DK169569B1 - Anvendelse af en blanding omfattende en nitrogenholdig kunstgødning og en stærk mineralsk syre som gylleforbedringsmiddel til nedsættelse af ammoniakfordampning herfra, gylleprodukt med nedsat ammoniakfordampning samt fremgangsmåde til fremstilling af et sådant produkt - Google Patents

Description

i DK 169569 B1

Opfindelsen angår anvendelse af en blanding omfattende en nitrogenholdig kunstgødning og en stærk mineralsk syre som gylleforbedringsmiddel til nedsættelse af ammoniakfordampning herfra, gylleprodukt med nedsat 5 ammoniakfordampning samt fremgangsmåde til fremstilling af et sådant produkt.

Ammoniakfordampning efter udspredning på markoverflader af gylle bærer ansvaret for et stort nitrogentab fra gyllen. Hermed nedsættes gyllens værdi som 10 gødning og den fordampede ammoniak kan, opløst i regnvand, medføre forurening med nitrogen på uønskede steder, eksempelvis af søer og vandløb. Den dårlige udnyttelse af nitrogen i gyllen medfører et større gødningsforbrug i form af gylle. Efter dansk lovgivning kan 15 gylle ikke udbringes hele året, da der på visse tidspunkter er en stor risiko for udvaskning. Dette betyder, at landbruget skal kunne opbevare gyllen i flere måneder, og næsten alle landbrug med animalsk produktion har da også i dag en gylletank. Størrelsen kan va-20 riere meget, men er i gennemsnit omkring 2000 m3.

Når udbringningen af gylle skal finde sted, normalt i perioderne marts/juni og i efterårsmånederne september/november, kontakter landmanden ofte sin maskinstation, der sørger for udbringningen. Denne proces 25 er dyr, da de maskiner der bruges er meget dyre. Når gyllen er udbragt, vil landmanden typisk på et senere tidspunkt i foråret gødske med en anden gødning for at få optimalt udbytte.

Problemet diskuteres af R.J. Stevens et. al., J.

30 Agricultural Science, 113 (1989) 389-395, hvor også ældre referencer til emnet angives. Det nævnes, at 24-80% af ammoniumnitrogen kan mistes inden for den første uge efter udbringning af gyllen på markoverflader. Problemet bliver mindre, hvis gyllen nedharves umiddelbart 35 efter udbringningen eller i forbindelse med udbringningen injiceres i markoverfladen. Allerede i 1938 fandt DK 169569 B1 2 man imidlertid, at dette kunne undgås, hvis man sænkede pH i gyllen med henblik på reduktion af ammoniakfordampningen fra denne. Man fandt, at phosphorsyre og mo-nocalciumphosphat var effektive midler til en sådan 5 sænkning af pH i gyllen. Disse tilsætningsstoffer er imidlertid ikke billige og anvendelsen af dem kan derudover medføre en overgødsning med phosphat. Af denne grund er andre mineralske syrer, såsom svovlsyre og salpetersyre blevet foreslået til formålet, da disse 10 kemikalier er billigere end de ovenfor anvendte.

Således kendes fra DE offentliggørelsesskrift nr. 3 826 247 en fremgangsmåde til oparbejdning af især gylle ved tilsætning af så meget stærk mineralsk syre, især svovlsyre eller phosphorsyre, at pH-værdien heri 15 fortrinsvis bliver 5,5-6,5. Det herved opnåede produkt kan efter inddampning og tørring udspredes som gødning.

Nedenstående tabel illustrerer sammenhængen mellem det procentiske tab af ammoniaknitrogen (kumulativt efter 3,25 dage) og værdien af pH i gyllen fra 20 henholdsvis svinegylle (3 forsøgsprøver, S2 og S3) og kvæggylle (3 forsøgsprøver, K1# K2 og K3).

_TABEL_ _EH_ 25 Gylle_7,0 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0

Sx 26,5 3,8 1,7 1,5 0,9 0,8 52 23,4 3,5 2,9 2,2 0,4 0,4 53 19,7 5,6 3,7 1,8 1,6 0,8

Middel 23,2 4,3 2,8 1,9 0,9 0,7 30 Κχ 28,7 8,1 1,5 1,7 1,0 0,3 K2 22,9 7,0 1,9 0,6 0,6 0,5 K3 34,4 7,1 0,5 0,6 0,4 0,3

Middel_28,6 7,4 1,3 1,0 0,6 0,4

Det ses, at nitrogentabet er stort ved pH 7,0, men falder kraftigt, når pH sænkes under denne værdi.

35 3 DK 169569 B1

Husted et. al., J. Sci. Food Agric 57 (1991) 335-349, har undersøgt effekten på pH af at sætte syrer eller forskellige salte til gylle og fandt, at syrer havde den bedste virkning i denne forbindelse, idet pH 5 i gylle ganske vist kunne nedbringes ved salttilsætning, men pH-værdien steg igen efter beluftning af gyllen.

Det vil ses, at ovenstående problem i og for sig kan løses, hvis man sætter så meget syre (fortrinsvis 10 svovlsyre, men andre stærke mineralske syrer kan også anvendes) til gyllen, at dennes pH nedsættes til en værdi i området 4-5. Imidlertid er det utilrådeligt, at landmanden lokalt arbejder med stærke syrer, da det eksempelvis ikke er uden risiko at skulle arbejde med 15 svovlsyre, hvorfor visse sikkerhedskrav ihvertfald må overholdes i denne forbindelse.

Der er således behov for et gylleforbedringsmiddel, der kan nedsætte pH i gylle til en værdi i området 4-5 og som endvidere er billigt og mindre farligt at 20 arbejde med end svovlsyre.

Fra US patentskrift nr. 4 315 763 kendes et væskeformigt gødningsprodukt med en pH-værdi mellem 1,5-4 og som omfatter reaktionsproduktet mellem urinstof og phosphorsyre og eventuelt også reaktionsproduktet mel-25 lem urinstof og svovlsyre samt eventuelt kaliumchlorid og sporelementer. Det nævnes udtrykkeligt, at man ved fremstillingen af dette produkt ikke skal tilsætte vand udover, hvad der allerede findes i de anvendte syrer, og det hverken nævnes eller antydes, at produktet kan 30 benyttes til at nedsætte pH-værdien i gylle med henblik på at formindske ammoniakfordampning fra gyllen.

Tilsvarende reaktionsprodukter eller blandinger kendes også i princippet fra US patentskrifterne nr.

4 310 343, 4 397 675 og 4 962 283, men heller ikke her 35 nævnes eller antydes blandingernes anvendelighed til nedsættelse af ammoniakfordampning fra gylle.

DK 169569 B1 4

Det er nu overraskende blevet fundet, at en blanding af ovennævnte art, som er på væskeform og har en pH-værdi under 2, med held kan benyttes til at nedsætte pH i gylle til de ovenfor nævnte ønskede værdier, 5 og samtidigt er langt mindre farligt at arbejde med end svovlsyre.

Hvis landmanden sætter et sådant middel til gyllen lige før eller under udbringningen af denne, vil fordampningen af gylle blive reduceret, i kvæggylle med 10 op til 95% og i svinegylle op til 82%, hvilket betyder langt bedre udnyttelse af gyllen, langt mindre lugtgener for omgivelserne og mindre nitrogenforurening af vandløb og søer i omegnen, samt at landmanden ved denne ene udbringning af gyllen vil være i stand til at fuld-15 gødske sin mark uden behov for eftergødskning. Dette betyder endvidere en sparet kørsel, typisk på DKK 100 pr. ha.

I overensstemmelse hermed angår opfindelsen en anvendelse af en blanding på væskeform og med en pH-20 værdi under 2, idet blandingen er fremstillet ud fra en nitrogenholdig kunstgødning valgt blandt N-, NP- og NPK-gødninger eller blandinger deraf, en stærk mineralsk syre og vand, samt om ønsket additiver, som gylleforbedringsmiddel til nedsættelse af ammoniakfordamp-25 ningen fra udbragt gylle.

Blandingen, der benyttes ved anvendelsen ifølge opfindelsen vil i det følgende blive benævnt den omhandlede blanding eller det omhandlede gylleforbedringsmiddel .

30 Den nitrogenholdige kunstgødning er fortrinsvis en N-gødning, der i det væsentlige omfatter urinstof, og den stærke mineralske syre er fortrinsvis svovlsyre.

Det omhandlede gylleforbedringsmiddel er fortrinsvis fremstillet (pr. 1000 kg blanding) ud fra 35 50-350 kg urinstof og 200-350 kg koncentreret svovlsyre og resten vand, idet vandmængden ligger indenfor områ- 5 DK 169569 B1 det 300-700 kg. De angivne grænser for vægtmængden af koncentreret svovlsyre svarer til en 96 vægt% svovlsyre, og grænserne må ændres tilsvarende, hvis den koncentrerede svovlsyre har en anden styrke.

5 Den omhandlede blanding kan yderligere omfatte op til 2 vægt%, baseret på totalvægten af tilsat vand, mineralsk syre og nitrogenholdig kunstgødning, af additiver omfattende. spormetaller udvalgt blandt zink, mangan, aluminium, magnesium, kobber og jern, og/eller 10 farvestoffer.

Spormetallerne kan tilsættes på form af billige uorganiske forbindelser, der er vandopløselige eller i hvertfald syreopløselige.

Anvendelsen ifølge opfindelsen er i en foretruk-15 ket udførelsesform en sådan, hvorved a) indholdet i gylletanken omrøres grundigt og blandingen som ovenfor defineret tilsættes, hvorefter den således forbedrede gylle samme dag eller senest næste dag udbringes, eller 20 b) blandingen som ovenfor defineret fyldes i gyllevognen, hvorefter der fyldes op med gylle og den således forbedrede gylle udbringes, eller c) blandingen som ovenfor defineret under udbringning af gylle sættes til gyllen i gyllevognens fordeler-25 system, idet der i alle tilfælde benyttes 1-5 kg, og fortrinsvis 3-4 kg af blandingen som ovenfor defineret pr. 100 kg gylle.

Det omhandlede gylleforbedringsmiddel er en klar 30 væske med en pH-værdi i området fra lidt over 0 og til under 2, fortrinsvis op til 1,5. Af sikkerhedsgrunde kan produktet farves, og fagmanden kender farvestoffer, der er stabile i svovlsur opløsning. Forsøg har vist, at det omhandlede gylleforbedringsmiddel er uskadeligt 35 for mennesker, idet det ikke ved kortvarig kontakt på huden virker ætsende på denne. Hvis produktet kommer i DK 169569 B1 6 kontakt med slimhinder, såsom i kontakt med øjet, vil der optræde en sviende fornemmelse, og man bør straks skylle med koldt vand. Midlet er imidlertid ætsende overfor metaller, og skal derfor opbevares i specielle 5 plasttanke eller coatede metaltanke.

Hvis der i forbindelse med lagring eller anvendelse af den omhandlede blanding optræder en udsivning, kan produktet blot neutraliseres med kalk, eller den med produktet forurenede jord kan opgraves og spredes 10 ud over en mark, hvorved marken samtidig bliver gødet.

Det omhandlede gylleforbedringsmiddel kan fremstilles ved en fremgangsmåde, hvorved man i en syrefast beholder forsynet med en kraftig omrører i rækkefølge og under omrøring indfører vand, de eventuelle additi-15 ver, den nitrogenholdige kunstgødning, og den stærke mineralske syre til dannelse af det omhandlede gylleforbedringsmiddel på væskeform, hvorefter man aftapper produktet.

Denne fremgangsmåde udføres fortrinsvis ved, at 20 man i en syrefast beholder forsynet med en kraftig omrører pr. 1000 kg blanding, beregnet uden eventuelle additiver, under omrøring indfører: 300-700 kg vand, eventuelle additiver i mængder som angivet 25 ovenfor, og 50-350 kg urinstof, hvorefter man under fortsat omrøring til den stærkt afkølede blanding fører 200-350 kg koncentreret svovlsyre, beregnet som 96 vægt% svovlsyre, 30 til dannelse af det omhandlede gylleforbedringsmiddel på væskeform, hvorefter man aftapper produktet.

Det omhandlede gylleprodukt med nedsat ammoniakfordampning er ejendommeligt ved, at det omfatter sædvanlig gylle, især svinegylle eller kvæggylle, hvortil 35 pr. 100 kg gylle er sat 1-5 kg, og fortrinsvis 3-4 kg af gylleforbedringsmidlet som ovenfor defineret.

7 DK 169569 B1

Gylleproduktet kan ifølge opfindelsen fremstilles ved en fremgangsmåde der er ejendommelig ved, at man til sædvanlig gylle, såsom svinegylle eller kvæggylle pr. 100 kg gylle sætter 1-5 kg, og fortrinsvis 5 3-4 kg, af det væskeformige gylleforbedringsmiddel som ovenfor defineret.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere beskrevet under henvisning til fremstillingseksempler (1-3) og anvendelseseksempler (A-D).

10 I en foretrukket udførelsesform af det omhandle de gylleforbedringsmiddel er den ved fremstillingen af midlet anvendte nitrogenholdige kunstgødning en N-gødning, der i det væsentlige omfatter urinstof. Hvis tilførsel af phosphat til markerne i forbindelse med 15 udbringning af gylle ikke er et problem, kan en NP-gødning også anvendes. Forbedringsmidlet er endvidere forsøgt fremstillet under anvendelse af NPK-gødning, men kan i dette tilfælde til en vis grad indeholde udfældede uklarheder og bør omrøres eller omrystes inden 20 brugen.

De stærke mineralske syrer, der indgår i det omhandlede gylleforbedringsmiddel, kan eksempelvis være svovlsyre, saltsyre, salpetersyre, phosphorsyre eller blandinger heraf, fortrinsvis svovlsyre, saltsyre eller 25 salpetersyre og især svovlsyre.

I forbindelse med fremstillingen af midlet benyttes svovlsyren fortrinsvis som koncentreret svovlsyre, såsom en 96 vægt% svovlsyre.

Da den ved fremstilling af midlet anvendte syre 30 og selve det omhandlede gylleforbedringsmiddel virker ætsende på metaller, skal der benyttes syrefaste materialer under fremstillingen af midlet til det udstyr, der kommer i kontakt med syren eller med midlet.

Til en produktion på ca. 10 tons omhandlet gyl-35 leforbedringsmiddel vil man typisk benytte en beholder med et rumfang på ca. 10 m3, eksempelvis fremstillet af 8 DK 169569 B1 PVC eller af epoxycoated jern. Beholderen må være forsynet med en kraftig omrører, såsom en snegl, og omrøringen kan yderligere forbedres ved hjælp af en ledning til recirkulation af indholdet af beholderen fra bund 5 til top af beholderen.

En aftapningsindretning for det fremstillede middel kan med fordel anbringes på den nederste del af denne recirkulationsledning.

Ved en produktion som ovenfor nævnt anbringer 10 man først den nødvendige vandmængde i beholderen og sætter hertil de nødvendige additiver under omrøring til opløsning eller opslæmning af disse. Herefter tilsættes den anvendte mængde urinstof under kraftig omrøring med sneglen. Det er kendt, at opløsning af urin-15 stof i vand foregår under kraftigt varmeoptag, og man vil da også iagttage, at temperaturen af indholdet i beholderen falder til ned mod 0°C. Når den tilsatte mængde urinstof er opløst, sætter man efter ca. 1 minuts omrøring forsigtigt den nødvendige mængde koncen-20 trerede svovlsyre til indholdet af beholderen og fortsætter omrøringen i ca. 1 minut, hvorefter midlet, der nu på grund af svovlsyrens opløsningsvarme har nået 0 en temperatur i omegnen af 50 C, kan aftappes på en egnet tank eller beholder. Sådanne tanke eller beholdere 25 kan være fremstillet af rustfrit stål eller plast.

Forbedringsmiddel er som nævnt en vandklar væske med en pH-værdi under 2 og har en vægtfylde på omkring 1,2 g/cm3. Midlets farve afhænger af de tilsatte farvestoffer.

30 Når det omhandlede gylleforbedringsmiddel skal blandes med gylle til opnåelse af en gylle med lav ammoniakfordampning, og denne gylle derefter skal udbringes, bør man gå frem som ovenfor nævnt i forbindelse med den foretrukne omhandlede anvendelse. Det omhandle-35 de gylleprodukt bør udbringes med en slæbeslangevogn.

9 DK 169569 B1 EKSEMPEL· 1 I en PVC-beholder med omrørersnegl og cirkulationsledning, tilførsels- og aftapningsindretninger 5 fremstillede man som ovenfor nærmere beskrevet et omhandlet gylleforbedringsmiddel ud fra 553 kg vand, 217 kg urinstof og 230 kg 96 vægt% svovlsyre pr. 1000 kg produkt. Produktet var vandklart og havde en pH-værdi på 0,95. Vægtfylden var 1,20 g/cm3.

10 EKSEMPEL· 2

Man gik frem som i eksempel 1, idet man til fremstillingen af 1000 kg middel benyttede 662 kg vand, 15 108 kg urinstof og 230 kg 96% svovlsyre. Produktet var vandklart med en pH-værdi på 0,95. Vægtfylden var 1,16 g/cm3.

EKSEMPEL· 3 20

Idet man gik frem som i eksempel 1, fremstillede man et middel ud fra 444 kg vand, 326 kg urinstof og 230 kg 96% svovlsyre pr. 1000 kg produkt. Produktet var vandklart med en pH-værdi på 1,30, vægtfylden var 1,23 25 g/cm3.

EKSEMPEL A

Til en svinegylle med en pH 8,0 satte man 3,8 30 vægt% af midlet fra eksempel 1. Det således fremstillede gylleprodukt havde efter omrøring en pH-værdi på 4,73, og værdien var stabil ved nogle dages henstand.

35 DK 169569 B1 10

EKSEMPEL B

Til en kvæggylle med pH 7,5 satte man 4 vægt% af midlet fra eksempel 1. Gylleproduktet havde efter omrø-5 ring en pH-værdi på 5,1 og værdien var stabil ved nogle dages henstand.

EKSEMPEL C

10 Til en svinegylle med pH 8,0 satte man varieren de vægtmængder af midlet fra eksempel 2. Resultatet ses i nedenstående tabel 2.

_Tabel 2_ 15 Tilsat mængde middel fra eksempel 2

væqt%_pH

1,8 6,89 20 2,7 6,50 3 5,60 3,7 4,80 4 _4,75 25 Det ses, at man i denne gylle kan nedsætte pH til en værdi, der i høj grad nedsætter ammoniakfordampning fra gyllen ved at benytte 3-4 vægt% af et omhandlet forbedringsmiddel, nemlig midlet fra eksempel 2.

30 EKSEMPEL D

Til en svinegylle med pH 7,7 satte man 1,8 vægt% af forbedringsmidlet fra eksempel 3. Efter omrøring målte man en pH-værdi på 5,81. Ved denne pH-værdi er 35 ammoniakfordampningen allerede noget nedsat. En sammenligning med resultaterne fra ovenstående eksempel C vi- 11 DK 169569 B1 ser dog, at man i dette tilfælde bør benytte noget mere af midlet fra eksempel 3, sandsynligvis omkring 3 vægt%.

Claims (8)

1. Anvendelse af en blanding på væskeform og med 5 en pH-værdi under 2, idet blandingen er fremstillet ud fra en nitrogenholdig kunstgødning valgt blandt N-, NP-og NPK-gødninger eller blandinger deraf, en stærk mineralsk syre og vand, samt om ønsket additiver, som gylleforbedringsmiddel til nedsættelse af ammoniakfordamp-10 ningen fra udbragt gylle.

2. Anvendelse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den nitrogenholdige kunstgødning er en N-gødning, der i det væsentlige omfatter urinstof.

3. Anvendelse ifølge krav 1-2, kendeteg-15 n e t ved, at den stærke mineralske syre er svovlsyre.

4. Anvendelse ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at blandingen pr. 1000 kg er fremstillet ud fra 300-700 kg vand, 50-350 kg urinstof og 200-350 20 kg koncentreret svovlsyre, beregnet som 96 vægt% svovlsyre.

5. Anvendelse ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at blandingen yderligere omfatter op til 2 vægt%, baseret på totalvægten af tilsat vand, mineralsk 25 syre og nitrogenholdig kunstgødning, af additiver omfattende spormetaller udvalgt blandt zink, mangan, aluminium, magnesium, kobber og jern, og/eller farvestoffer.

6. Anvendelse ifølge krav 1-5, kendeteg-30 n e t ved, at a) indholdet i gylletanken omrøres grundigt og blandingen ifølge krav 1-5 tilsættes, hvorefter den således forbedrede gylle samme dag eller senest næste dag udbringes, eller 35 b) blandingen ifølge krav 1-5 fyldes i gyllevognen, hvorefter der fyldes op med gylle og den således DK 169569 B1 forbedrede gylle udbringes, eller c) blandingen ifølge krav 1-5 under udbringning af gylle sættes til gyllen i gyllevognens fordelersystem, idet der i alle tilfælde benyttes 1-5 kg, og fortrins- 5 vis 3-4 kg af blandingen ifølge krav 1-5 pr. 100 kg gylle.

7. Gylleprodukt med nedsat ammoniakfordampning, kendetegnet ved, at det omfatter sædvanlig gylle, især svinegylle eller kvæggylle, hvortil pr. 100 10 kg gylle er sat 1-5 kg, og fortrinsvis 3-4 kg af en blanding som defineret i krav 1-5.

8. Fremgangsmåde til fremstilling af et gylleprodukt ifølge krav 7, kendetegnet ved, at man til sædvanlig gylle, såsom svinegylle eller kvæg- 15 gylle pr. 100 kg gylle sætter 1-5 kg, og fortrinsvis 3-4 kg, af det væskeformige gylleforbedringsmiddel som defineret i krav 1-5.