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Verfahren zur Herstellung von langsam wirkenden Stickstoffdüngemitteln
Die Landwirtschaft gilt die für eine Vegetationsperiode angewendeten Mineraldüngemittel
gewöhnlich in ein bis zwei Gaheh auf die Äcker. Dabei hat es sieh herausgestellt,
daß Kali und Phosphorsäure im Boden gut gespeichert werden und den Pflanzen über
längere Zeit zur Verfügung stehen. Anders ist es mit dem Stickstoff, der ja ganz
im Gegensatz zu Kali und Phosphorsäure von den Bodenbakterien angegriffen und umgearbeitet
bzw. aufgezehrt wird. Eine Festlegung des Stickstoffs im Boden wie beim Kali und
bei der Phosphorsäure erfolgt ebenfalls nicht. So kommt es, daß nach dem Ausstreuen
des Düngemittels und dem Beginn der Vegetationsperiode zunächst ein Überangebot
an Stickstoff vorhanden ist und daß in der größten Wachstumsperiode die 'Stickstoffquelle
nur noch sehr mangelhaft fließt. Aus diesem Grunde hat man bereits organische Stickstoffdüngemittel
entwickelt, die nicht so leicht von den Bodenbakterien angegriffen werden können
und die über die ganze Vegetationsperiode hin den Pflanzenkulturen Stickstoff liefern.
Es gibt bereits eine Anzahl derartiger organischer Stickstoffdüngemittel. Am bekanntesten
und am leichtesten `herzustellen sind Verbindungen zwischen Harnstoff und anderen
organischen Produkten, in erster Linie mit Aldehyden. Die am meisten verwendete
Aldehydform isst Form@aldchyd. Untersuchungen haben nun ergeben, daß man das
Verhältnis
von Harnstoff zu Formaldehyd nur innerhalb bestimmter Grenzen wählen kann, um einmal
schwerer lösliche Düngemittel zu erhalten und um andererseits zu vermeiden, d.aß
die Düngemitte-1 unlöslich für die Bodenbakterien und die Pflanzen werden. Das Molverhältni.s
Harnstoff zu Formaldeihyd liegt etwa in der Größenordnung von 1,2 bis 1,4 : i, wenn
man Düngemittel erhalten will, die wohl für die Pflanzen aufnehmbar bleiben, aber
doch nur langsam ihnen zugänglich sind, so daß also Stickstoff über die ganze Vegetationsperiode
trotz nur einmaliger Aus,streuung zur Verfügung steht.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, ein langsam wirkendes Stickstoffdüngemittel-
in der Weise herzustellen, daß man Harnstoff und Formaldehyd in wäßri@ger Lösung
bei einer Temperatur unter r ro° und für eine von der Temperaturhöhe abhängige Zeitdauer
reagieren läßt, wobei das. Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd und die Konzentration
in der Lösung so gewählt werden, daß sich ein Niederschlag bildet und ein Gemisch
entsteht, das auf ein festes Erzeugnis verarbeitet werden kann.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß bei der Herstellung einer Verbindung
aus Harnstoff und Formaldehyd bzw. ähnlichen Stoffen in dem Bereich des Miischungsverhältnisses,
das allein für die landwirtschaftliche Verwertung interessant isst, erhebliche Schwierigkeiten
auftreten. Harnstoff ßnd FormalJehyd reagieren bei Temperaturen von etwa 7o bis
roo° und darüber miteinander und fangen dann an, halbplastische Massen zu bilden,
die sich sehr schwer handhaben und verarbeiten lassen, so daß die Herstellung derartig
langsam wirkender Düngemittel sehr kompliziert wird.
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Es wurde nun gefunden, daß - ausgehend von Harnstoff und Aldehyden
oder ähnlichen organischen Verbindungen, insbesondere Formaldehyd -auf leichtem
Wege ein gut zu handhabendes und streubares sowie haltbares, langsam wirkendes Stickstoffdüngemittel
hergestellt werden kann, wenn man erfindungsgemäß folgendermaßen verfährt: .Harnstoff,
eine wäßrige Lösung von Aldehyd, vorzugsweise Formaldehyd, und ein natürlicher,
pflanzlicher, Humus erzeugender Stoff, wie Torf, Braunkohle oder Sägespäne, insbesondere
in getrockneter und pulverisierter Form, werden innig vermischt. Die Mischung wird
zweckmäßig auf Temperaturen von 8o bis roo° erhitzt und die Reaktion so weit getrieben,
bis das Erzeugnis, gegebenenfalls unter mechanischer Behandlung, in streufähiger
Form anfällt, wobei die Kornform - ob pulverförmig oder feinkörnig oder krümelig
-durch die Menge und Art des beigemischten, Humus erzeugenden Stoffes geregelt wird.
Die Granalien können. falls erforderlich, noch getrock- . net werden.
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Bei diesem Verfahren setzt sich von einer bestimmten Temperatur ab
der Harnstoff mit dem Aldehyd und in gewisser Weise auch mit dem Torf um, und es
bildet sich jetzt keine schwer zu handhabende bzw. halbplastische Masse, sondern
durch die Mitwirkung von Torf erhält man je nach Wunsch und Verwendung der Torfmenge
entweder pulverförmige bzw. feinkörnige bzw. krümelige und granal.ige Produkte,
die erkaltet bzw. nach kurzer Nachtrocknung hart werden und nach entsprechender
Zerkleinerung und Absiebung ein gut streufähiges und wirksames Düngemittel bilden.
Dieses Düngemittel ist nicht nur gut haltbar und streufähig, sondern es wirkt über
die ganze Vegetationsperiode der Pflanzen und liefert laufend nach Bedarf den Pflanzen
den nötigen Stickstoff. Gleichzeitig wirken die Torfkomponente bzw. die anderen
pflanzlichen Bestandteile des Düngemittels fördernd auf die Humuserhaltung und Humusbildung
des gedüngten Bodens ein. Der hohe Stickstoffgehalt des Harnstoffs bzw. der Harnstoff
- Aldehyd-Mischung ist hierbei auf ein Maß herabgesetzt, daß der landwirtschaftlichen
Nutzung angemessen ist.
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Das neue Düngemittel läßt sich auch durch Pressen im spezifischen
Gewicht erhöhen und in seiner Formgebung noch weiter günstig beeinflussen. Man preßt
es in noch warmem Zustand und läßt es dann erkalten, eventuell nach vorheriger kurzer
Nachtrocknung.
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Die leichte Herstellungsmöglichkeit des neuen Düngemittels ist unter
anderem darin begründet, daß die benutzten pflanzlichen Stoffe, wie Torf, Braunkohle
usw., vor der Vermisehung mit Harnstoff und Formaldehyd und der anschließenden Umsetzung
des Gemisches mehr oder weniger gut getrocknet und gemahlen werden. Torf, Braunkohle,
Holzabfallstoffe usw. besitzen nach der Trocknung eine verhältnismäßig starke Tendenz,
Wasser wieder aufzunehmen. Auf diese Weise wird die Umsetzung von Harnstoff und
Formaldehyd stark begünstigt und gleichzeitig erreicht, daß sich körnige bzw. krümelige
und gut streubare Produkte bilden. Durch die Höhe des Wassergehaltes im pflanzlichen
Ausgangsmaterial, wie Torf usw., und durch den Wassergehalt im Harnstoff und Formaldehyd
können der Prozeß und die Umsetzung weitgehend beei,nflußt werden. Man kann das
Verhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd verändern bis herunter zu dem Verhältnis,
in welchem der Stickstoff ganz unlöslich für die Pflanze wird, und herauf bis zu
Verhältnissen, in welchen der Stickstoff des neuen Düngemittels ebenso rasch aufnehmbar
wird wie in den gewöhnlichen hande@lsüblichen Stickstoffdüngemitteln, z. B. auf
Basis Ammoniumnitrat.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das erfindungsgemäß
hergestellte Düngemittel in feinverteilter Form mit bekannten Stickstoff-, Mehrnährstoff-
oder Volldüngemitteln vermischt werden. Man kann z. B. Kalkammonsalpeter mit einigen
Prozent des neuen Düngemittels vermischen und damit erreichen, daß der eigentliche
Ka.lkammonsalpeber in der üblichen Weise seinen Stickstoff sofort zur Verfügung
stellt, während das zugemischte Düngemittel auf Basis Harnstoff, Formaldehyd und
Torf eine langsame Abgabe des Stickstoffs ermöglicht und Stickstoff für die Pflanzen
auch
dann noch liefert, wenn der Ammonn.i.trats.tickstoff bereits aufgebraucht ist. Durch
die Vermischung mit Volldüngern wird erreicht, daß nicht nur die Kali- und Phosphorsäurequelle
langsam und dem Bedarf der Pflanze angepaßt fließen kann, sondern daß auch ein Teil
des Stickstoffs lange im Boden für die Pflanze verfügbar gehalten wird.
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Schließlich kann das nach dem oben gekennzeichneten erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellte Düngemittel in feinverteilter Form mit Harnstoff-oder Harnstofflösungen
und pulverisiertem, gietrocknetem Torf innig vermischt, ein Teil des Wassergehaltes
dieser Masse bei Temperaturen über ioo° entfernt und die verbleibende Masse heiß
verpreßt werden. Nach dem Erkalten werden die Preßlinge zerkleinert und ahgesie
t. Auf diese Weise erhält man ein gut gekörntes, abriebfestes und haltbares Stickstoffdüngemittel,
das den Stickstoff teils in rasch aufnehmbarer, teils in langsam aufnehmbarer Form
enthält.
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Beispiel i 18 Gewichtsteile Harnstoff werden in 22,5 Gewichtsteilen
Formaldehydlösung (etwa 40%ig) bei 35° gelöst und 6,5 Gewichtsteile lufttrockener
Torf (mit 12O/o Feuchtigkeit) eingerührt. Das Gemisch wird bis 8o° erhitzt, wo die
Kondensationsreaktion - spürbar am spontanen Temperaturanstieg -einsetzt. Danach
wird das Erhitzen unter Wärmezufuhr fortgesetzt bis etwa i io°. Durch fortwährendes
Rühren tritt hierbei Granulation ein.
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Das Reaktionsprodukt enthält 29 %. Gesamtstickstoff und o,9% wasserlöslichen
Stickstoff. Beispiel e In 72 Gewichtsteile einer 77%igen wäßrigen Harustofflösung
werden 45 Gewichtsteile lufttrockner, gemahlener Torf und die gleiche Menge eines
feingemahlenen `
[email protected] nach Beispiel i (mit 3o,8'% Gesamtstickstoff
und 4% wass,erlös:lichem Stickstoff) eingetragen. Das Ganze wird durch allmähliches
Erhitzen auf 14o° vom Wasser befreit und bei dieser Temperatur in einer Vorrichtung
mit einem Druck von i bis 2 kg/cm2 zu Tabletten gepreßt.
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Der Gesamtstickstoffgehalt des erhaltenen Produktes ist
27,501a, der Gehalt an wasserlöslichem Stickstoff 2o%. Beispiel 3 3o Gewichtsteile
des gemahlenen Kondensationsproduktes nach Beispiel i werden mit 7o Gewichtsteilen
Amm.onsulfatsalpeter mit 26% Stickstoff vermi,sdht.
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Es entsteht ein Misdhp.rod@ukt mit 26,9% Gesamtstickstoff und 8,4%
nicht wasserlöslichem Stickstoff.