DE68910297T2

DE68910297T2 - Homogenes, granuliertes Stickstoffdüngemittel.

Info

Publication number: DE68910297T2
Application number: DE89403676T
Authority: DE
Inventors: Richard L Balser; Allen R Sutton; Charles W Weston
Original assignee: Freeport Mcmoran Resource Partners Ltd
Current assignee: Freeport Mcmoran Resource Partners Ltd
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1989-12-28
Publication date: 1994-03-03
Anticipated expiration: 2009-12-29
Also published as: RU2034818C1; CA2006751A1; AU4722089A; EP0376853A1; IE894032L; IE62961B1; US4994100A; BR8906836A; CA2006751C; DE68910297D1; AU619636B2; EP0376853B1

Description

Feld der Erfindung

Diese Erfindung betrifft ein Stickstoffdüngemittel, das ein homogener, granularer Festkörper ist, und das nach Anwendung zu einer erhöhten Stickstoffaufnahme bei Pflanzen führt. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein verbessertes Stickstoffdüngemittel auf Harnstoffbasis, das Stickstoffverlusten in vermindertem Maße ausgesetzt ist.

Hintergrund der Erfindung

Stickstoff ist ein notwendiges Element für das Wachstum und die Entwicklung des Pflanzenlebens. Einige Pflanzen, wie Leguminosen, können Luftstickstoff aufnehmen und Stickstoff im Boden festlegen. Die meisten Pflanzen jedoch und insbesondere viele Pflanzen, die zur Herstellung von menschlicher und tierischer Nahrung verwendet werden, bedürfen der Verwendung von Stickstoffdüngemittel, damit der notwendige Stickstoff der Pflanze zugeführt wird. Stickstoffdüngemittel wurden und werden noch während der verschiedenen Entwicklungsstadien der Pflanzen auf landwirtschaftliche Flächen aufgebracht. Das geschieht deshalb, weil sich der Bedarf der Pflanzen an Stickstoff während des Wachstums und der Reifung der Pflanze ändert. Es wird jedoch geschätzt, daß auch bei sorgfältiger Aufbringung von Stickstoffdüngemitteln nur etwa 40-70 % des als Düngemittel aufgebrachten Stickstoffes von der Feldfrucht in einem gegebenen Jahr auf genommen wird. Der verbleibende Stickstoffgehalt der Düngemittel, denen die Pflanzen ausgesetzt sind, geht im wesentlichen verloren. Das Problem besteht also darin, wie die Effizienz der Stickstoffdüngemittel, die einer Feldfrucht zugeführt werden, verbessert werden kann. Die zwei Wege, dieser Herausforderung gerecht zu werden, sind, den Stickstoffzuführmechanismus zu verbessern und die Wahrscheinlichkeit eines Stickstoffverlustes zu verringern.
Der Stickstoffzuführmechanismus kann dadurch wirksamer gemacht werden, daß der Stickstoff an der richtigen Stelle, zum richtigen Zeitpunkt und in der richtigen Form vorliegt. Das heißt, der Stickstoff sollte in einer verfügbaren Form in der Nähe des Wurzelsystems vorliegen, wenn durch die wachsende Pflanze eine Nachfrage an Stickstoff da ist. In der Vergangenheit ist dies durch verschiedene planmäßige Anwendungen von Düngemitteln während der Wachstums zeit der Pflanze erreicht worden. Langsam freiwerdende Düngemittel sind ebenfalls verwendet worden. Jedoch haben diese Techniken das Problem nicht vollständig gelöst.
Ein Beispiel für dieses Problem: Eine Maispflanze hat eine Wachstumsdauer von etwa 115 Tagen vom Samen zur ausgereiften Pflanze. Der Bedarf der Maispflanze an Stickstoff variiert während dieser Zeitdauer. In dem ersten Zeitabschnitt von 25 Tagen, in dem sich die Pflanze vom Samenstadium zur kleinen Pflanze entwickelt, beträgt der Stickstoffbedarf etwa 8,62 kg, (19 pounds) pro 6341,4 l (180 bushels) Mais. Während des nächsten Zeitabschnitts von 25 Tagen, in dem die Pflanze wächst und Blattmaterial ansetzt, beträgt der Stickstoffbedarf etwa 38,1 kg (84 pounds) Stickstoff pro 6341,4 l (180 bushels) Mais. Während des dritten Zeitabschnitts von 25 Tagen, in dem die Pflanze immer noch wächst und sich einem Reifestadium nähert, in welchem die Bildung der Narbenfäden und Samen beginnt, beträgt der Stickstoffbedarf etwa 34,02 kg (75 pounds) Stickstoff pro 6341,4 l (180 bushels) Mais. Während des vierten Zeitabschnitts von 25 Tagen, wenn Samenentwicklung und Samenwachstum fortgesetzt werden, hat die Pflanze einen Bedarf von etwa 21,77 kg (48 pounds) Stickstoff pro 6341,4 l (180 bushels) Mais. An dem Punkt vollständiger Reife und im wesentlichen abgeschlossener Kolbenbildung und abgeschlossenen Samenwachstums beträgt der Bedarf an Stickstoff während des nächsten Zeitabschnitts von 15 Tagen etwa 6,35 kg (14 pounds) Stickstoff. Folglich ist zu sehen, daß bei Wachstum und Entwicklung der Maispflanze ihr Bedarf an Stickstoff sich ständig ändert. Als Regel jedoch gilt, daß der höchste Bedarf an Stickstoff bei einer Maispflanze zu dem Zeitpunkt der Narbenfädenbildung und der Samenentwicklung bzw. des Samenwachstums vorliegt.
Stickstoff ist auch für das Rasenwachstum notwendig. Rasen hat nicht ein so tiefes Wurzelsystem wie Mais und andere Nahrungspflanzen, und stellt daher abweichende Anforderungen. Wegen des flachen Wurzelsystems und der Notwendigkeit, daß der Stickstoff für das Rasenwurzelsystem während des Wurzelwachstums verfügbar ist, ist es allgemeine Praxis, dem Rasen während seines Wachstumszyklus eine größere Anzahl von Düngemittelanwendungen zukommen zu lassen. Dies ist jedoch kostenintensiv sowohl hinsichtlich der Arbeit als auch des Düngemittelproduktes. Es ist ein Anzeichen dafür, daß die Verwendung des Düngemittels nicht maximiert wird. Es ist ebenfalls ein Anzeichen dafür, daß das verwendete Düngemittel nach Aufbringung eine kurze effektive Verfügbarkeit besitzt. Dies sind Probleme, die sich weiterhin den Erzeugern von Grasdecken stellen. Dies ist auch ein Gebiet, in dem das vorliegende homogene, granulare Stickstoffdüngemittel deutliche Vorteile zeigt.
Der Stickstoff in Stickstoffdüngemitteln geht nach einer Anwendung auf unterschiedlichen Wegen verloren. Wenn der Stickstoff als Harnstoff-Stickstoff aufgebracht wird, ist der Stickstoff einem Verflüchtigungsverlust als Ammoniak ausgesetzt. Es gibt auch die Möglichkeit eines Denitrifikationsverlustes von Stickstoff. Bei diesem Verlust geht aufgebrachtes Nitrat, das durch Bodenorganismen vom Ammoniumion zum Nitration umgewandelt worden ist, durch Bodenbakterien verloren, die Sauerstoff von dem Nitratstickstoff abspalten und gasförmigen Stickstoff übrig lassen, der dann in die Atmosphäre entweicht. Der andere Stickstoffverlust findet statt infolge Durchsickerns des Nitrates unterhalb des Wurzelpegels der Pflanze. Dieses Nitrat geht in den unteren Niveaus des Bodenhorizontes oder im Grundwasser verloren. Wenn dieses Nitrat in das Grundwasser gelangt, wird es als ein Schadstoff betrachtet. Folglich besteht nun eine weitere Aufgabe bei der Verwendung von Düngemitteln darin, daß nur ein geringer Betrag des Düngemittels nach unten in den Boden zum Grundwasser durchsickert.
Pflanzen, einschließlich Gräser, verwenden Stickstoff in Form von Ammoniumstickstoff und Nitratstickstoff, um Aminosäuren zu bilden, die dann zu Proteinen polymerisiert werden. Der Ammoniumstickstoff kann durch das Wurzelsystem der Pflanze direkt vom Boden aufgenommen werden. Nitratstickstoff ist jedoch viel leichter für das Wurzelsystem der Pflanze verfügbar und wird in den frühen Stadien des Pflanzenwachstums viel leichter aufgenommen als Ammoniumstickstoff. Wenn Nitratstickstoff durch die Pflanze aufgenommen wird, wird er in der Pflanze zu Ammoniumstickstoff, dann zu Aminosäuren und dann zu Proteinen umgewandelt. Ein Grund dafür, daß das Nitration viel leichter für die Pflanze verfügbar ist und durch die Pflanze viel schneller aufgenommen wird, ist, daß es eine negative Ladung aufweist, ebenso wie die Ton- und Humuspartikel im Boden. Folglich ist das Nitration nicht im Boden gebunden. Da jedoch das Ammoniumion eine positive Ladung aufweist, wird es von den Ton- und Humuspartikeln angezogen und durch diese Partikel festgehalten, bis Bakterien die Umwandlung des Ammoniumions zu einem Nitration bewirken können. Wenn das Ammoniumion zu einem Nitration umgewandelt ist, wird es für das Pflanzenwurzelsystem verfügbar und wird durch die Pflanze aufgenommen. Das Pflanzenwurzelsystem kann auch Stickstoff in Form von Ammoniumstickstoff aufnehmen. Einige Untersuchungen zeigen, daß Pflanzen während der kritischen Kornfüllperiode in Saisonmitte die Ammoniumform bevorzugen. Während der Zeitabschnitte höchsten Stickstoffbedarfs einer Pflanze, braucht die Pflanze ausreichend Nitratstickstoff und ausreichend Ammoniumstickstoff, der in dem Bereich des Wurzelsystem verfügbar ist. Obwohl Nitratstickstoff durch das Wurzelsystem schnell aufgenommen wird, gilt, daß zur Maximierung des Pflanzenwachstums und des Pflanzenertrags, ein Gleichgewicht von Ammoniumstickstoff und Nitratstickstoff während der Perioden schnellen Pflanzenwachstums notwendig ist.
Die vorliegenden homogenen, granularen Düngemittel lösen viele dieser Probleme. Diese granularen Düngemittel minimieren den Verlust an Stickstoff durch Verflüchtigung als Ammoniak. Ferner gibt es nur wenig Stickstoff, der anfällig für einen Denitrifikationsverlust ist und der Sickerverlust von Stickstoff in Form von Nitrat ist gering. Dies wird dadurch erreicht, daß ein großer Betrag an Stickstoff während der frühen Anwendungsstadien als Ammoniumstickstoff verfügbar ist. Während dieser frühen Stadien der Verwendung hat die Pflanze keinen hohen Bedarf an Stickstoff. Da der Stickstoff als Ammoniumstickstoff vorliegt, wird er durch den Ton und den Humus im Boden festgehalten, bis er zu Nitratstickstoff umgewandelt werden kann. Er wird dann während eines Zeitraums von einigen Wochen allmählich zu Nitratstickstoff umgewandelt. Da Nitratstickstoff den größeren Verlust verursacht und da nur eine geringe Menge an Nitratstickstoff verfügbar ist, tritt folglich bei dem Düngemittel ein verminderter Verlust an Stickstoff durch Denitrifikation oder durch Wegsickern auf. Das Ergebnis ist ein bis zu etwa 25 % größerer Stickstoffwirkungsgrad. Das heißt, es liegt eine im Durchschnitt um etwa 25 % größere Nutzbarkeit von Stickstoff, der auf ein Feld aufgebracht wird, vor. Als zusätzlicher Faktor ist eine größere Anwendungsflexibilität gegeben. Da der Stickstoff im Boden verbleibt und für die Pflanze über eine längere Zeitdauer verfügbar ist, muß das Düngemittel nicht nach einem strengen Plan zugeführt werden. Tatsächlich kann in vielen Fällen das Düngemittel einmal während der Wachstumszeit aufgebracht werden und es ist für die Pflanze über die gesamte Wachstumszeit verfügbar. Zusätzlich ist dieses verbesserte Düngemittel mit verschiedenen Herbiziden kompatibel, die der Fläche in Verbindung mit dem Düngemittel zugeführt werden können.

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend der vorliegenden Erfindung umfaßt eine homogene, granulierte Düngemittelmischung als Komponenten 90 bis 98 Gew.% Harnstoff, 0,4 bis 1,0 Gew.% Ammoniumthiosulfat und 1,4 bis 3,0 Gew.% Dicyandiamid, wobei die vorstehenden Komponenten in einer homogenen Mischung vorliegen, indem die Komponenten aus einer Schmelze der Harnstoffkomponente in Granulate geformt werden.
Somit umfaßt die homogene, granulare Düngemittelzusammensetzung in erster Linie Harnstoff, Dicyandiamid und Ainmoniumthiosulfat und der gesamte Stickstoffgehalt des Düngemittels wird in erster Linie durch Harnstoff geliefert. Ein Phosphat kann ebenfalls vorliegen. Die Phosphatverbindung ist insbesondere eine Ammoniumphosphatverbindung und vorzugsweise eine Ammoniumpolyphosphatverbindung. Eine Phosphatverbindung als Teil der Zusammensetzung liegt in einem Betrag von etwa 0,3 bis 1,0 Gew.% vor. Der Rest der Zusammensetzung besteht in erster Linie aus etwas Feuchtigkeit und Nebenprodukten der Harnstoff synthese. Jedoch können ein Herbizid, ein Farbstoff, Mineral- Spurenelemente oder andere Materialien in den Granulaten eingebaut und ein Teil des Düngemittels sein.
Das granulare Düngemittel wird aus einer Harnstoffschmelze hergestellt. Das Dicyandiamid und Ammoniumthiosulfat werden dem Harnstoff zugeführt während der Harnstoff geschmolzen ist, insbesondere wenn der Harnstoff zumindest etwa 2 Gew.% Feuchtigkeit und vorzugsweise zumindest etwa 4 Gew.% Feuchtigkeit enthält. Bei Zugabe des Dicyandiamids und Ammoniumthiosulfats werden diese in dem geschmolzenen Harnstoff vollständig gelöst. Wenn auch ein Phosphat Teil der Zusammensetzung ist, wie beispielsweise ein Ammoniumphosphat, wird dieses ebenfalls zu diesem Zeitpunkt hinzugegeben. Auch andere Additive, wie Konditioniermittel, Farbstoffe und Spurenelemente, werden zu diesem Zeitpunkt oder einem früheren Verarbeitungsstadium des Harnstoff zugeführt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Teil des geschmolzenen Harnstoffs als Seitenstrom entnommen und das Ammoniumthiosufalt, das Dicyandiamid und andere Additive werden in diesen Seitenstrom gemischt. Der Seitenstrom wird dann dem Hauptstrom des geschmolzenen Harnstoffs zugeführt. Nach der Zuführung zum geschmolzenen Harnstoff-Hauptstrom wird der geschmolzene Harnstoff einer Evaporation unterzogen, um den Feuchtigkeitsgehalt auf weniger als etwa 1 Gew.% zu reduzieren. Der geschmolzene Harnstoff wird dann in einen Trommelgranulator gespritzt. Die Partikelfraktion zwischen etwa 0,84 und 4,76 mm im Durchmesser wird als Produkt gewonnen, während das feinere Produkt direkt zurückgeführt und das gröbere Produkt zerbrochen und zurückgeführt wird.
Im Betrieb wird das granulare Düngemittel mittels eines Freifallstreuers oder eines breitwürf igen Streuers auf einem Feld ausgebracht. In den meisten Fällen wird es mittels eines breitwürfigen Streuers ausgebracht.
Somit besteht entsprechend der vorliegenden Erfindung ein Verf ahren zum Verbessern des Pflanzenwachstums darin, dem Boden eine homogene, granulierte Düngemittelzusammensetzung mit 90 bis 98 Gew.% Harnstoff, 0,4 bis 1,0 Gew.% Ammoniumthiosulfat und 1,4 bis 3,0 Gew.% Dicyandiamid zuzuführen, wobei die vorstehenden Komponenten in einer homogenen Mischung vorliegen und aus einer Schmelze der Harnstoffkomponente zu Körnern geformt sind.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist auf verbesserte granulare Harnstoffdüngemittel gerichtet. Diese Düngemittel können bei einer Feldfrucht, wie Mais, zum Zeitpunkt des Pflanzens angewandt werden und sind in dem Boden während des Wachstumszyklus der Maispflanze verfügbar. Sie ergeben einen bis zu etwa 25 % größeren Stickstoffwirkungsgrad und führen zu einer beträchtlichen Abnahme an Stickstoffverlust im Düngemittel vom Zeitpunkt der Ausbringung bis zum Zeitpunkt der Aufnahme durch die Pflanze. Daraus resultieren Einsparungen an Düngemittel, das ausgebracht werden muß, Einsparungen an Kosten für die Aufbringung des Düngemittels und Einsparungen an Zeit, die für mehrere Ausbringungen des Düngemittels auf ein Feld erforderlich ist.
Dieses granulare Düngemittel kann auch wirksam auf Rasen aufgebracht werden. Bei Verwendung auf Rasen bleibt das Düngemittel über eine längere Zeitdauer im Bereich des Rasenwurzelsystems und verbleibt in einer besser verfügbaren Form. Das Ergebnis ist ein Gras, das einen kontrollierten Wachstumsgrad aufweist, und ein dickeres Rasenpolster liefert. Es ergibt eine Qualitätsverbesserung, ohne daß so viele Anwendungen notwendig sind, wie wenn andere Düngemittel benutzt werden.
Die neuen und verbesserten Düngemittelzusammensetzungen sind Zusammensetzungen auf Harnstoffbasis. Diese Zusammensetzungen auf Harnstoffbasis enthalten einen Anteil an Dicyandiamid und Ammonimthiosulfat, die in der Zusammensetzung homogen verteilt sind. Die Zusammensetzung kann auch eine Phosphatverbindung enthalten. Wenn das der Fall ist, ist die Phosphatverbindung insbesondere ein Ammoniumphosphat und vorzugsweise ein Ammoniumpolyphosphat. Die Zusammensetzung kann auch ein Konditioniermittel, Farbstoffe und Spurenelemente enthalten. Diese sind jeweils homogen in der Düngemittelzusammensetzung verteilt. Die Düngemittelzusammensetzung enthält etwa 90 bis 98 Gew.% Harnstoff, etwa 1,4 bis 3,0 Gew.% Dicyandiaiaid und etwa 0,4 bis 1,0 Gew.% Ammoniumthiosulfat. Eine Phosphatverbindung, wenn diese vorliegt, hat einen Anteil von etwa 0,3 bis 1,0 Gew.% an der Düngemittelzusammensetzung. Der Rest der Zusammensetzung besteht in erster Linie aus Wasser und Nebenprodukten aus der Bildung von Harnstoff und enthält fakultativ einen Farbstoff und mineralische Spurenelemente.
Die Ammoniumthiosulfatkomponente der Düngemittelzusammensetzung wird dem geschmolzenen Harnstoff als wäßrige Lösung zugefügt. Eine wäßrige Lösung von 40 bis 70 Gew.% wird verwendet, vorzugsweise etwa 60 Gew.% Wasser.
Die übrigen Komponenten werden üblicherweise als Feststoffe zugefügt.
Bei einer bevorzugten Zusammensetzung enthält der Dünger etwa 96 Gew.% Harnstoff, etwa 2,2 Gew.% Dicyandiamid und etwa 0,8 Gew.% Ammoniumthiosulfat. Wenn Phosphate vorhanden sind, liegt ihr Anteil vorzugsweise bei etwa 0,6 Gew.%.
Das Dicyanamid bewirkt in dem Düngemittel eine langsame Freigabe des Stickstoffs. Solange der Stickstoff in der Form als Ammoniumstickstoff vorhanden ist, bleibt er an den Humus und Ton im Boden gebunden und ist einem Verlust nicht unterworfen. Folglich ist das Dicyanamid für die Pflanze über eine lange Zeitspanne als Stickstoffquelle verfügbar. Wenn Harnstoff in Ammoniumstickstoff umgewandelt ist, kann etwas Ammoniakgas in die Atmosphäre verloren gehen. Die Ammoniwnthiosulfat-Komponente wirkt sowohl als Stickstoff- wie auch als Schwefelquelle und hat ferner die Wirkung, die Wahrscheinlichkeit von Ammoniakverlusten zu verringern, wenn Harnstoff in die Ammoniumform von Stickstoff umgewandelt wird. Die Phosphatkomponente der Düngemittelzusammensetzung wirkt als Nährstoff und als Bindemittel im Boden für das Dicyandiamid. Das Phosphation verzögert den Abbau des Dicyandiamids im Boden und verlängert so das Leben des Dicyandiamids im Boden. Die Phosphatkomponente wirkt außerdem unterstützend bei der Reduktion des freien Ainmoniakanteils in der Düngemittelsuspension.
Dieser neue homogone granulierte Dünger wird in Harnstoffschmelztechnik hergestellt. Bei dieser Technik werden das Dicyandiamid, das Ammoniumthiosulfat und andere Komponenten zugegeben, während der geschmolzene Harnstoff zumindest etwa 2 Gew.% Feuchtigkeit enthält, vorzugsweise mehr als etwa 4 Gew.% Feuchtigkeit. Vorzugsweise enthält der geschmolzene Harnstoff etwa 4 bis 6 Gew.%, wenn das Dicyandiamid und Ammoniumthiosulfat zugegeben werden. Die Phosphatverbindung, falls eine zugegeben werden soll, wird vorzugsweise zu diesem Zeitpunkt zugegeben. Jedoch kann sie in einem früheren Schritt zugefügt werden, bevor der Harnstoff auf den 94 bis 96 %-Pegel konzentriert ist. Spurenelemente, Farbstoffe und Konditioniermittel können ebenfalls zu dieser Zeit hinzugefügt werden. Gewöhnlicherweise werden die Konditioniermittel an einem Punkt zugefügt, an dem der Harnstoff mehr Feuchtigkeit enthält. Geeignete Konditioniermittel sind Harnstofformaldehyd und Kalziumlignosulfonat. Diese Konditioniermittel verringern die hygroskopische Natur der Düngemittelkörner und vergrößern die Fließfähigkeit des Granulats.
In einer bevorzugten Syntheseform wird das Konditioniermittel dem geschmolzenen Harnstoff zugegeben, bevor der Feuchtigkeitsgehalt des geschmolzenen Harnstoff s auf etwa 2 bis 7 Gew.% Feuchtigkeitsgehalt abgenommen hat. Nach der Zugabe wird der geschmolzene Harnstoff dann einem Verdampfungsschritt unterzogen, um den Wassergehalt auf einen Pegel von etwa 2 bis 7 % zu senken. An diesem Punkt wird ein Seitenstrom geschmolzenen Harnstoffs vom Hauptstrom abgezweigt und das Dicyandiamid und Ammoniumthiosulfat zugegeben. Das Ammoniumthiosulfat wird in einer wäßrigen Lösung von etwa 40 bis 70 Gew.% zugegeben, vorzugsweise etwa 60 Gew.%. Diese Komponenten werden zusammen mit einem Farbstoff oder mineralischen Spurenelementen an diesem Punkt zugegeben. Die Phosphatkomponente wird ebenfalls an diesem Punkt zugegeben, falls sie ein Teil des Düngemittels sein soll. Der Farbstoff wird nur zugegeben, um die am Ende vorliegenden Körner zu färben, so daß sie von anderen Düngemittelsorten unterschieden werden können. Nach der Zugabe wird der Seitenstrom aus geschmolzenem Harnstoff dem Hauptstrom aus geschmolzenem Harnstoff zurückgegeben. Dieser kombinierte Strom wird dann zu einem Verdampfer geschickt, um den Feuchtigkeitsgehalt auf weniger als etwa 2 Gew.% und vorzugsweise auf weniger als etwa 1 Gew.% zu verringern. Der geschmolzene Harnstoff wird dann in ein rohrförmiges, granulaterzeugendes Gerät eingesprüht. Der Harnstoffsprühnebel beschichtet die Düngemittelpartikel kontinuierlich, wenn sie sich von einem Ende des rohrförmigen Gerätes zum anderen Ende bewegen. Die Körner treten aus der rohrförmigen, granulatbildenden Kammer aus und werden gesiebt. Jene, die durch ein #4 Tyler-Seriensieb (etwa 4,76 mm Maschenweite) hindurchgehen und auf einem # 20 Tyler-Seriensieb (etwa 0,84 mm) verbleiben,werden als Produkt entnommen. Die untergroßen Partikel werden zurückgeführt und die übergroßen Partikel werden gemahlen und dann zurückgeführt. Es kann entweder ein schubweises oder ein kontinuierliches Verfahren verwendet werden. Es wird bevorzugt, ein kontinuierliches Verfahren zu verwenden.
Dieses Düngemittel wird unter Verwendung von Spur- oder Breitwurf-Düngemittelstreuern aufgebracht. Es wird bevorzugt, Breitwurf-Düngemittelstreuer zu verwenden. Diese Düngemittelstreuer bringen ein granulares Düngemittel in kürzerer Zeit auf eine Fläche auf.
Die Erfindung wird nun in näheren Einzelheiten mit Bezug auf die nachfolgenden Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

Dieses Beispiel offenbart eine Batch-Technik zur Herstellung des vorliegenden Düngemittels.
877,26 kg (1934 pounds) Harnstoff werden in einen beheizten Trog gegeben und auf 133º C erhitzt, um den Harnstoff zu schmelzen. Dieser Harnstoff hat einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 8 bis 10 Gew.%. 3,629 kg (8 pounds) eines Harnstofformaldehyd- Konditioniermittels werden zugegeben und in dem geschmolzenen Harnstoff gelöst. Der geschmolzene Harnstoff wird dann einem Verdampfer zugeführt, der den Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 4 bis 6 Gew.% verringert. Ein Teil des geschmolzenen Harnstoffes wird dann aus dem Trog entnommen und 19,96 kg (44 pounds) Dicyandiamid werden zusammen mit 6,35 kg (14 pounds) Ammoniumthiosulfat als eine 60 %ige wäßrige Lösung zugegeben. Das Dicyandiamid und Ammoniumthiosulfat lösen sich schnell, und dieser geschmolzene Harnstoff, der nun Dicyandiamid und Ammoniumthiosulfat enthält, wird dem in dem Trog enthaltenen geschmolzenen Harnstoff zugegeben. Nachdem dieser geschmolzene Harnstoff vermischt ist, wird er Verdampfern zugeführt, die den Feuchtigkeitsgehalt auf weniger als etwa 1 Gew.% verringern. Die Harnstoffmischung wird dann abgekühlt und in eine Granulatortrommel gesprüht. Partikel, die zumindest 0,85 mm groß und weniger als 4,76 mm groß sind, werden als Produkt aufgefangen. Das übrige Granulat wird zurückgeführt oder gemahlen und zurückgeführt. Das Ergebnis ist ein homogenes, granulares Düngemittel, bei dem Dicyandiamid und Ammoniumthiosulfat gleichmäßig über jedes Granulat verteilt ist.

Beispiel 2

Dieses Beispiel ist darauf gerichtet, die Düngemittelzusammensetzung aus Beispiel 1 herzustellen, aber unter Zugabe von Phosphat. Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, es werden aber zusammen mit dem Dicyandiamid und Ammoniumthiosulfat 6,8 kg (15 pounds) Ammoniumpolyphosphat zugegeben. Nach Bildung des Granulats enthalten die Partikel einen wirksamen Anteil an Phosphat.

Beispiele 3-16

Dieses Beispiel liefert einen Vergleich des Düngemittels aus Beispiel 1 mit anderen Düngemitteln hinsichtlich einer Verwendung auf Rasen. Der Vergleich wird durchgeführt mit Harnstoff, Ammoniumnitrat, dem handelsüblichen Düngemittel Sulfur Kote und dem handelsüblichen Düngemittel Osmocote. In Tabelle 1 werden das Düngemittelmaterial, die kg (pounds) Stickstoff pro 9290 dm² (1000 ft²) und das Düngermaterial in Gramm pro 83,6 dm² (9 ft²) Versuchsfläche angegeben. Die Angabe (46-0-0) bedeutet 46 Teile Stickstoff, 0 Teile Kalium und 0 Teile Phosphat. Tabelle 1 Beispiel Stickstoffgabe kg (lb) N/9290 dm² (1000 ft²) Stickstoffquelle g/Düngematerial/83,61 dm² (9 ft²) Versuchsfläche keine Harnst. Sulf. Kote Ammoniumnitrat Osmocote *zwei Anwendungen von jeweils 8,88 g ** drei Anwendungen von jeweils 8,88 g.
Tabelle 2 zeigt die durchschnittlichen Farbwerte über der Zeit.
Es wird eine Skala von 1 bis 10 verwendet. Je grüner der Rasen desto höher ist der Wert. (z. B. 1 = gelb; 2 = leichtes Grün; 8 = optimales Grün und 10 = übermäßiges Grün). Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß die Düngemittel aus Beispiel 1 über eine längere Zeitdauer ein grünes Gras liefern. Tabelle 2 Durchschnittliche Farbwerte über der Zeit Beispiel Tage nach Behandlung

Beispiele 17-27

Dieses Beispiel zeigt einen Vergleich bei der Verwendung des Düngemittels aus Beispiel 1 mit einer Anzahl von anderen Düngemitteltypen auf, die bei Mais aufgewendet wurden. Diese Tests wurden in Kentucky, Illinois und Indiana durchgeführt. Das Düngemittel wurde mit einer Anwendungsmenge von 156,9 kg pro Hektar (140 pounds pro acre) eingesetzt. Jedes Düngemittel wurde in 9 Parallelversuchen ausgebracht und von diesen Anwendungen wurde der Durchschnitt genommen. Tabelle 3 zeigt das verwendete Düngemittel und den Maisertrag in Litern pro Hektar (bushels pro acre). Alle Erträge wurden auf einen Feuchtigkeitsgehalt des Mais von 15,5 % abgeglichen. Aus Tabelle 3 ist zu sehen, daß die Erträge bei der Verwendung des Düngemittels aus Beispiel 1 ganz allgemein die bei Verwendung aller anderen Düngemittel überschreiten. Tabelle 3 Beispiel Düngemittel Durchschnittserträge Liter/Hektar (bushels/acre) Harnstoff Beispiel DCD = Dicyandiamid ATS = Ammoniumthiosulfat APP = Ammoniumpolyphosphat

Beispiel 28

Dieses Beispiel zeigt einen Vergleich der Verwendung von Harnstoff in verschiedenen Anwendungsmengen mit dem Düngemittel aus Beispiel 1 in verschiedenen Anwendungsmengen bei Mais. Die Tests wurden in Fayette County, Ohio, durchgeführt, wobei jede Anwendung aus einer Anzahl von Wiederholungen auf anderen Versuchsflächen besteht. In den Tests wurde herausgefunden, daß eine Harnstoffanwendung mit 156,9 kg (140 pounds) Stickstoff pro Hektar (acre) einen Ertrag von durchschnittlich 11839 Litern (136 bushel) pro Hektar (acre) Mais erbrachte und mit 235,4 kg (210 pounds) Stickstoff pro Hektar (acre) der Maisertrag durchschnittlich 12362 Liter (142 bushel) pro Hektar (acre) betrug. Im Vergleich brachte das Düngemittel aus Beispiel 1, wenn dieses mit einer Anwendungsmenge von 156,9 kg (140 pounds) Stickstoff pro Hektar (acre) aufgebracht wurde, einen Ertrag von durchschnittlich 12971 Litern (149 bushel) pro Hektar (acre) und wenn es mit einer Anwendungsmenge von 117,7 kg (105 Pfund) Stickstoff pro Hektar (acre) aufgebracht wurde, brachte es einen Ertrag von durchschnittlich 12187 Litern pro Hektar (140 bushel). Aus diesen Tests ist ersichtlich, daß das Düngemittel aus Beispiel 1 durchschnittlich etwa den gleichen Maisertrag liefert, obwohl 39,24 kg (35 Pfund) Stickstoff weniger pro Hektar (acre) benötigt werden. Das führt zu einer Einsparung an aufgebrachtem Düngemittel. Außerdem bewirkt es, daß weniger aufgebrachter Stickstoff den Aquifer als Nitrat erreicht.

Claims

1. Homogene, granulierte Stickstoffdüngemittelzusammensetzung, die als Komponenten 90 bis 98 Gew.% Harnstoff, 0,4 bis 1,0 Gew.% Ammoniumthiosulfat und 1,4 bis 3,0 Gew.% Dicyandiamid enthält, wobei die vorstehenden Komponenten in einer homogenen Mischung vorliegen und aus einer Schmelze der Harnstoffkomponente zu Körnern geformt werden.

2. Homogene Düngemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, in der die Körner ein Konditioniermittel enthalten.

3. Homogene Düngemittelzusammensetzung nach Anspruch 2, in der das Konditioniermittel aus der Gruppe bestehend aus Harnstofformaldehyd und Kalziumlignosulfonat ausgewählt ist.

4. Homogene Düngemittelzusammensetzung nach Anspruch 2, in der die Körner einen Farbstoff enthalten.

5. Homogene Düngemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, in der das Granulat eine Partikelgröße von 0,84 bis 4,76 mm aufweisen.

6. Homogene Düngemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, in der der Harnstoff in einem Anteil von etwa 96 Gew.% vorliegt, das AiE(moniumthiosulfat in einem Anteil von 0,8 Gew.% vorliegt und das Dicyandiamid in einem Anteil von 2,2 Gew.% vorliegt.

7. Homogene Düngemittelzusammensetzung nach Anspruch 1, die zwischen 0,3 und 1,0 Gew.% P&sub2;O&sub5; enthält.

8. Homogene Düngemittelzusammensetzung nach Anspruch 7, in der P&sub2;O&sub5; als ein Ammoniumphosphat vorliegt.

9. Verfahren zur Verbesserung des Pflanzenwachstums durch Aufbringen einer homogenen, granulierten Düngemittelzusammensetzung auf den Boden, die 90 bis 98 Gew.% Harnstoff, 0,4 bis 1,0 Gew.% Ammoniumthiosulfat und 1,4 bis 3,0 Gew.% Dicyandiamid enthält, wobei die vorstehenden Komponenten in einer homogenen Mischung vorliegen und aus einer Schmelze der Harnstof fkomponente zu Körnern geformt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Körner ein Konditioniermittel enthalten.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Konditioniermittel aus der Gruppe bestehend aus Harnstofformaldehyd und Kalzimlignosulfonat ausgewählt ist.

12. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Körner einen Farbstoff enthalten.

13. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Harnstoff in einem Anteil von 96 Gew.% vorliegt, das Ammoniumthiosulfat in einem Anteil von 0,8 Gew.% vorliegt und das Dicyandiamid in einem Anteil von 2,2 Gew.% vorliegt.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei Phosphat in einem Anteil von 0,3 bis 1,0 Gew.% vorliegt.

15. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Granulat in dem Partikelgrößenbereich von 0,84 mm bis 4,76 mm liegt.

16. Verfahren zum Herstellen einer homogenen, granulierten Düngemittelzusammensetzung mit den Schritten:

(a) Harnstoff wird in einen geschmolzenen Zustand versetzt und Dicyandiamid und Ammoniumthiosulfat zu dem geschmolzenen Harnstoff zugegeben;

(b) zumindest ein Teil der enthaltenen Feuchtigkeit wird aus dem geschmolzenen Harnstoff entfernt, der gelöstes Dicyandiamid und Ammonimthiosulfat enthält; und

(c) der geschmolzene Harnstoff, der gelöstes Dicyandiamid und Ammoniumthiosulfat enthält, wird zu Körnern geformt, in denen die Düngemittelzusammensetzung 90 bis 98 Gew.% Harnstoff, 0,4 bis 1,0 Gew.% Ammoniumthiosulfat und 1,4 bis 3,0 Gew.% Dicyandiamid umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Ammoniumthiosulfat dem geschmolzenen Harnstoff als eine wäßrige Lösung zugegeben wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Dicyandiamid und Ammoniumthiosulfat einem Teil des geschmolzenen Harnstoffs zugegeben werden, welcher dann einem größeren Teil des geschmolzenen Harnstoffs zugegeben wird.

19. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der geschmolzene Harnstoff einen Feuchtigkeitsgehalt von 2 bis 8 Gew.% aufweist, wenn Dicyandiamid und Ammoniumthiosulfat zugegeben werden.

20. Verfahren nach Anspruch 16, wobei dem geschmolzenen Harnstoff ein Konditioniermittel zugegeben wird, wenn der geschmolzene Harnstoff einen Feuchtigkeitsgehalt von größer als 4 Gew.% aufweist.

21. Verfahren nach Anspruch 16, wobei dem geschmolzenen Harnstoff zusammen mit dem Dicyandiamid und dem Ammoniumthiosulfat eine Phosphatquelle zugegeben wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Phosphatquelle ein Ammoniumphosphat ist.

23. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das hergestellte granulare Düngemittel 96 Gew.% Harnstoff, 2,2 Gew.% Dicyandiamid und 0,8 Gew.% Ammoniumthiosulfat und weniger als 1 Gew.% Feuchtigkeit enthält.

24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das granulare Düngemittel zwischen 0,3 bis 1 Gew.% Phosphat enthält.

25. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das granulare Düngemittel zwischen 0,2 und 1 Gew.% Konditioniermittel enthält.

26. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Granulat eine Partikelgröße von 0,84 mm bis 4,76 mm aufweist.