Brevet FR2658810A1 — publié le 19910830

COMPOSITION CONTENANT DES OLIGO-ELEMENTS 1 O ET PROCEDES METTANT EN OEUVRE CETTE COMPOSITION La présente invention a pour objet l'apport d'oligo-éléments ou d'éléments micronutritifs, comme on les appelle également, tels que Fe, Zn, Mn et Cu, à des plantes dans des sols o se posent des problèmes concernant l'absorption de ces éléments. On sait bien que la disponibilité de plusieurs oligo-éléments, en particulier Fe et Zn, décroît à p H élevé, provoquant des problèmes nutritionnels dans ces conditions. Afin d'éviter ces problèmes, on utilise souvent, pour amender le sol, des chélates organiques de synthèse, qui sont généralement à la fois coûteux et peu efficaces Selon une autre possibilité, on peut effectuer des applications sur les feuilles. Selon la présente invention, il est fourni une composition destinée à l'application au sol, en particulier à un sol basique, comprenant un oligo-élément tel que Fe, Zn, Mn ou Cu, sous l'une des formes suivantes ou sous les deux: I en suspension ou sous forme de complexe avec des acides humiques dérivés du charbon, dans un milieu aqueux; IL piégée par ou dans un charbon oxydé. Selon l'invention, il est fourni par ailleurs un procédé pour l'apport d'un oligo-élément à un sol basique, comprenant l'étape d'application à ce sol d'une composition telle que décrite ci-dessus. Selon l'invention, il est encore fourni un procédé pour améliorer l'absorption d'un oligo-élément par une plante à partir d'un sol basique, comprenant l'étape d'application au sol d'une composition telle que décrite ci-dessus, au voisinage de la plante. Le charbon oxydé est de préférence un charbon oxydé de classe inférieure à moyenne Des exemples de charbon de ce type sont les charbons sousbitumineux et bitumineux Le charbon oxydé est produit de préférence par le procédé d'oxydation humide décrit dans le brevet US 4 912 256 Selon ce procédé, il est produit un charbon oxydé qui contient des acides humiques Le charbon oxydé présente un p H acide, par exemple un p H dans la plage de 2 à 3 Les 1 i O oligo-éléments sont piégés par ce charbon oxydé, par mise en contact de celui-ci avec une solution aqueuse de l'oligo-élément. Généralement, la solution aqueuse est une solution de sulfate. L'oligo-élément est piégé par le charbon oxydé et il est ensuite mis à la disposition de la plante cultivée dans le sol alcalin. Lors de la production d'un charbon oxydé par un procédé d'oxydation humide, il se forme également certains acides fulviques hydrosolubles Les acides fulviques peuvent être éliminés à de ce charbon oxydé (par filtration) avant le traitement avec la solution contenant l'oligoélément Toutefois, il n'est pas nécessaire d'éliminer les acides fulviques du charbon oxydé. Les acides humiques utilisables dans la mise en oeuvre de l'invention sont de préférence obtenus à partir d'un charbon oxydé, en particulier d'un charbon oxydé de classe inférieure à moyenne. Les acides humiques sont mélangés avec une solution aqueuse de l'oligoélément L'oligo-élément va être soit complexé par les acides humiques, soit mis en suspension avec les acides humiques, dans les deux cas en milieu aqueux L'oligo-élément est utilisé sous cette forme pour application à un sol. Les acides humiques dérivés du charbon et le charbon oxydé présentent généralement une analyse élémentaire (calculée par rapport à la substance séchée à l'air) telle que: Elément Plage (%) Carbone 45 70 Hydrogène 2 6 Oxygène 20 40 Les acides humiques dérivés du charbon et le charbon oxydé présentent généralement aussi une analyse des groupes fonctionnels tels que: Groupe fonctionnel Plage (méq/g) Acidité totale 3 13 Groupes carboxyliques 0,5 12 Groupes phénoliques 0,5 9 Les oligo-éléments, en particulier le fer et le zinc, ne sont pas absorbés facilement par une plante à partir d'un sol basique, car l'oligo-élément ou une partie de celui-ci se trouve dans ces sols sous une forme insoluble Les oligoéléments contenus dans la composition selon l'invention sont sous une forme qui leur permet d'être absorbés par une plante à partir de ces sols basiques, d'une manière qui les rend facilement accessibles pour le métabolisme de la plante. L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple ci-après. Un charbon bitumineux ( 200 g) et de l'eau ( 400 ml) sont mélangés de façon à former une suspension dans un réacteur agité ayant une capacité de 2 litres Le réacteur est mis sous une pression de 8,0 M Pa, à l'aide d'oxygène, il est chauffé à 200 'C à l'aide d'éléments chauffants extérieurs en forme de barres On fait passer de l'oxygène à travers la suspension avec un débit de 4 litres/minute Au bout d'une heure, on arrête le passage de l'oxygène, refroidit le réacteur à la température ambiante et détend son contenu à la pression atmosphérique. La suspension contient du charbon oxydé (insoluble dans l'eau et désigné ci-après par "oxycharbon") et une solution aqueuse d'acides fulviques L'oxycharbon est séparé par filtration de la solution aqueuse d'acides fulviques La concentration des acides fulviques dans l'eau est déterminée comme étant de 8,45 % (en masse par volume) L'oxycharbon présente l'analyse élémentaire (rapporté à la substance séchée à l'air) et l'analyse des groupes fonctionnels suivantes: Analyse élémentaire Elément Pourcentage Carbone 51,3 Hydrogène 2,3 Oxygène 28,7 Analyse des groupes fonctionnels Groupe fonctionnel Quantité (méq/g) Acidité totale 6,25 Groupes carboxyliques 2,16 Groupes phénoliques 4,09 Les acides humiques sont obtenus en soumettant la suspension de l'oxycharbon à une ébullition au reflux avec de l'hydroxyde de sodium aqueux pendant 5 heures Le résidu insoluble est éliminé par centrifugation et les acides humiques ( 80 % de rendement) sont récupérés par précipitation en milieu acide, à partir du liquide surnageant Ce produit sera désigné ci-après par "acides oxyhumiques". Les acides oxyhumiques présentent l'analyse élémentaire (rapportée à la substance séchée à l'air) et l'analyse des groupes fonctionnels suivantes: Analyse élémentaire Elément Pourcentage Carbone 55,5 Hydrogène 2,7 Oxygène 32,1 Analyse des groupes fonctionnels Groupe fonctionnel Quantité (méq/g) Acidité totale 7,45 Groupes carboxyliques 3,38 Groupes phénoliques 4,07 Les acides oxyhumiques sont mélangés avec des solutions 0,1 M de sulfates de Fe et de Zn, pour obtenir dans les formulations les concentrations respectivement, de 7,21 et de 8,44 méq/ml de Fe et de Zn. L'oxycharbon est mélangé avec des solutions 0,1 M de sulfates de Fe et de Zn Les oxycharbons ainsi formulés sont filtrés 1 5 et séchés. Les oxycharbons formulés sont soumis à l'analyse et contiennent 10,4 % de Fe et 0,37 % de Zn. On effectue un essai de culture dans un sable, en utilisant 4 kg de sable de quartz dans des récipients de culture Mitscherlich. Une solution nutritive Hoagland, contenant de l'azote à la fois sous forme de NH 4 et de NO 3, mais ne contenant ni Fe ni Zn, est fournie initialement et rajoutée pendant la période de croissance Du fer, à un taux de 0,5 mg/dm 3, ou du zinc, à un taux de 0,05 mg/dm 3, est introduit dans les récipients par des traitements appropriés, selon les différentes sources: témoin ( 0), sulfate, EDTA, acides oxyhumique et oxycharbon. Deux degrés de chaulage sont utilisés: l'équivalent de 10 t et de 20 t/ha à 300 mm de profondeur de carbonate de calcium (AR), qui est incorporé de façon intime avant le commencement de l'essai. Du maïs (Zea mays cv TX 24) est utilisé comme plante à tester, avec cinq plantes par pot, et chaque traitement étant répété trois fois La croissance des plantes est suivie et des photographies sont prises au stade de croissance approprié. On récolte à la fois les parties supérieures et les racines des plantes, au bout d'environ 14 semaines, et l'on détermine la masse sèche ( 650 C) Fe et Zn sont également déterminés à la fois dans les parties supérieures de la plante et dans les racines, selon la méthode de Barnard, R O and Fôlscher, W J 1988, Growth of Legumes at Different Levels of Liming, Trop Agric (Trinidad) ( 2): 113-116. Pour l'analyse statistique standard, on a traité séparément les deux aspects de l'essai, Fe et Zn, et l'on a présenté ainsi les données respectives Le test de Tukey pour un degré de 5 % de signification est réalisé selon Steel, R G D and Torrie, J H, 1980, "Principles and Procedures of Statistics" McGraw-Hill Book Corporation, New York. RESULTATS Les résultats sont rassemblés dans les tableaux 1 et 2 pour le fer et dans les tableaux 3 et 4 pour le zinc. TABLEAU 1 Rendement et teneur en Fe des parties supérieures du mais, avec différents traitements au Fe Rendement en parties Teneur en Fe des parties supérieures supérieures Traitement (T) (g/pot) (mg x 100/pot) t 20 t T 10 t 20 t T Ca C 03Ca CO 3 moyen Ca C 03Ca CO 3 moyen- nes nes Témoin Fe 58,05 59,24 58,64 357 397 375 Sulfate 57,08 56,89 56,98 227 340 283 EDTA 71,55 64,29 67,92 214 225 219 Acides oxyhumiques 66,85 68,50 67,68 267 380 324 Oxycharbon 64,19 61,41 62,80 369 338 353 Degré de chaulage (L) moyennes 64,69 63,83 296 343 LSDT ( 5 %) pour Traitement (T) 9,62 168 Degré de chaulage (L) 3,69 64 C.V% 8,3 29,0 TABLEAU 2 Rendement et teneur en Fe des racines du maïs, avec différents traitements au Fe Rendement en racines Teneur en Fe des racines (g/pot) (mg x 100/pot) Traitement (T) 10 t 20 t T 10 t 20 t T Ca CO 3Ca CO 3 moyen Ca CO 3Ca C 03 moyen- nes nes Témoin Fe 22,70 22,25 22,47 736 990 863 Sulfate 21,50 25,67 23,58 943 659 801 EDTA 28,11 21,58 24,85 1277 661 969 Acides oxyhumiques 25,28 27,55 26,42 519 1624 1071 Oxycharbon 26,58 24,92 25,75 1099 670 885 Degré de chaulage (L) moyennes 24,93 25,86 923 1175 LSDT ( 5 %) pour Traitement (T) 6,15 1208 Degré de chaulage (L) 2,35 462 C.V% 13,0 62,0 TABLEAU 3 Rendement et teneur en Zn des parties supérieures du maïs, avec différents traitements au Zn Rendement en parties Teneur en Zn des parties supérieures supérieures Traitement (T) (g/pot) (mg x 100/pot) t 20 t T 10 t 20 t T Ca CO 3Ca CO 3 moyen Ca CO 3Ca CO 3 moyen- nes nes Témoin Zn 74,94 68,15 71,55 180 82 131 Sulfate 67,95 75,28 71,62 74 84 79 EDTA 82,03 78,40 80,22 (non 78 (non- dét) dét) Acides oxyhumique 78,89 93,19 86,04 308 323 315 Oxycharbon 80, 23 88,71 84,47 453 470 461 Degré de chaulage (L) moyennes 77,72 82,69 ( 293) 236 LSDT ( 5 %) pour Traitement (T) 7,72 101 Degré de chaulage (L) 2, 96 72 C.V% 5,0 14,0 TABLEAU 4 Rendement et teneur en Zn des racines du maïs, avec différents traitements au Zn Rendement en racines Teneur en Zn des racines (g/pot) (mg x 100/pot) Traitement (T) 10 t 20 t T 10 t 20 t T Ca CO 3 Ca CO 3 moyen Ca CO 3 Ca CO 3 moyen- nes nes Témoin Zn 19,62 27,67 23,65 35 33 34 Sulfate 27,99 21,31 24,65 68 24 46 EDTA 29,16 28,21 28,69 40 36 38 Acides oxyhumiques 23,92 22,97 23,45 229 174 201 Oxycharbon 25,61 25,57 26,59 253 263 258 Degré de chaulage (L) moyennes 25,80 25,70 149 134 LSDT ( 5 %) pour Traitement (T) 6,31 49 Degré de chaulage (L) 2,93 19 C.V% 14,0 19,0 Les résultats rassemblés dans les tableaux 1 à 4 montrent que très souvent, on obtient une excellente absorption du fer et du zinc à partir des sols ayant un niveau de p H élevé, à la fois avec des acides oxyhumiques et avec l'oxycharbon Toutefois, il faut noter que la quantité de fer et de zinc absorbée par la plante n'est pas toujours un reflet exact de la qualité du fer et du zinc qui est offerte à la plante L'oxycharbon aussi bien que les acides oxyhumiques fournissent à la plante d'excellents métabolites constitués de fer et de zinc, ce qui apparaît clairement dans l'aspect de la plante Par exemple, le maïs traité avec de l'oxycharbon et des acides oxyhumiques contenant du fer et du zinc présente une nettement meilleure qualité que le maïs traité au fer et au zinc fourni par l'EDTA ou par le sulfate de fer et de zinc Les plantes ont un aspect plus sain, les feuilles sont plus brillantes et ont une couleur vert plus profond, indiquant que le fer et le zinc absorbés à partir des produits dérivant du charbon oxydé constituent pour la plante une source plus accessible de fer et de zinc pour les 1 O processus métaboliques de la plante Il y a également un important avantage économique, c'est-à-dire que l'utilisation du fer et du zinc provenant de l'oxycharbon est au moins dix fois plus économique que le fer et le zinc provenant de 1 'EDTA. REVENDICATIONS 1 Composition destinée à l'application à un sol, caractérisée en ce qu'elle comprend un oligo-élément sous une des formes choisies parmi: (i) une suspension ou un complexe formé avec les acides humiques dérivés du charbon dans un milieu aqueux; (ii) une forme piégée par, ou dans un charbon oxydé; (iii) des mélanges de (i) et de (ii). 2 Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'oligoélément est choisi parmi le fer, le zinc, le cuivre, le manganèse et leurs mélanges. 3 Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'oligo-élément est choisi parmi le fer, le zinc et leurs mélanges. 4 Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le charbon dont proviennent les acides humiques est un charbon oxydé de classe inférieure à moyenne. Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le charbon oxydé est un charbon oxydé de classe inférieure à moyenne. 6 Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les acides humiques et 3 O le charbon oxydé présentent une analyse élémentaire (rapportée à la substance séchée à l'air) telle que: Elément Plage (%) Carbone 45 70 Hydrogène 2 6 Oxygène 20 40 1 2 7 Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les acides humiques et le charbon oxydé présentent une analyse des groupes fonctionnels telle que: Groupe fonctionnel Plage (méq/g) Acidité totale 3 13 Groupes carboxyliques 0,5 12 1 O Groupes phénoliques 0,5 9 8 Composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le charbon oxydé présente un p H acide. 9 Composition selon la revendication 8, caractérisée en ce que le charbon oxydé présente un p H dans la gamme de 2 à 3. Procédé d'application d'un oligo-élément à un sol basique, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape d'application au sol d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 11 Procédé pour améliorer l'absorption d'un oligo-élément par une plante à partir d'un sol basique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes d'application au sol d'une composition selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans le voisinage de la plante.