DE4308304C1 - Verfahren zum Herstellen eines Düngemittels - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Düngemit­ tels aus den getrockneten Blättern von Luftstickstoff bindenden Pflanzen, wobei die Pflanzen zunächst auf einem Feld ausgesät, nach Ablauf einer bestimmten Zeit des Wachsens gemäht und anschließend auf dem Feld trocknen gelassen werden, wonach die getrockneten Pflanzen vom Feld hereingeholt und die Blätter von den Stengeln getrennt und in streufähige Größen zerkleinert werden.

Bei der bekannten Gründüngung handelt es sich um eine Düngungs­ art in Landwirtschaft und Gartenbau, bei der bevorzugt stickstoffbin­ dende Pflanzenarten, insbesondere Hülsenfrüchtler wie Lupinen oder Wicken sowie Kreuzblütler wie Raps oder Rübsen zur Verbes­ serung der Bodenfruchtbarkeit angebaut und untergepflügt werden.

Es ist ein Verfahren zur Gründüngung bekannt, wonach Lupinen übergangsweise bzw. zum Verbessern des Bodens auf diesem Boden eingesät und nach Erreichen ihres maximalen Wuchses unterge­ pflügt oder untergegraben werden, damit der stickstoffarme Boden durch den in den Blättern der Lupinen enthaltenen Stickstoff verbes­ sert wird. Zum Düngen einer Fläche mittels Gründüngung ist es erforderlich, nach der Einsaat zunächst etwa zwei bis vier Monate zu warten, bis die Pflanzen groß genug sind, um untergepflügt bzw. untergegraben zu werden. Dabei stehen lediglich die auf dem Boden aufgewachsenen Pflanzen zur Verfügung, die mengenmäßig mögli­ cherweise zu gering sind, so daß die angestrebte Bodenverbesse­ rung im gewünschten Umfange nicht erreicht wird. Hierbei handelt es sich um ein ortsgebundenes und zeitaufwendiges Düngeverfah­ ren, das normalerweise nur ein einziges Mal durchgeführt und wegen des Zeitaufwandes nicht wiederholt wird.

Bei dem aus der DE-PS 4 14 917 bekannten Verfahren zur Verarbei­ tung von Lupinen auf Düngemittel werden die geernteten Lupinen, vorzugsweise nach Abscheidung der reifen Körner, einer mechani­ schen Bearbeitung unterworfen, durch welche die an den Stengeln sitzenden Pflanzenteile nebst den grünen Schoten von den Stengeln getrennt werden. Die Düngung mit Lupinenheu wird als ein nur mangelhaftes Düngeverfahren bezeichnet, weil der Düngewert in einem sehr ungünstigen Verhältnis zu der auf das Feld zu bringen­ den Masse steht. Das bedeutet, daß die trockenen Stengel eine unerwünschte Beigabe zu den daran sitzenden grünen Pflanzentei­ len bilden.

Nach diesem bekannten Verfahren werden die stickstoff- und phosphorreichen, an den Stengeln der Lupinen sitzenden Pflanzen­ teile von den Stengeln in geeigneter Weise abgetrennten und für sich gewonnen sowie getrennt von den Stengeln als Düngemittel zu passenden Zeit auf den Acker gebracht. Die Lupinen werden dann, wenn die Körner sich zu verfärben beginnen, geschnitten und in Bündeln auf dem Feld aufgestellt, damit die Körner auf dem Stengel ausreifen können. Darauf unterwirft man die trockenen Lupinen einem Riffelprozeß, durch den die Stengel von den daran haftenden Pflanzenteilen, nämlich den Blättern und Schoten getrennt werden. Anschließend scheidet man die Körner von den übrigen abgeriffelten Pflanzenteilen und unterwirft die letzteren einem Aufschließungs­ prozeß.

Bei diesem Verfahren ist nur eine einzige Ernte jährlich möglich, weil mit der Ernte der Lupinen gewartet werden muß, bis sich die Körner zu verfärben beginnen. Außerdem ist die Durchführung eines Riffelprozesses zur Trennung der Stengel von den daran haftenden Pflanzenteilen aufwendig und schwierig durchzuführen. Die Anwen­ dung des Riffelprozesses schließt nicht aus, daß kleiner Stengel und dünnere Stengelteile zu den Blättern gelangen, wodurch der Dünge­ wert der Blätter in Abhängigkeit von den sich bei den Blättern befin­ denden Stengeln abnimmt.

Nach diesem Verfahren ist eine exakte Trennung zwischen Stengeln und Blättern nicht möglich, weil die Lupinen bereits insgesamt trocken sind, bevor sie dem Riffelprozeß unterworfen werden. Das bedeutet, daß insbesondere auch die Stengel der Lupinen trocken sind und somit während des Riffelprozesses brechen, mithin auch ein Teil der Stengel der Lupinen mit den vorstehend genannten Nachteilen zu den Lupinenblättern gelangen.

Gemäß dem aus der DE-PS 33 08 734 bekannten Verfahren werden land- und forstwirtschaftliche pflanzliche Produkte, unter anderem auch Leguminosen, unter vollkommener Zerstörung der Zellstruktur gepreßt. Dabei werden diese Produkte völlig aufgeschlossen, wobei eine Feststoff- und eine Flüssigkeitsphase entstehen. Die Flüssig­ keitsphase wird durch den Preßvorgang auf eine erhöhte Temperatur aufgewärmt und mittels der Auspuffgase eines die Presse antreiben­ den Verbrennungsmotors auf die Maischtemperatur der Produkte nacherwärmt. Die Feststoffphase wird mittels der Kühlluft des Verbrennungsmotors getrocknet. Das am Ende dieses Verfahrens anfallende ausgefaulte Substrat wird durch ein Trennverfahren in Eiweiß, Tiernahrung und Biodünger aufgeteilt.

Bei diesem bekannten Verfahren werden ganze Pflanzen, bestehend aus Stengel, Blättern und Früchten und gegebenenfalls auch Wurzeln in das Verfahren eingesetzt, in diesem Verfahren durch einen Preßvorgang und weiter Maßnahmen behandelt und anschlie­ ßend in einen Biodünger überführt.

Aus der DE-OS 32 19 245 ist ein Düngemittel bekannt, welches aus einem Lupinenextrakt besteht. Dieser kann flüssig oder pulverförmig sein. Bei der Herstellung dieses Düngemittels werden Lupinenboh­ nen als Ausgangsmaterial feinst gemahlen und die feinstgemahlenen Lupinenbohnen nach dem Gegenstromprinzip mit angereicherten Lupinenextraktlösungen bei geringer Temperatur extrahiert, wobei als Lösungsmittel Wasser verwendet wird. Dabei wird eine Extrakt­ lösung mit einem Trockensubstanzgehalt von 10 bis 30% erhalten. Dem Extraktionsverfahren kann ein Trocknungsverfahren nachge­ schaltet sein, um den Extrakt zu dehydratisieren.

Das auf diese gewonnene Düngemittel wird in geringer Dosierung um Pflanzen herum auf den Boden gestreut.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einlei­ tend genannten Art so auszubilden, daß die Pflanzen zu einem solchen Zeitpunkt gemäht werden, wenn die Blätter der Pflanzen ihre maximale Größe und somit ihren maximalen Stickstoffgehalt aufweisen und daß nach dem Mähen die Pflanzen solange getrock­ net werden, daß die Stengel bei der Weiterbehandlung der getrock­ neten Pflanzen nicht brechen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Pflan­ zen unmittelbar vor dem Aufblühen gemäht werden und anschließend die gemähten Pflanzen solange auf dem Feld trocknen gelassen werden, bis die Blätter schon trocken, die Stengel aber noch feucht sind, sowie danach die getrockneten Pflanzen gesammelt und hereingeholt sowie die Blätter von den Stengeln getrennt und zerkleinert werden.

Auf diese Weise gelangt man zu einem Verfahren der einleitend genannten Art, welches es ermöglicht, die Pflanzen frühestmöglich nach Erreichen der maximalen Größe der Blätter zu mähen. Gerade in diesem Zeitpunkt, in dem die Pflanze kurz vor ihrer Blüte steht, besitzen die Blätter ihr maximales Stickstoffbindevermögen.

Wann dieser Zeitpunkt erreicht ist, an dem die Blätter ihre maximale Größe und somit ihr größtmögliches Stickstoffbindevermögen erreicht haben, die Pflanze aber noch nicht aufblüht, läßt sich durch Beobachten der Pflanzen feststellen. Solange das Aufblühen der Pflanze noch nicht erkennbar ist, wachsen die Blätter weiter und vergrößern somit auch ihren Stickstoffgehalt. Sobald an einzelnen Pflanzen zu erkennen ist, daß diese kurz vor dem Aufblühen stehen, sind die Pflanzen zu mähen. Würde man die Pflanzen länger auf dem Feld stehen lassen, so würde der dann noch hergestellte Stickstoff nicht mehr in die Blätter sondern zunächst in die Blüten und anschließend in die Früchte gehen.

Hinzu kommt, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens die Pflanzen frühestmöglich gemäht werden, so daß für eine anschließende zweite Ernte noch genügend Zeit verbleibt. Da beim Hereinholen der getrockneten Pflanzen die Stengel noch feucht und somit biegsam, jedoch nicht brechbar sind, ergibt sich der weitere Vorteil, daß die getrockneten Blätter von den Stengeln entfernt wer­ den können, ohne daß Teile der Stengel brechen und zu den Blättern gelangen.

Bei dem nach dem vorstehend genannten erfindungsgemäßen Ver­ fahren gewonnenen Dünger handelt es sich um aus Luftstickstoff bindenden Pflanzenarten gewonnenen Dünger, der an bestimmten Stellen bzw. auf bestimmten Feldern immer wieder eingesät und geerntet werden kann, um an anderen Stellen bzw. auf anderen Fel­ dern oder Rasenflächen beliebig konzentriert und beliebig oft einge­ setzt zu werden.

In weiterer Ausgestaltung dieser Erfindung kann vorgesehen sein, daß die getrockneten Pflanzen mittels einer Dreschmaschine oder eines Mähdreschers gesammelt und gedroschen werden, wobei die von den Stengeln getrennten Blätter in dem Auffangbehälter der Dreschmaschine gesammelt und die Stengel herausgeworfen werden.

Zweckmäßig werden die Blätter mittels eines Zerkleinerers zerklei­ nert, damit sie in streufähiger Größe vorliegen und in handelsübli­ chen Portionen verpackt werden können.

Es empfiehlt sich, als Luftstickstoff bindende Pflanzen Lupinen und/oder Wicken zu verwenden, weil das Stickstoffbindevermögen von Lupinen besonders groß ist.

Es kann zweckmäßig sein, die zerkleinerten getrockneten Blätter mit einem anderen organischen Dünger oder mit mehreren organischen Düngern zu vermischen. Es besteht auch die Möglichkeit, die zerkleinerten getrockneten Blätter mit einem Kunstdünger oder mit mehreren Kunstdüngern zu vermischen.

Dieser Dünger ist nicht wasserlöslich, so daß es nicht zu den bekannten nachteiligen Nitratauswaschungen kommen kann. Außer­ dem hat der Dünger eine sehr hohe Wasserhaltekraft bzw. Wasser­ speicherkraft, so daß bei Verwendung dieses Düngers auf den Ein­ satz von Torf als Wasserspeichermittel verzichtet werden kann.

Die einzelnen Pflanzen bestehen aus relativ dicken und starken Stengeln und aus Blättern. In Abhängigkeit vom Wetter und von der Sonneneinstrahlung und damit in Abhängigkeit von den durch die Sonneneinstrahlung in den Blättern abgelaufenen biologischen und chemischen Verfahren ist die Stickstoffansammlung in den Blättern bei günstigen Voraussetzungen maximal.

Zu dieser optimalen Zeit werden die Lupinen gemäht und auf dem Feld so lange trocknen gelassen, bis die Blätter trocken und brech­ bar sind, aber die Stengel noch genügend feucht sind, daß sie zwar knickbar, aber nicht brechbar sind. Anschließend werden die getrockneten Lupinen mit einer Dreschmaschine vom Feld aufge­ nommen und gedroschen. Dabei werden die Blätter in einem dem Korntank der Dreschmaschine vergleichbaren Sammelbehälter gesammelt und die Stengel herausgeworfen.

Die Trockensubstanz des Düngers macht etwa 8% der Biomasse aus. Der Dünger besteht aus etwa 5% Stickstoff, etwa 2% Calcium, etwa 2,5% Kalium und aus geringen Mengen Phosphor, Magnesium und Natrium. Die Wasserspeicherkraft dieses Düngers beträgt mehr als 100%.

Da der Dünger vorzugsweise aus Luftstickstoff sammelnden und speichernden Pflanzen hergestellt ist, enthält er keinen Formalde­ hydzusatz wie bei handelsüblichen gebundenen Harnstoffprodukten. Er wird im Boden durch Mikroorganismen langsam abgebaut, wobei die Abbaurate weitgehend durch die Temperatur, die Feuchte und die Bodenart bestimmt ist.

Der Stickstoff des Düngers ist in natürlich vorkommenden Eiweiß­ stoffen, wie beispielsweise Proteinen, und in Aminosäuren gespei­ chert und wird durch ammonifizierende Mikroorganismen zu Ammo­ nium (NH₄) und Kohlendioxid (CO₂) umgewandelt. Die Ammonifizie­ rung ist eine im Boden ablaufende Reaktion, durch die organische Stickstoffverbindungen abgebaut und mineralisiert werden. Eine Vielzahl von Organismen, wie beispielsweise Bakterien, Pilze und dergleichen sind an dieser Umsetzung beteiligt.

Das so gebildete Ammonium (NH₄) wird durch chemoautotrophe Bakterien, etwa Nitrosomonas und Nitrobakter umgewandelt.

Dabei werden zunächst Ammonium (NH₄) und Sauerstoff (1,5 O₂) durch Nitrosomas zu Nitrit (NO₂) sowie Wasser (H₂O) und Wasser­ stoff (H₂) umgewandelt, wobei Energie freigesetzt wird. Gleichzeitig werden Nitrit (NO₂) und Sauerstoff (0,5 O₂) durch die Nitrobakter zu Nitrat (NO₃) umgewandelt, wobei ebenfalls Energie freigesetzt wird.

Die Aktivität der Mikroorganismen ist weitgehend von Faktoren abhängig, die in gleicher Weise das Pflanzenwachstum steuern, wie beispielsweise Temperatur, Feuchtigkeit und pH-Wert des Bodens.

Der Stickstoff des erfindungsgemäßen Düngers ist somit in Über­ einstimmung mit der Entwicklung und dem Nährstoffbedarf der Pflanzen freigesetzt.

Die meisten anderen Stickstoff-Langzeitdünger setzen ihren Stick­ stoff in der Regel durch eine chemische Reaktion oder durch einen physikalischen Vorgang, wie beispielsweise Diffusion, Osmose und/oder geringe Löslichkeit frei.

Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Dünger wird nur durch die Bodentemperatur, den Luft- und Wasserhaushalt des Bodens sowie durch Bodenmikroorganismen beeinflußt, so daß der Dünger daher die Vorteile hat, daß eine Überdüngung und eine damit zusammenhängende Verbrennung unmöglich sind, daß er gleichmä­ ßig in die Rasentragschicht eingemischt werden kann, so daß eine höchstmögliche Stickstoff-Verteilung und daß er nur eine sehr geringe Stickstoff-Auswaschung zuläßt, da die Stickstofffreisetzung des Düngers und der Stickstoffverbrauch der Pflanze parallel zuein­ ander laufen.

Die gute Verteilung des Stickstoffes in der Rasentragschicht veran­ laßt die Pflanzen, schnell und tief zu wurzeln. Hierdurch wird eine schnelle und optimale Durchwurzelung der Rasentragschicht erreicht.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen eines Düngemittels aus den getrockne­ ten Blättern von Luftstickstoff bindenden Pflanzen, wobei die Pflanzen zunächst auf einem Feld ausgesät, nach Ablauf einer bestimmten Zeit des Wachsens gemäht und anschließend auf dem Feld trocknen gelassen werden, wonach die getrockneten Pflan­ zen vom Feld hereingeholt und die Blätter von den Stengeln getrennt und in streufähige Größen zerkleinert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Pflanzen unmittelbar vor dem Aufblühen gemäht werden und anschließend die gemähten Pflanzen solange auf dem Feld trocknen gelassen werden, bis die Blätter schon trocken, die Stengel aber noch feucht sind, sowie danach die getrockneten Pflanzen gesammelt und hereingeholt sowie die Blätter von den Stengeln getrennt und zerkleinert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die getrockneten Pflanzen mittels einer Dreschmaschine oder eines Mähdreschers gesammelt und gedroschen werden, wobei die von den Stengeln getrennten Blätter in dem Auffangbehälter der Dreschmaschine gesammelt und die Stengel herausgeworfen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blätter mittels eines Zerkleinerers zerkleinert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Luftstickstoff bindende Pflanzen insbesondere Lupinen und/oder Wicken verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zerkleinerten getrockneten Blätter mit einem anderen organischen Dünger oder mit anderen organischen Dün­ gern vermischt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zerkleinerten getrockneten Blätter mit einem Kunstdünger oder mit mehreren Kunstdüngern vermischt werden.