CH652708A5 - Duengemittel mit gesteuertem beginn der naehrstoffabgabe. - Google Patents

Duengemittel mit gesteuertem beginn der naehrstoffabgabe. Download PDF

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CH652708A5 CH543/83A CH54383A CH652708A5 CH 652708 A5 CH652708 A5 CH 652708A5 CH 543/83 A CH543/83 A CH 543/83A CH 54383 A CH54383 A CH 54383A CH 652708 A5 CH652708 A5 CH 652708A5
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Description

Die Erfindung betrifft ein Düngemittel mit gesteuertem Beginn der Nährstoffabgabe, ein Verfahren zur gesteuerten Abgabe von Nährstoffen für Pflanzen im Boden durch Einbringen von erfindungsgemässen Düngemitteln in die Bö-45 den, ein Verfahren zur gesteuerten Abgabe von Nährstoffen für Pflanzen in Substraten durch Einbringen von Düngemitteln in Substrate sowie ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Düngemittel.
Düngemittel sind bekanntlich Stoffe, die dazu bestimmt so sind, Nutzpflanzen zugeführt zu werden, um ihr Wachstum zu fördern, ihren Ertrag zu erhöhen oder ihre Qualität zu verbessern.
Alle bekannten festen Düngemittel stellen entsprechend ihrer Lösungsgeschwindigkeit den Pflanzen Nährstoffe über 55 die Boden- beziehungsweise Substratlösung zur Verfügung. Stand der Technik ist es, die Lösungsgeschwindigkeit derart zu steuern, dass die Nährstoffe über einen wählbaren Zeitraum - vom Zeitpunkt der Applikation an - gleichmässig entsprechend der Zusammensetzung des Düngemittels flies-60 sen können.
Allen diesen Düngern ist jedoch gemeinsam, dass der Beginn der Nährstoffabgabe nicht steuerbar ist, wobei schnell wirkende Dünger die gesamte Nährstoffmenge und langsam wirkende Dünger Teilmengen sofort freisetzen. 65 Aus physiologischer, ökologischer und ökonomischer Sicht ist es wünschenswert beziehungsweise notwendig, die Ausnutzbarkeit von Düngemitteln und damit ihre Effektivität so zu erhöhen, dass bei einmaliger hoher Gesamtauf
wandmenge und damit geringstmöglichem Applikationsaufwand Phytotoxizität sowie Umweltbelastung durch Auswaschungsverluste vermieden oder zumindest stark reduziert werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Zurverfügungstellung eines Düngemittels, welches die Nährstoffe erst zu einem gewünschten Zeitpunkt in der gewünschten Menge zur Verfügung stellt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Düngemittel gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es mit wasserabweisenden und/oder wasserschwerlöslichen oder in Wasser quellenden Mitteln umhüllt ist.
Besondere Ausführungsformen dieses Düngemittels bestehen darin,
dass dieses ein Düngemittel aus der Gruppe der mineralischen Einnährstoffdünger, der mineralischen Mehrnährstoffdünger, der organisch-mineralischen Dünger, der organischen Dünger, der Spurennährstoffe oder deren Kombinationen untereinander darstellt,
dass dieses als Düngerpulver, kristalliner Dünger, granulierter Dünger, granulierter beschichteter Dünger, Düngerstäbchen, enkapsulierte Düngerlösung oder enkapsulierte Düngersuspensionen vorliegt,
dass dieses als Nährstoffe, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor, Kalium, Magnesium, Calcium, Schwefel, Eisen, Mangan, Kupfer, Zink, Chlor, Bor, Molybdän, Natrium, Silicium, Aluminium und/oder Kobalt, zweckmässigerweise in Form ihrer Verbindungen, enthält,
dass die Nährstoffe mit wasserabweisenden Mitteln aus der Gruppe der Paraffine, der Wachse, der Metallseifen, der quartären Ammoniumverbindungen, der Harnstoffderivate, der fettsäuremodifizierten Harze, der Silicone und/oder perfluorierten organischen Verbindungen umhüllt sind,
dass es sich bei den wasserabweisenden Mitteln um Ei-senpalmitat handelt,
dass die Nährstoffe mit wasserschwerlöslichen oder in Wasser quellenden Mitteln aus der Gruppe der Polymere mit wasserbenetzenden Gruppen umhüllt sind,
dass es sich bei den wasserbenetzenden Gruppen um Hy-droxyl-, Carboxyl-, Alkylester-, Cyan-, Chlor- oder Fluorgruppen handelt,
dass es sich bei den wasserschwerlöslichen oder wasserquellenden Mitteln um Polyvinylalkohole, vorzugsweise mit einem Restacetylgehalt von 10 Gew.-% handelt,
dass die Nährstoffe mit wasserschwerlöslichen Mitteln aus der Gruppe der anorganischen Verbindungen umhüllt sind,
dass es sich bei den wasserschwerlöslichen Mitteln um Eisenphosphat oder Calciumphosphat handelt,
dass die Nährstoffe mit wasserschwerlöslichen oder in Wasser quellenden Mitteln aus der Gruppe der Polymere mit wasserbenetzenden Gruppen oder aus der Gruppe der anorganischen Verbindungen und mit wasserabweisenden Mitteln aus der Gruppe der Paraffine, der Wachse, der Metallseifen, der quartären Ammonium-Verbindungen, der Harnstoffderivate, der fettsäuremodifizierten Harze, der Silicone und/oder perfluorierten organischen Verbindungen umhüllt sind,
dass das wasserabweisende Mittel die Nährstoffe in einer Schichtdicke von 10~8m bis 10~2m, vorzugsweise von 1 • 10~6m bis 2 • 10~3m, umhüllt und dass das wasserschwerlösliche oder in Wasser quellende Mittel die Nährstoffe in eine Schichtdicke von 10'6m bis 10 ~ 2m, vorzugsweise von 5 • 10 ~ sm bis 2 • 10 ~ 3m umhüllt.
Das erfindungsgemässe Düngemittel hat überraschenderweise eine zeitlich verzögert einsetzende Nährstoffabgabe, deren Beginn - je nach dem gewünschten Zweck - gesteuert werden kann, so dass der Nährstofffluss erst nach Ablauf ei652 708
ner Verzögerungszeit von 1 Tag bis 2 Jahren, vorzugsweise von 30 bis 180 Tagen, beginnt.
Mit dieser gesteuerten Nährstoffabgabe verbinden sich viele Vorteile, die durch Verwendung der bekannten Düngemittel nicht erreicht werden können.
So kann die Düngung beispielsweise bedarfsbezogen durchgeführt werden, indem die Nährstoffabgabe auf den Spitzen- und den Nullbedarf der Pflanzen eingestellt wird, was mit keinem der bekannten Dünger möglich ist.
Hierdurch lässt sich dem unterschiedlichen Nährstoffbedarf der Pflanzen während einer Kulturperiode jeweils optimal genügen, wodurch Schädigungen der Pflanzen durch Überdüngung in Zeiten grosser Pflanzenempfindlichkeit oder ungenügendes Wachstum durch Anlieferung unzureichender Nährstoffmengen in Zeiten des Höchstbedarfs vorteilhafterweise vermieden werden.
Die mittels des erfindungsgemässen Düngemittels steuerbare Freisetzung des Nährstoffangebotes hat weiterhin den Vorteil, das Ertragspotential der Pflanzen auch unter klimatisch ungünstigen Bedingungen oder auf Böden mit geringer Fruchtbarkeit voll auszuschöpfen, womit sich bisher verschlossene Wege zur Hochleistungsdüngung öffnen.
Des weiteren eröffnet die mittels des erfindungsgemässen Düngemittels steuerbare Freisetzung des Nährstoffflusses die Möglichkeit, den wechselnden Ansprüchen bezüglich der Nährstofformen und deren Konzentrationen einer speziellen Kultur durch eine bei der Aussaat oder Topfung einmalig zugegebene Gesamtdüngermenge optimal zu genügen, womit das risikoreiche und bei falscher Terminierung uneffektive Nachdüngen entfällt.
Die mittels des erfindungsgemässen Düngemittels steuerbare Freisetzung der Nährstoffe eröffnet weiterhin die Möglichkeit, Substrate lange vor deren Nutzung mit Düngemitteln zu versetzen, ohne bei beginnender Nutzung mit hohen, bereits aktiven Salzgehalten rechnen zu müssen, da diese erst bei Nutzungsbeginn durch Bewässern der Substrate aktiviert werden, wodurch sich Salzschocks beziehungsweise Salzschäden vermeiden lassen.
Als Düngemittel im Sinne der Erfindung verwendbar sind:
- Düngerpulver
- Kristalline Dünger
- Granulierte Dünger
- Granulierte beschichtete Dünger
- Düngerstäbchen
- Enkapsulierte Düngerlösungen beziehungsweise Düngersuspensionen
Die genannten Dünger können vorliegen als:
- Mineralische Einnährstoffdünger
- Mineralische Mehrnährstoffdünger
- Organisch-mineralische Dünger
- Organische Dünger
- Spurennährstoffe
- Kombination der vorgenannten Komponenten
Einbezogen sind Düngemittel jedweder Vorbehandlung, wie zum Beispiel Düngemittel mit verlangsamter Freigabe der Pflanzennährstoffe, von denen schwerlösliche Salze, polymère Nährstoffverbindungen und an natürliche und synthetische Träger chemisch oder physikalisch gebundene Nährstoffe beispielhaft zu nennen sind.
Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Düngemittels ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Nährstoffe in einem für die jeweilige Art der Behandlung geeigneten Aggregat vorlegt und mit dem entsprechenden Behandlungsmittel derart versetzt, dass die Nährstoffe vollständig und ausreichend gleichmässig bis zur gewünschten Schichtdicke umhüllt werden oder dass man das entsprechende Behandlungsmittel in einem geeigneten Aggregat
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vorlegt und die Nährstoffe derart einträgt, dass die Nährstoffe vollständig und ausreichend gleichmässig mit der gewünschten Schichtdicke umhüllt werden.
Die Herstellung der erfindungsgemässen Düngemittel kann auch nach weiteren bekannten Verfahren erfolgen.
Als wasserabweisende und/oder wasserschwerlösliche oder wasserquellende Mittel lassen sich im einzelnen verwenden:
Paraffine, zweckmässigerweise mit einem Schmelzbereich von 40 bis 250 °C, vorzugsweise Hartparaffin mit einem Schmelzbereich oberhalb von 55 °C;
Wachse, wie zum Beispiel Bienenwachs, Walrat, Carnau-bawachs;
Metallseifen, wie zum Beispiel Mg-, Ca-, Fe-, Cu-, Zn-, Mn-, Zr- oder Al-Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure oder Ölsäure, vorzugsweise Mg-, Ca-, Fe-, AI- oder Zr-Salze der Palmitinsäure;
quartäre Ammoniumverbindungen, wie zum Beispiel Oc-tadecyloxymethylpyridiniumchlorid oder N-Methyl-N-stea-roylamidomethylenpyridiniumchlorid;
fettmodifizierte Kunstharze; wie zum Beispiel Kondensate aus Monododecylharnstoff-Formaldehyd-Vorkonzentrat oder Hexamethylolmelaminäther modifiziert mit Laurinsäure, Palmitinsäure und/oder Stearinsäure;
Harnstoffderivate, wie zum Beispiel Octadecyläthylen-harnstoff;
Melaminderivate;
Polysiloxane, wie zum Beispiel Hydrogenmethylpoly-siloxan und Dimethylpolysiloxan;
Fluorcarbonpolymerisate, wie zum Beispiel 1,1-Dihydro-perfluoroctylpolyacrylsäureester;
Alginate, wie zum Beispiel Kaliumalginat;
Gelatine;
Casein;
Polysaccharide, wie zum Beispiel Stärke, Milchzucker, Cellulose, Cellulosederivate, wie zum Beispiel Äthylcellulo-se, Hydroxypropylcellulose und deren Gemische, Pektine, Xanthane;
Polyvinylalkohole;
Polyvinylacetate;
Polyvinyläther;
Polyvinylpyrrollidone;
Polyacrylate;
Tonmineralien, wie zum Beispiel Ben toni t, Illit, Attapul-
git;
Metalloxyde, wie zum Beispiel Eisenoxidhydrat, Magnesiumoxid;
Metallphosphate, wie zum Beispiel Calciumphosphat, Eisenphosphat;
Polyphosphate, wie zum Beispiel Kurrolsches Salz;
Metallsilikate, wie zum Beispiel Kaliwasserglas;
vorzugsweise teilverseifte Polyvinylacetate, Gelatine, Eisenoxidhydrate, Calciumphosphat.
Die Auftragung der Schichten erfolgt gewöhnlich in Schichten von 10"8m bis 10~2m, insbesondere von 1 ■ 10~6m bis 2 • 10~3m.
Die Behandlungsmittel können als Einzelkomponenten selbst, in Lösung oder als Emulsion und ebenfalls als Mehrkomponentensystem kombiniert, aufgebracht werden.
Die folgenden Beispiele beschreiben erfindungsgemässe Düngemittel:
Beispiel 1
237,5 g eines NPK-Aufbaugranulates mit der Nährstoffzusammensetzung 13-13-21 mit einem Kornspektrum von 2,0-4,0 mm werden in einer Drehtrommel mit Heissluft auf 100 -110 C erwärmt. Die Granulate werden unter fortgesetzter Heissluftzufuhr mit insgesamt 48 g einer 26%igen
Suspension, bestehend aus 9 Teilen Bindemittel auf der Basis von ölmodifiziertem Alkydharz mit 1 Teil Fe-Palmitat in einem Lösemittelgemisch aus 1 Teil Benzin mit einem Siedebereich von 130' bis 220 C und 2 Teilen Xylol, derart versetzt, dass Dosier- und Trocknungsgeschwindigkeit gleich sind. Nach erfolgter Behandlung werden die Granulate langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.
Beispiel 2
475 g eines mit 100 g einer 50%igen Alkydharzlösung hergestellten NPK-Splittergranulates der Nährstoffzusammensetzung 18-4,5-9-0,9 Mg0-0,1 Fe mit einem Kornspektrum von 3,0-5,0 mm werden in einer Dragiertrommel mit Heissluft auf 50-60° erwärmt. Die Granulate werden im fortgesetzten Heissluftstrom (500 1/min.) mit insgesamt 250 g einer 10%igen wässrigen Polyvinylalkohol-Lösung (Restacetylgehalt ca. 10%, Viskosität bei 20 °C ca. 35 mPas) derart versetzt, dass Dosier- und Trocknungsgeschwindigkeit gleich sind. Nach Beendigung der Behandlung erfolgt langsame Abkühlung auf Raumtemperatur.
Beispiel 3
425 g eines aus 383 g NPK-Splittergranulat und 85 g einer 50% igen Alkydharzlösung hergestellten Düngemittels der Nährstoffzusammensetzung 18-4,5-9-0,9 Mg0-0, 1 Fe mit einem Kornspektrum von 3,0 bis 5,0 mm werden in einer Dragiertrommel mit Siebböden durch Heissluft auf 50 bis 60 °C erwärmt. Im fortgesetzten Heissluftstrom werden die Granulate mit insgesamt 500 g einer 10%igen wässrigen Polyvinylalkohol-Lösung (Restacetylgehalt ca. 10%, Viskosität bei 20 °C ca. 35 mPas) langsam derart versetzt, dass Dosier-und Trocknungsgeschwindigkeit gleich sind. Nach erfolgtem Auftrag werden die Granulate auf 110 bis 120 °C erwärmt und mit 25 g eines vorvernetzten Methylsiloxan-Härter-Gemisches derart versetzt, dass wiederum Zudosierung und Aushärtezeit korrespondieren. Nach Abschluss der Behandlung wird langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.
Die folgenden Beispiele beschreiben die Anwendung der erfindungsgemässen Düngemittel und ihre Effekte im Vergleich zu bekannten Mitteln.
Beispiel 4
Bestimmung des zeitabhängigen Nährstoffabgabeverlaufs von Düngemittel-Granulaten in Wasser durch kontinuierliche Leitfähigkeitsmessung der sich im Wasser akkumulierenden gelösten Salze.
Zeit mit Alkydharz gem. Beispiel 3 behandeltes behandeltes Granulat Granulat
[min] [(J-S/cm] [nS/cm]
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Beispiel 5
Bestimmung des zeitabhängigen Nährstoffabgabeverlaufs von Düngemittel-Granulaten im Substrat durch Messung der Einzelschnitterträge von Weidelgrastrockenmasse über einen Zeitraum von 80 Tagen nach einer vor der Aus-
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saat des Weidelgrases einmalig ins Substrat eingemischten, depressiv wirkenden Düngergabe.
(Bezug in der Tabelle: Substrat mit guter, natürlicher Nährstoffversorgung ohne depressiv wirkende Düngerbeimi-5 schung gleich 100%).
erfindungsgemäss behandelt wie Beispiel 3 %
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Zeit des Schmttermins nach der NPK-Dunger 13-13-21
Aussaat ohne Nachbehandlung mit Alkydharz-behandlung
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Claims (17)

  1. 652 708
    PATENTANSPRÜCHE
    1. Düngemittel mit gesteuertem Beginn der Nährstoffabgabe, dadurch gekennzeichnet, dass sie Nährstoffe enthalten, die mit wasserabweisenden und/oder wasserschwerlöslichen oder in Wasser quellenden Mitteln umhüllt sind.
  2. 2. Düngemittel gemäss Anspruch 1 aus der Gruppe der mineralischen Einnährstoffdünger, der mineralischen Mehrnährstoffdünger, der organisch-mineralischen Dünger, der organischen Dünger, der Spurennährstoffe und deren Kombination untereinander.
  3. 3. Düngemittel gemäss Anspruch 1 in Form von Düngerpulvern, kristallinen Düngern, granulierten Düngern, granulierten beschichteten Düngern, Düngerstäbchen und enkap-sulierten Düngerlösungen oder Suspensionen.
  4. 4. Düngemittel gemäss Anspruch 1, enthaltend als Nährstoffe Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor, Kalium, Magnesium, Calcium, Schwefel, Eisen, Mangan, Kupfer, Zink, Chlor, Bor, Molybdän, Natrium, Silicium, Kobalt und/oder Aluminium, zweckmässigerweise in Form ihrer Verbindungen.
  5. 5. Düngemittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nährstoffe mit wasserabweisenden Mitteln aus der Gruppe der Paraffine, der Wachse, der Metallseifen, der quartären Ammonium-Verbindungen, der Harnstoffderivate, der fettsäuremodifizierten Harze, der Silicone und/ oder der perfluorierten organischen Verbindungen umhüllt sind.
  6. 6. Düngemittel gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den wasserabweisenden Mitteln um Eisenpalmitat handelt.
  7. 7. Düngemittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nährstoffe mit wasserschwerlöslichen oder in Wasser quellenden Mitteln aus der Gruppe der Polymere mit wasserbenetzenden Gruppen umhüllt sind.
  8. 8. Düngemittel gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den wasserbenetzenden Gruppen um Hydroxyl-, Carboxyl-, Alkylester-, Cyan-, Chlor- oder Fluorgruppen handelt.
  9. 9. Düngemittel gemäss Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den wasserschwerlöslichen oder wasserquellenden Mitteln um Polyvinylalkohole, vorzugsweise mit einem Restacetylgehalt von 10 Gew.-% handelt.
  10. 10. Düngemittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nährstoffe mit wasserschwerlöslichen Mitteln aus der Gruppe der anorganischen Verbindungen umhüllt sind.
  11. 11. Düngemittel gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der wasserschwerlöslichen Verbindung um Eisenphosphat oder Calciumphosphat handelt.
  12. 12. Düngemittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nährstoffe mit wasserschwerlöslichen oder in Wasser quellenden Mitteln aus der Gruppe der Polymere mit wasserbenetzenden Gruppen oder aus der Gruppe der anorganischen Verbindungen und mit wasserabweisenden Mitteln aus der Gruppe der Paraffine, der Wachse, der Metallseifen, der quartären Ammonium-Verbindungen, der Harnstoffderivate, der fettsäuremodifizierten Harze, der Silicone und/oder perfluorierten organischen Verbindungen umhüllt sind.
  13. 13. Düngemittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserabweisende Mittel die Nährstoffe in einer Schichtdicke von 10"8m bis 10~2m, vorzugsweise von
    1 • 10_6m bis 2 • 10~3m umhüllt.
  14. 14. Düngemittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserschwerlösliche oder in Wasser quel2
    lende Mittel die Nährstoffe in einer Schichtdicke von 10~6m bis 10~2m, vorzugsweise von 5 • 10~sm bis 2 • 10~3m umhüllt.
  15. 15. Verfahren zur gesteuerten Abgabe von Nährstoffen s für Pflanzen in Böden durch Einbringen von Düngemitteln in die Böden, dadurch gekennzeichnet, dass Düngemittel gemäss einem der Ansprüche 1 bis 14 verwendet werden, wobei der Nährstofffluss erst nach Ablauf einer Wartezeit von 1 Tag bis 2 Jahren beginnt.
    io 16. Verfahren zur gesteuerten Abgabe von Nährstoffen für Pflanzen in Substraten durch Einbringen von Düngemitteln in Substrate, dadurch gekennzeichnet, dass Düngemittel gemäss einem der Ansprüche 1 bis 14 verwendet werden, wobei der Nährstofffluss gezielt erst nach Bewässern der Subis strat-Düngermischungen einsetzt.
  16. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine einmalige Düngemittelapplikation zu Beginn des Pflanzenwachstums ausreichend ist für die Pflanze bis zur vollständigen Entwicklung.
    20 18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dem Nährstoffbedarf der Pflanzen so angepasst ist, dass eine Überdüngung und/oder unzulässige Auswaschungsverluste vermieden werden.
  17. 19. Verfahren zur Herstellung von Düngemitteln gemäss 25 einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass man die Nährstoffe in einem für die jeweilige Art der Behandlung geeigneten Aggregat vorlegt und mit dem entsprechenden Behandlungsmittel derart versetzt, dass die Nährstoffe vollständig und ausreichend gleichmässig bis zur ge-30 wünschten Schichtdicke umhüllt werden oder dass man das entsprechende Behandlungsmittel in einem geeigneten Aggregat vorlegt und die Nährstoffe derart einträgt, dass die Nährstoffe vollständig und ausreichend gleichmässig mit der gewünschten Schichtdicke umhüllt werden.
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CH543/83A 1982-02-02 1983-01-31 Duengemittel mit gesteuertem beginn der naehrstoffabgabe. CH652708A5 (de)

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