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Bodenverbesserüngsmittel und Verfahren zu ihrer Herstellung Bei der
Behandlung oder Bearbeitung von Böden treten verschiedene Probleme auf, die sich
nachteilig auswirken. Behandelt man etwa den Boden mit der Lösung eines Düngemittels;
indem man sie auf den Boden spritzt, so läuft man Gefahr, daß durch den Einfluß
der Atmosphärilien, insbesondere durch Regen, das Düngemittel aus den Bodenbereichen,
in denen es wirksam werden soll, in den Untergrund ausgewaschen wird. Da im übrigen
ein gleichmäßiges Verspritzen der Lösung auf den Boden schwierig ist, lassen sich
Schädigungen der Pflanzen und des Bodens selbst nicht im gewünschten Umfang vermeiden.
Die Anwendung fester Düngemittel wiederum hat den Nachteil, daß die Pflanzen oft
durch das Düngemittel verbrannt werden. Es ist außerdem sehr unvorteilhaft, daß
manche der im Handel erhältlichen anorganischen Düngemittel zwischen 6o -und 8o%
an inerten, für die Pflanzen als Nährstoffe wertlosen Trägerstoffen, z. B. Sand,
enthalten.
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Man hat vorgeschlagen, die Oberfläche des Bodens mit Papierbahnen
zu bedecken, die mit Düngemitteln oder anderen Substanzen, welche das Wachstum von
Unkraut erschweren oder verhindern, präpariert sind. Diese Bahnen sind teuer, vom
unschönem Aussehen und durch Wind und starken, Regen leicht zerstörbar, auch wenn
sie vorher mit besonderen Mitteln wasserunempfindlich
gemacht worden
:sind. Außerdem hemmen sie den. natürlichen Luftaustausch zu dem und aus dem Boden.
Da .zum richtigen Wachsen der Pflanzen die Luftzufuhr wichtig ist, ist dieses Verfahren
sehr unvorteilhaft.
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Es ist schon -bekannt, zur Herstellung von langsam wirkenden, lagerbeständigem
und streufähigen Düngemitteln Torfmull zu verwenden. So wird in der Patentschrift
353 049 vorgeschlagen, Düngesalze mit Torfmull mechanisch kräftig zu vermischen,
damit die Salve- vom. dem in den Zellen vorhandenen und .an die Fasern fest gebundenen
Wasser aufgenommen werden. Auf Grund ihrer dadurch hervorgerufenen verhältnismäßig
festen. Bindung innerhalb der Fasern werden die Düngesalze nur langsam an den Ackerboden
abgegeben und auch durch starke Regenfälle nicht ausgewaschen.
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Nach dem Vorschlag der Patentschrift 579 573 wird eine Mischung von
trockenem Torfmull und einer Düngesalzlösung hohen Drücken unterworfen, um sie zu
brikettieren. Es wird :dabei als vorteilhaft beschrieben, einen Torfmull zu verwenden,
der durch eine besondere Behandlung wasserabweisend gemacht ist. Die Wahl so vorbereiteten
Torfs soll nämlich im Sinne einer Verlangsamung der Düngesalzabgabe wirken.
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Es. wird auch noch erwähnt, in den Mischungen mit dem Tarf die Düngemittel
teilweise oder ganz dufch Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel zu ersetzen.
' Schließlich ist ein Düngemiftel bekanrcit, das nach der Patentschrift 866 488
aus feinverteiltem, getrocknetem Lignin lhergestellt wird, indem man dieses mit
den Salzen von Spurenelementen tränkt.
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Die Erfindung betrifft Bodenverbesserungsmittel, zu deren. Herstellung
im Gegensatz zu den bekannten Mitteln nicht faserige; filmbildende, hydraphile Cellulasemaberialien
verwendet werden, insbesondere regeneriere Viscose-Cellulose oder was.serumlö:sliche,
in Wasser quellbare Celluloseäther. Diese können sein Oxyalkyläther, Carboxyalkyläther
und gemischte Äther der Cellulose dieser Klasse, Celluloseätherxanthate; Cellulosexanthöäther,
Cellulosethioharnstoffe und Cellulosexantho-.Fettsäuren. Außerdem können auch Gelatine,
Casein, dea.eetyhertes Chitin, wasserunlösliche, in Wasser quellbare Polyvinylalkohole
oder andere wasserunlösliche, in Wasser quellbare Körper vorhanden sein.
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Die erwähnten Gellulosematerialien sind an sich schon als Bodenverbiesserungsmittel
brauchbar und können z. B. wie Stallmist verwendet wenden. Sie können aber auch
als Träger für andere Hilfsstoffe zur Bodenverbesserung oder -behandlung dienen,
die in dem Cellulosematerial eingebettet oder innig mit diesem verbunden sind und
dann im Boden, allmählich abgegeben werden. Dies geschieht im Zuge der Zersetzung
oder Quellung des Trägers. Derartige Vorgänge spielen sich auf oder im Boden unter
dem Einfluß von Bodenbakterien und Feuchtigkeit ab, wobei siclh das Bodenverbesserungsmittel
auch lösen kann.
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Diese soggenannten :Hilfsstoffe, die von dem ' hydrophilen Material
getragen werden, finden Anwendung zur Ertragssteigerung; zur Unkraut- und Schädlingsbekämpfung,
ferner zur Verhütung von Pflanzenkrankheiten und zur Bekämpfung von Organismen,
welche die Pflanzen schädigen. Für diese Zwecke dienen unter anderem Düngemittel
sowie Hormone, Spurenelemente, Vitamine und Pflanzennährstoffe sowie Chemikalien,
die das Pflanzenwachstun günstig beeinflussen oder beeinträchtigen.
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Durch geeignete Auswahl können auch mehrere Behandlungsmittel gleichzeitig;
sofern sie chemisch miteinander. verträglich sind, mit dem filmbildenden Cellulosemaüerial
zusammnengebracht werden. Bei Anwendung eines solchen Produktes können also die
einzelnen Bestandteile die ihnen eigene Wirkung nebeneinander ausüben, wodurch es
gelingt, mit einem Produkt mehrere Aufgaben zu erfüllen, was unter Umständen zweckmäßig
sein kann und eine Uenenfachung bedeutet.
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Mist ,Hilfe des Trägermaterials gelingt .es auch, solche Chemikalien
dem Boden zuzuführen, die dessen Eigenschaften etwa durch .die Verringerung der
Staubbildung verbessern oder indem sie die Einflüsse der Witterung bei Temperaturen
unter dem Gefrierpunkt herabsetzen. So kann man z. B. Calciumchlorid verwenden,
um den Gefrierpunkt des Wassers in den Erdporen zu erniedrigen. Außerdem kann der
feinverteilte, hydrophile Filmbildner als Träger für Natriumsilikate dienen und
vor, mit oder nach der Ausstreuung vom, Teilchen, die Calciumchlorid tragen, ausgestreut
werden. Durch die Umsetzung zwischen dem Calciumchlorid ;und dem Natriumsilikat
auf oder in dem Boden wird Calciumsilikat gebildet, das eine hohe Härte und Druckfestigkeit
besitzt.
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Auch radioaktive Substanzen oder Radioisotope können dem Trägermaterial
beigegeben oder mit ihm verbunden werden, wobei sie als Stimulans für das Pflanzenwachstum
wirken oder als Mittel zur Eignungsprüfung von Düngemitteln dienen wie auch zum
Beobachtung der Aufnahme von Nährstoffen durch die Pflanze, der sie mit .diesen
zugeführt werden.
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Das feinverteilte Cellulosematerial kann in ein Harz in thermoplastischem
Zustand eingeschlossen sein oder in diesem verteilt werden, z. B. eäne Lösung oder
Dispersion eines Vinylharzes oder von Viscose-Cellulose, die dann, zu einem Film
vergossen, als wasserfester Film in sich die hydrophilen Partikel fein verteilt
aufnimmt. Diese so mit denn hydrophilen Material beladenen Filme oder Bahnen können
als Schutzabdeckungen für den Boden oder die Pflanzen verwendet werden. Man kann
sie auch feinzerteilt auf den Boden ausstreuen.
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Zur Herstellung solcher Bodenverbesserungsmittzl, in denen die - filmbildenden,
hydmophnlen Stoffe als Träger zusätzlicher Mittel zum Bearbeitung und Behandlung
des Bodens dienen, geht man von Filmen, Streifen oder einem Zustand der feinen Vierteilung
der Gellulosematerialien aus. Die Verbindung zwischen Träger- und Hilfsstoff kann
in verschiedener Weise vorgenommen werden. - So erhält die Trägersubstanz einen
Überzug, der ein
Bindemittel enthält zur Festlegung des Hilfsstoffes
auf dem Träger. Das Bindemittel kann dabei selbst ein Bodenverbesserungs- oder -b:ehandlungsmittel
sein. Eb.ensogut kann man aber auch zuerst eine Vorbehandlung des Trägers mit dem
Bindemittel vornehmen, um anschließend den Hilfsstoff in feiner Verteilung oder
auch mit einer Flüssigkeit aufzubringen. Nach dem Trocknen haften dann die Teilchen
des Hilfsstoffes auf der Oberfläche des Trägers. So kann z. B. der filmbildende
Träger mit einem überzog etwa eines stickstoffhaltigen Bindemittels, das gleichzeitig
Düngemittel ist, wie Tierleim oder Casein, versehen werden, auf das dann z. B. als
Behandlungsmittel ;ein Insekticid aufgebracht wird.
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Wenn jedoch das hydrophile, filmbildende Material als Träger für einen
oder mehrere zusätzliche Wirkstoffe für die Bodenverbesserung dienen soll, imprägniert
man zweckmäßig den Träger im gequollenen oder Genzustand mit dem Behandlungsmittel.
Man stellt dazu den Träger von vornherein in Form einer Genhaut her, die dann mit
dem Blodeniverbesserungsmittel imprägniert wird, oder man weicht die vorher getrocknete
Genhaut aus hydrophilem Filmbildner in einer Quellflüssigkeit ein und imprägniert
das Material. Man erhält z. B. ein mit einem oder mehreren Bodenverbes;serungs-oder
-behandlungsmitteln imprägniertes, nasses Genhäutchen aus regenerierter Cellulose,
und zwar während seiner Herstellung, indem man es durch ein Bad leitet, das solche
Mittel enthält, und es danach trocknet. Das Häutchen wird hergestellt, indem man
Viscose-Cellulose durch eine geeignete Filmformvorrichtung in :ein Koagulier= und
Regenerierbad ausstößt und es dann in die normalen Nachbehandlungsbäder einschließlich
Auswaschen bringt. Es hat sich für vorliegenden Zweck als vorteil, haftererwiesen,
dem Häutchen keine Weichmacher einzuverleiben.
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Findet getrocknete regenerierte Cellulose als Träger Anwendung, so
wird das getrocknete Häutchen in Wasser oder verdünnter alkalischer Lösung, z. B.
5 % igier Lösung von NaOH, eingeweicht, bis die regenerierte Cell'ulose den höchstmöglichen
Schwellungsgrad erreicht hat. Darauf werden, die Cellulosegebilde, wie .Streifen,
Fasern oder Bahnen; nach Ausfällung des Alkalis mit einem oder mehreren Bodenbehandlungs-
oder -verbesserungsmitteln getränkt und anschließend getrocknet. Durch das Einweichen
beseitigt man im wesentlichen vorhandene Weichmacher aus den Streifen ;oder Fasern.
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Nach dem Trocknen der reg:en;erierten Cellulose werden die Bodenverbesserungsstoffe
in der geschrumpften, verfestigten Masse festgehalten.
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Das feinverteilte Bodenverbesserungsmittel nach der vorliegenden Erfindung
erhält man durch Vermahlen, Schnitzeln oder Zerschneiden von Filmmaterial, z. B.
hydrophilen Bahnen, Streifen oder Fasern, zu einer Masse aus entsprechenden, Teilchen:
bestehend, wobei Teilchengrößen, die durch ein 3- bis 2o-Maschen-Sieb geheai, erwünscht
sind.
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Bei seiner Anwendung kann das Bodenverb:esserungsmittel als Düngemittel
auf den Boden gestreut werden, so daß es als Nährstoff wirkt, Kranie#averkrustung
und Unkrautbildung verhindert. Es kann aber auch in den Boden hinein, und zwar einige
Zentimeter tiefer als der Pflugeingriff, gebracht werden. Die Verteilung kann vor
dem Anpflanzen, beim Säen, nach dem 'Säen, aber vor dem Durchbruch der Pflanzen
durch die Erde oder mit Erde vermischt um' die Wurzeln der heranwachsenden
Pflanze, Beinas Baumes od. dgl. erfolgen. Schließlich kann das filmbildende Material
als solches oder als Träger von Hilfsstoffen . mit geeigneten Flüssigkeiten auf
den Boden verspritzt werden, um dadurch einen zusammenhängenden Bodenabschnitt genau
voibestimmten Ausmaßes zu behandeln. Auf diese Weise läßt sich eine genaue Dosierung
erreichen, was bei Verwendung der bisher bekannten Behandlungsmittel nicht immer
möglich war.
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Versuche. haben ferner .ergeben, daß das erfindungsgemäß,e Bodenverbessenungsmittel
sich in seinem Einfloß auf die Ernteerträge allen anderen Mitteln überlegen zeigt.
Zum Beispiel erhält -man mehr Ähren, ein größeres Gesamtgewicht der Ähren und höhere
Ernten an Futtermitteln. Weiter erweist @es sich als auisgezeichrnetes Mittel zur
Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen Dürrdeeinflüsse, wie Beobachtungen bei Maisfeldern
ergeben haben.
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Der Einführung in die Praxis ist .der Umstand sehr förderlich, daß
das Mittel nach .der Erfindung einfach und verhältnismäßig billig herzustellen ist
und aus synthetischem, leicht @erhältlichem Material erzeugt werden kann.
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Wie erwähnt, können Filme oder Abfälle von regenerierter Gellulose
mit wäßrigeln Lösungen oder Dispersionen verschiedener Stoffe imprägniert werden.
Nach der Imprägnierung werden diese Stoffe getrocknet und dann. in kleine Stückchen
geschnitten oder in einer Hammermühle in entsprechender Weise zerkleinert. Vor der
Imprägnierung kann; der Film oder der Abfall in großen Bogen oder in kleineren Stücken,
z. B. in einer Größe von 911 X 911 cm, vorliegen. Das Material kann
auf eine solche Teilchengröße gebracht werden, daß es ein 3- bis 2o-Maschen-Sieb
passieren kann.
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Das Bodenverbesserungsmittel gemäß dieser Erfindung kann auf die Oberfläche
des Bodens wie ein Düngemittel gestreut werden. Gegebenenfalls können noch zusätzliche
Düngemittel verwendet werden. Ein derartiges Mittel, das im wesentlichen nicht den
Wert eines Düngemittels besitzt, kann m Mengen von 445o bis 22 25o kg/ha
angewendet werden. Werden z. B. derartige Stoffe in bestimmten Gewächshausversuchen
in Mengen von i 7 8oo kg/ha auf den, Boden in einem Gewächshaus aufgebracht, so
verringern sie den Feuchtigkeitsverlust des Bodens auf ungefähr 5 %. In großen Gewächshäusern
bedeutet dies eine merkliche Ersparnis an Wasser.
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Regenerierte Cellulose kann mit Stoffen imprägniert werden, die den
Wert von Düngemitteln besitzen, und die Verwendung solcher Bodenverbesserungsmitroel
wird den Ertrag des Bodens vom Zwei- auf das Vierfache erhöhen im Vergleich zur
bloßen
Zugabe des entsprechenden chemischen Düngemittels.
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Beispiel i Regenerierte Cellulose wird so behandelt, daß sie ungefähr
2,5% nutzbaren Stickstoffs zu liefern, vermag. Das Material wird in Stücke von 9,
i X 9, i cm geschnitten und in einen geeigneten Mischbehälter gebracht. Ein Harnstoff-Formaldehyd-Haxz
wird aus folgenden Stoffen dargestellt: 85,3 kg 37%iges Formalin, 29 kg Harnstoff,
o, 15 i kg Triäthanolamm.
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Dies wird in dem Mischer mit 4944 kg regenerierter Cellulose gemischt.
Nach der Reaktion und dem Durchmischen wird die' Masse bei ungefähr ioo° getrocknet.
Das getrocknete Material ist ganz bröckelig und wird leicht zerkleinert
oder in einer Hammermühle zermahlen zu einer Teilchengröße, welche durch
ein o,6-,cm-Maschoensieb hindurchgeht. Dieses Material kann auf den Borden in einer
Menge aufgebracht werden:, durch die die gewünslchte Menge an nutzbarem Stickstoff
pro Einheit der Bodenfläche zugeführt wird. Der Vorteil bei Verwendung eimies solchen
Materials besteht im Vergleich zu der bloßem, Zugabe einer äquivalenten Menge von
Ammoniumsalz zur Erzielung der gleichen, Menge ,an nutzbarem Stickstoff darin, daß
die Teilchen der regenerierten Cellulose den Feuchtigkeitsverlust sehr verringern
und ferner der nutzbare Stickstoff über einen ausgedehnten Zeitraum nur langsam
abgegeben wird. Beispiel 2 Ein. 10-5-5-Bodenverbesserungsmittel wird etwa in der
gleichen -Weise, wie im Beispiel i beschrieben, hergestellt. Ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz
wird gebildet aus r79,2 kg 37 %iges Formalin, io2kg Harnstoff,- o,453 kg
Triäthanolamiar Dies wurde dann in einen Werner-Pfleiderer-Mischer mit 43 kg Kaliumchlorid,
99,8 kg Superphosphat (24%); I70,1 kg regenerierter Gellulose (9, i X 9, i @cm)
eingeführt. Nach der Reaktion und dem Durchmischen wird die Masse bei ungefähr ioo°
getrocknet. Das getrocknete Material wird dann zu einer Teilchengröße zermahlen,
welche durch ein o,6-cm-Maschensieb hindurchgeht.
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Beispiel 3 _ Ein -io-5-5-Bodienverbesserungs- oder -behandlungsmittel
kann auch auf folgende Weise hergestellt werden. Etwa 3,9 kg Schnitzel regeherierter
Cellulose werden mit 51 einer Lösung, die felgende Salzmengen enthält, angefeuchtet:
o;64kg Ammoniumnitrat, 9,3 kg Monocalciumphosphat (CaH4(PO¢)2. H20), 0,435 kg Kaaliulnchlorid.
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Grob gerechnet -wird bei der Behandlung der regenierierten Cellulese
mit .einer wäßrigen Lösung der Salzmischung edereines Einzelsalzes etwa i,3 cmm
Lösung auf i mg Gelluloseschnitzel angewendet. Die feuchte regenerierte Gellulose
wird getrocknet und zur gewünrschten Teilchengröße für ein 3- bis 2o-Maschen-Sieb
zermahlen.
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Selbrständlich kann auch ein Bodenverbesserungsmittel hergestellt
werden, das nur eine Kaliumverbindung, die pflanzenaufnehmbares Kalium zu liefern
vermag, enthält, oder zur Lieferung von pflanzenaufnehmbarem Phosphat eine entsprechende
Phosphatverbigdung.
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Beispiel 4 -Ein Mittel., das 2,5% nutzbaren Stickstoffs enthält, wird
auf folgende Weise hergestellt. i i, i kg Film aus regenerierter Gellulose werden
in Blätter von. 9;1 X 9,1 cm geschnitten . und diese mit 14,q:1 einer Lösung, die
o,75 kg Ammoniumnitrat enthält, befeuchtet. Das getrocknete Material wird mittels
einer.- Hammermühle zu einer Teilchengröße, entsprechend einem 3- bis 2o-Maschen-Sieb,
zerkleinert.
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Weitere Vergleichsversuche lieferten die nachstehenden Ergebnisse:
I. Es wurde z. B. Roggen gepflanzt, und, zwar in Behältern von 41 Inhalt. In einem
Fall wurde der Roggen in Erde gepflanzt. In einem zweiten Behälter wurden Teilchen
regenerierter Cellulose, die 2,50/0 nutzbaren Stickstoffs enthielten, zur Behandlung
verwendet. In einem dritten Behälter wurde ein Mischdüngemittel (i o- i o- i o)_
verwendet, das ebenfalls einen Gehalt von 2,50/0 nutzbaren Stickstoffs aufwies.
Nach 3 Monaten betrugen die Gewichte (Relativwerte) nach dem Schneiden und Trocknen
i,o nicht behandelt, . -3,8 mit imprägnierter regenerierter Cellulose (2,50/0
Stickstöff) behandelt, 1,3 mit Mischdüngemittel behandelt.
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II. In einem weiteren beispielsweisen Versuch wurden Geranium-Pflanzen
gepflanzt und 2 Monate lang gezogen. Die Exemplare, die in Erde wuchsen, entwickelten
sich zu einer Höhe von nur i 9 cm, während jene in .einer Erde, auf die eine 1,25
cm starke Schicht von Teilchen regenerierter Cellulose mit einem Düngemittelwert
von 1-2-1 aufgetragen war, zu einer Höhe von 34,3 cm wuchsen. Die Pflanzen die in
Erde wuchsen, die mit Teilchenregenerierter Cellulose behandelt wurden, waren nicht
nur in ihrem Wuchs höher, sondern auch außerordentlich buschig im Vergleich zu den
in unbehandeltem Boden gewachsenen Exemplaren. -