DD292232A5 - Mittel zur hemmung bzw. regelung der nitrifikation von ammoniumstickstoff in kulturboeden - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation von Ammoniumstickstoff in Kulturboeden. Das Mittel enthaelt als Wirkstoff 1-Guanyl-3-methylpyrazol, dessen Saeureadditionsprodukte bzw. Koordinationsverbindungen.{Hemmung; Regelung; Nitrifikation; Hilfs- und Traegerstoffe; 1-Guanyl-3-methylpyrazol; Saeureadditionsprodukte; Koordinationsverbindungen}
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft die Verhinderung bzw. Regelung der Nitrifikation von Ammoniumstickstoff, insbesondere aus mineralischen und organischen Düngemitteln, in Kulturböden.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Ammoniumstickstoff unterliegt im Boden in relativ kurzer Zeit der mikrowellen Umwandlung über die Zwischenstufe des Nitritstickstoffs zu Nitratstickstoff. Dieser Prozeß wird maßgeblich von derTemperatur, der Bodenfeuchtigkeit, dem pH-Wert und der biologischen Aktivität des Bodens beeinflußt.
Nitratstickstoff wird im Gegensatz zum Ammoniumstickstoff nicht von den Sorptionsträgorn des Bodens, Ton und Humus, sorbiert. Die Folge davon ist, daß Nitratstickstoff während dos Winterhalbjahres und bei starken Niederschlägen 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 Dünyemittelstickstoffs betragen.
Der ausgewaschene Stickstoff geht nicht nur für die Ernährung der Kulturpflanzen verloren, sondern führt darüber hinaus zur Anreicherung von Nitratstickstoff im Grundwasser. Dies kann im Zusammenhang mit der Trinkwasserversorgung zu gesundheitlichen Schäden bei Mensch und Tier führen.
Neben den Auswaschverlustcn können unter bestimmten Bedingungen, insbesondere bei hoher Feuchtigkeit bzw. Bodenverdichtung, jährlich erhebliche gasförmige Stickstoffveiluste durch Denitrifikation des Nitratstickstoffs auftreten. Durch eine Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation kann die Ausnutzung des Düngemittelsticksfoffs entscheidend verbessert und somit der ökonomische Nutzen der Stickstoffdüngung erhöht werden.
Es ist bereits bekannt, daß für diese Zwecke, neben substituierten Pyrazolen (US-PS 3494757, JP-PS 724718, DD-PS 131.063, DD-PS 133.088) und deren Azoliumsalzen (US-PS 3635690, JP-PS 7247182, JP-PS 72-47183), Substanzen wie Dicyandiamid (DOS 2702284,DOS 2714601,DOS 354482), Nitrapyrin (US-PS 3424754, SU-PS 1085966) und Guanylthioharnstoffe sowie deren Salze (JP-PS 5852/59, JP-PS 56002958) verwendet werden können.
Diese Verbindungen weisen jedoch Nachteile auf, wie geringe Wirksamkeit, zu geringe Thermo- und Hydrolysestabilität, zu hohe Toxizität, zu hohe Flüchtigkeit und aufwendige Herstellungsverfahren, die einer ökonomischen Anwendung entgegenstehen.
Eine zu hohe Flüchtigkeit sowie eine geringe thermische und Hydrolysestabilität der Wirkstoffe schränken die Anwendungsverfahren sehr stark ein und lassen nur eine Einbringung in den Boden zu.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, Wirkstoffe zur Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation von Ammoniumstickstoff im Boden zur Verfügung zu stellen, die eine ausreichende Residualwirkung aufweisen und die auf Grund ihrer geringen Flüchtigkeit alle Applikationsverfahren, insbesondere die Oberfiächenapplikation, zulassen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Es wurde überraschend gefunden, daß 1-Guanyl-3-methyl-pyrazol (GMP) entsprechend Formel I,
P L1
-CH3
C=NH I
dessen Säureadditionsprodukte bzw. Koordinationsverblndungon die Nitrifikation von Ammoniumstickstoff hemmen bzw.
regulieren.
Tabelle 1 vermittelt einen Überblick über einige Substanzen.
Nr. der | Struktur | Smp. (0C) | Metall % | gef. |
Verbindung | ber. | |||
1 | GMP | 105-108 | _ | - |
2 | GMP-HCI | 150-153 | - | 24,22 |
3 | Cu(GMP)CI2 | 261-262 | 24,57 | 16,35 |
4 | Cu(GMP),Clj | 250-252 | 16,60 | 16,58 |
B | Zn(GMP)1CI2 | 178-180 | 17,0 | 14,25 |
6 | Ni(GMP)2CI2-2 H2O | 200(Z) | 14,18 | |
Die erfindungsgemäßen Mittel besitzen den Vorteil oinor sehr geringen Flüchtigkeit, wodurch geringore Wirkstoffverluste bei Oberf IMchenapplikation auftreten. Darüber hinaus zeichnen eich die erfindungsgemäßen Mittel durch eine hohe thermische und Hydrolysestabilität aus, die eine Inkorporation in das Düngemittel erlaubt und vorherige Mischprozesse bzw. uine getrennte Ausbringung von Wirkstoff und Düngemittel umgeht.
Die erfindungsgemäßen Mittel können im Gemisch mit oder gemeinsam mit feston oder flüssigen mineralischen oder organischen Düngemitteln, die den Stickstoff in reduzierter Form enthalten, angewendet worden. Sie können außerdem in festen mineralischen Ammoniumdüngemitteln eingeschmolzen warden sowie in Form eines festen oder flüssigen Konzentrates, z.B. in Wasser oder im Gemisch mit einem festen, vermahlenen oder granulierten Trägerstoff, zur Anwendung kommen. Verwendet man die neuen Mittel zusammen mit festen oder flüssigen Düngemitteln, so können sie mit 0,1-50Gew.-% des Düngemitielstickstoffs angewendet werden, vorzugsweise mit 0,2-15Gew.-%. Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung.
Ausführungsbeispiele
Die erfindungsgemäßen Mittel wurden als Ammoniumsulfat-Wirkstoffgemische einem schwarzerdeähnlichen sandigen Lehmboden zugesetzt und gleichmäßig vermischt.
Die Konzentration betrug 16ppm (auf Bodenmasse bezogen) bei einer Stickstoffgabe von 20mg N/100g Boden.
Nach Befeuchten des Bodens auf 50% der maximalen Wasserkapazität wurde bei 2O0C 28 Tage inkubiert und danach der gebildete.-iitrat- bzw. Nitritstickstoff bestimmt. Als Kontrolle diente die gleiche Ammoniumsulfatzugabe zum Boden wie in den Prüfvarianten.
Die Berechnung der Hemmwirkung in Prozent erfolgt nach:
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 1 hervor.
Tabelle 1: Hemmung der Nitrifikation in Prozent nach 28 Tagen Inkubation
Mittel %Hemmungnach28Tagsn
1 100
2 100
1 = i-Guanyl-3-methylpyrazol
2 = i-Guanyl-3-methylpyrazol-hydrochiorid
Die erfindungsgemäßen Mittel wurden ais Harnstoff Wirkstoffgemisch einem schwarzerdeähnlichen sandigen Lehmboden zugesetzt und gleichmäßig vermischt.
Die Konzentrationen betrugen 4,2 und 1 ppm (auf Bodenmasse bezogen) bei einer Stickstoffgabe von 20 mg N/100g Boden.
Nach Befeuchten des Bodens auf 50%der maximalen Wasserkapazität wurde bei 20°C inkubiert und in Abständen von 14 Tagen Nitrat- und Nitritstickstoff bestimmt. Als Kontrolle diente die gleiche Harnstoffzugabe zum Boden wie in den Prüfvariant6n.
Die Berechnung der Hemmung erfolgte analog Beispiel 1.
Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 2 hervor.
Tabelle 2 | Konz.(ppm) | % Hemmung nach Tagen | 28 | 42 | 56 | 70 |
Mittel | 14 | 100 | 100 | 92 | 56 | |
4 | 100 | 100 | 95 | 81 | 23 | |
1 | 2 | 100 | 100 | 95 | 76 | 26 |
1 | 100 | 100 | 100 | 95 | 56 | |
4 | 100 | 100 | 100 | 86 | 51 | |
2 | 2 | 100 | 98 | 71 | 42 | 12 |
1 | 100 | |||||
Mittel
Konz.
ppm
(Komplex)
Anteil
ppm
(MitteM)
% Hemmung nach Tagen
28
42
56
0,5 | 0,24 | 67 | 0 | 89 |
1,0 | 0,48 | 90 s | 11 | |
2,0 | 0,96 | 100 | 100 | 31 |
0,5 | 0,32 | 79 | 3 | 89 |
1,0 | 0,65 | 100 | 80 | |
2,0 | 1,30 | 100 | 91 | 20 |
0,5 | 0,32 | 88 | 0 | 94 |
1,0 | 0,65 | 97 | 60 | |
2,0 | 1,29 | 100 | 97 | 14 |
o,: | 0,3 | 69 | 0 | 87 |
1.0 | 0,6 | 97 | 71 | |
2,0 | 1,2 | 100 | 94 | |
57
69
63
3mg der erfindungsgemäßen Mittel wurden oberflächig auf 10g einer Sand-Rosterde, die auf 10% der maximalen
Wasserkapazität eingestellt war, aufgegeben. Ein Vorlageschälchen mit4 mg 0,1 η H2SO4 diente als Adsoi ptionsgefäß, in dem die flüchtigen Wirkstoffverluste adsorbiert wurden. Das Ganze wurde in einem Glasgefäß mit Schliffdecke bei 2O0C inkubiert und der Wirkstoffgehalt an den entsprechenden Probenahmetagen UV-spektroskopisch ermittelt. Als Verpleich dienten 3 mg oberflächig
appliziertes 3-Methylpyrazol.
Die Vorteilswirkung gegenüber 3-Methylpyrazol geht aus Tabelle 3 hervor.
Tabelle 3: Flüchtigkeit in einer Sand-Rosterde
Mittel
% Wirkstoffverluste nach Tagen 7 17 21
1 2 3-MP
0,9 11,8
1,2
1,8
22,0
1,25 mg des erfindungsgemäßen Mittels wurde in 100ml 0,1 η H2SO4 gelöst und der Wirkstoffgehalt zeitabhängig UV-spektroskopisch bestimmt. Die Ergebnisse der Wirkstoffstabilität in verdünnter Schwefelsäure sind aus Tabelle 4 ersichtlich.
Tabelle 4: Hydroiysestabilität in verd. H2SO4 ·
Mittel
Wirkstoffgehalt (mg) nach Wochen 0 4 12
1,25
1,25
1,23
18
26
1,15
1,12
Die erfindungsgemäßen Mittel wurden als Harnstoff-Wirkstoffeinschmelzung (2% und 4% Wirkstoff in der Einschmelzung)
einem schwarzerdeähnlichen sandigen Lehmboden zugesetzt und gleichmäßig vermischt.
Die Konzentrationen betrugen 4,2 und 1 ppm Wirkstoff (auf Bodenmasse bezogen) bei einer ergänzenden Stickstoffzugabe von
20mg N/100g Boden.
Nach Befeuchten des Bodens auf 50% der maximalen Wasserkapazität wurde bei 2O0C inkubiert und in Abständen von 14 Tagen Nitrat- und Nitritstickstoff bestimmt. Als Kontrolle diente die gleiche Harnstoffzugabe zum Boden wie in den Prüfvarianten. Die
Berechnung der Hemmung erfolgte analog Beispiel 1.
Tabelle 5: Einschmelzung in Harnstoff mit 2% Wirkstoffgehalt
Mittel | Konz.(ppm) | % Hemmung nach Tagen | 28 | % Hemmung nach Tagen | 28 | 42 | 66 | 70 |
14 | 99 | 14 | 99 | 92 | 79 | 34 | ||
2 | 4 | 100 | 99 | 100 | 99 | 88 | 61 | 19 |
2 | 100 | 74 | 100 | 94 | 3 | |||
1 | 100 | Einschmelzung in Harnstoff mit 4% Wirkstoffgehalt | 100 | |||||
Tabelle 6: | Konz.(ppm) | |||||||
Mittel | 42 | 56 | 70 | |||||
4 | 91 | 69 | 10 | |||||
2 | 2 | 92 | 69 | 8 | ||||
1 | 30 | |||||||
Claims (1)
- Mittel zur Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation von Ammoniumstickstoff, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoff 1-Guanyl-3-methylpyrazol entsprechend Formel I1rrCH,IlC=NH
NH2dessen Säureadditionsprodukte bzw. Koordinationsver,bindungen enthalten.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD88320838A DD292232A5 (de) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Mittel zur hemmung bzw. regelung der nitrifikation von ammoniumstickstoff in kulturboeden |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD88320838A DD292232A5 (de) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Mittel zur hemmung bzw. regelung der nitrifikation von ammoniumstickstoff in kulturboeden |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DD292232A5 true DD292232A5 (de) | 1991-07-25 |
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ID=5603218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DD88320838A DD292232A5 (de) | 1988-10-17 | 1988-10-17 | Mittel zur hemmung bzw. regelung der nitrifikation von ammoniumstickstoff in kulturboeden |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD292232A5 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005035509A1 (de) | 2003-09-18 | 2005-04-21 | Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh | 1h-azolyl-methyl-amide, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als nitrifikationsinhibitoren |
DE102008020785A1 (de) | 2008-04-25 | 2009-10-29 | Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh | Verwendung von 5-Amino-1,2,4-thiadiazol zur Hemmung bzw. Steuerung der Nitrifikation |
DE102011120098A1 (de) | 2011-12-02 | 2013-06-06 | Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh | N-(1H-Pyrazolyl-methyl)formamide, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Nitrifikationsinhibitoren |
DE102006015705B4 (de) | 2006-04-04 | 2018-07-19 | Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh | 1,2-Bis-(azol-1-yl)-ethan-1,2-diol-Derivate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Nitrifikationsinhibitoren |
-
1988
- 1988-10-17 DD DD88320838A patent/DD292232A5/de unknown
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DE102008020785B4 (de) | 2008-04-25 | 2021-11-04 | Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh | Verwendung von einfachen Derivaten von 5-Amino-1,2,4-thiadiazol zur Hemmung bzw. Steuerung der Nitrifikation |
DE102011120098A1 (de) | 2011-12-02 | 2013-06-06 | Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh | N-(1H-Pyrazolyl-methyl)formamide, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Nitrifikationsinhibitoren |
WO2013079197A1 (de) | 2011-12-02 | 2013-06-06 | Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh | N-(1h-pyrazolyl-methyl)formamide, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als nitrifikationsinhibitoren |
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