DE19525591A1 - Zusammensetzung eines Proteingaranten und seine Verwendung, insbesondere zur Düngung von Getreide - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung eines Protein­ garanten zur Blattbehandlung von Pflanzen zwecks Erhöhung des Proteingehaltes von Ernten, vor allem von Weizen.

Im allgemeinen unterteilt man den Weizen nach Sorten, seiner natür­ lichen Tauglichkeit und nach dem Proteingehalt des Korns in folgende Klassen:

• - Weichweizen, unterteilt in
  • ⚫ Futterweizen, nicht als Brotweizen verwendbar,
  • ⚫ Brotweizen (mindestens 12% Proteine),
  • ⚫ Kraftweizen oder Edelweizen (mindestens 13,5% Proteine),
• - Hartweizen (mindestens 14,5% Proteine).

Die Backqualität von Weizen ist eng mit der Sorte verbunden, aber auch mit sehr wichtigen äußeren Faktoren wie dem "Jahreseinfluß" und der Stickstoffdüngung, so daß die Bauern niemals sicher sind, ob ihre Getreideernten für die eine oder andere Verwendung brauchbar sind.

Der Hektarertrag einer Anbaufläche ist Sache der Bodendüngung. Es ist zudem bekannt, daß die Stickstoffdüngung von Weizenkulturen sich in einer Erhöhung des Proteingehalts des Korns zeigt. Man weiß, daß beispielsweise in der Champagne, einer Region, in der die Erträge im allgemeinen hoch und der Gehalt an Proteinen gering ist, eine zusätzlich Zugabe von 80 Einheiten Stickstoff, die dem Boden zuge­ führt werden, eine Erhöhung des Proteingehalts um etwa 1% bewirkt. Dies drückt sich zahlenmäßig im scheinbaren Stickstoffausnutzungs­ koeffizienten (SSK) aus, der sich nach der folgenden Formel berechnet:

(Dabei ist ΔN die Stickstoffdifferenz zwischen einer nicht gedüngten Vergleichsprobe und einer aus einer gedüngten Parzelle stammenden Probe bei einer gegebenen Menge oder die Stickstoffdifferenz zwischen Proben, die aus zwei unterschiedlich gedüngten Parzellen stammen)
oder auch nach der Formel:

Führt man bei der Düngung mit Ammoniumnitrat dem Boden im Stadium des "Ährenschwellens" eine Menge von 40 kg N/ha zu, liegt der SSK in der Größenordnung von 50 bis 60%. Je später die Stick­ stoffzufuhr zum Boden erfolgt, desto besser ist der SSK (z. B. bei Stickstoffzufuhr im Stadium des Ährenschwellens), vorausgesetzt jedoch, daß der Stickstoffzufuhr Regen folgt, was nicht immer der Fall ist, aber auf alle Fälle erreicht der so erhaltene SSK allerhöchstens 80%.

Man hat nun soeben herausgefunden, daß es möglich ist, den Protein­ gehalt von Weizen deutlich anzuheben, indem man einen Protein­ garanten, eine wäßrige Zusammensetzung auf Basis von Harnstoff, der desacyliertes Chitin beigemengt ist, verwendet. Man hat festgestellt, daß die Verwendung einer solchen Zusammensetzung unter Bedin­ gungen, die noch weiter dargelegt werden, eine unerwartete Erhö­ hung des Proteingehalts des behandelten Weizens zur Folge hat, obgleich man eine Stickstoffmenge verwendet, die unterhalb derjeni­ gen liegt, die man herkömmlicherweise dem Boden zuführt, praktisch ohne daß eine schadhafte Verbrennung des Blattwerks eintritt, wie es sehr häufig bei der Verwendung herkömmlicher Flüssigstickstoff­ dünger in einem späten Stadium (im "2-Knoten"-Stadium des Weizens) der Fall ist. Die so erzielte Verbesserung zeigt sich in einem sehr hohen scheinbaren Stickstoffausnutzungskoeffizienten (SSK), der sogar oberhalb von 100% liegt. Diese hervorragenden und unerwarteten Leistungen lassen der Zusammensetzung nicht nur eine gewöhnliche, ernährungsgemäße Bedeutung zukommen, sondern auch eine nicht ausgesprochene, physiologische Bedeutung. Man findet, daß eine solche Behandlung nicht zur Erhöhung des Stickstoffrückstandes im Boden nach der Ernte führt, ein Risiko, das man bei spätem Einsatz eines Stickstoffdüngers, den man dem Boden zuführt, eingeht, ganz besonders unter klimatischen Bedingungen, die seiner Wirksamkeit abträglich sind.

Der stickstoffhaltige Ausgangsstoff für den erfindungsgemäßen Proteingaranten ist Harnstoff, ein in Lösung wenig ionisiertes Produkt bei schwachem osmotischem Druck mit einer Stickstoffeinheit, ver­ gleichbar mit Ammoniumnitrat, einer weiteren gängigen Stickstoff­ quelle in der Landwirtschaft. Der Harnstoff darf für diese Verwendung nur eine sehr geringe Menge Biuret enthalten, da letzteres phytotoxisch wirkt; aus diesem Grunde verwendet man als Ausgangs­ material vorzugsweise heiße Harnstofflösungen mit Harnstoff in Granulatform, um somit sicherzustellen, daß der Biuretgehalt unter­ halb von 0,3% liegt. Geeignete Harnstofflösungen enthalten 200 g Stickstoff pro Liter (das entspricht 435 g Harnstoff pro Liter). Die Basizität der Lösung, die auf eine gewisse Menge freien Ammoniaks zurückgeht, wirkt sich nachteilig auf die Durchdringung der Blätter mit Stickstoff aus, durch Zugabe einer annehmbaren Säure zu den Zusammensetzungen zur Blattbehandlung wie z. B. Salpetersäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Essigsäure stellt man den pH-Wert der vorangehenden Lösung auf etwa 7 ein. Man verwendet vorzugs­ weise Salpetersäure, die weniger das Risiko mit sich bringt, Fällungen in der Zusammensetzung zu bewirken und deren Stickstoff vom Blattwerk assimiliert werden kann. Man verwendet die Salpetersäure insbesondere in Form einer dezinormalen Lösung mit variablen Mengen an verwendetem Harnstoff, wobei 80 ml einer dezinormalen Salpetersäurelösung pro Liter einen Durchschnittswert darstellen. Man erleichtert die Stickstoffassimilation, indem man zu dieser Ausgangs­ lösung 0,1 g pro Liter Nickel in Form von Ni²⁺-Ionen hinzugibt, das ein Cofaktor der Urease ist (im allgemeinen verwendet man 0,4 g/l Nickelchloridhexahydrat).

Diese Technik des Proteingaranten hebt sich deutlich von der Technik der Flüssigdünger ab, mit denen man versucht sein wird, ihn zu ver­ gleichen: Zunächst einmal durch den Zeitpunkt der Behandlung, der dann einsetzt, wenn die Körnerzahl der Ähre bereits feststeht und der Ernteertrag praktisch schon erworben ist, dann aber auch durch die Anwendungspraxis, denn beim Einsatz nach dem Sprießen (Schossen) verwendeter Flüssigdünger ist man darauf bedacht, große Tropfen zu bilden, damit sie über das Blattwerk rollen und dort nicht verbleiben. Im Gegensatz dazu ist man bei der vorliegenden Erfindung, ähnlich wie bei der Schutzbehandlung von Kulturen, darauf bedacht, die Lösung auf dem Blatt zu halten; aber im Unterschied zu letzterer arbeitet man mit konzentrierten Lösungen, um die Zufuhr einer großen Menge aktiver Elemente zu gewährleisten. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die gewöhnlichen Formulierungshilfsstoffe (Beistoffe) in Blattschutzmitteln wie ethoxiliertes Sorbitanlaurat oder -oleat (Montanox®) Ursache für heftige Verbrennungen des Blattwerks waren, vor allem das häufig verwendete Montanox.

Als Beistoff spielt desacyliertes Chitin, eine Poly-2-desoxy-2-amino­ glucose, im Registry File der Chemical Abstracts unter der Nummer [9012-76-4] verzeichnet, eine wesentliche Rolle für die vorliegende Erfindung, weil es zugleich alle physikalischen Eigenschaften, die für einen solchen Beistoff erforderlich sind, zeigt und weil der Protein­ garant, mit dem es vermischt ist, zugleich zu einem unerwarteten SSK führt und keine schadhafte Verbrennungen des Blattwerks hervorruft. Für verschiedene medizinische oder pharmazeutische Anwendungen findet man es handelsüblich unter dem Namen Chitosan. Es wird aber auch als Inhaltsstoff zur Herstellung von Filmen oder Fäden wie Appreturen oder als Inhaltsstoff von Bohrschlämmen verwendet.

Erfindungsgemäß nützliche Rezepturen sind somit wäßrige Zusam­ mensetzungen nahe bei einem pH-Wert von 7, deren Harnstoffgehalt, berechnet in Stickstoff, 150 bis 220 Gramm Stickstoff pro Liter umfaßt und die 0,2 bis 10 Gramm Chitosan pro Liter des Proteingaranten ent­ halten. Man bevorzugt Lösungen mit etwa 0,5 Gramm pro Liter; man erhält solche Lösungen sehr einfach, beispielsweise ausgehend von 2,5%igen Chitosanlösungen, die man erhält, indem man 37,5 g des Produktes in seiner handelsüblichen Form in einem Liter Wasser dispergiert; die Dispersion läßt man zwei bis drei Stunden stehen, rührt sie dann und gibt 250 ml IN Salpetersäure hinzu; nach voll­ kommener Auflösung gibt man schließlich 1,5 Liter Wasser hinzu. Eine solche Lösung gibt man einfach zu der vorangehenden stickstoff­ haltigen Harnstofflösung, um den erfindungsgemäßen Proteingaranten zu erhalten. Man kann, wie vorher erwähnt, noch wahlweise ein Nickelsalz zusetzen mit einem Gehalt von 0,05 bis 0,2 g Nickel pro Liter.

Der Proteingarant wird in einer Menge von etwa 100 Litern pro Hektar in feiner Zerstäubung (wie bei Pflanzenschutzbehandlungen) vom Endstadium des "Ährenschwellens" bis zum Blütestadium verwendet.

Dieser erfindungsgemäße Proteingarant entwickelt besonders interes­ sante und unerwartete Eigenschaften bezüglich des Weizens. Er wird sehr geschätzt, um eine gute Backqualität der aus den Getreidesorten erhaltenen Mehle zu garantieren, wobei die Getreidesorten gelegent­ lich Proteine bis zu einer Obergrenze von 12% enthalten, wie die Weizensorten Thesee, Forby, Recital, Apollo, Rossini, Sideral. Es ver­ steht sich von selbst, daß diese Angaben nicht seine Verwendung zur Erhöhung des Proteingehalts anderer Weich- oder Hartweizensorten ausschließen (andere Getreidesorten wie Mais, Sorgho, Gerste, Hafer, Roggen, Triticale) und daß diese Zusammensetzung auch gut zu deren Düngung eingesetzt werden kann, wie auch zur Düngung anderer Kulturen, insbesondere von Sonnenblumen, Raps, Soja, Zuckerrüben, Kartoffeln oder auch von anderen Futtersorten oder Wiesen.

Mit Hilfe der folgenden Beispiele läßt sich die Erfindung besser ver­ stehen.

Beispiel 1 Versuch zur Verbrennung des Blattwerks

Dieses Beispiel bezieht sich auf zwei Versuche mit Weichweizen (Sorte Forby), in dem man den Einfluß verschiedener Harnstoffzusam­ mensetzungen auf die Verbrennung beobachtete, wobei die Harnstoff­ zusammensetzung 20 Gew.-% Stickstoff enthielt und in einer Menge von 100 Litern pro Hektar verwendet wurde. Man beobachtet visuell die Verbrennungen an der Spitze des letzten Blattes. Die unten aufge­ führten Daten sind das Ergebnis mehrerer Beobachtungen, die jeweils in unterschiedlicher Reihenfolge durchgeführt wurden.

In der Tabelle zählen die chitosanhaltigen Lösungen zu den weniger aggressiven Lösungen.

Beispiel 2 Proteingehalt der Ähre

Die in der folgenden Tabelle dargestellten und in der Abb. 1 veranschaulichten Ergebnisse wurden in einer Parzelle normal gedüngten Weichweizens erhalten. Sie erlauben den Vergleich zwi­ schen der zusätzlichen Zufuhr von 40 kg N/ha in Form von Ammoni­ umnitrat, die den Boden im Stadium des Ährenschwellens zugeführt werden, und der Zufuhr von 20 kg N/ha über das Blattwerk in dem­ selben Pflanzenstadium in Form unterschiedlich zusammengesetzter Harnstofflösungen. Der Vergleichswert entspricht der herkömmlichen landwirtschaftlichen Düngung ohne zusätzliche Zufuhr von Stickstoff.

Im vorliegenden Fall, wo die herkömmliche Düngung nicht zu einem Weizen führt, der als Brotweizen eingestuft werden kann, da sein Proteingehalt unterhalb von 12% liegt, führt die Rezeptur des erfindungsgemäßen "Proteingaranten" zum höchsten Proteingehalt des Korns mit einem SSK von einem unerwartet hohen Wert.

Claims (6)

1. Proteingarant, enthaltend eine neutrale, wäßrige Zusammensetzung auf Basis von Harnstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammen­ setzung Harnstoff in einer Menge, die 150 bis 220 g Stickstoff pro Liter entspricht, und Chitosan in einer Menge von 0,2 bis 10 g pro Liter enthält.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die mit einer ausreichenden Menge Salpetersäure neutralisiert wurde, um einen pH-Wert von 7 zu erhalten.

3. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, die zusätzlich 0,05 bis 0,2 g Ni²⁺-Ionen pro Liter enthält.

4. Verfahren zur Erhöhung des Proteingehalts von Getreideernten, dadurch gekennzeichnet, daß man vom Stadium des Ährenschwellens bis zum Blütestadium über dem Blattwerk einen Proteingaranten nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zerstäubt.

5. Verfahren nach Anspruch 4 zur Anwendung auf Futterweizen, Brot­ weizen und Kraftweizen.

6. Verfahren nach Anspruch 4 zur Anwendung auf andere Getreidesorten als auf Weichweizen, nämlich auf Hartweizen, Mais, Sorgho, Gerste, Hafer, Roggen und Triticale.