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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Nitrifikationshemmer nach Anspruch
1 sowie diesen enthaltende Bodenverbesserungsmittel nach Anspruch 2
und den Nitrifikationshemmer enthaltende Düngemittel nach Anspruch 4,
die die Nitrifikation von Erdboden hemmen können.
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Die
Oxidationsreaktion von Ammoniak, Nitrifikation genannt, welche durch
die Einwirkung von Boden-Mikroorganismen verursacht wird, führt zu einer
erheblichen Minderung an Stickstoffdüngemitteln, die in der landwirtschaftlichen
und Gartenbauproduktion eingesetzt werden, und ferner zur Verunreinigung
von Bodenumgebung. Um eine Nitrifikation des Bodens zu hemmen, wurden
bisher hauptsächlich
solche synthetischen Chemikalien wie Nitrapyrin (2-Chloro-6-trichloromethylpyridin)
und Dicyandiamid eingesetzt (vgl. beispielsweise die
offengelegte Japanische Patentanmeldung
H11-278973A (1999)).
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Unter
den synthetischen Chemikalien ist Nitrapyrin so stark flüchtig und
zum größten Teil
bei Bodentemperaturen von mehr als 20°C unwirksam, dass es deshalb
nur eine begrenzte Verwendung in bestimmten Produktionssystemen,
wie dem Wintergetreide in Nordamerika, findet.
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Andererseits
ist Dicyandiamid bei höheren Temperaturen
verglichen mit Nitrapyrin wirksam, aber es kann sich nicht an den
Boden binden, weshalb es für
ein Auswaschen von dem Anwendungsort anfällig ist, weshalb seine Wirksamkeit
unter Feldbedingungen begrenzt ist; ferner muss Dicyandiamid in sehr
hohen Konzentrationen (etwa 30 % des Düngers Gew./Gew.) angewendet
werden und es ist in seiner Verwendung in der praktischen Landwirtschaft kostspielig,
weshalb es nicht weit angenommen wird. Vor diesem Hintergrund wird
die Entwicklung von wirtschaftlicher Nitrifikationshemmung erstrebt,
die in dem weiten Bereich von tropischer bis zu gemäßigter Zone
einsetzbar ist.
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Um
die Nitrifikation des Bodens für
Landwirtschaft und Gartenbau zu hemmen, wurden bisher die obengenannten
synthetischen Chemikalien eingesetzt, aber jede von ihnen hat ihren
eigenen Nachteil und es gibt auch Probleme dadurch, dass ihre anwendbaren
Bereiche und Zielanbaupflanzen begrenzt sind.
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Vor
diesem Hintergrund wurde bisher kein wirtschaftlicher Nitrifikationshemmer
erhalten, der in weiten Bereichen von tropischen bis zu gemäßigten Zonen
anwendbar ist.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in Bezug auf die obengenannten
Probleme einen Nitrifikationshemmer sowie ein diesen enthaltendes Bodenverbesserungsmittel
und ein den Nitrifikationshemmer enthaltendes Düngemittel zu schaffen, die
in weiten Bereichen von tropischen bis zu gemäßigten Zonen anwendbar sind
und die leicht aus Stoffen natürlichen
Ursprungs erhalten werden können.
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Die
vorliegenden Erfinder haben sich selbst die Aufgabe gestellt, nach
nitrifikationshemmenden Substanzen pflanzlichen Ursprungs zu suchen;
unter verschiedenen phenolischen Verbindungen, abgesondert aus Pflanzenwurzeln,
als das Hauptziel und als Ergebnis kamen sie zu der vorliegenden
Erfindung durch Bestätigen,
dass Juglon (5-Hydroxy-1,4-naphtochinon) einen ausgezeichneten nitrifikationshemmenden
Effekt herbeiführen
kann.
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Die
obengenannte Aufgabe wird durch den Nitrifikationshemmer nach Anspruch
1, das Bodenverbesserungsmittel nach Anspruch 2 sowie das Düngemittel
nach Anspruch 4 gelöst.
Der Nitrifikationshemmer enthält
Juglon als Hauptbestandteil, um die Nitrifikation von Boden zu hemmen.
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Gemäß der obengenannten
Gestaltung kann ein Nitrifikationshemmer, um eine Nitrifikation
des Bodens zu verhindern, durch das Verwenden von Juglon, das preisgünstig durch
eine Extraktion aus derartigen Teilen, wie Keimschalen, Baumrinden, Blättern und
Wurzeln verschiedener Bäume
der Walnussfamilie sowie in erster Linie dem Walnussbaum selbst,
erhalten werden kann, mit geringen Kosten angeboten werden. Da der
Nitrifikationshemmer der vorliegenden Erfindung nicht flüchtiges
und chemisch stabiles Juglon als den Hauptbestandteil enthält, kann
er in weiteren Bereichen als die herkömmlichen nitrifikationshemmenden
Substanzen angewendet werden und für lange Zeit die nitrifikationshemmende
Wirkung, ähnlich
oder besser als die der herkömmlichen
nitrifikationshemmenden Substanzen, aufrecht erhalten.
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Das
Bodenverbesserungsmittel gemäß der vorliegenden
Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Stickstoffdüngemittel
wie Harnstoff, das einen Nitrifikationshemmer bestehend aus Juglon,
vorzugsweise in einer Menge in dem Bereich von 20 bis 50 Gew.-%, enthält.
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Gemäß der obengenannten
Gestaltung kann ein einen Nitrifikationshemmer enthaltendes Bodenverbesserungsmittel
durch das Verwenden von Juglon, das preisgünstig durch Extraktion aus
derartigen Teilen wie Keimschalen, Baumrinden, Blättern und
Wurzeln verschiedener Bäume
der Walnussfamilie, in erster Linie enthaltend den Walnussbaum selbst,
erhalten werden kann, kostengünstig
angeboten werden. Da das Bodenverbesserungsmittel gemäß der vorliegenden
Erfindung den Nitrifikationshemmer bestehend aus nicht flüchtigem
und chemisch stabilem Juglon enthält, kann er in weiten Bereichen
angewendet werden und für
lange Zeit die Nitrifikation von stickstoffhaltigen Substanzen hemmen und
dadurch der Verschlechterung von Bodenumgebung vorbeugen.
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Das
Stickstoffdüngemittel
(wie Harnstoff) gemäß der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen Nitrifikationshemmer
bestehend aus Juglon, vorzugsweise in einer Menge im Bereich von
20 bis 50 Gew.-%, enthält.
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Gemäß der obengenannten
Gestaltung kann ein einen Nitrifikationshemmer enthaltendes Düngemittel
durch das Verwenden von Juglon, das preisgünstig durch Extraktion von
derartigen Teilen wie Keimschalen, Baumrinden, Blättern und
Wurzeln verschiedener Bäume
der Walnussfamilie, in erster Linie enthaltend den Walnussbaum selbst,
erhalten werden kann, kostengünstig
angeboten werden. Da das Düngemittel
der vorliegenden Erfindung den Nitrifikationshemmer bestehend aus
nicht flüchtigem
und chemisch stabilem Juglon enthält, kann es in weiten Bereichen
angewendet werden, und für
lange Zeit die Nitrifikation von stickstoffhaltigen Substanzen hemmen
und dadurch Düngemittel
einsparen sowie der Verschlechterung von Bodenumgebung vorbeugen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann der Nitrifikationshemmer, der die wirksamen stickstoffhaltigen
Substanzen im Boden erhält
und einer Verschlechterung von Bodenumgebung vorbeugt, kostengünstig erhalten
werden, und auch das Düngemittel
oder das Bodenverbesserungsmittel, das diesen Nitrifikationshemmer
enthält,
kann erhalten werden.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
und den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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1 ist
eine Tabelle, die eine 50 %ig hemmende Konzentration von Juglon
des Beispiels 1 und von phenolischen Substanzen der Vergleichsbeispiele
1–9 zeigt.
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2 ist
eine Tabelle, die eine 50 %ig hemmende Konzentration von Juglon
des Beispiels 1 und von Substanzen der Vergleichsbeispiele 10–13 zeigt.
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3 ist
eine Tabelle, die die Messergebnisse der Nitratkonzentration nach
30 und 60 Tagen für die
Düngemittel
der Beispiele 2 und 3 und der Vergleichsbeispiele 16 und 17 zeigt.
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Die
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden im Detail mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen erklärt.
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Zuerst
wird eine Erläuterung
des Nitrifikationshemmers der vorliegenden Erfindung gegeben.
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Der
Nitrifikationshemmer der vorliegenden Erfindung enthält als den
Hauptbestandteil Juglon (5-Hydroxy-1,4-naphtochinon), eine phenolische
Verbindung, und hat eine Funktion, eine Nitrifikation als die Oxidationsreaktion
von Ammoniak im Boden zu hemmen.
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Die
chemische Struktur von Juglon ist als chemische Formel (1) unten
gezeigt.
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In
Bezug auf den obengenannten Nitrifikationshemmer ist Juglon eine
Verbindung, die aus solchen Teilen wie Keimschalen, Baumrinden,
Blättern und
Wurzeln verschiedener Bäume
der Walnussfamilie, in erster Linie enthaltend den Walnussbaum selbst,
extrahierbar ist und kostengünstig
erhalten werden kann. Ferner kann Juglon durch bekannte Verfahren
chemischer Synthese mit 1,5-Dihydroxynaphtalen
oder Ähnlichem
als Ausgangssubstanz hergestellt werden.
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In
Bezug auf den Nitrifikationshemmer der vorliegenden Erfindung hemmt
Juglon in der Untersuchung stark eine Nitrifikation unter Verwendung
eines Nitrifikationsbakteriums (Nitrosomonas europaea), das eine
Nitrifikationsfunktion hat, sowie auch in Bodenuntersuchungen. Diese
nitrifikationshemmende Funktion zeigt eine gleiche oder bessere
Wirkung verglichen mit den herkömmlichen
nitrifikationshemmenden Substanzen.
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In
Bezug auf den Nitrifikationshemmer der vorliegenden Erfindung ist
Juglon nicht flüchtig
und chemisch stabil. Daher kann der Nitrifikationshemmer der vorliegenden
Erfindung in weiteren Bereichen angewendet werden als die herkömmlichen
nitrifikationshemmenden Substanzen, beispielsweise in dem weiten
Bereich von tropischen bis zu gemäßigten Zonen. Auch wenn der Nitrifikationshemmer
der vorliegenden Erfindung aufgesprüht oder dem Boden beigemischt
wird, kann er für
eine lange Zeit die nitrifikationshemmende Funktion in dem Boden
aufrecht erhalten.
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In
Bezug auf den Nitrifikationshemmer der vorliegenden Erfindung wird
Juglon verbreitet als Farbmittel, Farbstoff oder Ähnliches
verwendet und aufgrund seiner geringen Toxizität in dem gewöhnlich verwendeten
Maß (Datenbank
RTECS Online, RTECS Nr. QJ5775000, Zusammenfassung (Dezember 2000))
ist seine Sicherheit außerordentlich hoch.
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Als
Nächstes
wird eine Erläuterung
eines Bodenverbesserungsmittels der vorliegenden Erfindung gegeben.
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Ein
Bodenverbesserungsmittel der vorliegenden Erfindung ist derart gestaltet,
dass es einen aus Juglon bestehenden Nitrifikationshemmer enthält. Das
Bodenverbesserungsmittel der vorliegenden Erfindung kann derart
gestaltet sein, dass es zusätzlich
zu einem Nitrifikationshemmer ein solches anorganisches Material
wie Kalk und solche düngende
Erde wie Schwarzerde enthält.
Ferner kann als ein Bodenverbesserungsmittel für den Gartenbau eine Düngemittel
enthaltende Topferde hergestellt werden. Der bevorzugte Gehalt an
Nitrifikationshemmer der vorliegenden Erfindung, der einem Bodenverbesserungsmittel
zugesetzt wird, beträgt
etwa 20 bis 50 Gew.-ppm bzw. ppm bezogen auf das Gewicht. Da 50
Gew.-ppm als Gehalt an Nitrifikationshemmer für eine Nitrifikationshemmung
ausreichend sind, ist keine weitere Zugabe notwendig. Andererseits
ist es nicht bevorzugt, wenn der Gehalt an Nitrifikationshemmer
20 Gew.-ppm oder weniger beträgt,
weil die nitrifikationshemmende Wirkung dann gering ist.
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Weil
das Bodenverbesserungsmittel der vorliegenden Erfindung einen Nitrifikationshemmer
bestehend aus nicht flüchtigem
und chemisch stabilem Juglon enthält, kann eine Nitrifikation
stickstoffhaltiger Substanzen gehemmt und deshalb der Verschlechterung
von Bodenumgebung für
eine lange Zeit vorgebeugt werden. Ferner kann Juglon, das für einen
Nitrifikationshemmer verwendet wird, preisgünstig erhalten werden. Deshalb
kann das Bodenverbesserungsmittel, das den Nitrifikationshemmer der
vorliegenden Erfindung enthält,
kostengünstig hergestellt
werden.
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Als
Nächstes
wird eine Erläuterung
eines Düngemittels
der vorliegenden Erfindung gegeben.
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Ein
Düngemittel
der vorliegenden Erfindung ist derart gestaltet, dass es neben einem
Düngemittel selbst
einen Nitrifikationshemmer bestehend aus Juglon enthält.
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Hierbei
können
als ein Düngemittel
anorganische oder organische Düngemittel
genannt werden, wie auch ihre Mischungen. Als solche anorganische
Düngemittel
können
solche stickstoffhaltigen Düngemittel
wie Harnstoff, Ammoniumsulfat und Ammoniumchlorid, solche Phosphatdüngemittel
wie Calciumperphosphat und solche Kaliumdüngemittel wie Kaliumsulfat
und Kaliumchlorid verwendet werden. Auch können als organische Düngemittel
Knochenmehl, Kompost und andere eingesetzt werden. Der bevorzugte
Gehalt an einem Nitrifikationshemmer der vorliegenden Erfindung,
der einem Düngemittel zugesetzt
wird, liegt bei etwa 20 bis 50 Gew.-ppm. Da 50 Gew.-ppm als Gehalt
an einem Nitrifikationshemmer für
eine Nitrifikationshemmung ausreichend sind, ist keine weitere Zugabe
notwendig. Andererseits ist es nicht bevorzugt, wenn der Gehalt
an einem Nitrifikationshemmer 20 Gew.-ppm oder weniger beträgt, weil
die nitrifikationshemmende Wirkung dann gering ist.
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Da
das Düngemittel
der vorliegenden Erfindung einen Nitrifikationshemmer bestehend
aus nicht flüchtigem
und chemisch stabilem Juglon zusammen mit Düngemittelkomponenten enthält, kann
eine Nitrifikation stickstoffhaltiger Substanzen gehemmt und deshalb
Düngemittel
eingespart und der Verschlechterung von Bodenumgebung für eine lange
Zeit vorgebeugt werden. Ferner kann Juglon, das für einen Nitrifikationshemmer
verwendet wird, preisgünstig erhalten
werden. Deshalb kann das Düngemittel,
das den Nitrifikationshemmer der vorliegenden Erfindung enthält, kostengünstig hergestellt
werden.
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Beispiel 1
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Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die Beispiele ausführlicher
erklärt.
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Als
ein Nitrifikationshemmer des Beispiels 1 wurde handelsübliches
Juglon, eine phenolische Substanz, bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 1
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Als
Vergleichsbeispiel 1 wurde die handelsübliche o-Cumarsäure, eine
phenolische Substanz wie Juglon, bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 2
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Als
Vergleichsbeispiel 2 wurde das handelsübliche Pyrogallol, eine phenolische
Substanz wie Juglon, bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 3
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Als
Vergleichsbeispiel 3 wurde das handelsübliche Hydrochinon, eine phenolische
Substanz wie Juglon, bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 4
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Als
Vergleichsbeispiel 4 wurde das handelsübliche Quercetin, eine phenolische
Substanz wie Juglon, bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 5
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Als
Vergleichsbeispiel 5 wurde das handelsübliche Resveratrol, eine phenolische
Substanz wie Juglon, bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 6
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Als
Vergleichsbeispiel 6 wurde das handelsübliche Catechol, eine phenolische
Substanz wie Juglon, bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 7
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Als
Vergleichsbeispiel 7 wurde die handelsübliche Ferulasäure, eine
phenolische Substanz wie Juglon, bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 8
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Als
Vergleichsbeispiel 8 wurde die handelsübliche Kaffeesäure, eine
phenolische Substanz wie Juglon, bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 9
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Als
Vergleichsbeispiel 9 wurde das handelsübliche Baicalein, eine phenolische
Substanz wie Juglon, bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 10
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Als
Vergleichsbeispiel 10 wurden handelsübliche Catechin, Sinapinsäure, Gallussäure, Salicylsäure, Zimtsäure, 3-Phenylpropionsäure, Anissäure, Phtalsäure, Vanillinsäure, Ascorbinsäure und
Ellagsäure
bereit gestellt.
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Vergleichsbeispiel 11
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Als
Vergleichsbeispiel 11 wurden handelsübliche Chinasäure, Syringasäure und
Stilben bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 12
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Als
Vergleichsbeispiel 12 wurden handelsübliche Daidzein, p-Hydroxybenzoesäure, Chlorogensäure, Gentisinsäure, Protocatechusäure, Kumarin, Benzoesäure, Fumarsäure und
Isovanillinsäure
bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 13
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Als
Vergleichsbeispiel 13 wurden handelsübliches Genistein, Vanillin,
Phloroglucin, Orcinol und Resorcinol bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 14
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Als
Vergleichsbeispiel 14 wurde das handelsübliche Nitrapyrin, ein Nitrifikationshemmer
bestehend aus einer herkömmlichen
synthetischen Chemikalie, bereitgestellt.
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Vergleichsbeispiel 15
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Als
Vergleichsbeispiel 15 wurde das handelsübliche Dicyandiamid, ein Nitrifikationshemmer bestehend
aus einer herkömmlichen
synthetischen Chemikalie, bereitgestellt.
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Als
Nächstes
wird eine Erläuterung
der nitrifikationshemmenden Funktion von Juglon des obengenannten
Beispiels 1, der phenolischen Substanzen der Vergleichsbeispiele
1–9, der
Verbindungen der Vergleichsbeispiele 10–13 und der Nitrifikationshemmer
der Vergleichsbeispiele 14 und 15 gegeben.
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Die
Beobachtung wurde in-vitro unter Verwendung von Nitrifikationsbakterien
durchgeführt. Zuerst
wird eine Erläuterung
der Herstellung einer Suspension der Nitrifikationsbakterien, die
für die
Beobachtung eingesetzt wurden, gegeben.
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Die
Nitrifikationsbakterien (Nitrosomonas europaea IF014298.
Vgl. lizumi und zwei weitere, Appl. Environment. Microbiol., Bd.
64, S. 3656–3662, 1998;
Plant and Soil, Bd. 288, S. 101–112,
2006) mit einem Luciferase-Gen bakteriellen Ursprungs (luxAB),
welches darin eingeführt
wird, wurden aerob bei 30°C
für 7 bis
9 Tage in P-Kulturmedium, welches 25 mg/1000 cm3 Kanamycin
enthielt, kultiviert und nach Waschen in frischem P-Kulturmedium
suspendiert, wodurch die Nitrifikationsbakterien-Suspension hergestellt
wurde. Diese Nitrifikationsbakterien-Suspension wurde vor dem Versuch für 30 Minuten
oder länger
an einem dunklen Ort aufbewahrt.
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Die
Zusammensetzung des P-Kulturmediums besteht aus 2,5 g (NH4)2SO4,
0,7 g KH2PO4, 13,5 g
Na2HPO4, 0,5 g NaHCO3, 100 mg MgSO4-7H2O, 5 mg CaCl2-2H2O, 1 mg Fe–EDTA und 1000 cm3 Wasser
und sein pH-Wert betrug 8,0.
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Nachdem
die wässrige
Lösung
der Nitrifikationsbakterien-Suspension, welche aus 0,25 cm3 der Nitrifikationsbakterien-Suspension
und 0,2 cm3 Wasser besteht, mit 0,01 cm3 der Probenlösung jedes Beispiels und Vergleichsbeispiels,
in-vitro vermischt wurde, wurde die Nitrifikationsfunktion durch
Messen der biologischen Lumineszenz, welche die Nitrifikationsreaktion
begleitet, nach der Inkubation mit der Probenlösung bei 15°C für 30 Minuten unter Verwendung
eines Luminometers (Turner Designs, TD20/20), ausgewertet. Die biologische
Lumineszenz, die die Nitrifikationsreaktion begleitet, nahm ab,
wenn eine Probenlösung
jedes Beispiels und Vergleichsbeispiels nitrifikationshemmende Substanzen enthielt.
Deshalb wurde die Lumineszenz des Falls, in dem eine Probenlösung jedes
Beispiels und Vergleichsbeispiels der wässrigen Lösung der Nitrifikationsbakterien-Suspension
hinzugefügt
wurde geteilt durch die Lumineszenz des Falls der wässrigen
Bakteriensuspension ohne Hinzufügung
einer Probenlösung
jedes Beispiels und Vergleichsbeispiels, als nitrifikationshemmendes
Verhältnis
definiert.
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Die
obengenannte Beobachtung wurde für die
Probenlösungen
des Beispiels 1 und der Vergleichsbeispiele 1–13 durch Verändern der
Probenlösungskonzentration
durchgeführt.
Als Nächstes
wurde von dem Ergebnis der Beobachtung die Konzentrationsabhängigkeit
des nitrifikationshemmenden Verhältnisses
untersucht und von dem Ergebnis wurde eine Berechnung der Konzentration
durchgeführt, bei
der das nitrifikationshemmende Verhältnis jeder der phenolischen
Verbindungen 50 % wurde (im folgenden richtig als 50 %ig hemmende
Konzentration definiert).
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1 ist
eine Tabelle, die die 50 %ig hemmenden Konzentrationen von Juglon
des Beispiels 1 und von den phenolischen Substanzen der Vergleichsbeispiele
1–9 zeigt.
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Wie
aus 1 ersichtlich ist wird beobachtet, dass die 50
%ig hemmende Konzentration von Juglon des Beispiels 1 0,03 ppm beträgt.
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Im
Gegensatz zu Juglon des Beispiels 1 wird beobachtet, dass die 50
%ig hemmenden Konzentrationen der phenolischen Verbindungen der
Vergleichsbeispiele 1–9
allesamt 1,4 ppm oder mehr betragen.
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2 ist
eine Tabelle, die die 50 %ig hemmenden Konzentrationen von Juglon
des Beispiels 1 und der Substanzen der Vergleichsbeispiele 10–13 zeigt.
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Wie
aus 2 hervorgeht wird beobachtet, dass die 50 %ig
hemmenden Konzentrationen der Verbindung des Vergleichsbeipiels
10 500 ppm oder mehr betragen, weshalb die nitrifikationshemmende Funktion
schwach ist. Es wird beobachtet, dass die Verbindung des Vergleichsbeispiels
11 keine nitrifikationshemmende Wirkung gezeigt hat. Es wird beobachtet,
dass die Verbindung des Vergleichsbeispiels 12 die Nitrifikation
beschleunigt hat. Es wird beobachtet, dass die Verbindung des Vergleichsbeispiels 13
die Nitrifikation noch mehr beschleunigt hat als die Verbindung
des Vergleichsbeispiels 12.
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Durch
das Obengenannte kann bestätigt werden,
dass von Juglon des Beispiels 1, den phenolischen Verbindungen der
Vergleichsbeispiele 1–9 und
den Verbindungen der Vergleichsbeispiele 10–13 Juglon die stärkste nitrifikationshemmende Funktion
gezeigt hat.
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Als
Nächstes
wurde die Konzentrationsabhängigkeit
des nitrifikationshemmenden Verhältnisses
von Juglon des Beispiels 1 weiter untersucht und aus dem Ergebnis
die Konzentration berechnet, bei der das nitrifikationshemmende
Verhältnis
80 % wurde (nachfolgend richtig als 80 %ig hemmende Konzentration
genannt). Als das Ergebnis der Berechnung war die 80 %ig hemmende
Konzentration von Juglon des Beispiels 1 0,08 ppm.
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Andererseits
betrugen die 80 %ig hemmenden Konzentrationen 4 ppm für Nitrapyrin
des Vergleichsbeispiels 14 und 185 ppm für Dicyanodiamid des Vergleichsbeispiels
15.
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Aus
dem Obengenannten wird beobachtet, dass die 80 %ig hemmenden Konzentrationen
des Nitrifikationshemmers des Beispiels 1 bei weitem deutlich geringer
waren als bei Nitrapyrin des Vergleichsbeispiels 14 und bei Dicyanodiamid
des Vergleichsbeispiels 15, um eine ausreichende nitrifikationshemmende
Funktion zu erzielen. Es ist ein neues Ergebnis, dass der Nitrifikationsreaktion
von Nitrifikationsbakterien durch Juglon des Beispiels 1 vorgebeugt
wird.
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Wie
oben beschrieben wird beobachtet, dass der Nitrifikationshemmer
des Beispiels 1 eine größere nitrifikationshemmende
Wirkung hat als Nitrapyrin oder Dicyanodiamid der Vergleichsbeispiele
14 und 15 als die Nitrifikationshemmer bestehend aus herkömmlichen
synthetischen Chemikalien. Auch kann der Nitrifikationshemmer des
Beispiels 1 kostengünstig
hergestellt werden, weil er aus Juglon besteht, das preisgünstig erhalten
werden kann.
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Beispiel 2
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Als
Beispiel 2 wurde eine Zusammensetzung eines Düngemittels hergestellt, die
aus Ammoniumsulfat als eine düngende
Komponente, Juglon als ein Nitrifikationshemmer und Schwarzerde
bestand.
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Die
Schwarzerde wurde in 0–15
cm Tiefe aus dem Oberflächenerdreich
des Testbauernhofs des Japan International Research Center for Agricultural Sciences
in Yawatadai, Tsukuba City, Ibaraki, Japan, entnommen und war zusammengesetzt
aus 54,8 % Lehm, 26,3 % Schlick und 18,9 % Sand und sein Gesamtkohlenstoffgehalt
betrug 30 g/kg und der Gesamtstickstoffgehalt betrug 2,64 g/kg.
Diese Schwarzerde wurde luftgetrocknet und unter Verwendung eines
Siebes von 2 mm homogenisiert, um trockene Schwarzerde zu erhalten
(nachstehend richtig als trockene Erde bezeichnet).
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Das
Düngemittel
des Beispiels 2 wurde durch das homogene Vermischen von 200 ppmN
(N bedeutet hier Stickstoff) Ammoniumsulfat an zugegebenem Stickstoff
pro trockener Erde und 10 ppm Juglon pro trockener Erde unter Verwendung
eines Mörsers
hergestellt.
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Beispiel 3
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Das
Düngemittel
des Beispiels 3 wurde auf ähnliche
Weise hergestellt wie Beispiel 2 mit der Ausnahme, dass mit trockener
Erde 100 ppm an zugegebener Menge Juglon pro trockener Erde vermischt wurden.
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Vergleichsbeispiel 16
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Das
Düngemittel
des Vergleichsbeispiels 16 wurde auf ähnliche Weise hergestellt wie
Beispiel 2 mit der Ausnahme, dass kein Nitrifikationshemmer zugesetzt
wurde.
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Vergleichsbeispiel 17
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Das
Düngemittel
des Vergleichsbeispiels 17 wurde auf ähnliche Weise hergestellt wie
Beispiel 2 mit der Ausnahme, dass mit trockener Erde 4,5 ppm an
zugegebener Menge Nitrapyrin pro trockener Erde vermischt wurden.
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Als
Nächstes
wurde die nitrifikationshemmende Wirkung von den Düngemitteln
der Beispiele 2 und 3 und der Vergleichsbeispiele 16 und 17 gemessen.
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Für die Messungen
wurden die Düngemittel der
Beispiele 2 und 3 und der Vergleichsbeispiele 16 und 17 in Glasgefäße gefüllt, Deckel
aus Harzfolie, z. B. aus Parafilm (Markenname), mit offenen Nadellöchern wurden
aufgefügt
bzw. aufgelegt und die Gefäße wurden
in einen temperatur- und feuchtigkeitsgeregelten Inkubator gestellt.
Der Inkubator war auf eine Temperatur von 20°C und auf eine Wassersättigung
in dem Raum zwischen den Böden
der Düngemittel
von 60 % geregelt.
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Nach
einer bestimmten Zeit wurden 2 g des Düngemittels entnommen, 20 cm3 an 2 M (Mol/1000 cm3)
Kaliumchlorid wurden hinzugefügt,
es wurde 2 Stunden geschüttelt,
Salpetersäure
aus dem Düngemittel
wurde extrahiert und es wurde filtriert. Die Nitrationen, die in
diesem Filtrat enthalten waren, wurden quantitativ unter Verwendung
der automatischen Ionenanalysevorrichtung (Grant + Luebbe, Typ Nr. AAII)
gemessen.
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3 ist
eine Tabelle, die die Messergebnisse der Nitratkonzentration nach
30 Tagen und 60 Tagen für
die Düngemittel
der Beispiele 2 und 3 und der Vergleichsbeispiele 16 und 17 zeigt.
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Wie
aus 3 ersichtlich ist, betrugen die Nitratkonzentrationen
für das
Düngemittel
des Beispiels 2 nach 30 Tagen bzw. 60 Tagen 29,3 ppmN bzw. 134,9
ppmN.
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Die
Nitratkonzentrationen für
das Düngemittel
des Beispiels 3 betrugen nach 30 Tagen bzw. 60 Tagen 12,3 ppmN bzw.
17,5 ppmN.
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Andererseits
betrugen die Nitratkonzentrationen in dem Fall des Düngemittels
ohne die Zugabe eines Nitrifikationshemmers des Vergleichsbeispiels 16
nach 30 Tagen bzw. 60 Tagen 53,9 ppmN bzw. 208,5 ppmN. Diese Nitratkonzentration
nach 30 Tagen des Vergleichsbeispiels 16 ist etwa doppelt so hoch
oder höher
als die Nitratkonzentrationen für
die Düngemittel,
die einen Nitrifikationshemmer der Beispiele 2 und 3 enthalten.
Ferner war die Nitratkonzentration nach 60 Tagen des Vergleichsbeispiels
14 etwa viermal so hoch wie nach 30 Tagen.
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In
dem Fall des Düngemittels
des Vergleichsbeispiels 17 betrugen die Nitratkonzentrationen nach 30
Tagen bzw. 60 Tagen 23,1 ppmN bzw. 53,2 ppmN.
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Aus
dem Obengenannten wird deutlich, dass das Düngemittel, das Juglon der Beispiele
2 und 3 enthält,
eine Nitrifikation wirkungsvoll in dem Boden hemmt und seine Wirkung
dem Düngemittel
gleicht, das Nitrapyrin des Vergleichsbeispiels 17 enthält.
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Wie
oben erwähnt
wurde beobachtet, dass das Düngemittel
der Beispiele 2 und 3 eine Nitrifikation wirkungsvoll hemmt und
seine nitrifikationshemmende Wirkung dem Düngemittel gleicht, das Nitrapyrin
als herkömmlichen
Nitrifikationshemmer enthält.
Auch weil das Düngemittel
der Beispiele 2 und 3 Juglon enthält, das als ein Nitrifikationshemmer preisgünstig erhalten
werden kann, kann das Düngemittel
der Beispiele 2 und 3 kostengünstig
hergestellt werden. Weiterhin hat das Düngemittel der Beispiele 2 und
3 eine nitrifikationshemmende Wirkung, die etwa dem Düngemittel
gleicht, das einen herkömmlichen
Nitrifikationshemmer enthält,
und kann für
eine lange Zeit seine nitrifikationshemmende Wirkung aufrecht erhalten,
da das Düngemittel
der Beispiele 2 und 3 nicht flüchtiges
und chemisch stabiles Juglon als einen Nitrifikationshemmer enthält.
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Die
vorliegende Erfindung ist in keiner Weise nur auf die oben beschriebenen
Ausführungsbeispiele
begrenzt, auch sachgerechte Abweichungen sind innerhalb des Bereichs
der vorliegenden Erfindung möglich,
die in den Ansprüchen
bestimmt wird, und es ist unnötig
zu sagen, dass diese ebenfalls von dem Bereich der vorliegenden
Erfindung umfasst sind. Beispielsweise können die Zusammensetzungen
von Bodenverbesserungsmitteln und Düngemitteln, die den Nitrifikationshemmer
der vorliegenden Erfindung enthalten, gut an landwirtschaftliche
Produkte und Blumen, die angebaut werden, angepasst werden und es
ist unnötig
zu sagen, dass es nicht auf die obengenannten Beispiele begrenzt
ist.