-
Verfahren zur Herstellung von Mikronährstoffe enthaltenden Düngemitteln
mit zeitlich verschiedener Wirkungsdauer der Spurenelemente Man ist bemüht, die
in den einzelnem Düngemitteln enthaltenen Pflanzennährstoffe mit anderen Stoffen
zu vermischen oder in Form von Granulaten so aufzubauen, daß die für die Pflanzen
bestimmten Nährstoffe zeitlich gesehen sinnvoll den Pflanzen zur Verfügung stehen.
Dies besagt, daß man genügend Nährstoffe im ersten Vegetationsjahr für die Pflanzenwurzeln
zur Verfügung stellt, darüber hinaus aber auch dann noch für das zweite und dritte
Jahr Reserven behält, um auch in diesen Zeiträumen noch eine erwünschte Nachwirkung
der einzelnen Nährstoffe zu sichern.
-
Wenn dieses Bestreben nach. einer solchen zeit.-lichen Wirkungsdauer
bei den einzelnen Makro nährstoffdüngemitteln schon sehr erwünscht ist, dann ist
diese Zielsetzung bei der Düngung mit den lebensnotwendigen Mikronährstoffen noch
viel bedeutungsvoller. Hier ist - im Gegensatz zu den Makronährstoffdüngemitteln
- das Verteilen der quantitativ geringen Mengen an Spurenelementen noch viel schwieriger,
wenn man einen Düngungsplan aufgestellt hat, der für einige Jahre vorgesehen. ist.
-
Um die Erfindung von deren Bekannten klar abzugrenzen, ist es erforderlich,
die Entwicklung auf dem Gebiete, der Mikronährstaffdüngernittel zu schildern.
-
Am Anfang wurde für Kupfermangelböden das Kupfersulfat verwendet,
das bekanntlich sehr leicht wasserlöslich ist. Diese Eigenart hat Vor- und Nachteile
in der Weise, daß es zwar sehr schnell die pflanzena.ufnehmbaren Kupferionen freigibt,
auf der anderen Seite aber auch sehr leicht toxisch wirken kann und auch durch Regen
und Schneewasser in Bodentiefen ausgeschwemmt wird, in denen es für die Pflanzenwurzeln
nicht mehr erreichbar ist. Vom einer Dauerdüngung im Sinne der Kupferversorgung
kann also bei diesem Metallsalz kaum die Rede sein.
-
Als in den Vorkriegsjahren das Kupfer in Deutschland knapp war, suchte
man nach Ersatzstoffen. Zuerst wurden hierfür die bei der Kupfererzvera:rbeitung
anfallenden Schlacken verwendet. Diese Schlakken hatten einen geringen Gehalt an
Kupfer, und zwar von etwa 0,4°/a. Dasselbe lag in der Schlacke fast restlos in Silikatform
vor, und die Schlacke mußte, wenn man entsprechende Wirkungen erreichen wollte,
allerfeinst vermahlen werden. Es ist selbstverständlich" daß, wenn Kupfer in Silikatform
vorlegt, dasselbe nur sehr schwer pflanzenaufnehmbar sein kann.
-
In der deutschen Patentschrift 744083 wurde dann der Vorschlag gemacht,
Fabrikationsrückstände aus dem kupfervera:rheitend'en Industrien zu verwenden. Nachdem
die festen Metalle, die in solchen Rückständen in Form von Granalien enthalten sind,
durch entsprechende Aufbereitungsverfahren zurückgewonnen wurden, benutzte man die
bei der naßmechanischen Aufbereitung abgeschiedenen Schlämme als Kupferdüngemittel
für kupferarme Böden. Diese Schlämme enthielten das Kupfer und auch noch andere
in solchen Schlämmen enthaltenen Metalle bereits in zwei verschiedenen Verbindungsformen,
nämlich in oxydischer und metallischer Form. Ein weiterer Fortschritt im Sinne der
Dauerdüngung mit Mikronährstoffen wurde dann durch die deutsche Patentschrift 929
553 be,-kannt, nach welcher solche. Spurenelementdüngemittel vorgeschlagen wurden,
die das Kupfer in oxydischer, metallischer und verschlackter Form enthalten. Im
Patentanspruch 2 dieser Patentschrift wird auch der Gedanke offenbart, solche Kupferdüngemittel
im Sinne einer angestrebten Dauerdüngung feinst, mittelfein und herzustellen. Dieses
so hergestellte Kupferdüngemittel gibt aber in der Analyse nur einen Gesamtkupfergehalt
von 2,73°/a an. Hieraus folgert, daß man dieses kupferarme Düngemittel unmöglich
mit einem Hauptnährstoffdüngemittel vermischen kann - das erfolgt jedoch nach der
vorliegenden. Erfindung -, da hierdurch die Gehalte des Hauptdüngemittels durch
die Mitführung von überreichen Balaststoffen zu sehr erniedrigt würden.
-
Dem Zuge folgend, daß man künftig möglichst alle Düngemittel nur in
konzentrierter Form - also mit sehr hohem Gehalt an Pflanzennährstoffen - herstellen
will, entspricht auch der Gedanke! der deutschen Patentschrift 961628. Hier
werden. ballastfreie Spurenelementdüngemittel aus Metallabfällen hergestellt.
Es
wird vorgeschlagen, daß das in einem Metallbad erschmolzene flüssige Metall dann
anschließend durch bekannte Maßnahmen, z. B. Verblasen, Verstäuben, Verspritzen,
Granulieren ü. dgl.> zu Pulver, Grieß oder Granalien von geringem Korndurchmesser
verarbeitet wird, wonach das erhaltene ballastfreie Metallmehl od. dgl. mit bekannten
Düngemitteln vermischt wird. Da Mikronährstoffdüngemittel von geringem Korndurchmesser
hergestellt werden, wird die Möglichkeit sichergestellt, daß alle eingemischten
Metalle bzw. Metallmehle möglichst bald auch im Boden zur Wirkung kommen.
-
In den ausgelegten Unterlagen der Patentanmeldung J 5852 IV a/ 16
wurde zuerst der Gedanke offenbart, da.ß, wenn man feinvermahlene Metallverbindungen
mit Ammoniumsulfatdüngemittel bzw. mit Volldüngemitteln, die Ammonium enthalten,
vermischt, diese Metallverbindungen dann durch die Einwirkung eines solchen Hauptdüngemittels
ohne Zuhilfenahme irgendeines anderen chemischen Hilfsmittels sich automatisch in
Metallsalze umbilden. Man strebt hier an, daß sämtliche so zugesetzten 'Metallteilchen
durch die Einwirkung des Ammonsulfats od. dgl. restlos in die für den Verwendungszweck
erwünschten Metallsalze umgeformt «-erden. Man erreicht also durch dieses vorgeschlagene
Verfahren im Sinne einer Dauerdfingung in dem Düngemittelgemisch die Anwesenheit
des leicht wasserlöslichen Metallsalzes und darüber hinaus noch die Anwesenheit
der durch die Kohlensäure der Luft sich bildenden basischen Salze. Die ersteren
sind - wie schon anfangs erwähnt -sehr leicht pflanzenaufnehmbar, die letzteren
demgegenüber im Boden schwerer löslich. Sosehr der Gedanke der automatischen Umformung
der Metallmehle durch die Einwirkung des Hauptdüngemittels in Salze erwünscht ist,
so kann man aber im Sinne der vorliegenden Erfindung dabei eine darüber hinausgehende
zielbewußte Dauerdüngung nicht erreichen.
-
Durch mehrjährige Versuche am Agrikulturchemischen Institut der justus-Liebig-Universität
in Gießen, unter Leitung von Herrn Prof. Dr., Dr. h. c., Dr. h. c. K. Scharrer,
ist aber der Beweis erbracht worden, daß auch reines, also gediegenes Kupfer bzw.
Kupferlegierungen die für den Pflanzenaufbau notwendigen Kupfer- bzw Metallionen
freigeben. In »Landwirtschaftliche Forschung«, Bd. 10, Heft 2, 1057, ist eine Veröffentlichung
mit dem Titel Ȇber die Brauchbarmachung von kupferhaltigen Legierungen (Metallmehlen)
zur Behebung von Kupfermangel« erschienen. Hiernach ist in mehrjährigen Versuchen
der Beweis erbracht worden, da.ß zur Versorgung der Pflanzen mit Kupfer die schwerlösliche
metallische bzw. Legierungsform dieses Elements für die Anwendung auf Kupfermangelböden
sich auch eignet. Alle diese Metallmehle wurden direkt denn Boden zugeführt, um
zu ermitteln, ob diese schwerlösliche Metallform im Sinne der Heilung von Kupfermangelböden
erwünschte Erfolge erbringen würde.
-
Die vorliegende Erfindung hat sieh zur Aufgabe gestellt, nunmehr im
Sinne der angestrebten Dauerdüngung Mittel und Wege zu zeigen, die bisher in diesem
Sinne noch nicht bekannt waren. Für die Erreichung dieser Ziele ist es jedoch erforderlich,
solche für den Verwendungszweck hergestellten Metallmehle bzw. Metallkonzentrate
in solche Hauptdüngemittel einzumischen, die die Eigenart besitzen, diese eingemischten
Metallverbindungen teilweise anzugreifen bzw. in Metallsalze umzuformen. Das Verfahren
der Umformung in Metallsalze ist durch die ausgelegten Unterlagen der Patentanmeldung
J 5852 IV a/ 16 bekanntgeworden. Während man nach diesen Unterlagen die eingemischten
Metallverbindungen bzw. Metalle aufschließt, um eine restlose Überführung der eingemischten
Metalle bzw. Metallverbindungen in Metallsalze sicherzustellen, verwendet man bei
der vorliegenden Erfindung 1letallmehle, die neben Metallen auch noch geringe Anteile
von Silikaten aufweisen. Die Analyse eines solchen Metallkonzentrats bzw. Metallmehles
ergibt folgende ungefähre Zusammensetzung: 68,7% Cu, 23.8% Zn, 0,9% Ni, 0,7311/9
Fe, 0,250/9 Al, 2,30% Mn, 0,051/o Sn, 0,701/o Sand und geringe Mengen. anderer Elemente,
wie Co, Mo u. a.
-
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Mikronährstoffe
enthaltenden Düngemitteln mit zeitlich verschiedener Wirkungsdauer der Spurenelemente
durch Vermischen von Metallmehlen (Mehlkonzentraten) mit bekannten Makronährstoffen,
welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die eingemischten Metallmehle, (Metallkonzentrate)
in mindestens drei verschiedenen Korngrößen von insbesondere etwa 0,0 bis 0,2 mm,
etwa 0,2 bis 0,4 mm, etwa 0,4 bis 0,8 mm Korndurchmesser und höher solchen Makronährstoffd.üngernitteln
beigemischt werden, die auf Grund ihrer Eigenart die eingemischten Metallverbindungen
und Metalle in Metallsalze überführen, wobei aber die cingennischten Anteile der
Metallmehle mit dem Korndurchmesser von 0,2 bis 0,8 mm und höher nur teilweise in
Metallsalze umgeformt worden, während der innere Kern der Metallkörner unangegriffen
in der ursprünglichen Form erhalten bleibt. Im Gegensatz zu dem früher Bekannten
wird dabei bewußt auf eine Feinstv ermah.lung verzichtet. Es wird demgegenüber vorgeschlagen,
daß 100 Gewichtsteile solcher einzumischenden Metallmehle bzw. Metallgrieß etwa
45 Gewichtsanteile in einer Korngröße von 0,0 bis 0,2 mm enthalten, 40 Gewichtsteile
dieses Metallmehls haben einen Korndurchmesser von etwa 0,2 bis 0,4 mm, etwa 15
Gewichtsteile haben einen Korndurchmesser von etwa 0,4 bis 0,8 mm und höher. Durch
diese, verschiedenen Korngrößen ergibt sich folgerichtig, daß die Beeinflussung
der so zerkleinerten und eingemischten Metallmehle durch die Hauptdüngemittel im
Sinne einer Salzbildung verschieden sein muß. Während die kleinsten Panikelchen
nach der Vermischung restlos in Metallsalze übergeführt werden, bleiben'bei den
Partikelchen von 0,2 bis 0,4 mm Durchmesser zu einem geringen Teil und bei den Partikelchen
mit einem Durchmesser von 0,4 bis 0,8 mm und größer alle in ihrem Kern so lange
in metallischem Zustand bewahrt, wie das Hauptdüngemittel nicht ausgestreut wird.
Diese Tatsache wird dadurch begründet, daß die Panikelchen in der Korngröße, von
0,2 bis 0,4 mm und 0,4 bis 0,8 mm und mehr von dem diese umgebenden Hauptdüngemittel
nicht bis in den innersten Kern chemisch beeinflußt werden, sondern um den letzteren
bildet sich eine Sättigungsgrenze, d. h., es verbleibt eine Metallpartikel, die
ihre Eigenart als Reinmeta11 nicht verliert, da diese übersättigte Zone eine weitere
Beeinflussung durch das Ammonsulfat oder das Kalidüngemittel u. dgl. nicht mehr
zuläßt. Diese vorbeschriebenen Verhältnisse von neutralen und basischen Salzen sowie
der noch vorhandenen reinen, kleinen metallischen Anteile verbleiben so lange, wie
dieses Gesamtgemisch, also Makro- und Mikronährstoffdüngemittel, noch nicht ausgestreut
ist. Eine wesentliche Veränderung findet vom Augenblick des Ausstreuens auf dem
Acker an statt. Die klimatischen Verhältnisse auf und
in dem Acker,
wie vor allen Dingen. aber z. B. der Regen, beseitigen oder lösen diese beschriebene
schützende gesättigte Zone in der Weise auf, da.ß dieses Metallpartikelchen nunmehr
allen neuen Einflüssen preisgegeben wird. Dieses nunmehrblo@ßgelegte Meta,llpartikelchen
ist in seiner Oberfläche teilweise angeätzt, also rauh, und schafft somit Bedingungen,
die der weiteren Auflösung dieses Metallpartikelchens günstig sind in der Weise,
da,ß im Laufe von mehreren Jahren - bedingt durch die Bodensäuren und andere Verhältnisse
- sich dieses restlos in. Metallsalze bzw. Metallionen umformt und somit pflanzena.ufnehmbar
wird. Metallisches Kupfer u. a. gehen somit im Laufe der Jahre gesehen nicht verloren.
-
Somit erreicht die vorliegende Erfindung im Sinne einer sinnvollen
Dauerdüngung fünf verschiedene Abbaustufen. Dieses wird technisch wie folgt erreicht:
Zuerst bilden. sich durch die Verrnischung mit einem geeignetem Hauptdüngemittel
1. neutrale, wasserlösliche Salze, 2. durch die Eigenart dieses Verfahrens darüber
hinaus schwerer lösliche basische Salze!; 3. in diesen Metallmehlen befinden sich
auch Metalloxyde (auch, hiervon wird ein Rest chemisch nicht in Metallsalze übergeführt)
; 4. durch die bewußt eingemischten gröberen Metallkonzentrate von 0.2 bis 0,8 mm
und darüber hinaus verbleibt ein reines Metallpartikelchen; 5. in. diesen. Metallmehlen
ist auch ein Anteil von verschlacktem Kupfer enthalten, welches gleichfalls nicht
in Metallsalze übergeführt wird.
-
Somit arbeiten diese einzelnen, bei dem Verfahren der Erfindung absichtlich
hergestellten Abbaustufen im Sinne der Dauerdüngung mit Spurenelementen auf dem
Acker wie folgt: a) Die neutralen, leicht wasserlöslichen Salze wirken sofort; b)
die! basischen Salze werden langsamer pflanzenaufnehmbar; c) es verbleibt ein Rest
von mit eingemischten Metalloxyden, die nicht in Salze übergeführt wurden; diese
brauchen für ihre pflanzenlösliche Form im Boden längere Zeit zur Umwandlung; d)
die nicht in Salze umgeformten gediegenen Metallpartikeln (von den Korngrößen 0,2
bis 0,8 mm und darüber hinaus) sichern im Boden eine zwar langsame, aber stetig
fließende, über Jahre hinaus anhaltende Kupferquelle; e) die mit geringen Bestandteile
an Kupfersilikat werden durch die Beeinflussung des Hauptdüngemittels nicht in Salze
übergeführt, so daß sie erst im Laufe von mehreren Jahren ihre Kupfeirionen freigeben.
-
Durch dieses fünfstufige Abbausystem werden nunmehr für die Zukunft
im Sinne: der Dauerdüngung mit Mikronährstoffdüngemitteln Möglichkeiten gegeben,
die bisher auf diesem Gebiete nicht bekannt waren und auch mit den bisherigen Mitteln
nicht zu erreichen waren. Es findet somit dem technisch Bekannten gegenüber eine
wesentliche Bereicherung statt. Als ein weiterer Vorteil ist noch zu erwähnen, daß
das Feinstvermahlen zu l\-leta.llmelilen, wie bisher vorgeschlagen wurde, auf diesem
Gebiet verhältnismäßig sehr erschwert ist, da die zu vermahlenden Metallteilchen
- besonders die aus Kupferlegierungen - i duktile Eigenarten besitzen, also sich
nur schwer in eine so feinmehlartige Form überführen lassen. Durch die Herstellung
von Metallmehlen in dreistufiger Korngröße nach der vorliegenden Erfindung benötigt
man in Zukunft diese teure und schwierige Feinstver- #, mahlung nicht mehr, wodurch.
erhebliche Mahlkosten und auch Verarbeitungszeit eingespart werden können.
-
Für die Bedeutung der vorliegenden Erfindung sprechen auch die durchgeführten
wissenschaftlichen Versuche, die auf einem Versuchsfeld in Freilandgefäßen im Badener
Moor bei Bremen (durch Prof. Dr. H. Kannenberg) auf einem stark kupferbedürftigen
Boden (Föhren.waldtorf) durchgeführt worden sind. Als Versuchspflanze wurde: Hafer
(Flämingsgold) verwendet.
| Körnerangabe |
| Düngung in Grammgewicht |
| Kupfersulfat = 100 |
| NPK ohne Kupfer . .. .. .. . I 11 |
| NPK mit 4 kg Cu/ha |
| als Kupfersulfat ........ 100 |
| NPK mit 4 kg Cu/ha |
| als Metallmehl . .. ....... 137 |
Hierzu ergibt sich., daß nicht nur gegenüber den früher verwendeten Ersatzstoffen
mit hohen Ballastanteilen, sondern auch. gegenüber dem Kupfersulfat denkbar günstige
Ernteerfolge erreicht werden. Diese wesentlichen Ernteertragssteigerungen sind um
so, bedeutungsvoller, weil die günstige Einwirkung solcher Metallmehle auf kupferarmen
Böden sich über lange Jahre erstreckt. Hierdurch werden also wesentliche Unkosten,
die hinsichtlich Fabrikation, Verpackung, Transport, Lagerung und Ausstreuung der
Düngemittel bisher in kurzen Zeitabständen erfolgen mußten, nunmehr auf viele Jahre
verteilt. Somit werden durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung und die nach
diesem Verfahren. gewonnenen mikronährstoffhaltigen Düngemittel dem Stande der bisherigen
Technik gegenüber außergewöhnliche Vorteile erreicht.
-
Es wird noch besonders darauf hingewiesene, daß all das bisher Angeführte
im Sinne der Herstellung und Verwendung der erfindungsgemäßen Mikronährstoffdüngemittel
nur als Beispiel für echte Kupfermangelböden. gesagt wurde. Selbstverständlich können
für jede andereArt von Mangelböden entsprechende Metallmehle bzw. Metallkonzentrate
in ihrer Legierung so zusammengestellt werden, daß z. B. für echte Manganmangelböd.en
der Gehalt an Mangan, für Zinkmangelböden der Gehalt an Zink, für Kabaltmange:lböd.en
der Gehalt an Kobalt oder anderen jeweils erforderlichen Spurenelementen entsprechend
hoch liegt.
-
Als Makronährstoffe. denen die Metallmehle mit den bestimmten Korngrößenanteilen
erfindungsgemäß beigemischt werden und welche die zugefügten Metallmehle in Metallsalze
überführen, kommen in erster Linie Ammonsalze, z. B. Ammonsulfat, Ammonsulfa.tsalpeter,
Kalkammonsalpeter u. dgl., Ammonsalze enthaltende Mischdüngemittel, NPK-Düngemittel,
Kalisalze, Ammonphosphate u. dgl in Betracht. Die Beimischung der Metallmehle mit
den genannten bestimmten Korngrößenanteilen kann zu den fertigen Düngemitteln oder
an beliebiger Stelle im Verlauf des Herstellungsverfahrens derselben erfolgen.
-
Nach den Erfahrungen der Wissenschaft und Praxis erscheint es angebracht,
für eine mehrjährige Düngewirkung a) bei ausgesprochenem Kupfermangel etwa 5 kg
Reinkupfer/ha. und b) bei verstecktem Kupfermangel etwa 2 kg Reinkupfer/ha zu geben.
Entsprechend den üblichen Makronährstoffd:üngemittelgal
#,eii werden
einige -Mischungsbeispiele angeführt. Zum Beispiel werden zu Getreide im Durchschnitt
etwa 50 kg Reinstickstoff/ha und etwa 80 kg Rein-K20/ha gegeben.
-
Mischungsbeispiel 1 Bei Anwendung von z. B. schwefelsaurem Amino niak
mit etwa 21% Stickstoff wären hierzu etwa 250 kg nötig. Bei a) müßte diese Menge-
5 kg Keinkupfer enthalten. d. h. 2 % Kupfer, bei b) 2 kg Reinkupfur. d. 1i.
0.80/0 Kupfer. Um den Kupfergehalt von 2 bzw. 0.8% zu erreichen, müssen je 100 kg
schwefelsaures Ammoniak für a) 2,911 kg und für b) 1,116 kg Metallmehl laut Analyse
eingemischt werden.
-
Bei anderen ammoniakhaltigen Düngemitteln sind die Relationen gleich.
-
Mischungsbeispiel 2 Bei Anwendung von 40%igem Kalisalz sind für die
obengenannte Menge etwa 200 kg nötig. Bei a) müßte diese -Menge 5 kg Reinkupfer
enthalten, d. h. 2,5 % Kupfer, bei b) 2 kg Reinkupfer, d. h. 1,0 % Kupfer. Um den
Kupfergehalt von 2,5 bzw. 11.01/o zu erreichen, müssen je 100 kg 40%iges Kalisalz
für a) 3,639 kg und für b) 1,456 kg Metallmehl laut Analyse eingemischt werden.
-
Die Mengen Makronährstoffdüngemittel zu Metallmehl können selbstverständlich
auch in anderen Verhältnissen vermischt werden, je nachdem wie es der Düngemittelhersteller
für richtig hält. Jedoch soll der Kupfergehalt des fertigen Produktes etwa 3 bis
4% nicht übersteigen.