DE3034062C2

DE3034062C2 - Melamin-Pflanzendünger

Info

Publication number: DE3034062C2
Application number: DE3034062A
Authority: DE
Inventors: George Graham Seattle Wash. Allan
Original assignee: University of Washington
Current assignee: University of Washington
Priority date: 1979-09-10
Filing date: 1980-09-10
Publication date: 1982-11-18
Also published as: FI802789A; GB2061264A; DE3034062A1; CA1124539A; ES494936A0; FR2472550A1; NO802657L; IT1132647B; JPS5711893A; IT8024454A0; BE885166A; AU519839B2; NL8005085A; BR8005787A; FR2472549A1; ES8106711A1; AU6215980A; SE8006295L

Description

Stickstoffdünger, wie Ammoniumnitrat, Ammoniumsulfat und Diammoniumphosphat, werden seit Jahren als Dünger für Koniferenbäumchen sowie andere Pflanzen verwendet Diese Verbindungen sind in Wasser leicht löslich und werden aus dem Erdreich innerhalb 3 bis 4 Wochen ausgelaugt Es ist erwünscht, insbesondere zur Düngung von Bäumen und Sträuchern, den Stickstoffgehalt des Düngemittels über einen längeren Zeitraum, beispielsweise eine oder mehrere Wachstumsperioden, zur Verfügung zu haben. Durch langsamer sich auflösende Typen von Stickstoffverbindungen, wie Harnstoff, wird der Stickstoff für die Pflanzen über einen längeren Zeitraum zur Verfugung gestellt Harnstoff wurde mit Erfolg zur Düngung von Koniferen und anderen Pflanzen eingesetzt Melamin ist ebenfalls ein sich langsamer auflösender Typ einer Stickstoffverbindung, da sie in Wasser wenig löslich ist. Im Erdreich zerfällt Melamin allmählich unter Freisetzen von Stickstoff, der als Düngemittel für die Pflanze zur Verlügung steht.

Melamin wird vor allem zur Herstellung von Kunstharzen und Beschichtungsmassen, wie Melamin-Formaldehyd-Harzen, eingesetzt Es wird technisch durch Erhitzen von Dicyandiamid oder Harnstoff unter Druck hergestellt. Dabei kann das Melamin durch langsames Kühlen der Reaktionsgase in Abwesenheit von Wasser in kristalliner Form erhalten werden; vgl. SRI International Reports (1978) Bd. Melamine, S. 69-71 und 75-77.

Die Verwendung von Melamin für sich oder im Gemisch mit anderen stickstoff-, phosphorsäure- oder kalihaltigen Düngemitteln für Düngezwecke ist aus der DE-PS 9 28 835 bekannt. Das Melamin wird dabei als kristallisiertes Salz eingesetzt. Besondere Angaben über die Herstellung des kristallisierten Melamin sind dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.

Technisch hergestelltes Melamin zeigt bei Anwendung in den zur befriedigenden Pflanzendüngung erforderlichen Mengen eine mäßige bis starke Phytotoxizität, die von der Art der Pflanze, den Bodenbedingungen und der Mclaminmenge abhängt. Aufgrund dieser phytotoxischen Wirkungen ist technisches Melamin auch in kristalliner Form als Pflanzendünger ungeeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pflanzendünger mit einem Gehalt an Melamin bereitzustellen, der sich insbesondere zur Düngung von Bäumen und Sträuchern eignet und der nicht phytotoxisch ist. Die Lösung dieser Aufgabe beruht auf dem überraschenden Befund, daß technisches Melamin nach mindestens einmaliger Umkristallisation aus Wasser bei der Verwendung zur Pflanzendüngung keine phytotoxischen Wirkungen mehr aufweist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, Mittel zur

synergistischen Verstärkung des Pflanzenwachstums auf der Basis von technischem Melamin zu schaffen. Die Lösung dieser Aufgabe beruht auf dem überreichenden Befund, daß ein Gemisch aus mindestens einmal aus

μ Wasser umkristallisiertem technischem Melamin sowie eine Mischung gleicher Gewichtsteile Kraftlignin und 2,4-Dich!orphenoxyessigsäüre sich für diesen Zweck eignet

Die Erfindung betrifft somit den in den Patentansprü-

chen gekennzeichneten Gegenstand.

Es ist überraschend, daß durch Umkristallisation von technischem Melamin aus Wasser ein Melamin anfällt, das sich als Pflanzendünger eignet. Es wurde festgestellt daß bei der Umkristallisation von technischem Melamin

x> bestimmte, noch nicht identifizierte wasserlösliche Verunreinigungen abgetrennt werden, die schon in sehr geringen Mengen phytotoxische Wirkungen entfalten. Es ist auch überraschend, daß Melamin, aus dem die phytotoxischen Verunreinigungen abgetrennt worden sind, zusammen mit 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure in einer Form, die eine gesteuerte Wirkstoffabgabe ermöglicht, zu verstärktem Pflanzenwachstum führt, und daß diese Verstärkung größer ist als bei der Anwendung von Melamin oder 2,4-Dichlorphenoxyes sigsäure allein.

Zur Abtrennung der phytotoxischen Verunreinigungen in technischem Melamin wird dieses mit Wasser gewaschen, filtriert und die Mutterlauge zur Trockene eingedampft Der Rückstand wird sodann umkristalli sicrt, bis die Kristallmenge nicht mehr phytotoxisch reagiert. Die Mutterlaugen jeder Umkristallisation werden vereinigt und zur Trockene eingedampft. Der erhaltene Feststoff zeigt gegenüber Pflanzen sehr starke Phytotoxizität. Die Temperatur bei der Umkri stallisation ist nicht besonders kritisch. Das erhaltene feste kristalline Melamin, aus dem die phytotoxischen Verunreinigungen abgetrennt worden sind, wird in üblicher Weise getrocknet und sodann verpackt. Es können eine oder mehrere Umkristallisationen von Melamin erforderlich sein, je nach dem Produkt und den zu entfernenden Mengen an Verunreinigungen.

Das geireinigte Melamin kann als Düngemittel auf die Oberfläche des Erdreichs in der Nähe der Pflanzen aufgebracht werden. Aufgrund seiner niedrigen Löslich keit zerfällt Melamin im Erdreich verhältnismäßig langsam und innerhalb eines langen Zeitraumes unter Abgabe von Stickstoff.

Es wurde ferner festgestellt, daß durch Vermischen eines Herbizids in Form eines Präparats mit gesteuerter Wirkstoffabgabe, beispielsweise von 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure in Form eines Präparats mit gesteuerter Wirkstoffabgabe, mit aus Wasser umkristallisiertcm Melamin, aus dem die phytotoxischen Verunreinigungen

abgetrennt worden sind, eine Wachstumssteigerung von bis zu 100% mehr als das Wachstum der unbehandelten Pflanzen erreicht wird.

Die bevorzugte Form der 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure mit gesteuerter Wirkstoffabgabe ist ein Gemisch aus 50 Gewichtsprozent Kraftlignin und 50 Gewichtsprozent 2,4-DichIorphencxyessigsäure.

Das 2,4-Dichlorphenoxyessigsäurepräparat mit gesteuerter Wirkstoffabgabe wird durch gründliches Vermischen oder Verschmelzen gleicher Gewichtsteile Kraftlignin und 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure und anschließendes Extrudieren des erhaltenen Gemisches zu Plättchen oder Schuppen hergestellt. Das Herbizid-Präparat mit gesteuerter Wirkstoffabgabe und das Melamin, aus dem die phytotoxischen Komponenten abgetrennt worden sind, wird in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 10 bis 1 :40 vermischt.

Die Beispiele erläutern die Herstellung des umkristallisierten Melamins, die Verwendung von Melamin in Pflanzendüngern sowie die Verwendung von Melamin δ> zusammen mit 2,4-Di:hlorphenoxyessigsäure in Form eines Präparats mit gesteuerter Wirkstoffabgabe a!s Pflanzendünger.

Beispiel I

1,0 kg Melamin wird mit 3 Liter Wasser vermischt und 3 Stunden gerührt. Danach wird das Gemisch filtriert und die Mutterlauge mit wasserlöslichen Komponenten wird ~ur Trockene eingedampft. Es werden 17,7 g erhalten. Dieser Rückstand wird aus Wasser bei Raumtemperatur noch zweimal umkristallisiert. Die Mutterlaugen jeder Umkri.uallisation werden vereinigt und zur Trockene eingedampft. Jie erhaltene Fraktion zeigt starke Phytotoxizität, während das aus der Umkrisiallisation erhaltene Melamin, aus dem die Verunreinigungen durch Umkristailisation abgetrennt worden sind, keine Phytotoxizität zeigt. Dies wurde ίο durch einen Biotest an Gurkensämlingen festgestellt. Für sämtliche Biotests werden mindestens 40 Sämlinge verwendet. Das Melamin wird auf das Erdreich, in dem die Sämlinge wachsen, in einer Menge entsprechend 224 kg Stickstoff pro ha aufgebracht. In Tabelle I ist die Hemmung der Keimung von Gurkensämlingen nach 7 Tagen und die Dauer der Toxizität angegeben. Der Biotest wird 7 Wochen durchgeführt. Aus Tabelle I ist ersichtlich, daß technisches Melamin eine 3 Wochen andauernde Phytotoxizität aufweist, während durch zweimaliges Umkristallisieren aus Wasser gereinigtes Melamin keine Phytotoxizität besitzt. Die stark toxische Fraktion aus der Umkristailisation des Melamins hemmt während 6 Wochen vollständig die Keimung.

5Ί

Beispiel 2

Die Verwendung von Melamin als Pflanzendünger für Koniferensämlinge wird in einem Feldversuch untersucht. Melamin wird allein und zusammen mit einer Mischung gleicher Gewichtsteile Kraftlignin und 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure angewendet. Für die Versuche wird ein mit 2-1-Douglas-Fichtensämlingen bepflanztes Feld verwendet. Das Feld wird in rechteckige Felder unterteilt, die jeweils 35 Bäumchen enthalten. Das Melamin bzw. das Melamin-Herbizid-Gemisch werden von Hand auf die Oberfläche des Erdreiches in einem Gebiet von 1 qm um jedes Bäumchen aufgebracht. Die Anwendungsmenge für Melamin beträgt bis zu 500 g pro Bäumchen, während die 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure in Form eines Präparats mit verzögerter Wirkstoffabgabe in einer Menge von 0 bis 11,2g pro Bäumchen eingesetzt wird. Die Höhe der Sämlinge und der Stammdurchmesser 2,5 cm oberhalb des Wurzelrings werden zu Beginir der Anwendung von Melamin und der Kombination aus Melamin und 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure in Form des Präparats mit verzögerter Wirkstoffabgabe aufgezeichnet. Nach etwa 6 Monaten nach Beginn des Keimverzugs werden die Höhe und die Durchmesser der Bäumchen wieder bestimmt. Die Ergebnisse des Längenwachstums im ersten Jahr sind in Tabelle II zusammengefaßt.

Die Pflänzchen, die mit 100 g Melamin pro Baum behandelt wurden, zeigen etwas verstärktes Längenwachstum im Vergleich zu den unbehandelten Bäumchen. Die Bäumchen, die eine Kombination aus 100 g Melamin pro Bäumchen ergänzt mit !!,2 g des Herbizidpräparats mit verzögerter Wirkstoff abgabe pro Bäumchen erhielten, zeigten eine Zunahme des Längenwachstums, die um 100% größer ist als das Längenwachstum der unbehandelten Kontrollbäumchen. Bei Anwendung des Herbizids allein ist das Längenwachstum nur mäßig größer (etwa 8%) als das der Kontrollbäumchen. Die mit dem Kombinationspräparat aus Melamin und dem Herbizidpräparat mit verzögerter Wirkstoffab.?abe beobachtete Wachstumsverstärkung ist auf die Gegenwart von Stickstoff aus Melamin zusammen mit wachstumsstimulierenden Eigenschaften des Herbizids zurückzuführen.

In Tabelle III sind die Werte für das Dickenwachstum der Bäumchen zusammengefaßt. Aus den Werten geht hervor, daß diejenigen Bäumchen, die mit Melamin allein behandelt wurden, unabhängig von der Anwendungsmenge, um 22% stärker wuchsen als die Kontrollbäumchen, während diejenigen Bj'mchen, die das synergistisch wirkende Kombinationspräparat erhielten, um 57% stärker wuchsen als die Kontroilbäumc'nen.

Tabelle I

Keimungshemmung der Gurkensamen

	Keimungshemmung	Dauer der
	nach 7 Tagen,	toxischen
	%	Wirkung.
		Wochen
Melamin³'	100,0*)	3
toxische Fraktion	100,0*)	6b)
Melamin^	2,5	-
unbehandelte
Kontrollgruppe	2,5	-

Anmerkung:

^a> Technisches Melamin

t>) Dauer des Biotests 7 Wochen. Die toxische Fraktion unterdrückt vollständig die Keimung bis zu 6 Wochen.

^c| Durch zweimalige Umkristailisation aus Wasser gereinigtes Melamin.

*) Signifikant größer als die unbehandelte Kontrollgruppe bei einem 95prozentigen Vertrauenswert.

Tabelle Π

Statistische Auswertung des Längenwachstums von Douglas-Fichtenbäumen

	Menge/Baum,	0	Anfängliche Höhe der	cm	Wachstum der Bäumchen	t Standard-	Höhe nach 9	Monaten,
	g	100	Bäumchen, ι	Standard-	nach 9 Monaten, cm	Abweichung	cm
		11,2	Mittelwert	Abweichung	Miltelwer		Mittelwert	Standard-
		100				5		Abweichpng
Unbehandelte		IU		6		4
Rontrollgruppe	500	30	6	7	7	37	7
Melamin	11,2	34	7	11*)		45*)	8
Kraftligrün/2,4-D	31		9	7	40*)	10
Melamin +		7
Kraftlignin-2,4-D	31		14**)	4	46**)	9
Melamin +		7
Kraftlignin/2,4-D	31	8	40*)	10

*) Wachstum signifikant stärker als bei der unbehandelten Kontrollgruppe bei 95% Vertrauenswert. *) Wachstum signifikant größer als bei allen anderen Behandlungen bei 97,5% Vertrauenswert. 2,4-D = 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure.

Tabelle III

Statistische Auswertung des Dickenwachstums von Douglas-Flcntenbäumchen

	Menge/Baum,	0	Anfanglicher Durch	Standard-	Dickenwachstum der	Durchmesser nach	Standard-
	g	100	messer der Bäumchen,	Abweichung	Bäumchen nach	9 Monaten,	Abweichung
		IU	cm		9 Monaten, cm	cm
		100	Mittelwert	0,14	Mittelwert Standard-	Mittelwert	0,19
		IU		0,15	Abweichung		0,26
Unbehandelte		500		0,14			0,22
Kontrollgruppe	IU	0,64		0,23 0,14	0,86
Melamin	0,71	0,14	0,28*) 0,22	0,98*)	0,22
Kraftlignin/2,4-D	0,63		0,32**) 0,18	0,95*)
Melamin +		0,14			0,20
Kraftlignin/2,4-D	0,71	0,36**) 0,16	1,07*)
Melamin +
Krafflignin/2,4-D	0,65	0,28*) 0,16	0,94*)

*) Wachstum signifikant größer als bei der unbehandelten Kontrollgruppe bei 99% Vertrauenswert. *) Wachstum signifikant größer als bei der unbehandelten Kontrollgruppe bei 95% Vertrauenswert.

Claims

Patentansprüche:

1. Pflanzendünger mit einem Gehalt an Melamin, dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens einmal aus Wasser umkristallisiertes technisches Melamin, enthält.

2. Pflanzendünger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem eine Mischung aus gleichen Gewichtsteilen Kraftlignin und 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure enthält.

3. Verwendung von mindestens einmal aus Wasser umkristallisiertem technischem Melamin als Pflanzendünger.