-
Verfahren zur Herstellung von stickstoffhaltigen Düngemitteln Gemäß
der Erfindung wird ein stickstoffhaltiges Düngemittel dadurch hergestellt, daß eine
fermentierbare kohlenstoffhaltige Substanz und eine unlösliche oder schwer lösliche
hydrolysierbare Stickstoffverbindung, namentlich Kalkstickstoff, zusammengebracht
werden und daß diese Materialien in Berührung im angefeuchteten Zustande unter aeroben
Bedingungen gehalten werden, um eine freie Entwicklung der Ammoniak assimilierenden
Organismen in der kohlenstoffhaltiger. Substanz zti gestatten, bis neue unlösliche
Verbindungen von organisch gebundenem Stickstoff der vorgenannten Art durch die
Einwirkung der Organismen in der fermentierten Masse in wesentlicher Menge sich
gebildet haben.
-
Die vegetabilische Substanz hat ihre Widerstandsfähigkeit verloren
und ist im allgemeinen in der Farbe stark verändert; so besitzt bei der Anwendung
von Stroh das fertige Produkt nicht mehr die typische gelbe Strohfarbe, sondern
ist schokoladenbraun, und die Masse fühlt sich pilzig an. Bei einem richtig verrotteten,
d.li. fermentierten Produkt aus Stroh sollen etwa go°/o des Gesamtstickstoffs in
organische Verbindung übergeführt sein.
-
Das so erhaltene Düngemittel ist eine weiche, leicht zerteilbare Masse,
die in bezug auf ihre Stickstoffdüngeeigenschaften mit gut gereiftem Stalldünger
vergleichbar ist. Das kohlenstoffhaltige Material kann aus Getreidestroh, Maisstengeln,
Reisabfällen, abgestorbenen Blättern, Farnkraut, Bagasse und Zuckerrohrabfäilen
oder anderen Substanzen bestehen, die eine angemessene Gesamtmenge von Kohlehydrat,
wie Pentosane, enthalten, und dabei keine zu hohen Mengen von Lignocelltilose. Die
Materialien der genannten Art sind im allgemeinen schon mit den erforderlichen aeroben
Mikroorganismen geimpft, da diese gewöhnlich -im Boden anwesend sind; wenn dies
aber nicht der Fall ist, kann das Material leicht dadurch geimpft werden, daß es
mit etwas fertigem Düngemittel (oder einem flüssigen Extrakt daraus), das von einer
vorhergehenden Operation herstammt, eine genügende Zeitlang in Berührung gehalten
wird.
-
Verschiedene Arten der genannten fermentierbaren Substanzen unterscheiden
sich untereinander in bezug auf ihre Fähigkeit, die gebildeten unlöslichen Stickstoffverbindungen
zurückzuhalten. Diese Zurückhaltungseigenschaft kann als beladen mit den unlöslichen
in Rede stehenden Derivaten bezeichnet werden, und die Zurückhaltungsfähigkeit jeder
Art von Material scheint ganz bestimmten Grenzen zu unterliegen. Ein Vorversuch
genügt aber, um die Zurückhaltungsfähigkeit eines gegebenen Materials zu bestimmen,
und um infolgedessen die Bedingungen festzulegen,
unter denen ein
vollbeladenes Produkt aus irgendeinem Material erhalten werden kann, das gerade
an Ort und Stelle am bequemsten zugänglich ist. Die Menge des Gesamtstickstoffs
in der Trockensubstanz des fertigen Düngemittels kann z. B. i bis 51/1 betragen.
-
Es ist wirtschaftlich, die Menge des dem kohlenstoffhaltigen Material
für Zwecke der Fermentierung zuzusetzenden Ausgangsstickstoffs an der Hand des ursprünglichen
Gehalts an Pentosanen oder Stärke zu berechnen. So kann eine solche Menge Calciumcyanamid
benutzt werden, um i "Gewichtsteil N auf 2o bis 30 Gewichtsteile Pentosan oder Stärke
im Rohmaterial zu liefern. Eine genügende Reaktion muß innerhalb der fermentierenden
Masse aufrechterhalten werden, denn wenn die letztere zu sauer wird, wird die gewünschte
Fermentierung unterbrochen; ein Neutralisierungsmittel, wie Calciumcarbonat, das
bequem in Form von Kalk angewendet werden kann, kann zu dem Material hinzugesetzt
werden, um eine zu starke Vermehrung des Säuregehalts zu verhindern.
-
Die Fermentierungsmasse kann auch ein Phosphat, z. B. ein nicht lösliches
Phosphat, wie beispielsweise gemahlenes Mineralphosphat mit hohem Gehalt an Calciumphosphat
oder basische Schlacke, enthalten. Superphosphat kann angewendet werden, «renn der
Überschuß des Säuregehalts neutralisiert wird.
-
Der Ausgangsstickstoff kann in Form einer Mischung angewendet werden,
die im wesentlichen aus einem Phosphat und einer unlöslichen hydrolysierbaren Stickstoffverbindung
besteht. Eine Mischung, die bei der Benutzung und beim Transport bequem ist, besteht
aus Calciumcyanamid und einem fein verteilten festen Körper als .Verdünnungsmittel,
wobei das Verdünnungsmittel vorzugsweise aus einem Material besteht, welches den
Fermentierungsprozeß unterstützt oder verbessert, .beispielsweise einen Mineralphosphat.
Eine solche Mischung kann aus einem Mineralphosphat und einem Neutralisierungsmittel,
wie Kalk in gepulverter Form, etwa im Verhältnis von 5o % Calciumcyanamid und je
--51,1a des Phosphatmaterials und des Neutralisierungsmittels bestehen.
-
So kann diese besondere Mischung aus Calciumcyanamid (mit etwa i81/°
Stickstoff), Mineralphosphat und Kalk bestehen, die zusammen bis zu einer solchen
Feinheit gemahlen werden,. daß ungefähr 6o1/1 der Mischung durch ein Hundertmaschensieb
(englisch) hindurchgeht.
-
Diese Mischung kann im Verhältnis von etwa 7o kg auf die Tonne des
im wesentlichen trockenen kohlenstoffhaltigen Materials, beispielsweise Stroh, angewendet
werden. Ein genügender Grad von Feuchtigkeit der Fermentierungsmasse ist für den
Erfolg von Wichtigkeit. Bei der Benutzung von Stroh ist gefunden worden, daß die
Fermentierung praktisch bei einem Feuchtigkeitsgrade aufhört, der einem Wassergehalt
von 5o1/° entspricht, daß aber die Fermentierung gut fortschreitet bei einem Wassergehalt
von 75 bis 851/1, wobei die letztere Zahl etwa das Optimum für Stroh bildet.
-
Es kann vorkommen, claß der erforderliche Feuchtigkeitsgrad nicht
durch einen einmaligen Zusatz von Wasser erreicht werden kann; dann setzt man das
Wasser in Teilmengen nach und nach und in solchen Zeiträumen zu, daß die vorher
zugesetzte Wassermenge bereits absorbiert worden ist, so daß der weitere Wasserzusatz
auch im wesentlichen vollständig absorbiert wird. So wird z. B. bei Stroh der beste
Feuchtigkeitsgrad durch Zusatz von etwa 3,a cbmWasser auf die Tonne trockenen Strohs
in drei Teilmengen erreicht, noch besser sind etwa sechs Teilmengen.
-
Wenn die Fermentierungsmischung auf den höchsten,Feuchtigkeitsgehalt
gebracht ist, ist Sorge dafür zu tragen, daß die Mischung in dieser Verfassung bis
zur Vollendung der Fermentierung bleibt; zu diesem Zweck werden die erforderlichen
weiteren Wassermengen von Zeit zu Zeit zugesetzt, um Verdampfungsverluste auszugleichen.
-
Ein einfaches Verfahren zur Ausführung der Erfindung besteht darin,
daß das kohlenstoffhaltige Material und die stickstoffhaltige Ausgangsverbindung
so innig wie möglich gemischt werden, dann gründlich mit Wasser angefeuchtet und
stehengelassen werden.
-
Ein weiterer Zusatz von Wasser kann dann gemacht werden, wenn eine
erhebliche Temperatursteigerung in der Masse bemerkbar wird, wobei die Temperaturmessung
vorzugsweise im Innern _ der Masse vorgenommen wird. Dieser weitere Wasserzusatz
soll so durchdringend sein, daß die Mischung gesättigt wird, aber andererseits soll
nicht so viel Wasser zugesetzt werden, daß mechanische Stickstoffverluste oder Luftabschluß
dadurch eintreten können; die Masse soll nicht tropfnaß sein.
-
Um den nötigen Luftzutritt zu gewährleisten, wird der Haufen vorteilhaft
ein- oder zweimal während des Fortschreitens der Fermentierung umgesetzt.
-
Ein anderes vorteilhaftes Ausführungsverfahren nach der Erfindung
besteht darin, daß die stickstoffhaltige Verbindung (mit oder ohne Phosphat oder
Neutralisierungsmittel) zwischen übereinandergeschichtete Lagen des zuvor gründlich
durchfe!ichteten kohlenstoffhaltigen Materials gebracht wird; darauf wird. die vollständige
Durchfeuchtung des Fermentierungshaufens
durch weitere portionsweise
Zu§ätze von solchen Wassermengen vollendet, die den Haufen auf den besten Feuchtigkeitsgrad
bringen.
-
Wenn das kohlenstoffhaltige Material dazu neigt, beim Anfeuchten zusammenzuballen
(beispielsweise wenn es in fein verteiltem Zustand ist), oder wenn sonst Umstände
eintreten, die den freien Zutritt von Luft zu der Fermentierungsmasse beeinträchtigen
können, so kann die Lfiftung der Masse durch Hindurchblasen von Luft bewirkt oder
unterstützt werden, mit oder ohne mechanisches Rühren. Diese Art der Lüftung kann-
auch bei losem kohlenstoffhaltigen Material, wie Stroh, angewendet -werden. Beispiel
i t loses Stroh wird auf festem Untergrund gelagert, vorzugsweise unter Windschutz.
Das Stroh wird dann mit einer Brause oder einer sonstigen Vorrichtung bewässert.
Auf der Oberfläche des gut durchgenäßten Strohs werden dann möglichst gleichmäßig
7o kg der oben angegebenen stickstoffhaltigen Mischung verteilt. Eine zweite Tonne
losen Strohs wird dann auf den ersten Haufen gepackt und wie zuvor durchnäßt, und
eine weitere Menge von 7o kg der stickstoffhaltigen Mischung wird über die Oberfläche
der oberen Strohlage verteilt. In dieser Weise wird der Aufbau eines Haufens fortgesetzt,
bis ungefähr io t Stroh verwendet und nach und nach in der beschriebenen Weise durchfeuchtet
sind. Für jede Strohlage werden ungefähr goo 1 Wasser benutzt. Die oberste Lage
der stickstoffhaltigen Mischung wird dann einige Zentimeter hoch mit Stroh bedeckt
und gut durchnäßt.
-
Der Haufen wird dann sich selbst überlassen, bis die Temperatur in
der Mitte wenigstens 27° C erreicht hat. Die Zeitdauer, um diese Temperatur zu erreichen,
schwankt von wenigen Tagen bis etwa vier Wochen; es scheint aber, daß große Haufen
sich schneller erwärmen als kleinere.
-
Wenn die Temperatur etwa 27° C erreicht hat, werden goo 1 Wasser oben
auf den Haufen aufgebraust, und dieselbe Menge Wasser wird oben auf den Haufen alle
drei Tage aufgebracht, bis eine Gesamtmenge von über 45 cbm Wasser im ganzen verbraucht
sind. Der Haufen wird dann sich selbst überlassen, bis die F ermentierung beendet
ist.
-
Beim Aufbau eines Fermentierungshaufens ist es vorteilhaft, die Decke
möglichst eben zu halten und ihr eine geringere Fläche zu geben als dein Fuß, so
daß die Seiten nach unten pyramidenförmig auseinanderlaufen.
-
Falls gewünscht, kann die feuchte Masse getrocknet werden, mit oder
ohne Mahlung des getrockneten Produkts zu einem Pulver, ohne daß ein merklicher
Verlust an Düngewert eintritt.