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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine wässrige
oder feste Formulierung für
die Pflanzenernährung und/oder
Pflanzenstärkung
bestehend aus mindestens einem Kreatin(-Derivat), mindestens einem
Cyanamid(-Derivat), gegebenenfalls weiteren Bestandteilen mit düngender
und/oder pflanzenstärkender
Wirkung und/oder Formulierungshilfsstoffen sowie gegebenenfalls
Wasser.
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Grüne Pflanzen benötigen zum
störungsfreien
Wachstum ausreichend Licht, Wasser, atmosphärisches Kohlendioxid, die Makronährstoffe
Stickstoff, Schwefel, Phosphor, Kalium, Calcium und Magnesium sowie
die Spurennährstoffe
Bor, Eisen, Mangan, Kobalt, Kupfer, Zink und Molybdän. Diese
Erkenntnisse werden in der heutigen Düngepraxis weitgehend berücksichtigt.
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Unvorhersehbare Schwankungen der
Witterung, Bodenbeschaffenheit, Schädlingsbefall und/oder die Konkurrenz
unerwünschten
Pflanzenwachstums erfordern oft den Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln,
um das Wachstum der gewünschten
Kulturpflanzen zu schützen
und zu fördern.
Ziel ist die Optimierung des Ertrags und der daraus erzielten Wirtschaftskraft.
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Aufgrund der Tatsache, dass Pflanzenschutzmittel
teilweise ökologisch
bedenklich sind und/oder einen hohen finanziellen Einsatz erfordern,
erscheint es sinnvoll, Produkte zur Stärkung des Pflanzenwachstums und
zur Gesunderhaltung von Pflanzen zur Verfügung zu stellen, die den Einsatz
chemischer Pflanzenschutzmittel minimieren.
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Beispielsweise werden in der Praxis
Wachstumsregulatoren im Pflanzenanbau eingesetzt, die u.a. die Resistenz
gegenüber
Trockenheit, Nässe
oder Frost, eine Hemmung übermäßigen Wachstums
und/oder eine Verbesserung von Blütenbildung und Fruchtansatz
bewirken können.
Beispiele sind alpha-Naphthylessigsäure, die Gruppe der Gibberelline, Chlormequat,
Abscisinsäure
und die Cytokine. All diesen Stoffen ist eigen, daß sie teilweise
sehr pflanzenspezifische Wirkungen entfalten, die schwer zu steuern
sind, und daß sie
bei zu hoher Dosierung zu unerwünschter
Ernteminderung bzw. zum Totalausfall führen können.
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Cyanamid-Derivate, wie z.B. Cyanamid,
Calciumcyanamid und Dicyandiamid, sind bekannt als Nitrifikationshemmer,
die den bakteriellen Abbau von Ammoniumstickstoff zu Nitrit- und/oder
Nitratstickstoff zu hemmen. Derartige stabilisierte Düngemittel-Formulierungen,
bei denen die Düngewirkung
länger
anhält
als bei nicht stabilisierten Düngemitteln,
sind z.B. in
DE-OS 35 43 920 ,
DE-OS 31 44 085 ,
oder
US-PS 4,234,332 beschrieben.
Daneben haben Cyanamid-Derivate, z.B. Calciumcyanamid bzw. technischer
Kalkstickstoff und Dicyandiamid eine direkte Wirkung als Stickstoff-Düngemittel
(vgl. z.B.
JP 2000-302583 ,
DE-OS 36 00 704 ,
DD-PS 219 019 oder
DE-OS 36 01 805 )
Kreatin ist ein für
den Stoffwechsel der meisten Pflanzen und Tiere essentieller Bestandteil,
der in Form von Kreatinphosphat als Energiespeicher in der Zelle
dient. Entsprechende Untersuchungen am Menschen und daraus abgeleitete
Formulierungen zur Nahrungsergänzung
sind wohlbekannt z.B. aus
JP
2002-065212 , WO 9828263 oder
DE-OS 199 29 995 .
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Auch in der Ernährung von Tieren ist der positive
Einfluss von Kreatin bzw. Kreatin-Derivaten auf das Wachstum, die
Fleischqualität
und/oder die Leistungsfähigkeit
beschrieben (vgl. B.W.James et.al., J. Appl. Animal Res. (2002)
21, 1, M. Coenen et.al., Uebersichten Tierernährung (2001) 29, 154 oder
EP-A 1051914 ).
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Die positive Wirkung von Kreatin
auf den Stoffwechsel und somit auf die Wuchs- und Ertragskraft von Pflanzen
ist schon lange bekannt. J.J.Skinner (Botanical Gazette (1912) 54,
153) und Th. Bokorny (Arch. Physiol (1916), 255) berichteten übereinstimmend
von positiven Effekten von Kreatin und/oder Kreatinin auf das Planzenwachstum,
wobei sich anhand der angegebenen Versuchsergebnissen nicht ausschließen läßt, daß die positive
Wirkung ausschließlich
auf die stickstoffdüngende
Wirkung von Kreatin bzw. Kreatinin zurückzuführen ist. Min Liu (
CN-A 1294106 ) beschreibt
eine Nährstofflösung für Pflanzen,
die düngende
Makronährstoffe,
Mikronährstoffe,
Vitamine und Kreatin enthält,
wobei keinerlei Angaben zur Wirkungsweise gemacht werden. In
JP 2002-029905 und
JP 6-2286904 wird Kreatin-Phosphat
(gemeint ist vermutlich Phosphokreatin) als Pflanzenwachstums-Stimulator
in bestimmten Mischungen beschrieben, wobei die Anwendung auf Gemüse beschränkt ist.
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Andererseits war bislang keine pflanzenstärkende oder
wachstumsfördernde
Formulierung bekannt, die die positiven Effekte der genannten Stoffe
in sich vereint, in einer Vielzahl von Pflanzenkulturen breit anwendbar
ist und sich in etablierten Kulturmethoden leicht anwenden lässt.
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Der vorliegenden Erfindung lag daher
die Aufgabe zugrunde, eine Formulierung für die Pflanzenernährung und/oder
Pflanzenstärkung
zu entwicklen, die allgemein anwendbar, ökologisch unbedenklich und
für die Pflanzen
gesundheitsfördernd
und ertragssteigernd wirkt.
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Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst durch
eine wässrige
oder feste Formulierung zur Pflanzenernährung und/oder Pflanzenstärkung, welche
dadurch gekennzeichnet ist, dass sie
- A) mindestens
ein Kreatin(-Derivat) ausgewählt
aus der Gruppe Kreatin, Kreatin-Monohydrat, Kreatin-Salze mit anorganischen
oder organischen Säuren
und/oder Kreatinin
- B) mindestens ein Cyanamid-Derivat ausgewählt aus der Gruppe Cyanamid,
Alkali- und Erdalkali-Salze des Cyanamids und/oder Dicyandiamid
- C) gegebenenfalls weitere Bestandteile mit düngender und/oder pflanzenstärkender
Wirkung und/oder Hilfsstoffen zu deren Formulierung.
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Es hat sich nämlich überraschender weise gezeigt,
dass die erfindungsgemäße wässrige oder
feste Formulierung in synergistischer Weise die positive Wirkung
von Kreatin(-Derivaten) auf das Pflanzenwachstum und die Pflanzengesundheit
sowie die nitrifikationshemmende und düngende Wirkung von Cyanamid-Derivaten
in sich vereint, ökologisch
unbedenklich und einfach anwendbar ist und somit dem Landwirt und
Gärtner
einen vorteilhaften Ertrag ermöglicht.
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Die erfindungsgemäße wässrige oder feste Formulierung
für die
Pflanzenernährung
und/oder Pflanzenstärkung
besteht aus einem Kreatin(-Derivat) A), einem Cyanamid(-Derivat)
B), gegebenenfalls weiteren Bestandteilen C) mit düngender
und/oder pflanzenstärkender
Wirkung und/oder Formulierungshilfsstoffen sowie gegebenenfalls
Wasser D).
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Unter den Begriffen Pflanzenernährung und/oder
Pflanzenstärkung
sind hierbei alle Maßnahmen
zu verstehen, die durch Ausbringung der obigen Formulierung auf
den Boden, Sprosse, Blätter
oder Wurzeln der Pflanzen, vor oder während der Wachstumsperiode,
das Wachstum, den Blüten-
oder Fruchtansatz von Kulturpflanzen fördern oder beschleunigen, und
deren Produkte zur menschlichen Ernährung, als Futtermittel, als Rohstoff
zur industriellen Weiterverarbeitung und/oder als dekorative Pflanzen
dienen, und die über
eine reine Zurverfügungstellung
von düngenden
Makronährstoffen
hinausgehen. Die erfindungsgemäße Formulierung verbessert
beispielsweise die Resistenz der Pflanzen gegenüber Streßfaktoren wie Trockenheit,
Schädlingsbefall,
Hitze oder Kälte.
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Als Komponente (A) wird Kreatin (N-Amidino-N-methylglycin)
oder dessen Derivate verwendet. Unter Kreatin-Derivaten sind hierbei
alle Salze, Anlagerungsverbindungen und Mischungen zu verstehen,
die Kreatin in stöchiometrischen
Anteilen >20 Gew.-%
enthalten. Beispiele für
erfindungsgemäße Kreatin-Derivate
sind Kreatin-Monohydrat oder Kreatinsalze von anorganischen oder
organischen Salzen, insbesondere Kreatin-Sulfat, Kreatin-Phosphat,
Kreatin-Nitrat, Kreatin-Hydrochlorid, Kreatin-Citrat, Kreatin-Formiat,
Kreatin-Acetat, Kreatin-Pyruvat, Kreatin-Lactat, Kreatin-Oxalat und/oder Kreatin-Maleat.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Kreatin-Derivat
ist Kreatinin (2-Imino-1-methylimidazolidin-4-on). Kreatinin ist
das Produkt der wasserabspaltenden Cyclisierung von Kreatin und
liegt in wässriger
Lösung
im Gleichgewicht mit diesem vor, so dass es als Speicherform für Kreatin
dienen kann.
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Erfindungsgemäße Cyanamid(-Derivate) B) sind
z.B. Cyanamid (in fester Form bzw. als wässrige Lösung), Cyanamid-Salze mit Alkalimetallen
oder Erdalkalimetallen, z.B. Natriumhydrogencyanamid, Dinatriumcyanamid,
Kaliumhydrogencyanamid, Dikaliumcyanamid, Calciumcyanamid, technischer
Kalkstickstoff, Magnesiumcyanamid sowie Dicyandiamid (N-Cyanoguanidin).
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Die erfindungsgemäße Formulierung kann entweder
als wässrige
Lösung
oder als feste Mischung vorliegen.
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In Form einer wässrigen Lösung enthält die erfindungsgemäße Formulierung
vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 1 bis 5 Gew.-%, der
Komponente A), 0,1 bis 20, insbesondere 2 bis 10 Gew.-%, der Komponente
B) sowie 0 bis 50 Gew.-% der Komponente C) sowie als Rest Wasser.
Der pH-Wert einer derartigen Formulierung liegt vorzugsweise im
Bereich zwischen 4 und 10. Die Herstellung derartiger flüssiger Formulierungen
erfolgt durch Auflösen
der Komponente A), B) und gegebenenfalls C) in Wasser.
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Eine derartige flüssige Formulierung hat den
Vorteil der einfachen Produktion, Lagerung und Handhabung. Die Ausbringung
auf die Kulturfläche
kann mittels üblicher
Gerätschaften
zur Ausbringung von flüssigen Düngemitteln
oder Pflanzenschutzmittel-Mischungen erfolgen, gegebenenfalls auch
im Gemisch mit diesen.
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Die feste Formulierung stellt eine
Mischung dar, die z.B. in Pulverform oder als Granulat vorliegen kann.
Bevorzugt enthält
eine derartige Mischung 1 bis 95 Gew.-%, insbesondere 2 bis 50 Gew.-%
der Komponente A), 0,1 bis 50 Gew.-%, insbesondere 1 bis 25 Gew.-%
der Komponente B) sowie 0 bis 98,9 Gew.-% der Komponente C). Der
pH-Wert, gemessen als 10%ige Suspension oder Lösung in Wasser liegt im Bereich
4,0 bis 10,0. Die Herstellung derartiger fester homogener Formulierungen
erfolgt durch Mischen, Mahlen und/oder Granulieren der Komponente
A), B) und gegebenenfalls C) in fester oder gelöster Form und gegebenenfalls nachfolgender
Trocknung.
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Die Ausbringung derartiger fester
Formulierungen erfolgt entweder in gelöster Form oder mittels üblicher
Düngemittel-Streuer,
ggf. auch durch gleichzeitige Ausbringung im Gemisch mit üblichen
Düngemitteln.
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Als optionale Komponente C) enthält die erfindungsgemäße Formulierung
weitere Bestandteile mit düngender
und/oder pflanzenstärkender
Wirkung, die vorzugsweise aus Marko- oder Mikronährstoffen, Vitaminen, Phytohormonen,
Pflanzenextrakten und/oder Wachstumsregulatoren bestehen, welche
die Mobilisierung derartiger Nährstoffe
im Boden bzw. deren Aufnahme in die Pflanze erleichtern, als zusätzliche
Pflanzenstärkungsmittel
die Vitalität
der Pflanze erhöhen
und/oder zur Stabilisierung der Formulierung dienen.
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Vorzugsweise können als Makro-Nährstoffe
folgende Verbindungen der erfindungsgemäßen Formulierung begesetzt
werden: Natrium-, Kalium-, Ammonium-, Magnesium-, Calciumsalze von
Nitraten, Chloriden, Phosphaten, Sulfaten, Formiaten, Acetaten,
2-Aminoacetaten, 2-Methylaminoacetaten,Iminodiacetaten, N-Methyl-Iminodiacetaten
und/oder Harnstoff.
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Bevorzugte zusätzliche Mikronährstoffe
sind z.B. Salze von Eisen, Kupfer, Zink, Mangan, Molybdän und/oder
Bor. Weitere Mikronährstoffe
können
organische Komplexbildner sein, welche die Mobilität dieser Metalle
im Boden erhöhen,
und somit die Aufnahme durch die Pflanze erleichtern. Typische für diesen
Zweck geeignete Komplexbildner sind 2-Aminoessigsäure, 2-Methylaminoessigsäure, Iminodiessigsäure, N-Methyliminodiessigsäure, Nitrilotriessigsäure bzw.
deren Salze und/oder Komplexe.
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Des Weiteren kann er erforderlich
sein, zur Sicherstellung der physikalischen Stabilität der erfindungsgemäßen Formulierung
Hilfsstoffe zuzusetzen. Als derartige Formulierungshilfsstoffe können z.B.
dispergierende oder verdickende Polymere, anorganische Füllstoffe
und/oder Adsorptionsmittel oder Säuren und Basen zur pH-Wert-Regulierung dienen.
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Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Formulierung
zur Pflanzenstärkung
in Kulturpflanzen eingesetzt, die zum Zwecke der menschlichen Ernährung, als
Futtermittel für
Tiere und/oder zur Verwendung als industrielle Rohstoffe kultiviert
werden. Hier ermöglicht
die Formulierung eine Reduzierung des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln,
eine bessere Ausnutzung von Düngemitteln,
eine Beschleunigung des Wachstums, eine Erhöhung des Ertrags, eine Verbesserung
der Qualität
und somit eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit des Landbaus.
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Des Weiteren wird die erfindungsgemäße Formulierung
zur Stärkung
und Gesunderhaltung von dekorativen Pflanzen insbesondere in Parkanlagen,
Gärten,
Gewächshäusern und
Wohnhäusern
verwendet. Hier ermöglicht
die Formulierung eine höhere
Vitalität
und somit eine Steigerung der dekorativen Wirkung.
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Eine spezielle Ausführungsform
ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Formulierungen in Nährstofflösungen zur
erd- oder substratfreien Kultur von Pflanzen, z.B. in Hydrokulturen.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden zur Herstellung der wässrigen
Formulierung Nebenprodukte bzw. Reststoffe der industriellen Herstellung
von hochreinen Kreatinderivaten, wie z. B. Kreatin, Kreatin-Monohydrat,
Kreatin-Citrat oder Kreatin-Pyruvat, wie sie z.B. als Nahrungsergänzungsmittel
dienen, eingesetzt.
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Beispielsweise fallen bei der Herstellung
von Kreatin-Monohydrat aus Sarkosin und Cyanamid entsprechend
EP-A 754679 oder
CN-A 1240207 Mutterlaugen
sowie Waschwässer
an, die, gegebenenfalls nach physikalischer und/oder chemischer
Behandlung und/oder Zusatz weiterer Stoffe, zur Herstellung der
erfindungsgemäßen wässrigen
Formulierung dienen können.
Diese Mutterlaugen bzw. Waschwässer
enthalten ausreichende Mengen an Kreatin(-Derivaten) und an Cyanamid(-Derivaten), um eine
pflanzenstärkende
Wirkung zu ermöglichen.
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Diese Verwendung industrieller Nebenprodukte
als Pflanzenstärkungsmittel
ermöglicht
eine umweltgerechte, ökologisch
unbedenkliche Verwertung unter Ausnutzung der positiven Effekte
der enthaltenen Inhaltsstoffe und trägt somit in jeder Hinsicht
zur Wirtschaftlichkeit bei.
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Die nachfolgenden Beispiele sollen
die Erfindung näher
veranschaulichen.
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Beispiele
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Formulierungsbeispiel 1
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Es wurde folgende Formulierung hergestellt:
In
750 g Wasser wurden 10 g Kreatin-Monohydrat, 10 g Dicyandiamid,
5 g Cyanamid, 100 g Ammoniumnitrat, 125 g Harnstoff, 0,2 g Iminodiessigsäure und
0,3 g Natrium-Carboxymethylcellulose gelöst. Es wurde eine klare Lösung von
pH 6,9 erhalten.
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Die Formulierung dient als Flüssigdünger mit
pflanzenstärkender
Wirkung.
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Formulierungsbeispiel 2
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50 g Kreatin-Monohydrat, 50 g Dicyandiamid,
300 g Harnstoff, 200 g Diammoniumphosphat, 100 g Kaliumacetat, 100
g Natriumacetat, 100 g Kaliumnitrat, 100 g Ammoniumsulfat, 1 g Magnesiumsulfat-Monohydrat,
0,1 g Natriumtetraborat, 0,1 g Mangansulfat-Monohydrat, 0,1 g Eisen(2)-Sulfat-Heptahydrat,
0,05 g Ammonium-heptamolybdat-Tetrahydrat,
0,1 g Zinksulfat-Heptahydrat und 0,05 g Kupfersulfat-Pentahydrat und wurden
trocken gemischt. Eine 10 Gew.-%ige wässrige Suspension dieser Formulierung
zeigte einen pH von 8,2.
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Die feste Formulierung dient als
lösliches
Düngemittel
für Gießanwendung.
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Formulierungsbeispiel 3
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Ein flüssiges Nebenprodukt der industriellen
Kreatin-Synthese hatte folgende analytische Zusammensetzung: 15,7
g/Liter Kreatin, 6,1 g/Liter Kreatinin, 6,8 g/Liter Dicyandiamid,
4,6 g/Liter Cyanamid, 9,4 g/Liter N-Methylglycin, 1,4 g/Liter N-Methyl-Iminodiessigsäure, 27
mg/Liter Ammonium und 63 g/Liter Natriumacetat. Der pH-Wert betrug
8,8. Zu einem Liter dieser Lösung
wurden 100 g Harnstoff und 20 g 85%ige Phosphorsäure gegeben. Der pH-Wert der
erhaltenen wasserklaren Formulierung betrug 6,8.
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Die Formulierung dient als Flüssigdüngemittel
mit pflanzenstärkender
Zusatzwirkung.
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Anwendungsbeispiel 1
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Es wurden folgende Lösungen mit
jeweils ca. 28% N-Gehalt hergestellt:
- A) 30,0
g Harnstoff und 40,0 g Ammoniumnitrat in 30,0 g Wasser
- B) 1 g Dicyandiamid, 28,6 g Harnstoff und 40,0 g Ammoniumnitrat
in 30,4 g Wasser
- C) 0,5 g Kreatin, 29,7 g Harnstoff und 40,0 g Ammoniumnitrat
in 29,8 g Wasser
- D) 0,5 g Kreatin, 1,0 g Dicyandiamid, 28,2 g Harnstoff und 40,0
g Ammoniumnitrat in 30,3 g Wasser
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Jeweils 3 Tomaten-Setzlinge (Solanum
lycopersicum, Sorte Vanessa) wurden in vorgedüngter Erde unter Folie kultiviert.
Ab Blühbeginn
wurden die Pflanzen wöchentlich
mit je 1,8 g einer der obigen Lösungen A
bis D gedüngt
(entsprechend 0,5 g N pro Pflanze). Während der Wachstumsperiode
von 12 Wochen wurde das durchschnittliche Fruchtgewicht sowie der
Gesamt-Ertrag pro Pflanze bestimmt.
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Anwendungsbeispiel 2
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Auf 4 nebeneinanderliegenden Parzellen,
die eine Grunddüngung
erhalten hatten, wurde gleichzeitig Mais-Saatgut (Zea mays, Sorte
Florett) in üblicher
Weise ausgebracht. 50 Tage nach dem Anpflanzen wurden je Parzelle
65 g/m2 einer der Lösungen A bis D aus Anwendungsbeispiel
1 (entsprechend 18,2 g Stickstoff pro m2)
ausgebracht. Während
der gesamten Kulturperiode wurden alle 4 Parzellen in gleicher Weise
mit üblichen Pflanzenschutzmitteln
behandelt. Am Ende der Kulturperiode wurde der Körnerertrag pro m2 bestimmt.
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