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Die vorliegende Erfindung betrifft fließfähige Düngemittel in Granulat
form, deren Bestandteile vorwiegend wasserlöslich sind, mit einem organischen Überzug
zur langsamen Nährstoffgabgabe sowie Verfahren zum I[erstellen dieser Düngemittel
und ihre Verwendung.
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Düngemittel sind Stoffe, die dem Boden die wichtigen benötigltS Pflanzennährstoffe,
wie z.B. Stickstoff, Kali und Phosphor künstlich zuführen oder die chemische und
physikalische Bodenbeschaffenheit verbessern. Von der Erfindung werden nicht natürliche
Düngemittel, sondern die Handels-bzw. Kunstdünger angesprochen. Es ist bekannt,
daß bei Intensivkulturen insbesondere der Stickstoffbedarf im Laufe einer Vegetationsperiode
durch mehrmalige Düngemittelgaben gedeckt werden muß, da bei einer einmaligen Dosierung
sonst schwere Schäden auftreten würden. Ebenfalls ist es ein bekanntes Problem,
Stickstoff insbesondere in leichten Böden und Gebieten mit hohen Niederschlägen
über längere Zeiträume in einer für die Pflanzen optimal zugänglichen Menge zur
Verfügung zu halten, da in solchen Böden eine viel schnelle Auswaschung des im allgemeinen
in Form leicht löslicher, ka ,l absorbierbarer Salze vorliegenden Stickstoffes erfolgt.
Man hat daher die Entwicklung von T,angzeit- bzw. Depot-Düngemitteln cangestrebt,
indem ran den Stickstoff in Form einer sich im Boden nur langsam zersetzenden organischen
Verbindung, z.B. als Harnstoff-Formaldehyd-Verbindung anbietet. Ein anderer Weg
wurde z.B. damit beschritten, daß man hochwirksame Düngemittel "verpackt", z.B.
in Form von Einschluß-Verbindungen oder mittels verschiedener überzüge.
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Es sind daher schon eine Reihe von fließfähigen Düngemitteln in Granulatform
sowie Verfahren zu deren Her-Stellung bekanntgeworden, die alle eine langsame bzw.
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geregelte Stickstoffabgabe des Düngers zum Ziel haben. Im folgenden
soll versucht werden, einen Uberblick über diesen Stand der Technik zu geben.
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Bei der vorliegenden Zielrichtung ist es nur allzu gut verständlich,
daß die meisten vorbekannten Lehren die Düngerkörner bzw. -r,ranulate mit wasserunlöslichen
Stoffen umhüllen: die DE-AS 1 150 692 schlägt hierzu Wachse, Asphalt, Erdölharz-Uberzüge
vor; die DE-AS 1 257 801 schläGt wasserunlösliche Polymerisate bzw. Kondensate,
z.B. Vinylstyrol-Verbindungen vor; die DE-OS 1 592 774 beschichtet mit hydrophoben
oder in Wasser nur schwer zersetzbaren Stoffen, wobei als Zusatz Polymerisate aus
trockenen (5len erwähnt werden; die DE-AS 1 592 796 überzieht mit einem Paraffinwachs-Polyalkylengemisch
und weist besonders darauf hin, daß wasserlösliche Polyoxyankylene nachteilige Wirkung
besitzen; die DE-OS 2 451 723 schlägt sogar eine Schwefelumhüllung mit einem Amingemisch
vorg die DE-AS 2 461 668 schlägt ebenfalls einen ULerzuO in Form einer wasserbeständigen
Schicht eines thermoplastischen Harzes vor, der als heiße Lösung des Harzes in einem
Kohlenwasserstoff aufgetragen wird. Als thermoplastische Harze werden Polyäthylen,
Poly oylen, Polystyrol etc. eingesetzt; auch die DE-OS 25 12 386 schlägt eine Behandlung
mit einem wasserunlöslichen Material vor und verwendet zusätzlich noch eine sog.
Aufbaugranulierung.
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Auch in jüngster Zeit (vergl. so z.B. die DE-AS 2 17 653) werden immer
noch wasserunlösliche Überzüge empfehlen.
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Letzere Druckschrift arbeitet mit einer geschlossenen Schicht aus
festem Alkylamin und einer darüber angebrachter
Mineralölschicht.
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e ser von der Technik überwiegend eingeschlagenen Weg sehen Düngemittelmassen
gegenüber, die ein vollständiges Vermischen sämtlicher Bestandteile fordern und
somit keiren Uberzug aufweisen. TTinzuweisen ist hier beispielsweise ainf die DE-OS
26 07 347, die mit Pullulan (Poly-Maltotriose) arbeitet, das in Wasser leicht löslich
ist. In dieser Druckschrift werden ebenfalls weitere wasserlösliche Zusätze vorgeschlagen,
wie Stärke, Dextrin, Gummi arabicum, Carboxymethylcellulose, Alginsäure etc., die
alle jedoch nur neben Pullulan in wesentlich geringerer Menge eingesetzt werden.
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Eine noch andere Vorgehensweise wird. von der DE-OS 2 158 797 vorgeschlagen,
die eine flüssige Düngemittelzusammensetzung bereitstellt, wo die Düngemittelchemikalien
in einemwässrigen Alginsäure/Alginat-System gelöst sind. Auch hier wird also wiederum
ohne einen Uberzug gearbeitet.
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Alle diese Maßnahmen und Vorschläge konnten die an langwirkende N-haltige
Düngemittel gestellten Forderungen der Praxis nicht befriedigend lösen. Nachteilig
machen sich bei den schwerer löslichen Stickstoffdüngern bemerkbar, daß die Kosten
für die Ausgangsprodukte relativ hoch liegen und etwa das doppelte betragen als
ein normaler Volldünger, so daß aus wirtschaftlichen Gründen häufig von ihrer Verwendung
abgesehen wird, was dann automatisch zu erheblichen Verlusten der Düngekraft führt.
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Ferner wird häufig in der Praxis erwähnt, daß die Schütt-bzw. Rieselfähigkeit
der Produkte mit Überzügen aufgrund des Zusammenbackens nach längerer Lagerung leidet.
Auch werden häufig Rißbildungen in den Uberzügen festgestellt, so daß von einem
zusammenhängenden Uberzugsfilm nicht mehr die Rede sein kann.
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Die oben angesprochene Düngemtttelmasse ohne Uberzug besitzt demgegenüber
eine deutlich verringerte Langzeitwirkung und ist im wesentlichen auf die Verwendung
von Pullulan abgestellt, das die Funktion eines Bindemittels für den Dünger übernehmen
soll. Die weiter erwähnte flüssige Düngemittelzusammensetzung ist praktisch gesehen
mit den Düngemittelgranulaten nicht vergleichbar, da dort mit einem Trägermaterial
gearbeitet wird, das hinsichtlich Lagerung, Transport und Anwendung völlig andere
Voraussetzungen besitzt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein
einfach aufgebautes, leicht handhabbares, fließfähiges Düngemittel mit Langzeitwirkung
sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, daß die geschilderten Nachteile
des Standes der Technik vemeidet und besonders kostengünstig ist.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, handelsübliche
Düngemittel in Granulatform bei der Herstellung verwenden zu können, die leicht
und schnell mit einem preiswerten Uberzug versehen werden können, der eine kontrollier-
bzw. steuerbare Langzeitwirkung besitzt.
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Diese Aufgaben und Ziele werden erfindungsgemäß durch die eingangs
genannten fließfäh:gen Düngemittel in Granulatform gelöst, die durch einen mit Wasser
ein Hydrogel bildenden Stoff als Uberzug gekennzeichnet sind. Eine weitere Lösungsmögllchkeit
stellt das im Anspruch 4 gekennzeichnete Herstellungsverfahren dar. Das sich bildende,
daE Düngekorn umhüllende Hydrogel verhindert entscheidend die schnelle Auflösung
des Düngers bei langandauernden Niederschlägen.
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Überraschenderweise wird also ein Dungemittel in Granulatform geschaffen,
daß erstmals wasserlösliche Substanzen für den Überzug vorschlgt. Auch werden keine
weiteren Hilfsstofe wie Haftvermittler und dergl. oder in Wasser
schwer
abbaubare Stoffe eingesetzt. Auch wird auf diese Art und Weise sichergestellt, daß
übliche, im Handel befindliche Düngemittelgranulate, eingesetzt werden können, was
besonders wirtschaftlich ist. Tatsächlich wird beim Auftreffen einzelner oder mehrerer
Regentropfen auf ein 0,05bis II mm großes erfindungsgemäß überzogenes Granulatkorn
zunächst eine Gelschicht gebildet (mit Wasser eben ein sog. Hydrogel), das je nach
Stärke der Schutzschicht die allzuschnelle Auswaschung der Düngemittelwirkstoffe
entscheidend vermeidet. Mit anderen Worten bildet sich beim Regenfall bzw. der Bewässerung
um die umhüllten Körner eine aufgequollene Gel- bzw. Quellschicht aus.
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Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß die den überzug bildenden Substanzen
nicht unbedingt leicht oder gar sehr leicht wasserlöslich sein müssen; sie können
ggf. auch etwas schwerer wasserlöslich sein, sofern sie nur nicht wassergelöslich
sind. Man könnte deshalb auch davor sprechen, daß sie zunächst bei Vorhandensein
von wenig Wasser hydrokolloidale Bereiche an der Schutzschichtoberfläche des Granulatkorns
ausbilden. Gleichzeitig gestattet die Gelschicht jedoch eine langsame Diffusion
das Düngers an die Pflanzenwurzel. Besonders vorteilhafte Substanzen zur Ausbildung
des überzuges sind im Unteranspruch 2 erwähnt. ei diesen Stoffen handelt es sich
erfindungsgemäß um hydrophile, quellfähige Stoffe. Mit dem erfindungsgemäßen Düngemittelgranulat
kann nunmehr auch die Lösungsgeschwindigkeit relativ gut gesteuert werden, indem
man die Dicke des überzugs bzw. seinen prozentuelen Gewichtsanteil steuert. Bevorzugte
Angaben sind hierzu in den Unteransprüchen gemacht. Die dort angegebenen Grenzen
sind jedoch nicht starr, sondern eher fließend zu sehen. * Ein weiterer Vorteil
ist dahin zu sehen, daß kein aufwendites Lösungsmittel zum Auftragen des überzuges
erforderlich ist, sondern hierzu praktisch schon geringe
Wassermengen
ausreichen, die nicht umständlich entfernt werden müssen. Auch muß, um den Uberzug
aufzutragen, nicht in der Wärme eine Lösung gebildet werden, wie dieses beispielsweise
von der DE-AS 24 61 668 gefordert wird.
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Weiter ist zu erwähnen, aaß auch die Korngröße selbst des Düngemittelgranulats
nicht kritisch ist, sondern innerhalb weiter Bereiche varIiert werden kann. Das
erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eignet sich insofern praktisch für sämtliche
handelsüblichen Düngemittelgranulate. Im Stand der Technik werden häufig Mehrfachüberzugsmethoden
eingesetzt, was jedoch erfindungsgemäß nicht unbedingt notwendig ist. Vielmehr reicht
eine einzige Uberzugsstufe im Verfahren vollständig aus.
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Im folgenden wird ein bovorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben:
10 kg handelsüblicher NPK-Volldünger (Blaukorn) mit einer mittleren Korngröße von
1 bis 4 mm werden in einen Trommelmischer mit einem Volumen von 50 Liter zusammen
mit 0,12 kg Johannisbrotkernmehl in pulverisierter Form mittlerer Korngröße von
ca. 25 bis gegeben. Es wird eine Drehzahl von 70 Upm eingestellt und 5 Minuten beibehalten.
Zu Beginn dieser Zeit werden 1,0 Gew% Wasser = 100 Gramm eingesprüht.
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Nach abgeschlossener tiberzugsbehandlung war das erz in dungsgemäße
Düngemittel gut fließfähig und konnte leicht abgepackt werden.
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Beispiel 2: Es wurde wie im Beispiel 1 vorgegangen, jedoch wurden
2 Gew% Wasser bezogen auf den Düngemittelansatz zugegeben. Anschließend wurde eine
übliche Trocknung
durchgeführt mit 1 Kubikmeter Heißluft pro Minute
bei 1000 C.
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Auch in diesem Fall wurde ein rieselfähiges, durchgehend beschichtetes
Düngemittelgranulat erhalten, wobei die Belegungsdichte des Düngemittelkerns in
der Größenordnung von 20> lag.
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Beispiel 3: Anstelle der Trommelmischvorrichtung wurde, wie in Beispiel
2, jedoch mit einem rollenden fluidisiertem Bett gearbeitet, wonach eine mit zahlreichen
Perforierungen versehene Platte eingesetzt wird. Auch hierbei ergaben sich ähnlich
gute Ergebnisse.
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Fig. 1 zeigt im Querschnitt ein Korn des erfindungsgemäßen fließfähigen
Düngemittels. Mit 10 ist dabei das eigentliche handelsübliche Düngemittelkorn bezeichnet,
das von einem Uberzug 12 allseitig umgeben ist.
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Die Stärke des Uberzuges kann variieren; sie ist jedoch vorteilhafterweise
- wie gezeigt - überall etwa gleichstark.