CH676774A5

CH676774A5 -

Info

Publication number: CH676774A5
Application number: CH162/89A
Authority: CH
Inventors: Stefan Dr Naschberger; Eberhard Dr Pirich; Rolf Dipl-Ing Pretterebner
Original assignee: Biochemie Gmbh
Priority date: 1988-01-20
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1991-03-15
Also published as: FR2625995B1; FI890288A; FR2625995A1; IT8947543A0; IT1229530B; FI890288A0; DE3901510A1; NO890216D0; SE8900172D0; SE8900172L; ATA10288A; NO890216L

Description

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

CH 676 774 A5 CH 676 774 A5

Beschreibung description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Revitalisierung von Forstkulturen durch Anwendung eines Düngers aus Pilzbiomasse. Dieses Verfahren wird vorwiegend zur Revitalisierung von Fichtenkulturen eingesetzt, die durch falsche Bewirtschaftung und/oder Umweltbelastung in ihrer Vitalität eingeschränkt sind. The invention relates to a method for revitalizing forest crops by using a fertilizer from fungal biomass. This process is mainly used for the revitalization of spruce crops whose vitality is restricted by incorrect management and / or environmental pollution.

Große Teile unserer Wälder sind durch Monokultur, Waldweide, Streunutzung und in den letzten Jahrzehnten vor allem durch den Eintrag von Schadstoffen in ihrer Vitalität beeinträchtigt. Unter dem Begriff «Waldsterben» wird die Gesamtheit aller Vitalitätsbeeinträchtigungen zusammengefaßt. Large parts of our forests have been impaired in their vitality by monoculture, forest pasture, litter use and, in recent decades, above all by the entry of harmful substances. The term “forest dieback” is used to summarize all of the vitality impairments.

Die Ursachen für das Waldsterben sind vielfältig. Ein exakter wissenschaftlicher Nachweis, daß ein bestimmter Schadstoff oder eine spezielle Bewirtschaftungsweise als alleinige Ursache angeführt werden kann, ist bisher noch nicht gelungen. Auch das Klima (Trockenheit, Frost usw.) wird häufig als auslösender Faktor genannt. Die höheren Niederschläge im laufenden Jahr haben tatsächlich eine leichte Besserung bei den Nadelgehölzen gebracht. Große Bedeutung kommt dem Nitrateintrag zu,, bis zu 50 kg/ha werden auf ungünstig exponierten Flächen gemessen. Selbstverständlich kommt damit der komplette Nährstoffhaushalt im Boden in Unordnung. Ein Stickstoffüberangebot führt letztlich zu einer Mobilisierung aller übrigen Nährstoffe und damit je nach Standort früher oder später zur Erschöpfung einzelner Nährelemente. Unbestritten ist die Mangeltheorie beim Magnesium, durch Düngung konnte in allen Fällen eine Besserung des Gesundheitszustandes erreicht werden. The causes of forest death are diverse. An exact scientific proof that a certain pollutant or a special management can be cited as the sole cause has not yet been achieved. The climate (drought, frost, etc.) is also often mentioned as a triggering factor. The higher rainfall in the current year has actually brought about a slight improvement in conifers. The nitrate input is of great importance, up to 50 kg / ha are measured on unfavorably exposed areas. It goes without saying that the complete nutrient balance in the soil becomes disordered. An excess of nitrogen ultimately leads to the mobilization of all other nutrients and, depending on the location, sooner or later to the exhaustion of individual nutrient elements. The magnesium deficiency theory is undisputed; fertilization has improved the state of health in all cases.

Eine weitere wesentliche Ursache für das Waldsterben ist in der zunehmenden Versauerung des Waldbodens zu sehen. Dafür ist unbestritten der Eintrag von Schwefel und Nitrat verantwortlich. Die Folge ist eine verstärkte Auswaschung von Calzium, Magnesium und Kalium. Außerdem werden die Lebensbedingungen für die Bodenbakterien und Bodenpilze verschlechtert. Another major cause of forest extinction is the increasing acidification of the forest floor. The entry of sulfur and nitrate is indisputably responsible for this. The result is an increased leaching out of calcium, magnesium and potassium. In addition, the living conditions for soil bacteria and soil fungi deteriorate.

Auch Oxidantien werden als Schadensursache angesehen. Obwohl es bisher nicht möglich war, einen exakten Nachweis zu führen, so spricht doch sehr viel für eine Beteiligung von Ozon am schlechten Gesundheitszustand des Waldes. Oxidants are also considered to be the cause of damage. Although it has so far not been possible to provide exact evidence, there is a great deal to be said for the involvement of ozone in the poor health of the forest.

in letzter Zeit werden zunehmend auch biologische und epidemieologische Faktoren in Betracht gezogen. Die Anhäufung von Rohhumus läßt zumindest auf eine reduzierte Aktivität der Mikroorganismen und Kleinsttierchen schließen. Dadurch bedingt, kommt es schließlich zu einer Unterbrechung des Nährstoff-Kreislaufes. Der durch Auswaschung verursachte Nährstoffmangel wird also verstärkt. Recently, biological and epidemic factors have been increasingly considered. The accumulation of raw humus suggests at least a reduced activity of the microorganisms and small animals. As a result, the nutrient cycle is finally interrupted. The nutrient deficiency caused by leaching is thus exacerbated.

Ein Waid wird nur dann gesund und vital sein, wenn keine Schadstoffe eingetragen werden und der Boden alle Nährstoffe in ausreichender Menge enthält. Weiters ist eine dynamische Bodenflora erforderlich, erst dadurch werden die Nährstoffe entsprechend umgesetzt. Bekanntlich ist die Symbiose zwischen Mykorrhizapiiz und Pflanzenwurzel für Waldbäume von essentieller Bedeutung. A woad will only be healthy and vital if no pollutants are added and the soil contains all the nutrients in sufficient quantities. Furthermore, a dynamic soil flora is required, only then can the nutrients be converted accordingly. As is well known, the symbiosis between mycorrhizapiiz and plant roots is essential for forest trees.

Aufgrund positiver Ergebnisse mit einem Dünger aus Pilzbiomasse bei Fichtenpflanzen in Gefäßversuchen (Aufforstungsversuch) war die Überlegung naheliegend, dieses Produkt zur Revitalisierung kränkelnder Fichtenkulturen einzusetzen. Insbesondere die Feststellung, daß der Pilzbiomasse-Dünger die Mikroorganismen und die Kleinsttierchen des Bodens stimuliert, ließ eine gute Wirkung in Wald-Ökosystemen erwarten. Based on positive results with a fertilizer from fungal biomass in spruce plants in vascular tests (afforestation test), it was obvious to use this product to revitalize ailing spruce cultures. In particular, the finding that the fungal biomass fertilizer stimulates the microorganisms and small animals in the soil was expected to have a good effect in forest ecosystems.

Getrocknetes Pilzmycel (Pilzbiomasse), der Pilzkörper des Penicillinproduktionsstammes Pénicillium chrysogenum, wurde über Jahrzehnte als Futterzusatz verwendet. Dabei zeigte sich zwar eine brauchbare Futtereignung, besondere den Konkurrenzprodukten (Eiweißfuttermittel) überlegene Eigenschaften wurden jedoch nicht festgestellt. Pilzmycel weist z.B. folgende Zusammensetzung auf: Dried mushroom mycelium (fungal biomass), the fungal body of the penicillin production strain Pénicillium chrysogenum, has been used as a feed additive for decades. A useful feed suitability was shown, but no particular properties superior to those of the competition (protein feed) were found. Mushroom mycelium has e.g. the following composition:

Diese Analyse ist typisch für ein Produkt, welches mit Kali und Magnesium ergänzt wurde. Die entsprechenden K2O- und MgO-Werte im nativen Produkt liegen bei 1,2% und bei 0,25%. Insgesamt unterliegen die Analysenwerte den bei organischen Düngern üblichen Schwankungen. Diese Pilzbiomasse, bestehend aus Mycei von Penicilliumarten, ergänzt mit Kalimagnesia, hat sich auf Problemböden bereits bestens bewährt. Durch regelmäßige Anwendung eines solchen Düngers nach dem in der AT-PS 381 927 geschützten Verfahren, ist eine dauerhafte Wiederbegrünung von Problemböden, z.B. von Hochlagenschipisten, möglich. Ein solcher Dünger ist auch hervorragend für Weinkulturen geeignet. Neben einer This analysis is typical for a product that has been supplemented with potassium and magnesium. The corresponding K2O and MgO values in the native product are 1.2% and 0.25%. All in all, the analysis values are subject to the fluctuations that are usual with organic fertilizers. This mushroom biomass, consisting of Mycei from Penicillium species, supplemented with Kalimagnesia, has already proven its worth on problem soils. Through regular use of such a fertilizer according to the process protected in AT-PS 381 927, permanent re-greening of problem soils, e.g. of high-altitude ski slopes, possible. Such a fertilizer is also ideal for wine crops. In addition to one

T rockensubstanz organische Substanz mind. Stickstoff org. gebunden Dry substance organic substance at least nitrogen org. bound

95% 95%

70% 70%

5,5% 5.5%

1,5% 1.5%

3,5% 3.5%

5,0% 5.0%

1,5% 1.5%

p2o5 k2o CaO MgO p2o5 k2o CaO MgO

Spurenelemente und Vitamine Trace elements and vitamins

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

CH 676 774 A5 CH 676 774 A5

deutlichen Ertragssteigerung wird vor allem die Traubenqualität und die Gesundheit der Rebpflanzen verbessert. the grape quality and the health of the vine plants are significantly improved.

Durch Förderung der Mikroorganismentätigkeit werden gleichzeitig die Humusneubildung und die physikalischen Bodeneigenschaften verbessert, erst sekundär wird durch die Mineralisation auch der Stickstoff freigesetzt. Die Stickstoffwirkung ist weitgehend synchron geschaltet mit dem Bedarf der Pflanzen. Ein vorübergehender Stickstoffüberschuß, wie er bei den üblichen wasserlöslichen Mineraldüngern auftritt, ist nicht zu befürchten. Fallweise wird sogar durch Verwendung des Pilzbiomasse-Düngers vorübergehend bodenbürtiger Stickstoff durch die Mikroorganismen gebunden. Diese Eigenschaften sind eine wichtige Voraussetzung für eine Anwendung als Forstdünger. Nur ein Produkt, das die natürliche Nährstoff-Nachschaffung simuliert, wird langfristig die gewünschten Effekte bringen. By promoting microorganism activity, the formation of new humus and the physical properties of the soil are improved at the same time. Nitrogen is only released secondarily through mineralization. The nitrogen effect is largely synchronized with the needs of the plants. A temporary excess of nitrogen, as occurs with the usual water-soluble mineral fertilizers, is not to be feared. Occasionally, even soil nitrogen is temporarily bound by the microorganisms by using the fungal biomass fertilizer. These properties are an important prerequisite for use as a forest fertilizer. Only a product that simulates the natural replenishment of nutrients will bring the desired effects in the long term.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist besonders geeignet für die Revitalisierung von Nadelhölzer (coniferae), wie Fichten (picea), Tannen (abies) und dergleiche. The method according to the invention is particularly suitable for the revitalization of conifers (coniferae) such as spruce (picea), fir (abies) and the like.

Durch folgende Tests wurden die analytischen Kriterien bestimmt, die für einen für die Forstkultur geeigneten Dünger notwendig sind: The following tests determined the analytical criteria that are necessary for a fertilizer suitable for forestry:

Mikrobiologische Untersuchungen: Microbiological tests:

Gesamtkeimzahl 22 500/g davon 1000 Bazillen Salmonellen in 5 x 20 g nicht nachweisbar Total bacterial count 22 500 / g of which 1000 bacilli Salmonella in 5 x 20 g undetectable

Sulfitreduzierende unter 1000/g Clostridien Sulfite reducing agents below 1000 / g clostridia

Die Ergebnisse der mikrobiologischen Untersuchungen ergaben keine Hinweise für eine hygienische Bedenklichkeit. The results of the microbiological tests did not indicate any hygienic concerns.

Penicillinbestimmung mittels Agrardiffusionstest: Testorganismus: Bacillus stearothermophilus Nachweisgrenze: 0,02 (ig/g Ergebnis: Penicillinaseempfindliches Penicillin determination using an agricultural diffusion test: Test organism: Bacillus stearothermophilus Detection limit: 0.02 (ig / g Result: Penicillinase sensitive

Penicillin ist nicht nachweisbar. Penicillin is undetectable.

Schwermetallgehalte: Heavy metal content:

Ni mg/kg TS Ni mg / kg TS

10 10th

Cr mg/kg TS Cr mg / kg TS

7,3 7.3

Pb mg/kg TS Pb mg / kg TS

13 13

Cd mg/kg TS Cd mg / kg TS

0,2 0.2

Hg mg/kg TS Hg mg / kg TS

0,011 0.011

Wertbestimmende Bestandteile Value-determining components

Wassergehalt Water content

%4,4 % 4.4

org. Substanz org. substance

% i.d.TS % i.d.TS

79,6 79.6

N (Kjeldahl) N (Kjeldahl)

% i.d.TS % i.d.TS

6,23 6.23

3 3rd

5 5

TO TO

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

CH 676 774 A5 CH 676 774 A5

Säurelöslich: Acid soluble:

p205% TS p205% TS

1,8 1.8

K20%TS K20% TS

4,4 4.4

Mg% TS Mg% TS

1,2 1.2

Ca% TS Ca% TS

3,7 3.7

Fe mg/kg TS Fe mg / kg TS

420 420

Mn mg/kg TS Mn mg / kg TS

26 26

Cu mg/kg TS Cu mg / kg TS

17 17th

Zn mg/kg TS Zn mg / kg TS

61 61

Co mg/kg TS Co mg / kg TS

5,7 5.7

B-Ges. mg/kg TS B-Ges. mg / kg TS

8,4 8.4

Mo mg/kg TS Mo mg / kg TS

0,63 0.63

Pflanzenverträalichkeit: Plant compatibility:

Ein mit Gartenkresse durchgeführter Pflanzenverträglichkeitstest zeigt, daß ein Pilzbiomasse-Dünger bis zu einer Menge von 1% zu einem Substrat (Standardmischung) zugemischt, keine Pflanzenschädigung hervorruft. Das G/N-Verhältnis liegt bei ca. 7,5. A plant tolerance test carried out with garden cress shows that a mushroom biomass fertilizer up to an amount of 1% added to a substrate (standard mixture) does not cause any damage to the plants. The G / N ratio is around 7.5.

Diese Analysenergebnisse belegen die ökologische Unbedenklichkeit und den hohen Gehalt an wert-bestimmenden Bestandteilen. Von den Ergebnissen des Pflanzenverträglichkeitstests ist zu schließen, daß eine Überdüngung nahezu unmöglich ist. Die Nährstoffverhältnisse sind ähnlich der in Waldstreu, nur die Konzentration der einzelnen Nährelemente ist höher. These analysis results demonstrate the ecological harmlessness and the high content of value-determining components. It can be concluded from the results of the plant tolerance test that over-fertilization is almost impossible. The nutrient ratios are similar to those in forest litter, only the concentration of the individual nutrient elements is higher.

Von besonderer Bedeutung für die Bodenflora und für die Wurzelentwicklung sind die Spurenelemente und die Vitamine. Aufgrund des engen C/N-Verhältnisses läuft die Mineralisation und damit die Freisetzung der organisch gebundenen Nährstoffe schneller als in Waldstreu. Es ist daher zu erwarten, daß durch Anwendung eines Pilzbiomassedüngers auch die in Waldstreu gebundenen Nährstoffe zumindest teilweise wieder in den Kreislauf rückgeführt werden. The trace elements and vitamins are of particular importance for the soil flora and for root development. Due to the narrow C / N ratio, mineralization and thus the release of organically bound nutrients run faster than in forest litter. It is therefore to be expected that by using a fungal biomass fertilizer, the nutrients bound in forest litter will at least partially be returned to the cycle.

Im folgenden Beispiel wird der vorteilhafte Effekt der Düngung mit Pilzbiomasse gezeigt. The following example shows the beneficial effect of fertilizing with mushroom biomass.

Beispiel: Example:

Versuch in Lech am Arlberg, 1650 m Meereshöhe, Kalkboden, Waldweide, mittlere Schadstoffbelastung (Stauzone), Aufwandsmenge von Minderaldünger 400 kg/ha (12% Stickstoff, 12% Phosphor als p2o5 m 17% als K2O und 2% Mg als MgO), Pilzbiomasse-Dünger 1000 kg/ha. Trial in Lech am Arlberg, 1650 m above sea level, limestone soil, forest pasture, medium pollution (storage zone), application rate of minor fertilizers 400 kg / ha (12% nitrogen, 12% phosphorus as p2o5 m 17% as K2O and 2% Mg as MgO), Mushroom biomass fertilizer 1000 kg / ha.

Tabelle 1 : Visuelle Beurteilung der Probebäume Table 1: Visual assessment of the sample trees

Kontrolle control

Mineraldünger Mineral fertilizer

Pilzbiomasse-Dünger Biosol® F-Test Biosol® F-Test mushroom biomass fertilizer

Fläche 5 Area 5

Jahrestrieb Annual shoot

1,7 1.7

1,5 1.5

1,7 1.7

0,83 0.83

Kronenzustand Crown condition

2,0 2.0

1,3 1.3

1,7 1.7

0,15 0.15

Nadelverluste Needle losses

2,3 2.3

1,3 1.3

1,8 1.8

0,13 0.13

Fläche 6 Area 6

Jahrestrieb Annual shoot

1,7 1.7

1,3 1.3

1,0 1.0

0,01 0.01

Kronenzustand Crown condition

2,0 2.0

1,6 1.6

1,2 1.2

0,05 0.05

Nadelverluste Needle losses

2,3 2.3

1,8 1.8

1,2 1.2

0,05 0.05

Erläuterungen: Explanations:

Jahrestrieb 1... gut entwickelt, 2... schwach entwickelt, 3... nicht vorhanden Kronenzustand Skala von 1 (keine Verrichtung) bis 5 (abgestorben) Nadelverlust in Zehntel (z.B.: 2 bedeutet 10-20% Nadelverlust) Annual shoot 1 ... well developed, 2 ... poorly developed, 3 ... not present Crown condition scale from 1 (no performance) to 5 (dead) needle loss in tenths (e.g. 2 means 10-20% needle loss)

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

CH 676 774 A5 CH 676 774 A5

Tabelle 2: Table 2:

Kreisflächenzuwächse Korrigierte Mittelwerte (in cm2) Circular area increases Corrected mean values (in cm2)

0 0

Mineral mineral

Pilzbiomasse mittel Mushroom biomass medium

dünger dünger fertilizer fertilizer

Fläche 5 Area 5

0,199 0.199

0,245 0.245

0,256 0.256

0,233 0.233

Fläche 6 Area 6

0,251 0.251

0,267 0.267

0,345 0.345

0,288 0.288

Mittel medium

0,225 0.225

0,256 0.256

0,301 0.301

Der Mehrzuwachs durch Mineraldünger beträgt also ca. 14%, der durch Biosol ca. 34%. The additional growth due to mineral fertilizers is approx. 14%, that of Biosol approx. 34%.

Überraschenderweise zeigte sich bereits im ersten Jahr eine deutliche Wirkung. Während die Aussage von der Fläche 5 wegen der standortbedingten Uneinheitlichkeit nicht statistisch abgesichert ist, sind die eindeutigen Ergebnisse von der Fläche 6 bereits statistisch signifikant. Der Gesundheitszustand wird demnacn bereits im ersten Jahr der Anwendung um nahezu 50% verbessert. Bedingt durch die organische Bindung werden die Nährstoffe im Pilzbiomassedünger im ersten Jahr nur zu 2/3 bis 3/4 freigesetzt, umso erstaunlicher ist die überlegene Wirkung gegenüber dem Mineraldünger. Anhand des Kreisflächenzuwachses (34% anstatt 14%) wird dies am besten dargestellt. Surprisingly, there was a clear impact already in the first year. While the statement from area 5 is not statistically reliable due to the location-related inconsistency, the unambiguous results from area 6 are already statistically significant. The state of health is improved by almost 50% in the first year of use. Due to the organic binding, only 2/3 to 3/4 of the nutrients in the mushroom biomass fertilizer are released in the first year, which makes the superior effect compared to the mineral fertilizer all the more surprising. This is best illustrated using the increase in circular area (34% instead of 14%).

Herstellung von Biosol ®: Production of Biosol ®:

Biosol® ist ein Nebenprodukt aus der Penicillinfermentation. Die üblichen Fermentationsrohstoffe wie Sojamehl, Saccharose, Lactose, Spurenelemente und Vitamine werden in Wasser angerührt, sterilisiert und mit dem Pilzstamm Pénicillium chrysogenum beimpft. Im Laufe der Fermentation werden die Nährstoffe in Pilzbiomasse umgewandelt. Zum Zeitpunkt der Ernte wird die feuchte Pilzbiomasse von der flüssigen, peniciilinhaltigen Phase durch Filtration abgetrennt und bei 130 bis 150°C und einer Verweildauer von 4 bis 6 Stunden getrocknet. Die getrocknete Pilzbiomasse wird noch mit 10% Kali-Magnesia (Patentkali) ergänzt und nach Granulierung als fertiger Dünger abgesackt. Biosol® is a by-product from penicillin fermentation. The usual fermentation raw materials such as soy flour, sucrose, lactose, trace elements and vitamins are mixed in water, sterilized and inoculated with the fungus strain Pénicillium chrysogenum. During the fermentation, the nutrients are converted into fungal biomass. At the time of harvest, the moist mushroom biomass is separated from the liquid, peniciilin-containing phase by filtration and dried at 130 to 150 ° C. and a residence time of 4 to 6 hours. The dried mushroom biomass is supplemented with 10% potash magnesia (patent potash) and, after granulation, bagged as a finished fertilizer.

Zusammensetzung: Composition:

Biosol weist im Mittel folgende wertbestimmende Bestandteile auf: Biosol has the following value-determining components on average:

Wassergehalt % Water content%

4,4 4.4

org. Substanz % Ld.TS org. Substance% Ld.TS

79,6 79.6

N(Kjeldahl) % i.d.TS N (Kjeldahl)% i.d.TS

6,23 6.23

P205 % TS P205% TS

1,8 1.8

k2o%ts k2o% ts

4,4 4.4

Mg%TS Mg% TS

1,2 1.2

Ca%TS Ca% TS

3,7 3.7

Fe mg/kg TS Fe mg / kg TS

420- 420-

Mn mg/kg TS Mn mg / kg TS

26,- 26.-

Cu mg/kg TS Cu mg / kg TS

17- 17-

Zn mg/kg TS Zn mg / kg TS

61,- 61

Cu mg/kg TS Cu mg / kg TS

5,7 5.7

B-Ges. mg/kg TS B-Ges. mg / kg TS

8,4 8.4

Mo mg/kg TS Mo mg / kg TS

0,63 0.63

Claims

1. A method for revitalizing forest crops, characterized in that one uses a fertilizer from fungal biomass.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fungal body of the penicillin production strain Pénicillium chrysogenum is used as the fungal biomass dried fungal mycelium.

5

10th

15

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

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3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that the fertilizer consists of about 90% of dried mushroom mycelium and about 10% of Kalimagnesia.

4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the application rate is between 1000 kg and 3000 kg of fertilizer per hectare and year.

6