DE2013592B - Verfahren zur optimalen Langzeitdüngung von Pflanzen in einem Kultur-Substrat - Google Patents

Description

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plastvorkondensat- und die Polyesterkomponente in Wasser langsam löslichen Phosphaten sowie gegebe-

Mengen von 20 bis 80 Gewichtsprozent und 80 bis nenfalls in Wasser langsam löslichen Mikronährstoffen

20 Gewichtsprozent als Gemisch und in gelöster Form in Verbindung mit anorganischen Trägersubstanzen,

vorliegen. insbesondere unter Beimischung von Substanzen mit

Die deutsche Patentschrift 1 254 162 betrifft eben- 5 Wasserhaltekapazität, wie Torf und/oder poröser

falls ein Verfahren zur Herstellung von körnigen Kunststoff, angepaßt an den Wachstumsrhythmus der

Düngemitteln mit verlangsamter Freigabe der Pflan- Pflanze gestattet und somit ei" Gleichgewicht zwischen

zennährstoffe durch Behandlung mit einem Kunstharz Kulturpflanze, Kultursubstrat, Bodenlösung und Nähr-

mit einem filmartigen, wasserbeständigen Überzug, der stoff-Ionen herbeiführt.

dadurch gekennzeichnet ist, daß mau den aus einem io Im Gegensatz zu anderen bekannten Verfahren,

schwerschmelzenden Kunstharz bestehenden Überzug welche die direkte Verwendung von Ionen-Austau-

in mehreren dünnen, filmartigen Schichten auf die schern auf Kunstharzbasis mit vielfachem Überschuß

Düngemittelkörner durch Versprühen aufbringt, wobei an Nährstoffen als Erdeersatz empfehlen, bietet das

nach dem Aufbringen jeder Schicht eine wenigstens Verfahren der Erfindung den Vorteil, daß kein erheb-

teilweise Härtung oder Trocknung derselben vorge- 15 licher Überschuß an Nährsf'fen aus den NH₄-N-,

nomrnen wird, bevor die nächste Schicht aufgebracht NO₃-N-. K-beladenen Austaus«.herharzen erforderlich

wird. ist, da eine Regeneration an diesen Hauptnährstoffen

Durch die deutsche Offenlegungsschnft 1924 668 erfolgt.

wird ein Verfahren zur Herstellung von Polyphosphaten Es wurde nun ein Verfahren zur optimalen Lang-

mit gemischten Kationen bekannt, welches die ther- 20 zei'düngung von Pflanzen in einem Kultursubstrat

mische Kondensation wasserlöslicher Verbindungen, gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß als

wie KH₂PO₄ und NH₄H₂PO₄, mit Harnstoff und mehr- Kultursubstrat eine Mischung aus Trägersubstanzen,

wertigen Schwermetallsaizen bei Temperaturen von praktisch wasserunlöslichen, mit Ammonium-. Nitrat-

275¹C und 22 Stunden Reaktionsdauer zu Polyphos- und Kaliumionen beladenen Aastauscherh::r/en und

phaten betrifft, welche Nährstoffe langsam freigeben. 25 wasserschwerlöslichen, im P-Überschuß zu N uad K,

Ein ähnliches Verfahren wird durch die deutsche auf den Nährstoffentzug der Pflanze gerechnet, ange-

Offenlegungsschrift 1925 068 offenbart, welche die wandten Phosphaten und Sulfaten sowie gegebenenfalls

Herstellung wasserunlöslicher, kristallisierter Ammo- Magnesiumcarbonat und/oder Caleiumcarbonat und/

nium-Kalium-Polyphosphate betrifft. oder Magnesiumoxyd und/oder Calciumoxyd und/oder

In jüngster Zeit wurden auch P-N-Verbindungen 30 Magnesiumhydroxyd und wasserschwerlöslichen Mimit kovalenter P-N-Bindung bekannt, wie trimeres kronährstoffen bei hohem bis annähernd gesättigtem und tetrameres Polvnitritamid. die bei guter Wasser- Wassergehalt eingesetzt wird, wobei auf 1 m³ Trägerlöslichkeit eine langsame Nährstoffwirkung durch substanz 2000 bis 3000, vorzugsweise 2MX) g Nitrathydrolytiwhe Aufspaltung der Ringverbindung erge- ionen, 400 bis 3000, vorzugsweise 500 g Ammoniumben (Nachrichten Chem. Technik, 17, 1969, Nr. 15, 35 ionen und 2000 bis 6000, vorzugsweise 2500 bis S. 260 bis 262V 3000 g Kaliumionen an Austauscherharzen adsorbiert

Auch die deutsche Patentschrift 1 301 980 macht sowie 300 bis 1000, vorzugsweise 400 bis 70OgP als

organische Kaliumkomponenten bekannt, die dadurch Magnesiumphosphat, 1000 bis 3000, vorzugsweise

gekennzeichnet sind, daß diese neben bekannten wav 1500 bis 2500 g P als Calciumphosphat und 300 bis

serlöslichen Kalidüngesalzen etwa 20 bis 70% K₂O des 40 1000, vorzugsweise 500 bis 60OgS als Calciumsulfat

Gesamt-K₂O in Form von Kalium-Alginat, des Ka- oder Calciumsulfat · 2 H₂O zugegeben werden, und

liumsalzes der Monocarboxylcellulose, von SO₃K-, die Austauscherharze entsprechend ihrer Nährstoff-

PO₃K₂- oder COOK-Gruppen enthaltenden Polykon- abgabe durch Zugabe von Kaliumnitrat, Ammonium-

densationskomplexen aus Phenol oder Dioxynaph- nitrat und Ammoniumsulfat in Form wäßriger Lösun-

thahn mit einem Aldehyd, Kaliumsalzen der Poly- 45 gen erneut beladen werden. Ferner wurde gefunden,

mensationskomplexe aus Acryl- oder Methacrylsäure daß als Trägersubstanzen vorzugsweise Quarzsand der

mit Divinylbenzol oder Äthylendimethycrylat bzw. aus Körnung 0,1 bis 2, insbesondere 0,5 bis ί mm, und/oder

SO₃K-Gruppen enthaltenden Polystyrolen enthält. Torf und/oder synthetische Stoffe mit Wasserhalte-

Diese nach dem Stand der Technik hergestellten vermögen verwendet werden. Es vvuide weiter gefui-Düngemittel mit langsamer Nährstoffwirkung haben 50 den, daß vorzugsweise Austauscherharze mit Beladen Nachteil, daß sich die Nährstoff-Ionen NH₄-N, dungsdichten von 5 bis 7, vorzugsweise 6,2 mval/g NO_n-N, K bei der Düngung verbrauchen, ohne daß Ammoniumi^nen, 3,5 bis 5, vorzugsweise 4.1 mval/g eine Regeneration möglich ist. Selbst wenn diese als Nitrationen und 2 bis 3, vorzugsweise 2,5 mval/g Vorratsdüngung zur Anreicherung des Nährstoffge- Kaliumionen eingesetzt werden,
haltes im Boden im Überschuß gegeben werden, ist 55 Weiter wurde gefunden, daß die wasserschwcrlös· eine ständige Nachdüngung zum Ersatz des Ernte- liehen Magnesium- und Calcium-Verbindungen vorentzuges erforderlich. Weiter haben diese den Nachteil, zugsweise in einer Korngröße von unter 200, vorzugsdaß die Freisetzung der Nährstoffe dem Bedarf der weise 60 bis 100 Mikron eingesetzt werden. Außerdem Kulturpflanze nur unvollkommen angepaßt ist, so wurde gefunden, daß als Mikronährstoffe vorzugsdaß eine optimale Langzeitdüngung damit nicht mög- 5o weise Schwermetallcarbonate, Schwermetallsilikate lieh ist. und Schwermetalloxyde in einer Korngröße von unter

Es wurde nun ein Verfahren zur optimalen Langzeit- 200, vorzugsweise 60 bis 100 Mikron eingesetzt werden,

düngung von Pflanzen in einem Kultur-Substrat ge- Ferner wurde gefunden, daß das Gewichtsverhältnis

funden, welche die Steuerung des Nährstoffentzuges NH₄-N: NO₃-N vorzugsweise auf 1:1 bis 5 und das

der Pflanze durch Einstellung eines Gleichgewichtes in 65 Gewichtsverhältnis Gesamt-N:K auf 1:0,8 bis 2 ein-

der Bodenlösung zwischen den langsam wasserlös- gestellt wi/d.

liehen, pflanzenverfügbaren, an Austauscherharzen ge- Die erneute Beladung der Austauschersubstanzen

bundenen Nährstoff-Ionen NH₄-N, NO₃-N, K und in kann mit halb- bis annähernd gesättigton Lösungen

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bei Raumtemperatur erfolgen, und es kann die erneute aus einer Mischung aus 800 kg Quarzsand und 150 kg

Beladung der Austauschersubstanzen nach der Ernte Torf werden intensiv mit folgenden Stoffen vermischt:

der Pflanze mit NH₃-, HNO₃-, KOH-Lösung Vorzugs- 3qqq ^

weise der Konzentration von 5 bis 10% erfolgen. jqq j: vj^ _j^

Nach dem Verfahren der Erfindung hat die Pflanze 5 2500 e N0*-N

die Möglichkeit, in dem Kultursubstrat als Trägersub- ³

stanz bei ausreichender Wasserkapazität unter opti- gebunden an Austauschersubstanzen

malen Bedingungen aufzuwachsen und der Boden- -qqq _β η ι CaHPO · 2 H O

lösung, in welcher sich ein Gleichgewicht einstellt, die '™ „ · MoHPn * l H η

Hauptnährstoffe NO₃-N, NH₄-N, K und Phosphat 10 5MrS als CaSO ■ 2 H O

als Ionen zu entziehen, die durch Desorption von den ^{8 4 a}

Austauschersubstanzen nachgeliefert und gegen Ca-, sowie die Mikronährstoffe 2,5 B als Ca-Borat, 10 g Mg-, PO₄-, SO₄-Ionen ausgetauscht werden. Es werden metallisches CU als Handelsprodukt Excello, 15 g Mn

also über die Einstellung der Löslichkeitsprodukte als Carbonat, 30 g Fe als Chelat, 10 g Zn als Carbonat,

diese Ionen zu den Ionenaustauschersubstanzen trans- 15 und 3 g Mo als Ca-Molybdat.

portiert. Dem zur optimalen Langzeitdüngung vorbereiteten

Das Verfahren der Erfindung gestattet auch bei Kultursubstrat wird Wasser von Raumtemperatur bis

starkem Nährstoffentzug, eine praktisch konstante annähernd zur maximalen Sättigung hinzugegeben.

Zusammensetzung und Konzentration in der Boden- Nach etwa einer Woche, nachdem das Kultursubstrat

lösung der Kulturpflanze für ein optimales Wachstum ac etwas abgetrocknet ist und in seinem Feuchtigkeits-

zur Verfügung zu stellen. Sobald die Beladung der gehalt den optimalen Aussaatbedingungen entspricht

Austauschersubstanzen mit den Nährstoff-Ionen werden Pich flacher Ausbreitung des Substrates — NH₄-N, NO₃-N, K weitgehend gegen Ca-, Mg-, PO₄-, etwa 20 cm Höhe — Radieschen ausgesät. SO₄-Ionen ausgetauscht ist, erfolgt die neue Beladung, Während der Vegetationszeit von einigen Wochen

um die Einstellung des Gleichgewichtes in der Boden- as werden die Pflanzen ausreichend mit Wasser versorgt

lösung aufrechtzuerhalten. Diese Notwendigkeit ergibt Es können nacheinander mindestens vier, praktisch bis

sich in der Praxis aus dem Nährstoffentzug durch die acht Ernten verschiedener gärtnerischer Kulturpflan-

abgeerntete Pflanze. Durch die erneute Aufladung der zen ohne Nachdüngung auf dem Kultursubstrat nach

Austauschersubstanzen werden in der Trägersubstanz dem Verfahren der Erfindung geerntet werden,

dann amorphe, pflanzenverfügbare Phosphate und 30 Vor der Erschöpfung des Kultursubstrates, welche

Sulfate ausgefällt, die der Pflanze erneut zum Wachs- sich durch schlechteres Wachstum und Aufhellung der

turn zur Verfugung stehen. Blätter anzeigen würde, werden KNO₃ und HN₄NO₃

Die Einstellung des Gleichgewichtes wird schematisch in wäßriger Lösung zur erneuten Beladung der Ausin der Figur dargestellt. Darin sind NH₄-N-, NO₃-N-, tauschersubstanzen nacheinander zugegeben, und zwar K-Austauscher sowie Mg-, Ca-Phosphate und Ca- 35 je 1 m³ Kultursubstrat 100 bis 200 g K₄O als KNO₃ Sulfat als Körner bzw. Kristalle durch Kreise (kein und 50 bis 100 g NH₄NO₃. Es wird dadurch die ErMaßstab) dargestellt. Die Masse I, 2, 3, 4 soll die nährung der auf dem Kultursubstrat wachsenden anorganische Trägersubstanz andeuten. Die Kapillar- Kulturpflanze über die Gleichgewichtslösung sicherräume zwischen den verschiedenen Stoffen sind mit gestellt.

Wasser angefüllt, so daß in der Bodenlösung beispiels- 40 Nach der Ernte wird das Kultursubstrat zur Entweise ein Austausch der Mg-Ionen gegen K-Ionen, der fernung der aus dem Gießwasser stammenden Salze Ca-Ionen gegen NH₄-Ionen und der PO₄-Ionen gegen ausgewaschen und anschließend durch Zugabe von NO₃-Ionen stattfindet. KNO₃ und NH₄NO₃ in Form von Lösungen erneut

Es ist deshalb für das Verfahren der Erfindung not- beladen. Zur Beladung werden je 1 m³ Kultursi jstrat wendig, im Vergleich zum Pflanzenentzug einen Über- 45 3 kg K₂O als KNO₃ und 2 kg N als NH₄NO₃ als wäßschuß an Phosphaten, Sulfaten und gegebenenfalls rige Lösung zugegeben. Danach wird wieder Wasser Carbonaten in dem Kultursubstrat zu verwenden, wo- bis zur annähernd maximalen Sättigung hinzugefügt durch die Anzahl der Ernten bei der optimalen Lang- Nach etwa einer Woche ist das Kultursubstrat erneut zeitdüngung bestimmt wird. Nach Verbrauch dieser für eine Bepflanzung verwendungsfähig. Nach der Stoffe mit geringen Löslichkeitsprodukten besteht die 50 vierten bis achten Ernte werden dem Kultursubstrat Möglichkeit das Kultursubstrat — sofern erforder- zum Ersatz der entzogenen PO₄*, gegebenenfalls SO₄-lich — nach einer Desinfektion erneut mit diesen Ionen auch Phosphate und gegebenenfalls Sulfate beiStoffen zu vermischen. gemischt und zwar je 1 m³ Kultursubstrat 2 kg P als

Die Durchführung des Verfahrens der Erfindung CaHPO₄,0,5 kg P₈O₅ als MgHPO₄,0,5 kg S als CaSO₄,

wird durch das folgende Ausführungsbeispiel erläutert: 55 und zwar diese synthetischen Stoffe mit geringen Lös-

1 m³ Kultursubstrat au- etwa 12ΘΘ bis 1300 kg lichkeitsprodukten in einer Korngröße von etwa 100

Quarzsand des Kornbereiches von 0,1 bis 2,0 mm oder bis 200 Mikron. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 weisen wie die Handelsdünger Thomasphosphat, Patentansprüche: hydroxylapatitisches Rot phosphat sowie Glühphos phat, sekundäres Calcium-Phosphat.

1. Verfahren zur optimalen Langzeitdüngung von Es sind auch N- und K-Komponenten mit langsamer Pflanzen in einem Kultursubstrat, dadurch 5 Nährstoffwirkung beschrieben worden. Die deutsche gekennzeichnet, daß als Kultursubstrat Patentschrift 1 081 482 betrifft die Verwendung von eine Mischung aus Tragersubstanzen, praktisch Crotonylidendiharnstoff als langsam und nachhaltig wasserunlöslichen, mit Ammonium-, Nitrat- und wirkendes Stickstoffdüngemittel, gegebenenfalls in Kaliumionen beladenen Austauscherharzen und Mischung mit anderen Düngemitteln,
wasserschwerlöslichen, im P-Überschuß zu N und io Die deutsche Patentschrift 1 244 207 betrifft eine K, auf den Nährstoffentzug der Pflanze gerechnet, Crotonylidendiharnstoff und Harnstoff-Acetaldehydangewandten Phosphaten und Sulfaten sowie ge- Kondensationsprodukte enthaltende Düngemittelmigebenenfalls Magnesiumcarbonat und/oder CaI- schung und ist dadurch gekemizeichnet, daß die Ausciumcarbonat und/oder Magnesiumoxyd und/oder gangsstoffe in einem bestimmten Molverhäitnis in Calciumoxyd und/oder Magnesiumhydroxyd und 15 wäßriger Lösung bei einem bestimmten pH-Wert mitwasserschwerlösh^hen Mikronährstoffen bei hohem einander reagieren, wobei Produkte mit einem durch bis annähernd gesättigtem Wassergehalt eingesetzt Urease abspaltbaren Stickstoffgehalt von 10 bis 50 ^o/ _o wird, wobei auf Im³ Trägersubstanz 2000 bis 3000, entstehen.

vorzugsweise 2500 g Nitrationen, 400 bis 3000, vor- Die deutsche Patentschrift 1 252 210 betrifft Kaliumzug^weise 500 g Ammoniumionen und 2000 bis 20 Magnesium-Phosphat enthaltende Düngemittel mit 6000, vorzugsweise 2500 bis 3000 g Kaliumionen wasserunlöslichen und wasserlöslichen Kali-Nährstofan Austauscherharzen adsorbiert sowie 300 bis fen, die KMgPO₄ als wasserfreies Salz und/oder als 1000, vorzugsweise 400 bis 700 ε P als Magnesium- dessen Monohydrate in Mengen von etwa ein Fünftel phosphat, 1000 bis 3000, vorzugsweise 1500 bis bis etwa zwei Drittel des Gesamt-K₂O-Gehaltes als 2500 g P als Calciumphosphat und 300 bis 1000, 25 fein-oder feinstteilige Primärkristalle einer Korngröße vorzugsweise 500 ·. h 600 g S als Calciumsulfat oder unter 100 Mikron enthalten, insbesondere als Granulat. Calciumsulfat · 2 H₂O zugegeben werden, und die Die deutsche Patentschrift 1 252 212 betrifft Kali-Austauscherharze entsprechend ihrer Nährstoff- Silikate enthaltende Düngemittel, die dadurch gekennabgabe durch Zugabe von Kalium \itrat, Ammo- zeichnet sind, daß diese einen Gehalt an synthetischen, niumnitrat und Ammoniumsulfat in Form wäß- 30 kristallisierten, neutralen und/oder sauren Kalisiiikariger Lösungen erneut beladen werden. ten, wie Kaliumhydrosilikat, Kaliumcalciumsilikat,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Kaliummagnesiumsilikat, als fein- oder feinstkristalzeichnet, daß als Trägersubstanzen Quarzsand der line Primärkristalle insbesondere in Korngrößen unter Körnung 0,1 bis 2, insbesondere 0,5 bis 1 mm, 100 Mikron aufweisen.

und/oder Torf und/oder synthetische Stoffe mit 35 Die deutsche Patentschrift 1266 317 betrifft ein

Wasserhaltevermögen verwendet werden. Phosphat-Kali-Düngemittel mit Nährstoffverhältnis-

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch sen von P₂O₅: K₂O wie 1:1,3 und größer mit etwa 66 gekennzeichnet, daß Austauscherharze mit Be- bis 90% des Gesamt-K₂O-Gehaltes als langsam lösladungsdichten von 5 bis 7, vorzugsweise 6,2 mval/g liches K₂O aus Verbindungen mit langsam löslichem Ammoniumionen, 3,5 bis 5, vorzugsweise 4,1 mval/g 40 K₂O neben wasserlöslichen Kalidüngesalzen. Dieses Nitrationen und 2 bis 3, vorzugsweise 2,5 mval/g Düngemittel ist dadurch gekennzeichnet, daß dieses Kaliumionen eingesetzt werden. ein Gemisch aus langsam löslicher P-K-Verbindungen,

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch vorzugsweise KCaPO₄ und KMgFO₄ ■ H₂O, und aus gekennzeichnet, daß die wasserschwerlöslichen K-Silikat, vorzugsweise die Verbindung 2K₂SiO₃ · Magnesium- und Calcium-Verbindungen in einer 45 CaSiO₃, enthält, insbesondere der Korngröße unter Korngröße von unter 200, vorzugsweise 60 bis 100 100 Mikron.

Mikron eingesetzt werden. Die deutsche Patentschrift 1 301 827 betrifft ein Ver-

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch fahren zur Herstellung von Kaliummagnesium-Phosgekennzeichnet, daß als Mikronährstoffe Schwer- phat enthaltendem Düngemittel, welches KMgPO₁ metallcarbonate, Schwermetallsilikate und Schwer- 50 oder dessen Monohydrat als fein- oder feinstteilige metalloxyde in einer Korngröße von unter 200, vor- Primärkristalle einer Korngröße unter 100 Mikron entzugsweise 60 bis 100 Mikron eingesetzt werden. hält, wobei KMgPO₄ in die Schmelze einer oder meh-

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, da- rerer Komponenten, vorzugsweise der Komponente durch gekennzeichnet, daß das G^wichtsverhaltnis mit dem niedrigsten Schmelzpunkt, eingetragen, granu· NH₄-N: NO₃-N auf 1:1 bis 5 und das Gewichts- 55 liert, abgekühlt und zerkleinert wird.

verhältnis Gesamt-N:K auf 1:0,8 bis 2 eingestellt Ein anderer Weg zur Herstellung von Düngemitteln

wird. mit langsamer Nährstoffwirkung besteht darin, an

sich wasserlöslichen Stoffen einen Überzug zu geben, der die Lösungsgeschwindigkeit herabsetzt.

60 Die deutsche Patentschrift 1 250 456 betrifft ein

Verfahren zur Herstellung langsam wirkender Düngemittel durch Überziehen mit härtbaren Überzugsmitteln, die ein Aminoplastvorkondensat sowie einen linea-

Nach dem Stand der Technik sind verschiedene ren oder verzweigten Polyester aus mehrwertigen Car-Wege bekanr.l, um eine langsame Düngungswirkung 65 bonsäuren und mehrwertigen Alkoholen enthalten, von Düngemitteln zu erreichen. Für Phosphat-Dünge- und Härten des Über/ugsmittels, welches dadurch mittel sind zahlreiche Stoffe seit langem bekannt, die gekennzeichnet ist, daß als Überzugsmittel wäßrige eine langsame Lösungsgeschwindigkeit im Boden auf- Lösungen verwendet werden, in denen die Amino-