DE3203849C2 - - Google Patents

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DE3203849C2 DE3203849A DE3203849A DE3203849C2 DE 3203849 C2 DE3203849 C2 DE 3203849C2 DE 3203849 A DE3203849 A DE 3203849A DE 3203849 A DE3203849 A DE 3203849A DE 3203849 C2 DE3203849 C2 DE 3203849C2
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Michael Dipl.-Ing. 4154 Toenisvorst De Jaschkowitz
Hans-Paul 5600 Wuppertal De Klepzig
Bernhard Dipl.-Chem. Dr. 5000 Koeln De Kloth
Wilhelm Dipl.-Chem. Dr. 4047 Dormagen De Kohl
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Description

Die Erfindung betrifft Düngemittel mit gesteuertem Beginn der Nährstoff­ abgabe.
Düngemittel sind bekanntlich Stoffe, die dazu bestimmt sind, Nutzpflanzen zugeführt zu werden, um ihr Wachstum zu fördern, ihren Ertrag zu erhöhen oder ihre Qualität zu verbessern.
Alle bekannten festen Düngemittel stellen entsprechend ihrer Lösungsgeschwindigkeit den Pflanzen Nährstoffe über die Boden- beziehungsweise Substratlösung zur Verfügung. Stand der Technik ist es, die Lösungsgeschwindigkeit derart zu steuern, daß die Nährstoffe über einen wählbaren Zeitraum - vom Zeitpunkt der Applikation an - gleichmäßig entsprechend der Zusammensetzung des Düngemittels fließen können.
Allen diesen Düngern ist jedoch gemeinsam, daß der Beginn der Nährstoffabgabe nicht steuerbar ist, wobei schnell wirkende Dünger die gesamte Nährstoffmenge und langsam wirkende Dünger Teilmengen sofort freisetzen.
Aus physiologischer, ökologischer und ökonomischer Sicht ist es wünschenswert beziehungsweise notwendig, die Ausnutzbarkeit von Düngemitteln und damit ihre Effektivität so zu erhöhen, daß bei einmaliger hoher Gesamtaufwandmenge und damit geringstmöglichem Applikationsaufwand Phytotoxizität sowie Umweltbelastung durch Auswaschungsverluste vermieden oder zumindest stark reduziert werden.
Es hat in der Vergangenheit nicht an Bemühungen gefehlt, die Nährstoffabgabe von Düngemitteln zu steuern, wobei es in erster Linie darauf ankam, die Wirksamkeit des Düngemittels zu verlängern.
So wird in der DE-AS 11 50 692 ein Verfahren beschrieben, bei dem das Düngemittel mit einem niedrigschmelzenden Kohlenwasserstoff behandelt wird, wobei der Zusatz von einem Polyalkylen zu einer Mischung aus makro- und mikrokristallinen Wachsen eine weitere Möglichkeit darstellt (DE-AS 15 92 796).
In der DE-OS 15 92 572 wird die Verwendung eines speziellen synthetischen Polyethylenwachses und in der DE-OS 15 92 774 eines Mischpolymerisates aus einer Steinkohlenteer-Leichtölfraktion, die hauptsächlich aus Inden neben etwas Cumaron und alkylierten Benzolen besteht, und einem trocknendem pflanzlichen Öl zur Umhüllung von Düngemittelkörnern beschrieben.
Aus der DE-AS 15 92 655 sind Düngemittel bekannt, bei denen die Partikel mit einer Kunstharzschicht umhüllt sind, wobei in die wasserunlösliche Kunstharzschicht mit Wasser quellende organische Stoffe, Salze, Oxide, Metalle oder Gemische davon eingelagert sind.
Auch ein feinverteiltes pulverförmiges anorganisches Material wie Talkum, Siliciumdioxid, Calciumcarbonat, Diatomeerde, Ton oder Metalloxide kann dazu verwendet werden (DE-OS 28 34 513).
Es sind aber auch formgepreßte Düngemittel mit einer vorprogrammierten diskontinuierlichen Freigabe der Pflanzennährstoffe bekannt (DE-OS 30 07 089), wobei die Verfügbarkeit der Nährstoffe durch die Art der Umhüllung bestimmt wird, wobei das Beschichtungsmaterial in der Reihenfolge Triglyceride, Ester, Silikonöl, Silikonfett und Silikonharz eine verzögerte Verfügbarkeit bewirkt.
Mit den bekannten Düngemitteln ist es jedoch nicht möglich, einen zeitlich bestimmten Beginn der Nährstoffabgabe einzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Zurverfügungstellung eines Düngemittels, welches die Nährstoffe erst zu einem gewünschten Zeitpunkt in der gewünschten Menge zur Verfügung stellt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Düngemittel gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß dieses zur Steuerung der Nährstoffabgabe mit ölmodifiziertem Alkydharz und Eisenpalmitat oder Alkydharz und Polyvinylalkohol oder Alkydharz, Polyvinylalkohol und Methylsiloxan-Härter-Gemisch in einer Schichtdicke von 10-8 bis 10-2 m umhüllt ist.
Erfindungsgemäß handelt es sich insbesondere um solche Düngemittel, die als Nährstoffe, Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor, Kalium, Magnesium, Calcium, Schwefel, Eisen, Mangan, Kupfer, Zink, Chlor, Bor, Molybdän, Natrium, Silicium, Kobalt und/oder Aluminium in Form ihrer Verbindungen enthalten.
Das erfindungsgemäße Düngemittel hat überraschenderweise eine zeitlich verzögert einsetzende Nährstoffabgabe, deren Beginn - je nach dem gewünschten Zweck - gesteuert werden kann, so daß der Nährstoffluß erst nach Ablauf einer Verzögerungszeit von 1 Tag bis 2 Jahren, vorzugsweise von 30 bis 180 Tagen, beginnt.
Mit dieser gesteuerten Nährstoffabgabe verbinden sich viele Vorteile, die durch Verwendung der bekannten Düngemittel nicht erreicht werden können.
So kann die Düngung beispielsweise bedarfsbezogen durchgeführt werden, indem die Nährstoffabgabe auf den Spitzen- und den Nullbedarf der Pflanzen eingestellt wird, was mit keinem der bekannten Dünger möglich ist.
Hierdurch läßt sich dem unterschiedlichen Nährstoffbedarf der Pflanzen während einer Kulturperiode jeweils optimal genügen, wodurch Schädigungen der Pflanzen durch Überdüngung in Zeiten großer Pflanzenempfindlichkeit oder ungenügendes Wachstum durch Anlieferung unzureichender Nährstoffmengen in Zeiten des Höchstbedarfs vorteilhafterweise vermieden werden.
Die mittels des erfindungsgemäßen Düngemittels steuerbare Freisetzung des Nährstoffangebotes hat weiterhin den Vorteil, das Ertragspotential der Pflanzen auch unter klimatisch ungünstigen Bedingungen oder auf Böden mit geringer Fruchtbarkeit voll auszuschöpfen, womit sich bisher verschlossene Wege zur Hochleistungsdüngung öffnen.
Des weiteren eröffnet die mittels des erfindungsgemäßen Düngemittels steuerbare Freisetzung des Nährstofflusses die Möglichkeit, den wechselnden Ansprüchen bezüglich der Nährstofformen und deren Konzentrationen einer speziellen Kultur durch eine bei der Aussaat oder Topfung einmalig zugegebenen Gesamtdüngermenge optimal zu genügen, womit das risikoreiche und bei falscher Terminierung uneffektive Nachdüngen entfällt.
Die mittels des erfindungsgemäßen Düngemittels steuerbare Freisetzung der Nährstoffe eröffnet weiterhin die Möglichkeit, Substrate lange vor deren Nutzung mit Düngemitteln zu versetzen, ohne bei beginnender Nutzung mit hohen, bereits aktiven Salzgehalten rechnen zu müssen, da diese erst bei Salzschocks beziehungsweise Salzschäden vermeiden lassen.
Als Düngemittel im Sinne der Erfindung verwendbar sind:
  • - Düngerpulver
  • - Kristalline Dünger
  • - Granulierte Dünger
  • - Granulierte beschichtete Dünger
  • - Düngerstäbchen
  • - Enkapsulierte Düngerlösungen beziehungsweise Düngersuspensionen
Die genannten Dünger können vorliegen als:
  • - Mineralische Einnährstoffdünger
  • - Mineralische Mehrnährstoffdünger
  • - Organisch-mineralische Dünger
  • - Organische Dünger
  • - Spurennährstoffe
  • - Kombination der vorgenannten Komponenten.
Einbezogen sind Düngemittel jedweder Vorbehandlung, wie zum Beispiel Düngemittel mit verlangsamter Freigabe der Pflanzennährstoffe, von denen schwerlösliche Salze, polymere Nährstoffverbindungen und an natürliche und synthetische Träger chemisch oder physikalisch gebundene Nährstoffe beispielhaft zu nennen sind.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Düngemittels erfolgt in an sich bekannter Weise, zum Beispiel, indem man das in seiner Nährstoffreisetzung erfindungsgemäß zu beeinflussende Düngemittel in einem für die jeweilige Art der Behandlung geeigneten Aggregat, wie zum Beispiel einer Drehtrommel oder einem Granulierteller oder einem Wirbelschichtgerät vorlegt und mit dem Behandlungsmittel derart versetzt, daß das Düngemittel vollständig und ausreichend gleichmäßig bis zur gewünschten Schichtdicke umhüllt wird oder das Behandlungsmittel in einem geeigneten Aggregat, wie zum Beispiel einer Drehtrommel oder einem Granulierteller, vorlegt und das in seiner Nährstoffreisetzung erfindungsgemäß zu beeinflussende Düngemittel derart einträgt, daß das Düngemittel vollständig und ausreichend gleichmäßig mit der gewünschten Schichtdicke umhüllt wird.
Als wasserabweisende und/oder wasserschwerlösliche oder wasserquellende Mittel lassen sich im einzelnen verwenden:
Paraffine, zweckmäßigerweise mit einem Schmelzbereich von 40 bis 250°C, vorzugsweise Hartparaffin mit einem Schmelzbereich oberhalb von 55°C;
Wachse wie zum Beispiel Bienenwachs, Walrat, Carnaubawachs;
Metallseifen, sie zum Beispiel Mg-, Ca-, Fe-, Cu-, Zn-, Mn-, Zr- oder Al-Salze der Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure oder Ölsäure, vorzugsweise Mg-, Ca-, Fe-, Al- oder Zr-Salze der Palmitinsäure;
quaternäre Ammoniumverbindungen, wie zum Beispiel Kondensate aus Monododecylharnstoff- Formaldehyd-Vorkonzentrat oder Hexamethylolmelaminäther modifiziert mit Laurinsäure, Palmitinsäure und/oder Stearinsäure;
Harnstoffderivate, wie zum Beispiel Octadecyläthylenharnstoff;
Melaminderivate;
Polysiloxane, wie zum Beispiel Hydrogenmethylpolysiloxan und Dimethylpoly­ siloxan;
Fluorcarbonpolymerisate, wie zum Beispiel 1,1-Dihydroperfluoroctylpoly­ acrylsäureester;
Alginate, wie zum Beispiel Kaliumalginat;
Gelatine;
Casein;
Polysaccharide, wie zum Beispiel Stärke, Milchzucker, Cellulose, Cellulosederivate, wie zum Beispiel Äthylcellulose, Hydroxypropylcellulose und deren Gemische, Pektine, Xanthene;
Polyvinylalkohole;
Polyvinylacetate;
Polyvinyläther;
Polyvinylpyrrolidone;
Polyacrylate;
Tonmineralien, wie zum Beispiel Bentonit, Illit, Attapulgit;
Metalloxide, wie zum Beispiel Eisenoxidhydrat, Magnesiumoxid;
Metallphosphate, wie zum Beispiel Calciumphosphat, Eisenphosphat;
Polyphosphate, wie zum Beispiel Kurrolsches Salz;
Metallsilikate, wie zum Beispiel Kaliwasserglas;
vorzugsweise teilverseifte Polyvinylacetate, Gelatine, Eisenoxidhydrate, Calciumphosphat.
Die Auftragung der Schichten von 10-8 m bis 10-2 m, insbesondere von 1 · 10-6 m bis 2 · 10-3 m.
Die Behandlungsmittel werden aufgebracht als Einzelkomponenten selbst, in Lösung oder als Emulsion und ebenfalls als Mehrkomponentensystem kombiniert.
Die folgenden Beispiele beschreiben erfindungsgemäße Düngemittel:
Beispiel 1
237,5 g eines NPK-Aufbaugranulates mit der Nährstoffzusammensetzung 13-13-21 mit einem Kornspektrum von 2,0-4,0 mm werden in einer Drehtrommel mit Heißluft auf 100°-110°C erwärmt. Die Granulate werden unter fortgesetzter Heißluftzufuhr mit insgesamt 48 g einer 26%igen Suspension, bestehend aus 9 Teilen Bindemittel auf der Basis von ölmodifiziertem Alkydharz mit 1 Teil Fe-Palmitat in einem Lösungsmittelgemisch aus 1 Teil Benzin mit einem Siedebereich von 130° bis 220°C und 2 Teilen Xylol, derart versetzt, daß Dosier- und Trocknungsgeschwindigkeit gleich sind. Nach erfolgter Behandlung werden die Granulate langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.
Beispiel 2
475 g eines mit 100 g einer 50%igen Alkylharzlösung hergestellten NPK- Splittergranulates der Nährstoffzusammensetzung 18-4,5-9-0,9 Mg0-0,1 Fe mit einem Kornspektrum von 3,0-5,0 mm werden in einer Dragiertrommel mit Heißluft auf 50-60°C erwärmt. Die Granulate werden im fortgesetzten Heißluftstrom (500 l/min.) mit insgesamt 250 g einer 10%igen wäßrigen Polyvinylalkohol- Lösung (Restacetylgehalt ca. 10%, Viskosität bei 20°C ca. 35 mPas) derart versetzt, daß Dosier- und Trocknungsgeschwindigkeit gleich sind. Nach Beendigung der Behandlung erfolgt langsam Abkühlung auf Raum­ temperatur.
Beispiel 3
425 g eines aus 383 g NPK-Splittergranulat und 85 g einer 50%igen Alkydharzlösung hergestellten Düngemittels der Nährstoffzusammensetzung 18-4,5-9-0,9 Mg0-0, 1 Fe mit einem Kornspektrum von 3,0 bis 5,0 mm werden in einer Dragiertrommel mit Siebböden durch Heißluft auf 50 bis 60°C er­ wärmt. Im fortgesetzten Heißluftstrom werden die Granulate mit insgesamt 500 g einer 10%igen wäßrigen Polyvinylalkohol-Lösung (Restacetylgehalt ca. 10%, Viskosität bei 20°C ca. 35 mPas) langsam derart versetzt, daß Dosier- und Trocknungsgeschwindigkeit gleich sind. Nach erfolgtem Auftrag werden die Granulate auf 110 bis 120°C erwärmt und mit 25 g eines vorvernetzten Methylsiloxan-Härter-Gemisches derart versetzt, daß wiederum Zudosierung und Aushärtezeit korrespondieren. Nach Abschluß der Behandlung wird langsam auf Raumtemperatur abgekühlt.
Die folgenden Beispiele beschreiben die Anwendung der erfindungsgemäßen Düngemittel und ihre Effekte im Vergleich zu bekannten Mitteln.
Beispiel 4
Bestimmung des zeitabhängigen Nährstoffabgabeverlaufs von Düngemittel- Granulaten in Wasser durch kontinuierliche Leitfähigkeitsmessung der sich im Wasser akkumulierenden gelösten Salze.
Beispiel 5
Bestimmung des zeitabhängigen Nährstoffabgabeverlaufs von Düngemittel- Granulaten im Substrat durch Messung der Einzelschnitterträge von Weidelgrastrockenmasse über einen Zeitraum von 80 Tagen nach einer vor der Aussaat des Weidelgrases einmalig ins Substrat eingemischten, drepessiv wirkenden Düngergabe.
(Bezug in der Tabelle: Substrat mit guter, natürlicher Nährstoffversorgung ohne depressiv wirkende Düngerbeimischung gleich 100%).

Claims (2)

1. Düngemittel aus der Gruppe der mineralischen Einnährstoffdünger, der mineralischen Mehrnährstoffdünger, der organisch-mineralischen Dünger, der organischen Dünger, der Spurennährstoffe, der Pflanzenbehandlungsmittel und deren Mischungen untereinander mit gesteuertem Beginn der Nährstofffreigabe durch Umhüllung mit wasserabweisenden und/oder wasserschwerlöslichen oder in Wasser quellenden Mitteln, dadurch gekennzeichnet, daß diese zur Steuerung der Nährstoffabgabe mit ölmodifiziertem Alkydharz und Eisenpalmitat oder Alkydharz und Polyvinylalkohol oder Alkydharz, Polyvinylalkohol und Methylsiloxan-Härter-Gemisch in einer Schichtdicke von 10-8 bis 10-2 m umhüllt sind.
2. Düngemittel gemäß Anspruch 1, enthaltend als Nährstoffe Kohlenstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor, Kalium, Magnesium, Calcium, Schwefel, Eisen, Mangan, Kupfer, Zink, Chlor, Bor, Molybdän, Natrium, Silicium, Kobalt und/oder Aluminium in Form ihrer Verbindungen.
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