DE102011004682A1

DE102011004682A1 - Zinksulfid in Suspensionsform

Info

Publication number: DE102011004682A1
Application number: DE102011004682A
Authority: DE
Inventors: Johannes Knecht; Rudolf März
Original assignee: Kuerzeder & Maerz Bleichhilfsmittel; Kuerzeder & Marz Bleichhilfsmittel
Current assignee: Kuerzeder & Maerz Bleichhilfsmittel; Kuerzeder & Marz Bleichhilfsmittel
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-08-30

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Zinksulfid und insbesondere einer Mikrosuspension, umfassend Zinksulfid als Dünger in der Landwirtschaft.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Zinksulfid und insbesondere einer Mikrosuspension, umfassend Zinksulfid als Dünger in der Landwirtschaft.
Das Spurenelement Zink ist ein essentielles Nährelement für Pflanzen, Menschen und Tiere. Pflanzen, die Zinkmangelerscheinungen aufweisen, wachsen schlecht, liefern nur geringe Erträge, und ihre Früchte enthalten nur sehr geringe Mengen des lebensnotwendigen Spurenelements Zink. Menschen, die bei ihrer Ernährung auf diese Pflanzen angewiesen sind, sind akut von Zinkmangelerkrankungen bedroht. Laut Angaben der Weltgesundheitsorganisation leiden fast 2 Mrd. Menschen unter Zinkmangel.
Besonders betroffen von Zinkmangel sind die Kulturpflanzen Getreide, Mais, Kartoffel, Zuckerrüben, Bohnen, Reben und Obst. Die Futterpflanzen Luzerne und Klee neigen ebenfalls zu Zinkmangel. Die bekanntesten Folgeerscheinungen eines Zinkmangels bei Kulturpflanzen sind „Weißfleckigkeit” bei Mais und Zuckerrüben, „Kräuselkrankheit” bei Hopfen, „Farnblättrigkeit” bei Kartoffeln, hellgrüne bis gelbbraune Blattflecken an Bohnen, verstärkte „Geiztriebentwicklung” an den Reben. Bei Äpfeln sind bei Zinkmangel die Blätter 10 bis 20 mal kleiner.
Zinkmangel tritt nicht nur auf zinkarmen Böden auf. Auch ein zu hoher pH-Wert im Boden, hohe Gehalte an organischer Substanz sowie hohe Phosphatgehalte können einen Zinkmangel verursachen. Bei schlechter Wurzelentwicklung auf verdichteten, kalten oder nassen Böden können Pflanzen ebenfalls eine Unterversorgung mit Zink aufweisen.
Eine Pflanze kann über das Blatt wie über den Boden gedüngt werden. Blattdüngung ermöglicht im Gegensatz zur Bodendüngung die gezielte und exakt dosierbare Gabe einzelner Nährelemente zu einem festen Zeitpunkt ohne den Einfluss des Bodens. Aufgrund der für die Zinkverfügbarkeit möglicherweise negativen Wechselwirkungen im Boden kann Zink der Pflanze besonders effizient über das Blatt als Dünger zugeführt werden. Auf dem Markt erhältliche Blattdünger basieren auf Zinkchelat, Zinksulfat oder Zinkoxid. Dünger auf der Basis von Zinkchelat enthalten maximal 10% Zn, auf der Basis von Zinksulfat maximal 35% Zn, auf der Basis von Zinkoxid maximal 40% Zn bzw. 700 g Zn/l. Alle angebotenen Formulierungen sind Lösungen, da Zinkchelate und -sulfate wasserlöslich sind und Zinkoxid in leichter Säure löslich ist.
Bei der Anwendung von Zinksulfat besteht die Gefahr von Ätzschäden auf der Pflanze. Zinksulfat und Zinkoxid sind gemäß der Gefahrstoffverordnung als gesundheitsschädlich und umweltgefährlich eingestuft. Beide Verbindungen können aufgrund ihrer Wasserlöslichkeit in Gewässern längerfristig schädliche Wirkungen haben.
Eine Aufgabe der Erfindung war es deshalb, einen Zinkdünger bereitzustellen, welcher keine oder möglichst geringe Nebenwirkungen auf die Umwelt aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Düngemittel umfassend Zinksulfid (ZnS).
Zinksulfid (ZnS) ist absolut wasserunlöslich. Dadurch gibt es kein Gefahrenpotenzial mehr zu beachten. Insbesondere kommt es nicht zu einem Austrag des auf eine Pflanze aufgebrachten Zinksulfids ins Grundwasser, da ZnS wasserunlöslich ist.
Zink findet sich überwiegend gebunden in Erzen. Die häufigsten und für die Zinkgewinnung wichtigsten Erze sind dabei Zinksulfiderze. Als Rohstoffquelle für Zinksulfid können beispielsweise Zinksulfiderze und insbesondere Zinksulfidabfälle aus der Industrie eingesetzt werden.
Zinksulfid ist in Wasser unlöslich und daher weder gesundheitsschädlich noch umweltgefährdend. Der erfindungsgemäße Dünger ist damit der einzige Zinkdünger, der nicht der Gefahrstoffverordnung unterworfen ist. Neben ökologischen Vorteilen ist dieser aus humantoxikologischer Sicht den bisher gängigen Produkten vorzuziehen.
Das erfindungsgemäße Düngemittel kann als Blattdünger oder zur Bodendüngung eingesetzt werden. Bevorzugt ist der Einsatz als Blattdünger.
Aufgrund der Wasserunlöslichkeit von Zinksulfid kann dieses auch in den Boden zur Aufnahme durch die Wurzeln von Pflanzen eingebracht werden. Ein Austrag des Zinksulfids ins Grundwasser erfolgt nicht oder nur in äußerst geringem Umfang. Besonders günstig ist aber der Einsatz als Blattdünger, wobei dort das Zinksulfid unmittelbar über die Blätter von der Pflanze aufgenommen werden kann.
Besonders bevorzugt wird erfindungsgemäß mikronisiertes Zinksulfid eingesetzt, insbesondere Zinksulfid mit einer Größe d50 < 50 μm, mehr bevorzugt ≤ 10 μm, noch mehr bevorzugt ≤ 1 μm. Es wurde festgestellt, dass kleine Partikel besser von den Pflanzen aufgenommen werden.
Die Mikronisierung kann in üblichen Mikronisierungsvorrichtungen durchgeführt werden, beispielsweise in einer Steilkegelmühle. Die gewünschte Größe der Zinksulfidpartikel wird dabei durch Schwerkräfte erzielt. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Düngemittel Mikro- oder/und Nanopartikel aus Zinksulfid.
Durch die Bereitstellung des Zinksulfids in Form von mikronisierten Partikeln ergibt sich neben einer leichteren Pflanzenverfügbarkeit auch eine verbesserte und sicherere Handhabung.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß möglich, Zinkdünger mit einem hohen Anteil an Zink bereitzustellen. Vorzugsweise enthält der erfindungsgemäße Zinkdünger mindestens 1000 g, mehr bevorzugt mindestens 1200 g und noch mehr bevorzugt mindestens 1300 g Zink/Liter. Es ist aber auch möglich, den Dünger mit einem Gehalt an Zink von bis zu 2000 g Zink/Liter, insbesondere bis zu 1800 g Zink/Liter herzustellen.
Das erfindungsgemäße Düngemittel kann beispielsweise als Feststoff oder flüssig formuliert sein.
Besonders bevorzugt liegt im erfindungsgemäßen Dünger das Zinksulfid als Suspension in Wasser vor. Zur Erhöhung der Suspensionsstabilität können Hilfsstoffe wie beispielsweise Produkte zur Verhinderung von Phasentrennung eingesetzt werden. Solche Verdickungsmittel verhindern ein Absinken von Feststoffpartikeln. Bevorzugt enthält der erfindungsgemäße Dünger eine Menge von ≤ 0,5 Gew.-%, mehr bevorzugt eine Menge von ≤ 0,2 Gew.-% Verdickungsmittel, wie beispielsweise Xanthan Gum.
Der erfindungsgemäße Dünger umfasst neben dem Zinksulfid in der Landwirtschaft weitere übliche Träger- und Hilfsstoffe, wie beispielsweise Konservierungsstoffe.
Das besondere Herstellungsverfahren ermöglicht die Formulierung einer Suspension mit 1000 g Zink/l oder mehr. Der Landwirt, der fest vorgegebene Mengen an Zink/ha ausbringen muss, kommt daher mit geringeren Produktmengen als bisher üblich aus. Neben Einsparung von Transportenergie und Verpackungsmaterial ist die Erfindung damit deutlich anwenderfreundlicher als bisher übliche Produkte.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung von Zinksulfid als Dünger.
Die Erfindung umfasst die Mikronisierung des natürlichen Rohstoffes Zinksulfid mit dem Ziel der Herstellung einer hoch konzentrierten Suspension zur Verwendung als Blattdünger.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.
Beispiel 1
Bedeutung von Zink für das Getreide
Zink ist am Energie-, Kohlenhydrat- und Eiweißstoffwechsel der Pflanzen aktiv beteiligt. Es steuert über die Auxinsynthese den Wuchsstoffhaushalt und damit das Wachstum der Pflanzen. Zinkmangel zeigt sich bei Weizen vor allem durch ein gestauchtes Wachstum. Bei Zinkmangel kann es zu unzureichender Enzymbildung kommen, wodurch einige Enzymreaktionen gehemmt werden. Zink greift unmittelbar in den Eiweißstoffwechsel ein, zwischen dem Zink- und Eiweißgehalt der Pflanzen bestehen daher sehr enge Beziehungen.
In den letzten Jahren wird besonders in reinen Ackerbaubetrieben Zinkmangel bei Getreide beobachtet, zum Beispiel auf Standorten, die einen hohen pH-Wert (> 7) aufweisen oder sehr stark aufgekalkt wurden. Da nur extremer Zinkmangel die Pflanzenzellen schnell zerstört, genügt es im Normalfall, selbst bei schon sichtbaren Symptomen, die Kulturen über eine Blattdüngung mit schnell verfügbarem Zink zu versorgen. Die Blattdüngung erfolgt mit einer ZnS-Dispersion in wässriger Lösung. Es wird bei Bedarf eine Blattapplikation in Höhe von 0,3 bis 0,7 kg Zn/ha empfohlen.

Claims

Düngemittel, umfassend Zinksulfid (ZnS).
Düngemittel nach Anspruch 1 zur Verwendung als Blattdünger.
Düngemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es mikronisiertes Zinksulfid umfasst.
Düngemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Wirkstoffkonzentration von > 1000 g Zink/Liter, insbesondere > 1200 g Zink/Liter aufweist.
Düngemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es Zinksulfid als Suspension in einer wässrigen Lösung umfasst.
Düngemittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin ein Verdickungsmittel enthält.
Verwendung von Zinksulfid als Düngemittel.
Verwendung nach Anspruch 7 als Blattdünger.
Verwendung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass mikronisiertes Zinksulfid eingesetzt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zinksulfid in einer Menge von > 1000 g Zink/Liter Düngemittel, insbesondere > 1200 g Zink/Liter Düngemittel eingesetzt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Zinksulfid als Suspension in einer wässrigen Lösung eingesetzt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin ein Formulierungshilfsstoff eingesetzt wird.