DE19830887A1

DE19830887A1 - Reduktion der Nitrat-Auswaschung aus Kulturböden

Info

Publication number: DE19830887A1
Application number: DE19830887A
Authority: DE
Inventors: Bettina Kopp-Holtwiesche; Doris Bell; Stephan Von Tapavicza
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1998-07-10
Publication date: 2000-01-13
Also published as: PL345490A1; KR20010053467A; JP2002520246A; AU4903499A; CA2337536A1; CN1308595A; HUP0105436A2; BR9911982A; EP1097114A1; WO2000002833A1; TR200100057T2; HU0105436D0; MXPA01000272A

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist die Anwendung ökologisch verträglicher Tensidverbindungen aus der Klasse der wasserlöslichen Alkyl(oligo)glykosidverbindungen vom O/W-Typ (APG-Verbindungen) durch deren Eintrag in die Erdreichoberfläche als Hilfsstoff zur Eindämmung der Nitrat-Auswaschung aus dem Pflanzenwurzelbereich von Kulturböden bei deren Beregnung und oder Bewässerung. Bevorzugt werden die APG-Verbindungen zusammen mit lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur aufweisenden und sowohl aerob als auch anaerob abbaubaren organischen Verbindungen in den Boden eingebracht.

Description

Es zählt zum heutigen allgemeinen Wissen, daß im Rahmen der Pflanzenernährung bzw. Pflanzenaufzucht der hinreichenden Zufuhr von Stickstoff mitentscheidende Bedeutung zukommt. Unter Anwendungsbedingungen wasserlösliche und/oder zunächst wasserunlösliche Stickstoffverbindungen sind übliche Bestandteile sowohl organischer als auch anorganischer Düngemittel. In allen hier betroffenen Bereichen, beispielsweise Agrarwirtschaft, Forstwirtschaft, Landschaftspflege oder Gartenbau, werden unter anderem Stickstoff-basierte Wachstumshilfen in größtem Umfang in die Kulturböden eingetragen.

Zur Bedeutung und Funktion der heute üblichen unterschiedlichen Typen von Stickstoffdüngern kann auf die einschlägige Fachliteratur verwiesen werden. Benannt seien in diesem Zusammenhang beispielsweise die Veröffentlichungen "Agrarwirtschaft", Grundstufe 1, Fachtheorie für Bodenkunde, Chemie, Pflanzenernährung u. a., BLV Verlagsgesellschaft München, Landwirtschaftsverlag Münster-Hiltrup, dort insbesondere Seiten 110 bis 113, Unterkapitel 3.1.3 "Stickstoffdüngemittel" sowie GARTENBAULICHE BERUFSSCHULE, Band 1, Grundwissen des Gärtners, Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart, 7. Auflage, dort insbesondere Seiten 216 bis 219, Unterkapitel "Stickstoffdünger" sowie die zugehörige Tabelle 39 auf Seite 218 a.a.O. Die meisten Pflanzenarten nehmen den Stickstoff überwiegend in der Form des gut wasserlöslichen Nitrat-Ions (NO₃⁻) auf. Andere in Wasser leicht oder schwer lösliche Anbietungsformen unterliegen nach ihrem Einbringen in den Boden komplexen, insbesondere durch Bakterienpopulationen ausgelösten Nitrifizierungsprozessen, so daß letztlich im Boden alle N-Formen zu Nitrat - häufig auch als Salpeter bezeichnet - umgewandelt werden. Dieser leicht löslichen Angebotsform des Stickstoffs kommt für das Pflanzenwachstum zwar die entscheidende Bedeutung zu, verbunden damit ist aber gleichzeitig das Problem der Nitratauswaschung aus dem Bereich der Pflanzenwurzel in tieferliegende Erdbereiche und schließlich in das Grundwasser. Dieser die Umwelt heute bereits beträchtlich belastende und dementsprechend unerwünschte Vorgang ergibt sich als zwangsläufiges Ergebnis der für das Pflanzenwachstum entscheidenden Bewässerungsvorgänge durch natürliche und/oder künstliche Beregnung des Pflanzenwurzelbereichs.

Der im nachfolgenden geschilderten erfindungsgemäßen Lehre liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß durch Einbringung ausgewählter ökologisch verträglicher. Komponenten mit tensidischer Wirkung, die vorzugsweise in Abmischung mit weiten nachfolgend identifizierten Komponenten in den Erdboden eingebracht werden, hier eine substantielle Reduzierung des Austrags von Nitrat aus dem Bereich der Pflanzenwurzel möglich wird. Bevor auf Einzelheiten der erfindungsgemäßen Lehre eingegangen wird, sei auf die technische Lehre einer älteren noch nicht veröffentlichten Patentanmeldung verwiesen:
Die ältere nicht vorveröffentlichte DE 197 01 127.6 beschreibt schaumarme Tensidkonzentrate für den Einsatz im Bereich der Förderung des Pflanzenwachstums. Im einzelnen werden hier schaumarme Netzhilfen in der Angebotsform eines hochkonzentrierten, gleichwohl fließ- und gießfähigen wäßrigen Konzentrats auf Tensidbasis zur Intensivierung des Eindringens und Spreitzens von Wasser im Bereich der Pflanzenverwurzelung bei deren Bewässerung beschrieben, wobei diese Netzhilfen als ökologisch verträgliche Tensidkomponente Alkyl(poly)gly kosidverbindungen vom O/W-Typ - nachfolgend auch als "APG-Verbindungen" bezeichnet - und in Abmischung damit olefinisch ungesättigte Fettalkohole sowie gegebenenfalls zusätzlich Partialester von Fettsäuren mit mehrfunktionellen Alkoholen als Schaumbremse/Entschäumer und zusätzlich niedere wasserlösliche Alkohole als Viskositätsregler enthalten.

Die technische Lehre der im nachfolgenden offenbarten Weiterentwicklung macht in einer wichtigen Ausführungsform von den Prinzipien der hier zitierten technischen Lehre der genannten älteren deutschen Anmeldung Gebrauch. Die Offenbarung dieser älteren deutschen Anmeldung wird dementsprechend hiermit ausdrücklich auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindungsoffenbarung gemacht.

Die technische Lehre dieser zuvor zitierten älteren Anmeldung geht von der folgenden Problematik aus: Die scheinbar einfache Maßnahme der Bewässerung von Erdreichflächen, die insbesondere mit einem dichten Pflanzenbewuchs ausgerüstet sind, kann beträchtliche Schwierigkeiten machen. Ein Beispiel hierfür sind durch Begehung und/oder Befahren anteilsweise beanspruchte Grasflächen, in denen trotz regelmäßiger Bewässerung kleinere oder auch größere Bereiche des Rasens austrocknen können. Beim Versuch der Befeuchtung dieser Stellen dringt das Wasser nicht tief in den Boden und insbesondere nicht in den Wurzelbereich der Gräser ein. Im Ergebnis können entsprechende Pflanzenbereiche durch Übertrocknung unterernährt, flachwurzelnd und krank werden. Es ist bekannt, daß durch Mitverwendung von Hilfsstoffen mit Netzmittelcharakter in dem zur Beregnung eingesetzten Wasser eine bessere Spreitung der wäßrigen Phase im gesamten Bodenbereich und damit insbesondere auch im Bereich der Pflanzenverwurzelung möglich ist. Gemäß der Lehre der genannten älteren Anmeldung sollen als tensidische Hilfsstoffe APG-Verbindungen vom O/W-Typ zum Einsatz kommen, die heute bekanntlich in großem Umfange in ganz anderen technischen Bereichen praktische Verwendung finden. APG-Verbindungen sind tensidische Hilfsstoffe des Bereiches der Wasch- und Reinigungsmittel, einschließlich der Textilwaschmittel.

Die Lehre der genannten älteren Anmeldung geht von der Feststellung aus, daß APG-basierte wäßrige Netzhilfen gerade auch im Bereich der Bodenbewässerung zur Steigerung des Pflanzenwachstums wertvolle Netzhilfen sind. Hier wird allerdings die Lösung des folgenden Problems erforderlich: Niotensidische Hilfsmittel auf APG-Basis der betroffenen Art zeichnen sich durch ein besonders hohes Schaumvermögen in wäßrigen Zubereitungen aus. Für den Einsatz im Bereich der Wasch- und Reinigungsmittel ist das in der Regel vom Verbraucher gewünscht, für das erfindungsgemäß betroffene Arbeitsgebiet ist das nicht nur unerwünscht, es kann eine ausgesprochene Belastung darstellen. Übliche Zusatzstoffe mit schaumdämpfender Wirkung sind im Bereich der Wasch- und Reinigungsmittel bekannt, für den erfindungsgemäß betroffenen Arbeitsbereich der Förderung des gesunden Pflanzenwachstums jedoch nicht geeignet. Die zuvor zitierte technische Lehre der genannten älteren deutschen Anmeldung setzt zusammen mit den tensidischen Komponenten auf APG-Basis ausgewählte Entschäumer beziehungsweise Schaumbremsen ein, die das Pflanzenwachstum nicht behindern, bevorzugt im Gegenteil sogar fördern. Hierbei handelt es sich um die zuvor benannten Fettalkohole und/oder Partialester von Fettsäuren mit niederen mehrwertigen Alkoholen.

Die Lehre der älteren Anmeldung geht zusätzlich von der Aufgabenstellung aus, die hier gewünschte Wertstoffkombination gleichzeitig in Form leicht mit Wasser verdünnbarer Konzentrate anbieten zu können, wobei zusätzlich die ausreichende Portionierbarkeit des Konzentrats auch im Bereich von Normtemperaturen sicherzustellen ist. Die technische Lösung im Sinne der Lehre der älteren Anmeldung liegt in der zuvor zitierten Mehrstoffkombination, die die APG-Verbindungen vom O/W-Typ zusammen mit ausgewählten Schaumbremsen der genannten Art in einem wäßrigen Konzentrat enthalten, dessen Viskosität durch Mitverwendung begrenzter Mengen niederer wasserlöslicher Alkohole geregelt wird.

Der im nachfolgenden geschilderten Weiterentwicklung im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre liegt die folgende zusätzliche Erkenntnis zugrunde: APG-ba sierte Netzhilfen der hier betroffenen Art fördern nicht nur das Eindringen des Beregnungswassers in die Bodenstruktur und damit insbesondere in den Pflanzenwurzelbereich, die hier in den Boden eingetragene und/oder auf den oberirdischen Pflanzenanteil aufgetragene wäßrige Wertstoffmischung zeigt eine nicht erwartete Wirkung auch gegenüber dem zuvor dargestellten Problembereich der unerwünschten Auswaschung von wasserlöslichem Nitrat in das Grundwasser.

Gegenstand der Erfindung

Erfindungsgegenstand ist dementsprechend die Anwendung ökologisch verträglicher Tensidverbindungen aus der Klasse der wasserlöslichen Alkyl(oligo)glykosidverbindungen vom O/W-Typ (APG-Verbindungen) durch deren Eintrag in die Erdreichoberfläche als Hilfsstoff zur Eindämmung der Nitrat-Aus waschung aus dem Pflanzenwurzelbereich von Kulturböden bei deren Beregnung und/oder Bewässerung.

Einzelheiten zur erfindungsgemäßen Lehre

Bei der hier angesprochenen und erfindungsgemäß eingesetzten Klasse von APG-Verbindungen handelt es sich um ökologisch verträgliche Komponenten mit Tensidwirkung, die in der erfindungsgemäß ausgewählten Ausführungsform unter den Normalbedingungen des Einsatzes, insbesondere bei den hier üblichen Temperaturbereichen Tenside vom O/W-Typ sind, d. h. nicht wasserlösliche und im angesprochenen Temperaturbereich insbesondere fließfähige organische Komponenten bei ihrer Abmischung mit Wasser in die Form der Öl-in-Was ser-Zubereitungen überführen.

Für das erfindungsgemäße Einsatzgebiet können diese APG-Verbindungen und insbesondere wäßrige Zubereitungen dieser Tenside zeitversetzt und/oder gleichzeitig mit N-haltigen üblichen anorganischen und/oder organischen Düngemitteln auf bzw. in die Erdreichoberfläche eingetragen werden. In der erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform gilt dabei weiterhin, daß diese APG-Verbindungen bzw. ihre wäßrige Zubereitungen zeitversetzt und/oder bevorzugt gleichzeitig mit organisch gebundenen Kohlenstoff enthaltenden C-Lieferanten für die Wachstumssteigerung der bodenbürtigen Mikroorganismenpopulationen und hier insbesondere für die Stärkung der entsprechenden Mikroorganismenflora eingetragen werden. Wie nachfolgend noch ausführlich dargestellt, sind besonders geeignete C-Lieferanten in diesem Sinne lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur aufweisende und sowohl aerob als auch anaerob abbaubare organische Verbindungen, die zusammen mit den APG-Verbindungen in der Form der zuvor erwähnten O/W-Emulsionen und/oder - Dis persionen in den Boden eingebracht werden. In einer besonders wichtigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lehre werden dabei die APG-Ver bindungen in Abmischung mit Fettalkoholen und/oder Partialestern von Fettsäuren mit niederen mehrfunktionellen Alkoholen - zweckmäßigerweise in Form der dargestellten wäßrigen Zubereitungen - auf das Erdreich aufgegeben und damit in die oberen Erdreichschichten eingearbeitet. Bevor auf diese besonderen Ausgestaltungen im einzelnen eingegangen wird, seien im Nachfolgenden zunächst detaillierte Angaben zu den erfindungsgemäß definierten Einzelkomponenten des bevorzugt zum Einsatz kommenden Mehrkomponentengemisches gemacht.

Die APG-Verbindungen vom O/W-Typ

Hier sei zunächst auf das umfangreiche Fachwissen und Schrifttum zur Herstellung und Beschaffenheit von APG-Verbindungen, insbesondere der erfindungsgemäß betroffenen Art verwiesen, s. hierzu beispielsweise die in Buchform erschienene Veröffentlichung von HILL et al. "Alkyl Polyglykosides", VCH-Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim 1997. Auch die Offenbarung der EP 0 230 598 B1 bringt ausführliche Angaben zur Herstellung und zur Beschaffenheit der hier betroffenen Stoffklasse von APG-Verbindungen, auf die der Einfachheit halber hier verwiesen werden kann.

Erfindungsgemäß bevorzugte APG-Verbindungen kennzeichnen sich dadurch, daß wenigstens anteilsweise und dabei insbesondere wenigstens überwiegend Alkyl(oligo)glukosidverbindungen eingesetzt werden, deren Alkylrest sich wenigstens überwiegend von geradkettigen Fettalkoholen ableitet. Verbindungen dieser Art sind tensidische Hilfsstoffe eines breiten Einsatzbereiches. Für ihren heute im großtechnischen Maßstab stattfindenden Einsatz in der Praxis sind eine Mehrzahl von Faktoren wichtig: Netzmittel auf APG-Basis können bekanntlich voll Naturstoff basiert sein. Sie fallen als Reaktionsprodukte durch Umsetzung von Fettalkoholen mit Mono-, Oligo- und/oder Polysacchariden an. Beim Einsatz von Polysacchariden und/oder höheren Oligosacchariden mit den Fettalkoholen wird im Verlauf der Säure- katalysierten Reaktion zunächst durch Hydrolyse und/oder Alkohollyse eine Depolymerisation ausgelöst, ehe sich die gewünschten APG-Verbindungen bilden. Bevorzugte Saccharidkomponenten zur APG-Bildung sind die Glukose beziehungsweise entsprechende Oligo- oder Polyglukosen. Geeignete Reaktanten sind aber auch Saccharidverbindungen auf Basis Mannose, Galaktose, Arabinose sowie weitere vergleichbare Monomer-, Oligo- und/oder Polyglykosiden.

APG-Verbindungen der erfindungsgemäß geeigneten Art fallen als Reaktionsprodukte der allgemeinen Formel R-O-(G)_x an, in der R einen primären, bevorzugt geradkettigen und aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit wenigstens 6 C-Atomen, vorzugsweise mit 8 bis 24 C-Atomen und insbesondere mit 8 bis 18 C-Atomen bedeutet und G für eine Glykoseeinheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glukose steht. Der Oligomerisierungsgrad x - und damit der sogenannte DP-Wert - der die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt, ist in der hier betroffenen Tensidklasse üblicherweise ein Wert zwischen 1 und 10 und liegt beispielsweise im Bereich von etwa 1,2 bis 5, vorzugsweise im Bereich von etwa 1,2 bis 4 und insbesondere im Bereich von 1,2 bis 2.

APG-Verbindungen vom O/W-Typ - d. h. tensidische Komponenten der angegebenen Art, die zur Ausbildung von Öl-in-Wasser-Emulsionen führen - zeichnen sich bekanntlich durch vergleichsweise hohe HLB-Werte aus, die bevorzugt im Bereich oberhalb 7 und insbesondere oberhalb 8 oder 9 liegen, wobei dem HLB-Bereich von 10 bis 18 besondere Bedeutung zukommen kann.

Die erfindungsgemäß mitverwendeten Fettalkohole

Wie zuvor geschildert kommt diesen Mischungskomponenten in den erfindungsgemäß eingesetzten Mehrstoffmischungen multifunktionelle Bedeutung zu. Einerseits sind sie für den praktischen Einsatz der Mehrkomponentengemische in wäßrig verdünnten Zubereitungen als Schaumbremsen Wertbestandteile, zum anderen dienen sie beim Einsatz im Boden und dabei insbesondere im Bereich der Pflanzenwurzel als Kohlenstofflieferant für das Mikroorganismenwachstum und insbesondere für die Wachstumsförderung organotropher Mikroorganismen. Fettalkohole sind durch natürliche Abbauprozesse sowohl aerob als auch anaerob abbaubar. Als für das organotrophe Wachstum erfindungsgemäß wesentliche C-Quelle zeigen sie in ihrer Molekülstruktur lipophile Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur und damit eine vergleichsweise erhöhte Konzentration der energieliefernden C-H-Gruppierungen.

Erfindungsgemäß bevorzugte Fettalkohole im Mehrkomponentengemisch zeichnen sich durch wenigstens 6 bis 8 C-Atome im Molekül aus, wobei olefinisch 1- und/oder mehrfach ungesättigte Fettalkohole mit 10 bis 28 C-Atomen und insbesondere entsprechende Fettalkohole mit 12 bis 24 C-Atomen besonders bevorzugt sein können. Ein weiterhin bevorzugter Parameter für die Auswahl geeigneter Fettalkohole liegt in den Erstarrungsbereichen dieser Mischungskomponenten. Bevorzugt sind entsprechende Komponenten mit Erstarrungsbereichen bei Temperaturen gleich/kleiner 20°C und insbesondere bei Temperaturen im Bereich gleich/kleiner 10 bis 15°C.

Wenn auch der Einsatz Naturstoff-basierter Fettalkohole der hier besprochenen Art erfindungsgemäß bevorzugt ist, so schränkt sich die erfindungsgemäße Lehre nicht darauf ein. Auch Fettalkohole synthetischen Ursprungs, die ihrerseits auch kettenverzweigt sein können, sind geeignete Mischungskomponenten im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre. Hier kann insbesondere Einfluß auf die Zuordnung der Erstarrungsbereiche dieser Alkoholkomponente(n) genommen werden.

Erfindungsgemäß geeignete Fettsäurepartialester

Neben und/oder anstelle der zuvor definierten Fettalkohole können auch Fettsäurepartialester von insbesondere niederen mehrfunktionellen Alkoholen wichtige Mischungskomponenten im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre sein. Geeignet sind hier insbesondere auf der Seite der polyfunktionellen niederen Alkohole entsprechende Verbindungen mit 2 bis 6 C-Atomen und insbesondere 3 bis 5 C-Atomen. Besondere Bedeutung kann hier schon aufgrund der leichten Zugänglichkeit als Naturstoff entsprechenden Glycerinpartialestern zukommen. Die Fettsäuren der hier betroffenen Klasse von Partialestern ordnen sich üblicherweise dem Bereich entsprechender Verbindungen mit 10 bis 24 C-Atomen zu, wobei entsprechende Monocarbonsäuren des Bereichs von C_12/20 besonders geeignet sein können. Fettsäuren der hier betroffenen Art sind bekanntlich als Naturstoff-basierte Einsatzmaterialien in breitem Umfange technisch zugänglich. Auch hier gilt, daß der Einsatz von olefinisch 1- und/oder mehrfach ungesättigten Fettsäuren besonders bevorzugt sein kann. Eine insbesondere geeignete Klasse der hier betroffenen Wirkstoffe sind Partialester des Glycerins mit olefinisch ungesättigten C_16/18-Mo nocarbonsäuren, wobei entsprechenden Monoestern wiederum besondere Bedeutung zukommt. Ein technologisch in großem Umfang zur Verfügung stehender Fettsäure-Ester dieser Art ist das Glycerinmonooleat.

Fettsäureester der hier geschilderten Konstitution sind ebenso wie die zuvor beschriebenen Fettalkohole durch natürliche Abbauprozesse im Boden sowohl aerob als auch anaerob abbaubar. Auch sie sind wesentliche C-Quellen für das organotrophe Wachstum von Mikroorganismen im unmittelbaren Umgebungsbereich der Pflanzenwurzel. Auch durch ihren Einsatz ist damit die mittelbare Stärkung des Pflanzenwachstums durch Stimulierung des bodenbürtigen Mikroorganismenwachstums sichergestellt.

Weitere Einzelheiten zur erfindungsgemäßen Lehre

Im Sinne der Erfindung können entweder nur Fettalkohole oder nur Fettsäurepartialester als Mischungskomponenten zusammen mit den APG-Ver bindungen zum Einsatz kommen. In einer Ausführungsform werden allerdings Kombinationen von Fettalkoholen und Fettsäurepartialestern eingesetzt. Bevorzugte Mischungsverhältnisse - bezogen auf Gewichtsanteile der wasserfreien Komponenten - liegen etwa im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 10. Bevorzugt können Mischungsverhältnisse der Fettalkohole und Fettsäurepartialester (Gewichtsteile der wasserfreien Komponenten) im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 5 sein, wobei besonders bevorzugt entsprechende Abmischungen im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 3 eingesetzt werden.

In dem erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Mehrkomponentengemisch werden die APG-Komponenten in wenigstens etwa gleichen Gewichtsmengen - bezogen auf Fettalkohole und/oder Partialester - eingesetzt, wobei Mischungsverhältnisse von APG : Fettalkohol und/oder Partialester im Bereich von 1 : 1 bis 5 : 1, vorzugsweise von 1 : 1 bis 3 : 1 und insbesondere im Bereich von 1,5 bis 2,5 : 1 bevorzugt sind. Die hier angegebenen Zahlenwerte beziehen sich jeweils auf die Gewichtsanteile der Stoffmischung und dabei jeweils bezogen auf wasserfreie Mischungskomponente(n).

Die erfindungsgemäße Lehre ist allerdings nicht auf einen solchen Einsatz von APG-Komponenten im Überschuß eingeschränkt. Auch Stoffmischungen mit einem entsprechenden Überschuß der als Schaumbremsen eingesetzten Fettalkohole und/oder Fettsäurepartialester fallen in den Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre.

Mehrkomponentengemische der erfindungsgemäß betroffenen Art werden gemäß den Angaben der eingangs genannten älteren deutschen Anmeldung 197 01 127.6 üblicherweise in Form fließfähiger wäßriger Konzentrate dem Handel und dem Anwender zur Verfügung gestellt, der dann die im jeweiligen Fall zweckmäßige Verdünnung mit weiterem Wasser zum Aufbringen der Mehrstoffmischung auf den Boden und die Pflanze vornimmt. Um die Wertstoffkombination in Form leicht mit Wasser verdünnbarer Konzentrate anbieten zu können ist dessen ausreichende Portionierbarkeit auch im Bereich von Normaltemperatur sicherzustellen. Die Lehre der genannten älteren Anmeldung stellt klar, daß bei der Abmischung wäßriger APG-Konzentrate mit den genannten Schaumbremsen/Entschäumern auf Basis Fettalkohol und/oder Partialester leicht nicht mehr fließfähige eingedickte Gele entstehen. Es wird dementsprechend dort vorgeschlagen durch Zusatz begrenzter Mengen niederer monofunktioneller Alkohole und insbesondere durch Zusatz begrenzter Mengen an Ethanol die Fließ- und Gießfähigkeit auch im Bereich der Raumtemperatur sicherzustellen. Entsprechendes gilt für diese Stoffgemische im Rahmen der erfindungsgemäßen Anwendung. Bevorzugte niedere monofunktionelle Alkohole sind entsprechende Verbindungen mit bis zu 4 C-Atomen.

Die erfindungsgemäße Lehre sieht in einer wichtigen Ausführungsform vor zusätzlich zu den bisher genannten Komponenten des Wertstoffgemisches niedere mehrwertige Alkohole und dabei insbesondere bei Raumtemperatur fließfähige niedere mehrwertige Alkohole als Mischungskomponenten mitzuverwenden. Auch diesen mehrwertigen Alkoholen kann damit polyfunktionelle Bedeutung im Rahmen des Mehrstoffgemisches zukommen. Als flüssige Mischungsbestandteile mit vergleichsweise hohen Siedepunkten fördern sie die insbesondere für die Handhabung des Konzentrates gewünschte Fließfähigkeit und damit die Portionierbarkeit, andererseits kommt diesen Komponenten nach Eintrag in den Boden Nährstoffcharakter im Sinne einer zusätzlichen C-Quelle für das Mikroorganismenwachstum, insbesondere auch gerade in der Rhizosphäre und/oder dem Mycorrhizabereich, zu. Bevorzugte mehrwertige Alkohole sind entsprechende Verbindungen mit 2 bis 6 C-Atomen, vorzugsweise mit 2 bis 4 C-Atomen, wobei hier dem Glycerin und/oder dem Glykol besondere Bedeutung zuzuordnen ist. Die hohe Wasserlöslichkeit der hier betroffenen Komponenten kann weitere Hilfestellungen im Rahmen des praktischen Einsatzes der Mehrkomponentengemische geben. Bevorzugte Mengen für die hier diskutierten Mischungskomponenten liegen üblicherweise bei maximal 30 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise bei maximalen Mengen von 20 bis 25 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 5 bis 15 Gew.-% - Gew.-% jeweils bezogen auf das Mehrstoffgemisch in Form des zuvor geschilderten Konzentrats, das dann für die Aufbringung auf die zu behandelnden Bodenflächen mit Wasser verdünnt wird.

Neben oder anstelle der zuvor als Mischungskomponente beschriebenen ungesättigten Fettalkohole sind auch olefinisch ungesättigte Terpenalkohole als Schaumbremse/Entschäumer geeignet. Bei den Terpenalkoholen handelt es sich um acyclische oder mono-, bi- oder tricyclische mehrfach olefinisch ungesättigte Alkohole pflanzlichen Ursprungs, die zwischen 10 und 40 Kohlenstoffatome enthalten. Die Terpenalkohole werden vorzugsweise in Form ihrer natürlich anfallenden Mischungen als Schaumbremse/Entschäumer eingesetzt. Ein hier besonders bevorzugter Vertreter ist das sogenannte Pine-Oil, eine Mischung verschiedener Terpinole wie α und β-Terpineol, α-Fenchylalkohol, Borneol und Isoborneol wie im Römpp-Chemielexikon, Seite 3451, Band 4, 9. Auflage 1991, beschrieben. Daneben enthält Pine-Oil noch in untergeordneten Mengen andere nichtalkoholische Verbindungen, z. B. Kampfer, Anethol und Estragol. Das Pine-Oil wird aus harzhaltigen Stubben und dem Wurzelholz verschiedener Kiefernarten durch Extraktion mit beispielsweise Benzin oder Chloroform und nachfolgender Fraktionierung und Destilation gewonnen.

Die Entschäumerkomponenten liegen wie zuvor bereits angegeben üblicherweise in geringeren Mengen als die APG-Komponente vor - jeweils bezogen auf Aktivsubstanz. Es sind dabei Abmischungen bevorzugt, in denen die Entschäumerkomponenten in deutlich geringeren Mengen zum Einsatz kommen können. So sind Mehrstoffkonzentrate im erfindungsgemäßen Sinne geeignet deren Entschäumergehalt im Bereich von etwa 10 bis 25 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von etwa 15 bis 20 Gew.-% liegt.

Die als Viskositätsregler zum Einsatz kommenden niederen wasserlöslichen monofunktionellen Alkohole sind nach Art und Menge durch die zuvor benannten Hauptkomponenten, die gegebenenfalls mitverwendeten niederen wasserlöslichen mehrwertigen Alkohole sowie durch die im Mehrstoffgemisch insgesamt vorliegende Wassermenge bestimmt. Besonders geeignet sind Zusatzmengen des Viskositätsreglers im Bereich von wenigstens etwa 5 bis 7 Gew.-% als Untergrenze und 12 bis 25 Gew.-% als Obergrenze. Ethanolmengen im Bereich von etwa 5 bis 20 Gew.-% und insbesondere 10 bis 15 Gew.-% ergeben im allgemeinen hinreichende Viskositätsbeeinflussungen im Sinne der angestrebten Fließ- und Gießfähigkeit des Mehrkomponentengemisches auch schon im Bereich der Raumtemperatur.

Der Wassergehalt der Mehrstoffkonzentrate beträgt in der Regel höchstens etwa 50 Gew.-%, liegt in bevorzugten Ausführungsformen jedoch bei niedrigeren Werten. So sind für den Wassergehalt des Mehrkomponentengemisches Bereiche von maximal etwa 30 bis 45 Gew.-% besonders geeignet. In der Regel wird der Wassergehalt deutlich niedriger gewählt werden und liegt dann beispielsweise bei 10 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 15 Gew.-%.

In der praktischen Anwendung werden die erfindungsgemäßen tensidhaltigen Mehrkomponentengemische in wäßrig verdünnter Form in solchen Mengen auf die zu behandelnden Böden aufgetragen, daß wenigstens etwa 0,5 bis 1 g/m² und bevorzugt wenigstens etwa 3 bis 5 g/m² des APG-enthaltenden Mehrkomponentengemisches - bezogen auf wasserfreies Wertstoffgemisch - auf bzw. in das Erdreich eingetragen werden. Bevorzugte Obergrenzen für die Auftragsmenge der Mehrstoffgemische - wiederum bezogen auf wasserfreies Gemisch - liegen bei 25 bis 30 g/m², wobei aber auch die Verwendung höherer Mengen beispielsweise bis zu 40 g/m² oder auch bis zu 50 g/m² wichtige Ausführungsformen für die erfindungsgemäße Lehre sind.

Der Auftrag tensidhaltiger Wertstoffkombinationen im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre kann einmalig oder auch mehrfach im Jahresverlauf und insbesondere im Verlauf der Wachstumsphase erfolgen. Die zeitliche Auswahl des Auftrags der Mehrstoffgemische im Sinne der Erfindung kann insbesondere in Beziehung zu dem Vorgang der jeweils vorzunehmenden Bodendüngung nach Art und Menge gesetzt werden. Die Prophylaxe der nicht erwünschten Nitratauswaschung durch Einsatz der erfindungsgemäß definierten Hilfsstoffe wird dabei begreiflicherweise insbesondere durch die aufgrund des allgemeinen Fachwissens im Einzelfall zur Verfügung stehende Menge an auswaschbarem Nitrat mit beeinflußt werden. Wenn auch zur Zeit eine eindeutige Erklärung des der erfindungsgemäßen Lehre zugrundeliegenden technischen Effektes nicht vorliegt, so ist vermutlich doch davon auszugehen, daß die horizontale Spreitung und damit Feinstverteilung gerade auch des wasserlöslichen Nitratanteiles in der oberen Bodenstruktur unter dem Einfluß der erfindungsgemäß eingetragenen tensidbasierten Mehrstoffmischung für die angestrebten positiven Effekte mitverantwortlich ist.

Beispiele

In den nachfolgenden Beispielen werden vergleichende Untersuchungen und die dabei erhaltenen Ergebnisse gegeneinander gestellt, bei denen unter jeweils identischen Arbeitsbedingungen das Elutionsverhalten wäßriger Testlösungen bezüglich der Auswaschung von Nitrat aus landwirtschaftlich genutztem Erdboden bestimmt wird.

Als APG-Verbindungen vom O/W-Typ im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre werden wäßrige Zubereitungen des von der Anmelderin unter der geschützten Bezeichnung "Magic Wet" vertriebenen Handelsproduktes eingesetzt. Magic Wet ist dabei ein Wertstoffgemisch der zuvor definierten Art, das in der Form eines wäßrigen Konzentrates neben den tensidischen APG-Verbindungen vom O/W-Typ Schaumbremsen aus dem Bereich der Fettalkohole und Fettsäurepartialestern zusammen mit einem Viskositätsregler enthält.

In Vergleichsversuchen, die unter sonst identischen Arbeitsbedingungen durchgeführt werden, wird das Elutionsverhalten wäßriger APG-Zubereitungen unterschiedlicher APG-Konzentrationen bezüglich der Nitratauswaschung bestimmt. Diese Versuche werden in Vergleich gesetzt zu dem Einsatz von APG-freien Leitungswasser als Elutionsmittel.

Zwei weitere Untersuchungen setzen als wäßriges Elutionsmittel einmal eine wäßrige Zubereitung eines handelsüblichen Flüssigdüngers und zum anderen die gleiche wäßrige Flüssigphase, jetzt jedoch unter zusätzlicher Mitverwendung von Magic Wet in der Flüssigphase ein. Hier gilt im einzelnen: Als Flüssigdünger kommt das unter dem geschützten Zeichen "Substral" vertriebene Produkt zum Einsatz, das durch ein Verhältnis N-P₂O₅-K₂O-Verhältnis von 6-4-4 gekennzeichnet ist. Es kommt dabei in den hier besprochenen Versuchen jeweils eine 3-Gew.-%ige wäßrige Zubereitung dieses Flüssigdüngers zum Einsatz.

Im einzelnen wird wie folgt vorgegangen:
Feuchter, frisch eingebrachter landwirtschaftlicher genutzter Lößboden wird in einem Mörser homogenisiert und auf 5 mm Maschenweite gesiebt. Der eingesetzte Boden ist aufgrund seiner Vorgeschichte N-haltig und enthält insbesondere lösliches Nitrat. Das Trockengewicht des eingesetzten Bodens wird mit 86,5 Gew.-% bestimmt. Je 50 g des feuchten Bodens werden in 10 cm lange Glasfritten gefüllt, die aufrecht an Stativen befestigt sind, so daß jede Glasfritte von oben mit der jeweils zum Einsatz kommenden Testlösung beträufelt bzw. begossen werden kann. Die jeweils anfallenden Eluate werden unterhalb der Glasfritten aufgefangen.

Jede Glasfritte wird von oben mit 1 ml Testlösung beträufelt und mit 5 ml Wasser bzw. Wertstofflösung begossen. Innerhalb von 5 bis 10 Minuten hat dieses Flüssigkeitsvolumen das Erdreich in der Glasfritte durchdrungen und ist darin aufgesogen.

Die nachfolgende Elutionsstufe wird durch Aufgabe von jeweils 5 ml Wasser auf den Kopf der jeweils zu eluierenden Glasfritte vorgenommen. Das Eluat wird aufgefangen. Bestimmt werden dabei die Menge des aufgefangenen Eluats und die im Eluat enthaltene Nitratkonzentration in mg/l.

Jeder Versuchsansatz der im nachfolgenden definierten Beispiele 1 bis 6 wird dabei in zeitversetzter dreifacher Wiederholung wie folgt durchgeführt: Eine erste Versuchsserie bestimmt die Flüssigkeitselution praktisch unmittelbar nach dem Auftrag und der Verteilung der jeweils eingesetzten Testlösung in dem Boden innerhalb der betroffenen Glasfritte. Eine zweite Testserie wird erst nach Ablauf von 7 Tagen nach dem Auf- und Eintrag der jeweils zu prüfenden Testlösung vorgenommen. Die dritte Versuchsserie erhöht schließlich den Zeitraum zwischen Eintrag der Testlösung in den Boden und die nachfolgende Elution auf 14 Tage. Im einzelnen gilt:

Beispiel 1

Blindversuch; als Testlösung kommt hier reines Leitungswasser zum Einsatz.

Beispiel 2

Als Testlösung kommt eine 1,25-Gew.-%ige wäßrige Lösung von Magic Wet zum Einsatz.

Beispiel 3

Als Testlösung wird eine wäßrige 2,5-Gew.-% Magic Wet-Lösung verwendet.

Beispiel 4

Als Testlösung kommt eine 5,0-Gew.-%ige wäßrige Magic Wet-Lösung zum Einsatz.

Beispiel 5

Als Testlösung wird eine 3-Gew.-%ige wäßrige Substral-Lösung eingesetzt.

Beispiel 6

Hier kommt die zuvor genannte wäßrige Substral-Lösung unter Mitverwendung von 1,25-Gew.-% Magic Wet als Testlösung zum Einsatz.

Während in den Beispielen 1 bis 4 kein zusätzlicher Stickstoff in die jeweils zu untersuchende Bodenprobe eingeführt wird, arbeiten die Beispiele 5 und 6 mit einer zugeführten N-Menge je 50 g Boden von 9 mg.

In einer ersten Bestimmung wird das Elutionsvolumen in ml nach 0 Tagen, nach 7 Tagen und nach 14 Tagen bestimmt. Es werden dabei die folgenden Werte erhalten:

Tabelle 1

Das eluierbare Wasservolumen, d. h. die Wasserhaltekapazität des Bodens ist in den Beispielen 2 bis 6 gegenüber dem Vergleichsbeispiel 1 unmittelbar nach der Applikation der jeweiligen Testlösungen gering erhöht, nach 7 und nach 14 Tagen ist dieser Effekt nicht mehr festzustellen.

In den gemäß den Angaben der Tabelle 1 erhaltenen Eluaten wird der im jeweiligen Einzelfall effektiv ausgewaschene Nitratgehalt analytisch bestimmt. Die nachfolgende Tabelle 2 faßt die dabei bestimmten Werte im Sinne der Zusammenstellung der Tabelle 1 zusammen.

Tabelle 2

Der Vergleich der hier gegebenen Werte zeigt, daß die mit dem Elutionswasser ausgespülte Nitratmenge durch den Zusatz von Magic Wet erfolgreich herabgesetzt wird. So wird beispielsweise durch Einsatz der 1,25-Gew.-%igen Magic Wet-Lösung die Nitratauswaschung von 0,2 mg in der Kontrollprobe des Beispiels 1 (nach 0 Tagen) auf den Wert von 0,065 mg und damit auf 32% der ursprünglichen Nitratauswaschung herabgesetzt. Mit höheren Aufwandmengen des Magic Wet läßt sich dieser Effekt sogar noch steigern, z. B. mit 2,5 Gew.-%-iger Magic Wet-Lösung auf 6,5% der ursprünglichen Nitratauswaschung.

Auch zusätzlich über eine Flüssigdüngung eingebrachter Stickstoff (9 mg N pro 50 g Erde; entsprechend 30,6 mg NO₃) wird durch die Mitverwendung von Magic Wet in der Elutionsflüssigphase verstärkt im Boden gehalten (s. hierzu den Vergleich der Zahlenwerte aus den Beispielen 5 und 6).

Claims

1. Anwendung ökologisch verträglicher Tensidverbindungen aus der Klasse der wasserlöslichen Alkyl(oligo)glykosidverbindungen vom O/W-Typ (APG-Verbindungen) durch deren Eintrag in die Erdreichoberfläche als Hilfsstoff zur Eindämmung der Nitrat-Auswaschung aus dem Pflanzenwurzelbereich von Kulturböden bei deren Beregnung und/oder Bewässerung.

2. Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die APG-Verbindungen zeitversetzt und/oder gleichzeitig mit N-haltigen anorganischen und/oder organischen Düngemitteln auf bzw. in die Erdreichoberfläche eingetragen werden.

3. Anwendung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die APG-Verbindungen zeitversetzt und/oder bevorzugt gleichzeitig mit organisch gebundenen Kohlenstoff enthaltenden C-Lieferanten für die Wachstumssteigerung der bodenbürtigen Mikroorganismenpopulationen, insbesondere für die Stärkung der entsprechenden Mikroorganismenflora, eingetragen werden.

4. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Zubereitungen von APG-Verbindungen und den C-Lieferanten in die Erdreichoberfläche eingebracht werden.

5. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die APG-Verbindungen zusammen mit lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur aufweisenden und sowohl aerob als auch anaerob abbaubaren organischen Verbindungen in den Boden eingebracht werden.

6. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die APG-Verbindungen in Abmischung mit Fettalkoholen und/oder Partialestern von Fettsäuren mit niederen mehrfunktionellen Alkoholen, bevorzugt in Form wäßriger Zubereitungen, auf das Erdreich aufgegeben werden.

7. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß APG-Tensidverbindungen auf Basis wenigstens weitgehend gesättigter C_8-14- Vorlauf-Fettalkohole eingesetzt werden, wobei APG-Verbindungen bevorzugt sind, die wenigstens überwiegend C_8/10-Fettalkohole in der APG-Molekülstruktur aufweisen.

8. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als APG-Verbindungen Alkyloligoglukoside, bevorzugt mit DP-Werten im Bereich von 1,2 bis 5 und HLB-Werten im Bereich von 10 bis 18, eingesetzt werden.

9. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im APG-Verbindungen enthaltenden Mehrkomponentengemisch Fettalkohole mit wenigstens 6 bis 8 C-Atomen im Molekül und bevorzugt olefinisch 1- und/oder mehrfach ungesättigte Fettalkohole mit 10 bis 28 C-Atomen, insbesondere mit 12 bis 24 C-Atomen eingesetzt werden.

10. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Fettalkohole eingesetzt werden, deren Erstarrungsbereiche bei Temperaturen gleich/kleiner 20°C und vorzugsweise bei Temperaturen gleich/kleiner 10 bis 15°C liegen.

11. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Mehrkomponentengemisch Fettsäurepartialester von mehrfunktionellen Alkoholen mit 2 bis 6 C-Atomen, vorzugsweise mit 3 bis 5 C-Atomen, und dabei insbesondere Glycerinpartialester eingesetzt werden.

12. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Fettsäurepartialester von Fettsäuren des Bereichs C_10-24 und insbesondere des Bereichs C_12-20 ableiten, wobei auch hier olefinisch 1- und/oder mehrfach ungesättigte Fettsäuren bevorzugt sind.

13. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Partialester des Glycerins mit olefinisch ungesättigten C_16/18-Mo nocarbonsäuren eingesetzt werden und dabei insbesondere Glycerinmonooleat verwendet wird.

14. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettalkohole und die Partialester, vorzugsweise aber auch die APG-Verbindungen, Naturstoff-basiert sind.

15. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichzeitiger Mitverwendung von Fettalkoholen und Fettsäurepartialestern diese in Mischungsverhältnissen (Gewichtsanteile der wasserfreien Komponenten) von 1 : 1 bis 1 : 10, vorzugsweise von 1 : 1 bis 1 : 5 und insbesondere im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 3 eingesetzt werden.

16. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die APG-Verbindungen in wenigstens etwa gleichen Gewichtsmengen - bezogen auf Fettalkohole und/oder Partialester - eingesetzt werden, wobei Mischungsverhältnisse von APG : Fettalkohol und/oder Partialester im Bereich von 1 : 1 bis 5 : 1, vorzugsweise von 1 : 1 bis 3 : 1 und insbesondere von 1,5 bis 2,5 : 1 - Gewichtsanteile jeweils bezogen auf wasserfreie Mischungskomponente(n) - bevorzugt sind.

17. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß den Wertstoffgemischen niedere mehrwertige Alkohole mit vorzugsweise 2 bis 6 C-Atomen, besonders bevorzugt mit 2 bis 4 C-Atomen und insbesondere Glycerin und/oder Glykol zugesetzt worden sind.

18. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß verdünnte wäßrige Zubereitungen zum Einsatz kommen, die aus fließfähigen Konzentraten der angegebenen Wertstoffgemische gewonnen worden sind, die als zusätzlichen Viskositätsregler niedere monofunktionelle Alkohole mit bevorzugt 1 bis 4 C-Atomen und insbesondere Ethanol enthalten.

19. Anwendung nach Ansprüchen 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die APG enthaltenden Mehrkomponentengemische - bezogen auf wasserfreies Gemisch - in Mengen von 1 bis 50 g/m², bevorzugt in Mengen von 3 bis 40 g/m², aufgetragen und dabei bevorzugt in der Form wäßriger Emulsionen/Dispersionen feinteilig versprüht werden.