DE2655450A1 - Duengemittel - Google Patents

Description

DR. BERG DJPL -INO. STaP^
DIPL.-ING. SCHWAUE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE

Postfach 860245, 8000 München

Anwaltsakte; 27

7_> ߣZ. 1976

Airwick AG

4002 Basel / Schweiz

Düngemittel.

Die Erfindung betrifft Düngemittel, im besonderen Düngemittel in granulierter oder pelletierter Form.

Die von Pflanzen hauptsächlich benötigten Nährstoffe sind Stickstoff, Phosphor und Kalium zusammen mit wesentlich geringeren Mengen anderer Nährstoffe, wie z.B. Magnesium.

Die folgenden Stoffe sind normalerweise die Hauptquellen für Pflanzennäherstoffe:

Stickstoffdünger (N)

V/wi

¹B (089) 988272 Jj_{2 73} 9Rgi74 583310

Mauerkircherstr. 45 · 8000 München Telegramme:

BHRCiSTAITPATENT München TtLEX: 0524560 BtRGd

Ammoniumnitrat Ammoniumsulfat Natronsalpeter

Banken:

Bayerische Vereinsbank München 453100 Hypo-Bank München 3X"0002624 Postscheck München 65343-81«

Phosphatdünger (P) Superphosphat

"Ground-rock"-Phosphat Dicalciumphosphat

Kalidünger (K) Kaliumsulphat

Kaliumchlorid Kainit.

Für landwirtschaftliche Zwecke werden diese Stoffe im allgemeinen miteinander vermischt, so daß das erhaltene Düngemittelgemisch die wesentlichen Pflanzennäherstoffe N, P und K in einem für die Ernährung der jeweiligen Pflanzen geeigneten Verhältnis aufweist. Beispielsweise enthält ein Düngemittel für Kartoffel die Nährstoffe N, P und K im Verhältnis 1:2:3; ein Düngemittel für Getreide im Verhältnis 2:1:1 und ein Düngemittel für Karotten im Verhältnis 1:2:1.

Um das gewünschte Verhältnis zu erhalten, müssen beim Mischen der einzelnen Nährstoffe inerte Stoffe zugesetzt 'werden, die häufig auch als Füllstoffe bezeichnet werden. Diese Stoffe müssen selbstverständlich mit den Nährstoffen verträglich sein, das Gemisch stabilisieren und seine Handhabung erleichtern, dürfen auf Boden oder Pflanzen keine nachteiligen Wirkungen ausüben und müssen kostengünstig und leicht verfügbar sein.

Die Menge des zugesetzten Füllstoffs hängt selbstverständlich von dem im fertigen Gemisch erforderlichen Pro-

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zentsatz der Pflanzennäherstoffe und dem in jedem Bestandteil enthaltenen Prozentsatz an Pflanzennährstoff ab. Mischdünger enthalten im allgemeinen insgesamt etwa 20 bis über 50 % Nährstoffe. Düngemittel mit einem geringeren Gesamtnährstoffgehalt, z.B. 20 bis 30 %, werden im allgemeinen als Düngemittel mit niedrigem Gehalt und solche mit einem höheren Gehalt, z.B. 40 bis 50 % als Düngemittel mit hohem Gehalt bezeichnet. Düngemittel mit einem hohen Näherstoffgehalt benötigen im allgemeinen weniger Füllstoff als solche mit niedrigem Gehalt, was allerdings nicht uneingeschränkt gilt, da die Menge des tatsächlichen Nährstoffs in den einzelnen Bestandteilen eines Mischdüngers einen hohen oder niedrigen Prozentsatz ausmachen kann, abhängig jeweils von der Natur des jeweiligen Bestandteils. Beispielsweise enthält Harnstoff 46 % Stickstoff, Ammoniumsulfat jedoch nur 21 % Stickstoff. Superphpsphat enthält nur 18 % Phosphat, während Doppelsuperphosphat 44 % Phosphat aufweist.

Landwirtschaftliche Düngemittel sind Massengüter, von denen landwirtschaftliche Betriebe mittlerer Größe jährlich bis zu 100 000 kg und mehr benötigen, während der Bedarf bei Großbetrieben mehrere 100 000 kg beträgt. Die mit dem Transport, der Handhabung und der Lagerung verbundenen Probleme begünstigen den Einsatz von Düngemitteln mit hohem Nährstoffgehalt, da solche bei einer bestimmten Nähr stoff menge ein geringeres Volumen aufweist..

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Einzeldünger, d.h. Düngemittel, die unvermischt sind, wie z.B. Ammoniumsulfat allein, v/erden von den Bauern nur in sehr beschränktem Umfang verwendet, während Mischdünger wesentlich häufiger eingesetzt v/erden.

Zur Erleichterung der Handhabung und Anwendung sowie zur Verbesserung der Stabilitäts- und Lagereigenschaften v/erden Mischdünger nach dem Mischen im allgemeinen granuliert (pelletiert). Dieses Verfahren erfordert einen beträchtlichen Kapitaleinsatz für entsprechende Einrichtungen und Maschinen und verschlingt beträchtliche Energiemengen in Form von Bewegungsenergie und Wärme zum Trocknen des fertigen Granulats.

Der Käufer eines granulierten Düngemittels bezahlt somit beträchtliche Verarbeitungskosten zusätzlich zu den Kosten der im Mischdünger enthaltenen Pflanzennährstoffe. Die Abgabegeschwindigkeit der Nährstoffe in den Boden wird jedoch, wenn überhaupt, durch die übliche Granulierung nicht beeinflußt, so daß die einzigen Vorteile in einer leichteren Handhabung und Anwendung und allgemein in verbesserten Lagereigenschaften liegen.

Eines der mit eier Verwendung von chemischen Düngemitteln verbundenen Probleme war immer ihre leichte Löslichkeit. Nach Aufbringen auf den Boden bewirken die Bodenfeuchtigkeit und Regenfälle die Auflösung der Nährstoffe, die dann durch den Boden hindurch und in das Abwasser wandern, ehe

709826/0702 "⁵ "

— if —

Λ-

die Wurzeln der Pflanzen zu ihrer völligen Ausnutzung in der Lage sind. Es ist nicht ungewöhnlich, daß Pflanzen lediglich 25 % des aufgebrachten Stickstoffs ausnutzen, während der Rest fortgewaschen wird. Fine Ausnutzung von 50 % des aufgebrachten Stickstoffs liegt verirutlich weit über dem Durchschnitt. Kalidünger erleidet ein ähnliches Schicksal und in geringerem Maße auch die Phosphate. Zur Überwindung dieses Problems wurden beträchtliche Anstrengungen und Ausgaben aufgewendet, im besonderen was Stickstoff betrifft, der nicht nur der iir¹ allgemeinen in größtem Umfang verwendete Nährstoff, sondern vielmehr auch am leichtesten löslich ist und am leichtesten aus dem Boden ausgewaschen wird.

Bisher waren bei Harnstoff als Stickstoffquelle die besten Erfolge hinsichtlich einer Kontrolle seiner Löslichkeit und damit seiner AJd gäbe geschwindigkeit in die Bodenfeuchtigkeit zu verzeichnen. Eine technische Methode besteht in der Polymerisation von Harnstoff mit Formaldehyd unter Bildung von Harnstofformaldehyd. Dieses Verfahren bedarf einer sorgfältigen Kontrolle, da anderenfalls Stickstoff in eine vollkommen unlösliche Form überführt wird. Ein anderes Verfahren besteht darin, die Harnstoffpellets mit geschmolzenem Schwefel und Wachs zu überziehen. Der Überzug erlaubt der Bodenfeuchtigkeit, langsam einzudringen und Stickstoff langsam aufzulösen.

Durch beide Verfahren werden die Kosten des Stickstoffs

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pro Einheit beträchtlich erhöht. Im Falle des Harnstoffformaldehyds werden die Kosten um etwa 500 % erhöht; im Falle von mit Schwefel überzogenem Harnstoff beträgt die Steigerung etwa 200 %.

Trotz zahlreicher Bemühungen in dieser Richtung ist kein Verfahren bekannt, das eine kontrollierte Freigabe aller Nährstoffe aus einem Mischdünger erlauben würde.

Es ist bekannt, Gips als Bodenverbesserungsmittel und zur Verbesserung von salzigen Böden zu verwenden. Durch Gips v/erden gleichfalls bestimmte Pflanzensorten, besonders bei Aufbringung in hohen Mengen, beispielsweise 10 000 bis 20 000 kg/ha verbessert, wobei diese Verbesserung wahrscheinlich auf eine verbesserte Bodenstruktur zurückzuführen ist. Gips hat ferner eine vorteilhafte Wirkung auf Rosen bei Anwendungsmengen von weniger als 1000 kg/ha.

Es wurde nunmehr überraschend gefunden, daß bei Einverleibung von Gips in Düngemittelgranulat die Pflanzen wesentlich stärker ansprechen als bei Anwendung der gleichen oder sogar grösseren Mengen von Düngemittel allein.

Die Erfindung betrifft deshalb Düngemittel in Granulatform, die Pflanzennaherstoffe und Gips enthalten.

Die Granulate können einen, zwei oder drei Nährstoffe N, P und K mit oder ohne weiteren geringen Nährstoffmengen, wie

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.9.

z.B. Mg enthalten. Granulate, die nicht alle drei Nährstoffe N, P und K enthalten, können mit anderen Granulaten vermischt werden, um ein Gemisch zu erhalten, das diese Nährstoffe in einem geeigneten Verhältnis für die zu düngende Pflanze enthält. Beispielsweise können Granulate, von denen das eine N, das zweite P und das dritte K enthält, auf die gewünschte Weise vermischt werden.

Die Menge an Gips kann von 25 bis 80 Gew.% des Granulates, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.% und besonders bevorzugt etwa 50 % Gew.% betragen. Der restliche Anteil des Granulates enthält den (die) Pflanzennährstoff(e). Liegt nehr als ein Nährstoff vor, so können die relativen Anteile entsprechend den Anforderungen der zu düngenden Pflanze - wie oben beschrieben - eingestellt werden.

Die Granulate können mit Hilfe irgendeiner der herkömmlichen Granulierungsverfahren mit der Maßgabe hergestellt werden, daß Bestandteile so vermischt werden, daß das fertige Granulat ein homogenes Gemisch aus Nährstoff(en) und Gips enthält.

Geeignete Nährstoffe sind, die oben erwähnten, einzeln oder im Gemisch, zusammen mit anderen Stoffen, wie z.B. Kieserit als Quelle für Magnesium.

Es wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäßen Granulate

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ihre Nährstoffe in den Boden mit einer wesentlich langsameren und gleichmässigeren Geschwindigkeit abgeben als Granulate, die keinen Gips enthalten. Diese kontrollierte Nährstoffabgabe tritt bei Granulaten auf, welche die für Düngemittelgranulate übliche Größe aufweisen und wird nicht durch den Feuchtigkeitsgehalt des Granulats beeinflußt. Bei der Aufbringung auf die Erde absorbieren die Granulate Feuchtigkeit. Da jedoch Gips wesentlich weniger löslich als die Nährstoffe ist, behält das Granulat seine Grundstruktur während alle Nährstoffe langsam ausgelaugt werden. Die aus Gips bestehende Matrix bleibt als Granulat-"Skelett" für eine gewisse Zeit erhalten, nachdem alle Nährstoffe ausgelaugt wurden.

Es wurde festgestellt, daß der Cehalt an Nährstoffen bis zu 50 % abnehmen kann, ohne daß das Ansprechen der Pflanzen sich ändern würde, wenn die Nährstoffe einem Granulat mit Gips einverleibt sind.

Normalerweise besteht unter bestimmten Umständen eine Obergrenze für das Ansprechen der Pflanzen, die lediglich durch Erhöhung des Nährstoffgehaltes erreicht werden kann. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Granulate kann diese Obergrenze erhöht werden, was zu einem besseren Ansprechen der Pflanzen führt, als dies ohne Gips möglich ist,

Die langsame Abgabe von Stickstoff aus den erfindungsgemäßen Granulaten wird in der anliegenden graphischen

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Darstellung gezeigt.

Die graphische Darstellung wurde dadurch erhalten, daß man Kolonnen aus einem Torf/Sand-Gemisch Granulate zugab, die Ammoniumsulfat ohne Gips (unformuliert) enthielten, und Granulate, enthaltend Ammoniumsulfat und 5O % Gips (formuliert) zugab. Zur Simulierung von Regen wurden die Kolonnen periodisch ausgelaugt und nach jeder Auslagung (zweimal wöchentlich) Proben des Eluates auf ihren Nährstoffgehalt analysiert. Es wurde festgestellt, daß nach zweimaliger Auslaugung (nach 4 und 7 Tagen) aus der Kolonne, der unformulierter Stickstoff zugegeben worden war, beträchtlich mehr Stickstoff erhalten wurde als aus der Kolonne, der man formulierten Stickstoff zugesetzt hatte. Die überraschendste Feststellung hierbei war die, daß nach allen folgenden Auslaugungen die aus der "formulierten" Kolonne gewonnene Stickstoffmenge etwa das Zweifache der Menge betrug, wie sie aus der "unformulierten" Kolonne erhalten wurde. Dies bedeutet, daß zwischen der ersten und sechsten Woche nach Aufbringung für die Pflanzen die zweifache Stickstoffmenge zur Verfügung stand bei gleicher Aufbringungsmenge, vorausgesetzt, daß das Düngemittel mit Gips "formuliert" war.

In der graphischen Darstellung zeigt die vertikale Achse die wiedergewonnene N-Menge als Prozent der ursprünglich aufgebrachten N-Menge an. Die horizontale Achse gibt die Anzahl der Tage nach der Aufbringung wieder. Das Symbol

709826/0702 ~^l0~

"X" bezeichnet die Gips enthaltenden Granulate und das Symbol "O" die keinen Gips enthaltenden Granulate. Die kontrollierte Auslaugungsgeschwindigkeit von Nährstoffen aus den erfindungsgemäßen Granulaten entspricht der Geschwindigkeit, mit der die Pflanzen sie ausnutzen können, besser als die Geschwindigkeit der Abgabe aus Granulaten t die keinen Gips enthalten.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern .

Beispiel 1.

Die folgenden Bestandteile wurden zur Herstellung einer Nährstoff-Basis vermischt:

Ammoniumsulfat (21 % N) 7 kg

Doppelsuperphosphat (44 % P₂O₅) 7 kg Kaliumsulfat (48 % K₂O) 7 kg

Es wurde ein Düngemittel, enthaltend 7 % N, 15 % P₂°5 und 16 % K₂O erhalten. Von diesem Gemisch wurden 11 kg allein als Düngemittel bei der nachstehenden Behandlung No. 1 und 10 kg vermischt mit IO kg Gips unter Bildung

Kirk-Othme-, Encycl. Chem. Techn. 2.Aufl., Band 9, Seite 106.

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2C-5S450

JA.

einss Dürrgers mit dem gleichen Nährstoffverhältnis, jedoch um. 50 % verdünnt, verwendet. Dieser Dünger wurde bei der nachstehenden Behandlung No.2 verwendet. Beide Gemische wurden unter Verwendung eines Granulators mit Kippvorrichtung granuliert.

Die Dünger wurden bei Karotten (Var. Early Nantes), Salat (Var. Webbs Wonderful) und Kartoffel (Var. Epicure) unter zweimaliger Wiederholung jeder Behandlung verwendet. In jedem Fall wurde auch ohne Zusatz von Dünger eine Kontroll-Pflanzung angelegt.

Bei jedem Versuch war die Behandlung folgende:

1. N:P:K 7:15s16 (NPK allein)

2. NrP:K 3,5:7,5:8 (NPK mit 50 Gips)

3. Kontrolle (ohne Dünger).

Bei diesen Behandlungen wurden die Dünger in folgenden Mengen auf die Pflanzen angewendet:

Auf Karotten: Behandlung 1 ca. 15g/m der Reihe

Behandlung 2 ca. 30g/m der Reihe

Auf Salat:

Behandlung 1 ca. 3Og/ir/

Behandlung 2 ca. 60/m

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Auf Kartoffel;

Behandlung 1 ca. 30g/m der Reihe Behandlung 2 ca. 60 g/ir. der Reihe.

Auswertung:

Beikeiner der Versuchspflanzen wurden irgendwelche phytotoxischen Symptome festgestellt.

Sobald das Reifestadiuni erreicht war, wurden Proben wie folgt, entnommen:

Karotten;

Salat:

Kartoffel:

Die Früchte v.?urden aus einem abgemessenen Meter jeder Reihe aus jedem Versuch abgeerntet, die Stengel entfernt und die Wurzeln gewogen.

Drei Köpfe wurden in Bodenhöhe aus jedem
Wiederholungsversuch geerntet und ungeputzt gewogen.

Die gesamte Ernte an Knollen bis zu einer Größe von Murmeln wurden von fünf Pflanzen in jedem Wiederholungsversuch abgenommen, die lockere Erde abgeschüttelt und die
Knollen gewogen.

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531	538
590	606
531	525

4f

Ergebnisse

Karotten (Var. Early Nantes)

Behandlung Ausbeute g/m der Reihe)

(a) (b) Mittelwert

NPK allein 546

NPK mit 50 % Gips 622 Kontrolle (ohne Dünger) 519

Salat (Var. Webbs Wonderful)

Behandlung Ausbeute (Gew. von 3 Köpfen in g)

(a) (b) . Mittelwert

NPK allein 887

NPK mit 50 % Gips 1 274 Kontrolle (ohne Dünger) 626

Kartoffel (Var. Epicure)

Behandlung Ausbeute (Ges.Gew. der Knollen aus

5 Pflanzen in kg)
(a) (b) Mittelwert

NPK allein 2,26

NPK mit 50 % Gips 2,41 Kontrolle (ohne Dünger) 1,99

1	002	1	945
1	213		243
	648	637

2,06	2,16
2,51	2,46
1,65	1,82

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Es ist erkennbar, daß der Ernteertrag bei Verwendung von 50 % Gips enthaltenden Düngemitteln wesentlich höher als bei Verwendung der gleichen Menge von Nährstoffen, jedoch ohne Gips, ist. Es ist gleichfalls erkennbar, daß die Menge der erforderlichen Nährstoffe im Gemisch mit Gips wesentlich vermindert wird, um den gleichen Ernteertrag zu erhalten.

Beispiel 2.

Ein Düngemittel für Rosen wurde dadurch hergestellt, daß man als Nährstoffe Ammoniumsulfat, einfaches Superphosphat und Kaliumphosphat in einer Menge vermischte, um ein Verhältnis N : P : K von 6 : 8 : 12 zu erhalten. Ein Teil hiervon wurdenit Gips in Mengen von 50 und ^!6O,6 % Gips vermischt und das granulierte Düngemittel auf Rosen in den unten angegebenen Mengen aufgebracht. Die dargestellten Ergebnisse bedeuten die Mittelwerte aus sechs Versuchen.

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Tabelle 2

Beeinflussung von Rosen durch Einverleibung von 50 % oder rnehr Gips in granulierten Mi'schdünger (Mittelwert aus sechs Versuchen)

Aufbringungsmenge •oro Strauch

CD OO K> CD

655:12 ca. 30 g ¹¹ " » 60 g

If Il Ft C)Q g

nur Gips bei 60 g

6:3:12 ca. 30 g + ) Gips ca. 60 g )

6:8:12 ca. 60 g + ) Gips ca. 60 g )

unbehancLelt Anzahl neuer Triebe Anzahl von Knospen

pro Strauch während pro Strauch

der Saison (Mittelwerte aus

(Mittelwerte von 3 Sträuchern an 3 Zeit-*

Sträuchern an 3 Zeit- punkten)

punkten)

Anzahl geöffneter Blüten pro Strauch (Mittelwerte aus 10 Sträuchern)

14,87
14,31
16,70
14,75

18,35

18,15
14,05'

43,34 31,90 36,51 36,76

46,66

46,41 34,91

3,24

4,50 7,10 4,85

7,40

7,35 5,45

- 16" -

Es ist erkennbar, daß die Pflanzen bei Gips enthaltenden Düngemitteln besser ansprachen als bei Düngemittel, die lediglich die Nährstoffe enthielten, auch wenn die Menge der allein verwendeten Nährstoffe auf 9O g pro Strauch erhöht wurde. Durch Vermischen mit Gips können also die Nährstoffmengen beträchtlich vermindert und dennoch ein besseres Ansprechen der Pflanzen erzielt werden.

- 17 -

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0 « ORIGINAL INSPECTED

Claims (6)

1. P at entansprüche :

   (ij Düngemittel, insbesondere in granulierter oder pelletierter Form, enthaltend mindestens 20 Gew.% Pflanzennährstoffe, berechnet auf das Gesamtgewicht des Düngemittels, dadurch gekennzeichnet, daß 25 bis 80 %, berechnet auf das Gewicht des Düngemittels, aus Gips besteht.
2. 2. Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gipsgehalt von 40 bis 60 %, berechnet auf das Gewicht des Düngemittels, beträgt.
3. 3. Düngemittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pflanzennährstoffe aus mindestens einem der drei Nährstoffe: Ammoniumsulfat, Kaliumsulfat und Kieserit bestehen.
4. 4. Düngemittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mg-Nährstoff in geringer Menge enthalten ist.

   - 18 -

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   ORIGINAL INSPECTiO
5. 5. Verfahren zur Freisetzung von Pflanzennährstoffen aus einem sie enthaltenden Düngemittel mit geringer und gleichmässiger Abgabegeschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man auf den Boden eine wirksame Menge der Pflanzennährstoffe im Gemisch mit Gips aufbringt, wobei der Anteil des letzteren von 25 bis 80 %, bezogen auf das vereinigte Gewicht von Nährstoffen und Gips, beträgt.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus Nährstoffen und Gips in granulierter oder pelletierter Form vorliegt.

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