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Dokumentenidentifikation DE69208060T2 05.09.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0545864
Titel Entsorgung von unbrauchbarem, behandeltem Saatgut
Anmelder Ciba-Geigy AG, Basel, CH
Erfinder Hohl, Kaspar J., CH-4106 Therwil, CH
Vertreter Zumstein & Klingseisen, 80331 München
DE-Aktenzeichen 69208060
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, ES, FR, GB, GR, IT, LI, LU, NL, PT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 26.11.1992
EP-Aktenzeichen 928109214
EP-Offenlegungsdatum 09.06.1993
EP date of grant 31.01.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.09.1996
IPC-Hauptklasse C05F 17/00

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung von unbrauchbarem Pflanzensaatgut, behandelt mit Saatschutzbeschichtungen, insbesondere Beschichtungen umfassend Captan, einzeln oder in Kombination mit anderen fungiziden oder auch insektiziden Wirkstoffen.

Derzeit erzeugt in Frankreich die Saatgetreideindustrie allein 1990 10000 mt an unbrauchbarem, behandeltem Saatgetreide, was 10% des gesamten französischen Saatgetreide-Marktvolumens entspricht. Die Pflanzensaatgutindustrie verfügt derzeit über wenig für die heutigen Standards annehmbare Möglichkeiten zur Entsorgung von unbrauchbarem, behandeltem Pflanzensaatgut. Eine annehmbare Möglichkeit wäre eine, die hinreichend ökologisch, sicher, durchgreifend und wirtschaftlich wäre.

Trotzdem hat jede Saatfirma, oder hatte zumindest, bislang ihr eigenes Verfahren zur Entsorgung von unbrauchbarem, behandeltem Saatgut. Diese schließen verschiedene "Entsorgungsbehandlungen" ein, wie Waschen (was Abwasserprobleme hervorruft) [Coats und Dahm, 1979] oder Entsorgen durch Hitze (was sich häufig als fragwürdig effektiv erwies). In einigen Ländern wird das behandelte Saatgut abgewaschen und die Saat wird zur Herstellung von Bioalkohol fermentiert. Wiederum stellt sich die Frage hinsichtlich des Schicksals des Spülwassers. Seit kurzem gelangte die Verbrennung auf die Liste der Möglichkeiten. Das Erfordernis für die Verbrennungsanlagenkapazität ist jedoch außerordentlich groß und treibt die Entsorgungskosten in die Höhe.

Wo es die Regenzeitfolge und die Erntegepflogenheiten erlauben, wird unbrauchbares behandeltes Getreidesaatgut zum Ausbau von Gründung verwendet. Dies ist derzeit in der Schweiz Praxis. Von den vorstehenden Verfahren erscheint Gründung das einzige, das als annehmbar angesehen werden könnte. Trotzdem ist die Verwendung nicht möglich, wenn die Regenmengen begrenzt sind und dort wo die Bauern traditionell keinen Gründung in der Erntefolge ausführen. Im Süden von Frankreich, Italien und Spanien, wo der größte Teil des Saatgetreides in Europa erzeugt wird, könnte Gründung nur durch Beregnung hergestellt werden, was nicht wirtschaftlich ist.

Es muß geschlußfolgert werden, daß es bei der Saatgutindustrie derzeit keine in annehmbarer Weise erfolgende, universell praktikable Möglichkeit zur Entsorgung von unbrauchbarem, behandeltem Saatgut gibt. Es gibt daher einen klar umrissenen Bedarffür eine annehmbare Lösung dieses Problems.

Innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung wurde nun in überraschender Weise gefunden, daß dieses Problem durch Anwendung sehr einfacher technischer Maßnahmen gelöst werden kann. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Zersetzung unbrauchbaren Pflanzensaatguts, das mit Saatschutzüberzügen behandelt wurde, bereit, wobei das Verfahren die Behandlung des Pflanzensaatguts in einem Kompostierungsverfahren umfaßt.

Kompostierung ist ein Verfahren, bei dem organisches Material üblicherweise in einer Aufschüttung konzentriert durch aerobe Mikroorganismen und Kleinfauna zersetzt wird. Das Endprodukt ist stabil, reich an Pflanzennährstoffen und hat eine gute Wasseraufnahmekapazität. Kompostierung unterscheidet sich vom natürlichen Vorgang des Abbaus von organischem Material, der beispielsweise an der Bodenoberfläche stattfindet, indem der Mensch eine Umgebung hoher Feuchtigkeit und gesteuerter Belüftung schafft, die für die Vermehrung der Mikroflora vorteilhaft ist und dadurch den Vorgang beschleunigt.

Kompostierung ist attraktiv aufgrund der relativ geringen Kosten und der anfänglichen Investierung, verglichen beispielsweise mit Hochtemperaturverbrennung. Das Endprodukt, der Kompost, ist ein wertvolles Düngemittel, verleiht der Bodenstruktur Vorteile und wird im Gartenbau, in der Landwirtschaft oder in der Landschaftsgestaltung verwendet. Bislang wurde Kompostierung jedoch nicht als Möglichkeit zur Entsorgung von unbrauchbarem, behandeltem Pflanzensaatgut angesehen.

Eine Vielzahl von Wirkstoffen werden zur Behandlung von Pflanzensaatgut verwendet. Neben fungiziden und/oder insektiziden Wirkstoffen enthalten Saatbehandlungsprodukte im allgemeinen

(a) Farbstoffe und Färbungsmittel, die zugegeben werden, um das Saatgut als mit potentiell gefährlichen Chemikalien behandelt zu kennzeichnen, um zufällige Vergiftung durch Einnahme von Vieh oder Menschen zu verhindern;

(b) Bindemittel und andere Additive, die zugegeben werden, um die Adhäsion der Saatgutbehandlung am Saatgut zu verbessern und um die Fließfähigkeit des Saatguts unter Gewährleistung einer optimalen Pflanzleistung zu verbessern;

(c) Repellents, die auf die ausgebrachte Saat oder junge Sämlinge zugegeben werden gegen die Gefahr von tierischem Befall;

(d) Pflanzennährstoffe, die zugegeben werden, um optimale Bedingungen bis zur Ernte bereitzustellen;

(e) Sicherheitsmittel, die verwendet werden, um Herbizidschädigung auf empfindlichen Nutzpflanzen zu verhindern;

(f) und gegebenenfalls inerte Stoffe, die zu dem Saatgut zugegeben werden, um die Regelmäßigkeit ihrer Form zu erhöhen und damit die Pflanzgenauigkeit zu verbessern.

Unter den Wirkstoffen, die bei der Saatgutbehandlung verwendet werden, ist Captan eines der am meisten verwendeten. Captan, dessen IUPAC-Name 1,2,3,6-Tetrahydro-N-(trichlormethylthio)phthalimid ist, gehört zu der Phthalimidgruppe der Fungizide. Captan ist wirksam gegen ein breites Spektrum von Pilzen und ist nicht spezifisch. Es wird vorwiegend zur Bekämpfung von Pilzerkrankungen auf vielen Obstsorten, Gemüse- und Zierpflanzen verwendet.

Captan wird als Saatgutbehandlung für Saatgetreide, gewöhnlich in einer Menge von 150 g Wirkstoff (a.i.) pro 100 kg Saatgut verwendet. Tatsächliche Dosierungen, aufgetragen auf das Saatgut, können hinsichtlich der Zieldosierung aufgrund der Tatsache, daß die angewendete Menge subjektiv ermittelt wird, gewöhnlich auf der Grundlage des visuellen Eindrucks stark schwanken. Bei dieser Applikationsmenge würde man einen anfänglichen Captan-Gehalt von 1500 mg pro kg Saatgut oder etwa 500 mg/kg Kompost, zu dem 3 Teile anderen organischen Materials gegeben wurden, beispielsweise Baumrinde, erwarten.

Der Abbau von Captan wurde unter Feld- und Laborbedingungen untersucht. Buyanovsky et al. (1988) berichten, daß Captan keine Energiequelle für die im Boden vorkommende allgemeine mikrobielle Population ist. Folglich erwies sich die Captan-Abbaukapazität von Bodenorganismen als relativ gering. Nach einer zweimonatigen Inkubation waren noch 57-64% des aufgetragenen Captans als unverändertes Ausgangsmaterial extrahierbar. Der Grund dafür wird zumindest teilweise in dessen toxischen Eigenschaften gesehen, die den Abbau der Mikroorganismen im Boden negativ beeinflussen mag, insbesondere von Mikroorganismen, die zu den Pilzen gehören.

Ähnliche Beobachtungen wurden von Schoen und Winterlin (1985) mitgeteilt, die die Wirkung des pH-Werts, des Feuchtegehalts, des Bodentyps und organischer Verbesserungen auf die Abbaugeschwindigkeit von Gemischen, die Atrazin, Captan, Carbaryl, 2,4-D, Diazinon, Fenitrothion und Trifluralin enthielten, untersuchten. Unter Verwendung eines einfachen Labormodells konnten sie zeigen, daß der abiotische Abbau anstatt des mikrobiellen Metabolismus häufig der vorwiegende Weg der Abnahme war. Sie teilten außerdem mit, daß die Abbaugeschwindigkeiten viel geringer sind bei hohen (1000 ppm) als bei mäßigen (100 ppm) Pestizidkonzentrationen.

DE-A-29 24 076 offenbart ein Verfahren zur Erhöhung der Fermentationsgeschwindigkeit von Cellulose durch celluloseabbauende Mikroorganismen in Gegenwart von Phthalimidverbindungen, einschließlich Captan.

Captan scheint jedoch beim Abbau von gleichzeitig vorliegenden Pestiziden zu stören. Kibler (1973) berichtet, daß im Labor der Abbau von Simazin im Boden durch erhöhte Dosierungen von Captan verzögert wurde.

Aus den vorstehenden Ergebnissen war es nicht zu erwarten, daß die Verwendung eines Kompostierungsverfahrens eine Möglichkeit zur Zersetzung von unbrauchbarem Saatgut wäre, das mit Saatschutzbeschichtungen, insbesondere Beschichtungen, die Captan umfassen, behandelt wurde, besonders in Kombination mit anderen fungiziden oder auch insektiziden Wirkstoffen und weiteren Bestandteilen, die üblicherweise bei der Saatgutbehandlung verwendet werden, wie jene, die vorstehend erwähnt wurden (Farbstoffe, Färbungsmittel, Bindemittel, Repellents, usw). Der Grund dafür besteht darin, daß die Verwendung von mit Captan oder einer anderen Verbindung, die üblicherweise bei der Saatbehandlung zur Anwendung kommt, behandeltem Pflanzensaatgut zur Herstellung von Kompost bislang nicht mitgeteilt wurde.

Innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung wurde überraschenderweise gefunden, daß unbrauchbares Pflanzensaatgut, behandelt mit Saatschutzbeschichtungen sehr effizient durch Behandlung des Saatgutes in einem Kompostierungsverfahren entsorgt werden kann bei einem Abbau des Saatguts, einschließlich der Saatschutzbeschichtung.

Im Fall von mit Captan behandeltem Saatgut konnte eine mindestens 2500fache Abnahme während des Kompostierungsverfahrens beobachtet werden. Die vorliegende Erfindung betrifft somit vorwiegend ein Verfahren zur Entsorgung von unbrauchbarem Pflanzensaatgut, das mit Saatschutzbeschichtungen behandelt wurde, insbesondere Beschichtungen, die Captan umfassen, einzeln oder in Kombination mit anderen fungiziden oder insektiziden Wirkstoffen, sowie weiteren Bestandteilen, die üblicherweise bei der Pflanzensaatgut-Behandlung verwendet werden, wobei das Verfahren Kompostieren des Saatguts und Abbau des Saatguts, einschließlich der Saatschutzbeschichtung, umfaßt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Entsorgung von unbrauchbarem Pflanzensaatgut, das mit Saatschutzbeschichtung behandelt wurde, umfassend Captan, Thiram (TMTD ), Pirimiphos-Methyl (Actellic ), Carboxin oder Methalaxyl (Apron ), jedoch vorzugsweise Captan, Thiram (TMTD ) oder Pirimiphos-Methyl (Actellic ) und am meisten bevorzugt Captan.

Insbesondere umfaßt das Zersetzungsverfahren gemäß der Erfindung die nachstehenden Schritte:

- Vermischen des unbrauchbaren behandelten Pflanzensaatguts zusammen mit einer zusätzlichen Energiequelle, die geeignet verwendet werden kann von Mikroorganismen, die in das Kompostierungsverfahren einbezogen sind und die ein ausgeglichenes C/N-Verhältnis der Rohstoffe gewährleistet unter Anwendung einer der üblich verwendeten Kompostierungseinrichtungen;

- gegebenenfalls Zugabe eines neutralen anorganischen wasserunlöslichen Trägers, umfassend eine große Oberfläche in bezug auf seinen Durchmesser, um die Entwicklung und Ausbreitung der Mikroorganismen in dem organischen Material zu unterstützen und/oder beliebiges weiteres ergänzendes Material, das in der Lage ist, die mikrobielle zersetzende Wirkung positiv zu beeinflussen;

- Gewährleistung einer ausreichenden Belüftung und eines ausreichenden Feuchtigkeitsgehalts; und

- Starten des Kompostierungsverfahrens durch Zugabe einer geeigneten Menge Wasser.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Verwendung einer dynamischen oder statischen Technik, die üblicherweise bei der Kompostierung verwendet wird, ausgeführt werden. Die traditionelle Form des Kompostierens wird in Aufschüttungen ausgeführt, die den statischen Typ wiedergibt. Die Aufschüttungen sollten nicht höher sein als etwa 1,5 m, wenn keine künstliche Belüftung vorliegt. Die Aufschüttungen sollten außerdem so ausgelegt sein, daß der Abfluß von Regenwasser aus den Aufschüttungen verhindert wird, da Captan und möglicherweise weitere vorliegende Saatgutbehandlungsverbindungen wasserlöslich sind und daher ausgelaugt werden können, insbesondere in der anfänglichen Phase des Verfahrens. Die Verhinderung von Auslaugeverlusten kann beispielsweise durch Ausführen des Kompostierungsverfahrens auf wasserundurchlässigen Unterlagen, hergestellt aus Materialien, wie Beton, erfolgen. Zusätzlich sollten Vorsichtsmaßnahmen unternommen werden, um zu verhindern, daß sich zuviel Wasser in der Aufschüttung anreichert.

Kompostierung ist ein aerobes Verfahren, das bedeutet, daß die in das Verfahren einbezogenen Mikroben eine konstante Sauerstoffzufuhr benötigen. Die Aufmerksamkeit muß daher auf eine genügende Belüftung der Aufschüttungen gerichtet werden, was auf einer Vielzahl von möglichen Wegen erfolgen kann. Wie bereits vorstehend genannt, ist die einfachste Maßnahme, die man vornehmen kann, die Einschränkung der Größe der Aufschüttung, so daß die Bildung von anaeoroben Taschen vermieden wird, und die häufige Ummischung ihrer Bestandteile.

Zusätzlich können künstliche Belüftungsvorrichtungen eingeschlossen sein, beispielsweise Rohre, die vertikal in die Aufschüttung eingesetzt werden, um die Luft unter Verwendung des natürlichen Schornstein-Effekts zu bewegen. Bessere Belüftung kann auch erreicht werden durch Einlegen von mit öffnungen versehenen Drainagerohren am Boden der Aufschüttung, wodurch Luft aus den Aufschüttungen gesaugt wird und somit eine gleichförmige Belüftung bereitgestellt wird. Hinzugabe von voluminösen Materialien, beispielsweise kleinen Ästen oder Zweigen, kann ebenfalls hilfreich sein, um einen genügenden Austausch von CO&sub2; und O&sub2; zu sichern.

Um in der Lage zu sein, die Feuchtigkeit und die Belüftung optimal zu steuern, ist ein wasserdichter Behälter, in den das Einströmen von Wasser sorgfältig gesteuert werden kann und der mit Vorrichtungen ausgerüstet ist, die eine periodische Vermischung des Inhalts gestatten, innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung bevorzugt.

Besonders bevorzugt innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung ist ein Trommelkomposter, der den Ausschluß beliebiger Störungen bei äußeren Einflüssen gestattet und der periodisch gedreht werden kann, um den Inhalt wiederholt umzumischen. Ummischen des Inhalts der Trommel durch Drehen stellt den zum Aufrechterhalten der hohen metabolischen Aktivität der in das Kompostierungsverfahren einbezogenen aeroben Mikroorganismen erforderlichen Sauerstoff bereit.

Für eine Anwendung im großen Maßstab sollte die gesamte Kompostierungsanlage derart ausgelegt sein, daß ein hinreichender Zugang zu der kompostierenden Fläche mit landwirtschaftlichen Gerätschaften gesichert sein würde, um ein effizientes Beschicken, Entleeren und häufiges und sorgfältiges Vermischen des Materials in allen Verfahrensphasen zu gewährleisten. Um die Vermeidung eines Feuchtigkeitsüberschusses und somit die Bildung von anaeroben Taschen zu unterstützen, kann die Aufschüttung vorteilhafterweise mit wasserfesten Planen abgedeckt werden.

Zusammensetzung und Oberflächenstruktur des zu zersetzenden Materials werden als entscheidend für den Wirkungsgrad des Kompostierungsverfahrens angesehen. Um den Verrottungsvorgang zu beschleunigen, wäre es bevorzugt, zu sichern, daß die Kompostfasern in geeigneter physikalischer Form vorliegen. Eine zu kleine Teilchengröße könnte zur Bildung von Schlamm führen und daraufhin zu anaeroben Bedingungen. Es wäre somit empfehlenswert, das zu zersetzende organische Material vor dem Kompostierungsverfahren zu zerhacken oder zu zerkleinern. Um jedoch Energieaufwendungen einzusparen, sollte das Zerkleinern nur soweit notwendig für den Verrottungsvorgang ausgeführt werden. Es erwies sich als vorteilhaft, eine Teilchengröße im Bereich von etwa 2 mm bis etwa 40 mm in Abhängigkeit von dem verwendeten organischen Material, auszuwählen. Dies sichert eine Oberfläche des Materials, die für eine optimale mikrobielle Wirkung ohne negative Beeinflussung der Kapillarstruktur des Komposts, die eine Voraussetzung für eine hinreichende Belüftung und einen hinreichenden Feuchtigkeitsgehalt ist, ausreichend vergrößert ist.

Die Zerkleinerung des zu zersetzenden Materials kann durch Verwendung einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise eines Häckslers, ausgerüstet mit einem rotierenden Messer und einem starren Gegenschneidwerk oder mit Schlagmühlen, erreicht werden, wobei die Arbeitswerkzeuge davon stumpfe Hämmer sind, die die Kompostfasern gegen entgegenstehende Messer brechen. Ebenfalls brauchbar in dieser Hinsicht sind Reißmaschinen, die sowohl Schneidwerke als auch starr fixierte Gegenschneidwerde aufweisen, gewöhnlich in kammähnlicher Anordnung.

Das im erfindungsgemäßen Verfahren zu zersetzende Saatgut kann somit in dem Kompostierungsverfahren mit oder ohne einen zusätzlichen Eingriff eingeführt werden. In Abhängigkeit von der Größe kann das Saatgut beispielsweise zu kleinen Teilchen durch Vermahlen oder Schreddern oder ähnliche Maßnahmen vermindert werden. Alternativ dazu können gleichfalls ganze Körner ohne einen weiteren Eingriff verwendet werden.

Um die Verwendung der Mikroflora und -fauna zu beschleunigen und somit das Kompostierungsverfahren in Gang zu setzen, ist es empfehlenswert, eine zusätzliche Energiequelle zuzuführen. Bevorzugt ist eine Energiequelle, die in geeigneter Weise von den in das Kompostierungsverfahren einbezogenen Mikroorganismen genutzt werden kann, beispielsweise Baumrinde, Maiskolben, Grasschnitt, Blätter oder anderer Pflanzenabfall. Besonders bevorzugt innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung ist als Kohlenstoffquelle ein Material, das langsam abnimmt, beispielsweise ein Material, das einen hohen Lignifizierungsgrad aufweist, wie Baumrinde. Bevor es in das Kompostierungsverfahren eingeführt wird, wird das organische Material, vorzugsweise wie vorstehend beschrieben, gehäckselt oder zerkleinert.

Einer der Hauptfaktoren, der den richtigen Verlauf des Kompostierungsverfahrens beeinflußt, ist das C: N-Verhältnis, das die Beziehung zwischen dem Stickstoff- und dem Kohlenstoffgehalt der Rohmaterialien darstellt. Das C: N-Verhältnis bestimmt die Zersetzungsgeschwindigkeit, da die im Zersetzungsvorgang einbezogenen Mikroorganismen nur überschüssigen Kohlenstoff oxidieren können, wenn ausreichend Ammoniak zur Verfügung steht.

Somit müssen unabhängig von dem als zusätzliche Energiequelle verwendeten organischen Material Vorkehrungen getroffen werden, um zu gewährleisten, daß ein C:N-Verhältnis erreicht wird, das für die Entwicklung und Aktivität der in das Kompostierungsverfahren einbezogenen Mikroorganismen optimal ist. Bevorzugt ist ein C:N-Verhältnis, das in einem Bereich von 30:1 bis 45:1, vorzugsweise 35:1 bis 45:1 und am meisten bevorzugt 40:1 liegt.

Manchmal erwies es sich als vorteilhaft, reifen Kompost oder ein äquivalentes Startmaterial, das geeignete Mikroorganismen enthält, als Beimpfung zuzusetzen, wie Aerobe, die Cellulose nutzen können, Aerobe, die organische Stoffe bei besonders hoher Temperatur zersetzen (thermophile Bakterien) und/oder Aerobe, die besonders beständige Komponenten des rohen Komposts zersetzen können, wie Lignin enthaltendes Material, entweder zu Beginn oder vorzugsweise während des Kompostierungsverfahrens.

Eine Vielzahl handelsüblicher Produkte ist nun zur Unterstützung des richtigen Verlaufs des Verrottungsvorgangs verfügbar. Produkte, die spezialisierte Zersetzungsorganismen enthalten, beispielsweise thermophile Cellulose zersetzende Organismen, erwiesen sich als besonders wirksam.

Weitere Zugaben, die ergänzend dem Kompostierungsverfahren zugeführt werden können, umfassen beispielsweise Düngemittel, Mittel zur Einstellung des Nahrungs- oder Mineralgehaltes, wie rohe Ammoniumsalze und Nitrate oder rohes Phosphat und Superphosphat, das leicht durch die kompostierenden Mikroorganismen metabolisiert werden kann, oder Mittel zum Einstellen des pH-Werts des Rohmaterials, wie Kalk landwirtschaftlicher Qualität, fein vermahlene Steinmehle, Carbonatkreide, Ammoniumsulfat von Düngemittelqualiät usw..

Weitere Nährstoffmaterialien, die vorteilhafterweise in dem erfindungsgemäßen Kompostierungsvorgang eingesetzt werden können, sind in WO 92/03393 offenbart.

Es hat sich auch als bevorzugt erwiesen, als weitere Ergänzung ein neutrales wasserunlösliches Trägermaterial, das eine große Oberfläche in bezug auf seinen Durchmesser aufweist, zuzugeben, um die Entwicklung und Ausbreitung der Mikroorganismen in dem organischen Material zu unterstützen, wie Holzkohle, Sand, Lavagestein usw.. Bevorzugt innerhalb des Schutzbereichs dieser Erfindung sind Materialien, die aus hydratisierten Silicaten bestehen, wie Zeolithe. Zeolithe sind Teil des Muttergesteins und es wird angenommen, daß sie dem Boden einige wertvolle Eigenschaften verleihen, wenn reifer Kompost verwendet wird.

Zusätzlich müssen Vorkehrungen getroffen werden, um zu gewährleisten, daß während des gesamten Verfahrens eine konstante Feuchte aufrechterhalten wird. Dies wird beispielsweise durch wiederholte Zugabe von Wasser während des Kompostierungsverfahrens gemäß einem spezifischen Ablauf, der empirisch erstellt wird, erreicht, da die Häufigkeit der Wasserzufuhr stark von den Bedingungen abhängig ist, unter denen das Kompostierungsverfahren verläuft. Bevorzugt ist ein Feuchtegehalt im Bereich von etwa 20% bis 80%, vorzugsweise etwa 30% bis 70% und insbesondere bevorzugt etwa 50% bis 60%.

Der optimale Wert für den pH liegt im neutralen Bereich, obwohl der größte Teil der zersetzenden Organismen, die in das Kompostierungsverfahren einbezogen sind, eine leicht saure Umgebung bis hinab zu etwa pH 5,8 tolerieren kann.

Bei der Anfangsphase des Kompostierungsverfahrens, wenn eine Hochtemperaturfermentation stattfindet, ist es zu empfehlen, den rohen Kompost mehrere Male zu wenden. Dies kann manuell oder mit Hilfe von Mischmaschinen oder anderen Vorrichtungen, die üblicherweise für diesen Zweck verwendet werden, in Abhängigkeit von der verfügbaren Bearbeitungsausrüstung erfolgen.

Um zu gewährleisten, daß die Kompostierung ohne Komplikationen verläuft, wäre es erforderlich, das Verfahren in konstanter Weise zu verfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine deutliche Erhöhung der Temperatur, vorzugsweise ein Anstieg von etwa 27ºC bis zu etwa 70ºC innerhalb der anfänglichen Zersetzungsphase beobachtet werden. Dieser Anstieg der Temperatur ist für die Tatsache kennzeichnend, daß die mikrobielle Aktivität rasch eingesetzt hat. Während der Verrottungsphase wird der pH-Wert typischerweise durch den neutralen oder leicht alkalischen Bereich aufgrund der Ammoniakbildung verdrängt.

Bereits innerhalb der ersten Woche kann häufig eine dicke Mycelschicht auf der Oberfläche des Materials beobachtet werden. Wenn ein Trommelkomposter verwendet wird, stellt sich diese Schicht nach jeder Umdrehung der Trommel für die ersten 14 Tage nach dem Start wieder her.

Es kann vorkommen, daß nach etwa zwei bis drei Wochen der biologische Vorgang beginnt, sich von der Oxidation zur alkoholischen Fermentation zu verschieben, was durch einen typischen Hefegeruch, einen Abfall und Stabilisierung des pH-Werts bei sehr niedrigem Wert von etwa pH 5,8 bis 3,2 und einer deutlichen Verminderung der Temperatur von etwa 57ºC auf etwa 33ºC gekennzeichnet ist. Dieses beeinflußt das erfindungsgemäße Verfahren nicht negativ, wenn geeignete Maßnahmen vorgenommen werden, um den Oxidationsvorgang wieder in Gang zu setzen. Dies kann beispielsweise durch künstliche Anhebung des pH-Werts, vorzugsweise auf Werte von etwa pH 6,2 bis etwa 8,0 und am meisten bevorzugt etwa pH 7,0 bis etwa 7,6 erreicht werden. Materialien, die geeigneterweise zur Steigerung des pH-Werts verwendet werden können, sind beispielsweise jene, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kalk landwirtschaftlicher Qualität, fein vermahlenen Steinmehlen und Carbonatkreide.

Eine weitere Maßnahme, die sich als hilfreich in dieser Lage erwies, ist die Zugabe von reifem Kompost oder einem äquivalenten Startmaterial als Impfung, um das Kompostierungsverfahren wieder zu starten. Falls erforderlich können diese Maßnahmen an einer späteren Stufe während des Kompostierungsverfahrens wiederholt werden.

Die alkoholische Fermentation kann durch Auswahl von geeigneten organischen Materialien verhindert werden. So kann beispielsweise ein Komponentengemisch, umfassend Getreidesaatgut und Baumrinde, gestreckt werden, um Pflanzenmaterialen verschiedener Quellen einzuschließen, wie Kolben, Grasschnitt, Blätter, Papier, Saattüten usw..

Die zweite Phase des Kompostierungsverfahrens, beginnend etwa mit der fünften Woche, welche dann bis zum Ende verläuft, ist durch eine Abnahme der Temperatur im Kern des Komposts aufgrund der Tatsache gekennzeichnet, daß die metabolische Geschwindigkeit des Verfahrens abgenommen hat.

Im Verlaufe des Kompostierungsverfahrens sinkt das Materialvolumen um etwa 30% und deutliche Mengen an Wasserdampf und anderen Gasen, hauptsächlich CO&sub2;, werden abgegeben. Die Farbe des Materials verdunkelt sich allmählich während des Verfahrens. Die Saatgutteilchen und das zugegebene organische Material, die am Anfang des Verfahrens leicht unterscheidbar sind, werden im Verlaufe des Verfahrens weniger unterscheidbar. Am Ende hat das Material eine homogen tiefbraune Farbe, die normalerweise mit deutlich abgebauten organischem Material verbunden ist.

Es gibt keine objektiven Standards zur Bewertung der Brauchbarkeit und der Qualität verschiedener Stadien des Kompostierens, so daß eine Übereinkunft auf willkürliche Definitionen erreicht wurde. Es wird üblicherweise angenommen, daß reifer Kompost keine weiteren Sulfide oder Ammoniak enthält, da der Verrottungsvorgang als tatsächlich vollständig abgelaufen angenommen wird. Hinweise in bezug auf die Kompostprüfung sind bei Spohn (1975) zu finden.

Der Gehalt an pestiziden Wirkstoffen, die als Saatschutzbeschichtungen verwendet werden, wird kontinuierlich durch Entnahme frischer Wägeproben des Materials gemäß einem vorher festgelegten Probenplan verfolgt. Falls nicht auf einmal verarbeitet, werden die Proben bei niederen Temperaturen, vorzugsweise bei -20ºC gelagert, um weitere biologische Aktivität zu verhindern. Beobachtungen des Kompostierungsverfahrens werden ausgeführt und aufgezeichnet.

Die Bestimmung des Gehalts an pestiziden Wirkstoffen in den Proben kann durch chromatographische Verfahren, wie Gas- oder Flüssigchromatographie, erfolgen.

Das Verfahren zur Detektion von Captan, eines der bevorzugten Ziele der vorliegenden Erfindung, ist bei Buettler und Hoermann (1991) beschrieben. Fünfzig Gramm homogenisiertes Material werden mit Aceton extrahiert und gereinigt. Captan wird durch HPLC unter Verwendung von UV-Detektion bestimmt.

Die Rückstandsanalyse zeigt eine rasche Abnahme im Captangehalt über die Zeit. Der Captangehalt sinkt um über das 2500fache während des Kompostierungsverfahrens. Bereits nach etwa 9 Wochen ab Start des Kompostierungsverfahrens erreicht der Captangehalt die Detektionsgrenze von 0,02 mg/kg.

Da durch Rückstandsanalyse bestimmt wurde, daß der Captangehalt um das 2500fache gesunken war, war es angemessen, anzunehmen, daß der Captangehalt auch abnehmen würde, wenn sein anfänglicher Gehalt 10fach höher liegt.

Somit wurde innerhalb des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung gezeigt, daß die Kompostierung eine sichere, wirtschaftliche und unweltverträgliche Methode der Entsorgung von unbrauchbarem mit Saatschutzüberzügen behandelten Saatgut, insbesondere Beschichtungen, die Captan einzeln oder in Kombination mit anderen fungiziden oder auch insektiziden Wirkstoffen umfassen, ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren, wie vorstehend ausgewiesen, kann auch auf Saatgut angewendet werden, das mit anderen Saatgut-Behandlungsverbindungen behandelt wurde, beispielsweise Carboxin, Thiram (TTMTD ), Methalaxyl (Apron ) und Pirimiphos-Methyl (Actellic ) und anderen, die üblicherweise zur Saatbehandlung verwendet werden.

NICHTEINSCHRÄNKENDE BEISPIELE 1. Bestandteile

1. 90 Liter Captan behandelte Maiskörner, vermahlen zu 2 mm Durchmesser. Das Captan wurde in einer Menge von 150 g a.i. pro 100 kg Saatgetreide aufgebracht.

2. 270 Liter vermahlene Baumrinde, vermahlen zu 2 mm Durchmesser.

3. 3 Liter VULKAMIN (Dies ist eine Marke einer natürlich vorkommenden Zeolithquelle. Zeolithe bestehen aus hydratisierten Silicaten und werden vorzugsweise verwendet aufgrund ihrer sehr großen Oberfläche in bezug auf ihren Durchmesser. Sie werden stark von Bakterien kolonisiert und unterstützen die Ausbreitung von Bakterien und Pilzen in dem organischen zu kompostierenden Material. Ihre Verwendung unterstützt das Verfahren.)

4. 90 1 Wasser wurden insgesamt über das Verfahren zugegeben. 34 1 Wasser wurden am Tag 1 zugegeben, um das Verfahren zu starten. Am Tag 4 wurden 10 1 Wasser zugegeben. Weitere 10 1 Wasser wurden am Tag 5 zugegeben, 36 1 Wasser wurden in 13 Tagen in dem Verfahren zugegeben.

2. Kompostierungsverfahren

Unbrauchbares, behandeltes Saatgetreide und die Baumrinde werden in einen Trommelkomposter mit einem Inhalt von 500 1 angeordnet und einem Kompostierungsverfahren unterzogen, das autogen stattfand.

Das Verhältnis von Getreide zu Baumrinde von 1:3 wird erreicht, um ein C:N-Verhältnis von 40:1 zu gewährleisten, das sich als ideal zu Beginn der Kompostierung erwies. Die Baumrinde dient als zusätzliche Energiequelle für die Mikroorganismen.

Das Kompostierungsverfahren wird durch Einführen des zerkleinerten Getreides und der Baumrinde und der Startmenge Wasser gestartet. Das Kompostierungsverfahren wird nach 122 Tagen beendet.

Der Trommelkomposter wird ausgewählt, um Ergebnisse zu erhalten, die möglichst frei von äußeren Einflüssen sind. Die Trommel wird regelmäßig gedreht, um den Inhalt zu vermischen. Insbesondere wird die Trommel insgesamt 49 Tage von den gesamten 112 Tagen gedreht. Es findet erneutes Vermischen an 22 Tagen von den ersten 30 Tagen und 27 mal während der 82 übrigen Tage statt.

Der pH-Wert wird gemessen und die Temperatur des Inhalts wird sowohl an der Peripherie als auch im Zentrum der Trommel täglich für die ersten 4 Wochen und später alle 2 bis 4 Tage und wöchentlich im Endstadium genommen.

Die mikrobielle Aktivität setzt rasch ein, wie der Anstieg der Temperatur von 27ºC auf 54ºC innerhalb von 4 Tagen beweist. Die rote Farbe, die dem Saatgut hinzugegeben wird, um es als behandelt auszuweisen, verschwindet innerhalb der ersten 10 Tage. Nach 8 Tagen kann eine dicke Mycelschicht auf der Oberfläche des Materials beobachtet werden. Diese Schicht erneuert sich selbst nach jeder Umdrehung der Trommel für die ersten 14 Tage nach dem Start. In der dritten Woche nach dem Start scheint der biologische Vorgang von einer Alkoholfermentation beherrscht zu werden, charakterisiert durch typischen Hefegeruch, einen starken Abfall und Stabilisierung des pH-Werts bei einem sehr niedrigen Wert von 4 und durch eine signifikante Verminderung der Temperatur in der Trommel von 57ºC auf 33ºC. Fünf kg Kalk landwirtschaftlicher Qualität werden zugegeben, um den pH-Wert anzuheben, und 5 1 reifer Kompost werden als Beimpfung zugegeben, um das Kompostierungsverfahren erneut zu starten. Diese Messungen werden am 33. Tag wiederholt.

Im Verlaufe des Verfahrens nimmt das Volumen des Materials um etwa 30% ab und signifikante Mengen an Wasserdampf und anderen Gasen, einschließlich CO&sub2;, werden abgegeben. Die Farbe des Materials dunkelt allmählich über das gesamte Verfahren. Die Teilchen der Maiskörner und der Rinde, die leicht am Beginn des Verfahrens unterscheidbar sind, werden weniger unterscheidbar, so weit das Verfahren fortschreitet. Am Ende hat das Material eine homogen tiefbraune Farbe, die normalerweise mit deutlich abgebautem, organischem Material verbunden ist.

Um die alkoholische Fermentation zu verhindern, kann das Zwei-Komponenten-Gemisch (Korn/Baumrinde) durch Einschluß von Pflanzenmaterial verschiedener Quellen, wie Maiskolben, Grasschnitt, Blätter, Papier von Saattüten usw., gestreckt werden.

Rückstandsanalyse

Ein kg frisch eingewogener Proben des Materials werden gemäß einem vorbestimmten Probeentnahmeplan genommen. Die Proben werden bei -20ºC gelagert, um weitere biologische Aktivität zu unterbinden. Beobachtungen des Kompostierungsverfahrens werden ausgeführt und aufgezeichnet.

Die tiefgefrorenen Proben werden analysiert und der Captangehalt wird bestimmt. Das Verfahren, das zur Bestimmung der Anwesenheit von Captan in den Proben verwendet wurde, ist bei Buettler und Hoermann (1991) beschrieben.

Fünfzig Gramm homogenisiertes Material werden mit Aceton extrahiert. Nach Filtrieren wird der Extrakt durch Zugabe von Wasser und einer gesättigten Natriumchloridlösung verdünnt und mit n-Hexan ausgeschüttelt. Der n-Hexan-Extrakt wird mit Wasser gewaschen und zur Trockne eingedampft. Der Rückstand wird durch Säulenchromatographie über Kieselgel gereinigt. Captan wird durch HPLC unter Verwendung von UV-Detektion bestimmt.

Ergebnisse

Tabelle 1 zeigt die Abnahme im Captangehalt der Proben, die über die Zeit genommen wurden. Die dargestellten Werte entsprechen dem Tag, an dem die Probe genommen wurde.

Die Rückstandsanalyse zeigt eine rasche Abnahme im Captangehalt über die Zeit. Der Captangehalt sinkt von 51,3 mg/kg auf weniger als 0,02 mg/kg oder über das 2500fache während des Kompostierungsverfahrens. Die Probe, genommen am Tag 1, hatte einen Gehalt von 51,3 mg/kg und 48 Stunden später war der Captangehalt auf 20,3 mg/kg gesunken, eine Abnahme von 60%. Am Tag 8 war der Captangehalt auf weniger als 1 mg/kg gesunken und erreichte nach 65 Tagen die Nachweisgrenze von 0,02 mg/kg.

Captan, verwendet als Saatgutbehandlungsmittel für Saatgetreide, wird gewöhnlich in einer Menge von 150 g a.i. pro 100 kg Saatgut verwendet. Praktische Dosierungen, angewendet auf das Saatgut, können signifikant von der Zieldosierung abweichen, aufgrund der Tatsache, daß die aufgetragene Menge subjektiv bestimmt wird, gewöhnlich auf der Grundlage visuellen Eindrucks. Bei dieser Anwendungsmenge würde man einen anfänglichen Captangehalt von 1500 mg pro kg Saatgut annehmen oder etwa 500 mg/kg Kompost, zu dem 3 Teile Baumrinde gegeben wurden.

Deutliche Schwankungen des a.i.-Gehalts des Saatguts aufgrund von Ungenauigkeiten während der Behandlung, nach mechanischem Abrieb bei der Handhabung und dem Versand des im Versuch verwendeten Saatguts und etwas Verlust als Staub aus dem Vermahlungsverfahren, können alle glaubhaft bei der Abnahme des Captangehaltes um das 10fache des Erwarteten eine Rolle spielen.

Da der Captangehalt, durch Rückstandsanalyse bestimmt, eine Abnahme um das 2500fache aufweist, ist es angemessen, anzunehmen, daß der Captangehalt auch sinken würde, wenn der Anfangsgehalt um das 10fache höher ist.

Aus den vorstehenden Ergebnissen kann geschlußfolgert werden, daß unbrauchbares behandeltes Saatgut zur Herstellung von Kompost verwendet werden kann. Wenn das verwendete ursprüngliche Material homogen, frei von schädlichen Unkrautsamen und frei von anderen Elementen, die die Qualität des Komposts negativ beeinflussen können, ist, sollte der fertige Kompost von relativ hohem Wert sein und könnte kommerziell vertrieben werden.

Es kann geschlußfolgert werden, daß Kompostieren eine sichere, wirtschaftliche und umweltverträgliche Methode zur Entsorgung von unbrauchbarem behandeltem Saatgut sein kann.

TABELLE 1 Entwicklung des Captangehalts während des Kompostie rungsverfahrens
Tage nach dem Beginn des Verfahrens Captan mg/kg

LITERATUR

Buettler und Hoermann, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Methode S 20, VCH Weinheim (1991)

Buyanovsky et al., Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology, 40(5): 689-695 (1988)

Coats and Dahm, Abstract of Papers of the American Chemical Society, 1979, Sep., S. 82, (1979)

Kibler (1973), Dissertation; Universität Hohenheim (1979)

Schoen und Winterlin, Abstracts of Papers, 189th ACS National Meeting (1985)

Spohn E., "Selber kompostieren für Garten und Feld", Schnitzer-Verlag, 1978

WO 92/03393 [YAMASHITA]


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Entsorgung von unbrauchbarem Pflanzensaatgut, das mit einer Saatschutzbeschichtung versehen ist, umfassend Kompostieren des Saatguts und Abbau des Saatguts, einschließlich der Saatschutzbeschichtung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Saatschutzbeschichtung Captan, Thiram (TMTD ), Pirimiphos-Methyl (Actellic ), Carboxin oder Methalaxyl (Apron ) umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Saatschutzbeschichtung Captan, Thiram (TMTD ) oder Pirimiphos-Methyl (Actellic ) umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Saatschutzbeschichtung Captan umfaßt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Saatschutzbeschichtung außerdem andere fungizide oder insektizide Wirkstoffe umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 1 umfassend

- Vermischen des unbrauchbaren behandelten Pflanzensaatguts zusammen mit einer zusätzlichen Energiequelle, die geeignet verwendet werden kann von Mikroorganismen, die in das Kompostierungsverfahren einbezogen sind und die ein ausgeglichenes C/N-Verhältnis der Rohstoffe gewährleistet unter Verwendung einer der üblich verwendeten Kompostierungseinrichtungen;

- gegebenenfalls Zugabe eines neutralen anorganischen Trägers, umfassend eine große Oberfläche in bezug auf seinen Durchmesser, um die Entwicklung und Ausbreitung der Mikroorganismen in dem organischen Material zu unterstützen und/oder beliebiges weiteres ergänzendes Material, das in der Lage ist, die mikrobielle zersetzende Wirkung positiv zu beeinflussen;

- Gewährleistung einer ausreichenden Belüftung und eines ausreichenden Feuchtigkeitsgehalts; und

- Starten des Kompostierungsverfahrens durch Zugabe einer geeigneten Menge Wasser.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es in Aufschüttungen ausgeführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es in einem Trommelkomposter ausgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das C:N-Verhältnis im Bereich von 30:1 bis 45:1 liegt.

10. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das C:N-Verhältnis im Bereich von 40:1 liegt.

11. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 20% bis 80% liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei der Feuchtigkeitsgehalt im Bereich von 50% bis 60% liegt.

13. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der neutrale, wasserunlösliche, anorganische Träger ein Material umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Holzkohle, Sand, Lavagestein oder hydratisierten Silicaten.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der neutrale, wasserunlösliche, anorganische Träger Zeolithe umfaßt.

15. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das ergänzende Material Mittel zum Einstellen des Nährstoff- oder Mineralstoffgehaltes oder des pH-Wertes des Ausgangsmaterials umfaßt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei das ergänzende Material Mittel umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Düngemitteln, rohen Ammoniumsalzen, Nitraten, rohem Phosphat und Superphosphat, landwirtschaftlichem Kalk, fein vermahlenen Steinmehlen, Carbonatkreide und Ammoniumsulfat von Düngemittelqualität.

17. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das ergänzende Material ein Ausgangsmaterial zum erneuten Starten des Kompostierungsverfahrens umfaßt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Material zum erneuten Starten reifer Kompost ist.

19. Verfahren nach Anspruch 6, wobei eine Kohlenstoffquelle mit einem erheblichen Grad an Lignifizierung als zusätzliche Energiequelle verwendet wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei Baumrinde als zusätzliche Energiequelle verwendet wird.







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