granulés une quantité totale de 250 g d'une solution aqueuse à 10 % de poly-(alcool viny- lique) (teneur en radicaux acétyles résiduels: environ %; viscosité à 20 C: environ 35 m Pa s), à un débit tel que la vitesse d'alimentation et la vitesse de séchage soient égales Le traitement terminé, on refroidit lentement à la température ambiante. Exemple 3 Dans un tambour de dragéification à plateaux perforés on chauffe à 50-60 O C,par de l'air chaud, 425 g d'un engrais ayant la composition suivante en matières nutritives: NPK 18-4,5-9, Mg O 0,9, Fe 0,1, et ayant un spectre de granularité de 3,0 à 5,0 mm, engrais qui a été préparé à partir de 383 g d'un engrais NPK en granulés formés par fragmentation et 85 g d'une solution à 50 % d'une résine alkyde Tout en continuant à faire arriver le courant d'air chaud, on ajoute lentement aux granulés 500 g au total d'une solution aqueuse à 10 % de poly- (alcool vinylique) (teneur en radicaux acétyles rési- duels: environ 10 %; viscosité à 20 C: environ 35 m Pa s), cela de telle façon que la vitesse d'alimentation et la vitesse de séchage soient égales Lorsque l'enduit a été appliqué, on chauffe les granulésà 110-120 C et on y ajoute 25 g d'un mélange méthylsiloxane/durcisseur, pré- réticulé à un débit tel que, là encore, il y ait corres- pondance dans le temps entre l'alimentation et le durcis- sement Le traitement terminé, on refroidit lentement à la température ambiante. / Les exemples suivants décrivent l'application des engrais conformes à l'invention et leurs effets par rapport à des produits connus. Exemple 4 Etude de la libération, en fonction du temps, de matières actives de granulés dans l'eau par mesure continue de la conductibilité des sels dissous qui s'accumulent dans l'eau. Granulé traité par une résine alkyde (en,S/cm) Granulé traité selon l'exemple 3 (en pu S/cm) 2 O Temps (en minutes) i i i Exemple 5 On détermine ici la manière dont la matière active est libérée, en fonction du temps, par des granulés d'engrais, dans le substrat, cela en mesurant les divers rendements de coupe de la masse sèche d'herbe de prairie pendant une durée de 80 jours après un apport d'engrais à effet dépressif, incorporé au substrat une seule fois avant le semis de l'herbe ' Les résultats des essais sont consignés dans le tableau suivant Dans ces essais on a pris pour référence un substrat convenablement pourvu en matières nutritives naturelles et non additionné d'engrais à effet dépressif La valeur correspondant à ce substrat est posée égale à 100 %. Temps s'écoulant entre le semis et la coupe (en jours) Engrais NPK 13-1321 sans trai- tement com- plémentaire % 0,5 avec trai- tement par une résine alkyde % 1 l.1 traité con- formément à l'inven- tion comnle à l'exem- ple 3 o/ REVENDICATIONS 1 Engrais commençant à libérer leurs matières nutritives d'une façon commandée, engrais caractérisés en ce qu'ils contiennent des matières nutritives qui sont enrobées par des agents hydrofuges et/ou peu solubles dans l'eau ou gonflant dans l'eau. 2 Engrais selon la revendication lqui ap- partiennent à l'ensemble des engrais minéraux simples, des engrais minéraux composés, des engrais organiques- minéraux, des engrais organiques, des matières nutritives à l'état de traces, des produits phytosanitaires ou à une association de ces ensembles. 3 Engrais selon la revendication l sous la forme de poudres, de produits cristallisés, de granulés, granulés revêtus, de bâtonnets ou de solutions ou sus- pensions encapsulées. 4 Engrais selon la revendication l,qui con- tiennent, comme matières nutritives, du carbone, de l'oxygène, de l'azote, du phosphore, du potassium, du magnésium, du calcium, du soufre, du fer, du manganèse, du cuivre, du zinc, du chlore, du bore, du molybdène, du sodium, du silicium, du-cobalt et/ou de l'aluminium, avantageusement sous forme de leurs composés. Engrais selon la revendication l,caracté- risés en ce que les matières nutritives sont enrobées par des agents-hydrofuges appartenant à l'ensemble des paraf- fines, des cires, des savons métalliques, des composés d'ammoniums quaternaires, des dérivés de l'urée, des ré- sines modifiées par des acides gras, des silicones et/ou des composés organiques perfluorés. 6 Engrais selon la revendication 5,caracté- risés en ce qu'ilscontiennent du palmitate de fer comme agent hydrofuge. 7 Engrais selon la revendication 1,caracté- risés en ce que les matières nutritives sont enrobées par des agents peu solubles dans l'eau ou gonflant dans l'eau qui appartiennent à l'ensemble des polymères porteursde radicaux mouillables à l'eau. 8 Engrais selon la revendication 7,caracté- risés en ce que les radicaux mouillables à l'eau sont des radicaux hydroxy, carboxy, estes alkyliques, cyano, chloro ou fluoro. 9 Engrais selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisés en ce que les agents peu solubles dans l'eau ou gonflant dans l'eau sont des poly-(alcools vinyliques) qui ont de préférence une teneur en radicaux acétyles résiduels de 10 %. Engrais selon la revendication 1,caracté- risés en ce que les matières nutritives sont enrobées par des agents peu solubles dans l'eau qui appartiennent à l'ensemble des composés minéraux. 11 Engrais selon la revendication 10 caracté- risés en ce que le composé peu soluble dans l'eau est le phosphate de fer ou le phosphate de calcium. 12 Engrais selon la revendication 1,caracté- risés en ce que les matières nutritives sont enrobées par des agents peu solubles dans l'eau ou gonflant dans l'eau qui appartiennent à l'ensemble constitué par les polymè- res porteurs de radicaux mouillables à l'eau ou à l'en- semble des composés minéraux, et sont enrobées par des agents hydrofuges qui appartiennent à l'ensemble des pa- raffines,des cires, des savons métalliques, des composés d'ammoniums quaternaires, des dérivés de l'urée, des ré- sines modifiées par des acides gras, des silicones et/ou des composés organiques perfluorés. 13 Engrais selon la revendication lcaracté- risés en ce que l'agent hydrofuge enrobe les matières nutritives en une épaisseur de couche de 10 8 m a 10 2 m, de préférence de 1 10-6 m à 2 10 3 m. 14 Engrais selon la revendication 1, caracté- risés en ce que l'agent peu soluble dans l'eau ou gonflant dans l'eau enrobe les matières nutritives en une épaisseur de couche de 10 -6 m à 10 2, de préférence de 5 10-5 à 2 10-3 m. Procédé permettant de réaliser une libéra- tionwcommandée de matières nutritives pour plantes dans des sols, par introduction d'engrais dans les sols, pro- cédé caractérisé en ce qu'on utilise des engrais selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, le flux de matières nutritives ne commençant qu'après un temps d'at- tente de 1 jour à 2 ans, de préférence de 30 à 180 jours. 16 Procédé pour réaliser une libération com- mandée-de matières nutritives pour plantes dans des subs- trats, par introduction d'engrais dans des substrats, procédé caractérisé en ce qu'on utilise des engrais selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, le flux de matières nutritives ne se déclenchant qu'au moment voulu par arrosage des mélanges substrat/engrais. 17 Procédé permettant de réaliser une libéra- tion commandée de matières nutritives pour plantes sur des substrats, procédé caractérisé en ce qu'on utilise des engrais selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, une application unique d'engrais au début de la croissance des plantes étant suffisante pour la plante jusqu'au développement complet. 18 Procédé pour réaliser une libération com- mandée de matières nutritives pour plantes sur des subs- trats, procédé caractérisé en ce qu'on utilise des en- grais selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, la commande étant adaptée aux besoins nutritifs des plan- tes de telle façon qu'un excès de fertilisation et/ou des pertes inadmissibles par lixiviation soient évités. 19 Application d'engrais selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 pour la nourriture des plantes. Procédé pour préparer des engrais selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, procédé ca- ractérisé en ce qu'on introduit l'engrais dont on veut régler la libération des matières actives, dans un ap- pareil convenant pour le type particulier du traitement, et on ajoute l'agent de traitement de telle façon que l'engrais soit enrobé complètement et avec une régularité suffisante jusqu'à l'épaisseur de couche voulue, ou on introduit l'agent de traitement dans un appareil appro- prié et on introduit l'engrais dont on veut régler, con- formément à l'invention, la libération des matières acti- ves, cela de telle façon que l'engrais soit enrobé tota- lement et avec une régularité suffisante,avec l'épaisseur de couche voulue.