DE102014003036A1

DE102014003036A1 - Fertilizer

Info

Publication number: DE102014003036A1
Application number: DE102014003036.9A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Klose; Georg Dohmen
Original assignee: Gedor Recycling & Rohstoffhandel GmbH; KLOSE GmbH
Current assignee: Gedor Recycling & Rohstoffhandel GmbH; KLOSE GmbH
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2015-09-24

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Langzeitdünger, der aus einer organischen porösen, quellfähigen Biomassestruktur aus Zellulose, Hemizellulose und/oder einem Ligninstoff oder Derivaten davon besteht und der mit wenigstens einer mineralischen Nährstoffzusammensetzung, die gelöste Stickstoff- und/oder Phosphor- und/oder Kaliumverbindungen enthält, behandelt worden ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zur Verbesserung der Bioverfügbarkeit von Nährstoffen für Pflanzen.The invention relates to a slow-release fertilizer consisting of an organic porous, swellable biomass structure of cellulose, hemicellulose and / or a lignin substance or derivatives thereof and containing at least one mineral nutrient composition containing dissolved nitrogen and / or phosphorus and / or potassium compounds, has been treated. The invention further relates to a method for improving the bioavailability of nutrients for plants.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Langzeitdünger sowie ein Verfahren zur Erhöhung der Bioverfügbarkeit von Nährstoffen für Pflanzen.The present invention relates to a slow-release fertilizer and a method for increasing the bioavailability of nutrients for plants.

Um die Wirkung von Düngemitteln für Pflanzen zu verbessern, sind Bodenverbesserungsmittel oder Langzeitdünger bekannt, die eine längere Wirksamkeit als herkömmliche Dünger aufweisen. Viele der herkömmlichen Düngemittel enthalten lösliche Düngersalze, die zwar eine gute Pflanzenverfügbarkeit besitzen, jedoch leicht, beispielsweise durch Witterungseinflüsse, ausgewaschen werden. Die Auswaschungsverluste solcher Düngersalze senken nicht nur den für die Pflanze zur Verfügung stehenden Anteil der Düngergabe, sondern stellen auch eine Gefährdung des Trinkwassers dar, was beispielsweise für die Nitrate nachgewiesen wurde. Da eine Auswaschung die Nährstoffeffizienz eines Düngers vermindert, entstehen beachtliche ökonomische und ökologische Nachteile, da der Dünger entweder in höherer Dosierung, als es dem Pflanzenentzug entspricht, oder aber mehrmalig ausgebracht werden muss. Um diesen landwirtschaftlichen, gartenbaulichen und Umweltproblemen und dem damit auch verbundenen gesellschaftlichen Druck auf die Erzeuger zu begegnen, aber auch um den damit verbundenen ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten gerecht zu werden, bedarf es geeigneter Nährstoffformulierungen und Konservierungsverfahren.To improve the effect of fertilizers on plants, soil improvers or slow release fertilizers are known which have a longer potency than conventional fertilizers. Many of the conventional fertilizers contain soluble fertilizer salts which, while having good plant availability, are easily washed out by, for example, weather conditions. The leaching losses of such fertilizer salts not only reduce the amount of fertilizer available to the plant, but also pose a threat to drinking water, as evidenced, for example, by the nitrates. Since leaching reduces the nutrient efficiency of a fertilizer, considerable economic and environmental disadvantages arise, since the fertilizer must be applied either in a higher dosage than the plant deprivation or repeatedly. To meet these agricultural, horticultural and environmental problems and the associated social pressure on producers, but also to meet the associated environmental and economic aspects, it requires appropriate nutrient formulations and preservation methods.

In der DE 38 09 022 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung physikalisch präparierter Depotdünger durch Beschichten von Düngerteilchen mit einem wasserunlöslichen Polymer beschrieben, das eine dreidimensionale Struktur besitzt. Die Beschichtung enthält beispielsweise Mikronährstoffe und inerte Stoffe. Auf diese Weise soll Dünger seine Langzeitwirkung entfalten.In the DE 38 09 022 A1 For example, a method of preparing physically prepared depot fertilizer by coating fertilizer particles with a water-insoluble polymer having a three-dimensional structure is described. The coating contains, for example, micronutrients and inert substances. In this way, fertilizer should develop its long-term effect.

In der DE 42 24 368 A1 ist ein Bodenverbesserungsmittel beschrieben, bei dem Zellulose oder Zellulose enthaltende Materialien mit wasserspeichernden Mitteln und Bindemitteln vermengt werden. Als wasserspeicherndes Mittel kommt vorzugsweise Bentonit zum Einsatz. Die Partikelgröße beträgt hierbei zwischen 1 und 10 mm. Durch die Zusammensetzung soll die Ertragsfähigkeit von Böden verbessert werden. Erforderlich bei dieser Zusammensetzung und auch bei dem Verfahren ist jedoch die Verwendung eines Bindemittels, wobei beispielsweise Bentonit diese Aufgabe erfüllen kann.In the DE 42 24 368 A1 there is described a soil conditioner in which cellulose or cellulose containing materials are blended with water retention agents and binders. Bentonite is preferably used as the water-storing agent. The particle size is between 1 and 10 mm. The composition is intended to improve the productivity of soils. What is needed with this composition and also with the method, however, is the use of a binder, for example, bentonite can fulfill this task.

In der DE 102 21 704 A1 wird ein Düngemittel mit verzögerter Freisetzung beschrieben, bei dem Dispersionen eingesetzt werden, die Polymere, welche Urethan- und Harnstoffgruppen aufweisen, enthalten. Eine ähnliche Herangehensweise ist auch in der DE 20 2007 016 362 U1 sowie der DE 10 2007 056 264 A1 beschrieben, welche ein Bodenverbesserungsmittel zur Erhöhung der Wasseraufnahme bzw. des Wasserspeichervermögens von Böden offenbaren. Das Bodenverbesserungsmittel weist ein wasserquellbares Matrixmaterial auf Basis mindestens eines organischen Polymers auf, wobei dem Matrixmaterial anorganische Feststoffpartikel zugesetzt sind. Das organische Polymer des wasserquellbaren Matrixmaterials umfasst kohlenhydratbasierte Struktureinheiten, insbesondere kohlenhydratbasierte funktionelle Gruppen.In the DE 102 21 704 A1 discloses a sustained-release fertilizer using dispersions containing polymers containing urethane and urea groups. A similar approach is also in the DE 20 2007 016 362 U1 as well as the DE 10 2007 056 264 A1 which discloses a soil conditioner for increasing the water absorption or the water storage capacity of soils. The soil conditioner comprises a water-swellable matrix material based on at least one organic polymer, inorganic solid particles being added to the matrix material. The organic polymer of the water-swellable matrix material comprises carbohydrate-based structural units, especially carbohydrate-based functional groups.

In der DE 20 2010 017 799 U1 wird ein kohlenstoffbasierendes Speichermaterial beschrieben, das eine vergrößerte spezifische Oberfläche aufweist und weitere organische und/oder anorganische Zusatzstoffe enthält. Die anorganischen Kohlenstoffkomponenten werden durch thermische Behandlung von Kohle und/oder von natürlichen und/oder künstlich hergestellten organischen Verbindungen unter Sauerstoffausschluss bei hohen Temperaturen erzeugt. Das Speichermaterial kann wässrige Flüssigkeiten und darin gelöste organische und/oder anorganische Stoffe reversibel aufnehmen und wieder abgeben. Nachteilig ist jedoch, dass zunächst eine energieaufwändige Pyrolyse durchgeführt werden muss, um zu den Pyrolyseprodukten zu gelangen.In the DE 20 2010 017 799 U1 a carbon-based storage material is described which has an increased specific surface area and contains further organic and / or inorganic additives. The inorganic carbon components are produced by thermal treatment of coal and / or of natural and / or artificially produced organic compounds with exclusion of oxygen at high temperatures. The storage material can reversibly take up and release aqueous liquids and organic and / or inorganic substances dissolved therein. The disadvantage, however, is that initially an energy-intensive pyrolysis must be carried out in order to arrive at the pyrolysis products.

Ein anderer Ansatz wird in der DE 10 2012 106 610 A1 beschrieben, bei der ein Dünger aus Gärresten hergestellt wird, wobei die Inhaltsstoffe aus den erhaltenen Zubereitungen lang anhaltend freigesetzt werden.Another approach will be in the DE 10 2012 106 610 A1 described in which a fertilizer is prepared from digestates, wherein the ingredients are released from the resulting preparations long-lasting.

Viele der genannten Langzeitdünger und Verfahren sind in der Herstellung aufwändig oder enthalten unerwünschte erdölbasierte polymere Verbindungen als sogenannte Nährstoffsperre. Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen oder verbesserten Langzeitdünger bereitzustellen, mit welchem die Bioverfügbarkeit von Nährstoffen optimiert und gleichzeitig die Umweltproblematik entschärft werden kann.Many of the long-term fertilizers and processes mentioned are expensive to produce or contain unwanted petroleum-based polymeric compounds as a so-called nutrient barrier. Against this background, it is an object of the present invention to provide an alternative or improved long-term fertilizer, with which the bioavailability of nutrients can be optimized and at the same time the environmental problem can be mitigated.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Langzeitdünger mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen finden sich den Unteransprüchen wieder.This object is achieved by a long-term fertilizer having the features of claim 1. Preferred embodiments can be found in the subclaims again.

Der erfindungsgemäße Langzeitdünger besteht aus einer porösen, quellfähigen Biomassestruktur aus Zellulose, Hemizellulose und/oder einem Ligninstoff oder Derivaten davon. Die erfindungsgemäßen Biomassestrukturen sind kompakte Strukturen, wie sie beispielsweise bei Holz anzutreffen sind. Daneben sind auch weitere Biomassestrukturen möglich wie Strohmehl, Strohhäcksel, Holzmehl, Holzspäne oder Landschaftspflegematerial. Mittels Vorkompostierung kann die Stickstofffixierung der Trägermaterialien verringert werden. Daneben können auch künstlich erzeugte Biomassestrukturen zur Anwendung kommen, die beispielsweise auf Zellulosederivaten, Hemizellulosederivaten oder Ligninderivaten basieren. Die Biomassestruktur dient als Trägermaterial für die Aufnahme von Nährstoffen, die in einer Nährstoffzusammensetzung enthalten sind. Vorzugsweise liegen die Nährstoffe in mineralischer Bindung vor, es sind aber auch organische Verbindungen denkbar, wie zum Beispiel Harnstoff. Daneben kann die Biomassestruktur auch mineralische Komponenten (zum Beispiel Quarz und/oder Calcit) enthalten, so dass eine organisch-mineralische Gesamtstruktur vorliegt. Gewöhnlicherweise wird die Biomassestruktur jedoch > 80% aus organischen Komponenten zusammengesetzt sein. Vorzugsweise weist die Biomassestruktur eine Faserstruktur auf. Erfindungsgemäß ist die Biomassestruktur mit wenigstens einer mineralischen Nährstoffzusammensetzung, die gelöste Stickstoff- und/oder Phosphor- und/oder Kaliverbindungen enthält, behandelt worden. Bei der Behandlung der Biomassestruktur dringen gelöste Nährstoffe, wie beispielsweise Stickstoff, Phosphor oder Kalium, in das offenporige Fasersystem der Biomassestruktur ein und lagern sich an der Strukturoberfläche an. Vorzugsweise liegen die Nährstoffe in einer flüssigen Nährstoffzusammensetzung vor, wobei die Biomassestruktur im Rahmen des Herstellungsprozesses entweder in die Nährstoffzusammensetzung getaucht oder mit dieser getränkt wird. Daneben ist auch eine Art des Auf- und Eintrags zum Beispiel durch Aufsprühen oder Vernebeln oder Bedampfen der Biomassestruktur mit der Nährstofflösung möglich. Nach der Behandlung der Biomassestruktur mit der Nähstoffzusammensetzung erfolgt eine Trocknung oder zumindest teilweise Trocknung des so erhaltenen Produktes.The long-term fertilizer according to the invention consists of a porous, swellable biomass structure of cellulose, hemicellulose and / or a lignin substance or derivatives thereof. The biomass structures of the invention are compact structures, such as those found in wood, for example. In addition, other biomass structures are possible such as straw meal, straw chaff, wood flour, wood chips or landscape care material. By pre-composting, the nitrogen fixation of the Support materials are reduced. In addition, artificially generated biomass structures can be used which are based, for example, on cellulose derivatives, hemicellulose derivatives or lignin derivatives. The biomass structure serves as a carrier for the absorption of nutrients contained in a nutrient composition. Preferably, the nutrients are present in mineral bond, but there are also organic compounds conceivable, such as urea. In addition, the biomass structure may also contain mineral components (for example quartz and / or calcite), so that an organic-mineral overall structure is present. Usually, however, the biomass structure will be> 80% composed of organic components. Preferably, the biomass structure has a fiber structure. According to the invention, the biomass structure has been treated with at least one mineral nutrient composition containing dissolved nitrogen and / or phosphorus and / or potassium compounds. In the treatment of the biomass structure, dissolved nutrients, such as nitrogen, phosphorus or potassium, enter the open-pore fiber system of the biomass structure and attach to the structural surface. Preferably, the nutrients are present in a liquid nutrient composition, wherein the biomass structure is either immersed in or impregnated with the nutrient composition during the manufacturing process. In addition, a type of up and entry, for example, by spraying or atomizing or steaming the biomass structure with the nutrient solution is possible. After treatment of the biomass structure with the nutrient composition, drying or at least partial drying of the product thus obtained takes place.

Nach dem Eindringen der Nährstofflösung kristallisieren die Nährelemente beim Abtrocknen als salz aus und werden im rahmen des Schrumpfungsprozesses der trocknenden Fasern reversibel in die Faserstrukturen eingelagert. Ein Teil der Nährstoffe haftet hierbei ebenfalls als Salz an der äußeren Oberfläche der Faserstrukturen an und steht als Startdünger den Pflanzenwurzeln zur Verfügung.After penetration of the nutrient solution, the nutrient elements crystallize out as salt during drying and are reversibly incorporated into the fiber structures as part of the shrinking process of the drying fibers. Some of the nutrients also adhere as salt to the outer surface of the fiber structures and are available as starter fertilizer to the plant roots.

Bei der beschriebenen Behandlung der Biomassestruktur mit der Nährstofflösung wird die Biomassestruktur mit der flüssigen Nährstoffzusammensetzung in Kontakt gebracht. Vorzugsweise wird hierzu die Biomassestruktur in die flüssige Nährstoffzusammensetzung eingetaucht und so lange inkubiert, bis die Faserstruktur möglichst vollständig aufgequollen ist. Eine Inkubationsdauer von wenigen Stunden bis mehreren Tagen ist möglich. Nach der erfolgten Aufquellung und der damit verbundenen Einlagerung der Nährstoffe in die Faserstruktur erfolgt ein Trocknungsprozess der mit der Nährstofflösung behandelten Biomassestrukturen. Eine Trocknung kann beispielsweise in Form einer solaren Trocknung oder durch Gebläse-unterstützte Lufttrocknung erfolgen. Die Endfeuchte des Langzeitdüngers kann in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck angepasst werden. Durch das unmittelbare In-Kontakt-Bringen der Nährstofflösung mit der Biomassestruktur, beispielsweise durch Tränken oder Tauchen in entsprechenden Ansatzbehältern, wird die maximale Speicherkapazität innerhalb und außerhalb der Faserstrukturen der porösen, quellfähigen Biomasse ausgenutzt. Hierbei kommt es zur An- und Einlagerung von Salzen oder Ionen an und in die Faserstrukturen.In the described treatment of the biomass structure with the nutrient solution, the biomass structure is contacted with the liquid nutrient composition. Preferably, for this purpose, the biomass structure is immersed in the liquid nutrient composition and incubated until the fiber structure is swollen as completely as possible. An incubation period of a few hours to several days is possible. After the swelling has taken place and the associated incorporation of the nutrients into the fiber structure, a drying process of the biomass structures treated with the nutrient solution takes place. Drying can be carried out, for example, in the form of solar drying or by fan-assisted air drying. The final moisture of the slow-release fertilizer can be adjusted depending on the intended use. By directly contacting the nutrient solution with the biomass structure, for example by soaking or dipping in appropriate preparation containers, the maximum storage capacity inside and outside the fiber structures of the porous, swellable biomass is utilized. This involves the accumulation and incorporation of salts or ions and into the fiber structures.

Ein Aufsprühen, Vernebeln oder Bedampfen der Nährstofflösung kann beispielsweise mit Hilfe einer Mischschnecke erfolgen. Vorzugsweise ist hierbei die Biomassestruktur vorbehandelt, indem das Fasermaterial vorgequollen oder feucht ist. Vorzugsweise können der Nährstoffzusammensetzung noch weitere Zusatzstoffe beigemengt werden. Dies sind beispielsweise Enzyme, Mikroorganismen, Hornspäne, pflanzliche Extrakte, Pflanzenkonzentrate und andere biogene Substanzen sowie Dauerstadien bodenaktiver Bakterien und nicht zuletzt Spurenelemente.A spraying, misting or steaming of the nutrient solution can be carried out, for example, with the aid of a mixing screw. Preferably, in this case, the biomass structure is pretreated by the fiber material is pre-swollen or moist. Preferably, the nutrient composition further additives can be added. These are, for example, enzymes, microorganisms, horn shavings, plant extracts, plant concentrates and other biogenic substances, as well as long-term stages of soil-active bacteria and not least trace elements.

Nach der erfolgten Trocknung der mit der Nährstofflösung behandelten Biomassestrukturen kann das so erhaltene Material weiter zu einem Pulver, Agglomerat, Granulat, Nährstoffstick oder sonstigem Formkörper weiterverarbeitet werden. Zusätzlich entkeimtes, nährstoffbeladenes Fasersubstrat eignet sich beispielsweise sehr gut bei Gewächshauskulturen.After the drying of the biomass structures treated with the nutrient solution, the material thus obtained can be further processed into a powder, agglomerate, granules, nutrient stick or other shaped body. In addition, sterilized, nutrient-loaded fibrous substrate is, for example, very well suited for greenhouse cultivation.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erhöhung der physiologischen Bioverfügbarkeit von Nährstoffen für Pflanzen wird der so erhaltene Langzeitdünger den zu behandelnden Pflanzen oder einzelnen Pflanzenbestandteilen bereitgestellt. In einem Boden oder in Kultursubstrat eingebracht, werden die in der Biomassestruktur gebundenen Nährstoffe bei Befeuchtung und Aufquellen der Faserstrukturen wieder aufgeschlossen und pflanzenverfügbar. Eine kontinuierliche Freisetzung ist dann so lange gewährleistet, wie bei ausreichender Wasserkapazität Pflanzenwachstum stattfindet. Bei Abtrocknung werden die Nährstoffe wieder in den Faserstrukturen konserviert. Auf diese Weise werden die Nährstoffe in wohl dosierten Mengen pflanzenverfügbar.In the method according to the invention for increasing the physiological bioavailability of nutrients for plants, the long-term fertilizer thus obtained is provided to the plants or individual plant constituents to be treated. When introduced into a soil or culture substrate, the nutrients bound in the biomass structure are re-opened and made available to the plants upon moistening and swelling of the fiber structures. Continuous release is then ensured as long as plant growth takes place with sufficient water capacity. When dried, the nutrients are preserved again in the fiber structures. In this way, the nutrients are plant-available in well-dosed quantities.

Bei einer solchen Nährstoff-Remobilisierung der in der Biomassestruktur gespeicherten Nährstoffe erfolgt die Nährstoffbereitstellung zunächst durch Diffusion und Massenfluss der an der äußeren Faseroberfläche anhaftenden gelösten Salze in Richtung Wurzel. Ferner beobachtet man auch nach dem Aufquellen der Fasern eine Freisetzung der Nährstoffe und einen stetigen Übergang zum Massenfluss.With such a nutrient remobilization of the nutrients stored in the biomass structure, the nutrient supply first takes place by diffusion and mass flow of the dissolved salts adhering to the outer fiber surface in the direction of the root. Furthermore, even after the swelling of the fibers, a release of the nutrients and a steady transition to the mass flow are observed.

Vorzugsweise sind zur Regulierung der Depotwirkung des Langzeitdüngers biopolymere Verbindungen in der Nährstoffzusammensetzung enthalten. Bevorzugte biopolymere Verbindungen sind beispielsweise Stärken und Zellulosen. Bevorzugte Zellulosen und deren Derivate umfassen Methylzellulose und Carboxymethycellulose (CMC) sowie Gemische davon. In Experimenten haben die Erfinder gezeigt, dass eine 0,5–2%ige CMC-Lösung die Nährstoffwirksamkeit und damit die Stickstoffeffizienz von Ammoniumsulfat von 4 bis 5 Wochen (Vergleichsbeispiel) auf 6 bis 8 Wochen (erfindungsgemäßer Langzeitdünger) ausdehnen kann. Preferably biopolymers are included in the nutritional composition to regulate the sustained release action of the slow release. Preferred biopolymers are, for example, starches and celluloses. Preferred celluloses and their derivatives include methyl cellulose and carboxymethycellulose (CMC) and mixtures thereof. In experiments, the inventors have shown that a 0.5-2% CMC solution can extend the nutrient efficiency and thus the nitrogen efficiency of ammonium sulfate from 4 to 5 weeks (comparative example) to 6 to 8 weeks (long-term fertilizer according to the invention).

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Langzeitdüngers besteht darin, dass bei einem reduzierten Nährstoffeinsatz ein vergleichbares oder höheres Ertragsniveau erhalten werden kann, was signifikante Kosteneinsparungen mit sich bringt und zudem die oben angesprochene Auswaschung von Nährstoffen in das Grundwasser verhindert oder vermindert. Letzteres zeichnet den erfindungsgemäßen Langzeitdünger mit einer ausgesprochen hohen Ökoeffizienz aus. Ziel ist es, den Nährstoffbedarf einer Vegetationsperiode mit einer einzigen Düngergabe abzudecken.A significant advantage of the long-term fertilizer according to the invention is that with a reduced nutrient use, a comparable or higher yield level can be obtained, which brings significant cost savings and also prevents or reduces the above-mentioned leaching of nutrients into the groundwater. The latter distinguishes the long-term fertilizer according to the invention with a very high eco-efficiency. The goal is to cover the nutrient needs of a growing season with a single fertilizer.

Vorzugsweise enthält der Langzeitdünger weitere Stoffe, die das Eindringen und die Ablagerung von Nährstoffen in der Biomassestruktur fördern. Daneben sind auch Verfahrenstechniken mit umfasst, welche den Einlagerungsprozess fördern. Hierzu zählen beispielsweise die Druckimprägnierung und Imprägnierung durch Zugabe von flüssigen Aufschlussmedien in einem Reaktionsgefäß, aus dem zuvor Gase evakuiert wurden.Preferably, the slow-release fertilizer contains other substances that promote the penetration and deposition of nutrients in the biomass structure. In addition, process techniques are included, which promote the storage process. These include, for example, the pressure impregnation and impregnation by the addition of liquid digestion media in a reaction vessel from which gases were previously evacuated.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Biomassestruktur vor der Behandlung mit der Nährstoffzusammensetzung einer Kompostier- und/oder Rottephase ausgesetzt, was eine Fixierung von Stickstoff an den Faserstrukturen verhindert. Vorzugsweise dauert die Kompostier- oder Rottephase zwischen vier und sechs Wochen.In a preferred embodiment, the biomass structure is subjected to a composting and / or composting phase prior to treatment with the nutrient composition, which prevents nitrogen from being fixed to the fiber structures. Preferably, the composting or rotting phase lasts between four and six weeks.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Langzeitdünger einen zusätzlichen Spurennährstoff, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Molybdän, Bor, Zink, Mangan, Eisen, Kobald und/oder Selen. In einer bevorzugten Variante umfasst der Langzeitdünger zusätzlich Kalk und/oder Gips zur pH-Regulierung oder Pufferung. Als besonders lang wirkende Stickstoffquelle können beispielsweise Hornspäne die Depotwirkung der erfindungsgemäßen Biomassestrukturen unterstützen.In a preferred embodiment, the slow-release fertilizer comprises an additional micronutrient selected from the group consisting of copper, molybdenum, boron, zinc, manganese, iron, cobalt and / or selenium. In a preferred variant, the long-term fertilizer additionally comprises lime and / or gypsum for pH regulation or buffering. For example, horn shavings can support the depot effect of the biomass structures according to the invention as a particularly long-acting nitrogen source.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die mit der Nährstoffzusammensetzung behandelte Biomassestruktur zusätzlich ein Pflanzenstärkungsmittel, beispielsweise in Form von gelöster Kieselsäure, oder Pflanzenextrakte.In a preferred embodiment, the biomass structure treated with the nutrient composition additionally comprises a plant strengthening agent, for example in the form of dissolved silica, or plant extracts.

Ferner können in einer bevorzugten Variante auch Pflanzenkonzentrate aus Nutzpflanzen beigemengt werden, um dadurch beispielsweise unerwünschte Wildpflanzen zu unterdrücken, und zwar ohne dass diese Konzentrate die Nutzpflanze selbst beeinträchtigen. Pflanzliche Extrakte können über fungizide oder bakteriostatische Eigenschaften verfügen und dem Keimling und den Jungpflanzen das Wachstum erleichtern und dadurch einen natürlichen Saatgutschutz bewirken.Furthermore, plant concentrates can be added from crops in a preferred variant, thereby suppressing, for example undesirable wild plants, without these concentrates affect the crop itself. Herbal extracts may have fungicidal or bacteriostatic properties and may facilitate seedling growth and seedling growth, thereby providing natural seed protection.

Bevorzugte Biomassestrukturen basieren auf Strohmehl, Strohhäcksel, Holzmehl, Holzspänen und/oder Landschaftspflegematerial mit Faserlängen von 1 bis 100 mm, vorzugsweise 5 bis 50 mm.Preferred biomass structures are based on straw meal, straw chaff, wood flour, wood shavings and / or landscape care material having fiber lengths of 1 to 100 mm, preferably 5 to 50 mm.

Vorzugsweise kann die mit der Nährstofflösung behandelte Biomassestruktur oder die Nährstoffzusammensetzung selbst einen oder mehrere Zusatzstoffe enthalten. Bevorzugte Zusatzstoffe sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mikroorganismen, Enzymen, Hornspänen, pflanzlichen Extrakten, Pflanzenstärkungsmitteln und Pflanzenkonzentraten. Bevorzugte Pflanzenstärkungsmittel sind beispielsweise gelöste Kieselsäure und/oder Gesteinsmehl. Auch Kombinationen mehrerer solcher Zusatzstoffe sind möglich. Pflanzliche Extrakte können beispielsweise in Form eines Repellets beigemischt werden. Die Beimischung erfolgt vorzugsweise nach der Behandlung der Biomassestruktur mit der flüssigen Nährstoffzusammensetzung.Preferably, the biomass structure or nutrient composition itself treated with the nutrient solution may contain one or more additives. Preferred additives are selected from the group consisting of microorganisms, enzymes, horn shavings, plant extracts, plant strengthening agents and plant concentrates. Preferred plant-strengthening agents are, for example, dissolved silicic acid and / or rock flour. Combinations of several such additives are possible. Vegetable extracts can be mixed in the form of a repellet, for example. The admixture is preferably after treatment of the biomass structure with the liquid nutrient composition.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass Biomassestrukturen sehr leicht verfügbar sind. So kann beispielsweise Holz oder Holzmehl mit einer flüssigen Nährstoffzusammensetzung behandelt werden, indem die Biomassestruktur über 24 Stunden in einem mit Nährstofflösung gefüllten Behälter inkubiert wird. Während der Inkubation erfolgen ein Aufquellen der Biomassestruktur und die erwünschte Einlagerung von Nährsalzen an den Faseroberflächen. Auch kann die Behandlung der Faserstrukturen in Druckgefäßen stattfinden, was die Inkubationszeit verkürzt. Vor und nach der Trocknung können ein oder mehrere Zusatzstoffe zugegeben werden. Nach der erfolgten Trocknung kann das so erhaltene Produkt beispielsweise zu einem Pulver, Korn, Granulat oder Formkörper weiterverarbeitet werden.The invention has the advantage that biomass structures are very readily available. For example, wood or wood meal can be treated with a liquid nutrient composition by incubating the biomass structure for 24 hours in a nutrient solution filled container. During the incubation, swelling of the biomass structure and the desired incorporation of nutrient salts on the fiber surfaces occur. Also, the treatment of fibrous structures can take place in pressure vessels, which shortens the incubation time. Before and after drying, one or more additives may be added. After the drying has taken place, the product thus obtained can be further processed, for example, into a powder, granules, granules or shaped bodies.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3809022 A1 [0003] DE 3809022 A1 [0003]
DE 4224368 A1 [0004] DE 4224368 A1 [0004]
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DE 102012106610 A1 [0007] DE 102012106610 A1 [0007]

Claims

Langzeitdünger, bestehend aus einer organischen porösen, quellfähigen Biomassestruktur aus Zellulose, Hemizellulose und/oder einem Ligninstoff oder Derivaten davon, welcher mit wenigstens einer mineralischen Nährstoffzusammensetzung, die gelöste Stickstoff- und/oder Phosphor- und/oder Kaliumverbindungen enthält, behandelt worden ist.Long-term fertilizer consisting of an organic porous, swellable biomass structure of cellulose, hemicellulose and / or a lignin substance or derivatives thereof which has been treated with at least one mineral nutrient composition containing dissolved nitrogen and / or phosphorus and / or potassium compounds.

Langzeitdünger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nährstoffzusammensetzung zusätzlich einen oder mehrere Spurennährstoffe, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Molybdän, Bor, Zink, Mangan, Eisen, Kobalt und/oder Selen umfasst.Long-term fertilizer according to claim 1, characterized in that the nutrient composition additionally comprises one or more micronutrients selected from the group consisting of copper, molybdenum, boron, zinc, manganese, iron, cobalt and / or selenium.

Langzeitdünger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomassestruktur Strohmehl, Strohhäcksel, Holzmehl, Holzspäne und/oder Landschaftspflegematerial mit Faserlängen von 1 bis 100 mm, vorzugsweise 5 bis 50 mm umfasst.Long-term fertilizer according to claim 1 or 2, characterized in that the biomass structure comprises straw meal, straw chaff, wood flour, wood chips and / or landscape care material having fiber lengths of 1 to 100 mm, preferably 5 to 50 mm.

Langzeitdünger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Langzeitdünger zusätzlich Biopolymere wie Stärken oder Zellulosederivate enthält.Long-term fertilizer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the long-term fertilizer additionally contains biopolymers such as starches or cellulose derivatives.

Langzeitdünger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Langzeitdünger einen Zusatzstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Mikroorganismen, Enzymen, Hornspänen, pflanzlichen Extrakten, Pflanzenstärkungsmitteln, Pflanzenkonzentraten enthält.Long-term fertilizer according to one of claims 1 to 4, characterized in that the long-term fertilizer contains an additive selected from the group consisting of microorganisms, enzymes, horn shavings, plant extracts, plant tonics, plant concentrates.

Langzeitdünger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Dünger zusätzlich Kalk und/oder Gips zur pH-Regulierung beigemengt sind.Long-term fertilizer according to one of claims 1 to 5, characterized in that the fertilizer additionally lime and / or gypsum are added for pH regulation.

Verfahren zur Verbesserung der Bioverfügbarkeit von Nährstoffen für Pflanzen, bei dem zunächst ein Langzeitdünger hergestellt wird, indem eine poröse, quellfähige Biomassestruktur aus Zellulose, Hemizellulose und/oder einem Ligninstoff oder Derivaten davon mit wenigstens einer organisch-mineralischen Nährstoffzusammensetzung, die gelöste Stickstoff- und/oder Phosphor- und/oder Kaliverbindungen enthält, behandelt wird, so dass sich die gelösten Nährstoffe in die Biomassestruktur einlagern und anschließend der so erhaltene Langzeitdünger den zu behandelnden Pflanzen oder Pflanzenbestandteilen bereitgestellt wird.Method for improving the bioavailability of nutrients for plants, in which a slow-release fertilizer is first prepared by forming a porous, swellable biomass structure of cellulose, hemicellulose and / or a lignin substance or derivatives thereof with at least one organic-mineral nutrient composition, the dissolved nitrogen and / or or phosphorus and / or potassium compounds is treated, so that the dissolved nutrients store in the biomass structure and then the thus obtained long-term fertilizer is provided to the plants or plant components to be treated.

Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung der Biomassestruktur mit der Nährstoffzusammensetzung durch Tränken, Tauchen, Aufsprühen, Vernebeln oder Bedampfen erfolgt.A method according to claim 7, characterized in that the treatment of the biomass structure with the nutrient composition by impregnation, dipping, spraying, misting or steaming takes place.

Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Nährstoffzusammensetzung behandelte Biomassestruktur weiter zu einem Pulver, Korn, Granulat, Stick, Formkörper oder trockenem oder dauerfeuchtem Fasersubstrat weiterverarbeitet wird.A method according to claim 7 or 8, characterized in that the treated with the nutrient composition biomass structure is further processed into a powder, grain, granules, stick, shaped body or dry or permanently moist fiber substrate.

Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung der Biomassestruktur mit der Nährstoffzusammensetzung durch Imprägnierung erfolgt.Method according to one of claims 7 to 9, characterized in that the treatment of the biomass structure with the nutrient composition is carried out by impregnation.

Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Biomassestruktur vor der Behandlung mit der Nährstoffzusammensetzung einer Kompostier- und/oder Rottephase ausgesetzt wird.Method according to one of claims 7 to 10, characterized in that the biomass structure is exposed before the treatment with the nutrient composition of a composting and / or rotting phase.