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Verfahren zur Herstellung von Mikronährstoffdüngemitteln mit langanhaltender
Dauer-Düngewirkung In den beiden letzten Jahrzehnten ist eine größere Anzahl von
Verfahren bekanntgeworden, nach denen durch die Anwendung von Metallegierungen als
Mikronährstoffdüngemittel eine Dauerwirkung auf Pflanzenkulturen und Kulturböden,
d. h. eine Versorgung derselben mit Mikronährstoffen für die Dauer von mehreren
Jahren erreicht wird. Diese Verfahren sind in zahlreichen deutschen und ausländischen
Patentschriften und deutschen Auslegeschriften beschrieben worden.
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Nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 929 553 wird z.-B.
eine Dauerdüngung mit Mikronährstoffen dadurch erreicht, daß mehrere verschiedene
Metallverbindungsformen in einem solchen Mikronährstoffdüngemittel verwendet werden.
Das Düngemittel enthält die Mikronährstoffe zugleich in metallischer, verschlackter
und oxydischer Form. Darüber hinaus wird in dieser Patentschrift vorgeschlagen,
die Mikronährstoffdüngemittel in durch Mahlung erreichter unterschiedlicher Korngröße
zu verwenden, wobei das (einst vermahlene Material möglichst sofort, also im ersten
Vegetationsjahr, zur Wirkung auf die Pflanzen und den Boden kommen soll, während
die gröberen Substanzen erst in den späteren Jahren im Boden aufgeschlossen werden
und auf die Pflanzen zur Einwirkung gelangen.
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Auch aus der deutschen Patentschrift 1065 862 sind Mikronährstoffdüngemittel
von zeitlich verschiedener Wirkungsdauer zu entnehmen, wobei eine bestimmte Dauerwirkung
dadurch erreicht werden soll, daß die als Vormaterial verwendeten großoberflächigen
Schleifstäube der Bandschleifereien in geeigneten Öfen erhitzt und einer teilweisen
Oxydation unterworfen werden, bevor sie als Mikronährstoffdüngemittel Verwendung
finden. Durch diese teilweise Oxydation der metallischen Anteile soll ein zeitlich
anderer Abbau im Boden erreicht werden, als er durch die metallischen Anteile allein
erreicht wird.
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Die deutsche Patentschrift 744 083 beschreibt zwar schon die Verwendung
der bei der Verarbeitung von Cu-Legierungen, wie Messing, Rotguß, Neusilber u. dgl.,
anfallenden Fabikationsrückstände als Mikronährstoffdüngemittel. Hierbei handelt
es sich jedoch um Fabrikationsrückstände, die einen sehr geringen Kupfergehalt von
etwa 2,5 % aufweisen, und nicht um die Legierungen selbst. Auch die Verwendung der
erfindungsgemäß bestimmten Gemische aus Legierungsarten mit unterschiedlichem Korrosionsverhalten
konnte aus dieser Patentschrift mit keinem Wort hergeleitet werden.
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Die deutsche Patentschrift 1083 281 beschreibt ferner ein Verfahren
zur Herstellung von Mikronährstoffe in verschiedenen Löslichkeitsformen enthaltenden
Metallpulvern, nach welchem dem Metallbad solche Metallegierungen, Metallverbindungen
oder Metalle, insbesondere Kupfer-Silicium-Legierungen u. dgl., zugesetzt werden,
die eine geringere oder höhere Löslichkeit aufweisen als die Komponenten des Metallbades
und auf Grund ihres Korrosionsverhaltens einen steuernden Einfluß auf die zeitliche
Pflanzenaufnehmbarkeit der Mikronährstoffe bewirken.
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In weiteren Patentschriften oder deutschen Auslegeschriften ist außerdem
der Vorschlag gemacht worden, zwei verschiedene Arten von metallhaltigen Mikronährstoffdüngemitteln,
insbesondere Kupferhammerschlag und Bandschleifereirückstände oder Messingschleifstäube,
miteinander zu vermischen und das Gemisch als längere Zeit wirkendes Mikronährstoffdüngemittel
zu verwenden. (Vgl. die deutsche Auslegeschrift 1007 789 und die britische Patentschrift
825 612.) Die Herstellung von verschiedene Legierungen enthaltenden Mikronährstoff
düngemitteln über das Schmelzbad geht z. B. aus den deutschen Patentschriften 961628
und 1083 281 sowie der französischen Patentschrift 1101520 hervor.
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Zusammenfassend ist zu diesem Stand der Technik auf dem Gebiet der
Herstellung und Verwendung von Metallmehlen als Mikronährstoff düngemittel zu bemerken,
daß zur Erreichung einer Dauerdüngung verschiedenartige Legierungen verwendet werden
oder die Mahlfeinheit derselben verschiedenartig gestaltet wird. Bei allen diesen
Verfahren wird jedoch im wesentlichen nur eine Legierungsart verwendet. Bei den
vorgeschlagenen Gemischen aus Kupferhammerschlag und Messingmehlen ist der Kupferhammerschlag
an sich nicht als Metallegierung im üblichen Sinne anzusehen: wegen seines hohen
Gehaltes an leichtlöslichem Kupferoxyd (etwa 85% Cu) wird er im Boden verhältnismäßig
schnell zu Cu-Ionen abgebaut
und den Pflwnzen als Mikro:lälirstoff
zur Verfügung gestellt. Mit sämtlichen bekannten Metallegierungs-Mikronährstoffdüngemitteln
kann jedoch eine über viele Jahre sich hinaus erstreckende, insbeson-&.re etwa
zehnjährige Dauerdüngung nicht erzielt -:: er-:en.
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Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von
Mikronährstoffdüngemitteln mit langanhaltender DauerdüngewirkunQ. die sich über
einen Zeitraum von 10 Jahren und mehr erstreckt, durch Vermischen von feinstverteilten
Messinglegierungen mit anderen Metallmehlen oder Metallrückständen. Das Ziel einer
so lange Jahre andauernden Düngung mit Mikronährstoffen wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, daß mindestens drei oder vier verschiedene Metallegierungsarten mit unterschiedlichem
Korrosionsverhalten, insbesondere Messing . Rotguß-und Kupfer-Nickel-Legierungen
und/oder Kupfer-Mangan-Legierungen und/oder Aluminiumbronzen u. dgl., nach bekannter
Herstellung über das Schmelzbad oder in Form von Fabrikationsrückständen der metallverarbeitenden
Industrien und Feinstvermahlung innig miteinander zu einem homogenen Gemisch verarbeitet
werden.
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Durch langjährige wissenschaftliche Versuche ist nämlich der Nachweis
erbracht worden, daß für die Wirkung der Metallegierungen oder Legierungsabfälle
als Mikronährstoffdüngemittel die Zusammensetzung der Legierungen von wesentlicher
Bedeutung ist, wobei die Korrosionseigenarten der einzelnen Metallegierungen von
besonderer Bedeutung sind. Die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zu
verwendenden verschiedenen Metallegierungen werden unter Berücksichtigung ihrer
Beständigkeit bei Einwirkung der Bodenflüssigkeit und der Ausscheidungen der Pflanzenwurzeln
oder ihrer Auflösungsgeschwindigkeit durch Feuchtigkeit ausgewählt. Um eine gleichmäßige
Wirkungsdauer über einen großen Zeitraum sicherzustellen, werden Legierungen von
unterschiedlichem Korrosionsverhalten miteinander vermischt: A. Als leicht zur Korrosion
neigende Legierung wird die Messinglegierung ihre Kupfer- und Zinkionen über den
Zeitraum der ersten beiden Jahre nach Einbringung in den Boden zur Verfügung stellen.
Je nach der Höhe des Kupfer- und Zinkgehaltes der Legierung ergeben sich schon dabei
unterschiedliche Korrosionsmöglichkeiten: Messinglegierungen mit hohem Zn-Gehalt,
die ein grobkristallines Gefüge haben, geben durch die Einwirkungen des Bodens die
für das Pflanzenwachstum notwendigen Ionen schneller frei als Messinglegierungen
mit hohem Cu-Gehalt und daher feinerer Gitterstruktur.
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B. Bevor die Wirkung der Messinglegierung abfällt, und zum geringeren
Teil auch schon im ersten und zweiten Jahr, werden die erfindungsgemäß beigemischten
Rotgußlegierungen ihre Ionen freigeben. Auch innerhalb der Rotgußgruppe ergeben
sich je nach den Anteilen der Legierungskomponenten verschiedenartige Wirkungsmöglichkeiten
im Boden. Der Zinngehalt bei Rotguß schwankt zwischen 4 bis 100/0, der Zinkgehalt
zwischen 2 bis 7%, der Rest besteht aus Kupfer. Das in der Technik verwendete RG
5 z. B. wird auf Grund seines höheren Zinkgehaltes schneller in Lösung gehen als
RG 9 mit entsprechend höherem Sn-Gehalt. Durch diese Rotgußlegierungen kann eine
optimale Düngewirkung bis zum sechsten Jahr nach der Einbringung erreicht werden.
C. Legierungen, die über diesen Zeitraum hinaus wirksam sein sollen, müssen fast
korrosionssicher sein. Hierzu eignen sich die in der Technik bekannten seewasserbeständigen
Legierungen, in die neben Kupfer und Zink Nickel-Aluriin;um oder Nickel-Mangan eingeschmolzen
werden. Durch die im Boden vorhandenen Säuren und die turnusmäßig eingebrachten
Düngesalze werden diese beständigen Legierungen erst im Laufe der Jahre aiigegriffen
und in Lösung übergeführt.
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Diese Erkenntnisse der verschiedenen Lösungsgeschwindigkeiten der
einzelnen Legierungstypen im Boden sind mehr durch praktische Düngungsversuche als
durch chemisch-analytische Methoden bewiesen worden. Sie lassen sich unter anderem
aber auch erhärten durch Leitfähigkeitsmessungen in wäßrigen Systemen.
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Leitfähigkeitsmessungen zum Nachweis der unterschiedlichen Lösungsgeschwindigkeiten
verschiedener Legierungen Drei Legierungen, die die in der Beschreibung angeführten
Gruppen A, B und C vertreten sollen, werden in ein wäßriges System gebracht, das
in etwa den Bodenverhältnissen angenähert wurde: destilliertes Wasser wurde durch
Zugabe von Phosphaten, Kaliumnitraten und Ammoniumsalzen auf einen p11-Wert von
6,5 gebracht. Zum Vergleich wurde eine Lösung mit reinem Cu/Zn-Pulver, lediglich
miteinander vermischt, angesetzt. Alle Produkte haben gleiche Konzentration und
gleiche Korngrößen.
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Das wäßrige System bildet als Elektrolyt einen Widerstand, der mit
einem Leitfähigkeitsmeßgerät gemessen werden kann. Je mehr Ionen in Lösung gehen,
um so mehr nimmt der Widerstand ab.
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Bereits nach 3 Tagen zeigten sich Werte, die den theoretischen Erwartungen
entsprachen.
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Durch die erfindungsgemäß hergestellten Legierungsgemische ergänzen
sich die Wirkungsmöglichkeiten der einzelnen Gruppen in denkbar günstiger Weise.
Wenn die erste Gruppe in ihrer Wirkung nachläßt, setzt die Gruppe B ein, und wenn
diese ihren Höhepunkt erreicht, beginnt die Gruppe C erst zu korrodieren. Diese
Staffelung schafft nicht nur eine gleichmäßige Ionenquelle über einen langen Zeitraum;
durch das gleichzeitige Vorhandensein der verschiedenen Schwermetalle im Boden wird
auch die Bildung von Lokalelementen in besonderem Maße begünstigt. Vor allem daraus
erklärt sich wohl der synergistische Effekt, der bei der Anwendung der Legierungsgemische
im Sinne der Ertragssteigerung zu beobachten ist.
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Aus den oben angeführten Zusammenhängen ergibt sich, daß bei dem Mischungsverhältnis
der drei Gruppen die schwer löslichen Gruppen anteilmäßig überwiegen müssen. Es
wird folgendes Mischungsverhältnis eingehalten: Gruppe A . . . . . . . . . . . .
. . etwa 30 0l0 Gruppe B . . . . . . . . . . . . . . etwa 35 0/0 Gruppe C . . .
. . . . . . . . . . . etwa 35 0/0 Je nach der Zusammensetzung der Legierungsarten
innerhalb der einzelnen Gruppen ist dieses Verhältnis variabel.
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Der tecnnische Fortschritt der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Mikronährstoffdüngemittel aus Metallegierungsgemischen besteht darin,
daß künftig eine Dauerdüngung und Dauerversorgung
der Mangelböden
über einen Zeitraum von 10 Jahren und darüber sichergestellt wird, die bisher mit
keinem der bekannten Legierungsdüngemittel erreicht werden konnte. Durch das dadurch
ermöglichte einmalige Ausstreuen der Mikronährstoffdüngemittel innerhalb dieses
Zeitraums können erhebliche Einsparungen an Lohn- und Frachtkosten erzielt werden.
Für den Landwirt ergibt sich ferner bei Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten
Mikronährstoffdüngemittel die Gewißheit und Sicherheit, daß seine Acker für viele
Jahre ausreichend mit Mikronährstoffen versorgt sind. Mangelerkrankungen und Ertragsdepressionen
bei den Kulturpflanzen sind auf den gedüngten Schlägen mit Sicherheit nicht zu erwarten.
Gleichzeitig tragen die erfindungsgemäßen Mikronährstoffdüngemittel bei der Düngung
von Futterpflanzen dazu bei, die Gesundheit der gefütterten Tiere zu erhöhen und
Mangelerkrankungen, z. B. Lecksucht, Osteomalazie, Knochenweiche u. dgl., die zum
Teil auf einen Mikronährstoffmangel zurückzuführen sind, zu verhüten. Außerdem bietet
das erfmdungsgemäße Verfahren die Möglichkeit, die Zusammensetzung der Mikronährstoffdüngemittel
den jeweiligen Bedürfnissen der verschiedensten Mangelböden (Cu-, Zn-, Mn-, Co-Mangel
u. dgl.) anzupassen.