DE3889385T2 - Mikroorganismen enthaltende Düngemittel und Verfahren zu ihrer Herstellung. - Google Patents
Mikroorganismen enthaltende Düngemittel und Verfahren zu ihrer Herstellung.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Mikroorganismen enthaltende Düngemittel und Verfahren zu ihrer Herstellung.
- Es ist bekannt, daß hochentwickelte Pflanzen im Bereich ihrer Wurzeln eine Mikroflora unterhalten, die beispielsweise aus stickstoffbindenden Bakterien gebildet ist, und daß diese rhizosphärische Zusammenarbeit zu einer Förderung des Pflanzenwachstums beiträgt.
- Durch Zugabe eines Inokulums eines Bakteriums aus der Rhizosphäre beobachtet man eine Modifizierung der Wurzelentwicklung (Verlängerung, Trockengewicht, Verzweigungsgrad, Anzahl der absorbierenden Härchen), eine Modifizierung der gesamten Trockensubstanz und eine Steigerung der Samenkornausbeute. Diese Effekte sind wahrscheinlich die Folge eines Zusammenwirkens von mehreren Phänomenen, wie der Stickstoffbindung, der Bildung von pflanzlichen Wachstumshormonen, einer pektinolytischen Wirkung, die eine bessere Mineralstoffabsorption ermöglicht. Der Einfluß der Zugabe von Bakterien-Inokula in die Rhizosphäre der Pflanzen ist beispielsweise in dem Artikel von M.H. Gaskins, S.L. Albrecht und D.H. Hubbel, Agric. Ecos, Environ. 1984, (12), Seiten 99-116 beschrieben.
- Die von Forschern angewandten Methoden, nämlich die flüssige Inokulation oder die Inokulation in Form von Granulaten unabhängig von jeglicher anderen landwirtschaftlichen Technik, sind wegen der Arbeitsüberlastung, die den Bauern aufgelastet würde, auf dem Feld schlecht realisierbar, Es wurde für die Züchtung von Leguminosen Vorgeschlagen, die Inokula auf Torf zu konditionieren und das Saatgut mit dem erhaltenen Produkt zu umhüllen. Allerdings besitzt dieses Verfahren den Nachteil, daß man die Mikroorganismen dem direkten Kontakt von verschiedenen Pestiziden aussetzt, mit denen die Samen im allgemeinen umhüllt sind. Darüber hinaus zeigen die Pestizide häufig eine starke Toxizität für die Mehrzahl von Bakterienarten,
- Es wäre nun interessant, über eine Mischung von Düngemitteln und Bakterieninokula aus der Rhizosphäre zu verfügen, da man zeigen konnte, daß die Wirkung eines Inokulums in Gegenwart von anorganischen Düngemitteln und insbesondere stickstoffhaltigen Düngemitteln besser ist. In der Tat zeigen die Pflanzen, die eine gute Mineralstoffversorgung besitzen, eine starke Wurzelausscheidung, die die Entwicklung der Mikroflora der Rhizosphäre begünstigt, Jedoch ergab sich bislang die Schwierigkeit, daß die Inokula im Kontakt mit dem Düngemittel keine ausreichende Lebensfähigkeit besaßen.
- Es wurde nunmehr eine Form des Inokulums gefunden, die in Kontakt mit Düngemittel eine ausreichende Lebensfähigkeit besitzt, um eine direkte Anwendung auf dem Feld zu ermöglichen. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein Düngemittel, das aus der Rhizosphäre isolierte Mikroorganismen enthält, die durch Mikroeinkapselung in eine Polysaccharidmatrix konditioniert sind.
- Es sind bereits, Insbesondere aus den europäischen Patenten EP-A-017 565 und EP-A-083 267, Verfahren zum Mikroeinkapseln von Mikroorganismen in eine Polysaccharidmatrix bekannt. Ein weiteres erfindungsgemäß anwendbares Verfahren besteht darin:
- - eine Kultur von Mikroorganismen in einem Fermenter in Gegenwart von Sauerstoff zu bilden,
- - die Sauerstoffzufuhr zu unterbrechen und vorzugsweise unter Rühren Polysaccharid zu dem Kulturmedlum zuzugeben,
- - auf die Oberfläche der Mischung in Abhängigkeit von der Art und der Konzentration des zugesetzten Polysaccharids einen Überdruck von 0,2 bis 1,9 bar anzulegen,
- - die Mischung unter Druck in eine Vorrichtung einzuführen, die mindestens eine kalibrierte Düse mit einem Durchmesser von etwa 0.1 bis 0.8 mm aufweist,
- - die Mischung über die Düse in Form von Tropfen in eine Mineralsalzlösung einzusprühen und
- - das erhaltene Gel zu spülen und zu trocknen, so daß man ein lagerfähiges Inokulum erhält.
- Das bei diesem Verfahren verwendete Mineralsalz kann insbesondere ein Salz, wie ein Chlorid oder Sulfat von Eisen, Mangan, Aluminium, Calcium, Zink oder Kupfer sein.
- Der eingekapselte Mikroorganismus liegt im allgemeinen in Form eines hellbelgefarbenen Pulvers vor, welches mit jedem beliebigen Dünger vermischt werden kann, der Stickstoff und/oder Phosphor und/oder Kalium enthält. Das Pulver wird am vortellhaftesten mit Stickstoffdüngemitteln. wie Ammoniumnltrat oder Harnstoff vermischt.
- Das Düngemittel liegt in fester Formvor. Man kann beispielsweise das granulierte Düngemittel mit dem Pulver des mikroeingekapselten Inokulums in einer Trommel vermischen, bis man eine homogene Mischung erhalten hat. Die angewandten Mengen von Düngemittel und mikroeingekapseltem Inokulum sind im allgemeinen derart, daß das Gewichtsverhältnis von Düngemittel zu mikroeingekapseltem Inokulum zwischen etwa 500 und 2000 liegt. Man kann das Düngemittelgranulat anschließend mit einem Umhüllungsprodukt besprühen, wie einem Amin, einem natürlichen Wachs oder einem synthetischen Wachs.
- Das Umhüllungsprodukt besitzt insbesondere bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens den Vorteil, daß es eine homogene Haftung des Inokulums ermöglicht. Das erfindungsgemäße Düngemittel kann anschließend gelagert werden.
- Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne daß sie sie einschränken sollen.
- Man züchtet Azospirillum lipoferum, einen Mikroorganismus, den man aus der Rhizosphäre von Mais isoliert hat, in einem Medium, welches pro Liter folgende Bestandteile enthält:
- MgSO4, 7H&sub2;O 200 mg
- NaCl 100 mg
- CaCl&sub2; 20 mg
- FeSO&sub4;, 7H&sub2;O 10 mg
- Na&sub2;MoO&sub4;, 2H&sub2;O 2 mg
- Hefeextrakt 3 mg
- KH&sub2;PO&sub4; 400 mg
- K&sub2;HPO&sub4; 600 mg
- Glucose 30 g
- NH&sub4;Cl 5 g
- H&sub2;O ad 1 Liter
- Der Luftdurchsatz und die Rührgeschwindigkeit sind derart, daß die Konzentration des gelösten Sauerstoffs 30% beträgt. Der pH-Wert beträgt am Anfang 6,8, steigt auf 7,1 an und wird dann durch Zugabe von 1N Natriumhydroxid auf diesem Wert gehalten.
- Die Mikroeinkapselung dieses Inokulums erfolgt mit einer Natriumalginatlösung mit einer Konzentration von 10 g/l. Man rührt die Mischung mit einer Geschwindigkeit von 600 min&supmin;¹. Dann bringt man die Lösung unter einen Druck von 0,5 bar, worauf man sie in einer Lösung von CaCl&sub2; mit einer Konzentration von 6 g/l dispergiert.
- Man spült das erhaltene Gel mit Wasser und trocknet es im Ofen bei einer Temperatur von 30ºC bei einer relativen Feuchtigkeit von 30 %.
- Man vermischt eine Menge A des mikroeingekapselten Inokulums von Beispiel 1 mit einer Menge B granulierten Ammoniumnitrats während 5 Minuten in einer Granuliertrommel. Das Gewichtsverhältnis B/A beträgt 1000. Man besprüht das in dieser Weise erhaltene Granulat mit einer Menge C eines im Handel unter der Bezeichnung LILAMINE AC 81L erhältlichen aminhaltigen Öls. Das erstarrte Amin umhüllt das Ammoniumnitratgranulat und man erhält eine homogene Haftung des Inokulums. Das Gewichtsverhältnis A/C beträgt 1.
- Man bestimmt anschließend die Anzahl der lebensfählgen Bakterien mit Hilfe der folgenden Meßmethode:
- - Man löst 2 g Ammoniumnitrat in 500 ml sterilen destillierten Wassers. Man gewinnt das pulverförmige Inokulum durch Filtration über ein Filter mit einer Porosität von 0,45 um.
- - Man bringt das Filter in 50 ml eines Phosphatpuffers der folgenden Zusammensetzung mit einem pH-Wert von 7,2 ein:
- KH&sub2;PO&sub4; : 3,336g
- Na&sub2;HPO&sub4; : 18,773 g
- H&sub2;O : ad 1 Liter
- In einer Pufferlösung wird die Vernetzung des Polysaccharids geöffnet.
- Man erleichtert diese Maßnahme, indem man den verwendeten Kolben eine Stunde auf einem Schütteltisch behandelt. Man verteilt dezimale Verdünnungen in Petrischalen und zählt die aufgetretenen Kolonien nach einer Inkubationsdauer von 48 bis 72 Stunden bei einer Temperaturvon 35ºC, der optimalen Temperatur für das Wachstum von Azospirillum lipoferum,
- Man beobachtet die folgenden Lebensfähigkeiten:
- 1,6 x 10&sup9; lebensfähige Zellen nach einer Lagerdauer von 26 Stunden.
- 1,5 x 10&sup9; lebensfähige Zellen nach einer Lagerdauer von 3 Tagen.
- 0,7 x 10&sup9; lebensfähige Zellen nach einer Lagerdauer von 9 Tagen.
- 0,3 x 10&sup9; lebensfähige Zellen nach einer Lagerdauer von 1 Monat.
Claims (7)
1. Düngemittel-Zubereitung erhalten durch Vermischen von Mikrokapseln,
die aus der Rhizosphäre Isolierte Mikroorganismen in einer Polysaccharidmatrix
enthalten, mit einem festen Düngemittel,
2. Zubereitung für Düngemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das feste Düngemittel ein granuliertes festes Düngemittel ist.
3. Zubereitung für Düngemittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gewichtsverhältnis von festem, granuliertem Düngemittel zu dem
mikroeingekapselten Inokulum zwischen 500 und 2000 liegt.
4. Zubereitung für Düngemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß das feste Düngemittel Ammoniumnitrat ist.
5. Zubereitung für Düngemittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
erhalten durch Aufsprühen eines Umhüllungsprodukts auf die Mischung aus den
Mikrokapseln und dem festen Düngemittel.
6. Zubereitung für Düngemittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Umhüllungsprodukt aus Aminen, natürlichem Wachs und
synthetischem Wachs ausgewählt ist.
7. Zubereitung für Düngemittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Umhüllungsprodukt ein aminhaltiges Öl ist.
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