DE102019110393A1 - Inhibition of urease in animal excreta to reduce nitrogen losses - Google Patents
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Abstract
Gegenstand der Erfindung sind alternative Ureaseinhibitoren. Es wurde gefunden, dass sich Erdalkalioxide und Erdalkalihydroxide als Ureaseinhibitoren einsetzen lassen. So können Stickstoffverluste und Ammoniakemissionen aus tierischen Exkrementen verringert werden.The invention relates to alternative urease inhibitors. It has been found that alkaline earth oxides and alkaline earth metal hydroxides can be used as urease inhibitors. Thus, nitrogen losses and ammonia emissions from animal excrement can be reduced.
Description
Gegenstand der Erfindung sind alternative Ureaseinhibitoren und der Einsatz von Erdalkaliverbindungen als Ureasinhibitoren.The invention relates to alternative Ureaseinhibitoren and the use of alkaline earth compounds as Ureasinhibitoren.
Ureaseinhibitoren sind chemische Verbindungen, die die Aktivität des Enzyms Urease reduzieren oder ganz verhindern. Bislang bekannte Ureaseinhibitoren umfassen Phosphorsäurediamide, Phosphazene und Thiole, sowie Derivate der Hydroxamsäure und des Harnstoffs. Beispiele sind Phenylphosphorsäurediamid (PPD), N-Butylthiophosphorsäuretriamid (NBTPT), Monophenoxyphosphazen, β-Mercaptoethanol, Acetohydroxamsäure (AHA), Thioharnstoff und Hydroxy-Harnstoff. Verwendung finden Ureaseinhibitoren beispielsweise in der Landwirtschaft und der Medizin.Urea inhibitors are chemical compounds that reduce or completely prevent the activity of the enzyme urease. Heretofore known urease inhibitors include phosphoric acid diamides, phosphazenes and thiols, as well as derivatives of hydroxamic acid and urea. Examples are phenylphosphoric acid diamide (PPD), N-butylthiophosphoric triamide (NBTPT), monophenoxyphosphazene, β-mercaptoethanol, acetohydroxamic acid (AHA), thiourea and hydroxy-urea. Urea inhibitors are used, for example, in agriculture and medicine.
In der Medizin werden Ureaseinhibitoren ergänzend zu Antibiotika bei der Bekämpfung von Keimen eingesetzt, die Harnstoff verstoffwechseln, insbesondere Helicobacter pylori im Magen sowie Proteus und Klebsiella in den Harnwegen. Die Inhibition der Urease verhindert die für das Überleben des Bakteriums notwendige Ammoniakausscheidung.In medicine, urease inhibitors are used in addition to antibiotics in the control of germs that metabolize urea, in particular Helicobacter pylori in the stomach and Proteus and Klebsiella in the urinary tract. The inhibition of urease prevents the ammonia excretion necessary for the survival of the bacterium.
In der Landwirtschaft werden Ureaseinhibitoren zur Reduzierung von Stickstoffverlusten nach Düngerausbringung oder in gelagertem Dünger und zur Verminderung von Ammoniakemissionen aus Stallmist eingesetzt.In agriculture, urease inhibitors are used to reduce nitrogen losses after fertilizer application or in stored fertilizer and to reduce ammonia emissions from manure.
Harnstoff ist der am häufigsten angewandte Stickstoffdünger. Bei normaler Anwendung als Bestandteil von Dünger zersetzt sich der ausgebrachte Harnstoff durch die Ureaseaktivität von Bodenbakterien in Ammoniak und Kohlenstoffdioxid, welche teilweise in die Luft entweichen, womit 15 bis 35 Prozent des Stickstoffs dem Boden verloren gehen. Die Ammoniakemissionen sind zudem gesundheitsschädlich und haben negative Auswirkungen auf Klima und Umwelt. Auch in Ställen finden sich Urease produzierende Bakterien; sie sind ebenfalls bereits im Kot der Tiere enthalten. Daher treten schon bei der Lagerung von Festmist und Gülle Stickstoffverluste und Ammoniakemissionen durch Ureaseaktivität auf.Urea is the most commonly used nitrogen fertilizer. When used normally as a component of fertilizer, the urea discharged decomposes through the urease activity of soil bacteria into ammonia and carbon dioxide, some of which escape into the air, losing 15 to 35 percent of the nitrogen to the soil. The ammonia emissions are also harmful to health and have a negative impact on the climate and the environment. Stables also contain urease-producing bacteria; they are also already included in the feces of the animals. Therefore, even in the storage of solid manure and manure nitrogen losses and ammonia emissions by urease activity occur.
Eine Zugabe von Ureaseinhibitoren kann die Stickstoffverluste verringern und zudem eine Freisetzung von Stickstoff im Boden verzögern, so dass keine Übernitrifikation entsteht.Addition of urease inhibitors can reduce nitrogen losses and also delay release of nitrogen in the soil so that no over-nitrification occurs.
Die bekannten Ureaseinhibitoren können jedoch auch weitere Pflanzenenzyme hemmen, so dass insgesamt nicht unbedingt eine Verbesserung des Pflanzenwachstums resultiert. Von NBTPT konnte gezeigt werden, dass es die Aufnahmefähigkeit des Bodens für Methan stark verringert. Es besteht zudem eine Gefahr, dass sich für die Pflanzen toxische Mengen Harnstoff in Pflanzenteilen ansammeln.However, the known urease inhibitors may also inhibit other plant enzymes, so that overall there is no necessarily an improvement in plant growth. NBTPT has been shown to greatly reduce the soil's absorption capacity for methane. There is also a risk that the plants accumulate toxic amounts of urea in parts of plants.
Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, alternative Ureaseinhibitoren zur Verfügung zu stellen, die die geschilderten Nachteile zumindest teilweise vermeiden.Against this background, the object of the invention is to provide alternative urease inhibitors which at least partially avoid the described disadvantages.
Es wurde nun gefunden, dass sich Erdalkalioxide und Erdalkalihydroxide als Ureaseinhibitoren einsetzen lassen. So können Stickstoffverluste und Ammoniakemissionen aus tierischen Exkrementen verringert werden.It has now been found that alkaline earth oxides and alkaline earth metal hydroxides can be used as urease inhibitors. Thus, nitrogen losses and ammonia emissions from animal excrement can be reduced.
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Erdalkalioxiden und/oder Erdalkalihydroxiden als Ureaseinhibitoren.The invention relates to the use of alkaline earth oxides and / or alkaline earth metal hydroxides as urease inhibitors.
In einer Ausführungsform umfassen die Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide Calciumoxid. Calciumoxid, auch gebrannter Kalk, Branntkalk, ungelöschter Kalk, Kalkerde, Ätzkalk oder Freikalk genannt, hat die chemische Formel CaO. CaO reagiert mit Wasser unter Bildung von Calciumhydroxid. In einer Ausführungsform umfassen die Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide Calciumhydroxid, chemische Formel Ca(OH)2, auch als gelöschter Kalk, Löschkalk, (Weiß)Kalkhydrat, oder Hydratkalk bekannt. In einer anderen Ausführungsform umfassen die Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide Magnesiumoxid, chemische Formel MgO. In one embodiment, the alkaline earth oxides and / or alkaline earth hydroxides include calcium oxide. Calcium oxide, also quicklime, burnt lime, quicklime, lime earth, quicklime or free lime called, has the chemical formula CaO. CaO reacts with water to form calcium hydroxide. In one embodiment, the alkaline earth oxides and / or alkaline earth hydroxides include calcium hydroxide, chemical formula Ca (OH) 2 , also known as slaked lime, slaked lime, (white) hydrated lime, or hydrated lime. In another embodiment, the alkaline earth oxides and / or alkaline earth hydroxides include magnesium oxide, chemical formula MgO.
In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide Magnesiumhydroxid, chemische Formel Mg(OH)2. In einer speziellen Ausführungsform umfassen die Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide Dolomithydrat, das durch Kalzinieren von Dolomit und anschließende Hydratation entsteht. Es handelt sich um ein Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid enthaltendes Mischhydroxid der chemischen Formel Ca(OH)2*Mg(OH)2.In another embodiment, the alkaline earth oxides and / or alkaline earth hydroxides include magnesium hydroxide, chemical formula Mg (OH) 2 . In a specific embodiment, the alkaline earth oxides and / or alkaline earth hydroxides include dolomite hydrate formed by calcination of dolomite and subsequent hydration. It is a mixed hydroxide containing calcium hydroxide and magnesium hydroxide of the chemical formula Ca (OH) 2 * Mg (OH) 2 .
In einer Ausführungsform erfolgt die Verwendung als Ureaseinhibitor zur Reduzierung der gasförmigen Stickstoffverluste, d.h. der Ammoniakemissionen, von Exkrementen, insbesondere von tierischen Exkrementen wie Festmist oder Gülle. In einer Ausführungsform handelt es sich um die Exkremente von Stallvieh. In einer Ausführungsform sind dies Rinder, in einer anderen Ausführungsform Schweine, in einer weiteren Ausführungsform Geflügel. In one embodiment, the use as urease inhibitor for reducing the gaseous nitrogen losses, ie the ammonia emissions of excrements, in particular of animal excrements such as manure or liquid manure. In one embodiment, it is the excrements of cattle. In one embodiment, these are cattle, in another embodiment pigs, in another embodiment poultry.
Die erfindungsgemäßen Ureaseinhibitoren senken durch ihre Verwendung die Stickstoffverluste im Stall, bei der Lagerung und vor allem bei der Ausbringung, da kein bzw. deutlich weniger Ammoniak entweicht.By virtue of their use, the urease inhibitors according to the invention lower the nitrogen losses in the stable, during storage and, above all, during application, since no or significantly less ammonia escapes.
Die Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide verursachen keinerlei Korrosion an Beton oder Metallteilen. Bei Rindern sind keine Schäden am Haarkleid oder den Klauen durch Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide bekannt, die Klauengesundheit wird durch Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide sogar gefördert.The alkaline earth oxides and / or alkaline earth hydroxides do not cause any corrosion to concrete or metal parts. In cattle, no damage to the coat or the claws by alkaline earth oxides and / or alkaline earth metal hydroxides are known, the hoof health is even promoted by alkaline earth oxides and / or alkaline earth metal hydroxides.
Die erfindungsgemäße Verwendung von Erdalkalioxiden und/oder Erdalkalihydroxiden führt bei der Ausbringung der behandelten Exkremente außerdem zu einem Ausgleich von Calcium- und/oder Magnesiumverlusten in landwirtschaftlich genutzten Böden und einer Verbesserung der Bodenstruktur.The use according to the invention of alkaline earth oxides and / or alkaline earth metal hydroxides also leads to a compensation of calcium and / or magnesium losses in agriculturally used soils and an improvement of the soil structure during the application of the treated excrements.
Die Erfindung kann dazu beitragen, die Emissionsminderungsziele bei Ammoniak in der Landwirtschaft zu erreichen. Diese sehen eine Minderung der AmmoniakEmissionen gegenüber dem Jahr 2005 um 29% bis 2030 vor.The invention can help achieve the emission reduction targets of ammonia in agriculture. These provide for a reduction of ammonia emissions by 29% compared to 2005 by 2030.
Tierische Exkremente enthalten Harnstoff. In den Ausscheidungen des Tieres wird der im Harnstoff enthaltene Stickstoff durch Urease in Ammonium NH4 + umgewandelt und kann dann gasförmig als Ammoniak NH3 entweichen:
Die Umwandlung des Harnstoffes in Ammonium ist nach wenigen Stunden abgeschlossen. Eine Hemmung der Ureaseaktivität kann die Bildung von Ammonium stoppen und damit das Entweichen von gasförmigem Ammoniak verhindern.The conversion of urea into ammonium is completed in a few hours. Inhibition of urease activity can stop the formation of ammonium and thus prevent the escape of gaseous ammonia.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist es, dass als Ureaseinhibitoren Erdalkaliverbindungen eingesetzt werden. Eine Verwendung von Alkalihydroxiden, z.B. Laugen wie KOH oder NaOH, kommt nicht in Betracht, da diese bei der Ausbringung der behandelten Exkremente auf landwirtschaftliche Böden zu einer Überdüngung oder zu einer Bodenstrukturzerstörung oder zu beidem führen würden.An essential aspect of the invention is that alkaline earth compounds are used as urease inhibitors. Use of alkali hydroxides, e.g. Leaches such as KOH or NaOH are out of the question as they would result in over-fertilization or soil degradation or both in application of the treated feces to agricultural soils.
In einer Ausführungsform sind die Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide in einer Menge von 1 bis 3 Gewichtsprozent in den behandelten Exkrementen enthalten. In einer speziellen Ausführungsform sind die Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide in einer Menge von 1,0 bis 2,0 Gewichtsprozent in den behandelten Exkrementen enthalten.In one embodiment, the alkaline earth oxides and / or alkaline earth hydroxides are contained in an amount of 1 to 3 percent by weight in the treated excrements. In a specific embodiment, the alkaline earth oxides and / or alkaline earth hydroxides are contained in an amount of 1.0 to 2.0 percent by weight in the treated excrements.
Dafür werden in einer Ausführungsform die Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide in einer Menge von 1 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf die Masse der Exkremente, den Exkrementen zugesetzt. Als besonders vorteilhaft hat sich die Zugabe einer Menge von 1,0 bis 2,0 Gewichtsprozent, insbesondere die Zugabe einer Menge von 1,5 bis 2,0 Gewichtsprozent erwiesen.For this purpose, in one embodiment, the alkaline earth oxides and / or alkaline earth metal hydroxides in an amount of 1 to 3 weight percent, based on the mass of excrement added to the excrement. The addition of an amount of from 1.0 to 2.0 percent by weight, in particular the addition of an amount of from 1.5 to 2.0 percent by weight, has proved to be particularly advantageous.
Für den gewünschten Effekt ist die Dosierung eines geeigneten Erdalkalioxids oder Erdalkalihydroxids in einer Menge von 1 bis 2 Gewichtsprozent der Exkremente meist ausreichend (10-20 kg/t). Der Preis eines geeigneten Erdalkalioxids oder Erdalkalihydroxids beträgt ca. 0,25 €/kg. Die genaue Konzentration kann durch regelmäßige pH-Wert Messungen in der Gülle optimiert werden. Der pH-Wert muss > pH 11 liegen.For the desired effect, the dosage of a suitable alkaline earth metal oxide or alkaline earth metal hydroxide in an amount of 1 to 2 percent by weight of the excrement is usually sufficient (10-20 kg / t). The price of a suitable alkaline earth oxide or alkaline earth metal hydroxide is approx. 0.25 € / kg. The exact concentration can be optimized by regular pH measurements in the manure. The pH must be> pH 11.
Bei einem Tierbesatz von ca. 1,5 GV (Großvieheinheit, 500 kg Lebendgewicht) pro Hektar landwirtschaftlicher Nutzfläche wird mit der mit Erdalkalioxiden oder Erdalkalihydroxiden angereicherten Gülle der Kalkbedarf für die Erhaltungskalkung abgedeckt. Eine GV produziert ca. 20 t Exkremente pro Jahr.With a stocking of about 1.5 GV (livestock unit, 500 kg live weight) per hectare of agricultural land is covered with the enriched with alkaline earth oxides or alkaline earth metal hydroxides lime for the maintenance liming. A GM produces about 20 tons of excrement per year.
Wenn man noch die bessere Stickstoffeffizienz mit einrechnet, sind auf kalkbedürftigen Böden (70 - 80 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche Deutschlands) die Kosten für den Kalk abgedeckt. Dem Landwirt verbleiben lediglich die Kosten für die Technik und die Anwendung.If one takes into account the better nitrogen efficiency, the costs for the lime are covered on calcareous soils (70-80% of the agricultural area in Germany). The farmer only has to pay the costs for the technology and the application.
In einer Ausführungsform sind die Exkremente weniger als eine Stunde alt, d.h. ihre Ausscheidung aus dem Tier liegt weniger als eine Stunde zurück. In einer speziellen Ausführungsform sind die Exkremente weniger als 30 Minuten alt. In one embodiment, the excrements are less than one hour old, ie, their excretion from the animal is less than one hour behind. In a specific embodiment, the excrements are less than 30 minutes old.
Durch Vermischen von tierischen Exkrementen innerhalb von maximal 30 Minuten nach deren Ausscheidung mit CaO, MgO, Ca(OH)2, Mg(OH)2 oder Mischungen davon in einer Menge, die der Mischung einen pH-Wert > 11 verleiht, lässt sich auch eine Düngerzusammensetzung (Wirtschaftsdünger) erhalten.By mixing animal excrement within a maximum of 30 minutes after its elimination with CaO, MgO, Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 or mixtures thereof in an amount which gives the mixture a pH> 11, it is also possible receive a fertilizer composition (manure).
Die Düngerzusammensetzung ist lagerfähig und zeigt auch über eine längere Lagerzeit, beispielsweise einige Monate, einen gleichbleibenden Stickstoffgehalt.The fertilizer composition is storable and also shows a constant nitrogen content over a longer storage period, for example a few months.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Exkremente durch den hohen pH-Wert hygienisiert werden, wodurch das Gesundheitsrisiko für Tier und Mensch sinkt. Fliegen und Ungeziefer werden ausgemerzt.Another advantage is that faeces are sanitized by the high pH, which reduces the health risk to animals and humans. Flies and vermin are eliminated.
In einer Ausführungsform beträgt die enthaltene Menge an CaO, MgO, Ca(OH)2, Mg(OH)2 oder Mischungen davon 1 bis 3 Gewichtsprozent, insbesondere 1 bis 2 Gewichtsprozent der Gesamtmasse der Zusammensetzung.In one embodiment, the amount of CaO, MgO, Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 or mixtures thereof contained is 1 to 3% by weight, in particular 1 to 2% by weight of the total composition of the composition.
In einer Ausführungsform der Düngerzusammensetzung handelt es sich bei den tierischen Exkrementen um Gülle. In einer anderen Ausführungsform handelt es sich bei den tierischen Exkrementen um Festmist. In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei den tierischen Exkrementen um Harn.In one embodiment of the fertilizer composition, the animal excrements are manure. In another embodiment, the animal excrements are solid manure. In another embodiment, the animal excrements are urine.
In einer Ausführungsform der Düngerzusammensetzung stammen die Exkremente von Rindern. In einer anderen Ausführungsform stammen die Exkremente von Schweinen. In einer weiteren Ausführungsform stammen die Exkremente von Geflügel, beispielsweise Hühnern. In wieder einer anderen Ausführungsform stammen die Exkremente von Pferden. In einer weiteren Ausführungsform stammen die Exkremente von Schafen oder Ziegen.In one embodiment of the fertilizer composition, the excrements are from cattle. In another embodiment, the excrements are from pigs. In another embodiment, the excrements are from poultry, for example chickens. In yet another embodiment, the excrements are from horses. In another embodiment, the excrements are from sheep or goats.
Im Gegensatz zu den bisher diskutierten Maßnahmen wie bodennahe Ausbringung der Gülle, Unterfußdüngung oder Gülleansäuerung setzt die Erfindung bereits an, wenn noch kein Ammoniumstickstoff entstanden ist. Ammoniakverluste werden nicht erst bei der Ausbringung, sondern bereits im Stall und bei der Güllelagerung reduziert.In contrast to the previously discussed measures such as ground-level application of manure, Unterfußdüngung or slurry acidification, the invention is already on when no ammonium nitrogen has yet emerged. Ammonia losses are not only reduced during application, but already in the house and during slurry storage.
Erfindungsgemäß werden die Exkremente, insbesondere der Harn, möglichst unmittelbar nach dem Verlassen des Tieres einem hohen pH-Wert ausgesetzt. In Milchviehställen mit Spaltenböden und darunterliegenden Güllekanälen oder -kellern kann dies durch tägliches Aufbringen eines geeigneten Kalkes auf die Spaltenböden erfolgen. In Güllekellern ist außerdem durch die eingebauten Rührwerke ein regelmäßiges Homogenisieren möglich. Ställe mit planbefestigten Laufgängen und Schieberentmistung könnten so modifiziert werden, dass es auch hier funktioniert (z.B. Absaugtechnik, die gleichzeitig den Kalk dosiert).According to the invention, the excreta, in particular the urine, as soon as possible after leaving the animal exposed to a high pH. In dairy cattle sheds with slatted floors and underlying manure channels or cellars, this can be done by daily application of a suitable lime on the slatted floors. In slurry cellars, regular homogenisation is also possible thanks to the built-in stirrers. Stalls with planed walkways and valve discharge could be modified to work here as well (for example, aspiration that simultaneously doses the lime).
Auf unbewachsenem Boden und bis Vegetationsbeginn sowie auf Grünland ist die Ausbringung der Düngerzusammensetzung mit Breitverteilern (z. B. Möschaverteiler) möglich, der Einsatz von bodennaher Ausbringtechnik oder Unterfußdüngung ist nicht zwingend erforderlich. Die Einarbeitung muss nicht sofort erfolgen. Während der Vegetationsperiode kann die Zusammensetzung verlustarm bis verlustfrei mit Schleppschlauchverteilern in Mais und Getreide ausgebracht werden. Der hohe pH-Wert der Zusammensetzung wirkt hygienisierend an der Bodenoberfläche, Calcium stabilisiert die Bodenstruktur. Eine erhöhte Calciumaufnahme der Pflanzen verstärkt die Zellstruktur und damit die Widerstandsfähigkeit gegenüber Krankheiten und Parasiten.On unvegetated soil and up to the beginning of vegetation as well as on grassland it is possible to spread the fertilizer composition with wide distributors (eg Möschaverteiler), the application of near-surface application techniques or underfoot fertilization is not absolutely necessary. The training does not have to be done immediately. During the growing season, the composition can be spread loss-less to lossless with dredgium distributors in corn and cereals. The high pH of the composition has a hygienizing effect on the soil surface, while calcium stabilizes the soil structure. An increased calcium intake of the plants strengthens the cell structure and thus the resistance to diseases and parasites.
In Schweineställen muss wegen der Verätzungsgefahr die Dosierung von geeigneten Erdalkalioxiden oder Erdalkalihydroxiden, z.B. von Kalkmilch, unter die Spaltenböden in die Güllestauräume und Güllelagerräume erfolgen. Ein regelmäßiges Homogenisieren über Rührwerke wäre auch hier sinnvoll. Eine aufwändige Ammoniakwäsche der Stallluft in großen Stalleinheiten würde sich erübrigen.In pigsties, the dosage of suitable alkaline earth oxides or alkaline earth metal hydroxides, e.g. made of lime milk, under the slatted floors in the Güllestauräume and slurry storage rooms. A regular homogenization over agitators would also make sense here. A complex ammonia wash of the stable air in large housing units would be unnecessary.
Geflügel scheidet neben Harnstoff noch Harnsäure aus. Ammoniakemissionen entstehen, wenn die Exkremente bei hoher Luftfeuchtigkeit nicht mehr abtrocknen und vernässen und dadurch die Harnstoff/Harnsäurehydrolyse gefördert wird. Dies ist bei Legehennen auf den Kotbändern und im Scharrbereich und bei der Geflügelmast in der Mistschicht der Fall. Ein Bestreuen der Kotbänder mit geeigneten Erdalkalioxiden oder Erdalkalihydroxiden, evtl. kombiniert mit hoch saugfähigen Calciumsilikaten, das automatisch erfolgen kann, würde erhebliche Verbesserungen bringen. Ebenso die Kombination von Kalk, Calciumsilikaten und organischen Einstreumitteln in der Mistschicht auf dem Boden.In addition to urea, poultry excretes uric acid. Ammonia emissions arise when the excrement no longer dry and wet at high humidity and thereby the urea / uric acid hydrolysis is promoted. This is the case with laying hens on the manure belts and in the scratching area and with the poultry mast in the manure layer. Sprinkling the manure belts with suitable alkaline earth oxides or alkaline earth metal hydroxides, possibly combined with highly absorbent calcium silicates, which can be done automatically, would bring significant improvements. Likewise, the combination of lime, calcium silicates and organic litter in the manure layer on the ground.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den nachfolgenden Ausführungsbeispielen. Further advantages and embodiments of the invention will become apparent from the description and the following embodiments.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination indicated, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
BeispieleExamples
Ureasehemmungurease inhibition
Es wurde von Milchkühen 30 Minuten lang Kot und Harn gesammelt, vermischt und homogenisiert. Von dem erhaltenen Gemisch wurden drei Proben von ca. drei Liter Kot/Harn Gemisch in verschließbare Eimer abgefüllt. Beim Abfüllen der Proben war ein Güllegeruch, aber kein typischer Ammoniakgeruch feststellbar. Die erste Probe war die Kontrollprobe. In die zweite Probe wurden 30 g Kalkhydrat (10 g/l) und in die dritte Probe 60 g Kalkhydrat (20 g/l) eingerührt. Bereits am Tag der Kalkzugabe wurden den Probeneimern Gemisch entnommen und analysiert (1. Termin). Eine Woche später wurden den Probeneimern weiteres Gemisch entnommen und analysiert (2. Termin). Zudem wurden Rückstellproben des unbehandelten Gemischs und der Mischung mit 20 g/l Kalkhydrat gezogen. Diese Rückstellproben wurden nach 3 Monaten Lagerzeit analysiert.Moth and urine were collected, mixed and homogenized by dairy cows for 30 minutes. From the mixture obtained, three samples of about three liters of faeces / urine mixture were filled into closable buckets. When filling the samples was a liquid manure smell, but no typical ammonia odor detected. The first sample was the control sample. To the second sample was added 30 g of hydrated lime (10 g / l) and to the third sample 60 g of hydrated lime (20 g / l). Already on the day of lime addition the sample buckets were taken mixture and analyzed (1st date). One week later, more samples were taken from the sample buckets and analyzed (2nd date). In addition, recovery samples of the untreated mixture and the mixture were drawn with 20 g / l hydrated lime. These recovery samples were analyzed after 3 months of storage.
Eine Analyse des unbehandelten Kot-/Harngemischs ergab folgende Werte:
In allen Proben wurden der pH-Wert und die Gehalte an Trockensubstanz, Calcium (als CaO), Gesamtstickstoff und Ammoniumstickstoff bestimmt. Die Ergebnisse der Analysen sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1
Es zeigt sich, dass nach einer Vermischung mit 2 Gew.-% Kalkhydrat innerhalb von 30 Minuten der Ammoniumgehalt je t weniger als 0,5 kg (0,005%) beträgt. Der Wert blieb auch nach einer Lagerzeit von 3 Monaten konstant auf diesem niedrigen Niveau. Der pH-Wert im Gemisch stieg dabei auf > 12 an; der Prozess der Harnstoffhydrolyse wurde fast gänzlich gestoppt. Die Zumischung von 1 Gew.-% Kalkhydrat hat den pH-Wert im Gemisch nur auf pH 10,1 angehoben und die Harnstoffhydrolyse nur gemindert. Die Gesamtstickstoffgehalte blieben mit Werten von 5,0 - 5,8 kg/t in allen Varianten konstant.It turns out that after mixing with 2% by weight of hydrated lime within 30 minutes, the ammonium content per ton is less than 0.5 kg (0.005%). The value remained stable at this low level even after a storage period of 3 months. The pH in the mixture rose to> 12; the process of urea hydrolysis was almost completely stopped. The admixture of 1 wt .-% hydrated lime has raised the pH in the mixture only to pH 10.1 and the urea hydrolysis only reduced. The total nitrogen contents remained constant in all variants with values of 5.0 - 5.8 kg / t.
Durch die Zugabe von 1 % Kalkhydrat (10 kg/t) und einen pH-Wert von 10,1 bzw. 9,5 wurde die Urease bereits beeinflusst und der NH4 N-Gehalt auf 1,7 bzw. 2,0 kg/t gesenkt. Die Zugabe von 2 % Kalkhydrat (20 kg/t) und eine pH-Wert Anhebung auf pH 12,8 bzw. 12,6 hat die Urease fast ganz gehemmt und nur 0,5 bzw. 0,3 kg/t NH4-N entstehen lassen. In der Rückstellprobe hat sich nach einer Lagerzeit von fast 3 Monaten der NH4-N-Gehalt bei < 0,5 kg NH4-N stabilisiert. Der pH-Wert lag immer noch bei > 12.The addition of 1% hydrated lime (10 kg / t) and a pH of 10.1 and 9.5 respectively already influenced the urease and reduced the NH 4 N content to 1.7 or 2.0 kg / t lowered. The addition of 2% hydrated lime (20 kg / t) and a pH increase to pH 12.8 or 12.6 has almost completely inhibited urease and only 0.5 or 0.3 kg / t NH 4 - N arise. After a storage period of almost 3 months, the NH 4 -N content at <0.5 kg NH 4 -N stabilized in the reserve sample. The pH was still> 12.
Pflanzenverträglichkeitplant tolerance
Die Pflanzenverträglichkeit der Zusammensetzung wurde auf einer Rasenfläche getestet, indem je ein Liter eines Kot/Harngemisches mit Kalk und ohne Kalk mit 0,5 I Wasser verdünnt und auf einer Fläche von ca. 0,75 m2 ausgebracht wurde. Dies entspricht einer praxisüblichen Menge von ca. 20 t/ha. Bei beiden Varianten trat keinerlei Schädigung der Pflanzen auf. 10 Tage nach der Applikation konnten bei einem Vergleich des Rasenwachstums auf den beiden behandelten Flächen keine Wachstumsunterschiede festgestellt werden.The plant tolerance of the composition was tested on a lawn by diluting one liter each of a faeces / urine mixture with lime and without lime with 0.5 l of water and applying it over an area of approximately 0.75 m 2 . This corresponds to a practical amount of approx. 20 t / ha. In both variants, no damage to the plants occurred. Ten days after the application no growth differences could be determined by comparing the lawn growth on the two treated areas.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung: die Verwendung von Erdalkalioxiden und/oder Erdalkalihydroxiden als Ureaseinhibitoren. Außerdem betrifft die Erfindung eine solche Verwendung, worin die Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide Calciumoxid, Calciumhydroxid, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid oder Mischungen davon sind. Außerdem betrifft die Erfindung eine solche Verwendung, worin die Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide Dolomithydrat enthalten. Außerdem betrifft die Erfindung eine solche Verwendung zur Reduzierung von Ammoniakemissionen aus tierischen Exkrementen. Außerdem betrifft die Erfindung eine solche Verwendung, bei dem die Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide in einer Menge von 1 bis 3 Gewichtsprozent, insbesondere 1,0 bis 2,0 Gewichtsprozent, in den Exkrementen enthalten sind. Außerdem betrifft die Erfindung eine solche Verwendung, bei dem die Exkremente weniger als eine Stunde, insbesondere weniger als 30 Minuten alt sind.In summary, the invention relates to the use of alkaline earth oxides and / or alkaline earth metal hydroxides as urease inhibitors. Moreover, the invention relates to such a use wherein the alkaline earth oxides and / or alkaline earth hydroxides are calcium oxide, calcium hydroxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide or mixtures thereof. Moreover, the invention relates to such a use wherein the alkaline earth oxides and / or alkaline earth hydroxides contain Dolomithydrat. Moreover, the invention relates to such use for reducing ammonia emissions from animal excrement. Moreover, the invention relates to such use in which the alkaline earth oxides and / or alkaline earth metal hydroxides in an amount of 1 to 3 weight percent, in particular 1.0 to 2.0 weight percent, are contained in the excrement. Moreover, the invention relates to such a use in which the excrements are less than one hour, especially less than 30 minutes old.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung: Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide als Ureaseinhibitoren.In addition, the invention relates to: alkaline earth oxides and / or alkaline earth metal hydroxides as urease inhibitors.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung: Erdalkalioxide und/oder Erdalkalihydroxide zur Reduzierung von Ammoniakemissionen aus tierischen Exkrementen.In addition, the invention relates to: alkaline earth oxides and / or alkaline earth metal hydroxides for reducing ammonia emissions from animal excrements.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung: eine Düngerzusammensetzung, erhältlich durch Vermischen von tierischen Exkrementen innerhalb von maximal 60 Minuten nach deren Ausscheidung mit CaO, MgO, Ca(OH)2, Mg(OH)2 oder Mischungen davon in einer Menge, die der Mischung einen pH-Wert > 11 verleiht. Außerdem betrifft die Erfindung eine solche Düngerzusammensetzung, wobei das Vermischen der Exkremente innerhalb von maximal 45 Minuten, vorzugsweise innerhalb von maximal 30 Minuten nach deren Ausscheidung erfolgt. Außerdem betrifft die Erfindung eine solche Düngerzusammensetzung, deren Gehalt an CaO, MgO, Ca(OH)2, Mg(OH)2 oder Mischungen davon 1 bis 3 Gewichtsprozent der Gesamtmasse der Zusammensetzung beträgt. Außerdem betrifft die Erfindung eine solche Düngerzusammensetzung, worin die zugegebene Menge an CaO, MgO, Ca(OH)2, Mg(OH)2 oder Mischungen davon 1 bis 3 Gewichtsprozent der Masse der tierischen Exkremente entspricht. Außerdem betrifft die Erfindung eine solche Düngerzusammensetzung, worin die tierischen Exkremente Festmist oder Gülle sind. Außerdem betrifft die Erfindung eine solche Düngerzusammensetzung, worin die Exkremente von Rindern, Pferden, Schafen, Schweinen oder Geflügel stammen. Außerdem betrifft die Erfindung eine solche Düngerzusammensetzung, in der durch Ureasehemmung die Emission von Ammoniak aus der Zusammensetzung verringert ist.In addition, the invention relates to a fertilizer composition obtainable by mixing animal excrement within a maximum of 60 minutes after its precipitation with CaO, MgO, Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 or mixtures thereof in an amount corresponding to the mixture gives pH> 11. In addition, the invention relates to such a fertilizer composition, wherein the mixing of excrement within a maximum of 45 minutes, preferably within a maximum of 30 minutes after their elimination occurs. Furthermore, the invention relates to such a fertilizer composition whose content of CaO, MgO, Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 or mixtures thereof is 1 to 3 percent by weight of the total mass of the composition. In addition, the invention relates to such a fertilizer composition, wherein the added amount of CaO, MgO, Ca (OH) 2 , Mg (OH) 2 or mixtures thereof corresponds to 1 to 3% by weight of the mass of animal excrements. Moreover, the invention relates to such a fertilizer composition wherein the animal excrements are solid manure or manure. Moreover, the invention relates to such a fertilizer composition wherein the excrements are from cattle, horses, sheep, pigs or poultry. In addition, the invention relates to such a fertilizer composition in which urease inhibition reduces the emission of ammonia from the composition.
Claims (8)
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