DE102011004682A1 - Fertilizer, useful as a foliar fertilizer, comprises zinc sulfide, a thickener and formulation adjuvant - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Zinksulfid und insbesondere einer Mikrosuspension, umfassend Zinksulfid als Dünger in der Landwirtschaft.The present invention relates to the use of zinc sulfide and more particularly to a microsuspension comprising zinc sulfide as a fertilizer in agriculture.
Das Spurenelement Zink ist ein essentielles Nährelement für Pflanzen, Menschen und Tiere. Pflanzen, die Zinkmangelerscheinungen aufweisen, wachsen schlecht, liefern nur geringe Erträge, und ihre Früchte enthalten nur sehr geringe Mengen des lebensnotwendigen Spurenelements Zink. Menschen, die bei ihrer Ernährung auf diese Pflanzen angewiesen sind, sind akut von Zinkmangelerkrankungen bedroht. Laut Angaben der Weltgesundheitsorganisation leiden fast 2 Mrd. Menschen unter Zinkmangel.The trace element zinc is an essential nutrient element for plants, humans and animals. Plants that show zinc deficiency symptoms grow poorly, provide only low yields, and their fruits contain only very small amounts of the vital trace element zinc. People who rely on these plants for their diet are at risk of zinc deficiency disease. According to the World Health Organization, nearly 2 billion people suffer from zinc deficiency.
Besonders betroffen von Zinkmangel sind die Kulturpflanzen Getreide, Mais, Kartoffel, Zuckerrüben, Bohnen, Reben und Obst. Die Futterpflanzen Luzerne und Klee neigen ebenfalls zu Zinkmangel. Die bekanntesten Folgeerscheinungen eines Zinkmangels bei Kulturpflanzen sind „Weißfleckigkeit” bei Mais und Zuckerrüben, „Kräuselkrankheit” bei Hopfen, „Farnblättrigkeit” bei Kartoffeln, hellgrüne bis gelbbraune Blattflecken an Bohnen, verstärkte „Geiztriebentwicklung” an den Reben. Bei Äpfeln sind bei Zinkmangel die Blätter 10 bis 20 mal kleiner.Particularly affected by zinc deficiency are the crops cereals, corn, potatoes, sugar beets, beans, vines and fruits. The fodder alfalfa and clover are also prone to zinc deficiency. The most well-known consequences of a lack of zinc in crops are "whitening" in corn and sugar beet, "curling disease" in hops, "Fernlättrigkeit" in potatoes, pale green to yellow-brown leaves on beans, increased "Geiztriebentwicklung" on the vines. In apples, the leaves are 10 to 20 times smaller in zinc deficiency.
Zinkmangel tritt nicht nur auf zinkarmen Böden auf. Auch ein zu hoher pH-Wert im Boden, hohe Gehalte an organischer Substanz sowie hohe Phosphatgehalte können einen Zinkmangel verursachen. Bei schlechter Wurzelentwicklung auf verdichteten, kalten oder nassen Böden können Pflanzen ebenfalls eine Unterversorgung mit Zink aufweisen.Zinc deficiency does not only occur on low-zinc soils. Also, a high pH in the soil, high levels of organic matter and high phosphate levels can cause a zinc deficiency. With poor root development on compacted, cold or wet soils, plants may also be undersupplied with zinc.
Eine Pflanze kann über das Blatt wie über den Boden gedüngt werden. Blattdüngung ermöglicht im Gegensatz zur Bodendüngung die gezielte und exakt dosierbare Gabe einzelner Nährelemente zu einem festen Zeitpunkt ohne den Einfluss des Bodens. Aufgrund der für die Zinkverfügbarkeit möglicherweise negativen Wechselwirkungen im Boden kann Zink der Pflanze besonders effizient über das Blatt als Dünger zugeführt werden. Auf dem Markt erhältliche Blattdünger basieren auf Zinkchelat, Zinksulfat oder Zinkoxid. Dünger auf der Basis von Zinkchelat enthalten maximal 10% Zn, auf der Basis von Zinksulfat maximal 35% Zn, auf der Basis von Zinkoxid maximal 40% Zn bzw. 700 g Zn/l. Alle angebotenen Formulierungen sind Lösungen, da Zinkchelate und -sulfate wasserlöslich sind und Zinkoxid in leichter Säure löslich ist.A plant can be fertilized via the leaf as if it were above the ground. Foliar fertilization allows, in contrast to soil fertilization, the targeted and precisely dosed administration of individual nutrient elements at a fixed time without the influence of the soil. Due to the potentially negative interactions in the soil for zinc availability, zinc can be applied to the plant in a particularly efficient manner via the leaf as fertilizer. Foliar fertilizers available on the market are based on zinc chelate, zinc sulfate or zinc oxide. Zinc chelate-based fertilizers contain at most 10% Zn, zinc sulphate at most 35% Zn, zinc oxide at most 40% Zn or 700 g Zn / l. All formulations offered are solutions because zinc chelates and sulfates are water-soluble and zinc oxide is soluble in light acid.
Bei der Anwendung von Zinksulfat besteht die Gefahr von Ätzschäden auf der Pflanze. Zinksulfat und Zinkoxid sind gemäß der Gefahrstoffverordnung als gesundheitsschädlich und umweltgefährlich eingestuft. Beide Verbindungen können aufgrund ihrer Wasserlöslichkeit in Gewässern längerfristig schädliche Wirkungen haben.When zinc sulfate is used, there is a risk of etching damage to the plant. Zinc sulfate and zinc oxide are classified as hazardous to health and the environment in accordance with the Hazardous Substances Ordinance. Both compounds may have long-term adverse effects due to their water solubility in the aquatic environment.
Eine Aufgabe der Erfindung war es deshalb, einen Zinkdünger bereitzustellen, welcher keine oder möglichst geringe Nebenwirkungen auf die Umwelt aufweist.An object of the invention was therefore to provide a zinc fertilizer which has no or minimal side effects on the environment.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Düngemittel umfassend Zinksulfid (ZnS).This object is achieved by a fertilizer comprising zinc sulfide (ZnS).
Zinksulfid (ZnS) ist absolut wasserunlöslich. Dadurch gibt es kein Gefahrenpotenzial mehr zu beachten. Insbesondere kommt es nicht zu einem Austrag des auf eine Pflanze aufgebrachten Zinksulfids ins Grundwasser, da ZnS wasserunlöslich ist.Zinc sulfide (ZnS) is completely water insoluble. As a result, there is no danger potential to pay attention to. In particular, there is no discharge of the zinc sulfide applied to a plant into the groundwater, since ZnS is water-insoluble.
Zink findet sich überwiegend gebunden in Erzen. Die häufigsten und für die Zinkgewinnung wichtigsten Erze sind dabei Zinksulfiderze. Als Rohstoffquelle für Zinksulfid können beispielsweise Zinksulfiderze und insbesondere Zinksulfidabfälle aus der Industrie eingesetzt werden.Zinc is mostly bound in ores. The most common and most important for the production of zinc ores are zinc sulfide ores. As a source of zinc sulfide zinc sulfide, for example, and in particular zinc sulfide waste from industry can be used.
Zinksulfid ist in Wasser unlöslich und daher weder gesundheitsschädlich noch umweltgefährdend. Der erfindungsgemäße Dünger ist damit der einzige Zinkdünger, der nicht der Gefahrstoffverordnung unterworfen ist. Neben ökologischen Vorteilen ist dieser aus humantoxikologischer Sicht den bisher gängigen Produkten vorzuziehen.Zinc sulfide is insoluble in water and therefore neither harmful nor environmentally hazardous. The fertilizer according to the invention is thus the only zinc fertilizer that is not subject to the Hazardous Substances Ordinance. In addition to ecological advantages, this is preferable from the human toxicological point of view to the currently common products.
Das erfindungsgemäße Düngemittel kann als Blattdünger oder zur Bodendüngung eingesetzt werden. Bevorzugt ist der Einsatz als Blattdünger.The fertilizer according to the invention can be used as foliar fertilizer or for soil fertilization. The use as foliar fertilizer is preferred.
Aufgrund der Wasserunlöslichkeit von Zinksulfid kann dieses auch in den Boden zur Aufnahme durch die Wurzeln von Pflanzen eingebracht werden. Ein Austrag des Zinksulfids ins Grundwasser erfolgt nicht oder nur in äußerst geringem Umfang. Besonders günstig ist aber der Einsatz als Blattdünger, wobei dort das Zinksulfid unmittelbar über die Blätter von der Pflanze aufgenommen werden kann.Due to the water insolubility of zinc sulfide, it can also be introduced into the soil for uptake by the roots of plants. A discharge of zinc sulfide into groundwater is not or only to a very limited extent. However, the use as foliar fertilizer is particularly favorable, where the zinc sulfide can be absorbed directly by the plant via the leaves.
Besonders bevorzugt wird erfindungsgemäß mikronisiertes Zinksulfid eingesetzt, insbesondere Zinksulfid mit einer Größe d50 < 50 μm, mehr bevorzugt ≤ 10 μm, noch mehr bevorzugt ≤ 1 μm. Es wurde festgestellt, dass kleine Partikel besser von den Pflanzen aufgenommen werden.According to the invention, micronized zinc sulfide is particularly preferably used, in particular zinc sulfide with a size d 50 <50 μm, more preferably ≦ 10 μm, even more preferably ≦ 1 μm. It has been found that small particles are better absorbed by the plants.
Die Mikronisierung kann in üblichen Mikronisierungsvorrichtungen durchgeführt werden, beispielsweise in einer Steilkegelmühle. Die gewünschte Größe der Zinksulfidpartikel wird dabei durch Schwerkräfte erzielt. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Düngemittel Mikro- oder/und Nanopartikel aus Zinksulfid.The micronization can be carried out in conventional micronization devices, for example in a steep cone mill. The desired size of the zinc sulfide particles is achieved by gravity. The fertilizer according to the invention preferably comprises micro-and / or nanoparticles of zinc sulfide.
Durch die Bereitstellung des Zinksulfids in Form von mikronisierten Partikeln ergibt sich neben einer leichteren Pflanzenverfügbarkeit auch eine verbesserte und sicherere Handhabung.By providing the zinc sulfide in the form of micronized particles results in addition to a better plant availability and improved and safer handling.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, Zinkdünger mit einem hohen Anteil an Zink bereitzustellen. Vorzugsweise enthält der erfindungsgemäße Zinkdünger mindestens 1000 g, mehr bevorzugt mindestens 1200 g und noch mehr bevorzugt mindestens 1300 g Zink/Liter. Es ist aber auch möglich, den Dünger mit einem Gehalt an Zink von bis zu 2000 g Zink/Liter, insbesondere bis zu 1800 g Zink/Liter herzustellen.Furthermore, it is possible according to the invention to provide zinc fertilizer with a high proportion of zinc. Preferably, the zinc fertilizer according to the invention contains at least 1000 g, more preferably at least 1200 g and even more preferably at least 1300 g zinc / liter. But it is also possible to produce the fertilizer with a zinc content of up to 2000 g zinc / liter, in particular up to 1800 g zinc / liter.
Das erfindungsgemäße Düngemittel kann beispielsweise als Feststoff oder flüssig formuliert sein.The fertilizer according to the invention can be formulated, for example, as a solid or liquid.
Besonders bevorzugt liegt im erfindungsgemäßen Dünger das Zinksulfid als Suspension in Wasser vor. Zur Erhöhung der Suspensionsstabilität können Hilfsstoffe wie beispielsweise Produkte zur Verhinderung von Phasentrennung eingesetzt werden. Solche Verdickungsmittel verhindern ein Absinken von Feststoffpartikeln. Bevorzugt enthält der erfindungsgemäße Dünger eine Menge von ≤ 0,5 Gew.-%, mehr bevorzugt eine Menge von ≤ 0,2 Gew.-% Verdickungsmittel, wie beispielsweise Xanthan Gum.In the fertilizer according to the invention, the zinc sulfide is particularly preferably present as a suspension in water. To increase the suspension stability, adjuvants such as products for preventing phase separation can be used. Such thickeners prevent a sinking of solid particles. Preferably, the fertilizer according to the invention contains an amount of ≦ 0.5% by weight, more preferably an amount of ≦ 0.2% by weight of thickener, such as xanthan gum.
Der erfindungsgemäße Dünger umfasst neben dem Zinksulfid in der Landwirtschaft weitere übliche Träger- und Hilfsstoffe, wie beispielsweise Konservierungsstoffe.The fertilizer according to the invention comprises in addition to the zinc sulfide in agriculture further customary carriers and excipients, such as preservatives.
Das besondere Herstellungsverfahren ermöglicht die Formulierung einer Suspension mit 1000 g Zink/l oder mehr. Der Landwirt, der fest vorgegebene Mengen an Zink/ha ausbringen muss, kommt daher mit geringeren Produktmengen als bisher üblich aus. Neben Einsparung von Transportenergie und Verpackungsmaterial ist die Erfindung damit deutlich anwenderfreundlicher als bisher übliche Produkte.The special manufacturing process allows the formulation of a suspension with 1000 g zinc / l or more. The farmer who has to spend fixed amounts of zinc / ha, therefore, comes with smaller amounts of product than usual. In addition to saving transport energy and packaging material, the invention is thus much more user-friendly than previously customary products.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung von Zinksulfid als Dünger.The invention further relates to the use of zinc sulfide as fertilizer.
Die Erfindung umfasst die Mikronisierung des natürlichen Rohstoffes Zinksulfid mit dem Ziel der Herstellung einer hoch konzentrierten Suspension zur Verwendung als Blattdünger.The invention comprises the micronization of the natural raw material zinc sulfide with the aim of producing a highly concentrated suspension for use as foliar fertilizer.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.The invention is further illustrated by the following examples.
Beispiel 1example 1
Bedeutung von Zink für das GetreideImportance of zinc for the grain
Zink ist am Energie-, Kohlenhydrat- und Eiweißstoffwechsel der Pflanzen aktiv beteiligt. Es steuert über die Auxinsynthese den Wuchsstoffhaushalt und damit das Wachstum der Pflanzen. Zinkmangel zeigt sich bei Weizen vor allem durch ein gestauchtes Wachstum. Bei Zinkmangel kann es zu unzureichender Enzymbildung kommen, wodurch einige Enzymreaktionen gehemmt werden. Zink greift unmittelbar in den Eiweißstoffwechsel ein, zwischen dem Zink- und Eiweißgehalt der Pflanzen bestehen daher sehr enge Beziehungen.Zinc is actively involved in the energy, carbohydrate and protein metabolism of plants. It controls the growth balance and thus the growth of the plants via auxin synthesis. Zinc deficiency shows in wheat mainly by a stunted growth. In zinc deficiency, insufficient enzyme formation may occur, thereby inhibiting some enzyme reactions. Zinc intervenes directly in the protein metabolism, so there are very close relationships between the zinc and protein content of the plants.
In den letzten Jahren wird besonders in reinen Ackerbaubetrieben Zinkmangel bei Getreide beobachtet, zum Beispiel auf Standorten, die einen hohen pH-Wert (> 7) aufweisen oder sehr stark aufgekalkt wurden. Da nur extremer Zinkmangel die Pflanzenzellen schnell zerstört, genügt es im Normalfall, selbst bei schon sichtbaren Symptomen, die Kulturen über eine Blattdüngung mit schnell verfügbarem Zink zu versorgen. Die Blattdüngung erfolgt mit einer ZnS-Dispersion in wässriger Lösung. Es wird bei Bedarf eine Blattapplikation in Höhe von 0,3 bis 0,7 kg Zn/ha empfohlen.In recent years, zinc deficiency has been observed in cereals, especially in pure arable farms, for example, at sites that have a high pH (> 7) or have been very much caked. Since only extreme zinc deficiency quickly destroys the plant cells, it is usually sufficient to supply cultures with readily available zinc by foliar application, even with already visible symptoms. Foliar fertilization is carried out with a ZnS dispersion in aqueous solution. If necessary, a leaf application of 0.3 to 0.7 kg Zn / ha is recommended.
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- 2011-02-24 DE DE102011004682A patent/DE102011004682A1/en not_active Withdrawn
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