DD227957A1

DD227957A1 - Wirkstoffkombinationen zur hemmung bzw. regelung der nitrifikation von ammoniumstickstoff in kulturboeden

Info

Publication number: DD227957A1
Application number: DD84266099A
Authority: DD
Inventors: Bernd Geyer; Konrad Guenther; Hans-Joachim Hartbrich; Klaus Jasche; Horst Kludssuweit; Georg Hoh; Sieghard Lang; Manfred Oertel; Hermann Thieme; Rudolf Walter
Original assignee: Piesteritz Agrochemie
Priority date: 1984-08-08
Filing date: 1984-08-08
Publication date: 1985-10-02
Also published as: DD227957B5

Abstract

Die Erfindung betrifft Wirkstoffkombinationen bzw. Wirkstofformulierungen zur Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation von Ammoniumstickstoff in Kulturboeden, Substraten und Naehrloesungen. Das Ziel der Erfindung ist eine bessere Ausnutzung des Duengemittelstickstoffs. Die Aufgabe wird durch die erfindungsgemaessen Kombinationen geloest, die als Wirkstoffe Pyrazole und/oder Cyanguanidin und/oder Thioharnstoffe und/oder Nitrapyrin und/oder 4-Amino-1,2,4-triazolhydrochlorid in Harnstoff/Thioharnstoff-Mischungen bzw. Harnstoff/Thioharnstoff- oder Harnstoff/Cyanguanidin-Schmelzen enthalten. Diese Kombinationen koennen in der Land- und Forstwirtschaft vor, gleichzeitig mit oder nach der Duengerapplikation in Aufwandmengen von 0,1 bis 200 kg Wirkstoff/ha angewendet werden.

Description

Wirkstoffkombinationen zur Hemmung bzw. Regelung dar Nitrifikation von Ammoniumstickstoff >o tthj^bd

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Anwendung von Kombinationen zur Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation von Ammoniumstickstoff, insbesondere aus mineralischen und organischen Düngemitteln, in Kulturböden, Substraten und Nährlösungen .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ammonium unterliegt im Boden in relativ kurzer Zeit der mikrobiellen Umwandlung über die Zwischenstufe des Nitritstickstoffs zu Nitratstickstoff. Diese Nitrifikation wird maßgeblich von der Temperatur, der Bodenfeuchtigkeit, dem pH-Wert und der biologischen Aktivität des Bodens beeinflußt.

Nitratstickstoff wird im Gegensatz zum Aramoniumstickstoff nicht von den Sorptionsträgern des Bodens, Ton und Humus sorbiert . Die Folge davon ist, daß Nitratstickstoff während des Winterhalbjahres und bei starken Niederschlägen bzw. intensiver Beregnung auch während des Sommerhalbjahres, vor allem auf leichteren Böden, der Auswaschung unterliegt .

Die Auswaschungsverluste können im jährlichen Durchschnitt bis zu 20 % des Düngeraittelstickstoffs betragen.

-8.8.84-01 90407

Der ausgewaschene Stickstoff geht nicht nur für die Ernährung der Kulturpflanzen verloren, sondern es kommt darüber hinaus zur Anreicherung von Nitratstickstoff im Grundwasser. Dies kann im Zusammenhang mit der Trinkwasserversorgung zu gesundheitlichen Schaden bei Mensch und Tier führen ♦

Neben den Auswaschungsverlusten treten jährlich erhebliche gasförmige Stickstoffverluste durch Denitrifikation des Nitratstickstoffs auf.

Durch eine Hemmung bzw* Regelung der Nitrifikation kann die Auswaschung des Düngemittelstickstoffs entscheidend verbessert und somit der ökonomische Nutzen der Stickstof fdüngung erhöht werden.

Es ist bereits bekannt, daß

Pyrazole (USP 3.494.757; DA-P 7.247.182;

DA-P 7.247.183; USP 3.635.690; DDR-WP 131.063; DDR-WP 133.080)

Cyanguanidin (FR 1.232.366; DAS 2.531.962;

DOS 2.714.601; DOS 2.051.935; ÜA-P 7.233.905; OA-P 7.206.376)

Thioharnstoffe (DOS 2.051.935; DA-P 5.602.958;

JA-P 10.735/69)

2-Chlor-6-tri-

chlormethyl-pyridin (Nitrapyrin) (USP 3.135.594)

4-Amino-1,2,4-

triazolhydrochlorid (DA-P 7.104.135) und

Biuret (Sakrawat, Plant and Soil 62_ (1981) S. 469-471)

die Nitrifikation hemmen.

gleichzeitig wurde vorgeschlagen, daß durch Kombination von Pyrazolen mit Cyanguanidin und mit Guanylthioharnstoff synergistische Wirkungen erzielt werden können. Nicht bekannt dagegen sind Kombinationen mit synergistischen Effekten, die durch Zusatz von Nitrifiziden bzw. deren Kombinationen zu Harnstoff/Thioharnstoff-Mischungen bzw. Harnstoff/Thioharnstoff- oder Harnstoff/ Cyanguanidin-Schmelzen erhalten werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist' es, den ökonomischen Nutzen bei der Stickstoffdüngung durch Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, Wirkstoffkombinationen zu finden, die synergistische Wirkung hinsichtlich der Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation von Ammoniumstickstoff im Boden aufweisen und somit den Ökonomischeiren Einsatz gegenüber den Einzelwirkstoffen ermöglichen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Harnstoff/Thioharnstoffmischungen (Mischungsverhältnis Harnstoff/Thioharnstoff von 1 : 5 bis 50 : 1) oder Harnstof f/Cyanguanidinmischungen (Mischungsverhältnis Harnstof f/Cyanguanidin von 1:5 bis 50 : 1) mit Nitrifiziden (z.B. Pyrazole, Thioharnstoffe, Cyanguanidin, Biuret, Nitrapyrin, 4-Amino-l,2,4-triazolhydrochlorid) oder deren Korabinationen gemischt und gegebenenfalls diese Mischungen über 50 ⁰C erhitzt, vorzugsweise im Temperaturbereich von 75 ⁰C bis 130 ⁰C und anschließend versprüht, vermahlt oder/und formuliert werden. Der Nitrifizidanteil an diesen Mischungen kann 0,1 % bis 85 % betragen. Mit solchen Mischungen lassen sich synergistische Wirkungsverbesserungen gegenüber den Einzelwirkungen oder den nicht erfindungsgemäß erwärmten und behandelten

Mischungen erzielen. Zur Beeinflussung des Schmelzverhaltens dieser Kombinationen können gegebenenfalls weitere Stoffe wie z.B. Ammoniumbicarbonat, Ammoniumthiocyanat, Cyanamid, Natrium-, Kalium-, Calciumnitrat, Natriumchlorid, Magnesiumchlorid, Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Phosphate, Borate, Essigsäure usw. zugesetzt werden.

Die als Wirkstoffeinbettungen hergestellten Wirkstoffkombinationen haben neben den eigentlichen synergistischen Kombinationseffekten noch weitere Anwendungsvorteile. Die Wirkstoffeinbettungen können direkt in einem Verfahren wie bei den Sprüherstarrungen oder den Sprüheinbettungen zum anwendungsfähigen Endprodukt verarbeitet werden. Die Verwendung von Lösungsmitteln für Sprüheinbettungen zur schonenden Einbettung von Kombinationspartnern mit hohem Schmelzpunkt oder für Kombinationspartner, die in Lösung anfallen, erweitert das Verfahren der Wirkstoffeinbettungen über das Zusammenschmelzen hinaus und bietet in einigen Fällen die gleichen Vorteile. Die Vorteile der Wirkstoffeinbettungen liegen zumeist in der verbesserten Bioverfügbarkeit der Kombinationspartner, insbesondere schwer wasserlöslicher Wirkstoffe bei der Anwendung in der Landwirtschaft. Sie können sich aus der Stabilisierung von Dispersionen oder bestimmter Modifikationen der Wirkstoffe oder aus Komplex- und anderen Bindungen der Kombinationspartner ergeben. In den meisten Fällen wird bei den Wirkstoffeinbettungen eine verbesserte Löslichkeit der Wirkstoffe festgestellt. Die erfindungsgemäßen Kombinationen können im Gemisch mit oder geraeinsam mit festen oder flüssigen mineralischen oder organischen Düngemitteln, die Harnstoff und/ oder Ammoniak und/oder Ammoniumstickstoff enthalten, angewendet werden.

Sie können außerdem in Form eines festen oder flüssigen Konzentrates, z.B. in Wasser, oder im Gemisch mit einem

festen, vermahlenen oder granulierten Trägerstoff zur Anwendung kommen.

Die erfindungsgemäßer) Kombinationen können auch gemeinsam mit anderen Agrochemikalien, wie z.B. Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungs- und Bodenverbesserungsmitteln sowie mit anderen agrotechnischen Maßnahmen appliziert werden.

Die Kombinationen werden zweckmäßig kurz vor, gleichzeitig mit oder kurz nach der Ausbringung der Düngemittel mit einer Aufwandmenge von 0,1 bis 200 kg Wirkstoff/ha vorzugsweise 0,5 bis 60 kg/ha ausgebracht. Verwendet man sie zusammen mit einem festen oder flüssigen Dünger, so können sie mit 0,05 bis 50 Gew.-% des Düngemittelstickstoffs, vorzugsweise 0,1 bis 30 Gew.-%, angewendet werden.

Die vorgeschlagenen Kombinationen haben den Vorteil, daß sie einen höheren Residualeffekt besitzen und die Aufwandmenge erheblich gesenkt werden kann, ohne daß der positive Effekt verloren geht . Daraus ergeben sich geringere Verfahrenskosten, eine geringere Belastung des ökologischen Systems und die Möglichkeit einer früheren Applikation der Stickstoffdüngemittel.

Die nachfolgenden Beispiele sollen die erfindungsgemäßen Mittel näher erläutern.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

40 g Harnstoff werden mit 10 g Thioharnstoff gemischt und in einem Ölbad auf 100 ⁰C erwärmt. In die Schmelze werden 10 g N-Carbamoyl-3-methylpyrazol eingerührt. Sofort danach wird die Schmelze unter starkem Rühren abgekühlt und zermörsert

Schmelzbereich 86 ⁰C - 90 ⁰C

Beispiel 2

40 g Harnstoff werden mit 10 g Cyanguanidin gemischt

und in einem Ölbad auf 110 ⁰C erwärmt. In die Schmelze werden 10 g N-Carbamoyl-3-methylpyrazol eingerührt.

Sofort danach wird die Schmelze unter starkem Rühren

abgekühlt und zermörsert.

Schmelzbereich 98 ⁰C - 126 ⁰C

Alle Korabinationen in der Tabelle 1 werden in der entsprechenden Weise hergestellt.

Tabelle 1

Zusammensetzung der Kombinationen in Gewichtsprozent

Kombi nations- Nummer	A	B	C
1	64,0	16,0	20,0
2	56.0	24,0	20,0
3	48,0	32,0	20,0
4	40,0	40,0	20,0
5	32,0	48,0	20,0
6	66,6	16,7	16.7
7	58,3	25,0	16,7
8	50,0	33,3	16,7
9	41,6	41,7	16,7
10	33,3	50,0	16,7
11	72.7	18,2	9,1
12	63,6	27,3	9,1
13	54,5	36,4	9,1
14	45,4	45,5	9,1
15	36,4	54,5	9,1
16	76.2	19,0	4,8
17	66,6	28,6	4,ε

Verbindungen Schmelzbereich

o.

von

bis

90	- 110
86	- 130
81	- 90
86	- 100
85	- 100
86	- 90
88	- 126
86	- 105
83	- 126
86	- 104
84	- 126
86	- 102
86	- 90
86	- 92
86	- 92
85	- 100
86	- 105

Kombi nations- Nummer A	57,1	B	C	Verbindungen 0 E	16,7
18	47,6	38,1	4,8		16,4
19	38,1	47,6	4,8		33,4
20	66.6	57.1	4.8		32,8
21	57,1	16,7		16.7	50,0
22	57,1	14,3		14,3	49.2
23	66,6	14,3		14.3	16,0
24	65,6	16,7			16,3
25	33.3	16.4	1.6
26	32.8	33,3
27	16.7	32,8	1,6		16,7
28	16.4	33,3
29	66*6	32.8	1.6
30	66,6	16,7	0.7
31	33,3	16,7	0,3
32	66,6	16,6	16.7	16,7
33	66.6	16.7
34		16,7

14.3

14,3

16,7

Schmelz bereich	bis
von	124
86 -	92
85 -	109
88 -	123
88 -	118
80 -	124
87 τ	110
78 -	108
76 -	140
76 -	138
76 -	165
76 -	163
76 -	125
74 -	107
74 -	100
68 -	120
76 -	126
98 -

Verbindung	A	Harnstoff
	B	Thioharnstoff
	C	N-Carbamoyl-3-methylpyrazol
	D	3-Methylpyrazol
	E	Cyanguanidin
	F	Biuret
	G	Nitrapyrin
	H	NaCl
	I	Na₂SO₄
Beispiel 3

Die erfindungsgemäßen Mittel wurden bezogen auf ihren Gehalt an Verbindung C in einer Wirkstoffkonzentration von 0,2 ppm (bezogen auf Bodenmasse) einem schwarzerdeähnlichen sandigen Lehmboden zugesetzt und mit 20 mg Ammoniumsulfat-N /100 g Boden gleichmäßig vermischt. Nach Befeuchten des Bodens auf 50 % der maximalen Wasserkapazität wurde der bei 20 ⁰C inkubiert und der gebildete Nitrit- und Nitratstickstoff in 7-tägigen Abständen ermittelt.

Als Kriterium für die Wirksamkeit wurde die Hemmung der Nitrifikation in Prozent nach folgender Formel berechnet

^a ** ^b . 100 = % Hemmung a - c

a = Nitrit- und Nitratgehalt der Probe ohne Wirkstoff

(Kontrolle)

b = Nitrit- und Nitratgehalt der Probe mit Wirkstoff

c s Nitrit- und Nitratgehalt des verwendeten Bodens

Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Tabelle 2

Hemmung der Nit	rifikation in Prozent	89	Tagen 28	Inkubation 35
Kombinations- Nummer	% Hemmung nach 14 21	94	51	12
1	92	90	74	41
2	94	93	59	21
3	93	88	63	34
5	93	89	42	15
6	92	92	51	18
8	93	93	64	30
12	95	87	70	42
13	96	97	46	21
32	93	84	90	82
34	97l	18	47	15
N-Carbamoyl-3- methylpyrazol	85	O	4	0
Thioharnstoff (8 ppm)	49
Biuret (8 ppm)	10
Beispiel 4

Die Methodik entspricht der im Beispiel 1 beschriebenen. Als Versuchsboden wurde ein sandiger Lehm verwendet, der eine etwas geringere Nitrifikationsaktivität als der Ver« suchsboden im Beispiel i aufwies. Die Wirkstoffkonzentration betrug je 0,2 ppm, bezogen auf den Gehalt an Verbindung D. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.

Tabelle	3	100	100	Tagen 28	Inkubation 35 42	41
Hemmung	der Nitrifikation ir	100	100	89	64	51
	100	100	94	76	40
ι Prozent		82	65
Kombinations- % Hemmung nach Nummer 14 21
21
22
23

3-Methylpyrazol 100 97 86 49 32 Thioharnstoff (8 ppm) 53 24 12 0 0

Beispiel 5

Die Methodik entspricht der im Beispiel 1 beschriebenen. Als N-Düngemittel wurde Rindergülle verwendet. Die Wirkstoff konzentration betrug 8 ppm, bezogen auf den Gehalt an Verbindung E

Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt .

Tabelle 4

Hemmung der Nitrifikation	in Prozent	73	nach Tagen 28	Inkubation 35 42	1
Kombinations- Nummer	% Hemmung 14 21	91	60	19	37
24	81	81	88	62	11
25	96	77	65	35	37
26	90	81	71	47	13
27	95	77	62	39	25
29	94	75 62 12	64	37	0 0 0
31	85		55 39 0	12 4 0
N-Carbamoyl-3-methylpyra- zol/Cyanguanidin (1 : 50) Cyanguanidin Thioharnstoff (8 ppm)	83 79 40

Claims

Erfindungsanspruch

Wirkstoffkombinationen zur Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation von Ammoniumstickstoff in Kulturböden, Substraten und Nährlösungen dadurch gekennzeichnet, daß sie als Wirkstoffe Kombinationen von Harnstoff/ Thioharnstoffmischungen (von 1 : 5 bis 50 : 1) oder Harnstoff/Cyanguanidinmischungen (von 1 : 5 bis 50 : 1) mit Nitrifiziden (z.B. Pyrazole, Thioharnstoffe, Cyanguanidin, Biuret, Nitrapyrin, 4-Amino-l,2,4-triazolhydrochlorid) oder deren Kombinationen enthalten.

Punkt 2;

Wirkstoffkombinationen zur Hemmung der Nitrifikation nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile über 50 ⁰C erwärmt werden, vorzugsweise im Temperaturbereich von 75 ⁰C bis 130 ⁰C.

Punkt 3;

Wirkstoffkombinationen zur Hemmung der Nitrifikation nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile gelöst oder dispergiert und anschließend versprüht oder die Lösungsmittel durch andere Verfahren entzogen werden.

Punkt 4t

Wirkstoffkombinationen zur Hemmung der Nitrifikation nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß Stoffe zur Beeinflussung des Schmelzverhaltens der Korabinationen wie beispielsweise Ammoniumbicarbonat, Ammoniumthiocyanat, Cyanamid, Natrium-, Kalium-, Calciumnitrat, Natriumchlorid, Magnesiumchlorid, Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Phosphate, Borate, Essigsäure u.a. zugesetzt werden .

-Z-

Punkt 5:

Wirkstoffkombinationen zur Hemmung der Nitrifikation nach Punkt 1, 2, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkstoffe im Gemisch mit oder gemeinsam mit festen oder flüssigen mineralischen oder organischen Düngemitteln, die Harnstoff und/oder Ammoniak und/oder Ammoniumstickstoff enthalten, in Form eines festen oder flüssigen Konzentrates oder im Gemisch mit einem festen, vermahlenen oder granulierten Trägerstoff zur Anwendung kommen ·

Punkt 6:

Wirkstoffkombinationen zur Hemmung der Nitrifikation nach Punkt 1, 2, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß sie vor, gleichzeitig mit oder nach der Düngerapplikation zur Anwendung kommen.

Punkt 7:

Wirkstoffkombinationen zur Hemmung der Nitrifikation nach Punkt 1, 2, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß sie gemeinsam mit anderen Agrochemikalien und/oder agrotechnischen Maßnahmen zur Anwendung kommen .

Punkt 8:

Wirkstoffkombinationen zur Hemmung der Nitrifikation nach Punkt 1, 2, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer Aufwandmenge von 0,1 bis 200 kg Wirkstoff/ha, vorzugsweise von 0,5 bis 60 kg/ha appliziert werden .

Punkt 9:

Wirkstoffkombinationen zur Hemmung der Nitrifxkation nach Punkt 1, 2, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß sie den Düngemitteln in Mengen von 0,05 bis 50 Gewichtsprozenten des Düngemittelstickstoffs beigefügt, vorzugsweise 0,1 bis 30 Gewichtsprozenten, appliziert werden.