DD230863A1

DD230863A1 - Mittel zur hemmung bzw. regelung der nitrifikation von ammoniumstickstoff in kulturboeden

Info

Publication number: DD230863A1
Application number: DD82243029A
Authority: DD
Inventors: Hermann Thieme; Ulrich Voigt; Hans-Joachim Hartbrich; Stephanie K Siegling; Rudolf Walter; Hans-Juergen Michel
Original assignee: Piesteritz Stickstoff
Priority date: 1982-09-06
Filing date: 1982-09-06
Publication date: 1985-12-11
Also published as: DD230863B5

Abstract

Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, Verbindungen zu finden, die hinsichtlich Toxizitaet, Fluechtigkeit und Aufwandmenge gegenueber dem Stand der Technik verbesserte Eigenschaften aufweisen. Es wurde gefunden, dass Biguanide der allgemeinen Formel I NH2-C-NH-C-N R1 NH2-C-NH-C-NH-C-N R2NHNHund deren Salze sowie Guanylamidine der allgemeinen Formel II NH2-C-NH-C-R3 NHNHund deren Salze die Nitrifikation von Ammoniumstickstoff in Kulturmedien hemmen. Hierbei steht in den allgemeinen Formeln fuer R1Alkyl-, Aryl-, Acyl-, Arylsulfonyl- und R2H- oder R1 ggf. gleich oder verschieden und R3pyrrolazologe Heterozyklen.

Description

Mittel zur Hemmung bzw. Regelung der Eitrifikation von Ammoniumstickstoff in Kulturböden

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Verhinderung bzw. Regelung der Hitrifikation von Ammoniumstickstoff, insbesondere aus mineralischen und organischen Düngemitteln, in Kulturböden.

Charakteristik der bekannten Lösungen

Ammoniumstickstoff unterliegt im Boden in relativ kurzer Zeit der mikrobiellen Umwandlung über die Zwischenstufe des ITitritstickstoffes zu ITitratstickstoff.

Dieser Nitrifikationsprozeß wird maßgeblich von der Temperatur, der Bodenfeuchtigkeit, dem pH-Wert und der biologischen Aktivität des Bodens beeinflußt.

Nitratstickstoff wird im Gegensatz zum Ammoniumstickstoff nicht von den Sorptionsträgern des Bodens, Ton und Humus, sorbiert.

Die Folge davon ist, daß Uitratstickstcrff während des Winterhalbjahres und bei starken üTiederschlägen bzw. intensiver Beregnung auch während des Sommerhalbjahres, vor allem auf leichten Böden, der Auswaschung unterliegt. Die Auswaschungsverluste können im jährlichen Durchschnitt bis zu 20 % des Düngemittelstickstoffes _;

-&SE11982*033185

betragen. Der ausgewaschene Stickstoff geht nicht nur für die Ernährung der Kulturpflanzen verloren, sondern es konnnt darüber hinaus zur Anreicherung von Hitratstickstoff im Bodenwasser.

Dies kann im Zusammenhang mit der Trinkwasserversorgung zu gesundheitlichen Schäden bei Mensch und Tier führen.

Heben den .Auswaschungsverlusten treten jährlich erhebliche gasförmige Stickstoffverluste durch Denitrifikation des Uitratstickstoffes auf.

Durch eine Hemmung bzw. Regelung der Uitrifikation kann die Ausnutzung des Düngemittelstickstoffes entscheidend verbessert und somit der ökonomische nutzen der Stickstoffdüngung erhöht werden. Es ist bereits bekannt,, daß für diese Zwecke u.a. Dichloralharnstoff (JA 2737/68), 3,5-Dimethyltetrahydro-1,3,5-thiadiazin-2-thion (DD 107.644), 2-Chlor-6-trichlormethylpyridin (US 3.424.754), Pentachlorphenol (JA 72-33905), 2-Amino-4-Chlor-6-methylpyrimidin (JA 21.210/65 und JA 22.204/68) und andere Verbindungen verwendet werden können. Diese Verbindungen zur Hemmung der Hitrifikation weisen jedoch Hachteile auf, wie z.B. 'zu ,hohe Toxizität, aufwendige Herstellungsverfahren bzw. zu hohe Flüchtigkeit oder zum Teil auch zu geringe Wirksamkeit, die einer ökonomischen Anwendung entgegenstehen. Eine zu hohe Flüchtigkeit der Wirkstoffe schränkt die Anwendungsverfahren sehr stark ein und läßt nur Einbringung in den Boden zu.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, Wirkstoffe zur Verfügung zu stellen, die die Inhibierung bzw. Regelung der Hitrifikation von Ammoniumstickstoff im Boden bewirken und die Hachteile der bekannten Substanzen nicht aufweisen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, Verbindungen zu finden, die hinsichtlich Toxizität, Flüchtigkeit und Aufwandmenge gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Eigenschaften aufweisen.

Es wurde gefunden, daß Biguanide der allgemeinen Formel I

HH₂ -C-NH-C-

KH UH

und deren Salze sowie Guany!amidine der allgemeinen Formel II

- C - NH - C - R³

HH HH

und deren Salze die Hitrifikation von Ammoniumstickstoff in Kulturmedien hemmen. Hierbei steht in den allgemeinen Formeln für

R = Alkyl-, Aryl-, Acyl-, Arylsulfonyl- und

2 1

R = H-oder R .ggf. gleich oder verschieden und

R = pyrrolazologe Heterozyklen

Die erfindungsgemäßen Mittel lassen sich relativ einfach nach bekannten Syntheseverfahren herstellen. Die in der Tabelle 1 aufgeführten Verbindungen wurden bei-

spielsv/eise hergestellt durch

- Schmelzreaktion der entsprechenden Alkylamine oder Arylamine bzw. Azoliumsalze mit Dicyandiamid

- Umsetzen von substituierten Cyanamiden mit Guanidin.

Die vorgeschlagenen Mittel können gemeinsam mit festen oder flüssigen mineralischen oder organischen Düngemitteln, die Harnstoff 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, vermählenen oder granulierten Trägerstoff zur Anwendung kommen. Die erfindungsgemäßen Mittel können auch in Kombination mit anderen Agrochemikalien, wie z.B. Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel und Bodenverbesserungsmittel, sowie in Kombination mit anderen agrotechnischen Maßnahmen appliziert werden. Die neuen Mittel werden zweckmäßig kurz vor, gleichzeitig mit oder kurz nach Ausbringung der Düngemittel mit einer Aufwandmenge von 0,1 bis 200 kg Wirkstoff/ha, vorzugsweise 1. bis 60 kg/ha, ausgebracht. Verwendet man sie zusammen mit einem festen oder flüssigen Dünger,..,s.o..können ,.sie. mit 2 bis 20 Gew.% des Düngemittelstickstoffs angewendet werden* Sie ermöglichen eine entscheidende Verbesserung der Ausnutzung des Düngemittelstickstoffes und erhöhen somit die Effektivität der Stickstoffdüngung. Folgende Verbindungen wurden getestet und bringen eine positive Hemmwirkung:

Tabelle 1

R-C-NH-C-HH,

	R	Säure	^ΡΡ
1	<T>-_HH-	H₂SO₄	235 - 240
2	CH₃-NH-	HCl	186 - 199
3	CH^-N-CH-, 3 ι 3	HCl	237 - 251
4	. C₂H₅-NH-	HCl	225 - 232
VJl	C₂H₅-N-C₂H₅	HCl	198 - 205
6	. CH₃ ^Ν CH-(CHp)₃-NH-	HCl	208 - 209
	CH₃
7		HCl	190 - 193
8		HCl	95 - 100

CH,

- 6 -

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1

Die erfindungsgemäßen-Mittel wurden als Harnstoff-Wirkstoffgemisch einem schwarzerdeähnlichen sandigen Lehmboden zugesetzt und gleichmäßig vermischt. Die Konzentration beträgt 16 ppm (auf Bodenmasse bezogen) bei einer Stickstoffgäbe von 20 mg N/100 g Boden

Nach Befeuchten des Bodens auf 50 % der maximalen Wasserkapazität wurde bei 20 ⁰C 28 Tage inkubiert und danach der gebildete Nitrat- bzw. Nitritstickstoff bestimmt.

Als Kontrolle diente die gleiche Harnstoffgabe zum Boden wie in den Prüfvarianten.

Die Berechnung der Hemmwirkung in Prozent erfolgte

a — b

—— . 100 = % Hemmung

a - c

a = Nitrit- und Nitratgehalt der Kontrolle

b = Nitrit- und Nitratgehalt der Proben mit Wirkstoff

c = Nitrit- und Nitratgehalt des verwendeten Bodens

Die Ergebnisse gehen'aus Tabelle 2 hervor.

Tabelle 2 . .

Hemmung-der-Nitrifikation in Prozent nach 28 Tagen Inkubationszeit

Wirkstoff % Hemmung

1-Cyclohexylbiguanidinsulfat 85

1-Methylbiguanidinhydrochlorid . 82

3(5)Methylpyrazol-1-yl-N-guanylamidinhyd.rochlorid 85

1-Sthylbiguanidinhydrochlorid 15

1-(p-Chlorphenyl)biguanidinhydrochlorid 15

Dichloralhamstoff 31

3_S5-Dimethyltetrahydro-1,3,5-thiadiazin-2-thion 18 (Dazomet)

Beispiel 2

Der Versuchsansatz und die Auswertung erfolgte wie im Beispiel 1 beschrieben, wobei die Wirkstoffkonzentrationen 8, 16 und 32 ppm betrugen.

Die Probenahmen erfolgten zwischen 28 und 98 Tagen Inkubation in einem Abstand von 14 Tagen.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.

Tabelle 3

Hemmung der Hitrifikation in Prozent nach verschiedener Inkubationszeit bei 20 ⁰C

Wirkstoff	Wirk stoff kon ζ. ppm	% Hemmung nach Tagen kubationszeit 28 42 56 70 84	61 85	39 70	17 56	17 50	In- 98
1-Cyclohexylbiguani- dinsulfat	8 16	65 85	90	82	76	70	0 26
	32	90	63 82	39 70	15 50	15 37	54
1-Methylbiguanidin- hydrochlorid	8 16	68 82	90	82	70	67	0 20
	32	89	32	28	15	8	54
Cyanguanidin	8	37	56	44	39	15	0'
	16	61	68	64	41	20	0
	32	72	0

Claims

Erfindungsanspruch

1. Mittel zur Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation dadurch gekennzeichnet, daß sie als Wirkstoff substituierte Biguanide der allgemeinen Formel I

T?¹

NH₀ -C-NH-C-I I

² 1 Il \_R2

NH ΪΤΗ-in der R für Alkyl-, Aryl-, Acyl-, Ary!sulfonyl-,

2 1

R für H oder R ggf. gleich oder verschieden,

oder Wirkstoffe der allgemeinen Formel II HH₀ -C-HH-C-R³ II

² Il H

NH NH

in der R für pyrrolazologe Heterozyklen steht und/oder deren Salze neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen enthalten.
2. Mittel zur Hemmung bzw.. Regelung der Nitrifikation nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß.sie gemeinsam -mit f -es ten oder flüssigen mineralischen oder organischen Düngemitteln, die Harnstoff und/ oder Ammoniak und/oder Ammoniumstickstoff enthalten, angewendet werden können.
3. Mittel zur Hemmung bzw. Regelung der Hitrifikation nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kombination mit anderen Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmitteln sowie Bodenverbesserungsmitteln und/oder Agrochemiekalien zur Anwendung gebracht werden können.
4. Mittel zur Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation nach Punkt 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß sie kurz vor, gleichzeitig mit oder kurz nach Ausbringung der Düngemittel mit einer Aufwandmenge von
0,1 bis 200 kg Wirkstoff/ha, vorzugsweise 1 bis

60 kg/ha ausgebracht werden.
5. Mittel zur Hemmung bzw. Regelung der Hitrifikation nach Punkt 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammen mit einem festen oder flüssigen Dünger mit 2 bis 20 Gew.% des Düngemittelstickstoffs angewendet werden können.