專(zhuān)利名稱(chēng)：減少?gòu)母魍寥乐袨r濾出硝酸鹽的制作方法
現(xiàn)在，適當(dāng)補(bǔ)充氮對(duì)植物的營(yíng)養(yǎng)和培育很重要已經(jīng)是一種常識(shí)。在使用條件下溶于水和/或不溶于水的氮化合物是有機(jī)和無(wú)機(jī)肥料的典型成分。在所有有關(guān)的領(lǐng)域，如農(nóng)業(yè)、林業(yè)、鄉(xiāng)村和園藝護(hù)理中，氮基生長(zhǎng)助劑被大量地引入到耕作土壤中。
現(xiàn)今使用的各種氮肥的效果和功能的信息可以在有關(guān)科技文獻(xiàn)中找到，例如參見(jiàn)“Agrarwirtschaft”，Grundstufe 1，F(xiàn)achtheorie fur Bodenkunde，Chemie，Pflanzenernahrung u.a.，BLV Veriagsgesellschaft Munchen，Landwirtschaftsverlag Munster-Hiltrup，更具體的是在110-113頁(yè)，3.1.3節(jié)“Stickstoffdungemittel(氮肥)”和GARTENBAULICHE BERUFSSCHULE，第1卷，Grundwissen des Gartners，Verlag Eugen Ulmer，Stuttgart，第7版，更具體的是在216-219頁(yè)，章節(jié)名稱(chēng)為“Stickstoffdunger(氮肥)”及218頁(yè)上的附表39。大多數(shù)種類(lèi)的植物吸收的氮主要為易溶于水的硝酸根離子(NO3-)的形式。其他易溶于水或不易溶于水的配劑在被引入土地里以后，經(jīng)過(guò)特別是由細(xì)菌群引起的復(fù)合硝酸化作用，最終在土地中將所有形式的氮都轉(zhuǎn)化成硝酸鹽(也經(jīng)常稱(chēng)其為鉀硝)。盡管這些易溶于水形式的氮對(duì)植物的生長(zhǎng)很重要，但伴隨存在的問(wèn)題是硝酸鹽從植物的根部被洗到土壤的深層中，直至到達(dá)地下水中去。這一過(guò)程已帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此是不期望的，它是自然降雨和/或植物根部灌溉的不可避免的結(jié)果，而降雨和/或灌溉對(duì)植物的生長(zhǎng)來(lái)說(shuō)又是很重要的。
如下所述的本發(fā)明教導(dǎo)是基于這樣的、令人驚異的觀察結(jié)果，即通過(guò)將經(jīng)選擇的生態(tài)學(xué)安全的表面活性成分，優(yōu)選與下面定義的其他成分一起引入到土壤中，可以實(shí)質(zhì)性地減少?gòu)闹参锔肯慈サ南跛猁}。在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體內(nèi)容之前，迄今尚未公開(kāi)的在先專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)教導(dǎo)被引作參考尚未公開(kāi)的德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)1970127.6描述了用于促進(jìn)植物生長(zhǎng)的低泡表面活性劑濃縮液。更具體地說(shuō)，該專(zhuān)利申請(qǐng)討論了高濃度但可流動(dòng)和可傾倒的含水表面活性劑基濃縮液形式的低泡濕潤(rùn)劑(wetting aids)，用于在澆水過(guò)程中增強(qiáng)其滲透和分散進(jìn)植物根部或其周?chē)男Ч＿@些濕潤(rùn)劑含有油/水型烷基(多)苷化合物-這里也稱(chēng)其為“APG化合物”作為生態(tài)學(xué)安全的表面活性劑成分，及與其混合的烯屬不飽和脂肪醇，和，選擇性地，多元醇與脂肪酸所成的偏酯作為泡沫抑制劑/消泡劑，此外還有水溶性較低的醇作為粘度調(diào)節(jié)劑。
在一個(gè)重要的實(shí)施方案中，下面描述的為進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)結(jié)果的技術(shù)內(nèi)容利用了上述在先德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的原理。因此，在先德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容在這里特別被包括為本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容的一部分。
上述在先專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)教導(dǎo)是基于下面的問(wèn)題看上去簡(jiǎn)單的測(cè)量土地的灌溉面積，特別是長(zhǎng)著濃密植物的土地面積，會(huì)有相當(dāng)大的困難。這種情況的一個(gè)例子是局部遭受行人和/或車(chē)輛踐踏的草地，會(huì)有較小或甚至相當(dāng)大面積的草即使經(jīng)常澆水也會(huì)干掉。如果試圖灌溉這些面積，水滲透不到地下深處，具體地說(shuō)滲透不到草的根部。其結(jié)果是所討論的地方的植物會(huì)由于過(guò)度干燥而變得營(yíng)養(yǎng)不足、平頂和不健康。已知可以通過(guò)在用于灌溉的水中使用以濕潤(rùn)劑為特征的助劑來(lái)使水相在整個(gè)土壤中更好地分布，特別是到達(dá)植物根部。根據(jù)上述在先申請(qǐng)的教導(dǎo)，表面活性助劑被稱(chēng)為油/水型APG化合物，已知它已在完全不同的領(lǐng)域廣泛地使用。APG化合物是用于洗滌劑，特別是洗衣用洗滌劑的表面活性劑。
上述在先專(zhuān)利申請(qǐng)的教導(dǎo)是基于這樣的觀察，即APG基的含水濕潤(rùn)劑也是有用的在土壤灌溉中刺激植物生長(zhǎng)的濕潤(rùn)劑。但是，存在下面的問(wèn)題有待解決所討論的類(lèi)型的APG基非離子表面活性劑在水制劑中泡沫非常多。用于洗滌劑時(shí)，這通常會(huì)受到消費(fèi)者的歡迎。但對(duì)于本發(fā)明所關(guān)心的該申請(qǐng)的領(lǐng)域，這不僅是不理想的，而且它還甚至是一個(gè)顯著的缺點(diǎn)。典型的抑泡添加劑在洗滌劑領(lǐng)域中是已知的，但對(duì)本發(fā)明所涉及的應(yīng)用即促進(jìn)植物健康成長(zhǎng)卻不合適。上述在先專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)教導(dǎo)選用了促進(jìn)而不是妨礙植物生長(zhǎng)的消泡劑或抑泡劑與APG基表面活性劑相結(jié)合。所說(shuō)的選定的消泡劑是上面提到的脂肪醇和/或低級(jí)多元醇與脂肪酸所成的偏酯。
該在先專(zhuān)利申請(qǐng)的教導(dǎo)中存在的另一個(gè)問(wèn)題是，要使所說(shuō)的多成分混合物被制成易于被水稀釋的濃縮液的形式，則即使在常溫下也必須保證該濃縮液有充分的“部分性(portionability)”。由在先專(zhuān)利申請(qǐng)的教導(dǎo)給出的技術(shù)解決方案在于上述含有油/水型APG化合物和選定種類(lèi)的抑泡劑的多成分混合物，在一個(gè)其粘度通過(guò)使用有限量的低水溶性醇來(lái)控制的含水濃縮液中。
這里描述的本發(fā)明進(jìn)一步的發(fā)現(xiàn)是基于下面的進(jìn)一步的觀察結(jié)果所討論的類(lèi)型的APG基濕潤(rùn)劑不僅促進(jìn)灌溉水滲透進(jìn)入土壤結(jié)構(gòu)中，并且由此，首先，滲透進(jìn)植物的根部，而且引入到土壤和/或施用到植物的地上部分的多成分含水混合物還具有預(yù)料不到的、協(xié)助解決上述不希望的水溶性硝酸鹽被洗到地下水中去這一問(wèn)題的效果。
本發(fā)明的主題因此，本發(fā)明涉及油/水型水溶性烷基(低聚)苷化合物(alkyl(oligo)glycoside)(APG化合物)生態(tài)學(xué)安全的表面活性化合物的用途，其被作為助劑引入到土壤表面，用以控制在下雨和/或澆水過(guò)程中被從耕作土壤的植物根部洗去的硝酸鹽的量。
發(fā)明詳述在本發(fā)明選定的實(shí)施方案中，本發(fā)明使用的APG化合物是生態(tài)學(xué)安全的表面活性化合物，在通常的使用條件下，特別是在通常會(huì)遇到的溫度下是油/水型表面活性劑，即當(dāng)與水混合時(shí)，在所述范圍的溫度下將可流動(dòng)的水不溶性有機(jī)成分轉(zhuǎn)化成水包油制劑的形式。
對(duì)于本發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域，這些APG化合物和，特別是，這些表面活性劑的水制劑可以在不同于和/或相同于典型的含N無(wú)機(jī)和/或有機(jī)肥被引入土壤的時(shí)間被引入到土地表面上或土地內(nèi)部。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，APG化合物或其水制劑是在不同于和/或優(yōu)選相同于含C源的有機(jī)鍵碳引入的時(shí)間引入，所述碳源可促進(jìn)土壤微生物群的生長(zhǎng)，特別是增強(qiáng)相應(yīng)微生物的菌叢。如下面將詳細(xì)解釋的那樣，特別適合的碳源是含有脂肪結(jié)構(gòu)的親脂飽和和/或烯屬不飽和烴殘基的、可需氧和厭氧降解的有機(jī)化合物，它和APG化合物一起以上述提到的油/水乳液和/或分散液的形式被引入到土壤中。在本發(fā)明的一個(gè)特別重要的實(shí)施方案中，APG化合物與脂肪醇和/或低級(jí)一元醇與脂肪酸所成的偏酯相結(jié)合，優(yōu)選以上述水制劑的形式被施用到土壤中，并進(jìn)而與較上層的土壤結(jié)合。在詳細(xì)討論這些具體實(shí)施方案之前，下面首先詳細(xì)定義優(yōu)選使用的多成分化合物中的單個(gè)成分。
油/水型APG化合物首先廣泛地參考有關(guān)APG化合物，特別是本發(fā)明涉及的類(lèi)型的APG化合物的制備和特性的科技知識(shí)和文獻(xiàn)，例如Hill等人的書(shū)，題目為“AlkylPolyglycosides(烷基多苷)”，VCH-Verlagsgesellschaft mbH，Weinheim 1997。EP 0230598 B1也提供了APG化合物的制備和特性的詳細(xì)信息。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的而優(yōu)選的APG化合物的特征在于，至少部分地，更特別是至少主要使用其烷基基團(tuán)至少主要源自直鏈脂肪醇的烷基(低聚)苷化合物。此類(lèi)化合物是被廣泛應(yīng)用的表面活性助劑。在它們的工業(yè)使用中有許多重要因素。已知APG基的濕潤(rùn)劑可以完全基于天然物質(zhì)。它們是作為脂肪醇與單糖、寡糖和/或多糖的反應(yīng)產(chǎn)物獲得的。當(dāng)多糖和/或高級(jí)寡糖與脂肪醇一起使用時(shí)，在形成需要的APG化合物之前，解聚作用首先被酸催化的反應(yīng)中的水解和/或醇解作用所引起。形成APG化合物的優(yōu)選的糖成分是葡萄糖和相應(yīng)的寡聚-和多聚葡萄糖。但是，其他適宜的反應(yīng)物是基于甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖和其他可比較的單、低聚和/或多苷的糖化合物。
適合實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的APG化合物是作為與通式為R-O-(G)X的反應(yīng)產(chǎn)物獲得的，其中，R是伯、優(yōu)選是有至少6個(gè)碳原子，優(yōu)選8-24個(gè)碳原子，和更優(yōu)選8-18個(gè)碳原子的直鏈脂族烴基，G是含有5-6個(gè)碳原子的糖單元(glycose unit)，最好是葡萄糖。在本發(fā)明所涉及的表面活性劑中，低聚度x也稱(chēng)為DP值，表示單苷和低聚苷的分布，通常是1-10的數(shù)，例如約1.2-5的數(shù)，優(yōu)選約1.2-4的數(shù)，更優(yōu)選1.2-2的數(shù)。
已知油/水型APG化合物，即能夠形成水包油乳液的、上述種類(lèi)的表面活性成分，可以通過(guò)相對(duì)高的HLB值來(lái)鑒別，即通過(guò)高于7的HLB值，優(yōu)選高于8或9，特別是范圍在10-18的HLB值來(lái)鑒別?！本發(fā)明使用的脂肪醇如上所述，多功能作用歸因于本發(fā)明使用的多成分混合物中的這些成分。一方面，它們可以在多成分混合物的水稀釋制劑的實(shí)際應(yīng)用中起抑泡劑的作用，另一方面，當(dāng)它們被用在土壤中，特別是在植物根部附近時(shí)，可以作為微生物生長(zhǎng)的碳源，特別是促進(jìn)器官營(yíng)養(yǎng)的微生物(organotrophicmicroerganism)的生長(zhǎng)。脂肪醇是可以通過(guò)天然過(guò)程需氧和厭氧降解。作為本發(fā)明對(duì)器官營(yíng)養(yǎng)微生物生長(zhǎng)的重要碳源，它們的分子結(jié)構(gòu)中具有脂肪結(jié)構(gòu)的親脂烴基，因而具有較高濃度的供能C-H基團(tuán)。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的多成分混合物中的脂肪醇可通過(guò)分子中有至少6-8個(gè)碳原子來(lái)鑒別，含有10-28個(gè)碳原子的一烯屬和/或多烯屬不飽和的脂肪醇，特別是含有12-24個(gè)碳原子的相應(yīng)的脂肪醇是特別優(yōu)選的。用于選擇適宜脂肪醇的另一個(gè)優(yōu)選參數(shù)是多成分混合物中的這些成分的固化點(diǎn)范圍。優(yōu)選相應(yīng)成分的固化點(diǎn)的范圍是20℃或更低，更具體地說(shuō)，10-15℃。
盡管這里討論的、本發(fā)明優(yōu)選使用的脂肪醇基于這類(lèi)的天然物質(zhì)，但本發(fā)明的教導(dǎo)并不限于這些脂肪醇。合成的脂肪醇，其甚至可以具有支鏈，也適宜用作本發(fā)明內(nèi)容中的混合成分。特別是，可以以這種方式來(lái)影響這些醇成分的固化點(diǎn)范圍。
適宜于本發(fā)明目的的脂肪酸偏酯除了和/或代替上述的脂肪醇，脂肪酸偏酯，特別是低級(jí)一元醇的脂肪酸偏酯也是本發(fā)明的重要混合物成分。具體地，在低級(jí)多元醇側(cè)，含有2-6個(gè)碳原子的相應(yīng)化合物，特別是含有3-5個(gè)碳原子的相應(yīng)化合物是適宜的。從這一點(diǎn)考慮，特別有效的是相應(yīng)的甘油偏酯，因?yàn)樗鼈円子谧鳛樘烊徊牧隙玫?。這里討論的這類(lèi)偏酯中的脂肪酸一般指含有10-24個(gè)碳原子的相應(yīng)化合物，相應(yīng)的C12-20的一元羧酸是特別適宜的。已知所討論類(lèi)型的脂肪酸可以以很大的規(guī)模從天然來(lái)源中作為起始物料商購(gòu)到。在這種情況下，使用一烯屬和/或多烯屬不飽和脂肪酸也是特別優(yōu)越的。所討論的一種特別適宜的活性物質(zhì)是甘油與烯屬不飽和的C16/18一元羧酸所成的偏酯，特別是相應(yīng)的一酯。這種在技術(shù)上可以大量獲得的脂肪酸酯是甘油一油酸酯。
與上面的脂肪醇相同，這里描述的脂肪酸酯可以在土壤中由天然過(guò)程需氧或厭氧降解。它們也是植物根部附近的微生物器官營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)的重要碳源。它們的使用通過(guò)刺激土壤微生物的生長(zhǎng)而間接地增強(qiáng)植物的生長(zhǎng)。
本發(fā)明的進(jìn)一步詳述內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明，可能只用脂肪醇或只用脂肪酸偏酯作為混合物成分與APG成分一起。但是，一個(gè)實(shí)施方案的特征是結(jié)合使用脂肪醇和脂肪酸偏酯。優(yōu)選的混合比是-在無(wú)水成分的重量份的基礎(chǔ)上-約1∶1至1∶10。脂肪醇和脂肪酸偏酯優(yōu)選以1∶1-1∶5(無(wú)水成分的重量份)的比例混合，更優(yōu)選1∶1-1∶3。
在本發(fā)明使用的多成分混合物中，APG成分的用量與脂肪醇和/或偏酯在重量上至少基本相等，APG與脂肪醇和/或偏酯的混合比為1∶1-5∶1，優(yōu)選1∶1-3∶1，更優(yōu)選1.5-2.5∶1。這些數(shù)字指混合物的重量份，在無(wú)水混合物成分的基礎(chǔ)上計(jì)。
但是，本發(fā)明的教導(dǎo)并不局限于使用過(guò)量的APG成分。用過(guò)量的脂肪醇和/或脂肪酸偏酯作為抑泡劑的混合物也落入本發(fā)明的范圍。
根據(jù)上述的在先德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第19701127.6號(hào)，本發(fā)明涉及的多成分混合物一般是以可流動(dòng)的含水濃縮液的形式銷(xiāo)售或提供給消費(fèi)者。然后，使用者用較多的水將濃縮液按需要稀釋以便將該多成分混合物施用到土壤和植物中去。為了將多成分混合物制成易于用水稀釋的形式，即使在常溫下也必須保證其充分的“部分性”。上述的在先申請(qǐng)的教導(dǎo)講的很清楚，當(dāng)含水APG濃縮液與上述基于脂肪醇和/或偏酯的抑泡劑/消泡劑混合時(shí)，容易形成增稠膠，即不能再自由流動(dòng)的膠質(zhì)。因此，該在先申請(qǐng)建議通過(guò)添加有限量的低級(jí)一元醇，特別是添加有限量的乙醇來(lái)保證流動(dòng)性和可傾倒性，即使是在室溫下。在本發(fā)明對(duì)它們的使用中對(duì)這些混合物也進(jìn)行了相同的添加。優(yōu)選的低級(jí)一元醇是含有多達(dá)4個(gè)碳原子的相應(yīng)化合物。
在一個(gè)重要的實(shí)施方案中，本發(fā)明的教導(dǎo)的特征在于，除了上述的多成分混合物的成分之外，低級(jí)一元醇，特別是在室溫下能夠流動(dòng)的低級(jí)多元醇被用作混合成分。于是多成分混合物中的這些多元醇也具有多功能。作為具有相對(duì)較高沸點(diǎn)的液體混合成分，它們促進(jìn)了特別是在處理濃縮液所需要的可流動(dòng)性和因此帶來(lái)的濃縮液的部分性時(shí)；另一方面，這些成分-在被引入到土壤中以后-以微生物生長(zhǎng)的額外碳源的形式發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)作用，首先在球根和/micorrhiza部分。優(yōu)選的多元醇是含有2-6個(gè)碳原子，優(yōu)選含有2-4個(gè)碳原子的相應(yīng)化合物，特別是甘油和/或乙二醇。這里討論的成分在水中的高溶解性在該多成分混合物的實(shí)際應(yīng)用中也是有用的。這里討論的混合成分的優(yōu)選量通常為至多30-35wt％，優(yōu)選至多20-25wt％，更優(yōu)選在5-15wt％(重量百分?jǐn)?shù)基于上述濃縮液形式的多成分混合物，該濃縮液經(jīng)水稀釋以施用到要處理的土壤上。)除了或替代上述的不飽和脂肪醇作為混合物的成分，烯屬不飽和的萜烯醇也適宜于作為抑泡劑/消泡劑。萜烯醇是源自植物的、含有10-40個(gè)碳原子的無(wú)環(huán)或一環(huán)、雙環(huán)或三環(huán)，多烯屬不飽和醇。萜烯醇優(yōu)選以它們天然存在的混合物的形式作為抑泡劑/消泡劑使用。特別優(yōu)選的代表是松油，它是多種萜品油如α-和β-萜品醇、α-封醇、冰片和異冰片的混合物，如Rompp的Chemielexikon，3451頁(yè)，第4卷，1991年，第9版所述。此外，松油還含有少量的其他非醇化合物，例如樟腦、茴香腦和蒿腦。松油是從含有樹(shù)脂的各種松類(lèi)的樹(shù)樁和根木，通過(guò)用例如石油溶劑或氯仿提取，隨后分餾和蒸餾得到的。
如上所述，在活性成分的基礎(chǔ)上，消泡劑成分通常以比APG成分小的含量存在。消泡劑成分的用量明顯小的混合物是優(yōu)選的。故消泡劑含量為約10-25wt％，優(yōu)選約15-20wt％的多成分濃縮液對(duì)本發(fā)明的目的是適宜的。
根據(jù)上述主要成分的種類(lèi)和含量，用作粘度調(diào)整劑的低級(jí)水溶性一元醇是通過(guò)選擇性使用的低級(jí)水溶性多元醇和多成分混合物中水的總存在量來(lái)確定的。粘度調(diào)整劑的添加量以下限至少約5-7wt％，上限12-25wt％為特別適宜。約5-20wt％，更特別地，10-15wt％的乙醇添加通常會(huì)對(duì)粘度在多成分混合物的所需要的可流動(dòng)性和可傾倒性方面產(chǎn)生足夠的影響，即使在室溫下。
多成分濃縮液的含水量一般至多約50wt％，在優(yōu)選的實(shí)施方案中，可以為更低的值。因此多成分混合物的含水量的最大值為約30-45wt％是特別適宜的。通常，多成分混合物的含水量將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于此，例如10-20wt％，優(yōu)選10-15wt％。
在實(shí)際中，本發(fā)明的含有表面活性劑的多成分混合物以經(jīng)水稀釋的形式施用于待處理的土壤中，施用量為至少約0.5-1g/m2，優(yōu)選至少約3-5g/m2的含APG的多成分混合物-基于無(wú)水混合物-被引入到土壤上或土壤里。多成分混合物的施用量的優(yōu)選上限，基于無(wú)水混合物，是25-30g/m2，盡管較大的使用量，例如高至40g/m2，或甚至高至50g/m2，也是本發(fā)明的主要本發(fā)明的含有表面活性劑的多成分混合物可以在一年里，尤其是在生長(zhǎng)季中施用一次或數(shù)次。更具體地說(shuō)，選擇施用本發(fā)明多成分混合物的時(shí)間可根據(jù)要施用的土壤施肥的具體方法在種類(lèi)和量上進(jìn)行調(diào)節(jié)。在普通技術(shù)人員知識(shí)的基礎(chǔ)上可以理解的是，用本發(fā)明輔助劑來(lái)預(yù)防不期望的硝酸鹽被洗去，會(huì)受到每個(gè)具體情況下可被洗去的硝酸鹽的量的影響。盡管尚沒(méi)有本發(fā)明技術(shù)效果所基于的清楚的解釋?zhuān)梢源蟾偶俣ǎ诟鶕?jù)本發(fā)明引入的表面活性劑基多成分混合物的影響下進(jìn)行的、水溶性硝酸鹽成分在土壤的較上層結(jié)構(gòu)中的水平分散和隨即的細(xì)分布聯(lián)合對(duì)期望的正向效果起作用。
實(shí)施例進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，在相同的工作條件下測(cè)定與從耕作土壤中洗去的硝酸鹽有關(guān)的水溶液的洗脫特性，這些試驗(yàn)的結(jié)果在下面的實(shí)施例中報(bào)告。
用由Henkel KgaA銷(xiāo)售的、登記名稱(chēng)為“Magic Wet”的商購(gòu)產(chǎn)品的水制劑作為本發(fā)明的油/水型APG化合物。Magic Wet是上述定義的類(lèi)型的多成分混合物，含有選自脂肪醇和脂肪酸偏酯的抑泡劑和粘度調(diào)整劑及油/水型表面活性APG化合物，其形式為水濃縮液。
在另外的相同工作條件下進(jìn)行的對(duì)比試驗(yàn)中，測(cè)定與硝酸鹽洗去有關(guān)的不同APG濃度的含水APG制劑的洗脫特性。這些試驗(yàn)與用不含APG的自來(lái)水作洗脫劑進(jìn)行對(duì)比。
進(jìn)行兩個(gè)進(jìn)一步的試驗(yàn)，一方面用一種商購(gòu)的液體肥料的水制劑，另一方面用相同含水液相但額外含有Magic Wet作為含水洗脫劑。所用的液體肥料是Substral，其特征是N∶P2O5∶K2O的比例是6∶4∶4。在試驗(yàn)中，液肥是以3wt％水制劑的形式使用。
采用下述操作過(guò)程在研缽中將潮濕、新引入的耕作黃土制均勻，并過(guò)5mm篩。從其最近的歷史來(lái)看，該黃土含有氮，特別是可溶性硝酸鹽。所用黃土的干重為86.5wt％。將50g的潮濕黃土引入到10cm長(zhǎng)的玻璃槽(glass frits)中，玻璃槽豎直放置以使具體的試驗(yàn)溶液可以從上方滴進(jìn)或倒在每個(gè)玻璃槽中。積累的每種洗提液在玻璃槽的下方收集。
從上方將1ml試驗(yàn)溶液滴入，并將5ml水或多成分溶液倒在每個(gè)玻璃槽上。在5-10分鐘的時(shí)間里，這一體積的液體滲透過(guò)并被玻璃槽中的土壤吸收。
隨后的洗脫步驟這樣進(jìn)行，用5ml水倒在要洗脫的玻璃槽的頭部。收集洗脫液。以mg/l測(cè)定所收集的洗脫液的量和硝酸鹽的濃度。
下面實(shí)施例1-6的每組試驗(yàn)在不同的時(shí)間重復(fù)3次。一組試驗(yàn)測(cè)定試驗(yàn)溶液施用到玻璃槽中的土壤中并分散后立即進(jìn)行的液體洗脫。另一組試驗(yàn)在試驗(yàn)溶液施用和引入之后7天進(jìn)行。最后，第3組試驗(yàn)將試驗(yàn)溶液被引入到土壤中和隨后的洗脫的時(shí)間段延長(zhǎng)至14天。具體地說(shuō)實(shí)施例1空白試驗(yàn)，用純凈的自來(lái)水作為試驗(yàn)溶液。
實(shí)施例2用1.25wt％Magic Wet水溶液作為試驗(yàn)溶液。
實(shí)施例3用2.5wt％Magic Wet水溶液作為試驗(yàn)溶液。
實(shí)施例4用5.0wt％Magic Wet水溶液作為試驗(yàn)溶液。
實(shí)施例5用3wt％Substral水溶液作為試驗(yàn)溶液。
實(shí)施例6用含有1.25wt％Magic Wet的上述Substral水溶液作為試驗(yàn)溶液。
在實(shí)施例1-4中不向待測(cè)土壤試樣中引入額外的氮，上述5和6中每50g土中添加9mg氮。
在第一個(gè)測(cè)定中，在0天、7天和14天后以ml計(jì)測(cè)定洗脫特性，得到如下的結(jié)果表1
在施用試驗(yàn)溶液后立即測(cè)定可洗脫的水體積即土壤的持水能力，在實(shí)施例2-6中比對(duì)比實(shí)施例1中略高，7天和14天后這一效果不明顯。
在表1數(shù)據(jù)獲得的洗脫液中，分析測(cè)定在每個(gè)情況下被有效洗去的硝酸鹽量。下面表2總結(jié)了與表1相同順序的結(jié)果。表2
結(jié)果的對(duì)比表明，通過(guò)添加Magic Wet成功地降低了洗脫水洗去的硝酸鹽的量。例如，施用1.25wt％的Magic Wet溶液，實(shí)施例1對(duì)照試樣中洗去硝酸鹽0.2mg(0天后)，被降到0.065mg，即到原來(lái)被洗去的硝酸鹽的32％。通過(guò)施用更大量的Magic Wet，例如2.5wt％Magic Wet溶液，這一效果甚至可以進(jìn)一步提高到原來(lái)洗去的硝酸鹽6.5％。
通過(guò)使用洗脫液相的Magic Wet，以液肥(每50g土壤9mg N，相當(dāng)于30.6mg NO3)引入的額外的氮也很大程度地保留在了土壤中(參見(jiàn)實(shí)施例5和6的數(shù)據(jù)對(duì)比)。
實(shí)施例7另一個(gè)試驗(yàn)是浸提試驗(yàn)，用來(lái)查考各種肥料的氮釋放的能力，并研究本發(fā)明混合物在減少硝酸鹽被洗去方面的效果。為達(dá)到這一目的，從農(nóng)田中幾乎完整地取出土塊(柱)，并放入土中的1米長(zhǎng)的帶有砂礫排水層的濃度計(jì)中。該土為淺色土(light soil)(sl＝沙壤土，sandy loam)。使用兩種普通的粒肥(白堊硝和Floranid Master)。在兩種情況下施用量均為每公頃200kg純氮，每種情況重復(fù)數(shù)次。由本申請(qǐng)人以“Magic Wet”命名的本發(fā)明混合物，以2g/m2(20千克/公傾)與10倍量的水一起施用。未經(jīng)施肥的具有天然氮含量的土柱用作對(duì)照。整個(gè)試驗(yàn)中，容器暴露于天然天氣中。晝夜溫度分別為15-25℃和14-18℃。在試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，將肥料和/或本發(fā)明的試驗(yàn)物質(zhì)放在土柱的表面上，然后澆水下去。每周模擬降雨40mm。在試驗(yàn)開(kāi)始后的10、20、30天收集排水并分析排水中的硝酸鹽(流動(dòng)注射分析)并測(cè)定硝酸鹽的平均浸提量。
施白堊硝的土塊/柱的排水比施Floranid Master的土塊/柱及未施肥的對(duì)照例的排水的硝酸鹽含量明顯要高(表3)。
在任何情形下，單一施用本發(fā)明“Magic Wet”混合物使排水中的硝酸鹽的水平大幅度下降。例如，施用Floranid Master的土塊/柱被洗去的硝酸鹽從58mg NO3/L降低到45mg NO3/L。表3
試驗(yàn)物質(zhì)是天然成長(zhǎng)的農(nóng)用土壤。要強(qiáng)調(diào)的是本發(fā)明混合物還能夠降低在農(nóng)田上被洗去的硝酸鹽。一方面，這保護(hù)了地下水免于進(jìn)一步的硝酸鹽污染；另一方面，它將昂貴的肥料保持在耕種植物的根部，對(duì)更有效地利用肥料作出貢獻(xiàn)。
權(quán)利要求
1.油/水型水溶性烷基(低聚)苷化合物(APG化合物)類(lèi)的生態(tài)學(xué)安全的表面活性化合物的用途，將它們作為輔助劑引入到土壤表面中，用以控制在雨中和/或澆水過(guò)程中從耕作土壤中的植物根部洗去硝酸鹽。
2.權(quán)利要求1要求的用途，其特征在于APG化合物在與含N無(wú)機(jī)和/或有機(jī)肥料相同和/或不同的時(shí)間被引入到土壤表面上或土壤內(nèi)部。
3.權(quán)利要求1和2要求的用途，其特征在于APG化合物在不同和/或優(yōu)選相同于含有有機(jī)結(jié)合碳的C源的時(shí)間引入，用于促進(jìn)土壤微生物菌群的生長(zhǎng)，更特別地是增強(qiáng)相應(yīng)的微生物菌群。
4.權(quán)利要求1-3要求的用途，其特征在于APG化合物的水制劑和C源被引入到土壤表面中。
5.權(quán)利要求1-4要求的用途，其特征在于APG化合物和含有脂肪結(jié)構(gòu)的親脂飽和和/或烯屬不飽和的烴殘基的、可需氧和厭氧降解的有機(jī)化合物一起引入到土壤中。
6.權(quán)利要求1-5要求的用途，其特征在于APG化合物與脂肪醇和/或脂肪酸與低級(jí)多元醇所成的偏酯混合施用到土壤中，優(yōu)選以水制劑的形式施用。
7.權(quán)利要求1-6要求的用途，其特征在于使用基于至少基本飽和的C8-14頭餾分脂肪醇的APG化合物，優(yōu)選APG分子結(jié)構(gòu)中至少主要含有C8/10脂肪醇的APG化合物。
8.權(quán)利要求1-7要求的用途，其特征在于烷基低聚葡糖苷，優(yōu)選其DP值為1.2-5，HLB值為10-18的烷基低聚葡糖苷被用作APG化合物。
9.權(quán)利要求1-8要求的用途，其特征在于在含有APG化合物的多成分混合物中使用分子中含有至少6-8個(gè)碳原子的脂肪醇，優(yōu)選含有10-28個(gè)碳原子，更特別地是含有12-24個(gè)碳原子的一和/或多烯屬不飽和脂肪醇。
10.權(quán)利要求1-9要求的用途，其特征在于使用固化范圍在20℃或更低，優(yōu)選10-15℃或更低的脂肪醇。
11.權(quán)利要求1-10要求的用途，其特征在于在多成分混合物中使用含有2-6個(gè)碳原子，優(yōu)選3-5個(gè)碳原子的多元醇的脂肪酸偏酯，更特別地是甘油偏酯。
12.權(quán)利要求1-11要求的用途，其特征在于脂肪酸偏酯衍生自C10-24，更特別地是衍生自C12-20脂肪酸，優(yōu)選一烯基和/或多烯屬不飽和脂肪酸。
13.權(quán)利要求1-12要求的用途，其特征在于使用甘油與烯屬不飽和C16/18一元羧酸所成的偏酯，更特別地是甘油一油酸酯。
14.權(quán)利要求1-13要求的用途，其特征在于脂肪醇和偏酯并優(yōu)選APG化合物也是基于天然物質(zhì)。
15.權(quán)利要求1-14要求的用途，其特征在于當(dāng)脂肪醇和脂肪酸偏酯同時(shí)使用時(shí)，它們的混合比(無(wú)水成分的重量份)為1∶1-1∶10，優(yōu)選1∶1-1∶5，更優(yōu)選1∶1-1∶3。
16.權(quán)利要求1-15要求的用途，其特征在于APG化合物與脂肪醇和/或偏酯以至少基本相等的重量使用，優(yōu)選的混合比為APG∶脂肪醇和/或偏酯為1∶1-5∶1，優(yōu)選1∶1-3∶1，更優(yōu)選1.5-2.5∶1-重量份，基于無(wú)水混合物成分。
17.權(quán)利要求1-16要求的用途，其特征在于向多成分混合物中添加了優(yōu)選含有2-6個(gè)碳原子和更優(yōu)選2-4個(gè)碳原子的低級(jí)多元醇，更具體地為甘油和/或乙二醇。
18.權(quán)利要求1-17要求的用途，其特征在于使用作為附加粘度調(diào)整劑的稀釋水制劑，該水制劑是從可流動(dòng)的、含有低級(jí)單羥基醇，優(yōu)選該醇含有1-4個(gè)碳原子，更具體地說(shuō)乙醇的多成分混合物的濃縮液得到的。
19.權(quán)利要求1-18要求的用途，其特征在于優(yōu)選通過(guò)噴灑含水乳液/分散液形式，以1-50g/m2，優(yōu)選3-40g/m2的量，以無(wú)水混合物計(jì)，來(lái)施用含APG的多成分混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及油/水型水溶性烷基(低聚)苷化合物(APG化合物)類(lèi)的生態(tài)學(xué)安全的表面活性化合物的用途,將它們作為輔助劑引入到土壤表面,用以控制在雨中和/或澆水過(guò)程中從耕作土壤中的植物根部洗去的硝酸鹽。該APG化合物優(yōu)選與含有脂肪結(jié)構(gòu)的親脂飽和和/或烯基不飽和烴基的、可需氧和厭氧降解的有機(jī)化合物一起引入到土壤中。
文檔編號(hào)C05G3/06GK1308595SQ99808365
公開(kāi)日2001年8月15日 申請(qǐng)日期1999年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月10日
發(fā)明者貝蒂納·科普－霍爾特威斯徹, 多里斯·貝爾, 斯蒂芬·馮塔帕維克扎 申請(qǐng)人:考格尼斯德國(guó)有限責(zé)任公司