DK153323B - Goedning paa basis af plantenaeringsstofholdige hydrogeler og fremgangsmaade til dens fremstilling - Google Patents

Description

i

DK 153323B

O

Den foreliggende opfindelse angår en gødning på basis af plantenæringsstofholdige hydrogeler, (vandholdige geler) og en fremgangsmåde til dens fremstilling.

Plantenæringsstoffer indeholdende kunstige substrater 5 er kendte. Således er der f.eks. i US-PS nr. 2.988.441 og 3.373.009 beskrevet skumstoffer, som er egnede som plante-vækstmedier, og som består af et vanduopløseligt, stabilt, i det mindste delvist åbenporet grundmassemateriale, hvori blandinger af næringsstofladede kation- og anionbyttere 10 henholdsvis blandinger af med nitrationer ladede anionbyttere og tungt opløselige gødninger er fast indlejret. Som grund-massematerialer nævnes polyurethan-, epoxid-, kautsjuk- og vinylharpiksskumstoffer. Sådanne plantenæringsstofholdige skumstoffer er ganske vist egnede som indifferente materialer 15 til den jordløse planteavl, men er ikke egnede som universelt anvendelige gødninger, da afgivelsen af næringsstoffer fra disse skumstoffér ved anvendelse som gødning er for stærkt diffusionshindret. Til en tilstrækkelig, væksttilrettet næringsstofforsyning af planterne er det nødvendigt, at 20 planterødderne trænger ind i skumstoffet og på den måde kommer i nær kontakt med de næringsstofholdige ionbyttere og sværtopløselige gødninger. Er denne forudsætning ikke opfyldt, kommer det, på grund af stærk diffusionshindring, let til en utilstrækkelig efterlevering af næringsstofferne 25 fra de i skumstoffet indlejrede ionbyttere og sværtopløselige gødninger og dermed til en formindsket plantevækst eller til specielle mangelfænomener hos planterne.

Endvidere er plantenæringsstofholdige hydrogeler kendte. F.eks. er der i EP-PA nr. 0.006.299 beskrevet ikke-tværbundne 30 næringsstofholdige hydrogeler som vækstmedier for planter.

Disse hydrogeler .er thixotrope og kan derfor kun anvendes ved anvendelse af yderligere hjælpemidler til opretholdelse af den ydre form til bestemte formål, først og fremmest som kultursubstrater. En yderligere, væsentlig ulempe ved 35 disse geler er, at deres struktur let kan bryde sammen under indflydelse af de inkorporerede gødningssalte. Ved anvendelse af; sværtopløselige uorganiske eller organiske 2

DK 153323B

o plantenæringsstoffer henholdsvis omkapslede næringsstoffer med forsinket næringsstof-frigørelse, f.eks. såkaldte depotgødninger, kan denne ulempe kun delvist ophæves, men kan ikke udelukkes med den nødvendige sikkerhed (se de til-5 svarende angivelser i patentansøgningen side 3 og side 9).

Fra DE-OS nr. 2.521.277 er kendt den mulighed ved fremstillingen af specielle polyurethan-polyurinstof-hydro-geler, at indgelatinere plantenæringsstoffer og gødninger.

Det har imidlertid vist sig, at gødninger af denne type kun 10 er anvendelige i begrænset omfang. Hvis der ved fremstillingen deraf anvendes vandopløselige næringssalte, diffunderer disse ved anvendelse af hydrogelerne meger hurtigt ud af gelen. Dette fører til de kendte negative følgefænomener:

Ved anvendelse af hydrogeler på friland udvaskes de frigjorte 15 næringssalte for størstedelen i jordbunden og går som følge deraf tabt. Ved anvendelse af hydrogeler ved opslæmningsteknikken kan der opstå for høje saltkoncentrationer i næringsopløsningerne, således at det kommer til saltningsskader på planterne. Hvis der imidlertid ved fremstillingen af disse 20 hydrogeler anvendes tungt opløselige uorganiske eller organiske næringsstoffer eller depotgødninger med langtidsvirkning, iagttages der en meget forsinket næringsstofafgivelse. Dette kan føre til en mangelfuld næringsstofforsyning hos planter med stort næringsstofbehov.

25 Det har vist sig, at man opnår gødninger på basis af plantenæringsstofholdige hydrogeler, som udviser en høj strukturstabilitet, også under indflydelse af plantenærings-stofferne, og fra hvilke næringsstofferne frigøres uden diffusionshindring i den for planterne optimale mængde 30 og hastighed såvel ved anvendelsen i jord- som i hydro- kulturer, når man indlejrer med plantenæringsstoffer ladede ionbyttere i kovalent tværbundne hydrogeler.

Fra US-PS nr. 3.645.922 kendes kovalent tværbundne hydrogeler, som indeholder blandinger af specielle svagt basiske og 35 svagt sure pulverformige ionbyttere. Disse såkaldte ionbytter--forbandtmaterialer foreslås imidlertid på grund af deres 3

O

DK 1533238 ^ særlige egenskaber - at de adsorberer ioner fra opløsninger ved lave temperaturer, og at de er regenererhare ved eluering med vand eller kogesaltopløsning ved en over adsorptionstemperaturen liggende temperatur - udelukkende til vandrensnings-5 teknikken til afhærdning og afsaltning af saltrige vandmasser.

Den foreliggende opfindelse angår derfor en gødning på basis af plantenæringsstofholdige hydrogeler, hvilken gødning er ejendommelig ved, at den indeholder i kovalent tvær-10 bundne hydrogeler indlejrede, med plantenæringsstoffer ladede ionbyttere.

Den foreliggende opfindelse angår endvidere en fremgangsmåde til fremstilling af den her omhandlede gødning på basis af plantenæringsstofholdige hydrogeler, hvilken fremgangsmåde 15 er ejendommelig ved, at man indgelatinerer med plantenæringsstoffer ladede ionbyttere i kovalent tværbundne hydrogeler.

Med plantenæringsstoffer ladede ionbyttere er kendte.

De er f.eks. beskrevet i US-PS nr. 3.082.074, i DE-PS nr. 2.338.182 og ifølge E.J. Hewitt: "Sand and Water Culture 20 Method used in the Study of Plant Nutrition", Commonwealth Agricultural Bureaux, Techn. Communication No. 22, 2.udgave, 1966, side 61, ff.

Til ladning méd plantenæringsstoffer egner sig såvel uorganiske ionbyttere, naturlige og modificerede, naturlige 25 ionbyttere, såsom brunkul og sulfonerede brunkul, som kunstharpiks-ionbyttere. Sidstnævnte foretrækkes på grund af deres høje kapacitet. Kunstharpiks-ionbytterne kan være gelagtige eller makroporøse, og det kan dreje sig om polymerisations- eller kondensationsharpikser. De kunstharpiks-30 -ionbyttere, der er anvendelige i de her omhandlede gødninger, er de kendte, svagt basiske, middelstærkt basiske og stærkt basiske anionbytterharpikser, der indeholder primære, sekundære og/eller tertiære aminogrupper og/eller kvaternære ammonium-, sulfonium- eller phosphoniumgrupper, de svagt sure, middel-35 stærkt sure og stærkt sure kationbytterharpikser, der indeholder phenoliske hydroxylgrupper, carboxylsyre-, phosphinsyre-,

DK 153323B

O

4 phosphonsyre- og/eller sulfonsyregrupper, samt de chelat-kompleksdannende chelatharpikser, der f.eks. indeholder aminocarboxylsyre- eller aminophosphonsyregrupper.

Ionbyttere af nævnte art er kendte. Ionbytterne og 5 fremstillingen deraf er f.eks. beskrevet i F. Helfferich, Ionaustauscher, bind 1, 1959, side 10 til 106, og Ullmanns Enzyklopådie der technischen Chemie, 4. oplag, bind 13, 1977, side 292 til 309.

Chelatharpikser med aminophosphonsyregrupper og frem-10 stillingen deraf er f.eks. beskrevet i GB-PS nr. 859.834.

Ladningen af ionbytterne med næringsstoffer sker f.eks. ved hjælp af de i US-PS nr. 3.082.074, DE-PS nr. 2.338.182 eller DE-OS nr. 3.020.422 beskrevne fremgangsmåder.

Som næringsstofladede ionbyttere anvendes fortrinsvis 15 blandinger af med næringsstof anioner ladede anionbyttere og med næringsstofkationer ladede kationbyttere. Særligt foretrukne er sådanne blandinger, som indeholder med anioniske chelatkomplekser af mikronæringsstofkationer og med yderligere makro- og mikronæringsstofanioner ladede anionbyttere. I 20 ionbytter-blandingerne vælges forholdet mellem ladede anionbyttere og ladede kationbyttere hensigtsmæssigt således, at mængden af sure grupper andrager 10 til 90%, fortrinsvis 10 til 50.%, beregnet på summen af blandingens sure og basiske grupper.

25 Ionbytterne er indeholdt i de her omhandlede gødninger i en sådan mængde, at vægtforholdet mellem ionbytter og hydrogel andrager fra 10:90 til 90:10, fortrinsvis fra 30:70 til 70:30.

De kovalent tværbundne hydrogeler, der skal anvendes 30 i gødningerne ifølge den foreliggende opfindelse, kan fremstilles ud fra de mest forskelligartede geldannende stoffer. Som geldannende stoffer skal eksempelvis nævnes geldannende naturstoffer, såsom gelatine og pectin, halvsyntetiske produkter, såsom cellulosederivater, f.eks.

35 carboxymethylcellulose, eller syntetiske geldannende stoffer, såsom polyvinylalkohol, vandige dispersioner af poly-ethere med endestillede N-alkylolgrupper, som de er beskrevet 5

O

DK 153323B

i US-PS nr. 4.160.754, fortrinsvis polyisocyanat-præpolymere.

Den kovalente tværbinding af de geldannende stoffer sker ved hjælp af kendte fremgangsmåder med kendte tværbindingsmidler, som de f.eks. er beskrevet i US-PS nr.

5 3.645.922.

Indholdet af makromolekylært stof i de hydrogeler, der skal anvendes i gødninger ifølge den foreliggende opfindelse, andrager mindst 5 vægt%, fortrinsvis 5 til 40 vægt%, beregnet på hydrogelens samlede vægt.

10 Ved makromolekylært stof skal der i den foreliggende opfindelse forstås summen af geldannende stof og tværbinr dingsmiddel. Mængden af tværbindingsmiddel afhænger af antallet af de i molekylet af det geldannende stof tilstedeværende grupper, der kan tværbindes, og af den tværbindingstæthed, 15 der Ønskes for gelegenskaberne. Tværbindingsmidlet kan anvendes i såvel støkiometrisk forhold som i et overskud eller underskud, beregnet på de i molekylet tilstedeværende grupper, der kan tværbindes. Almindeligvis andrager i de makromolekylære stoffer, der skal anvendes til fremstilling 20 af hydrogeler, vægtforholdet geldannende stof:tværbindingsmiddel fra 1:0,01 til 1:05, fortrinsvis fra 1:0,003 til 1:0,3. Den store variationsbredde i vægtforholdene forklares af den forskellige opbygning af de geldannende stoffer, der kan anvendes ifølge opfindelsen, og af de til de 25 ønskede gelegenskaber nødvendige tværbindingstætheder af de makromolekylære stoffer. Ved tværbindingstæthed forstås i opfindelsens forstand de gennemsnitlige molekylvægte af de mellem tværbindingspunkterne tilstedeværende molekyl-dele. Tværbindingstæthederne af de makromolekylære stoffer, 30 der skal anvendes i den foreliggende opfindelse andrager ca. 100 til 1500.

Kovalent tværbundne polyurethanpolyurinstofgeler har vist sig særligt egnede til fremstillingen af de hydrogeler, der skal anvendes i de her omhandlede gødninger. Disse geler 35 kan anvendes som sådanne eller under tilsætning af andre kendte geldannende stoffer, f.eks. carboxymethylcellulose, gelatine, alginater. I disse med andre geldannere modifi-

6 DK 153323B

O

cerede polyurethanpolyurinstofgeler andrager vægtforholdet méllem polyurethanpolyurinstof og andre geldannende stoffer hensigtsmæssigt fra 1:0,03 til 1:0,3, fortrinsvis fra 1:0,05 til 1:0,1.

5 Disse fortrinsvis anvendte polyurethanpolyurinstof- hydrogeler kan opnås ved omsætning af præpalymere og/eller semipræpolymere med vand, hvorved der ved geldannelsen desuden kan tilsættes planteforenelige polyvalente alkoholer, såsom glycerol og sorbitol.

10 Præpolymerene og semipræpolymerene udviser isocyanat- endegrupper og fremstilles på kendt måde ved omsætning af polyethere, der indeholder mindst 30 vægt% ethylenoxid--enheder, med en overskydende mængde di- og/eller polyiso-cyanat. Ved denne omsætning afmåles mængden af di- og/eller 15 polyisocyanat således, at NCO/OH-forholdet andrager 2 til 10, afhængigt af de ønskede egenskaber af den præpolymer, der skal fremstilles. Indholdet af isocyanatgrupper i præpolymeren henholdsvis semipræpolymeren andrager hensigtsmæssigt fra 2 til 10 vægt%, fortrinsvis fra 3 til 5 vægt%, beregnet 20 på vægten af præpolymeren henholdsvis semipræpolymeren.

Udgangsmateriale for præpolymerene henholdsvis semipræpolymerene er polyethere, der indeholder mindst to aktive hydrogenatomer, som har en molekylvægt på 500 til 10000, fortrinsvis 2000 til 8000, og som indeholder mindst 25 30 vægt% ethylenoxidgrupper, beregnet på vægten af poly- etheren. Sådanne polyethere fremstilles ved omsætning af forbindelser med reaktionsdygtige hydrogenatomer, f.eks. di- eller polyalkoholer, di- eller polyphenoler, aliphatiske eller aromatiske di- eller polyaminer, med ethylenoxid og 30 eventuelt alkylenoxider, såsom propylenoxid, butylenoxid, styrenoxid, epichlorhydrin eller blandinger af disse alkylenoxider .

Yderligere udgangsforbindelser for præpolymerene henholdsvis semipræpolymerene er aliphatiske, cycloaliphatiske, 35 araliphatiske, aromatiske eller heterocycliske polyisocyanater, som de f.eks. er beskrevet af W. Siefgen, Liebigs Annalen der Chemie, bind 562, side 75-136.

O

7 DK 1533238 ^

De her omhandlede gødninger kan indeholde alle essentielle makro- og mikronæringsstoffer, idet anioniske næringsstoffer, såsom nitrat, phosphat, sulfat, molybdat og borat, er bundet til anionbyttere, og kationiske næringsstoffer, så-5 som kalium, ammonium, calcium og magnesium, er bundet til kationbyttere. Mikronæringsstoffer, såsom jern, mangan, kobber og zink, kan som aktioner være bundet til kationbyttere eller som anioniske chelatkomplekser være bundet til anionbyttere. Fortrinsvis indeholder -de her omhandlede gød-10 ninger de til en sund planteudvikling særligt vigtige makronæringsstoffer, nitrogen, phosphor og kalium, idet nitrogen kan foreligge som nitrat- og ammoniumnitrogen i molforholdet fra 90:10 til 50:50, phosphor kan foreligge som dihydrogenphosphat eller hydrogenphosphat og nærings-15 stofferne bor som borat, molybden som molybdat, og jern, kobber, mangan og zink som anioniske chelatkomplekser.

Mængdeforholdet mellem de enkelte næringsstoffer kan variere inden for vide grænser og kan vælges i overensstemmelse med de forskellige plantearters specielle næringsstof-20 behov. Særligt egnede mængdeforhold er beskrebet i litteraturen (se f.eks. US-PS nr. 3.082.074? DE-PS nr. 2.338.182 samt E.J. Hewitt, loc. cit.).

Fremstillingen af de her omhandlede gødninger kan ske på forskellig m|ide. Man kan f.eks. på én gang bringe alle 25 komponenter, dvs. det éjeldannende stof, tværbindingsmiddel, vand og ionbytterharpiks, sammen og blande dem intensivt.

Man kan imidlertid også bringe alle komponenterne sammen efter hinanden. Ved anvendelse af polyisocyanat-præpolymere henholdsvis -semipræpolymere som geldannende stof blandes 30 ved flertrinsarbejdsmåden præpolymeren henholdsvis semipræ-polymeren først med en del af vandet, derefter indføres ionbytterharpiksen, der er fugtet med resten af vandet, i denne blanding. Ifølge en teknisk særdeles fordelagtig variant af denne flertrinsproces blandes det geldannende 35 stof først intensivt med vand, og derefter iblandes den tørre, perleformige ionbytterharpiks.

8

DK 153323B

o

Ved denne fremgangsmåde kan transporten, doseringen og blandingen af enkeltkomponenterne eller komponentblandingerne ske med indretninger, som er kendte af en fagmand. Transporten og doseringen af den perleformige ionbytter-5 harpiks er f.eks. mulig med en egnet snekke. Den efterfølgende iblanding af ionbytterharpiksen gennemføres f.eks. i et røreværksblandingskammer.

Fremstillingen af de her omhandlede gødninger kan foretages kontinuerligt eller diskontinuerligt. Arbejdsmåden 10 afhænger af den form, som man vil give den her omhandlede gødning. Hvis man f.eks. vil tilsætte gødningen umiddelbart i en underskål til en urtepotte for at opnå en hæftning til underskålen, er den diskontinuerlige arbejdsmåde fordelagtig. Hvis gødningen derimod skal fremstilles i stykker med pas-15 sende dimensioner, er en kontinuerlig fremgangsmåde gunstigere. I dette tilfælde fremstiller man først en endeløs folie, som man derefter kan dele i enkelte stykker.

Ved den kontinuerlige fremstilling kan den næringsstof-holdige blanding, der er i stand til at gelatinere, også 20 udsprøjtes, udhældes eller trækkes ud med skraber, før den stivner som følge af geldannelsen. Herved kan blandingen, som er i stand til at gelatinere, påføres på de mest forskelligartede materialer på basis af naturlige eller syntetiske råstoffer, f.eks. på stenuldsmåtter, flor, hæklevarer, strik-25 varer, skumstoffolier og vævede varer.

Betingelserne under geldannelsen kan varieres på en sådan måde, at man enten opnår kompakte eller opskummede gødninger. Hvis der f.eks. slås luft ind i blandingen, som kan gelatinere, opnås skumstofgeler.

30 I de her omhandlede gødninger kan der udover de med næringsstof ladede ionbyttere indarbejdes de forskelligste fyld- og tilsætningsstoffer, idet man blander disse tilsætningsstoffer i vandkomponenterne ved fremstillingen af gødningerne. I betragtning som fyld- og forstærkningsstof-35 fer kommer f.eks. kønrøg eller fiber af organisk eller uorganisk oprindelse. Som tilsætningsstoffer kan f.eks.

O

9

DK 153323B

anvendes farvestoffer, farvepigmenter, uorganiske piler organiske salte, mineraler, algicider, fungicider, plantebeskyttelsesmidler og vækstregulatorer. Disse tilsætningsstoffer kan endvidere overtrækkes med et omhylningsstof 5 eller foreligge homogent dispergeret i et fast kunststof.

Som eksempel på sådanne overtrukne tilsætningsstoffer skal f.eks. nævnes uorganiske salte, såsom calciumphosphat, calciumsulfat, magnesiumsulfat. Som omhylningsstoffer henholdsvis faste .kunststoffer kommer f^eks. epoxid-, polyester-, 10 polyacrylat-, polyethylen-, polyurethanharpikser, voks-arter eller svovl i betragtning.

De her omhandlede gødninger kan blandes henholdsvis indarbejdes i de forskelligste naturlige og syntetiske substrater, hvori planter vokser. Desuden kan de med fordel 15 anvendes som gødninger i hydrokulturer.

De her omhandlede gødninger kan anvendes i de forskelligste former, f.eks. som granulat, plade, folie, blok eller stav.

Anvendelsen sker ifølge de for landbrug og gartneri 20 sædvanlige metoder. F.eks. kan de her omhandlede gødninger blandes med det naturlige eller syntetiske substrat eller indarbejdes i jorden ved gravning eller pløjning. Endvidere kan de her omhandlede gødninger med fordel anvendes som underlagsplader til gødskning af planter i enkeltpotter.

25 Den lette udskiftningsmulighed af de håndterlige formstykker, efter at ionbytteren er tømt, er derved af særlig nytte. Derudover har det overraskende vist sig, at langtidsvirkningen af de næringsstofladede ionbyttere i form af de her omhandlede gødninger, f.eks. ved gødskning af enkeltplanter 30 i hydrokulturer, er væsentlig større end hos ionbyttere i løs form.

De her omhandlede gødninger kan eventuelt anvendes i blanding med andre gødnings-, strække-, henholdsvis emul-gerinsgmidler og/eller plantebeskyttelsesmidler.

35 Den mængde, hvori de her omhandlede gødninger anvendes, kan varieres inden for vide rammer. Den afhænger først og

DK 153323B

ίο o fremmest af det næringsstofbehov, planterne har hver især. Almindeligvis andrager anvendelsesmængderne mellem 0,001 og 0,1 liter pr. liter kulturmedium, fortrinsvis mellem 0,002 og 0,05 liter pr. liter kulturmedium ved anvendelse 5 af granulerede materialer eller - ved anvendelse af formstykker - mellem 5 og 50 g pr. plante, beregnet på mængden af inkorporerede ionbyttere.

De her omhandlede gødninger egner, sig til langfristet og ensartet forsyning af nytteplanter? og prydplanter. Til 10 nytteplanterne hører f.eks. køkkenurter, såsom persille (Petroselium sativum), purløg (Allium schoenoprasum), merian (Origanum majorana); grøntsager, såsom salat (Lactuca sativa), radiser (Raphanus sativus), agurker (Cucumis sativus), tomater (Solanum lycopersicum); bærfrugter, såsom jordbær 15 (Fragaria speciosa), ribs (Ribes rubrum petraeum), stikkelsbær (Ribes grossularia), vin (Vitis vinifera); ananas (Ananas sativus); citrusfrugter? kirsebær (Prunus); ferskner (Prunus persica) .

Som prydplanter skal f.eks. nævnes: 20

Aechmea fasciata, efeu (Hedera helix), Codiaeum variegatum, palme (Chamaedorea elegans), philodendron (Philodendron red emerald; Philodendron scandens; Monstera deliciosa),

Euphorbia pulcherrima, bregne (Adiantum scutum roseum), gummitræ (Ficus elastica decora, Ficus robusta, Ficus 25 diversifolia. Ficus benjamina), Aphelandra squarrosa dania, Maranta makoyana, chrysanthemer (Yellow Delaware),

Amthurium scherzerianum. Erica gracillis, azalier (Rhododendron simsii), Dieffenbachia amoema Tropic white, Dracaena · terminalis, Dracaena deremensis, Hibiscus (Hibiscus rosa-30 sinensis), fruesko (Cypripedium), Guzmania minor, Pachy-stachys, Peperomia glabella, takkebregne (Platycerium alcicorne) Scindapsus aurerus, Spathiphyllum wallisii,

Vriesea splendens.

35 11

DK 153323B

o

En væsentlig fordel ved de her omhandlede gødninger i forhold til de næringsstofholdige, uorganiske, organiske og naturlige hydrogeler, der er kendt fra EP-PA nr.

0.006.299, ligger i en væsentlig forbedret strukturstabili-5 tet.

De her omhandlede gødninger er uafhængige af vandindholdet i cfelen og er inden for et bredt temperaturområde uindskrænket lagerbestandige, uden at deres struktur ødelægges, eller deres gødningsvirkning aftager.

10 En yderligere fordel ved den hidtil ukendte gødning er, at den ved indføring i vandholdige substrater (kulturmedier) praktisk taget ikke taber nogen næringssalte ved ukontrolleret diffusion. Plantebeskadigende saltberigelser optræder derfor ikke ved anvendelse deraf. På den anden side 15 forhindres næringsstofafgivelsen overraskende nok ikke ved inkorporeringen af de næringsstofladede ionbyttere i hydro-gelerne. De her omhandlede gødninger er derfor en væsentlig forbedring af de næringsstofholdige polyurethanpolyurinstof--hydrogeler, der kan fremstilles ifølge DT-OS nr. 2.521.277.

20 De her omhandlede gødninger adskiller sig fra de fra OS-PS nr. 2.988.441 og 3.373.009 kendte vækstmedier på skumstof-basis ved deres gelstruktur ned dens høje vandindhold.

Overfor disse kendte vækstmedier udmærker de her omhandlede gødninger sig ved, at næringsstofafgiveisen af de inkorpo-25 rerede næringsstofladede ionbyttere ikke er diffusionshindret. Ved anvendelse deraf bortfalder derfor nødvendigheden af at sørge for en tæt kontaktmulighed mellem plante-rødderne og de næringsstofladede ionbyttere, således at de her omhandlede gødninger er universelt anvendelige - i qn modsætning til de kendte vækstmedier på skumdtofbasis.

Fordelen ved de her omhandlede gødninger, at de afgiver næringsstofferne uhindret, gælder også i forhold til anvendelsen af næringsstofladede ionbyttere i småbeholdere af kunststof (såkaldte næringsbatterier). Disse nærings- stofbatterier har hidtil ved gødskning af enkeltplanter i hydrokulturer fundet stor anvendelse på grund af den lette 35

O

12

DK 153323B

udskiftningsmulighed, efter at ionbytterne er udtømt.

Ved disse næringsstofbatterier er den mængde næringsstof, der pr. tidsenhed og arealenhed afgives af ionbytterne til planterØdderne, imidlertid ofte på grund af gødnings-5 batteriernes lave diffusionstværsnit for lav til at kunne sikre planternes næringsstofbehov.

Ved de i de følgende eksempler angivne dele drejer det sig om vægtdele, hvis ikke andet er anført.

10 Eksempel 1 I 70 dele demineraliseret vand, som har en temperatur på +5°C, dispergeres 30 dele af den præpolymer A, hvis fremstilling er beskrevet nedenfor, ved intensiv omrøring i løbet af 15 sekunder. Til denne reaktionsblanding sættes 15 på én gang 23 dele af den næringsstofholdige, vanduopløselige ionbytterblanding J 1, hvis fremstilling er beskrevet nedenfor, og som indeholder 40 vægt% vand, og den udrøres intensivt i blandingen i løbet af 15 sekunder. Derefter hældes reaktionsblandingen i en åben form (grundflade 20 21x21 cm). 130 sekunder efter starten af blandingen af reaktionskomponenterne indtræffer geldannelsen. Under geldannelsen skummer blandingen op til en højde på 4 mm.

Efter yderligere 5 minutter tages gødningen der fås i form af en opskummet gelfolie (dimensioner 21x21x0,4 cm) 25 ud af formen. Denne opskummede gelfolie kan f.eks. anvendes som underlagsplade til gødskning af enkeltpotter i hydrokulturer. Indholdet af næringsstofladede ionbytterblanding (vandfri) i den opnåede gelfolie andrager 11 vægt% 3 henholdsvis 80 g/dm . Det samlede vandindhold andrager 3 30 64 vægt% henholdsvis 450 g/dm .

Den opskummede gelfolie kan også med særlig fordel anvendes til beklædning af containere, som er bestemt til planteavl. Den anvendte præpolymer A og den næringsstof-ladede ionbytterblanding J 1 fremstilles på følgende 35 måde:

O

DK 153323B

13

Præpolymer Å

En blanding af 159 dele toluylendiisocyanat (80% 2,4- og 20% 2,6-isomer) og 1200 dele af en polyether, som er opnået ved tillejring af 60 vægt% ethylenoxid og 5 40 vægt% propylenoxid til glycerol, og som har et hydro xy ltal på 28, opvarmes under omrøring i løbet af 30 minutter til 80°C. Ved denne temperatur omrøres reaktionsblandingen i yderligere 3 timer og afkøles derefter til stuetemperatur. Den opnåede præpolymer har et isocyanatind-10 hold på 3,7% og en viskositet på 9500 mPAs ved 25°C.

Næringsstofladede ionbytterblanding J 1 1000 ml af en svagt basisk anionbytter i den fri baseform, fremstillet ud fra et med 4% divinylbenzen tværbun-15 det styrenperlepolymerisat ved aminomethylering (indhold af svagt basiske grupper: 3 mol/liter) suspenderes i 1000 ml fuldstændig afsaltet vand og blandes under omrøring ved stuetemperatur i rækkefølge med 5,96 g ethylendiamin-tetraeddikesyre 20 27 g ca. 85%'s phosphorsyre 0,57 g Na2B40? . 10 H20 0,11 g (NH4)6Mo?024 . 4 H20 5 g FeS04 . 7 H20 0,3 g MnS04 . H20 25 0,045 g CuS04 . 5 H20 0,05 g ZnS04 . 7 H20 250 g ca. 65%'s salpetersyre.

Derefter indledes i suspensionen af den med nitrat, phosphat og mikronæringsstoffer ladede svagt basiske 30 anionbytter under omrøring ved stuetemperatur i løbet af 2 timer, i rækkefølgen 570 ml af en i handlen gængs, stærkt sur kationbytter på basis af et med 8% divinylbenzen tværbundet styrenperlepolymerisat, '51,5g85%,s kaliumhydroxid og 35 g ca. 25%'s 35 ammoniakopløsning.

O

DK 153323B

14

Efter en omrøringstic} på yderligere 16 timer andrager den vandige fases pH-værdi 4,6. Den med næringsstoffer ladede ionbytterblanding isoleres ved frasugning af den vandige fase.

5 Udbytte; 1980 ml = 1630 g ionbytterblanding.

Vand indhold; 40%.

Indhold af nitratnitrogen: 20,4 mg/g.

Indhold af ammoniumnitrogen; 4,1 mg/g.

Indhold af phosphor: 4,7 mg/g.

10 Indhold af kalium: 17,9 mg/g.

Eksempel 2 3,4 dele af den i eksempel I. beskrevne præpolymer A dispergeres ved intensiv omrøring i løbet af 15 sekunder 15 i 25,6 dele demineraliseret vand med en temperatur på +5°C. Til denne reaktonsblanding sættes 23 dele af den i eksempel 1 beskrevne ionbytterblanding J 1, og den udrøres intensivt deri i løbet af yderligere 15 sekunder. Derefter hældes reaktionsblandingen i en åben form (grund-20 flade 11,5x21 cm). 115 sekunder efter påbegyndelse af blandingen af reaktionskomponenterne sker geldannelsen.

Denne fører i løbet af 10 sekunder til en kompakt masse.

Man opnår en massiv gelfolie med dimensionerne 21x11,5x0,4 cm, der f.eks. kan anvendes som underlagsplade til gødning 25 af enkeltpotter i hydrokulturer. Pladens indhold af næringsstofladede ionbytterblanding (vandfri) andrager 26 vægt% 3 henholdsvis 140 g/dm . Det samlede vandindhold andrager 3 67 vægt% henholdsvis 360 g/dm .

30 35

O

15

DK 153325B

Eksempel 3 23 dele af den nedenfor beskrevne præpolymer B dis-pergeres i løbet af 15 sekunder i 117 dele demineraliseret vand med en temperatur på +5°C ved intensiv omrøring.

5 Til denne blanding sættes 190 dele af den i eksempel 1 beskrevne næringsstofholdige, vanduopløselige ionbytter-blanding J 1 (vandindhold 40 vægt%) på én gang, og der blandes intensivt i 15 sekunder. Geldannelsen sker 110 sekunder efter, at blandingsprocessen er startet. I løbet af 10 10 sekunder fører den til dannelse af en elastisk, kom pakt hydrogel indeholdende perleformig ionbytter. Denne kompakte masse kan ved knusning overføres i et grovkornet gødningsgranulat, som kan blandes i naturligt substrat. Hydrogelens indhold af næringsstofladet ionbytterblanding 15 (vandfri) andrager 34,5 vægt%; det samlede vandindhold andrager 58,5 vægt%.

Den anvendte præpolymer B fremstilles på følgende måde:

En blanding af 256 dele toluylendiisocyanat (80 vægt% 20 2,4- og 20 vægt% 2,6-isomer) og 2000 dele af en polyether, der er opnået ved tille jr ing af 40 vægt% ethy-lenoxid og 60 vægt% propylenoxid til glycerol, og som har et hydro-xyltal på 21, opvarmes i løbet af 30 minutter til 80°C under omrøring. Reaktionsblandingen omrøres i yderligere 25 3 timer ved denne temperatur og afkøles derefter til stuetemperatur. Den opnåede præpolymer udviser et iso-cyanatgruppeindhold på 4 vægt% og en viskositet på 6200 mPas ved 25°C.

30 35

. DK 153323B

16

O

Eksempel 4 3 dele præpolymer C, hvis fremstilling er beskrevet nedenfor, dispergeres ved intensiv omrøring i løbet af 30 sekunder 4 6 dele demineraliseret vand med en tempera-5 tur på 25°C. Til denne reaktionsbiånding sættes 23 dele af den i eksempel 1 beskrevne ionbytterblanding J 1, som indeholder 40 vægt% vand, og den udrøres i løbet af 25 sekunder. Derefter tilsættes 3 dele af en 5%'s vandig kaliumhydroxidopløsning og iblandes -intensivt i løbet af 10 5 sekunder. Geldannelsen sker straks, og den fører til en kompakt, elastisk hydrogel. Denne kompakte hydrogel udmærker sig ved et særligt højt indhold af næringsstof-ioner. Indholdet af næringsstofladede ionbytterblanding (vandfri) andrager 39,4 vægt%, Det samlede vandinhold i 15 hydrogelen andrager 51,6 vægt%.

Den anvendte præpolymer C er fremstillet på følgende måde: 865 dele af en polyether, som er opnået ved tillej-ring af 60 vægt% ethylenoxid og 40 vægt% propylenoxid 20 til glycerol, og som har et hydroxyltal på 28, blandes homogent med 135 dele 1,6-hexamethylendiisocyanat og opvarmes til 105°C. Reaktionsblandingen omrøres ved denne temperatur i 7 timer og afkøles til stuetemperatur. Derefter tilsættes 0,1 vægt% benzoylchlorid og udrøres ho-25 mogent. Ben opnåede præpolymer udviser et isocyanatgruppe-indhold på 5,1 vægt% og en viskositet på 7400 mPas ved 23°C.

Eksempel 5 30 I et bægerglas blandes 11,7 dele demineraliseret vand med en temperatur på +5°C og 1,3 dele af den i eksempel 1 beskrevne præpolymer A ved intensiv omrøring i løbet af 30 sekunder. Til denne reaktionsblanding sættes på én gang 19 dele af den i eksempel 1 beskrevne, nærings- stofholdige, vanduopløselige ionbytterblanding J 1, som indeholder 40 vægt% vand, og udrøres intensivt med bian- 35

O

DK 153323B

17 dingen i løbet af 30 sekunder. Derefter hældes reaktionsblandingen i en åben, cirkelrund form (indvendig diameter 9,5 cm). 110 sekunder efter, at blandingen af komponenterne er begyndt, sker geldannelsen, som er afsluttet 5 efter ialt 5 minutter. Den opståede, stabile, 3,5 mm tykke, cirkelrunde hydrogelskive tages ud af formen. Den egner sig meget godt som underlagsplade til gødskning af enkeltplanter i potter med jordsubstrat. Hydrogelskivens indhold af næringsstoflad.et ionbytterblanding (vandfri) andrager 3 10 35,6 vægt% henholdsvis 410 g/dm . Det samlede vandind hold i hydrogelskiven andrager 60 vægt% henholdsvis 690 g/dm^.

Eksempel 6 15 Der arbejdes på samme måde som i eksempel 5, men i stedet for ionbytterblanding J 1 anvendes en ionbytter-blanding J 2, hvis fremstilling er beskrevet nedenfor.

Der opnås ligeledes en cirkelrund hydrogelskive, der egner sig fortrinligt som underlagsplade til gødskning af en-20 keltpotter. Den indsættes med fordel ved anvendelse af saltfattigt vand. Hydrogelskivens indhold af næringsstof-ladet ionby tterblanding (vandfri) andrager 35 væg.t%} skivens samlede vandindhold andrager 60 vægt%.

Den anvendte ionbytterblanding J 2 er fremstillet på 25 følgende måde:

Ionbytterblanding J 2

Til fremstilling af den med hovednæringsstofferne nitrogen, phosphor og kalium ladede ionbytterblanding J 2 30 blandes 490 ml af den nedenfor beskrevne, med nitrat, phosphat og mikronæringsstoffer ladede, fugtige, svagt basiske anionbytter ΔΑ og 150 ml af den nedenfor beskrevne, med kalium og ammonium ladede, svagt sure kationbytter KA, og tørres delvist ved 60°C i en rotationsfordamper i 35 vakuum (24 mbar.) . Udbytte: 315 g af en risledygtig blanding:

O

18

. DK 153323B

vandindhold: 7 % indhold af nitratnitrogen: 35,2 mg/g indhold af ammoniumnitrogen: 7,0 mg/g indhold af phosphor 7,8 mg/g 5 indhold af kalium 30,0 mg/g.

De anvendte næringsstofladede harpikser M og KA er fremstillet på følgende måde:

10 Harpiks ÅA

1000 ml af en svagt basisk anionbytter i den fri baseform, fremstillet ud fra et med 4% divibylbenzen tvær-bundet styrenperlepolymerisat ved aminomethylering (indhold af svagt basiske grupper: 3 mol/liter), suspenderes 15 i 1000 ml fuldstændig afsaltet vand og blandes under omrøring ved stuetemperatur i løbet af 3 timer i rækkefølge med 5,96 g ethylendiamin-tetraeddikesyre 27 g ca. 85%'s phosphorsyre 20

0,57 g NajB^O^ . 10 H20 0,11 g (NH4)6Mo7024 . 4 H20 5 g FeS04 . 7 H20 0,3 g MnS04 . H20 0,045 g CuSO. . 5 H-O

25 % Δ 0,05 g ZnS04 . 7 H20 250 g ca. 65%'s salpetersyre.

Efter omrøring i 20 timer andrager den vandige fases pH-værdi 4,5. Den således ladede anionbytterharpiks skil-30 les fra den vandige fase ved frasugning.

Udbytte: 1440 ml fugtigt produkt.

35 . DK 153323β 19

O

Harpiks ΚΆ 1000 ml af en svagt sur kationbytter i syreform (indhold af svagt sure grupper: 4,6 mol/liter), frem-stillet ved sur hydrolyse af et med 7% divinylbenzen 5 og 2% octadien-1,7 tværbundet acrylonitrilperlepolymeri-sat, suspenderes i en opløsning af 3,75 g kaliumchlorid i 1 liter fuldstændig afsaltet vand og blandes under omrøring og afkøling ved 20 til 25°C i løbet af 25 minutter med 183 g kaliumhydroxid (i form af -en 84%1 s vandig op-10 løsning). Efter efteromrøring i 3 timer har der indstillet sig en pH-værdi på 7,3 i den vandige fase. Derefter tildryppes 135 ml ca. 25%'s vandig ammoniakopløsning ved samme temperatur i løbet af 2,75 timer. Derved stiger pH-værdien til 9,4. Efter efteromrøring i 16 timer andrager 15 pH-værdien 9,2. Den således ladede, svagt sure kation-harpiks frasuges.

Udbytte: 1620 ml fugtig kationbytterharpiks.

Eksempel 7 20 Gødskningforsøg ved prydplanter i hydrokultur

Med de her omhandlede gødninger ifølge eksempel 1 (opskummet gelfolie, indhold af næringsstofladet ionbyt-terblanding: 23 g) og eksempel 2 (massiv gelfolie, indhold af næringsstofladet ionbytterblanding: 23 g) samt 25 den til fremstilligen af de to folier anvendte, næringsstofladede, perleformige ionbytterblanding J 1 (i en mængde på 23 g pr. plante) gennemføres ensartede gødskningsforsøg ved prydplanter i hydrokultur.

De salgsmodne planter, der er plantet i fyldigt ler, ΟΛ kultiveres under drivhusbetingelser i vandskåle (21x26 cm), hvori henholdsvis folierne lægges ind, eller den perleformige ionbytterblanding strøs ind. Som vandingsvand anvendes ledningsvand med et saltindhold, som svarer til 800 yuS/cm (20°)0 Vandstanden holdes ifølge gængs prak-35 sis mellem 4 og 1 cm opstæmningshøjde.

o

,n . DK 153323B

20

Forsøgene gennemføres med 4 plantearter: Cissus rhombifolia, Hibiscus-"hybrider11, Philodendron scandens, Dracaena marginata. Der anvendes 4 planter af hver art. Forsøgsvarigheden (kulturtid) andrager 270 dage ved 5 Philodendron scaiidens og 195 dage ved alle andre planter.

Ved afslutningen af forsøget bestemmes længdetilvæksten hos Dracaena marginata. Alle andre planter skæres ned, og tilvæksten bestemmes ud -fra fris,kvægten af 10 de afskårne skud eller ranker.

I den efterfølgende tabel er måleresultaterne angivet som gennemsnitsværdi for hver planteart.

15 20 25 30 35 21

DK 153323B

Sj rp tji β

P

β tn Ti β ι0ι·Η , ,

tn o in H

oj pj lo o in i—i

tn (d H i—I CN

β H Η Λ β u tn Q) Η -P ,-1 -P β >Ί <ΰ Λ g β i η to ^ Q) tn Η νο νο σι m •01 cm vo cn σ> Η

lj-1 rH γ—I CN

•rl

tH

tP <D

, β 0.

*P *H £3 i0 p; φ "5f m ι-l m

,^4-J iqcqh H m H

HfUW S.M Η Η Γ0 Φ > Αί 0 Φ

Λ Q) (B

id -P >

Eh β rl id *P Η Eh (¾ T3 Η +1

Pi in in ο in j3 σι σι r- O' p φ Η Η CN 1-1 Η tn 3 id & Ti o) r·-' to —. ^ it? H tn tn 0 ^ ^ φ ^ w p, g -P P , Ti -P * g

U P -P --P fi tn 2W

id 13. - tn cotn Φ fB β 0)+j to fB β« Τ5> Φ Φ -P ω β > θ> 0 Φ rd T5 pJO) ιο>β -P tJ Η Ai O tn id η to β Λβ -Ηβ ιί β

Η old -Η χ -Ρ χ ίιί u fB

(¼ a υ ιο Κω ftp QH

O

22

DK 153323B

M ae måierærflisr; aer w »w* f tetenen f frem- går, at de planter, der er gødet med de lier omhandlede gødninger, viser en større vækst end de planter, der er gødet med den rene ionbytterblanding J 1. Forskellene 5 i tilvæksten andrager 10-36%.

Eksempel 8 Gødskningsforsøg ved prydplanter i jordkultur

Med den her omhandlede gødning ifølge eksempel 5 og 10 den til fremstilling af disse forbandtskiver anvendte, næringsstofladede, perleformige ionbytterblanding J 1 gennemføres sammenlignende gødskningsforsøg med prydplanter i jordkultur# Dertil henstilles plastpotter (pottediameter ved bunden 11 cm) med de salgsmodne planter, 15 som er plantet i tørvekultursubstrat, i underskåle (diameter 14,5 cm), kant 4 cm høj), idet der samtidigt 1 hver potte anbringes en gødningsskive ifølge den foreliggende opfindelse, med en diameter på 9,5 can med et indhold af næringsstofladet ionbytterblanding på 19 g, O Λ henholdsvis under urtepotterne anbringes 19 g perlefor-mig ionbytterblanding J 1. Som vandevand anvendes ledningsvand med et saltindhold svarende til 800 yuS/cm (20°). Det hældes portionsvis i underskålene med mellemrum på 2 til 4 dage svarende til planternes behov, idet 25 portionerne er afmålt således, at vandevandet er fuldstændigt opsuget i løbet af 1 til 2 timer.

Forsøgene gennemføres under drivhusbetingelser med 2 plantearter, Hedera helix og Cissus rhombifolia.

Der anvendes 4 planter (4 potter) af hver art. Forsøgs-30 varigheden andrager 173 dage. Ved afslutningen af forsøget skæres planterne ned, og tilvæksten bestemmes ud fra friskvægten af de afskårne ranker. I den efterfølgende tabel er måleresultaterne angivet som gennemsnitsværdier for hver planteart og potte.

35

O

23 DK 1533233

Tabel

Plante-tilvækst Tilvækst: Rankevægt i g 5 -

Planteart Gødning ifølge Sainmenligningsgødning eksempel 5 (ionbytterblanding J 1)

Hedera helix 89 . 73 10 Cissus rhombifolia 164 152

Af de i tabellen anførte måleværdier fremgår, at 15 de Hedera helix-planter, der er gødet med den her omhandlede gødning, viser en væsentlig stier kere vækst end planterne i sammenligningsforsøget. Forskellen i tilvækst andrager her 22%. Ved Cissus rhombifolia iagttages en 8% stærkere vækst. Derudover bedømmes alle de med den her 20 omhandlede gødning forsynede planter ved boniteringen ifølge almene gartneri synspunkter (habitus, bladfarve) til stadighed ca. 0,5 points bedre (ved en femdelt boniter insgskala) end planterne i sammenligningsforsøget.

Lignende gode vækstresultater opnås med gødningen nr ifølge den foreliggende opfindelse ved følgende prydplanter i jordkultur:

Schefflera actinophylla Ficus benjamina Codiacum variegaturn

OA

Monstera deliciosa

Dracaena fragans "Massangeana"

Nephrolepis exaltata

Spathiliphyllum wallisii

Begonia Elatior - hybrider 35

Saintpaulia ionantha Ο

,Λ . DK 153323 B

Λ» fs

Kalanchoe blossfeldiana Pachypodium camerei Euphorbia trigona Forskellige kaktusarter 5 Campanula isophylla

Exacum affine Vinca

Beloperone guttata Pachystachys lutea 10 Cissus antartica.

15 20 25 30 35

Claims (7)

1. Gødning på basis af plantenæringsstofholdige hydrogeler, kendetegnet vedr at den indeholder i kovalent tværbundne hydrogeler indlejrede, med plante- 5 næringsstoffer ladede ionbyttere.

2. Gødning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at forholdet mellem med plantenæringsstoffer ladede ionbyttere og hydrogel andrager fra 10:90 til 90:10.

3. Gødning ifølge krav 1 og 2, kendete g- 10 net ved, at indholdet af makromolekylært stof i hydro- gelen andrager mindst 5 vægtprocent, beregnet på den samlede vægt af hydrogel.

4. Gødning ifølge krav 1 til 3, kendetegnet ved, at vægtforholdet mellem geldannende stoffer 15 og tværbindingsmidler i de makromolekylære stoffer andrager 1:0,1 til 1:0,5.

5. Gødning ifølge krav 1 til 3, kendetegnet ved, at der som kovalent tværbundne hydrogeler er anvendt polyurethanpolyurinstof-hydrogeler eller modifi- 20 cerede polyurethanurinstof-hydrogeler.

6. Gødning ifølge krav 5, kendetegnet ved, at indholdet af isocyanatgrupper i præpolymere henholdsvis semipræpolymere andrager 2 til 10 vægtprocent, beregnet på vægten af præpolymer henholdsvis semipræpoly- 25 mer.

7. Fremgangsmåde til fremstilling af gødninger på basis'af plantenæringsstofholdige hydrogeler ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man indgelatinerer med plantenæringsstoffer ladede ionbyttere i kovalent tvær- 30 bundne hydrogeler. 35