Wässrige oder feste Formulierung für die Pflanzenernährung und/oder Pflanzenstärkung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine wässrige oder feste Formulierung für die Pflanzenernährung und/oder Pflanzenstärkung bestehend aus mindes- tens einem Kreatin(-Derivat), mindestens einem Cyanamid(-Derivat), gegebenenfalls weiteren Bestandteilen mit düngender und/oder pflanzenstärkender Wirkung und/oder Formulierungshilfsstoffen sowie gegebenenfalls Wasser.
Grüne Pflanzen benötigen zum störungsfreien Wachstum ausreichend Licht, Wasser, atmosphärisches Kohlendioxid, die Makronährstoffe Stickstoff, Schwefel, Phosphor, Kalium, Calcium und Magnesium sowie die Spurennährstoffe Bor, Eisen, Mangan, Kobalt, Kupfer, Zink und Molybdän. Diese Erkenntnisse werden in der heutigen Düngepraxis weitgehend berücksichtigt.
Unvorhersehbare Schwankungen der Witterung, Bodenbeschaffenheit, Schädlingsbefall und/oder die Konkurrenz unerwünschten Pflanzenwachstums erfordern oft den Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln, um das Wachstum der gewünschten Kulturpflanzen zu schützen und zu fördern. Ziel ist die Optimierung des Ertrags und der daraus erzielten Wirtschaftskraft.
Aufgrund der Tatsache, dass Pflanzenschutzmittel teilweise ökologisch bedenklich sind und/oder einen hohen finanziellen Einsatz erfordern, erscheint es sinnvoll, Produkte zur Stärkung des Pflanzenwachstums und zur Gesunderhaltung von Pflanzen zur Verfügung zu stellen, die den Einsatz chemischer Pflanzenschutzmittel minimieren.
Beispielsweise werden in der Praxis Wachstumsregulatoren im Pflanzenanbau eingesetzt, die unter anderem die Resistenz gegenüber Trockenheit,
Nässe oder Frost, eine Hemmung übermäßigen Wachstums und/oder eine Verbesserung von Blütenbildung und Fruchtansatz bewirken können. Beispiele sind alpha-Naphthylessigsäure, die Gruppe der Gibberelline, Chlormequat, Abscisinsäure und die Cytokine. All diesen Stoffen ist eigen, dass sie teilweise sehr pflanzenspezifische Wirkungen entfalten, die schwer zu steuern sind, und dass sie bei zu hoher Dosierung zu unerwünschter Ernteminderung bzw. zum Totalausfall führen können.
Cyanamid-Derivate, wie z.B. Cyanamid, Caiciumcyanamid und Dicyan- diamid, sind bekannt als Nitrifikationshemmer, die den bakteriellen Abbau von Ammoniumstickstoff zu Nitrit- und/oder Nitratstickstoff hemmen. Derartige stabilisierte Düngemittel-Formulierungen, bei denen die Düngewirkung länger anhält als bei nicht stabilisierten Düngemitteln, sind z.B. in DE-OS 35 43 920, DE-OS 31 44 085, oder US-PS 4,234,332 beschrieben. Daneben haben Cyanamid-Derivate, z.B. Caiciumcyanamid bzw. technischer Kalkstickstoff und Dicyandiamid eine direkte Wirkung als Stickstoff- Düngemittel (vgl. z.B. JP 2000-302583, DE-OS 36 00 704, DD-PS 219 019 oder DE-OS 36 01 805)
Kreatin ist ein für den Stoffwechsel der meisten Pflanzen und Tiere essenzi- eller Bestandteil, der in Form von Kreatinphosphat als Energiespeicher in der Zelle dient. Entsprechende Untersuchungen am Menschen und daraus abgeleitete Formulierungen zur Nahrungsergänzung sind wohlbekannt z.B. aus JP 2002-065212, WO 9828263 oder DE-OS 199 29 995.
Auch in der Ernährung von Tieren ist der positive Einfluss von Kreatin bzw. Kreatin-Derivaten auf das Wachstum, die Fleischqualität und/oder die Leistungsfähigkeit beschrieben (vgl. B.W.James et.al., J. Appl. Animal Res. (2002) 21 , 1 , M. Coenen et.al., Uebersichten Tierernährung (2001 ) 29, 154 oder EP-A 1051914).
Die positive Wirkung von Kreatin auf den Stoffwechsel und somit auf die
Wuchs- und Ertragskraft von Pflanzen ist schon lange bekannt. J.J.Skinner (Botanical Gazette (1912) 54, 153) und Th. Bokorny (Arch. Physiol (1916), 255) berichteten übereinstimmend von positiven Effekten von Kreatin und/oder Kreatinin auf das Pflanzen Wachstum, wobei sich anhand der angegebenen Versuchsergebnissen nicht ausschließen lässt, dass die positive Wirkung ausschließlich auf die stickstoffdüngende Wirkung von Kreatin bzw. Kreatinin zurückzuführen ist. Min Liu (CN-A 1294106) beschreibt eine Nährstofflösung für Pflanzen, die düngende Makronährstoffe, Mikronährstof- fe, Vitamine und Kreatin enthält, wobei keinerlei Angaben zur Wirkungsweise gemacht werden. In JP 2002-029905 und JP 6-2286904 wird Kreatin- Phosphat (gemeint ist vermutlich Phosphokreatin) als Pflanzenwachstums- Stimulator in bestimmten Mischungen beschrieben, wobei die Anwendung auf Gemüse beschränkt ist.
Andererseits war bislang keine pflanzenstärkende oder wachstumsfördernde Formulierung bekannt, die die positiven Effekte der genannten Stoffe in sich vereint, die in einer Vielzahl von Pflanzenkulturen breit anwendbar ist und sich in etablierten Kulturmethoden leicht anwenden lässt.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Formulierung für die Pflanzenernährung und/oder Pflanzenstärkung zu entwicklen, die allgemein anwendbar, ökologisch unbedenklich und für die Pflanzen gesundheitsfördernd und ertragssteigernd wirkt.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß gelöst durch eine wässrige oder feste Formulierung zur Pflanzenernährung und/oder Pflanzenstärkung, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass sie
A) mindestens ein Kreatin(-Derivat), ausgewählt aus der Gruppe Kreatin, Kreatin-Monohydrat, Kreatin-Salze mit anorganischen oder organischen Säuren und/oder Kreatinin,
B) mindestens ein Cyanamid-Derivat, ausgewählt aus der Gruppe Cyanamid, Alkali- und Erdalkali-Salze des Cyanamids und/oder Dicyan- diamid,
C) gegebenenfalls weitere Bestandteile mit düngender und/oder pflanzenstärkender Wirkung und/oder Hilfsstoffen zu deren Formulierung
enthält.
Es hat sich nämlich überraschenderweise gezeigt, dass die erfindungsgemäße wässrige oder feste Formulierung in synergistischer Weise die positive Wirkung von Kreatin(-Derivaten) auf das Pflanzenwachstum und die Pflanzengesundheit sowie die nitrifikationshemmende und düngende Wirkung von Cyanamid-Derivaten in sich vereint, ökologisch unbedenklich und einfach anwendbar ist und somit dem Landwirt und Gärtner einen vorteilhaften Ertrag ermöglicht.
Die erfindungsgemäße wässrige oder feste Formulierung für die Pflanzenernährung und/oder Pflanzenstärkung enthält ein Kreatin(-Derivat) A), ein C anamid(-Derivat) B), gegebenenfalls weitere Bestandteile C) mit düngender und/oder pflanzenstärkender Wirkung und/oder Formulierungshilfsstoffe sowie gegebenenfalls Wasser D).
Unter den Begriffen Pflanzenernährung und/oder Pflanzenstärkung sind hierbei alle Maßnahmen zu verstehen, die durch Ausbringung der beanspruchten Formulierung auf den Boden, auf Sprosse, Blätter oder Wurzeln der Pflanzen, vor oder während der Wachstumsperiode, das Wachstum und/oder den Blüten- oder Fruchtansatz von Kulturpflanzen fördern oder beschleunigen, deren Produkte zur menschlichen Ernährung, als Futtermittel, als Rohstoff zur industriellen Weiterverarbeitung und/oder insgesamt als dekorative Pflanzen dienen. Dabei geht die Applikation der erfindungsgemäßen Formulierung über eine reine Zurverfügungstellung von düngenden
Makronährstoffen hinaus, da sie beispielsweise die Resistenz der Pflanzen gegenüber Stressfaktoren wie Trockenheit, Schädlingsbefall, Hitze oder Kälte verbessert.
Als Komponente (A) wird Kreatin (N-Amidino-N-methylglycin) oder dessen Derivate verwendet. Unter Kreatin-Derivaten sind hierbei alle Salze, Anlagerungsverbindungen und Mischungen zu verstehen, die Kreatin in stö- chiometrischen Anteilen >20 Gew.-% enthalten. Beispiele für erfindungsgemäße Kreatin-Derivate sind Kreatin-Monohydrat oder Kreatinsalze von an- organischen oder organischen Säuren, insbesondere Kreatin-Sulfat, Kreatin- Phosphat, Kreatin-Nitrat, Kreatin-Hydrochlorid, Kreatin-Citrat, Kreatin- Formiat, Kreatin-Acetat, Kreatin-Pyruvat, Kreatin-Lactat, Kreatin-Oxalat und/oder Kreatin-Maleat. Ein weiteres erfindungsgemäß eingesetztes Krea- tin-Derivat ist Kreatinin (2-lmino-1-methyl-imidazolidin-4-on). Kreatinin ist das Produkt der wasserabspaltenden Cyclisierung von Kreatin und liegt in wässriger Lösung im Gleichgewicht mit diesem vor, so dass es als Speicherform für Kreatin dienen kann.
Erfindungsgemäß enthaltene Cyanamid (-Derivate) B) sind z.B. Cyanamid (in fester Form bzw. als wässrige Lösung), Cyanamid-Salze mit Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen, z.B. Natriumhydrogencyanamid, Dinatriumcyanamid, Kaliumhydrogencyanamid, Dikaliumcyanamid, Caiciumcyanamid, technischer Kalkstickstoff, Magnesiumcyanamid sowie Dicyandiamid (N- Cyanoguanidin).
Die erfindungsgemäße Formulierung kann entweder als wässrige Lösung oder als feste Mischung vorliegen.
In Form einer wässrigen Lösung enthält die erfindungsgemäße Formulierung vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 1 bis 5 Gew.-%, der
Komponente A), 0,1 bis 20, insbesondere 2 bis 10 Gew.-%, der Komponente
B) sowie 0 bis 50 Gew.-% der Komponente C) sowie als Rest Wasser. Der
pH-Wert einer derartigen Formulierung liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 4,0 und 10,0. Die Herstellung derartiger flüssiger Formulierungen erfolgt durch Auflösen der Komponenten A), B) und gegebenenfalls C) in Wasser.
Eine derartige flüssige Formulierung hat den Vorteil der einfachen Produktion, Lagerung und Handhabung. Die Ausbringung auf die Kulturfläche kann mittels üblicher Gerätschaften zur Ausbringung von flüssigen Düngemitteln oder Pflanzenschutzmittel-Mischungen erfolgen, gegebenenfalls auch im Gemisch mit diesen.
Die feste Variante der erfindungsgemäßen Formulierung stellt eine Mischung dar, die z.B. in Pulverform oder als Granulat vorliegen kann. Bevorzugt enthält eine derartige Mischung 1 bis 95 Gew.-%, insbesondere 2 bis 50 Gew.-% der Komponente A), 0,1 bis 50 Gew.-%, insbesondere 1 bis 25 Gew.-% der Komponente B) sowie 0 bis 98,9 Gew.-% der Komponente C). Der pH-Wert einer 10 %igen Suspension oder Lösung in Wasser liegt im Bereich 4,0 bis 10,0. Die Herstellung derartiger fester homogener Formulierungen erfolgt durch Mischen, Mahlen und/oder Granulieren der Komponenten A), B) und gegebenenfalls C) in fester oder gelöster Form und gegebenenfalls nachfolgender Trocknung.
Die Ausbringung derartiger fester Formulierungen erfolgt entweder in gelöster Form oder mittels üblicher Düngemittel-Streuer, gegebenenfalls auch durch gleichzeitige Ausbringung im Gemisch mit üblichen Düngemitteln.
Als optionale Komponente C) enthält die erfindungsgemäße Formulierung weitere Bestandteile mit düngender und/oder pflanzenstärkender Wirkung, die vorzugsweise aus Makro- oder Mikronährstoffen, Vitaminen, Phytohor- monen, Pflanzenextrakten und/oder Wachstumsregulatoren bestehen, welche die Mobilisierung derartiger Nährstoffe im Boden bzw. deren Aufnahme in die Pflanze erleichtern, als zusätzliche Pflanzenstärkungsmittel die Vitalität
der Pflanze erhöhen und/oder zur Stabilisierung der Formulierung dienen.
Vorzugsweise können als Makro-Nährstoffe folgende Verbindungen der erfindungsgemäßen Formulierung eingesetzt werden: Natrium-, Kalium-, Am- monium-, Magnesium-, Caiciumsalze von Nitraten, Chloriden, Phosphaten, Sulfaten, Formiaten, Acetaten, 2-Aminoacetaten, 2-Methylaminoacetaten, Iminodiacetaten, N-Methyl-Iminodiacetaten und/oder Harnstoff.
Bevorzugte zusätzliche Mikronährstoffe sind z.B. Salze enthaltend Eisen, Kupfer, Zink, Mangan, Molybdän und/oder Bor. Weitere Mikronährstoffe können organische Komplexbildner sein, welche die Mobilität dieser Metalle im Boden erhöhen, und somit die Aufnahme durch die Pflanze erleichtern. Typische für diesen Zweck geeignete Komplexbildner sind 2-Aminoessig- säure, 2-Methylaminoessigsäure, Iminodiessigsäure, N-Methyliminodiessig- säure, Nitrilotriessigsäure bzw. deren Salze und/oder Komplexe.
Des Weiteren kann er erforderlich sein, zur Sicherstellung der physikalischen Stabilität der erfindungsgemäßen Formulierung Hilfsstoffe zuzusetzen. Als derartige Formulierungshilfsstoffe können z. B. dispergierende oder verdickende Polymere, anorganische Füllstoffe und/oder Adsorptionsmittel oder Säuren und Basen zur pH-Wert-Regulierung dienen.
Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Formulierung zur Pflanzenstärkung in Kulturpflanzen eingesetzt, die zum Zwecke der menschlichen Ernährung, als Futtermittel für Tiere und/oder zur Verwendung als industrielle Rohstoffe kultiviert werden. Hier ermöglicht die Formulierung eine Reduzierung des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln, eine bessere Ausnutzung von Düngemitteln, eine Beschleunigung des Wachstums, eine Erhöhung des Ertrags, eine Verbesserung der Qualität und somit eine Steigerung der Wirtschaft- lichkeit des Landbaus.
Des Weiteren wird die erfindungsgemäße Formulierung zur Stärkung und
Gesunderhaltung von dekorativen Pflanzen insbesondere in Parkanlagen, Gärten, Gewächshäusern und Wohnhäusern verwendet. Hier ermöglicht die Formulierung eine höhere Vitalität und somit eine Steigerung der dekorativen Wirkung.
Eine spezielle Ausführungsform ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Formulierungen, vor allem in Nährstofflösungen, zur erd- oder substratfreien Kultur von Pflanzen, z.B. in Hydrokulturen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden zur Herstellung der wässrigen Formulierung Nebenprodukte bzw. Reststoffe der industriellen Herstellung von hochreinen Kreatinderivaten, wie z. B. Kreatin, Kreatin-Monohydrat, Kreatin -Citrat oder Kreatin-Pyruvat, die z. B. als Nahrungsergänzungsmittel für den Menschen Verwendung finden, eingesetzt. Beispielsweise fallen bei der Herstellung von Kreatin-Monohydrat aus Sarkosin und Cyanamid entsprechend EP-A 754679 oder CN-A 1240207 Mutterlaugen sowie Waschwässer an, die, gegebenenfalls nach physikalischer und/oder chemischer Behandlung und/oder dem Zusatz weiterer Stoffe, zur Herstellung der erfindungsgemäßen wässrigen Formu- lierung dienen können. Diese Mutterlaugen bzw. Waschwässer enthalten ausreichende Mengen an Kreatin(-Derivaten) und an Cyanamid(-Derivaten), um eine pflanzenstärkende Wirkung zu ermöglichen.
Diese Verwendung industrieller Nebenprodukte als Pflanzenstärkungsmittel ermöglicht eine umweltgerechte und ökologisch unbedenkliche Verwertung unter Ausnutzung der positiven Effekte der enthaltenen Inhaltsstoffe und trägt somit in jeder Hinsicht zur Wirtschaftlichkeit bei.
Es sich überraschenderweise gezeigt, dass die erfindungsgemäße Formu- lierung in synergistischer Weise die positive Wirkung von Kreatin-(Derivaten) auf das Pflanzenwachstum und die Pflanzengesundheit sowie die nitrifikationshemmende und düngende Wirkung von Cyanamid-Derivaten in
sich vereint, ökologisch unbedenklich und einfach anwendbar ist und somit dem Landwirt und Gärtner einen vorteilhaften Ertrag ermöglicht.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen.
Beispiele
Formulierunαsbeispiel 1
Es wurde folgende Formulierung hergestellt:
In 750 g Wasser wurden 10 g Kreatin-Monohydrat, 10 g Dicyandiamid, 5 g Cyanamid, 100 g Ammoniumnitrat, 125 g Harnstoff, 0,2 g Iminodiessigsäure und 0,3 g Natrium-Carboxymethylcellulose gelöst. Es wurde eine klare Lösung von pH 6,9 erhalten.
Die Formulierung dient als Flüssigdünger mit pflanzenstärkender Wirkung.
Formulierunqsbeispiel 2
50 g Kreatin-Monohydrat, 50 g Dicyandiamid, 300 g Harnstoff, 200 g Diam- moniumphosphat, 100 g Kaliumacetat, 100 g Natriumacetat, 100 g Kaliumnitrat, 100 g Ammoniumsulfat, 1 g Magnesiumsulfat-Monohydrat, 0,1 g Natriumtetraborat, 0,1 g Mangansulfat-Monohydrat, 0,1 g Eisen(2)-Sulfat-Hep- tahydrat, 0,05 g Ammonium-heptamolybdat-Tetrahydrat, 0,1 g Zinksulfat- Heptahydrat und 0,05 g Kupfersulfat-Pentahydrat wurden trocken gemischt. Eine 10 Gew.-%ige wässrige Suspension dieser Formulierung zeigte einen pH von 8,2.
Die feste Formulierung dient als lösliches Düngemittel für Gießanwendung.
Formulierunqsbeispiel 3
Ein flüssiges Nebenprodukt der industriellen Kreatin-Synthese hatte pro Liter folgende analytische Zusammensetzung: 15,7 g Kreatin, 6,1 g Kreatinin, 6,8 g Dicyandiamid, 4,6 g Cyanamid, 9,4 g N-Methylglycin, 1 ,4 g N-Methyl- Iminodiessigsäure, 27 mg Ammonium und 63 g Natriumacetat. Der pH-Wert betrug 8,8. Zu einem Liter dieser Lösung wurden 100 g Harnstoff und 20 g 85%ige Phosphorsäure gegeben. Der pH-Wert der erhaltenen wasserklaren Formulierung betrug 6,8.
Die Formulierung dient als Flüssigdüngemittel mit pflanzenstärkender Zusatzwirkung.
Anwendunqsbeispiel 1
Es wurden folgende Lösungen mit jeweils ca. 28% N-Gehalt hergestellt:
A) 30,0 g Harnstoff und 40,0 g Ammoniumnitrat in 30,0 g Wasser
B) 1 g Dicyandiamid, 28,6 g Harnstoff und 40,0 g Ammoniumnitrat in 30,4 g Wasser
C) 0,5 g Kreatin, 29,7 g Harnstoff und 40,0 g Ammoniumnitrat in 29,8 g Wasser
D) 0,5 g Kreatin, 1 ,0 g Dicyandiamid, 28,2 g Harnstoff und 40,0 g Ammoniumnitrat in 30,3 g Wasser
Jeweils 3 Tomaten-Setzlinge (Solanum lycopersicum, Sorte Vanessa) wurden in vorgedüngter Erde unter Folie kultiviert. Ab Blühbeginn wurden die Pflanzen wöchentlich mit je 1 ,8 g einer der obigen Lösungen A bis D gedüngt (entsprechend 0,5 g N pro Pflanze). Während der Wachstumsperiode von 12 Wochen wurde das durchschnittliche Fruchtgewicht sowie der Gesamt-Ertrag pro Pflanze bestimmt.
Anwendunqsbeispiel 2
Auf 4 nebeneinanderliegenden Parzellen, die eine standardisierte Grunddüngung erhalten hatten, wurde gleichzeitig Mais-Saatgut (Zea mays, Sorte Florett) in üblicher Weise ausgebracht. 50 Tage nach dem Anpflanzen wurden je Parzelle 65 g/m2 einer der Lösungen A bis D aus Anwendungsbeispiel 1 (entsprechend 18,2 g Stickstoff pro m2) ausgebracht. Während der gesamten Kulturperiode wurden alle 4 Parzellen in gleicher Weise mit üblichen Pflanzenschutzmitteln behandelt. Am Ende der Kulturperiode wurde der Körnerertrag pro m2 bestimmt.