DE2737360C3 - Flüssige Nährstoffzusammensetzung für landwirtschaftliche Zwecke - Google Patents

Description

Erfindungsgegenstand ist die im Hauptanspruch angegebene flüssige Nährstoifzusammensetzung für landwirtschaftliche Zwecke.

Wiederkäuende Tiere erhalten gewöhnlich ein Futter, das im allgemeinen aus Gras, Heu, Silage, Stroh, Wurzelfrüchten und Getreide besteht. Das Futter kann weiterhin Abfallprodukte aus Brauereien und Brennereien und aus Zuckerrüben erhaltene Produkte enthalten. Einem derartigen Futter mangelt es fast immer an Substanzen wie Stickstoff, Calcium und Phosphor sowie Spurenelementen und Vitaminen. Tiere werden daher gewöhnlich mit Ergänzungsstoffen gefüttert. Für die Zufuhr von zusätzlichem Stickstoff werden beispielsweise gemahlene Nüsse, Baumwollsamen, Sojabohnen, Leinsamen sowie Fisch- und Knochenmehle gegeben. Diese Substanzen sind jedoch teuer und müssen in Europa hauptsächlich importiert werden. Ein alternativer Stickstofflieferant, der sich als für die Verfütterung an Wiederkäuer geeignet erwiesen hat, ist Harnstoff. Diese Substanz hat den Vorteil, daß sie eine hochkonzentrierte Stickstoffquelle darstellt und somit nur ein kleiner Anteil davon an dem Futter erforderlich ist. Sie hat jedoch den erheblichen Nachteil, daß sie bei der Verfütterung in übertriebenen Mengen für die damit gefütterten Tiere ein tödliches Gift sein kann.

Die im allgemeinen für Grundfuttermittel für Wiederkäuer erforderlichen hauptsächlichen Additive sind Verbindungen, die Stickstoff, Calcium und Phosphor enthalten. Natriumchlorid und Magnesiumzusätze sind allgemein weniger erforderlich, jedoch den-

aoch erwünscht. Verschiedene Elemente einschließlich Kupfer, Cobalt, Mangan, Eisen, Zink, Selen und Jod werden unter bestimmten Umständen in Spurennengen benötigt. Calcium wird normalerweise als Calciumcarbonat und Phosphor in Form von Dicalciumphosphat oder gedämpftem Knochenmehl gegeben, die jeweils zusätzlich Calcium enthalten. Diese Materialien sind in Wasser fast unlöslich. Magnesium ¹ vird normalerweise als Magnesiumoxid, das ebenfalls unlöslich ist, gegeben. Spurenelemente werden normalerweise in Form ihrer Sulfate und Jod als Kaliumodid gegeben.

Im allgemeinen werden auch die Vitamine A, D und E benötigt, insbesondere bei der Stallhaltung im Winter.

Die Bauern haben bisher gewöhnlich Ergänzungsmaterialien getrennt gekauft und diese dem Tierfutter ;mgemischt. Manchmal werden die Materialien den Tieren getrennt, d. h. getrennt vom Futter, gegeben. JDies ist neuerdings üblich geworden; tatsächlich xvurde eine Menge des Ergänzungsmaterials den Tieren angeboten, wobei sich diese frei bedienen konni.en. Dabei wurde angenommen, daß sich jedes Tier das nimmt, was es benötigt. Was jedoch die Bauern bei dieser Methode der Bereitstellung von Ergän- :<ungsfutter kontrollieren können, ict die für eine Gruppe von Tieren erforderliche Gesamtmenge. Die Anmelder haben experimentell ermittelt, daß die Aufnahme derartiger Produkte pro Tag für jedes Tier itark schwankt. Dadurch ist eine geeignete Futterverbrauchskontrolle nicht möglich. Zusätzlich besteht der Nachteil, daß der anderweitig so geeignete Harnstoff nicht schmackhaft ist und das Tier somit nicht veranlaßt wird, sein erforderliches Quantum zu fressen. Wenn die Substanz schmackhaft gemacht werden soll, 2. B. durch die Zugabe von Melasse, frißt das Tier möglicherweise zu viel. Es sind Versuche unternommen worden, die freiwillige Futteraufnahme dadurch 5Xi steuern, daß das Ergänzungsfutter in einer solchen Form dargeboten wird, daß das Tier es auflecken und weniger trinken muß.

Ha; nstoffgemische selbst sind ungenießbar. Bel.annte Harnstoffgemische in flüssiger Form enthalten itwa 10% bis 15% Harnstoff. Um das Geschmacksproblem zu lösen, wird die Harnstofflösung gewöhnlich mit einem Mehrfachen ihrer Menge an Melasse vermischt. Dies wirft einige Probleme auf, da es sich (;ezeigt hat, daß infolge von Ausfällungsproblemen (ine geeignete Calciummenge nicht zugesetzt werden kann.

Es ist gegenwärtig gebräuchlich, die erforderliche Menge an Calcium, üblichen Salzen und Spurenelementen als getrennte Substanz oder getrennte Substanzen zu verabreichen, um Wechselwirkungen mit anderen Substanzen auszuschalten.

Eine flüssige Nahrungsmittelzusammensetzung als Zusatz für Wiederkäuerfutter oder als Dünger sollte geeigneterweise möglichst die folgenden Eigenschaftin aufweisen.

a) Sie sollte konzentriert sein, um die zu handhabende Menge zu reduzieren und die resultierende Feuchte des tatsächlichen Futtermittels, dem die Flüssigkeit zugegeben, werden soll, auf einem Minimum zu halten.

b) Sie sollte kein Sediment aufweisen.

c) Sie sollte frei fließend sein, außerdem lagerfähig für längere Zeiträume in schwankenden Temperaturbedingungen, ohne daß sich eine Ausfällung

bildet. Weiterhin sollte sie in normalen Behältern lagerfähig und mittels Pumpen normaler Konstruktion förderbar sein.

d) Sie sollte so viel nicht-proteirnschen Stickstoff wie möglich enthalten.

e) Sie sollte Calcium und Phosphor enthalten.

f) Natriumchlorid, Magnesium, Spurenelemente und Vitamine sollten vorhanden sein, falls erwünscht.

g) A's Zusatzfutter sollte sie bei der Vermischung mit dem übrigen Futter oder Futtermaterialien für das Tier schmackhaft sein.

h) Die Zusätze sollten leicht zugänglich und nicht übermäßig teuer sein.

Durch diese Anforderungen wird die Verwendung von Harnstoff als Stickstoffquelle buchstäblich zu einer Notwendigkeit. Hauptsächliche Alternativen für Harnstoff sind die Ammoniumsalze, diese sind jedoch aus verschiedenen Gründen ungeeignet:

1. Es ist gegenwärtig aus gesetzlichen Gründen nicht möglich, Stickstoff in Form von Ammoniak mit Rohprotein gleichzusetzen.

2. Die meisten anorganischen Ammoniumsalze, z. B. Lactat, Acetat und Propionat, enthalten lediglich etwa 10% Stickstoff und sind teuer.

3. Ammoniumsulfat (21% N) kann nicht verwendet werden, da es mit Calciumsalzen in Lösung einen massiven Niederschlag bildet.

4. Viele Ammoniumsalze sind ungenießbar und potentiell toxischer als Harnstoff.

Ammoniumphosphate und Polyphosphate und andere Polyphosphate, die wasserlöslich sind, können nicht verwendet werden, da sie in Gegenwart von Calciumsalzen, welche einen essentiellen Bestandteil eines jeden, wirklich wertvollen flüssigen Futterzusatzstoffes darstellen, einen Niederschlag ergeben.

Es ist zu beachten, daß das erste genannte Merkmal die Konzentriertheit der Substanz betrifft. Bisher stellte dies eine anscheinend nicht zu überwindende Schwierigkeit bezüglich der Verwendung von Harnstoff dar, und zwar dergestalt, daß bisher Harnstoff nicht in Form einer wäßrigen Lösung, die mehr als etwa 50% Harnstoff, bezogen auf Wasser, enthielt, bereitgestellt werden konnte.

Das Ergebnis dieses Problems ist, daß bei der Verwendung der bekannten Flüssigkeiten als Futterzusatzstoff in der zu der Aufnahme von Harnstoff in der gewünschten Menge das Futter in unerwünschter Weise naß wird. Bei der Verwendung als Tierfutter oder als Dünger wird die zu transportierende Menge durch den hohen Wassergehalt maximiert. Dadurch sind die Transportkosten hoch und es ergeben sich Schwierigkeiten bei der Handhabung. Eine andere Schwierigkeit der bekannten Flüssigkeiten ist deren Tendenz zur Ausbildung von Niederschlägen, die als Ergebnis der Wechselwirkung der verschiedenen Zusätze auftreten.

Phosphorsäure ist die konzentrierteste und geeigneteste Form des Phosohors. Sie befindet sich bereits in flüssiger Form und ist zu einem erträglichen Preis erhältlich. Ihre saure Natur ist ausgeprägt. Es hat sich gezeigt, daß Harnstoff in Gegenwart von Phosphorsäure potentiell für Tiere weniger toxisch ist als der freie Harnstoff oder in Zumischung mit Dicalciumphosphat ist. Die Acidität ermöglicht auch, daß Calcium und irgendwelche zugesetzten Spurenelemente in Lösung bleiben.

Calciumchlorid ist unter Berücksichtigung von Löslichkeiten und Kosten die bevorzugte Calciumquelle. Calciumnitrat (ein anderes lösliches Calciumsalz) ist für Wiederkäuer toxisch. Calciumkarbonat und Calciumsulfat sind unlöslich. Natriumchlorid ist von den üblichen Natriumsalzen die bevorzugte Natriumquelle, da Natriumnitrat toxisch ist und Natriumsulfat mit löslichen Calciumsalzen einen Niederschlag bildet.

Es kann auch erwünscht sein, einige oder sämtliche ίο der folgenden Substanzen zu verabreichen:

(a) Melasse (einer Sorte, von der bekannt ist, daß sie mit einer Calciumchloridlösung keinen Niederschlag bildet). Melasse ist in einem Dünger nicht erforderlich.

(b) Magnesium, Kupfer, Cobalt, Zink, Eisen, Selen und Mangan in Form der Chloride, ebenso KaIiumjodid (ausschließlich zur Verwendung für Tiere).

(c) Vitamine A, D₃ und E in flüssiger Form (in Dün-2ü gern nicht erforderlich).

Gemäß der Erfindung soll eine einzige flüssige Zusammensetzung bereitgestellt werden, die zur Verwendung als Futterzusatzstoff oder als Bodendünger geeignet ist. Als Futterzusatzstoff enthält sie sämliche Substanzen, die zur Ergänzung der normalen Futterbestandteile für Wiederkäuer erforderlich sind, und die mit dem Futtermaterial vermischt oder auf diese aufgesprüht werden kann, so daß das Tier sie zwangsweise mit den hauptsächlichen Futterbestandteilen, Heu, Stroh, Silage, Viehfutter, Wurzeln, Getreide und dergleichen aufnimmt. Als Bodendünger enthält die Zusammensetzung sämtliche hierfür erforderlichen Substanzen.

Erfindungsgemäß wird eine flüssige Zusammensetzung der oben genannten Art bereitgestellt, die einen erheblich höheren Anteil an Harnstoff, bezogen auf Wasser, aufweist, als dies bisher als möglich angesehen wurde, ohne daß sich Geschmacksprobleme bei der Verfütterung ergeben und ohne daß sich Niederschlage bilden, die beim Versprühen wegen der Gefahr der Verstopfung der Sprühdüsen besonders nachteilig auswirken.

Die Zusammensetzung enthält weiterhin Phosphorsäure und andere Zusatzstoffe, falls dies erforderlich ist.

Die flüssige Nährstoffzusammensetzung gemäß der Erfindung enthält also mindestens Harnstoff, Calciumchlorid und Wasser, und zwar in Gewichtsverhältnissen zueinander, unabhängig von der Gegenwart oder Abwesenheit von irgendwelchen anderen Substanzen, die im Bereich
S 60%

j₂

0< CaCl₂ ^ 25%
Wasser bis auf 100%

vorliegen, unter der Bedingung, daß für jeden Prozentsatz λ: für Harnstoff im Bereich von 38% bis 60%, wobei der Prozentsatz als ein einfaches Numeral (Antilogarithmus) behandelt wird, der maximale Prozentsatz für Calciumchlorid durch die Gleichung
maximaler Prozentsatz

CaCl₂ = 42,27 -0,455*,

daß für jeden Prozentsatz χ für Harnstoff im Berreich 38% bis 50% der minimale Prozentsatz für Calciumchlorid durch die Gleichung:
minimaler Prozentsatz

CaCl₂= 104,14 -2,083*

und daß für jeden Prozentsatz χ für Harnstoff im Bereich von 50% bis 60% der minimale Calciumchlo-

rid-Prozentsatz durch die Gleichung
minimaler Prozentsatz

CaCl₂ =1,50*- 75,00

bestimmt ist, und daß das Gewichtsverhältnis von Harnstoff größer als das Gewichtsverhältnis von Wasser ist.

Die grundlegenden Merkmale des Erfindungsgegenstandes sind aus der Zeichnung ersichtlich, die lediglich zu Zwecken der Erläuterung dient und nur innerhalb der für Zeichnungen geltenden praktischen Grenzen genau ist. Sämtliche Verhältnisse, wiedergegeben durch den Bereich der Zeichnung, der oberhalb der Linie A-B-C liegt, beziehen sich auf die Gewichtsvcrhältnissc von Harnstoff, Calciumchlorid und Wasser, die eine von ungelöstem Material freie Lösung bilden können. Die innerhalb des Bereichs der Zeichnung unterhalb der Linie A-C-B liegenden Proportionen ergeben eine Flüssigkeit, in der notwendigerweise ungelöstes Material vorhanden ist. Selbstverständlich schließt die Zeichnung die bekannten reinen Harn-Stofflösungen in Wasser bis zu der bekannten Maximalkonzentration von etwa 50% Harnstoff in Wasser sowie die bekannten reinen Calciumchloridlösungen in Wasser bis zu der bekannten Maximalkonzentration von etwa 42% Calciumchlorid ein. Diese Zusammen-Setzungen liegen außerhalb des Bereichs der Erfindung. Das höchste Verhältnis von Harnstoff für eine Wasserminimum wird durch den Punkt C wiedergegeben, bei dem de.- Harnstoffanteil 60%, der Calciumchloridanteil 15% und der Wasseranteil 25% ist. jo Bei dieser Konzentration ist der Harnstoff in Lösung in einem Verhältnis zu Wasser von 2:1 vorhanden; dies ist die Hälfte von dem, was bisher erreicht werden konnte. Da es die Gegenwart von Calciumchlorid in der Lösung ist, die die viel größere Löslichkeit von Harnstoff ermöglicht, ist ersichtlich, daß die Harnstoff/Calciumchlorid/Wasser-Zusammensetzung der Erfindung lediglich innerhalb des Bereiches der Zeichnung liegt, der in dem durch den Bereich ADC begrenzten Bereich enthalten ist.

Beispiele zur Verwendung der Gleichungen werden weiter unten angegeben.

60% Harnstoff (obere Grenze für Harnstoff) ergibt ein Maximum von 15,0% Calciumchlorid und die Gleichung für minimales Calciumchlorid bei 60%igem Harnstoff ergibt ebenso einen Prozentsatz von 15,0%. Dies steht im Einklang mit dem Punkt C auf der Zeichnung und zeigt, daß es für 60% Harnstoff erforderlich ist, 15% Calciumchlorid zu verwenden ^n

Bei 38 % Harnstoff (untere Grenze) ist der maximal verwendbare Calciumchloridanteil 25,0%; das Minimum ist ebenfalls 25,0%. Djes entspricht dem Punkt D auf der Zeichnung und zeigt, daß bei der untersten Grenze von 38% Harnstoff es erforderlich ist, 25% Calciumchlorid zu verwenden.

Der Calciumchloridanteil weist einen Bereich von Werten bei der Verwendung von Harnstoff bei dazwischenliegenden Prozentsätzen auf. Bei 45 % Harnstoff beträgt der maximale Prozentsatz an Calciumchlorid beispielsweise 21,8%, der minimale Prozentsatz ist 10,4%, d. h. es kann ein jeder Prozentsatz von Calciumchlorid zwischen 10,4% und 21,8% bei 45% Harnstoff verwendet werden, um den erfindungsgemäß angestrebten Zweck zu erreichen.

In allen Fällen ist weiterhin Wasser bis auf 100% zugegen, und zwar entweder als freies Wasser oder als freies und kombiniertes Wasser. Wie später in der Beschreibung erläutert wird, können andere Substanzen der Mischung zugesetzt werden, sie werden jedoch als Zusätze zu der 100%-Zusammensetzung, die Harnstoff, Calciumchlorid und Waser enthält, gegeben.

Die flüssige Nährstoffzusammensetzung gemäß der Erfindung kann weiterhin Phosphorsäure enthalten. Die Phosphorsäure kann im Anschluß an die Herstellung der Harnstoff/Calciumchlorid/Wasser-Zusammensetzung oder während der Bildung derselben zugesetzt werden.

Beispiel

Es wird eine vollständig flüssige stabile Harnstoff/ Calciumchlorid/Wasser-Zusammensetzung hergestellt, die 10% Calciumchlorid, 55% Harnstoff und 35% Wasser, jeweils bezogen auf das Gewicht, enthält. Das Verhältnis von Harnstoff zu Wasser beträgt somit 55/35, d. h. es ist höher als das maximale 50/50-Verhältnis, das man bisher mit Harnstoff und Wasser allein erhalten konnte.

Tatsächlich zeigt die Zeichnung die bei einer Temperatur von 15° C herrschenden Bedingungen. Bei anderen als den normalerweise herrschenden Temperaturen ergeben sich leichte Schwankungen, die Bereiche der für die Bestandteile der Zusammensetzung der Erfindung angegebenen Verhältnisse bleiben jedoch erhalten, und zwar innerhalb der gewöhnlichen leichten Schwankungen, die unvermeidbar bei der Herstellung derartiger Zusammensetzung unter normalen Herstellungsbedingungen auftreten, und zwar bei allen Temperaturen, die normalerweise vorherrschen.

Das Calciumchlorid kann in wasserfreier oder wasserhaltiger Form eingesetzt werden. Selbstverständlich wird bei der Verwendung von Calciumchlorid in hydratisierter Form eine entsprechende Verringerung der Wassermenge in der Gesamtzusammensetzung Harnstoff/Calciumchlorid/Wasser vorgenommen, so daß das Gesamtwasser einschließlich des Kristallwassers des hydratisierten Materials innerhalb derjenigen Bereiche liegt, die als innerhalb des Bereichs der Erfindung liegend angegeben wurden.

Spurenelemente, z. B. Magnesium, Mangan, Kupfer, Cobalt, Eisen und Zink, in Form der Chloride derselben, können in Mengen zugesetzt werden, die vorzugsweise ein Gew.-% nicht übersteigen. Auch Kaliumjodid kann in kleinen Anteilen zugesetzt werden.

Natriumchlorid kann ebenfalls zugegeben werden.

Man kann auch Melasse in Anteilen von 1 bis 15 Gew.-% der Zusammensetzung zusetzen.

Gegebenenfalls können auch die Vitamine A, D und E in flüssiger Form zugesetzt werden.

In der Praxis stellt die Zusammensetzung der Erfindung eine völlig stabile Flüssigkeit ohne Ausfallungen dar, die Harnstoff in einem Verhältnis zu dem Wassergehalt der Zusammensetzung enthält, das größer als das bisher erreichbare ist. Bei der Verwendung als Futterzusatzstoff wird hierdurch gewährleistet, daß das Futter im geringst möglichen Ausmaß angefeuchtet wird. Der niedrige Wassergehalt trägt auch zu verringerten Transportkosten und Handhabungsschwierigkeiten bei, unabhängig davon, ob die Zusammensetzung der Erfindung als Futterzusatzstoff oder als Dünger verwendet wird. Dieser vorteilhafte und bisher nicht erreichbare Effekt wird durch die Verhältnismengen der verwendeten Materialien und auch

durch die Art ihrer Vermischung erreicht.

Bisher sind alle Versuche zur Zugabe von Calcium zu einem flüssigen Futterzusatzmittel für Wiederkäuer ergebnislos geblieben, da bisher das Calcium stets ausgefällt wurde und tatsächlich zahlreiche Fachleute angaben, daß Calcium immer getrennt zu dem trockenen Futter gegeben werden sollte. Es sind Versuche unternommen worden, Calcium einem flüssigen Futter zuzusetzen, da es besonders erwünscht ist, daß ein flüssiger Zusatzstoff alle diejenigen Stoffe liefern soll, die das Tier täglich benötigt. Frühere Versuche bezüglich der Zumischung von Calcium waren darauf gerichtet, Calcium in Form einer Suspension bereitzustellen. Eine derartige Produktart ist jedoch ungünstig, wenn mit langen Lagerzeiten und schwankenden Bedingungen gerechnet werden muß, und zwar wegen der großen Wahrscheinlichkeit einer Sedimentation der Calciumverbindungen. Die Sedimentation bei flüssigen Düngern führt zu schwerwiegenden Störungen durch Verstopfung der Düsen beim Versprühen des Düngers. Durch die Zusammensetzung der Erfindung wird diese Schwierigkeit völlig beseitigt.

In unkontrollierter Weise verabreichter Harnstoff kann Tiere tödlich vergiften, zu dem ist er aus Geschmacksgründen ungenießbar, wenn er einzeln verabreicht wird. Die flüssige Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann jedoch einen höheren Anteil an Harnstoff enthalten, da es sich gezeigt hat, daß Harn-

stoff in Gegenwart von Phosphorsäure potentiell weniger toxisch für Tiere ist. Auch die vergleichsweise hohe Konzentration an Harnstoff in der Zusammensetzung der Erfindung ermöglicht es, die dem Hauptfutter zugesetzte Additivmenge zu verringern, so daß sein vergleichsweise ungenießbarer Charakter verringert wird. Tatsächlich konnte gezeigt werden, daß der Geschmack des normalen Hauptfutters für die Tiere gewöhnlich ausreicht, den schlechten Geschmack der Zusammensetzung der Erfindung ohne die Zugabe von teurer Melasse auszuschalten.

Die in der Beschreibung erläuterten, verschiedenen Substanzen, die die Zusammensetzung der Erfindung bilden, weisen eine handelsübliche Qualität auf. obwohl die Erfindung auch mit Substanzen durchgeführt werden kann, die eine größere Reinheit aufweisen. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die gesondert zu verwendende Phosphorsäure in handelsüblicher Qualität eine 90%ige Phosphorsäurelösung ist, d. h. die tatsächlich verwendete Phosphorsäure besteht aus 90% der Säure und 10% Wasser. Andere Phosphorsäurekonzentrationen sind jedoch erhältlich, und es ist zu betonen, daß bei der Herstellung einer Phosphorsäure enthaltenden Lösung der Wassergehalt der Phosphorsäure bei den Berechnungen berücksichtigt werden muß, die sich auf den Harnstoff/Calciumchlorid/Wasser-Teil der Zusammensetzung beziehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Flüssige Nährstoffzusammensetzung für landwirtschaftliche Zwecke mit einem Gehalt an Harnstoff, Calciumchlorid und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß Harnstoff, Calciumchlorid und Wasser in folgenden Gewichtsverhältnissen zueinander, unabhängig von der Gegenwart oder Abwesenheit von irgendwelchen anderen Substanzen vorliegen:
   38% =s CO(NH₂), ^ 60%
   0< CaCl₂ ^ 25%
   Wasser bis auf 100%,

   dabei für jeden Prozentsatz * für Harnstoff im Bereich von 38% bis60% der maximale Prozentsatz für Calciumchlorid durch die Gleichung
   maximaler Prozentsatz

   CaCl₂ = 42,27-0,455*,

   für jeden Prozentsatz * für Harnstoff im Bereich von 38% bis 50% der minimale Prozentsatz für Calciumchlorid durch die Gleichung
   minimaler Prozentsatz

   CaCl₂ =104,15 -2,083*,

   und für jeden Prozentsatz * für Harnstoff im Bereich von 50% bis 60% der minimale Prozentsatz von Calciumchlorid gemäß der Gleichung
   minimaler Prozentsatz

   CaCl₂ =1,50*-75,00

   bestimmt ist, und das Gewichtsverhältnis von Harnstoff größer als das Gewichtsverhältnis von Wasser ist.