DE1112741B - Mikronaehrstoffduengung und Bodenverbesserung - Google Patents

Description

• Mikronährstoffdüngung und Bodenverbesserung Die Verwendung von anfallenden Schlacken aus metallerzeugenden oder metallverarbeitenden Betrieben zur Heilung von Mangelböden bzw. als Bodenverbesserungsmittel ist bekannt. Seit Jahrzehnten benutzt man die bei der Stahlerzeugung anfallenden Schlacken, welche einen beachtlichen Phosphorgehalt besitzen, die sogenannte Thomasschlacke, als Phosphatdüngemittel. Diese hat unter anderem auch neben der Phosphorsäure einen beachtlichen Gehalt an Mangan und anderen Spurenelementen. Es ist auch bekannt, Kupferschlacken als Mikronährstoifdüngemittel zu verwenden, wie solche in Kupferhütten anfallen, die Erze verarbeiten. Ferner ist es bekannt, auch Schlacken zu verwenden, die in den metallverbrauchenden Betrieben anfallen, aus denen man Kupferdüngemittel herstellt. Als bekannt ist auch noch zu erwähnen (deutsche Auslegeschrift 1012 933), daß man solche feingemahlenen Glasflüsse, die im wesentlichen aus Ferrosilikat bestehen, als Bodenverbesserungsmittel, also zur Erreichung einer erwünschten physikalischen Bodenstruktur, vorgeschlagen hat. In diesem Sinne sind auch Vorschläge bekanntgeworden, Ferrosilikatschlacken zu verwenden, die Blei oder Zinn enthalten.
• Hieraus ergibt sich schon, daß es zur Herstellung von wirkungsvollen Mikronährstoffdüngemitteln nicht gleich sein kann, welche Schlackenart für die Erreichung des erwünschten Erfolges verwendet wird. Von primärer Bedeutung ist also nicht der Begriff »Schlacke« schlechthin, sondern bedeutungsvoll ist nur der Gehalt solcher Schlacken an Mikronährstoffen, und darüber hinaus ist gleichfalls von entscheidender Bedeutung, in welcher Verbindungsform diese einzelnen Metalle in diesen Schlacken vorliegen. Es ist ganz selbstverständlich, daß z. B. Schlacken, wie sie in der stahlerzeugenden Industrie (Thomasmehl) oder bei der Verhüttung von Kupfererzen anfallen, sich nicht nur durch verhältnismäßig hohe Schmelztemperaturen bilden können, sondern daß, durch diese hohen Temperaturen bedingt, dann in solchen Schlackenarten das enthaltene Metall nur in Silikatform (verschlackt) vorliegen muß. Auf diese Silikatform kommt es bei der vorliegenden Erfindung in besonderem Maße an, worauf weiter unten noch eingegangen wird. Es wurden auch bereits Vorschläge bekannt (deutsche Auslegeschrift 1007 789), zinkhaltige Rückstände, die in Zinkschmelzereien in Form von »Aschen« (Krätzaschen) anfallen, als Zinkdüngemittel zu verwenden. Zn hat aber bekanntlich einen relativ niedrigen Schmelzpunkt, nämlich nur 419° C, woraus rein technisch schon die Tatsache ersichtlich ist, daß sich bei dieser niedrigen Schmelztemperatur überhaupt keine Schlacken im eigentlichen Sinne bilden können. Daher bezeichnet man solche Rückstände, wie sie in Zinkschmelzen anfallen, auch nicht mit Schlacken, sondern man spricht hier entweder von Zinkaschen oder von Krätzaschen. Der Zinkgehalt liegt hier überwiegend in oxydischer Form vor oder in feinsten Metallgranallen. Beide Verbindungsarten würden aber im Verwendungssinne die Zinkionen (die pflanzenaufnehmbare Form) im Boden zu schnell hergeben, es würde die Gefahr einer Zinkschwemme entstehen, die dann zur Boden- bzw. Pflanzenvergiftung führen müßte. Im gleichen Sinne behandelt dieses Thema auch die österreichische Patentschrift 206 906, die ebenfalls auf den Erfinder zurückgeht.
• Die Forschung und Fachwissenschaft dringt immer weiter auf dem Gebiete der Bedeutung bestimmter Schwermetalle für die Pflanzenernährung vor. Von einigen Schwermetallen, wie z. B. Molybdän und Zink, denen man vor einigen Jahren noch keine besondereBedeutung zugemessen hatte, weiß man heute, daß dieselben gleichfalls von lebensentscheidender Bedeutung für Böden und Pflanzen sind. Hier wird in besonderem Maße auf die Bedeutung des Zn näher eingegangen. Zwar war man sich schon längere Zeit darüber im klaren, daß es ausgesprochene Zn-Mangelböden gibt, wie z. B. in Florida, aber auf der anderen Seite war man der Ansicht, daß die Anwendung dieses Schwermetalls Zn für den europäischen Raum kaum eineBedeutung habe. Hier mußte in den letzten Jahren eine wesentliche Korrektur erfolgen, denn russische Wissenschaftler, dieses geht aus »Spurenelemente in der Landwirtschaft« von Alexander P. W i n o g r a d o w (Akademie-Verlag, Berlin) hervor, haben gefunden, daß Zink auf die Erträge vieler Pflanzen positiv einwirkt, so bei Knoblauch, Erbsen, Bohnen, Hafer und bei Gerste auf Grauerde, wobei noch bemerkt wird, daß die Zinkgabe allerdings in der an sich problematischen Sulfatforrri gegeben wurde. Noch bedeutungsvoller ist allerdings das Zink für den tierischen Organismus. Besonders jene Organe sind reich an Zink, die größere Mengen Phosphatide und Nucleoproteide enthalten. Viel Zink findet man in der Leber (bis 100 urg/kg). Zwar ist Zink im Organismus wenig gespeichert, und es neigt darüber hinaus leicht zur Ausscheidung, woraus hervorgeht, daß die Zinkaufnahme - der Bedarf an diesem Metall ist im Verhältnis zum Kupfer 6- bis 7fach so hoch - für den tierischen Organismus durch das Futter regelmäßig erfolgen muß. (Somit ergibt sich auch wiederum die Notwendigkeit einer sinnvollen Zinkdüngung für das Grünland.) Eine besondere Rolle spielt augenscheinlich Zink bei der Befruchtung. DieGeschlechtsorgane, dieSamenbläschen, sind sehr zinkhaltig, und im Sperma wurden bis zu 2000 mg Zink je Kilogramm Trockensubstanz gefunden. Hieraus ist wohl die Bedeutung dieses Metalls beim Befruchtungsvorgang unschwer zu erkennen. Interessant ist auch die Feststellung von einigen Forschern, daß der Zinkgehalt in der Kuhmilch bei Beginn der Beweidung verhältnismäßig niedrig liegt und dann später wieder ansteigt. Vielleicht ist hier auch ein Zusammenhang mit der gefürchteten Weidetetanie gegeben. Andere Forscher berichten über die Einwirkung von Zink auf Fermentvorgänge. Wiederum andere fanden bei Insulinmangel im Pankreas der Diabetiker durchschnittlich weniger Zink als in normalen Organen. Ferner sei noch auf die Veröffentlichungen von Baumeister hingewiesen, und zwar: »Zink als Mikronährstoff für die Pflanzen« und »Zink als wichtiges Spurenelement für die Pflanze«.
• Aus all dem Gesagten geht hervor, daß das Zink in der Kette Boden - Pflanze - Tier - Mensch eine sehr bedeutungsvolle Rolle spielt. Von großer Bedeutung ist aber ganz ohne Zweifel die Frage, in welcher Form man dieses an sich so leicht zur Vergiftung neigende Schwermetall dem Urquell allen Lebens, nämlich dem Boden, zuführt.
• Zink wurde bisher-wie schon anfangs erwähntin wirkungsvoller Form, in Form von Metallegierungsdüngern, dem Boden verabreicht. So sehr die positive Wirkung hier auch gesichert ist, so muß demgegenüber aber betont werden, daß eine solche Mikronährstoffdüngung auch entsprechend teuer ist. Die wirkende Substanz besteht hier vor allen Dingen in der Metallegierung, die vorwiegend aus Kupfer-Zink besteht. Im Gegensatz zu der bekannten Verwendung von Kupfer-Zink enthaltenden Legierungen oder Zinkaschen bzw. Kratzaschen als Mikronährstoffdüngemittel wird nun nach der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, Zinkabdeckschlacken, die in Metallschmelzereien oder Hüttenbetrieben, welche vorwiegend Messingrückstände verarbeiten, anfallen, als Mikronährstoffdüngemittel und Bodenverbesserungsmittel zu verwenden.
• DieseZinkabdeckschlacken weisen einen hohen Gehalt an Zink von etwa 41 % und mehr auf. Vor allem enthalten sie aber sowohl das Zink als auch die übrigen Metalle in verschlackter Silikatform (als Glasfluß) und stellen somit gegenüber den Zinklegierungsdüngemitteln oder Zinkaschen einen wesentlichen Fortschritt dar. Die Erfindung zeigt daher vollständig neue Wege. In diesen metallverarbeitenden Betrieben fallen Abdeckschlacken mit einem geringen Gehalt an Cu, demgegenüber aber einem verhältnismäßig hohen Gehalt an Zink an. Es handelt sich hier nicht nur um Abfallschlacken der Hüttenindustrie, sondern viele Werke der verarbeitenden Metallindustrie schmelzen die in ihren Metallgießereien anfallenden Gießereikrätzen in passenden Öfen selbst ein, um hierdurch das in den Abfallkratzen enthaltene Metall im eigenen Betrieb zurückzugewinnen und auch im eigenen Betrieb wieder zu verbrauchen. Eine solche dabei anfallende, sogenannte Abdeckschlacke hat z. B. nur etwa 1,2% Kupfergehalt, demgegenüber aber einen Zn-Gehalt von 41% und mehr.
• Dieser hohe Zinkgehalt ist dadurch zu erklären, daß hier messinghaltige Gießereikrätzen, Zinkkratzen bzw. messinghaltige Spänematerialien umgeschmolzen wurden, die bekanntlich einen hohen Zinkgehalt haben.
• Man kann hier daher nicht von einer Kupferschlacke sprechen, sondern hier liegt eine Zinkschlacke vor, die auch noch andere Metalle oder Metalloide mitführt, wie z. B. außer dem schon benannten Kupfer noch etwa 0,30% Cl, etwa 0,03% Pb, etwa 0,20% S und etwa 26,619/o und mehr Si 02.
• Hier liegen also, wie aus dem hohen Gehalt an Kieselsäure ersichtlich ist, sämtlicheMetalle inSilikatform (Glasfluß) vor. Diese Tatsache ist für die erfindungsgemäßeVerwendung einer solchenZinkschlacke als Mikronährstoffdüngemittel und Bodenverbesserungsmittel von größter Bedeutung. Diese Silikatform sichert nämlich den langsamen, über Jahre dauernden Abbauprozeß der Zinkschlacke im Boden und vermeidet dadurch jede Möglichkeit einer toxischen Wirkung auf die Pflanzen oder Böden. Es ist selbstverständlich, daß solche Schlacken, bevor sie als Mikronährstoffdüngemittel Verwendung finden können, vorher durch passende Mühlen feinst vermahlen werden müssen.
• Beim Institut für nichtparasitäre Pflanzenkrankheiten der Biologischen Bundesanstalt in Berlin-Dahlem wurde mit einer solchen Schlacke nach der Erfindung im Jahre 1960 ein wissenschaftlicher Versuch durchgeführt. Als Versuchsboden wurde der »Boden Niebüll« aus Schleswig-Holstein verwendet, der leicht kupferbedürftig ist. Der Versuch lief also auf einem Kupfermangelboden und ist außergewöhnlich interessant, wie hier der hohe Zinkgehalt - allerdings in Form von Silikat - eine entsprechende Wirkung gezeigt hat, die aus folgender Tabelle ersichtlich ist.

  Versuchsfrucht: Sommergerste

  Korn- 1000-Korn- Stroh-

  ertrag Gewicht ertrag

  g/Gefäß g g/Gefäß

  NPK ............. 35,4 37,6 30,4

  Schlacke nach der

  Erfindung ....... 44,0 41,6 34,8

  Pro Gefäß wurden 870 mg Zink in. Schlackenform nach der Erfindung gegeben. Eine genormte Flächeneinstreuung pro Hektar kann natürlich nicht angegeben werden, da, wie dieses auch z. B. bei Kupfer- oder Manganmangelböden bekannt ist, die einzelne Dosierungshöhe sich nach dem effektiven Mangel an dem betreffenden Schwermetall auszurichten hat. Aus diesem wissenschaftlichen Versuch geht wiederum zuerst einmal der Beweis hervor, daß man auf sogenannten Mangelböden nicht nur eine Metallart verwenden soll, sondern möglichst viele, die synergetische Wirkung aufeinander ausüben, und ferner, daß vor allen Dingen in der gebundenen Silikatform als Zinkabdeckschlacke, die nur langsam die Metallionen freigibt, eine toxische Wirkung auf die Pflanzen nicht eintreten kann.
• Die Anwendung solcher Schlacken nach der Erfindung ist in besonderem Maße dazu geeignet, das lebenswichtige Schwermetall Zink über den Boden den Pflanzen, den Tieren und auch den Menschen in biologischer und daher in besonders gut aufnehmbarer Form zuzuführen. Ein solches Zinkdüngemittel wird sich auch in besonderem Maße unter anderem für den Weinbau eignen.
• Der technische Fortschritt der Erfindung besteht in besonderem Maße darin, daß hier Mittel und Wege gezeigt werden, die zuerst einmal die gefürchtete Zinkvergiftung sicher ausschalten. Darüber hinaus hat dann die Verwendung der Zinkabdeckschlacken noch den Vorteil, daß ein solches Zinkdüngemittel neben dem Zink auch noch erwünschte Nebenmetalle besitzt, wie vor allem Kupfer. Diese beiden Metallarten ergänzen sich erfahrungsgemäß. Ferner kann ein solches Zinkdüngemittel, da es künftig aus zinkhaltigen Schlacken hergestellt wird, für den Verbraucher verhältnismäßig billig angeboten werden. Außerdem können auf diese Weise den Böden und Pflanzen Zink und die übrigen Metalle beim Ausstreuen auf die Kulturböden in einem Arbeitsgang zugeführt werden, wobei die Zinkabdeckschlacke eine lang andauernde allmähliche Versorgung der Pflanzen mit Spurenelementen gewährleistet, ohne daß Vergiftungen der Pflanzen oder schädliche Einwirkungen auf den Boden, z. B. durch Sulfatreste od. dgl., zu befürchten sind. Der Silikatrest der Zinkabdeckschlacken wird sich dagegen sowohl auf die Pflanzenernährung als auch auf den Boden in günstiger Weise auswirken.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verwendung von Zinkrückständen mit hohem Gehalt an Zink als Mikronährstoffdüngemittel, dadurch gekennzeichnet, daß Zinkabdeckschlakken, die in Metallschmelzereien oder in Hüttenbetrieben, welche vorwiegend Messingrückstände verarbeiten, anfallen und den hohen Zinkgehalt von etwa 41% und mehr sowie die übrigen Metalle in verschlackter Silikatform (Glasfluß) enthalten, in feinstvermahlener Form als Mikronährstoffdüngemittel und Bodenverbesserungsmittel verwendet werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1007 789, 1012 933; österreichische Patentschrift Nr. 206 906.