DE111247C

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Publication number: DE111247C
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Publication date: 1900-01-01

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Im Anschlufs an die hervorragenden neuen' Forschungen auf dem Gebiete der Bacteriologie sind in letzter Zeit zahlreiche Versuche ausgeführt worden, durch welche festgestellt ist, dais auch die Bacterienthä'tigkeit für das Pflanzenwachstum und die Pflanzenernährung ' von gröfster Bedeutung ist. Pasteur, Winog rad sky, Schlösing, Müntz und Andere haben dazu beigetragen, Licht über die sogenannten Nitrificirungsvorgä'nge im Boden zu verbreiten. Danach existiren (vergl. La far, Technische Mykologie; Kram er, Bacteriologie) nitrificirende Bacterien, die einerseits Ammoniakverbindungen, Eiweifskörper und dergl. durch Oxydation in Nitrite überführen, andererseits die Nitrite durch weitere Oxydation in Nitrate verwandeln. Andere Forscher, wie Stutzer und Burri, haben nachgewiesen, dafs aufser den nitrificirenden auch reducirende Bacterien existiren, welche insofern das Pflanzenwachsthutn schädigend beeinflussen, als durch ihre physiologische Thätigkeit aus den Dungstoffen elementarer Stickstoff in Freiheit gesetzt wird und den Pflanzen'verloren geht. Die bisher isolirten nitrificirenden Bacterien sind sehr empfindlich und besitzea keine Dauerspören.

In der vorliegenden Literatur ist bereits erwähnt, dafs sich aus . den wissenschaftlichen ; Fundamentalversuchen für den praktischen \ Landwirth die ' Nothwendigkeit ergiebt, Mittel : zu ergreifen, die Nitrificirung in einer solchen ; Weise zu regeln, dafs einerseits die Salpeterbildung j im Boden ermöglicht und gefördert, andererseits einem Verlust an Stickstoff vorgebeugt wird. :

Das vorliegende Verfahren bezweckt die Lösung dieser Aufgabe, indem es aufserdem die rationelle Verwerthung der Abfallstoffe der landwirtschaftlichen Gewerbe und der städtischen Abwässer ins Auge fafst (Melasseschlempe, Fäcalien und dergl.).

Bereits durch die Herstellung des sogenannten Plantagensalpeters ist die Möglichkeit einer Salpetererzeugung aus organischen, mit Fermenten getränkten organischen Stoffen bekannt. Während jedoch in den Salpeterplantagen der Salpeter unmittelbar in krystallinischem Zustande fertig gebildet wird, bietet das vorliegende Verfahren nur die Mittel einer rationellen Nitrification und vollständigen Ausnutzung noch nicht in Nitratform befindlicher Stickstoffdünger. Mit anderen Worten: der Werth und die Wirkung des nach dem vorliegenden Verfahren erzeugten Dungpulvers beruht weniger auf dem Gehalt an leicht aufzunehmenden Pflanzennährstoffen als auf der Anwendung besonderer nitrificirender Bodenbacterien, und zwar in widerstandsfähigem, bisher noch nicht bekanntem Sporen- oder Dauerzustande.

Die Züchtung dieser Mikroben lehnt sich zum Theil an die Verfahren Wi nogradsky's an. Es werden jedoch nach dem vorliegenden Verfahren als Nährboden für die zu züchtenden Nährbacterien immer jene Abfallstoffe benutzt, aus denen der Dünger hergestellt werden soll. Künstliche anorganische Nährböden sind im Gegensatz zu Winograd sky' s Cultur ungeeignet. ·

Handelt es sich z. B. darum, flüssige Melasseschlempe in ein Dungpulver überzuführen,

welches mit einem gewissen Zusätze von Nitrobacteriensporen versehen werden soll, so löst man zuerst die Melasseschlempe in reinem Wasser auf, dafs sie etwa die Concentration von Nährbouillon annimmt, indem man u. U. etwas Fleischsaft und dergl. hinzufügt, und sorgt dafür, dafs die Alkalescenz etwa 0,02 pCt. Soda beträgt, während der Stickstoffgehalt durch Verdünnung oder auch durch besonderen Zusatz von schwefelsaurem Ammoniak auf etwa 3 pCt. gebracht werden mufs.

Die so vorbereitete Lösung, welche man zweckmäfsig aufkocht und steril filtrirt, so dafs sie annähernd klar ist, wird mit Y₈ g humusreicher Ackererde verschiedener Herkunft auf 200 ecm versetzt und aufserdem 2 g Kreide in erbsengrofsen Stücken hinzugefügt. Etwa i 100 bis 200 damit beschickter Culturgläser | überläfst man bei schwacher Belichtung 4 bis j 6 Wochen sich selbst. Darauf stellt man durch vergleichende Titrationen (indem man einige Cubikcentimeter steril aus den Culturgläsern entnimmt) fest, in welchem Culturglase sich die meisten Nitrate gebildet haben. Wenn aber in der ursprünglichen Nährflüssigkeit schon ein gewisser Gehalt an Nitraten bezw. Nitriten vorhanden war, so ist dieses zu berücksichtigen.

Es hat sich herausgestellt, dafs ein gewisser Gehalt an Nitraten, und zwar äquivalent etwa ¹J₀ pCt. Stickstoff der Nährlösung günstigere Bedingungen für die Züchtung der Nitrobacterien abgiebt, als wenn der Stickstoffgehalt der Nährflüssigkeit nur in Form von Ammoniak oder Eiweifsverbindungen vorliegt. Die Titration giebt genauen Aufschlufs darüber, welche Sorten Ackererde die leistungsfähigsten Nitrobacterien enthalten haben, d. h. die Keime, welche am schnellsten und vollständigsten die etwa 3 pCt. Stickstoff in Salpeterverbindungen übergeführt haben. Sobald man dieses festgestellt hat, werden auf Agar, der mit Y₄ pCt. I Wasserglaslösung und mit 1 pCt. steriler Humuslösung vermischt ist, die Bacterien rein gezüchtet. Man findet auf diese Weise meist nur j einige Arten, da, wenn auch die als Impferde benutzte Ackererde zahlreiche Bacterienarten enthielt, im Laufe des Experimentes die nitrificirenden Bacterien zu überwiegen anfangen, j

Es würde zu weit gehen, die morphologi- ! sehen Eigenschaften der auf diese Weise gezüchteten sehr virulenten Keime eingehend zu erörtern. Im Allgemeinen haben sich solche j Bacterien für Nitrificirungszwecke am besten j bewährt, die eine gewisse Aehnlichkeit mit j Heubacterien haben, indem sie auch sehr j widerstandsfähige Sporen bilden und gegen Desinfection selbst durch gesättigten strömenden Wasserdampf ziemlich unempfindlich sind.

Es kann hier auf die Veröffentlichung "in \ der Chemikerzeitung Nr. 63, Jahrgang XXIII, ; 1899, über Nitro-Nitroso-Düngerbacterien hingewiesen werden, wo Versuchsergebnisse angegeben sind, welche beweisen, dafs die für das vorliegende Verfahren benutzten Bacterien nitrificirende Bacterien in Dauerform sind.

Der betreffende Abschnitt lautet: »Wir haben nach dem oben angeführten Schema durch vergleichende Züchtung, vergleichende Titrationen etc. besonders vier widerstandsfähige Arten von Nitrobacterien und drei sich abweichend verhaltende Arten von Nitrosobacterien gezüchtet. Die Bacterien hallen sich in schwach alkalischem Humusnährmaterial unverändert lange, ohne ihre Lebensfähigkeit zu verlieren. Unter dem Mikroskop zeigen sich die Nitrobacterien α β γ δ' als ¹A, bis ι μ lange, sehr schmale Stäbchen. Bei α wurde auch Geifselbildung beobachtet (Geifselfärbmethode). Die Nitrosobaclerien sind etwas kürzer und weniger schlank. Sobald man den Nährboden eintrocknen läfst, verändert sich die Form der Bacterien. Es treten Einschnürungen und bei einzelnen, analog dem Tetanusbacillus, kleine kolbenartige Auswüchse auf, die nach dem Verhalten, welches die eingetrockneten Präparate Hitze und strömendem Wasserdampfe gegenüber zeigen, als Sporenbildungen angesehen werden müssen. Um hierüber Klarheit zu bekommen, wurden nach den bekannten Kochschen etc. Züchtungsmethoden unter Anwendung der Humuswasserglasnährböden reingezüchtete Bacterien mit verdünnter Humuslösung in Petri-Schalen angeschwemmt und in die Emulsion Seidenfaden gethan. Nach dem Eintrocknen benutzten wir die trockenen braunen Seidenfaden zu Desinfectionsversuchen. Fast sämmtliche so behandelte Seidenfaden liefsen bei den Controlversuchen kräftiges Wachsthum eintreten. Sobald die mit Bacterienmaterial behafteten Seidenfäden strömendem gesättigtem Wasserdampfe von ioo° in Dampftöpfen ausgesetzt wurden, erwies sich a so widerstandsfähig, dafs erst nach 2 Minuten Abtödtung eintrat; β dagegen konnte nur eine halbe Minute strömendem Wasserdampf ausgesetzt werden, während γ und <5' nicht genügend widerstandsfähig waren, um dem strömenden Wasserdampf überhaupt widerstehen zu können. Von den Nitrosobacterien blieb ε. eine Minute in strömendem Wasserdampf lebensfähig. Während die Bacterien ζ und η in strömendem Wasserdampf nicht lebensfähig waren, konnten sie eine Trockenhitze von 80 bis ioo° mehrere Minuten aushalten, so dafs auch hier anzunehmen ist, dafs widerstandsfähige Sporen, wie wir sie von den Heubacillen, Milzbrandsporen etc. keimen, vorhanden sein müssen.«

Mit . den am besten befundenen Bacterien werden nun in entsprechender Weise gröfsere Mengen nitrificirender Cultur hergestellt. Es

Claims

fällt jedoch hei der Herstellung der Massenculturen der Zusatz von Erde fort; an deren Stelle tritt, wie oben, sterile Humus- und Wasserglaslösung unter Zugabe einer geringen Menge Kreide. Diese angesetzten gröfseren Culturmengen läfst man an einem warmen Orte mehrere Tage brüten, bis sich in ι ecm viele Millionen Keime gebildet haben. Darauf wird die Flüssigkeit in flache Behälter gegossen, mit sterilem Kreidepulver, Sand oder dergl. versetzt, indem man das Ganze bei gelinder Wärme, jedoch nicht über 38° C, eintrocknen läfst. Hierbei tritt reichliche Sporenbildung ein, so dafs das gebildete Pulver in Dauerzustand übergeführt ist. Dieses Dauercjooj_enp_räp_arat _dient jüs^JZu.satz, zu dem 'Ab~faildüngerw der als Nährlösung bei der IsoTfrung der speeifischen Bacterien angewendet worden ist. Man hat gefunden, dafs sich in Fäcalnährboden andere Nitrificationsbacterien bilden als z. B. in Melasseschlempenährboden, daher ist es zweckmäfsig, die aus Fäcalnährboden gezüchteten Bacterien bei der Bereitung von Schlempedünger oder umgekehrt die auf Schlempenährboden isolirten Bacterien bei der Bereitung von Fäcaldünger zu benutzen. E£Jtomjxii4j£.tzi_daraui "an, auch die Ab fall stoffe, die zur___^üm£ejj^aj3nj£aüon benutzt werden sollen, die Fäcalien, Melasseschlempe und dergl., in staubförmigen, trockenen Zustand überzuführen. Würde man diese Grundstoffe feucht lassen, so wären die Bedingungen des Auskeimens für das sporenhaltige Nitrobacterienpräparat gegeben. Das Auskeimen und die Vermehrung der Bacteriensporen soll aber erst auf dem -Acker, wenn der Dünger gestreut ist, eintreten. Die Ueberführung der Stickstoff enthaltenden Abfallproducte in geeignete trockene Form kann daher nicht umgangen werden. Wie Versuche festgestellt haben, mufs auch das Dungpulver, in dem die erzeugten Bacterien bis zu ihrer Verwendung im Sporenzustande verbleiben sollen, eine stark alkalisch reagirende Substanz sein. In einem sauren Medium bleiben nämlich die Nitrobacterien nicht in derselben Weise dauernd wirksam. Hieraus ergiebt sich, dafs die Fäcalien, die Melasseschlempe und dergl. eingetrocknet werden müssen, indem man ihnen einen Zusatz von Aetzkalk, Pottasche, Asche und dergl. giebt, bis eine stark alkalisch reagirende Mischung von pulverförmiger Beschaffenheit erzeugt ist. Diesem alkalischen Pulver wird das wie oben dargestellte Bacteriensporenpulver in geringen Mengen zugesetzt, und zwar genügen schon Verhältnisse von 1 : 100000, um den erzeugten, nun versandtfähigen Dünger äufserst wirksam zu machen. Der Zusatz von Aetzkalk zu dem Düngerrohstoff hat noch den Vortheil, die Lebensthätigkeit der nitrificirenden Bacterien in den Vordergrund zu stellen und Bedingungen zu schaffen, dafs besonders auch auf sauren Bodenarten die für die nitrificirenden Bacterien nothwendige Alkalität erzeugt wird, während dagegen die reducirenden Bacterien durch die alkalische Reaction des Dungpulvers und das Ueberwiegen der lebenskräftigen nitrificirenden Bacterien, wie vergleichende Versuche bewiesen haben, in ihrer Thätigkeit gehindert werden. Pateντ-Aνsprüche:

1. Ein Verfahren zur Herstellung eines Nitrobacterien in Dauerform enthaltenden Präparates, dadurch gekennzeichnet, dafs man Nitrobacterien unter Anwendung von alkalischem Humus- und Wasserglasnährboden rein züchtet und saramt dem Nährboden bei einer 3S⁰ C. nicht überschreitenden Temperatur eintrocknet.

2. Ein Verfahren zur Herstellung eines die Nitrobactenen erst auf dem feuchten Acker zur Auskeimung bringenden Düngepulvers, dadurch gekennzeichnet, dafs man einem durch Beigabe von Aetzkalk, Pottasche oder dexgL_aJlialisch_gemachten PuTveFäus stick st ο ff haltten In d ustrie - Ab fall ρ rod"u'ct en geringe Mengen" des" nach dem Verfahren des Anspruchs 1 gewonnenen Präparates zusetzt.