DE2822485A1 - Verfahren zur foerderung des wachstums von pflanzen - Google Patents

Verfahren zur foerderung des wachstums von pflanzen

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DE2822485A1
DE2822485A1 DE19782822485 DE2822485A DE2822485A1 DE 2822485 A1 DE2822485 A1 DE 2822485A1 DE 19782822485 DE19782822485 DE 19782822485 DE 2822485 A DE2822485 A DE 2822485A DE 2822485 A1 DE2822485 A1 DE 2822485A1
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Shin-Ichi Isaoka
Naoyoshi Jinno
Shigenao Kawakami
Takeo Satomi
Tatsumi Shibata
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Sumitomo Chemical Co Ltd
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Description

Die Erfindung "betrifft den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
Gemäss einem "bekannten Verfahren zur Förderung des Wachstums von Pflanzen werden wasserlösliche, hochmolekulare Polymerisate allein oder zusammen mit anderen natürlichen oder chemischen Düngemitteln dem Boden zugesetzt, wodurch die physikalische Struktur des Bodens in einer dem Pflanzenwachstum entgegenkommenden Weise verbessert wird. Bei diesem Verfahren werden die in unfruchtbarem Boden häufig anzutreffenden feinen Bodenteilchen aufgrund der ausflockenden Wirkung der wasserlöslichen, hochmolekularen Polymerisate zu grösseren Teilchen"ausgeflockt, wodurch das Eindringen von Luft in den Boden, die Entwässerung und die Retention von Wasser und Dünger im Boden verbessert werden.
Infolgedessen wird auch das Pflanzenwachstum gefördert.
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Daneben verhindert die Ausflockung der Bodenteilchen auch die Bodenerosion durch Regen und ähnliche Einflüsse.
Als wasserlösliche, hochmolekulare Polymerisate, die bei diesem Verfahren eingesetzt werden können, kommen beispielsweise Homopolymerisate von Acrylamid, Acrylsäure, Dimethylaminoethylmethacrylat, Vinylpyridin und Vinyl sulfonsäure, Copolymerisate dieser Monomeren mit anderen copolymerisierbaren Monomeren und Copolymerisate dieser Monomeren mit ungesättigten, dibasischen Säuren, wie Maleinsäure und Fumarsäure, in Frage. In einigen Fällen ist jedoch der Einsatz dieser Polymerisate aufgrund ihrer wachstumshemmenden Wirkung gegenüber Pflanzen beschränkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Förderung der Keimung und des Wachstums von Pflanzen unter Verwendung von speziellen wasserlöslichen, kationischen Polymerisaten zur Verfugung zu stellen. Ferner sollen erfindungsgemäss Ausflockungsmittel zur Verfügung gestellt werden, die keine Hemmwirkung auf die Keimung und das Wachstum von Pflanzen haben.
Erfindungsgemäss wurden ausgedehnte Untersuchungen über die wachstumsfördernde Wirkung von verschiedenen Arten von hochmolekularen Polymerisaten angestellt. Dabei wurde festgestellt, dass die wasserlöslichen, kationischen Polymerisate gemäss Anspruch 1 die Keimung und das Wachstum von Pflanzen im Boden und auch im Wasser fördern.
Gegenstand der Erfindung sind auch pflanzenwachstumsfördernde Mittel mit einem Gehalt an den im Anspruch 1 genannten Polymeri säten.
Beispiele für niedere Alkylreste mit 1 bis 4- Kohlenstoffatomen sind die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-,
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Butyl-, Isobutyl- und tert.-Butylgruppe. Beispiele für niedere Hydroxyalkylreste mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen sind die Hydroxymethyl-, Hydroxyethyl- oder Hydroxypropylgruppe. Unter Halogenionen sind Fluor-, Chlor-, Brom- oder
5 Jodionen zu verstehen.
Die wasserlöslichen, kationischen Polymerisate der Erfindung weisen eine ausgezeichnete pflanzenwuchsfördernde Wirkung auf, wenn sie auf den Boden als Ausflockungsmittel angewendet werden. Auch bei Keimung und Wachstum von Pflanzen in vasserenthaltenden Behältern zeigen die wasserlöslichen, kationischen Polymerisate der Erfindung eine deutliche wachstumsfördernde Wirkung.
Es wurde festgestellt, dass bei der Dehydratisierung von organischem Schlamm mit herkömmlichen Ausflockungsmitteln das behandelte Wasser, das mit Spurenmengen dieses Mittels verunreinigt ist, gelegentlich in Paddy-Felder fliesst und eine Hemmwirkung auf das Wachstum von Pflanzen aufweist.
Bei Verwendung der erfindungsgemässen kationischen Polymerisate als Ausflockungsmittel wird eine derartige Hemmwirkung jedoch nicht festgestellt. Vielmehr zeigen diese Mittel eher eine wachstumsfördernde Wirkung.
Bei den quaternären Ammoniumverbindungen der allgemeinen Formel I handelt es sich um wasserlösliche Monomere, die durch Quaternisieren von Dialkylaminoalkyl(meth)acrylaten, wie Dirne thyl amino ethyl (me th)acrylat, Diethylaminoethyl(meth,) acrylat oder Diethylaminohydroxypropylacrylat, oder N-Dialkyl aminoalkylacrylamiden, wie N-Dimethylamino-n-propylacrylamid oder F-Dimethylaminoethylacrylamid, mit einem Quaternisierungsmittel, wie Methylchlorid, Ethylchlorid, Methylbroinid, Ethylbromid, Methyljodid, Ethyljodid, Benzylchlorid oder Dimethylsulfat, hergestellt werden. Eine besonders günstige pflanzenwuchsfördernde Wirkung lässt sich erzielen,
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wenn quaternäre Ammoniumverbindungen verwendet werden, die durch Quaternisierung von Dimethylaminoethylmethacrylat mit Methylchlorid oder Dimethylsulfat hergestellt worden sind.
Beispiele für die weiteren Vinylmonomeren, die mit den Verbindungen der allgemeinen Formel I copolymerisierbar sind, sind wasserlösliche Monomere, wie Acrylamid und (Methacrylsäure. Es können auch hydrophobe Verbindungen, wie Methyl-(meth)acrylat, Styrol oder Acrylnitril verwendet werden, wobei der Copolymerisationsgrad jedoch innerhalb eines solchen Bereichs liegen soll, dass die gebildeten hochmolekularen Polymerisate ihre Löslichkeit in Wasser nicht
verlieren. 15
Die gewünschten wasserlöslichen, kationischen Polymerisate , lassen sich durch Eomopolymerisation der quaternären Ammoniumverbindungen der allgemeinen Formel I oder durch Copolymerisation der quaternären Ammoniumverbindungen der allgemeinen !Formel I mit einem oder mehreren weiteren Vinylmonomeren, wie vorstehend erwähnt, nach herkömmlichen Polymerisationsverfahren herstellen, beispielsweise durch Lösungspolymerisation, Emulsionspolymerisation oder Fällungspolymerisation. Die Polymerisation kann beispielsweise bei der Eückflusstemperatur der Reaktionslösungsmittel 2 bis 24- Stunden durchgeführt werden. Das Polymerisat weist eine grundmolare Viskositätszahl (bei 3Q°C in 1 η NaNO,) von mehr als 0,1 auf.
Die kationischen Polymerisate der Erfindung können direkt oder in Form von wässrigen Lösungen auf den Boden oder auf Wasser aufgebracht werden, wo Pflanzen wachsen oder gezogen werden sollen. Bei der Anwendung der kationischen Polymerisate auf den Boden werden sie in Mengen von 0,01 bis 1,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Bodengewicht, eingesetzt. Bei Zusatz zu Wasser werden vorzugsweise 0,01 bis
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0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Wassers, verwendet. Bei Verwendung von Mengen unterhalb dieser Bereiche, lässt sich eine wachstumsfördernde Wirkung nicht erwarten.
In letzter Zeit hat die Aktivschlammbehandlung von Abtrittprodukten und Abwassern aus menschlichen oder tierischen Behausungen eine grosse Bedeutung erlangt. Der bei dieser Behandlung anfallende Restschlamm enthält grosse Mengen an organischen Substanzen und lässt sich mit Dehydrati— sierungsmitteln entwässern. Der auf diese Weise erhaltene entwässerte Schlamm wird im allgemeinen durch Verbrennen beseitigt oder für Aufschüttungszwecke verwendet. Bei der Verbrennung besteht jedoch der Nachteil eines grossen Brenn-Stoffbedarfs und der Bildung von Schadgasen. Bei der Verwendung für Aufschüttungszwecke können ebenfalls Schadgase, wie Methan, gebildet werden.
Im Gegensatz zu diesen herkömmlichen Entwässerungsmitteln können die speziellen wasserlöslichen, kationischen Polymerisate der Erfindung als Entwässerungs- oder Ausflockungsmittel zur Dehydratisierung des Restschlamms bei der Aktivschlammbehandlung eingesetzt werden, ohne dass die vorgenannten Nachteile auftreten. Der erhaltene entwässerte Schlamm, der die Polymerisate enthält, weist ferner eine überlegene pflanzenwuchsfordernde Wirkung auf. Gegenstand der Erfindung ist somit auch ein Verfahren zur Förderung des Wachstums von Pflanzen, indem man die kationischen Polymerisate einem bei der Aktivschlammbehandlung anfallenden Restschlamm zusetzt und anschliessend den erhaltenen entwässerten Schlamm auf den Boden aufbringt. Der bei Verwendung der erfindungsgemässen kationischen Polymerisate erhaltene Schlaminkuchen lässt sich nicht nur wirksam und sicher beseitigen, indem man ihn auf landwirtschaftliches Gelände bringt, sondern er übt dabei auch eine pflanzen-
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-A-
wuchsfördernde Wirkung aus. Ein derartiger Vorteil lässt sich bei Verwendung von herkömmlichen Entwässerungsmitteln nicht erzielen. Der Schlammkuchen mit einem Gehalt an den erfindungsgemassen kationischen Polymerisaten wird vorzugsweise in Mengen bis etwa 1,0 Gewichtsprozent und insbesondere 0,Oi bis 0,5 Gewichtsprozent (berechnet als kationisches Polymerisat), bezogen auf das Bodengewicht, aufgebracht.
In bezug auf die Pflanzen, bei denen mit den kationischen Polymerisaten der Erfindung eine Wachstumsförderung erzielt werden kann, gibt es keine speziellen Beschränkungen. Eine besonders günstige Wirkung wird jedoch bei Getreidepflanzen, wie Eeis, Weizen und (Hühner)hirse, Gemüse , wie Gurken, Tomaten, Rettich und Karotten, Raps und dergl. erzielt. Die wachstumsfördernde Wirkung der kationischen Polymerisate ergibt sich bei allen Pflanzenteilen, wie Wurzeln, Blättern und Stengeln.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. 20
Beispiel 1
Die in Tabelle I aufgeführten Polymerisate werden gleichmassig in einer Menge von 0,1 Gewichtsprozent, bezogen auf das Bodengewicht, mit Boden vermischt und in Töpfe von etwa 10 cm Durchmesser gefüllt. 3 bis 8 Reis-, Rettich-, Raps- und Tomatensamen werden in den Töpfen ausgesät und 20 Tage in einem Gewächshaus bei 20 bis 250G gezüchtet. Das Gewicht von Stengeln und Wurzeln der einzelnen Pflanzen wird nach gründlichem Waschen der Pflanzen und anschliessender ausreichender Wasser entfernung bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt. Die Werte sind Prozentwerte, bezogen auf die entsprechenden Kontrollwerte.
Die Symbole A bis L in Tabelle I beziehen sich auf die nachstehend angegebenen Monomeren: Diese Symbole werden
L _J
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auch in den folgenden Beispielen verwendet.
A: ß-Methacryloxyethyltrimethylammoniumcnlorid
B: ß-Acryloxyethyltrimethylammonitimcnlorid
5 C: ß-Methacryloxyhydroxypropyltrimetliylainmoniumchloria
D: N-(ß-Trimethylajimoni-timclilorid)-metnylmethacrylamid
E: ß-Methacryloxyethyltrimethylammoniumniethylsulfat
]?: Acrylamid
G: Acrylnitril
H: Acrylsäure
I: Methylmethacrylat
J: Maleinsäure
K: Styrol
L: Dimethylaminoethylmethacrylat 15
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co
ro cn
cn
cn
Tabelle I
OO CO O -4
Polymerisat Stengelgewicht Ret Raps To- : 1 ■ Wurzelgewicht-__. 100 Ret- - Raps To- "'
Reis" tich mate Reis 129 tich mate
100 100 100 ■■ ■ 112 100 100 100
Kontrolle .100. . 133 147 129 123 131 145 121
Polymerisat von A 133 ■ 126 123 121 121 121 128 126
Polymerisat von B 119 121 116 118 121 113 123 121
Polymerisat von C 125 123 110 127 137 135 120 127
Polymer isat, von D 115 136 138 135 131 141 143 140
Polymer isat" von E 130 168 175 158 121 141 164 132
Copolymer i-sat (A :3M : 1) 151 139 135 141 120 127 138 129 j
Copolymer isat . (C:F=1:1) 129 143 139 155 115 129 135 123 j
Copolymer isat (Ε:Ι"=Ί:1) 147 123 116 112 103 119 124 118 j
Terpolymer isat (A:F:G=4-,5:4-,5 117 116 115 118 105 109. 119 116
Terpolymer isat (A :F: 1=4-, 5:'' ' 122 106 101 112 103 105 100 105
Polymerisat von F 109. 107 108 107 105 101 107 109
Polymerisat von H 102 106 112 102 101 105 106 105
. Ver Copolymer isat (3?:H=7:3) 109 113 113 109 112 109 113
gleich Polymerisat von L 114 105, 98 ,102 103 101 106
Copolymerisat (J:K=1:1) 1.07
Beispiel 2
Gemäss Beispiel 1 wird die pflanzenwuchsfördernde Wirkung von Cop olymeri säten mit den Monomerbe standteilen A und P in unterschiedlichen Gewichtsverhältnissen "bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.
Tabelle II
10
Polymerisat • 0 Stengelgewicht- { Ret
tich		 Raps wurzelgewicht-- -': Ret- >
tich		 Rap,s
&:F Gewichts- " '-
verhältnis		 : 20 Reis 100 100 Reis 100 100
Kontrolle : 50 100 138 147 100 131 145
100 : 70 133 149 151 129 138 137
30 : 90 147 168 175 132 141 164
50 ■ 100 151 151 171 137 145 163
30 155 153 151 147 139 154
10 147 106 101 140 105 100
0 109 103
25
Beispiel 3
Gemäss Beispiel 1 wird das Wachstum von Pflanzen bei Verwendung von unterschiedlichen Mengen an Polymerisat festgestellt. Die Ergebnisse sind in Tabelle III zusammengestellt.
30 35
_i
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Tatelle III
Polymerisat Gewichts
prozent,
bezogen
auf den
Boden		 Stenselerewicht "Ret
tich		 Raps Wur zßl erewi cht Ret- '
tich		 Raps
-, Kontrolle - Reis. 100 100 Reis 100 100
Copolymerisat
(A:F=50:50)		 0,5
0,1
0,01
0,003		 100 134
168
158
107		 126
175
163
101		 100 103
141
147
93		 109
164"
133
100
Copolymerisat
(A:F=30i70)		 ' 0,5
0,1
0,01
0,003		 118
151
146
121		 125
151
112
103		 105
171
118
105		 103
137
144
103		 101
145
115
107		 147
163
137
101
Polymerisat von
A		 0,1
0,01		 127
155
109
98		 138
151		 147
145		 135
147
123
101		 131
127		 145
136
Polymerisat
von E		 0,1
0,01		 133
141		 136
132		 138
123		 129
128		 141
133		 143
127
130
116		 121
112
Beispiel 4-
Wässrige Losungen (jeweils 5 ml) der zu untersuchenden
Polymerisate mit einer vorbestimmten Konzentration werden getrennt in Petri-Schalen von 10 cm Durchmesser gegeben.
Samen von Reis, Hühnerhirse und Gurken werden in die einzelnen Petri-Schalen gegeben und 5 "bis 6 Stunden in einem künstlich belichteten Raum bei etwa 25°C gezogen. Das Gewicht von Keimling und Wurzel der einzelnen Pflanzen wird gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV als prozentuale Durchschnittswerte, bezogen auf den Kontrollwert,angegeben.
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Tabelle IV
10 15
Polymerisat Konzen-.-
tration,
Gewichts
prozent		 Reis Wur
zel '		 Hühner-
.hirse		 Wur
zel "		 Gurke Wur-.
zel
Kontrolle - Keim
ling		 100 Keim
ling		 100 Keim
ling		 100
Copoly-
meri sat
(A:F=30:70)		 0,3
0,1
0,01		 100 150
155
120		 100 80
115
115		 100 100
100
105
■ Ver- -
gleich		 Copoly
mer! sat
(H:F=30:70)		 0,3
0,1
0,01		 105
120
110		 50
90
100		 125 .
120
1 110		 VO VO '"J
O O O 		145
130
115 .		 40
70
90
30
90
100		 60
30
95		 30
50
100
Beispiel 5
Bei der Aktivschlainmbehandlung von Abtrittprodukten anfallender Schlamm wird durch Zusatz einer vorbestimmten Menge eines kationischen Polymerisats ausgeflockt und mit einem kleinen Zentrifugenentwässerungsgerät (5 Hinuten bei 800 U/min) entwässert. Der erhaltene Schlammkuchen wird in einem Topf der Abmessungen 25 x 35 x 10 cm (Höhe) zu Erde (Trockengewicht 5,6 kg) gegeben. Auf diese Weise ergibt sich ein vorbestimmtes Verhältnis von Trockengewicht zu festen Bestandteilendes Schlammkuchens.Die beiden Bestandteile werden gleichmässig vermischt.
30
Weizensamen werden in diesem Topf ausgesät. Nach 2 Monaten wird die Pflanzenhöhe und das Kopf gewicht (Frischgewicht des oberhalb des Bodensbefindlichen Teils) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengestellt. Folgende Ausflockungsmittel werden verwendet:
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Ausflockungsmittel 1: Copolymerisat (ArP=IrI) Ausflockungsmittel 2r Copolymerisat (ArJP=Ir9) Ausflockungsmittel J>% Polymerisat von A Vergleichsausflockungsmittelr kationisches Polymerisat vom Mannich-Typ.
Der Ausdruck "keines" in der Spalte "Ausflockungsmittel" bedeutet, dass der Restschlamm unter vermindertem Druck filtriert wird und kein Ausflockungsmittel zugesetzt wird. Dieser Schlamm wird direkt für den Test verwendet. Der Vassergehalt der jeweiligen Schlammkucheii wird auf etwa 80 Prozent eingestellt.
. J
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-IC-
Tabelle V
Ausflockungs
mittel		 Pest-
stoffge-
halt,
Trocken-
gew.{%) 		kationi-
.sches Po-;
iirneri-
sat,Trok-
kengewio^>		 Pflan-
zen-
hö'ne		 Gew.
des
oberen
Pflan
zen -
teils
keines 3 - 109 115
'1
-/1
ι ' : 2
''■ ,3 '
Vergleichs- '
ausflockungs
mittel		 3
3
3
3
3		 0,3
0-05
0,05
0405
0,05		 133
131
137
119
106		 151
143
155
129
109
keines 15 - 121 129
-■1
. \ \ 1
> .1
Y. ' 2
3
Vergleichs-
ausflockungs-
aittel		 15
15
15
15
15		 0,75
0,25
0,25
0,25
0,25		 131
138
135
127
118		 165
153
171
146
125
Sämtliche Zahlenwerte sind als Verhältnis zu dem Fall, wo keine Zugabe des Schlammkuchens erfolgt, ausgedrückt, wobei dieser Fall als 100 gesetzt wird.
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Claims (7)

"Verfahren zur Förderung des Wachstums von Pflanzen" Priorität: 23. Mai 1977, Japan, Nr. 60269/77 Patentansprüche
1. Verfahren zur Förderung des Wachstums von Pflanzen, dadurch gekennzeichnet, dass man ein wasserlösliches, kationisches Polymerisat anwendet, das durch Polymerisation einer quaternären Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel I
CH0 = C - COY - N - Rv X (I)
2 \ 3
in der R1 ein Wasserstoff atom oder eine Methylgruppe, Bp und R* jeweils einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, R^ einen Alkylrest mit 1 bis 4- Kohlenstoffatomen, einen Allylrest, einen Hydroxyalkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen, eine Benzylgruppe oder den Rest der
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ORIGINAL INSPECTED
allgemeinen Formel -CHoCOO(CH2) CH, , wobei m den Wert O oder 1 hat, X ein Halogen- oder Methylsulfation und Y einen Rest der allgemeinen Formeln -0(CIL,) -, -NH-(CHo) -, wobei η eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 4- ist, oder -OCH2CH-CH2- bedeutet, allein oder zusammen mit OH
mindestens einem weiteren Vinylmonomeren erhalten worden ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass man ein Polymerisat verwendet, dessen quaternäre Ammoniumkomponente durch Quaternisieren eines Dialkylaniinoalkyl(meth)acrylats oder eines N-Dialkylaminoalkylacrylamids mit einem Quaternisierungsmittel erhalten worden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Polymerisat verwendet, dessen quaternäre Ammoniumkomponente durch Quaternisieren von Dimethylaminoethylmethacrylat mit Methylchlorid oder Dimethylsulfat erhalten worden ist.
4·. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz e i chne t, dass man ein Polymerisat verwendet, dessen weitere monomere Vinylkomponente aus Acrylamid, Acrylnitril, Methylacrylat, Methylmethacrylat, Acrylsäure, Methacrylsäure oder Styrol besteht.
5- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Polymerisat verwendet, dessen weitere monomere Vinylkomponente aus Acrylamid besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das kationische Polymerisat
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dem Boden oder Wasser zusetzt, in dem die Pflanzen wachsen oder gezogen werden sollen.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das kationische Polymerisat auf den bei der aktivierten Schlammbehandlung anfallenden Überschusschlamm anwendet und den erhaltenen dehydratisierten Schlamm auf den Boden aufbringt.
8· Verwendung der wasserlöslichen kationischen Polymerisate gemäß Anspruch 1 bis 5 als Mittel zur Förderung des Wachs tums von Pflanzen.
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DE19782822485 1977-05-23 1978-05-23 Verfahren zur foerderung des wachstums von pflanzen Withdrawn DE2822485A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6026977A JPS53149568A (en) 1977-05-23 1977-05-23 Method for promoting plant growth with cationic polymers

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