DE3421938C2

DE3421938C2 -

Info

Publication number: DE3421938C2
Application number: DE3421938A
Authority: DE
Inventors: Svatopluk Dr. 8223 Trostberg De Solansky; Sylvia 8268 Garching De Strobel
Original assignee: SKW Trostberg AG
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1983-08-02
Filing date: 1984-06-13
Publication date: 1992-01-09
Also published as: DE3421938A1

Description

Die Erfindung betrifft ein nitrifikationshemmendes Mittel für organische und/oder minera lische stickstoffhaltige Düngemittel, seine Ver wendung und Verfahren zu seinem Einsatz.

Übliche stickstoffhaltige Düngemittel, beispielsweise auf Basis von Ammoniumsalzen oder Harnstoffen, besitzen den Nachteil, daß die Verwertung des Stickstoffs infolge schneller Nitrifikation zumeist unbefriedigend ist.

Hierbei wird der Ammoniumstickstoff durch nitrifizierende Bakterien wie Nitrosomonas und Nitrobacter zunächst zu Nitrit und anschließend zu Nitrat oxidiert. Auch Harnstoff wird durch Urease zuerst in Ammoniumstickstoff und dann durch Nitrifikation in Nitrat umgewandelt, welches vom Boden nicht festgehalten werden kann, sondern sehr leicht in die unteren Bodenschichten ausgewaschen wird, die für die Pflanze nicht mehr erreichbar sind. Auf diese Weise wird nicht nur der Pflanze ein wertvoller Nährstoff entzogen, sondern das Nitrat kann zugleich bei der Trinkwasserzubereitung unter Unständen beträchtliche Probleme aufwerfen.

Es ist nun bekannt, die Ausnutzung des Stickstoffs von Düngemitteln dadurch zu verbessern, daß man den Düngern Nitrifikationsinhibitoren zusetzt. Es sind eine Reihe von Substanzen bekannt, die für diesen Zweck eingesetzt werden können wie z. B. Pyridin-, Anilin-, Chlor- oder Schwefelderivate sowie Dicyandiamid, doch haben sich in der Praxis eine Reihe von Problemen technischer oder wirtschaftlicher Art ergeben. So besitzt beispielsweise Dicyadiamid (FR-PS 12 32 366) zwar den Vorteil einer relativ kostengünstigen Herstellung, doch verfügt es nur über eine begrenzte Wirksamkeit. Ein weiterer Nach teil von Dicyandiamid ist seine geringe Löslichkeit in Wasser, so daß es bei Anwendung von Flüssigdüngern zu Problemen kommen kann. Zwar ist es gemäß den deutschen Offenlegungsschriften 27 02 284 und 27 07 639 prinzipiell möglich, Flüssigdünger mit Dicyandiamid herzustellen, doch kann es wegen der schlechten Löslichkeit bei tiefen Temperaturen oder längerer Lagerzeit zu Kristall ausscheidungen des Dicyandiamids kommen, was beim Ver sprühen oder Verspritzen der Lösung zu Schwierigkeiten führt (vgl. DE-OS 31 47 821), die nur durch Zugabe ge eigneter Stabilisatoren umgangen werden können.

Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein nitrifikationshemmendes Mittel zu entwickeln, welches die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, sondern das eine ausgezeichnete Wirkung und gute Anwendungsmöglichkeiten besitzt, und außerdem relativ einfach und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst durch ein nitrifikationshemmendes Mittel, welches einen Gehalt an einem substituierten Dicyandiamidderivat der allgemeinen Formel

in der R = H oder einen Alkylrest mit 1 oder 2 Kohlen stoffatomen bedeutet aufweist. Als Alkylreste sind folglich Methyl- oder Ethylgruppen geeignet. Besonders bevorzugt sind Monomethyloldicyandiamid (R = H) und 1-Hydroxyethyl-dicyandiamid (R = CH₃).

Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, daß die im erfindungsgemäßen Mittel enthaltenen, mit Hydroxyalkylgruppen substituierten Dicyandiamidderivate eine ausgezeichnete nitrifikationshemmende Wirkung besitzen, die diejenige des Dicyandiamids übersteigt. Darüber hinaus weisen sie eine erhöhte Wasserlöslichkeit auf, die erstaunlicherweise nicht von dem befürchteten Effekt, wonach das nitrifikationshemmende Mittel im Boden ausgewaschen wird und somit ein Großteil seiner Wirkung verlorengeht, begleitet ist.

Die gute Wasserlöslichkeit bedingt weiterhin hervor ragende anwendungstechnische Eigenschaften. So können die erfindungsgemäßen nitrifikationshemmenden Mittel problemlos in Flüssigdüngern eingesetzt werden, ohne daß die Gefahr des Auskristallisierens bei tieferen Temperaturen oder längerer Lagerzeit gegeben ist.

Die erfindungsgemäßen nitrifikationshemmenden Mittel entfalten ihre optimale Wirkung im Boden, wenn sie dort in einer Konzentration von 0,1 bis 1000 ppm, vorzugs weise 1 bis 100 ppm vorliegen.

Werden diese Mittel zusammen mit organischen und/oder mineralischen Düngemitteln eingesetzt, so empfiehlt es sich, sie in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-%, vor zugsweise 1,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf den Stickstoff gehalt des Düngemittels, zu verwenden. Als mineralische stickstoffhaltige Düngemittel kommen alle Ammoniumsalze wie Ammoniumnitrat oder Ammoniumsulfat sowie Ammoniak oder Harnstoff in Frage, während unter den organischen Düngemitteln beispielsweise Gülle, Jauche, Klärschlamm u. ä. zu verstehen sind.

Die Verwendung der hydroxylsubstituierten Dicyandiamid derivate ist auf Grund ihrer guten Anwendungsmöglichkeiten unproblematisch, d. h. diese Mittel eignen sich sowohl für Feststoff- als auch für Flüssigdünger gleichermaßen gut. Zur Herstellung der Feststoffdünger werden die erfindungsgemäßen Mittel dem Stickstoffdüngemittel nach den üblichen Verfahren und mit Hilfe der üblichen Vor richtungen zudosiert und mit diesem vermischt. Auch bei der Herstellung von Flüssigkeiten treten wegen der guten Löslichkeit der Mittel keinerlei Probleme auf. Darüber hinaus können diese Verbindungen auch ohne stickstoffhaltige Düngemittel sowohl in flüssiger als auch in fester Form direkt angewendet werden.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Produkte kann nach bekannten Herstellungsmethoden aus Dicyandiamid oder Cyanamid erfolgen. So kann beispielsweise das Monomethyloldicyandiamid gemäß der US-PS 25 15 143 aus Dicyandiamid und einer 37%igen sauren Formaldehydlösung bei einer Temperatur von 75 bis 79°C hergestellt werden.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung weiter.

Beispiel 1

Zur Feststellung der Nitrifikationshemmung der erfin dungsgemäßen Mittel werden Proben aus je 100 g Boden angefertigt, denen 20 mg Harnstoff-N und unterschied liche Mengen an Monomethyloldicyandiamid zugesetzt worden sind. Die Temperatur während des Versuchs beträgt 20°C und die Bodenfeuchtigkeit ca. 60% der maximalen Wasserkapazität. Nach 7, 14 und 28 Tagen werden die Proben auf ihren Nitrat- und Ammoniumgehalt untersucht, wobei die in Tabelle 1 gefundenen Werte ermittelt werden, die einen unmittelbaren Rückschluß auf die Nitrifikationshemmung zulassen.

Beispiel 2

Es werden Bebrütungsversuche analog Beispiel 1 durchge führt, jedoch wird an Stelle von Harnstoff Ammoniumsul fat als Düngemittel verwendet, wobei die Ergebnisse in Tabelle 2 erhalten werden.

Tabelle 1

Bebrütungsversuche mit 100-g-Bodenproben und Harnstoffdünger (20 mg N-Gehalt) bei 20°C und 60% WK

Tabelle 2

Bebrütungsversuche mit 100-g-Bodenproben und Ammonsulfat dünger (20 mg N-Gehalt) bei 20°C und 60% WK

Beispiel 3

Es werden unter denselben Bedingungen, wie im Beispiel 1 beschrieben, Bebrütungsversuche durchgeführt, wobei als nitrifikationshemmendes Mittel 1-Hydroxyethyl-Dicyan diamid in unterschiedlichen Mengen eingesetzt wird. Die Ergebnisse nach 21 Tagen zeigt Tabelle 3.

Tabelle 3

Claims

1. Nitrifikationshemmendes Mittel, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem substituierten Dicyandiamidderivat der allgemeinen Formel in der R = H oder einen Alkylrest mit 1 bis 2 Kohlen stoffatomen bedeutet.

2. Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Monomethyloldicyandiamid.

3. Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 1-Hydroxyethyl-dicyandiamid.

4. Verwendung des Mittels nach den Ansprüchen 1 bis 3 in Mischung mit organischen und/oder mineralischen stick stoffhaltigen Düngemitteln.

5. Verwendung des Mittels nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Mittel in einer Menge von 0,1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf den Stickstoffgehalt der Düngemittel, ver wendet.

6. Verwendung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Mittel in einer Menge von 1,5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf den Stickstoffgehalt der Düngemittel, ver wendet.

7. Verfahren zur Hemmung der Nitrifikation, dadurch gekennzeichnet, daß man ein substituiertes Dicyandiamidderivat der all gemeinen Formel in der R = H oder einen Alkylrest mit 1 bis 2 Kohlen stoffatomen bedeutet, einsetzt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Derivat in einer solchen Menge ausbringt, daß sich im Boden eine Konzentration von 0,1 bis 1000 ppm ergibt.