DD281592A5 - NITRIFICATION-INHIBITING THE MEDIUM - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betiifft ein Mittel zur Hemmung der Nitrifikation von Ammoniumstickstoif, insbesondere in mineralischen und organischen Düngemitteln im Boden.The present invention relates to an agent for inhibiting the nitrification of ammonium nitrogen, in particular in mineral and organic fertilizers in the soil.
Es ist bekannt, daß Ammoniumstickstoff im Boden relativ rasch durch Bakterien zu Nitratstickstoff umgewandelt wird. Dieser Nitrifikationsvorgang wird maßgeblich durch Temperatur, Bodenfeuchte, pH-Wert sowie biologische Aktivität de·. Bodens beeinflußt.It is known that ammonium nitrogen in the soil is converted relatively rapidly by bacteria to nitrate nitrogen. This nitrification process is significantly influenced by temperature, soil moisture, pH and biological activity de. Soil affected.
Da der Nitratstickstoff im Gegensatz zum Ammoniumstickstoff nicht an Bodenteilchen festgehalten wird, kann or sehr leicht bei Niederschlagen, vor allem auf leichten, durchlässigen Böden, ausgewaschen werden. Auf diese Weise geht der Stickstoff als wichtiger Nährstoff für die Pflanze verloren. Darüber hinaus kann es zu einer Nitratanreicherung im Grund- bzw. Trinkwasser kommen, was unter Umständen zu gesundheitlichen Problemen führen kann.Since nitrate nitrogen, unlike ammonium nitrogen, is not retained on soil particles, it can easily be washed out by precipitation, especially on light, permeable soils. In this way, nitrogen is lost as an important nutrient for the plant. In addition, there may be a nitrate accumulation in the groundwater or drinking water, which may lead to health problems.
Neben den Auswaschungsverlusten treten auch erhebliche gasförmige Stickstoffverluste durch Denitrifikation des NiUiitstickstoffs auf.In addition to the leaching losses, significant gaseous nitrogen losses occur due to denitrification of the NiUiite nitrogen.
Durch die Zugabe von nitrifikationshemmenden Mitteln können diese Stickstoffverluste verringert und die Ausnutzung von sticksoffhaltigen Düngemitteln entscheidend verbessert werden.By adding nitrification-inhibiting agents, these nitrogen losses can be reduced and the utilization of nitrogen-containing fertilizers can be decisively improved.
So sind für diesen Zweck eino Reihe von nitrifikalionshemmenden Mi;teln, beispielsweise auf Basis von Pyridin-, Anilin-, Chloroder Schwefelderivaten entwickelt worden.Thus, for this purpose a number of nitrification-inhibiting compounds have been developed, for example based on pyridine, aniline, chloro or sulfur derivatives.
Diese Verbindungen weisen in der Praxis jedoch verschiedene Nachteile wie z. B. hohe Flüchtigkeit auf, die eine aufwendige Einbringung in den Boden erforderlich macht. Außerdem sind diese Verbindungen in der Regel toxisch -jnd/oder hinterlassen toxische Rückstände im Bo-'en. Aus ökologischer Sicht sind daher nur solche, bekannten nitrifikationshemmenden Substanzen fur den praktischen Einsatz zu befürworten, die weder toxisch sind noch Rückstandsprobleme aufwerfen. Hierzu gehören vor allem stickstoffhaltige Verbindungen wie z.B. Dicyandiamid, Guanylthioharnstoff oder Am moniumthir sulfat, welche im Boden vollständig zu pflanzenverfügbarem Stickstoff abgebaut werden. Nachteilig bei diesen Verbindungen beispielsweise im Vergleich zu Pyridindurivaten, isi die geringere Wirksamkeit bzw. Wirkungsdauer. Sie müssen daher in größeren Mengen eingesetzt werden, wodurch nicht nur finanzielle, sondern auch eine Reihe von anwendungstechnischen Problemen entstehen.However, these compounds have in practice various disadvantages such. B. high volatility, which requires a complex introduction into the soil. In addition, these compounds are usually toxic -and / or leave toxic residues in the soil. From an ecological point of view, therefore, only those known nitrification-inhibiting substances are to be advocated for practical use, which are neither toxic nor pose residue problems. These include, above all, nitrogen-containing compounds, such as e.g. Dicyandiamide, guanylthiourea or Ammoniumthir sulfate, which are completely degraded in the soil to plant available nitrogen. A disadvantage of these compounds, for example, compared to pyridine derivatives, isi the lower efficacy or duration of action. They therefore need to be used in larger quantities, creating not only financial but also a number of application problems.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Mit der Erfindung wird ein niirifik3tionshemmendes Mittel bereiUjestelli, tins eine ausgezeichnete Wirksamkeit und gute Anwendungsmöglichkeiten aufweist sowie eine geringe ToxiziunThe invention provides a non-irritating agent having excellent efficacy and applications, as well as low toxicity
- 2- 281 592 Darlegung dos Wesens der Erfindung- 2- 281 592 Explanation of the essence of the invention
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein nitrifikationshemmendes Mittel zu entwickeln, welches die genannten Nachteile des Standes dor Technik nicht aufweist, sondern eine ausgezeichnete Wirksamkeit und gute Anwendungsmöglichkeiten besitzt, sowie in toxikologischer und rückstandsmäßiger Hinsicht unproblematisch ist. Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst durch ein nitrifikationshommendes Mittel, welches ausThe present invention has for its object to develop a nitrification-inhibiting agent, which does not have the disadvantages of the prior art dor said, but has excellent efficacy and good applications, and is unproblematic in toxicological and residue terms. This object was achieved by a nitrifikationshommendes means, which consists of
a) Dicyandiamid unda) dicyandiamide and
b) Guanylthioharnstoff und/oder Ammoniumthiosulfat und/oder Ammoniuniphosphat bostoht.b) guanyl thiourea and / or ammonium thiosulfate and / or ammonium phosphate bostoht.
Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß das erfindungsgemäße Mittel eine wesentlich intensivere und langer anhaltende Hemmung der Nitrifikation bewirkt als eine Addition der Hemmwirkungen der Einzelkompon>,nton a) und b) ergibt.It has surprisingly been found that the agent of the invention causes a much more intense and prolonged inhibition of nitrification as an addition of the inhibitory effects of Einzelkompon>, a) and b) results.
Dieser synergistischo Effekt, der auch hei der Kombination mehrerer Einzelkomponenten stark ausgeprägt ist, war keinesialls vorhersehbar.This synergistic effect, which is also pronounced in the combination of several individual components, was by no means predictable.
Das nitrifikationshemmende Mittel entsprechend der vorliegenden Erfindung besteht aus der Komponente a), nämlich Dicyandiamid, und mindestens einer weiteren Komponente b), ausgewählt aus der Gruppe Guanyllhioharnsto'f, Ammoniumthiosulfat und Ammoniumphosphat, so daß es aus zwei bis vier Einzelkomponenten besteht.The nitrification-inhibiting agent according to the present invention consists of the component a), namely dicyandiamide, and at least one further component b) selected from the group Guanyllhioharnsto'f, ammonium thiosulfate and ammonium phosphate, so that it consists of two to four individual components.
Das Verhältnis der Einzelkomponenten untereinander kann in weiten Grenzen variiert werden, wobei der synorgistischo Effekt natürlich mehr odor weniger stark ausgeprägt ist.The ratio of the individual components can be varied within wide limits, the synorgistischo effect is of course more odor or less pronounced.
Bei den Zweitkomponentensystomen sind Mischungen, bostohond aus 20 bis 80Gew.-% Dicyandiamid sowie 20 bis 80Gew.-% Guanylthioharnstoff als bevorzugt anzusehen.In the case of the second-component systems, mixtures, bostohond from 20 to 80% by weight of dicyandiamide and 20 to 80% by weight of guanylthiourea are to be regarded as preferred.
Als Dreikomponentensystorne haben sich Mischungen, welche aus 20 bis 70Gew.-% Dicyandiamid, 20 bis 70Gew.-% Ammoniumthiosulfat und 10 bis 60Gow.-% Ammoniumphosphat bestehen, besonders bewährt.As three-component systems, mixtures which consist of 20 to 70% by weight of dicyandiamide, 20 to 70% by weight of ammonium thiosulphate and 10 to 60% by weight of ammonium phosphate have proven particularly suitable.
Schließlich kann das erfindungsgemäße Mittel als Vierkomponentensystcm eingesetzt werden, wobei es vorzugsweise aus 20 bis60Gew.-% Dicyandiamid, 20 bis 60Gew.-% Guanylchiohr.mstoff, 10 bis 50Gew.-% Ammoniumthiosulfat und 10 bis 50Gcw.· % Ammoniumphosphat besteht.Finally, the composition according to the invention can be used as a four-component system, preferably consisting of 20 to 60% by weight dicyandiamide, 20 to 60% by weight guanyl chloride, 10 to 50% by weight ammonium thiosulfate and 10 to 50% by weight ammonium phosphate.
Unter Ammoniumphosphat im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind ammoniumhaltige Phosphat vei.. indungen zu verstehen, insbesondere Ammoniumc'ihydrogenphosphat, Diammoniumhvdrogonphosphat sowie Ammoniumpolyphosphat.In the context of the present invention, ammonium phosphate is to be understood as meaning ammonium-containing phosphate, in particular ammonium hydrogenphosphate, diammonium hypophosphonate and ammonium polyphosphate.
Das erfindunßsgtjmäße nitrifikationshommondo Mittel kann sowohl allein als auch in Kombination mit stickstoffhaltigen Düngemitteln ausgebracht werden.The nitrificationhommondo agent according to the invention can be applied either alone or in combination with nitrogen-containing fertilizers.
Wird es ohne Düngemittel angewandt, so empfiehlt sich eine Aufwandmongo von 0,1 bis 300kg/ha, vorzugsweise 1 bis 60 kg/ha, wobei die Ausbringung entweder vor, gleichzeitig mit oder nach der Düngung erfolgen kann.If applied without fertilizer, it is recommended to use a cost-mongoose of 0.1 to 300 kg / ha, preferably 1 to 60 kg / ha, whereby the application can be done either before, simultaneously with or after fertilization.
Wird das erfindungsgemäßo Mittel hingegen in Kombination mit dem stickstoffhaltigen Düngemittel eingesetzt, dessen Nitrifikation es hommen soll, so wird es zweckmäßig in einer Menge von 0,1 bis 30Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 15Gew.-% bezogen auf das Düngemittel, verwendet.On the other hand, when the agent of the present invention is used in combination with the nitrogenous fertilizer whose nitrification it is to receive, it is suitably used in an amount of 0.1 to 30% by weight, preferably 1 to 15% by weight, based on the fertilizer.
Als stickstoffhaltige Düngemittel kommen sowohl mineralische als auch organische Düngemittel in Frage, wobei bei den mineralischen Stickstoffdüngemiuoln alle Ammoniumsalze wie z. B. Ammoniumnitrat oder Ammoniumsulfat sowie Ammoniak oder Harnstoff sowohl in Einzel- als auch in Mehmährstoffdüngemittt-In eingesetzt wurden können. Unter den organischen Düngemitteln sind beispielsweise Gülle, Jauche, Klärschlamm und ahnliches zu verstehen.Suitable nitrogen-containing fertilizers are both mineral and organic fertilizers in question, with the mineral nitrogen fertilizers all ammonium salts such. As ammonium nitrate or ammonium sulfate and ammonia or urea both in single and in Mehmährstoffdüngemittt-In could be used. Among the organic fertilizers are, for example, manure, manure, sewage sludge and the like to understand.
Die Verwendung des ei findungsgemäßen Mittels ist aufgrünt) seiner guten Anwendungsmöglichkeiten unproblematisch. Es ist gleichermaßen gut für Feststoff· wie auch für Flüssigkeitsdunger geeignet.The use of the egg inventive agent is aufgrünt) its good applications unproblematic. It is equally well suited for solid matter as well as liquid fertilizers.
Zur Herstellung von Feststoff düng er η wird das nitrifikationshemmende Mittel der Erfindung den Düngemitteln mit den üblichen Vorrichtungen zudosiert und mit diesen vermischt, bzw. gemeinsam granuliert, gopr ill t oder vor preßt. Auch beider Zumischung des erfindungsgemäßen Mittels zu Flüssigkeitsdungern (in Form von Lösungen oder Suspensionen) treten in der Regel koino Probleme auf. Die Zumischung kann wahrend der Herstellung der Dungemittellosung bzw. -suspension wie auch nachträglich erfoignn. Darüber hinaus eignet sich d.is erfindunysgemäße Mittel hervorragend zur Herstellung einer wäßrigen Suspension, welche mit den üblichen Pflanzenmittelspritzen ausgebracht werden kann. Hierbei kann die Anwendung mit der Ausbringung von Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmitteln kombiniert werden.For the production of solid fertilizers, the nitrification-inhibiting agent of the invention is metered into the fertilizers with the usual devices and mixed with them, granulated together, giprelled or pressed together. Both addition of the inventive agent to liquid fertilizers (in the form of solutions or suspensions) usually koino problems occur. The admixture can erfoignn during the preparation of Dungemittellosung or suspension as well as subsequently. In addition, the agent according to the invention is eminently suitable for the production of an aqueous suspension which can be applied with the usual plant-agent syringes. Here, the application can be combined with the application of pesticides and plant protection products.
Das nitrifikationshemmende Mittel entsprechend der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, für gleiche Wirksamkeit bzw. Wirkungsdauer )en Wirkstoffaufwand gegenüber den Einzelkomponenten beträchtlich zu senken. Da alle Komponenten eine geringe Toxizität besitzen und im Boden keine bedenklichen Ruckstände hinterlassen, eigr.et sich das vorliegende Mittel in hervorragender Weise für den praktischen Einsatz.The nitrification-inhibiting agent according to the present invention makes it possible, for the same activity or duration of action, to considerably reduce the expenditure of active ingredient compared with the individual components. Since all components have a low toxicity and leave no questionable residues in the soil, the present agent is excellently suited for practical use.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung naher erläutern, ohne sie jedoch darauf zu beschränken.The following examples are intended to illustrate the invention in more detail, without, however, limiting it thereto.
AusführungsbeispieloAusführungsbeispielo
In einem Bebrutungsversuch wurden 100g Boden (sandiger Lehm, /:\{ 7,2) mit 2C mg Harnstoff-Stickstoff und folgenden Wirkstoff meng en vermischt.In a Bebrutungsversuch 100g soil (sandy loam, /: \ { 7.2) were mixed with 2C mg urea nitrogen and the following drug meng.
Vejsuchl - 1,5mg Dicyandiamid (DCD)Vejsuchl - 1,5mg Dicyandiamide (DCD)
Versuch 2 - 1,5mg G janylthioharnstoff (GTH)Experiment 2 - 1.5mg of Gyanylthiourea (GTH)
Versuch 3 = 1,5mg DCD + 1,5mg GTHTrial 3 = 1.5 mg DCD + 1.5 mg GTH
Als Kontrolle diente die gleiche Harnstoffgabe zum Coden, jedoch ohne Wirkstoff. Der Boden wurde in 0,51 Plastikflaschen bei 603b Wasserkapazitat und 20 C bebrütet. Nach einer Bebrutungsdauer von 8, 12 und 1G Wochen wurde der Gehalt an Nitratstickstoff im Boden bestimmt und hieraus die Nitrifikationshemmung in Ί gemäß folgo. ler Formel berechnet:As a control, the same urea was used to code, but without active ingredient. The soil was incubated in 0.51 plastic bottles at 60 3 b water capacity and 20 ° C. After a incubation period of 8, 12 and 1G weeks, the content of nitrate nitrogen in the soil was determined and from this the nitrification inhibition in Ί according folgo. calculates the formula:
Nitrifikationshemmung(3c) - χ 100Nitrification inhibition ( 3 c) - χ 100
a - ca - c
a = Nitrat-N-Gehalt der Kontrolle b = Nitrat-N-Gehalt des Versuchs c = Nitrat-N-Gehalt des Bodensa = nitrate N content of the control b = nitrate N content of the experiment c = nitrate N content of the soil
Die gemeinsame Applikation von Dicyandiamid und Guanylthioharnstoff wies eine um 7, 22 bzw. 34 Prozontpunkte höhere Nitrifikationshemmung als die Addition der Hemmung der Einzelkomponenten auf.The combined application of dicyandiamide and guanylthiourea showed a nitrification inhibition higher by 7, 22 and 34 percentage points than the addition of the inhibition of the individual components.
Die gemeinsame Applikation von Dicyandiamid und Guanylthioharnstoff wius eino um 9, 18 bzw. 31 Prozentpunkte höhere Nitrifikationshemmung als die Addition der Hemmung der Einzelkomponenton auf.The combined application of dicyandiamide and guanylthiourea wos a 9, 18 or 31 percentage points higher nitrification inhibition than the addition of inhibition of the single component on.
additive Hemmung der Einzelkomponenten um folgende Prozentpunkte:additive inhibition of the individual components by the following percentage points:
0,5mg DCD + 2,5mg GTH = 17%1,0mg DCD + 2,0mg GTH = 21%1,5mg DCD + 1,5mg GTH = 22%2,0mg DCD + 1,0mg GTH - 25%2,5mg DCD + 0,5 mg GTH = 20%0.5mg DCD + 2.5mg GTH = 17% 1.0mg DCD + 2.0mg GTH = 21% 1.5mg DCD + 1.5mg GTH = 22% 2.0mg DCD + 1.0mg GTH - 25% 2, 5mg DCD + 0.5mg GTH = 20%
Der Versuch erfolgte wie im Beispiel 1 beschrieben, jedoch mit Ammoniumthiosulfat IATS) als zweite Komponente dor Wirkstoffkombination. Die Bebrütungsdauer betrug 4, 6 und 8 Wochen.The experiment was carried out as described in Example 1, but with ammonium thiosulfate IATS) as the second component of the drug combination. The incubation period was 4, 6 and 8 weeks.
Die gemeinsame Applikation von Dicyandiamid und Ammoniumthiosulfat wies eine um 3. 8 bzw. 15 Prozontpunkte höhere Nitrifikationshemmung als die Addition der Hemmung der Einzelkomponenten auf.The combined application of dicyandiamide and ammonium thiosulfate showed a 3. 8 or 15 Prozontpunkte higher nitrification inhibition than the addition of the inhibition of the individual components.
Dor Versuch erlolyte wie im Beispiel 1 beschrieben, jedoch nit einer Dreifachkomhirwition, bes!t.'hc-nd aus Dicyandiamid (DCD), Guanylthioharnstoff (GTH) und Ammoniumthiosulfat IATS). Die Bebrutunysdauer betuuj 8, 12 hzw. 16 Wochen.The experiment was carried out as described in Example 1, but not with a triple comwhwition, especially with dicyandiamide (DCD), guanylthiourea (GTH) and ammonium thiosulphate IATS). The Bebrutunysdauer betuuj 8, 12 hzw. 16 weeks.
Ergebnisse:Results:
Die Dreifachkombination aus Dicyandiamid, Guanylthioharnstoff und Ammoniumthiosulfat wies eine um 19, 35 bzw. Prozentpunkte höhere Nitrifikationshemm· ng als die Addition der Hommung der Einzelkomponenten auf.The triple combination of dicyandiamide, guanylthiourea and ammonium thiosulfate exhibited a nitrification inhibition higher by 19, 35 and / or percentage points than the addition of the homing of the individual components.
Der Versuch erfolgte wie im Beispiel 1 beschrieben, wobei verschiedensn Wirkstoffkombinationßn Ammoniumpolyphosphat (APP) in Form einer handelsüblichen NP-Lösung (10:34) zugesetzt wurden. Die Bebrü'ungsdauor betrug 4 Wochen hei den Versuchen 1 und 2 und 12 Wochen bei den Versuchen 3 undThe experiment was carried out as described in Example 1, wherein unterschiedenn Wirkstoffkombinationßn ammonium polyphosphate (APP) in the form of a commercially available NP solution (10:34) were added. The incubation period was 4 weeks in the trials 1 and 2 and 12 weeks in the experiments 3 and
Ergebnisse:Results:
Versuch 1:Trial 1:
1,5mg DCD \ 1.5mg DCD \
1,5mg ATS J ohne APP = 66% Hemmung1.5mg ATS J without APP = 66% inhibition
Versuch 2:Trial 2:
1,5mg DCD ")1.5mg DCD ")
1,5 mg ATS J mit APP = 75% Hemmung1.5 mg ATS J with APP = 75% inhibition
Versuch 3:Trial 3:
1,0mg DCD1.0mg DCD
1,0mgGTH J ohne AF'C - - 60% Hemmung1.0mgGTH J without AF'C - - 60% inhibition
1,0 mg ATS1.0 mg ATS
Versuch4:Versuch4:
1,0mg DCD1.0mg DCD
1,0mg GTH ,* mit APP = 73%Hemmung1.0mg GTH, * with APP = 73% inhibition
1,0mg ATS Der Zusatz von Ammoniumpolyphosphat stoigerto die Hemmung der Nitrifikation um 9 bzw. 13 Prozontpunkto.1.0mg ATS The addition of ammonium polyphosphate inhibits the inhibition of nitrification by 9 and 13 Prozontpunkto, respectively.
In einem Gefäßversuch (7kg Boden in einem Mitscherlichgefaß) wurde der Einfluß von Wirkstoffkombinationen bestehend aus Dicyandiamid (DCD) und Guanylthioharnstoff (GTH) auf die Nitratauswaschumj nach Düngung mit Harnstoff untersucht. Innerhalb der erster, drei Wochen nach der Düngung wurden folgende Anteile (%) dos gedüngten Harnstoffs ausgewaschen. Harnstoff ohne Wirkstoff - 48,2%In a vessel experiment (7kg soil in a Mitscherlichgefaß), the influence of drug combinations consisting of dicyandiamide (DCD) and guanylthiourea (GTH) on the Nitrratauswaschumj after fertilization with urea was examined. Within the first three weeks after fertilization, the following portions (%) of the fertilized urea were washed out. Urea without active ingredient - 48.2%
Harnstoff mit 10%DCD-N - 19,9%Urea with 10% DCD-N - 19.9%
Harnstoff mit 10%GTH-N - 14,2%Urea with 10% GTH-N - 14.2%
Harnstoffmil 5%DCDN + 5%GTH-N - - 10.3%Urea Milm 5% DCDN + 5% GTH-N - - 10.3%
In einem Feldversuch wurde die Wirkung der Wirkstoflkombiriation bcsteherui aus Dicyandiamid (I5C0). Guanyilhicharnstoff (GTH) und Ammoniumthiosulfat (ATS) auf den Ertrag von Zuckerrüben geprüft Die Wirkstoffkomhin.itior; wurde zusammen mit Ammonnitrat-Hamstoff-Lösung (AHL) in einer Menge von 200kg/ha "i (inkl. Wiikstoff-N) vor der Sa.it ler Zuckerrüben ausgebracht. Es wurden folgende Ertrage erzielt:In a field trial, the effect of Bksteherui drug combination was made from dicyandiamide (I5C0). Guanyilhichamide (GTH) and ammonium thiosulfate (ATS) tested on the yield of sugar beet The Wirkstoffkomhin.itior; was applied together with ammonium nitrate urea solution (AHL) in an amount of 200 kg / ha "i ler before Sa.it sugar beet were obtained following produce of (incl Wiikstoff-N.).:
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