WO2016198158A2 - Verfahren zur herstellung eines dünge- oder mikronährstoffes, sowie ein dünge- oder mikronährstoff, sowie eine damit versetzte kultur- oder pflanzerde - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines dünge- oder mikronährstoffes, sowie ein dünge- oder mikronährstoff, sowie eine damit versetzte kultur- oder pflanzerde Download PDF

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WO2016198158A2
WO2016198158A2 PCT/EP2016/000946 EP2016000946W WO2016198158A2 WO 2016198158 A2 WO2016198158 A2 WO 2016198158A2 EP 2016000946 W EP2016000946 W EP 2016000946W WO 2016198158 A2 WO2016198158 A2 WO 2016198158A2
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soil
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iron
micronutrient
fertilizer
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Karl Michael SCHMIDT
Hermann Josef Wilhelm
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Rogmans, Maria
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00—Other organic fertilisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D9/00—Other inorganic fertilisers
    • C05D9/02—Other inorganic fertilisers containing trace elements

Definitions

  • Micronutrient as well as a fertilizer or micronutrient, as well as a cultural or plant soil mixed with it
  • the invention relates to a method for producing a fertilizer or micronutrient, which contains at least ammonium nitrogen, as well as a fertilizer or micronutrient itself, as well as a crop or plant soil mixed with the fertilizer or micronutrient, according to the preamble of claims 1 and 16, and 17.
  • Plant growth is maximum. Healthy cultivated soils or fields have a pH of about 6.0 and are therefore slightly acidic. With this fact, as well as with the microbial colonization of the arable land, a long-term transfer of essential trace elements into a plant-soluble form is important.
  • iron has no toxic limit over plants. There is no so-called iron element
  • Antagonists in fertilizer presentation That The element iron prevents its existence no effect of another essential fertilizer.
  • iron As a micronutrient, or as fertilizer addition iron as iron hydroxide or iron oxide but worthless in the field.
  • the plant can not directly absorb and metabolize elemental iron, iron oxide or iron hydroxide.
  • the iron must therefore be present in biogenic, chelated or chelating compounds
  • the invention is therefore based on the object
  • the task is to include the process produced fertilizer or micronutrient solved by claim 17.
  • Core of the method according to the invention is that in a first step, iron hydroxide with a mineral
  • Powder material is mixed that in a second
  • Step from manure is added by separation and / or precipitation separated ammonium rich and phosphate-containing nutrient water and mixed with it, and in a final step acid or acidified water is added and mixed with it.
  • first iron hydroxide as a powder and a
  • the iron hydroxide is a
  • Iron hydroxide, zeolite and ammonium NH4 + and phosphorus are activated by the addition and mixing with anolyte and / or catholyte sour. It now forms an iron-ammonium complex, in the presence of H + and OH " ions.
  • the amraonium- and phosphorus-rich nutrient water or the separated manure has a pH value before the start of the Production process of approx. 5.5. Especially if she has gone through a precipitation process.
  • the anolyte is due to the avoidance of too high a chlorine content even at 5.5 balanced, and not too sour. However, the total pH of the final mixture is then at a pH of 3.5 to 4.0, which is lower than the pH of each added substance.
  • one or more carboxylic acids and / or succinic acid and / or formic acid and / or citric acid may be used in addition to or instead of the use of anolyte and / or catholyte and / or acidified therewith, which is mixed in the manner described.
  • aquatic plants are cultivated on a rich in iron oxide or iron-rich compounds culture water, and that the regularly or cyclically harvested aquatic plants are optionally crushed and then mixed with a crop soil as fertilizer or micronutrient, such that a
  • the specified demand for ammonium nitrogen can be added, for example, as ammonium-rich nutrient water from a Gülleseparation, or from an artificial fertilizer.
  • absorbed iron compounds are plant-accessible and / or chelated, so be present as iron chelates, if you add the harvested and crushed aquatic plants to a cultural soil. In this way, plant-accessible iron is then contained as a micronutrient or fertilizer in the resulting crop soil.
  • Embodiment be mixed or mixed with rock flour and / or primary rock meal and / or with Terramehl.
  • This base substrate can then be used immediately as granules, or it is then further mixed with earth, mixed, in a ratio which is predetermined by the desired final pH of the soil of 5.5 to 6.0.
  • the iron hydroxide in the first alternative is now at least partially chelated as iron-ammonium complex and thus plant-going.
  • the iron-ammonium complex is in accordance with Converter sludge cultured aquatic plant already plant-accessible, and thus remains plant-accessible upon addition of the harvested aquatic plants in the thus mixed crop soil.
  • the added in the first alternative anolyte and / or catholyte also causes an exposure of the phosphor or phosphate in plant-soluble form. Furthermore, it is provided that the substrate -Erd mixture still a lot of iron hydroxide afterwards, that is
  • Ferribacteria in the substrate-soil mixture of the conversion into chelated iron is supported with a long-term effect.
  • Powder material are mixed in dry form.
  • the ceramic powder material may be zeolite.
  • the ceramic powder material may also be bentonite, or a mixture of bentonite and zeolite.
  • the ceramic powder or Granulate material an electrically active material
  • natural or nature-identical pesticide for example in the form of polyphenols and / or anthraquinones, are fed to the granules and / or the crop soil in such a way that the pesticides are incorporated in the pesticides
  • Crops or cultivated crops are added to the plants.
  • urea is added to the granules or the crop soil, which is provided with a stabilizer containing a urease, i.
  • a crop soil prepared according to any one of claims 1 to 9, specified, which is the product thus prepared mixed as granules in crop soil, as ready-to-use soil for horticulture.
  • Micronutrient first alternative in the form of granules.
  • FIG. 3 Production of a cultural earth
  • Micronutrient in a first alternative with the basic steps, namely with the aim to convert iron or iron oxides or iron hydroxide into chelated and thus plant-accessible iron compounds.
  • Powder material for example. Zeolite or bentonite or a mixture of zeolite and bentonite uniformly and above all dry mixed together.
  • the acidulant or acid may also be catholyte and / or acidified water, or one or more carboxylic acids and / or succinic and / or formic and / or citric acid.
  • the pH is only 5.5 to 6.0.
  • the nutrient water with its pH is also at 6.0.
  • the nutrient water is taken from a separation or precipitation process of manure or digestate.
  • ammonium and phosphorus content can be adjusted beforehand via the added nutrient water.
  • the iron hydroxide is in a
  • the thus chelated or quasi-chelated iron forms the base element for a fertilizer or micronutrient which markedly increases the yield from photosynthesis in biomass growth, i. increases the photosynthetic efficiency. This results from the realization that iron essentially contributes to the so-called chain of custody of the cellular
  • the mixture produced is mixed with cultural soil, as well as with the addition of
  • Rock flour in particular so-called primary rock meal, the pH value is initially controlled by 5.0, which is achieved mainly by the addition of rock flour. It is particularly helpful that by gradually adding rock flour, the otherwise slightly adhesive kneading gum-like consistency of the fertilizer or fertilizer substrate dissolves so that when rolling in a drum
  • the material is transformed into a moist, non-sticky granulate with a grain size of 2 to 5 mm.
  • This granulated substrate can then be dried slowly during further maturation.
  • the addition of soil in the final granular product until the consistency described above is achieved also results in the addition of existing soil biology.
  • the amount of activated cultural soil fed in this step corresponds to 1 to 10 times the mass
  • the Ferribacteria solution corresponds to a 2.2% solution of a
  • Iron depot is a time-delayed depot of iron, which is plant-available only after exposure to and reorganization by the Ferribakterien in the field.
  • a substrate with a pH of about 6.0 After a maturation period of about 4 to 5 days, a substrate with a pH of about 6.0, and thus represents the perfect pH for a crop soil.
  • This fertilizer can be provided during the wet phase with other trace elements or fertilizers.
  • the product thus obtained can then be further distributed and incorporated in cultivated soil or directly in the field soil.
  • the granules thus obtained are hydrophilic and also develop on the farmland an increase in the water holding power.
  • a higher plant density and thus an increase in seed density in the field is achieved and, as a result, when using this fertilizer or micronutrient, a greater yield is expected in the field, i. more biomass, more crop from the field.
  • Plants are absorbed into the plants. Due to the presence of zeolite and / or powdered ceramic substances in combination with ammonium and anolyte
  • iron phosphate also forms in a non-dominant side reaction. This then acts in the use of this granulate or the corresponding crop soil as prevention of
  • aquatic plants preferably the nasturtium (watercress) cultivated on converter slurry-containing water from steel production, and thereby
  • the chelation step takes place in said plants. So it must be added converter sludge in water and at least still ammonium in the culture water. The harvested plants together with root are then crushed and mixed directly into soil.
  • this can also be a long-term
  • Iron deposit as described above, be mixed with Ferribakterien.
  • Figure 3 shows the final production of a crop soil.
  • FIG. 1 on the other hand, only represents the production of a
  • FIG. 2 shows the production in a second alternative, in which at least part of the iron chelating via cultivation of an aquatic plant, for example nasturtium, on culture water mixed with converter sludge and subsequent mixing of the harvested aquatic plant
  • Agricultural soil is applicable.
  • This liquid substrate as micro and / or
  • macronutrients could be introduced into the soil in a stipp- ting process.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dünge- oder Mikronährstoffes, welcher zumindest Ammonium- Stickstoff enthält, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie ein Dünge- oder Mikronährstoff selbst, sowie eine mit dem Dünge- oder Mikronährstoff versetzten Kultur- oder Pflanzerde. Um hierbei zu erreichen dass eine Festlegung des Phosphors vermieden und sowohl der Phosphor als auch das Eisen jeweils in pflanzengängiger Form vorliegend, und dies innerhalb eines gemeinsamen Herstellungsprozesses, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass in einem ersten Schritt Eisenhydroxid mit einem mineralischen Pulverwerkstoff vermischt wird, dass in einem zweiten Schritt aus Gülle durch Separation und/oder Fällung abgetrenntes ammoniumreiches und Phosphat enthaltendes Nährwasser zugegeben und damit vermischt wird, und in einem letzten Schritt Säure oder gesäuertes Wasser hinzugegeben und damit vermischt wird.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Dünge- oder
Mikronährstoffes, sowie ein Dünge- oder Mikronährstoff , sowie eine damit versetzte Kultur- oder Pflanzerde
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dünge- oder Mikronährstoffes , welcher zumindest Ammonium- Stickstoff enthält, sowie ein Dünge- oder Mikronährstoff selbst, sowie eine mit dem Dünge- oder Mikronährstoff versetzten Kultur- oder Pflanzerde, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 16, und 17.
Aus dem Stand der Technik, bspw aus der KR 20150019865 (A) ist bekannt, Ammonium auch in modernen Verfahren als besonders wichtigen Düngestoff einzusetzen.
Neben dem Ammonium gibt es aber eine Reihe von weiteren relevanten Komponenten in Düngestoffen.
Ein grundsätzliches Problem bei Düngestoffen ist, dass Phosphate und andere Spurenelemente in festgelegter Form enthalten sind, die zunächst nicht pflanzengängig sind, also von den Pflanzen nicht direkt aufgenommen werden können. Die zugeführten essentiellen Düngekomponenten Stickstoff, Phosphor und Kalium müssen aber in
ausreichender Menge vorliegen, insbesondere dann, wenn der Zuwachsgradient von aufgebauter Biomasse im
Pflanzenwachstum maximal ist. Gesunde Kulturböden oder Äcker haben einen pH-Wert von ca 6,0 und sind damit leicht sauer. Mit dieser Tatsache, sowie mit der mikrobiellen Besiedlung der Ackerböden ist sodann eine langfristige Überführung essentieller Spurenelemente in eine pflanzengängige lösliche Form wichtig.
Dieser Vorgang benötigt aber Zeit.
Aus diesem Grund besteht hierdurch die Gefahr, dass festegelegter, nicht ab initio pflanzengängiger Phosphor durch Regen über kurze Zeit in den Grundwasserleiter gespült wird. Auf diese Weise wird der wertvolle Phosphor ausgespült, und fehlt dem Pflanzenkreislauf. Völlig kontrapoduktiv begegnet man dem üblicherweise durch eine erhöhte Gabe von Phosphor, was dann zu einer
Phosphoreutrophierung führt .
Da die Phosphorquellen auf dieser Welt endlich sind, keine Grünpflanze aber ohne Phosphor auskommt, ist die Aufgabe, den vorhandenen Phosphor möglichst in geschlossenen
Verwertungskreisläufen zu halten.
D.h. Aufnahme des Phosphors durch Nutzpflanzen, mit
Verfütterung derselben, und anschließender Nutzung der Gülle wieder zur Rückdüngung der Ackerböden.
Ein weiterer, oft unterschätztes Element auf Ackerböden ist Eisen. Hierbei sei bereits auf die erhebliche
Wachstumsstimulation von Eisen auf aquatische
Kulturpflanzen verwiesen, wie dies in der Internet- Zeitschrift „Agrophysical Letters" ISSN Nr 2363-8060 in den Ausgaben Okt. 2014, und Jan. 2015,
http: //www. oxygenesis . de/de/agrophysical -1etters
dargestellt ist. Dort ist es mittels des Eisens sogar möglich, den Schwachlichteffekt, also die
Biomassenpropagation auch bei geringerer Lichtmenge, also im natürlichen Tageslichtlauf , besonders auszuprägen. Mit anderen Worten begünstigt das Eisen eine extrem effektive Unterstützung der sogenannten Atmungskette in der
Photosynthese bei Grünpflanzen, was eine hohe Biomassenpropagation auch bei geringeren Summenlichtzeiten ermöglicht .
Eisen weist gegenüber Pflanzen keine toxische Grenze auf. Zum Element Eisen gibt es auch keinen sogenannten
Antagonisten in der Düngestoffdarstellung. D.h. das Element Eisen unterbindet bei seiner Existenz keine Wirkung eines anderen essentiellen Düngestoffes.
Als Mikronährstoff , oder als Düngezugabe ist Eisen als Eisenhydroxid oder Eisenoxid aber wertlos auf dem Acker. Die Pflanze kann weder elementares Eisen, noch Eisenoxid oder Eisenhydroxid direkt aufnehmen und verstoffwechseln. Das Eisen muss daher in biogener, dass in chelatierter Form oder chelatierenden Verbindungen vorliegen, um
pflanzengängig d.h. metabolisierbar zu sein.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Festlegung des Phosphors zu vermeiden und sowohl den Phosphor als auch das Eisen jeweils in pflanzengängiger Form zu generieren, und dies innerhalb eines gemeinsamen Herstellungsprozesses zu erzielen.
Die gestellte Aufgabe wird im Hinblick auf ein
Herstellungsverfahren erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 15 angegeben.
Im Hinblick auf einen Dünge- oder Mikronährstoff ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 16 gelöst.
Im Hinblick auf eine diesbezügliche Kulturerde ist die gestellte Aufgabe unter Einbeziehung des nach dem Verfahren hergestellten Dünge- oder Mikronährstoffes durch Anspruch 17 gelöst.
Kern der Verfahrensgemäßen Erfindung ist, dass in einem ersten Schritt Eisenhydroxid mit einem mineralischen
Pulverwerkstoff gemischt wird, dass in einem zweiten
Schritt aus Gülle durch Separation und/oder Fällung abgetrenntes ammoniumreiches und Phosphat enthaltendes Nährwasser zugegeben und damit vermischt wird, und in einem letzten Schritt Säure oder gesäuertes Wasser hinzugegeben und damit vermischt wird.
In dem dargestellten ersten Schritt werden im trockenen Zustand zunächst Eisenhydroxid als Pulver und ein
keramischer Silikat- oder Molekularsiebwerkstoff,
vorzugsweise Zeolit miteinander vermischt. Mit dem besagten Werkstoff, bspw Zeolit, wird dem Eisenhydroxid ein
Werkstoff beigemischt, der ein ionisches oder ein
ionisierendes Potential aufweist, und somit die
nachfolgenden Reaktionen unterstützt, und zwar in der mit der Erfindung beabsichtigten Weise.
Auf diese vorgelegte Trockenmischung wird nun Gülle oder das durch Separation und/oder Fällung abgetrennte,
ammoniumreiche und Phosphat enthaltende Nährwasser
zugegeben und zunächst damit vermischt.
Somit enthält die Mischung in diesem Verfahrenstand
Eisenhydroxid, Zeolit und Ammonium NH4+ sowie Phosphor. Nun wird in einem letzten Schritt diese Mischung durch die Zugabe und Vermischung mit Anolyt und/oder Katholyt sauer aktiviert. Es bildet sich nun ein Eisen-Ammonium-Komplex, in Anwesenheit von H+ und OH" Ionen.
Als sichtbarer sofortiger Nachweis der abgelaufenen
Reaktion sinkt der pH-Wert deutlich unter den pH Wert der einzeln zugegebenen Bestandteile.
Das amraonium- und phosphorreiche Nährwasser bzw die separtierte Gülle hat einen pH-Wert vor Beginn des Herstellprozesses von ca 5,5. Insbesondere dann, wenn sie einen Fällungsprozess durchlaufen hat.
Das Anolyt ist aufgrund der Vermeidung eines zu hohen Chlorgehaltes auch bei 5,5 austariert, und nicht zu sauer. Der Gesamt pH-Wert der fertigen Mischung liegt dann aber bei einem pH-Wert von 3,5 bis 4,0, und damit niedriger als der pH-Wert jedes zugegebenen Stoffes.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann zusätzlich oder anstatt der Verwendung von Anolyt und/oder Katholyt und/oder damit gesäuertem Wasser auch eine oder mehrere Carbonsäuren und/oder Bernsteinsäure und/oder Ameisensäure und/oder Zitronensäure verwendet werden, die in der beschriebenen Weise zugemischt wird.
Alternativ oder zusätzlich ist die Herstellung eines Düngeoder Mikronährstoffes oder- einer mit Dünge- oder
Mikronährstoffen versehenen Kulturerde angegeben,
dass aquatische Pflanzen auf einem an Eisenoxid oder eisenreichen Verbindungen reichen Kulturwasser kultiviert werden, und dass die regelmäßig oder zyklisch geernteten aquatischen Pflanzen ggfs zerkleinert werden und hernach mit einer Kulturerde als Dünge- oder Mikronährstoff vermischt werden, derart, dass sich eine an
Eisenchelatverbindungen reiche Kulturerde ergibt.
Der angegebene Bedarf an Ammonium-Stickstoff kann bspw als ammoniumreiches Nährwasser aus einer Gülleseparation, oder aus einem Kunstdünger hinzugegeben werden.
Hierbei wird als Eisenchelatquelle im Kulturwasser die Zugabe von Konverterschlamm ins Kulturwasser der
aquatischen Pflanzen gegeben. Diese bauen das Eisen, oder die Eisenoxide, oder das Eisenhydroxid während der
Kultivierung der aquatischen Pflanzen in pflanzengängiges Eisen, bzw in chelatiertes Eisen um. Letzteres ist
pflanzengängig.
Es hat sich gezeigt, dass einige aquatische Pflanzen, insbesondere Brunnenkresse, Nasturtium Microphyllum oder Nasturtium officinale bei der Kultivierung enorme Mengen an Eisen aufnehmen können, bspw wenn in das Kulturwasser Konverterschlamm gegeben wird.
Erntet man solche aquatischen Pflanzen, dann kann man sicher sein, dass das aufgenommene Eisen oder die
aufgenommenen Eisenverbindungen pflanzengängig und/oder chelatiert sind, also als Eisenchelate vorliegen, wenn man die geernteten und zerkleinerte aquatischen Pflanzen zu einer Kulturerde hinzu gibt. In dieser Weise ist dann pflanzengängiges Eisen als Mikronährstoff oder Düngestoff in der resultierenden Kulturerde enthalten.
Das nach der ersten oder der zweiten Alternative erhaltene Grundsubstrat kann dabei in weiterer vorteilhafter
Ausgestaltung mit Gesteinsmehl und/oder Urgesteinmehl und/oder mit Terramehl vermischt oder vermengt werden.
Dadurch werden außerdem wichtige Spurenelemente zugeführt.
Dieses Grundsubstrat kann dann sofort als Granulat benutzt werden, oder es wird nun mit Erden weiter vermischt, vermischt, in einem Verhältnis, was durch den angestrebten finalen pH-Wert der Kulturerde von 5,5 bis 6,0 vorgegeben ist .
Dies entspricht in etwa dem pH-Wert eines sehr guten
Kulturbodens .
Das Eisenhydroxid in der ersten Alternative ist nun zumindest teilweise als Eisen-Ammonium-Komplex chelatiert und somit pflanzengängig. In der zweiten Alternative ist der Eisen-Ammonium-Komplex in der entsprechend auf Konverterschlamm kultivierten aquatischen Pflanze bereits pflanzengängig, und bleibt somit bei Zugabe der geernteten aquatischen Pflanzen in der damit vermengten Kulturerde pflanzengängig .
Das in der ersten Alternative zugegebene Anolyt und/oder Katholyt bewirkt außerdem eine Freilegung des Phosphors oder Phosphates in pflanzengängige lösliche Form. Im Weiteren ist vorgesehen, dass der Substrat -Erd-Mischung noch eine Menge Eisenhydroxid hernach, das heisst
nachträglich zugeführt wird, was als Langzeitdepot dann vom leicht sauren Boden zeitversetzt gängig, d.h.
pflanzengängig gemacht wird.
Diesbezüglich ist dann weiter vorteilhaft ausgestaltet, dass dann durch eine nachträgliche Zugabe von
Ferribakterien in die Substrat-Erd-Mischung der Umbau in chelatiertes Eisen mit einem Langzeiteffekt unterstützt wird.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass dass das Eisenhydroxid und/oder der keramische
Pulverwerkstoff in trockener Form gemischt werden.
Damit soll verhindert werden, dass es ohne die Anwesenheit von Hydroxylionen und Ammonium schon zu einer Reaktion kommt .
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann der keramische Pulverwerkstoff Zeolit sein.
Alternativ dazu, kann der keramische Pulverwerkstoff auch Bentonit sein, oder eine Mischung aus Bentonit und Zeolit.
In allen genannten Fällen ist der keramische Pulver- oder Granulatwerkstoff ein elektrisch aktives Material
(Elektronendonator und/oder Elektronenakzeptor) , in Bezug auf chemische Reaktionen, die auf seiner Oberfläche ablaufen, sobald zunächst das Nährwasser, und dann das Anolyt und/oder Katholyt hinzugegeben wird.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass durch finale Zugabe von Gesteinsmehl oder Carbonaten der pH- ert der so mit dem Dünge- oder Mikronährstoff
versetzten hergestellten Kulturerde auf einen gewünschten Wert austariert wird.
In diesbezüglicher vorteilhafter Ausgestaltung ist
angegeben, dass der final austarierte pH-Wert der
Kulturerde zwischen 5,5 und 6,5 liegt. Dies ist für die Bodenbiologie einer belebten Kulturerde von erheblichem Vorteil .
In besonderer Ausgestaltung ist angegeben,
dass dem Granulat und/oder der Kulturerde natürliches oder naturidentisches Pflanzenschutzmittel, bspw in Form von Polyphenolen und/oder Anthraquinonen, zugeführt werden, derart, dass die Pflanzenschutzmittel in die auf den
Kulturerden oder Ackerböden kultivierten Pflanzen in die Pflanzen aufgenommen werden.
In letzter Ausgestaltung ist angegeben, dass dem Granulat oder der Kulturerde Harnstoff zugeführt wird, welcher mit einem Stabilisator versehen ist, der eine Urease, d.h.
einen zu schnellen Umbau in Kohlenstoffdioxid und Ammoniak verhindert. Harnstoff als solcher benötigen die meisten Nutzpflanzen.
Weiterhin ist ein Dünge- oder Mikronährstoff , hergestellt nach Anspruch 1, angegeben, dass dieses so hergestellte Produkt als Granulat vorliegt, zur Ausbringung auf
Kulturflächen oder Ackerflächen.
Weiterhin ist eine Kulturerde, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, angegeben, welche das so hergestellte Produkt als Granulat in Kulturerde gemischt ist, als gebrauchsfertige Kulturerde für den Gartenbau.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und
nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigt:
Figur 1: Herstellung eines Dünge- oder
Mikronährstoffes erste Alternative in Form eines Granulates.
Figur 2: Herstellung eines Dünge- oder
Mikronährstoffes zweite Alternative
Figur 3 : Herstellung einer Kulturerde
Die Figuren 1 und 3 zeigen die erfindungsgemäßen
Verfahrensschritte der Herstellung eines Dünge- oder
Mikronährstoffes in einer ersten Alternative, mit den grundsätzlichen Schritten, nämlich mit dem Ziel, Eisen oder Eisenoxide oder Eisenhydroxid in chelatiertes und damit pflanzengängige Eisenverbindungen zu überführen.
Bei der ersten Alternative wird in einem ersten Schritt zunächst Eisenhydroxid mit einem mineralischen
Pulverwerkstoff, bspw. Zeolit oder Bentonit oder einer Mischung aus Zeolit und Bentonit gleichmäßig und vor allem trocken miteinander vermischt.
Im nächsten Schritt wird ein ammoniumreiches und ein
Phosphat enthaltendes Nährwasser zugeführt und mit eingemischt . Damit sind nun zunächst alle wichtigen
Komponenten für eine Chelatierung des Eisens beisammen. Sodann wird Säure, oder gesäuertes Wasser oder Anolyt zugeführt. Wahlweise kann als Säuerungsmittel oder Säure auch Katholyt und/oder damit gesäuertem Wasser, oder eine oder mehrere Carbonsäuren und/oder Bernsteinsäure und/oder Ameisensäure und/oder Zitronensäure verwendet werden. Am Beispiel Anolyt oder der Säure oder des gesäuerten Wassers liegt der pH-Wert lediglich bei 5,5 bis 6,0 vor.
Das Nährwasser liegt mit seinem pH-Wert auch bei 6,0.
Dabei wird das Nährwasser aus einem Separations- oder Fällungsprozess von Gülle oder Gärresten entnommen.
Das Nährwasser ist dabei klar, mit nur leicht
hellbräunlicher Färbung.
Über das zugegebene Nährwasser kann außerdem zuvor der Ammonium- und Phosphorgehalt, eingestellt werden.
Erst bei der Zugabe von Anolyt bei einem pH-Wert 6,0 , oder kleiner, kommt es zu einer Reaktion der vorgemischten Bestandteile. Das Eisenhydroxid wird in eine
pflanzengängige Form überführt.
Das so chelatierte oder quasi chelatierte Eisen bildet das Basiselement für einen Dünge- oder Mikronährstoff , der die Ausbeute aus der Photosynthese im Biomassenwuchs merklich steigert, d.h. den Photosynthese -Wirkungsgrad steigert. Dies ergibt sich aus der Erkenntnis, dass Eisen wesentlich an der sogenannten Amtmungskette der zellulären
Photosynthese-Reaktion bei der Cytochrom-C-Oxidase
beteiligt ist.
In einem weiteren Schritt wird die erzeugte Mischung mit Kulturerde vermischt, sowie mit der Zugabe von
Gesteinsmehl, insbesondere sogenanntes Urgesteinsmehl, der pH-Wert zunächst von 5,0 angesteuert, was im Wesentlichen durch die Zugabe von Gesteinsmehl erzielt wird. Besonders hilfreich ist, dass durch schrittweise Zugabe von Gesteinsmehl, die ansonsten leicht klebende knetgummiartige Konsistenz des Düngestoffes oder Düngesubstrates so auflöst, dass sich beim Rollen in einer Trommel das
Material in seiner Textur in ein feuchtes, nicht mehr klebendes Granulat umwandelt , mit einer Korngröße von 2 bis 5 mm.
Dieses granulierte Substrat kann sodann während der weiteren Reifung langsam getrocknet werden. Die Zugabe von Kulturerde in das am Ende als Granulat erwirkten Produktes, bis die oben beschriebene Konsistenz erreicht wird, bewirkt auch die Zugabe bestehender Bodenbiologie. Der in diesem Schritt zugeführte Anteil an belebter Kulturerde entspricht dem 1 bis 10 fachen der Masse an
Eisenhydroxid+Zeolit+Nährwasser+Anolyt+Gesteinsmehl .
Das Ergebnis führt den Eisenchelatdünger aber noch so hochkonzentriert, dass das resultierende Granulat, nochmals mit Kulturerde oder dem Ackerboden im Verhältnis von 1:10, 1:100 oder mehr zugemischt wird.
In einer weiteren Ausgestaltung wird neben der Umbildung des Eisenhydroxid in pflanzengängiges Eisen noch eine Menge Eisenhydroxid hinzugegeben, mit einer Lösung von
Ferribakterien in Wasser. Die Ferribakterien-Lösung entspricht einer 2,2%igen Lösung eines
Ferribaktrienkonzentrates in Wasser .
Dieses sich dadurch erst langfristig chelatierende
Eisendepot ist ein zeitversetztes Depot an Eisen, was erst nach Einwirkung und Umbildung durch die Ferribakterien im Acker pflanzenverfügbar ist.
Nach einer Reifezeit von ca 4 bis 5 Tagen entsteht ein Substrat mit einem pH-Wert von knapp 6,0, und stellt damit den für eine Kulturerde perfekten pH-Wert dar. Dieser Düngestoff kann noch während der feuchten Phase mit weiteren Spurenelementen oder Düngestoffe versehen werden.
Das so erhaltene Produkt kann dann weiter in Kulturerde oder direkt in den Ackerboden verteilt und eingearbeitet werden .
Das so erhaltene Granulat ist hydrophil und entwickelt auf dem Ackerboden außerdem eine Erhöhung der Wasserhaltekraft.
Diesbezügliche Versuche an Kulturen, zunächst im
sogenannten Pflanzungstest mit Kresse, haben ergeben, dass ein solcher Düngestoff die obige Wirkung zeigt.
Es wird eine höhere Pflanzendichte und damit eine Erhöhung der Saatdichte auf dem Acker erreicht, und im Ergebnis beim Einsatz dieses Dünge- oder Mikronährstoffes ein größerer Ertrag auf dem Acker erwartet, d.h. mehr Biomasse, mehr Ernte vom Acker.
Weitere sehr vorteilhafte Effekte werden mit diesem
Verfahren erzielt. Ein großer Vorteil bei dem Granulat und/oder der Kulturerde besteht außerdem dann, wenn natürliches oder naturidentisches Pflanzenschutzmittel, bspw in Form von Polyphenolen und/oder Anthraquinonen, zugeführt werden, derart, dass die Pflanzenschutzmittel in die auf den Kulturerden oder Ackerböden kultivierten
Pflanzen in die Pflanzen aufgenommen werden. Durch die Anwesenheit von Zeolit und/oder pulverkeramischen Stoffen wird in Verbindung mit Ammonium und Anolyt eine
chemische/biochemische Umgebung geschaffen, die auch die genannten natürlichen Pflanzenschutzmittel in
pflanzengängiger Form leicht aufnehmbar machen. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Granulates und der genannten Verfahren kann der Einsatz von äußerlich angewendeten Pestiziden stark reduziert, oder ganz
eingestellt werden.
Ein weiterer, ganz erheblicher Vorteil ergibt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren außerdem noch. Aus der Reaktion von Eisenhydroxid und Phosphor mit Anolyt, entsteht in einer nicht dominanten Nebenreaktion auch Eisenphosphat. Dies wirkt dann bei der Verwendung dieses Granulates oder der entsprechenden Kulturerde als Verhinderung von
Schneckenfraß .
In einem alternativen Schritt, aber mit demselben Ergebnis wird ein Pflanzensubstrat eingearbeitet, was aus
aquatischen Pflanzen besteht, vorzugsweise die Nasturtium (Brunnenkresse) , die auf Konverterschlamm haltigem Wasser aus der Stahlproduktion kultiviert wird, und dabei
innerhalb der Pflanze ein Umbau in pflanzengängiges Eisen vollzieht .
Das heisst, der Chelatierungsschritt findet in den besagten Pflanzen statt. Es muss also Konverterschlamm in Wasser sowie zumindest noch Ammonium ins Kulturwasser zugegeben werden. Die geernteten Pflanzen samt Wurzel werden dann zerkleinert und direkt in Kulturerde eingemischt.
Wahlweise kann auch hierbei noch ein langfristiges
Eisendepot, wie oben beschrieben, mit Ferribakterien zugemischt werden.
Der Unterschied von Figur 1 und Figur 3 besteht darin, dass Figur 3 die finale Herstellung einer Kulturerde zeigt.
Figur 1 hingegen stellt nur die Herstellung eines
Granulates als Dünge- oder Mikronährstoff dar. Dort wird zwar auch bereits Kulturerde zugegeben, aber nur in einer Menge, wie eingangs beschrieben, von 1:10. Erst danach wird dieses granulierte oder grnaulierfähige produkt in den Ackerboden oder eine Kulturerde eingearbeitet. Figur 2 zeigt die Herstellung in einer zweiten Alternative, bei welcher zumindest ein Teil der Eisenchelatierung über eine Kultivierung einer aquatischen Pflanze bspw Nasturtium auf mit Konverterschlamm versetzten Kulturwasser und anschließende Vermischung der geernteten aquatischen
Pflanzen mit Kulturerde, in der obenen beschriebenen Weise erfolgt .
Es ist aber auch möglich, abweichend von der Darstellung in Figur 1 und 3, den letzten Verfahrensschritt der Mischung mit einer belebten Erde, zum Erhalt eines Granulates wegzulassen.
Alle anderen Verfahrensschritte sind gleich.
Damit würde man nämlich ein flüssiges Substrat erhalten, welches direkt in eine gärtnerische Erde oder den
Ackerboden applizierbar ist.
Eine pH-Wert-Angleichung findet dann direkt im Boden statt. Dieses flüssiges Substrat als Mikro- und/oder
Makronährstoff könnte man beispwielsweise in einem stipp- till -Verfahren in den Ackerboden einbringen.
Dieser Nährstoff würde dann entweder „unter Fuß oder „unter Flur" eingebracht werden können.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Dünge- oder
Mikronährstoffes , welcher zumindest Ammonium-Stickstoff enthält ,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einem ersten Schritt Eisenhydroxid mit einem mineralischen Pulverwerkstoff vermischt wird, dass in einem zweiten Schritt aus Gülle durch Separation und/oder Fällung abgetrenntes ammoniumreiches und Phosphat enthaltendes Nährwasser zugegeben und damit vermischt wird, und in einem letzten Schritt Säure oder gesäuertes Wasser hinzugegeben und damit vermischt wird
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Säure eine oder mehrere Carbonsäure bzw
Carbonsäures ist/sind, und/oder Bernsteinsäure und/oder Ameisensäure, und/oder Zitronensäure, und das gesäuerte Wasser Anolyt oder Katholyt aus einer Elektrolyse ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mischung sodann mit Gesteinsmehl und/oder Terramehl, und/oder solange aufgemischt wird, bis sich beim Vermengen ein feuchtes granuliertes Substrat ergibt .
Verfahren zur Herstellung eines Dünge- oder
Mikronährstoffes , welcher zumindest Ammonium-Stickstoff enthält, insbesondere nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass aquatische Pflanzen auf einem an Eisenoxid oder eisenreichen Verbindungen reichen Kulturwasser kultiviert werden, und dass die regelmäßig oder zyklisch geernteten aquatischen Pflanzen ggfs zerkleinert werden und hernach mit einer Kulturerde als Dünge- oder
ikronährstoff vermischt werden, derart, dass sich eine an Eisenchelatverbindungen reiche Kulturerde ergibt.
5. Verfahren nach Anspruch 4 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kulturwasser zur Einbringung von Eisenoxid oder eisenreichen Verbindungen mit Konverterschlamm aus der Stahlproduktion vermischt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der so hergestellte Dünge- oder Mikronährstoff mit einer Kulturerde vermischt wird, in einem derartigen Verhältnis, dass am Ende ein pH-Wert der Kulturerde von etwa 5,5 bis 6,0 erreicht wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Substrat -Erdmischung noch eine Menge
Eisenhydroxid hernach, das heisst nachträglich zugegeben wird, was als Langzeitdepot dann vom leicht sauren Boden zeitversetzt gängig, d.h. pflanzengängig gemacht wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass dann durch eine nachträgliche Zugabe von
Ferribakterien in die Substrat-Erd-Mischung der Umbau in chelatiertes Eisen mit einem Langzeiteffekt unterstützt wird.
9. Verfahen nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Eisenhydroxid und/oder der keramische
Pulverwerkstoff in trockener Form gemischt werden.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass der keramische Pulverwerkstoff Zeolit ist.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
dass der keramische Pulverwerkstoff Bentonit, oder eine Mischung aus Bentonit und Zeolit ist.
12. erfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch finale Zugabe von Gesteinsmehl oder
Carbonaten der pH-Wert der so mit dem Dünge- oder
Mikronährstoff versetzten, und mit Kulturerde
vermischten Substrat auf einen gewünschten Wert
austariert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der final austarierte pH-Wert der Kulturerde zwischen 5,5 und 6,5 liegt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Granulat und/oder der Kulturerde natürliches oder naturidentisches Pflanzenschutzmittel, bspw in Form von Polyphenolen und/oder Anthraquinonen, zugeführt werden, derart, dass die Pflanzenschutzmittel in die auf den Kulturerden oder Ackerböden kultivierten Pflanzen in die Pflanzen aufgenommen werden.
15. erfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14
dadurch gekennzeichnet,
dass dem Granulat oder der Kulturerde Harnstoff
zugeführt wird, welcher mit einem Stabilisator versehen ist, der eine Urease, d.h. einen zu schnellen Umbau in in Kohlenstoffdioxid und Ammoniak verhindert.
16. Düngestoff oder Mikronährstoff , hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieses so hergestellte Produkt als Granulat vorliegt, zur Ausbringung auf Kulturflächen oder
Ackerflächen .
17. Kulturerde, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass das so hergestellte Produkt als Granulat in
Kulturerde gemischt ist, als gebrauchsfertige Kulturerde für den Gartenbau.
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