Die vorliegende Erfindung betrifft neue Tensid-imprägnierte, wasserlösliche
Düngemittel-Zusammensetzungen, die trockene rieselfähige Produkte bilden, die in Wasser
leicht löslich sind und einfach dispergieren. Ferner bilden diese Zusammensetzungen, wenn
sie solubilisiert werden, über einen weiten Bereich der Düngemittel-Konzentrationen eine
Einphasenlösung. Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung der
Zusammensetzungen, wenn sie in geeigneter Weise verdünnt sind, zur Behandlung von
Pflanzenkulturmedien und damit zur Verbesserung bestimmter Eigenschaften dieser. Die
vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Tensid-Kompatibilisiermittel-Düngemittel-
Zusammensetzungen, die i) bei hohen Düngemittel-Konzentrationen in Wasser extrem
stabil sind, d. h. es trennen sich keine Phasen und ii) bei Verdünnung und Anwendung auf
verschiedene Pflanzenkulturmedien sowohl die Wasser- als auch die Nährstoffretention in
den Medien verbessern.
Beschreibung des Standes der Technik
Es wurden viele Verfahren vorgeschlagen, um die Eigenschaften von
Pflanzenkuliurmedien wie Erde, Gartenbauerde und verschiedene Erde-nachahmende, erdfreie
Pflanzenkultursubstrate, zu verbessern. Mit "Verbessern der Eigenschaften" sind solche
Techniken gemeint, die fähig sind, direkt oder indirekt das Wachsturn zur verbessern, die
Ausbeute zu erhöhen und/oder die Qualität der darin gewachsenen Pflanzenprodukte zu
verbessern.
Zur Verbesserung von Pflanzenkulturmedien und/oder zur Bereitstellung eines
Substrats zur Abgabe von Nährstoffen wurden verschiedene Materialien auf der Basis von
Mineralien verwendet, z. B. Bentonit (häufig zur Verbesserung leicht sandiger Erden
verwendet); Perlit; Montmorillonit; Hitze-expandierte natürlich vorkommende Tone, z. B.
Vermiculit; und synthetisch produzierte und natürliche Silicat-enthaltende Tone. Es ist auch
seit langem bekannt, daß organisches Material wie z. B. Humus, kompostierte Rinde oder
zerkleinerter Torf, z. B. Sphagnum-. Segge- oder Moor-Torf in Erde förderlich ist, damit die
Erde Feuchtigkeit absorbiert und zurückhält, und die Fähigkeit der Erdoberfläche, voll
Wasser durchdrungen zu werden, verbessert.
Weitere Materialien, die die Leistungsfähigkeit von Pflanzenkulturmedien
verbessern, sind natürlich die Düngemittel. Auf den Gebieten Gartenbau und Zierpflanzenbau,
speziell bei der Produktion von Gewächshaus-Nutzpflanzen, sind in erster Linie
wasserlösliche Düngemittel die Düngemittel der Wahl. Düngemittel sind komplexe Gemische aus
anorganischen und gegebenenfalls organischen Komponenten, die fähig sind, die für das
Pflanzenwachstum erforderlichen Elemente bereitzustellen. Solche Nährstoffelemente
umfassen insbesondere N, P, K, Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu, Mo, B, Co, S und Na.
Düngemittel mit verzögerter Stickstoff-Freisetzung wurden z. B. aus organischen Stickstoff-
Verbindungen wie z. B. Harnstoff-, Formaldehyd-Kondensat oder Crotonyliden-Diharnstoff
ausgewählt, während Ammonium-, Nitrat- und Amid-Stickstoff-Verbindungen unter den
schnellwirkenden Bestandteilen sind. Ammonium-, Kalium-, Magnesium- und
Calciumphosphate, die in Wasser löslich sind, haben sich zur Versorgung von Pflanzen mit
Phosphat als nützlich erwiesen. Kalium wird z. B. in Form von K&sub2;SO&sub4;, K&sub2;HPO&sub4;, KH&sub2;PO&sub4;
oder KCl verwendet, allerdings wird oft auch Kaliummagnesiumsulfat verwendet.
Magnesium kann in Form verschiedener Sulfatsalze eingesetzt werden. Weitere
Düngemittel-Komponenten sind z. B. Ammoniummolybdat, Eisensulfat und Zinksulfat wie auch
Borsäure und chelatierte Spurenelemente. Geeignete organische Komponenten, die als
Nährstoffe und/oder als Aggregate oder Füllstoffe in Pflanzenwachstumsmedien verwendet
werden können, sind Biomassen aus Bakterien und Pilzen, Harnstoff, Hornspäne,
Hornmehl, Blut- und Knochenmehl, Seetangpulver und dgl.
Düngemittelpartikel neigen im allgemeinen dazu, mindestens ein unerwünschtes
Merkmal aufzuweisen. Düngemittel tendieren per se dazu, "zusammenzubacken"; dieses
"Zusammenbacken" beeinträchtigt ihre Handhabung in Masse durch den Hersteller und
durch den Endverbraucher. Es wird davon ausgegangen, daß dieses Düngemittel-
Zusammenbacken durch verschiedene Faktoren verursacht wird, z. B. durch die Bildung
von Kristallbrücken, durch die feste Verbindungen an den Kontaktpunkten zwischen den
Körnern gebildet werden. Alternativ kann eine Kapillaradhäsion oder -bindung zwischen
den Körnern bestehen, wobei oft eine merkliche Kraft notwendig ist, um diese Adhäsion
oder Bindung zu brechen. Die Kohäsionskräfte werden in Abhängigkeit von den
Lagerungsbedingungen und anderen Variablen variieren. Auch die hygroskopische Natur
der Düngemittel resultiert in einem unerwünschten Zusammenbacken. In jedem Fall
verursacht das Zusammenbacken ein ernstes Problem, für das es keine vollständig
befriedigende Lösung gibt.
Üblicherweise werden Tensid-Netzmittel auf Pflanzenkulturmedien angewendet, um
bestimmten Charakteristika der Medien, speziell die Anfangswasserretention,
Wasserpenetration, Gleichmäßigkeit der Benetzung und Wiederbenetzungseigenschaften des
Substrats, zu verbessern. Nichtionische und anionische Tenside werden in den USA
gängigerweise als Netzmittel für Pflanzenkulturmedien in der Gewächshausproduktion
vermarktet. Allerdings können anionische oberflächenaktive Mittel (Tenside) durch Salze
und andere Verbindungen, die normalerweise in dem Mediumsubstrat enthalten sind,
nachteilig beeinflußt werden. Außerdem können nichtionische oberflächenaktive Mittel
weniger leicht die vorteilhaften Bakterien, die normalerweise im Pflanzenkulturmedium
wie z. B. Erde enthalten sind, beeinträchtigen als die anionischen Tenside. Nichtionische
Tenside ionisieren auch nicht und sind daher gegenüber Elektrolyten, die im
Mediumsubstrat gefunden werden, vergleichsweise unempfindlich. Als Resultat der oben
diskutierten Tatsachen und auch infolge ihrer Gesamtwirksamkeit und Phytosicherheit
machen nichtionische Tenside den größten Anteil der Netzmittel aus, die in den USA und
weltweit zur Verbesserung von Pflanzenkulturmedien verkauft werden.
Diese nichtionischen Netzmittel müssen eine signifikante Löslichkeit in Wasser
aufweisen. Beispiele für solche wasserlöslichen Materialien sind die folgenden:
1) Blockpolymere Polyetherglykole erhalten z. B. durch Addition von
Ethylenoxid an ein Kondensationsprodukt von Propylenoxid mit Propylenglykol;
2) Alkylphenyol-Polyethylenoxid-Kondensate, die Kondensationsprodukte von
Alkylphenolen mit Ethylenoxid sind;
3) Kondensationsprodukte von aliphatischen Alkoholen mit Ethylenoxid;
4) Kondensationsprodukte von Ethylenoxid mit den Produkten, die aus der
Reaktion von Propylenoxid und Ethylendiamin resultieren;
5) Ammoniak-, Monoethanol- und Diethanolamide von Acylfettsäuren. Diese
Acyl-Gruppierungen sind normalerweise von natürlich vorkommenden Glycosiden
abgeleitet, können aber synthetisch abgeleitet sein; und
6) verschiedene semipolare, langkettige nichtionische Tenside, einschließlich:
i) tertiäre Aminoxide,
ii) tertiäre Phosphinoxide und
iii) Sulfoxide.
Die zwei vorherrschenden Gruppen an nichtionischen Tensiden, die in
Pflanzenkulturwachstumsmedien eingesetzt werden, sind die Alkylphenolpolyethoxylate und die
Polyole; die bevorzugten sind die Alkylphenolpolyethoxylate.
Wenn wasserlösliches Düngemittel und nichtionische Netzmittel zu einer Stelle des
Pflanzenkulturmediums zu transportieren sind, so wird dies üblicherweise durch wäßrige
Berieselungsabgabesysteme erreicht, die in einer Überkopfsprüh- oder Tropfleitung enden.
Wasserlösliche Düngemittel können auch über einen Bereich von unter Fluor-
Bewässerungssystemen als Komponente des Standardberieselungsverfahrens abgegeben
werden. Obgleich beide Produkte üblicherweise verwendet werden, wird jedes oft
solubilisiert und als konzentrierte Lösung in einem getrennten Lagertank gehalten und dann
unabhängig gepumpt, verdünnt und in das Berieselungssystem eingespritzt. Der Grund
dafür, daß das Düngemittel und die nichtionischen Tenside in getrennten Tanks solubilisiert
werden, ist der, daß konzentrierte Düngemittellösungen mit Gartenbaunetzmitteln, z. B. den
nichtionischen, üblicherweise nicht kompatibel sind. Die Inkompatibilität kann dadurch
charakterisiert werden, daß sie zur Bildung einer mehrphasigen Lösung führt, z. B. zur
Trennung des Tensids von der konzentrierten wäßrigen Düngemittellösung oder zum
Aussalzen einer oder mehrerer der Düngemittel-Komponenten. Die Inkompatibilität zwischen
wasserlöslichen Düngemitteln und Netzmittel-Tensiden ist in verdünnten
Düngemittellösungen von geringerer Bedeutung; wenn allerdings die Konzentrationen zu Level
ansteigen, wie sie in Lagertanks gewünscht sind, d. h. speziell von etwa 20 bis 50 Gew.-%,
wird die Kompatibilität ein Hauptproblem.
Das Detergency-Fachgebiet hat gelehrt, daß, wenn nichtionische Tenside mit
Alkylpolyglycosiden als Co-Tenside vermischt werden, eine verstärkte Korrosionshemmung,
verbesserte Schaumstabilisierung und erhöhtes Wäsche-Waschvermögen für einen weiten
Bereich von Geweben verwirklicht wird (US-Patent Nr. 4 483 780).
Co-Tensid-Gemische von Alkylpolyglycosiden und einem anionischen Tensid wie
z. B. Alkylnaphthalinsulfonat wurden Pestiziden zugesetzt, um die Oberflächenspannungen
dieser Zusammensetzungen zu verringern (US-Patent Nr. 5 516 747).
Das US-Patent Nr. 5 385 750 offenbart, daß das Benetzungsvermögen eines
wäßrigen Gemisches aus einem aliphatischen Glycosid und einem Material, das
auszubreiten ist wie z. B. ein Pestizid, speziell wenn eine ölige oder wachsartige Schicht zu
durchdringen ist, durch den Zusatz eine Fettalkohols verbessert wird. Es wird auch
berichtet, daß die Fettalkohol-Glycosid-Adjuvantien mit Stickstoffhaltigen Düngemittel-
Produkten kompatibel sind.
Das US-Patent Nr. 5 258 358 beschreibt Zusammensetzungen zur Bekämpfung
einer unerwünschten Vegetation, die ein spezifisches neues Herbizid, ein
Alkylpolyglycosid, und mindestens ein Tensid, ausgewählt aus der Reihe, die ein
Fettalkoholpolyglykolethersulfat, eine Alkyldimethylaminoxid, ein Alkyldimethylbenzylammoniumchlorid
und eine Kokosnußalkyldimethylaminoessigsäure oder ein Salz
davon, umfassen.
Eine PCT-Publikation von Zeneca Limited (WO 96/00010) beschreibt Glyphosat-
Herbizid-Zusammensetzungen, die "gute Aktivität in Abwesenheit von Regen mit
wirksamer Regenfestigkeit" haben, wobei das Herbizid mit Adjuvanzzusammensetzungen,
welche ein Alkylpolyglycosid und einen ethoxylierten Alkohol umfassen, vermischt wird.
Gärtner und andere, die mit Pflanzenkulturmedien arbeiten, sehen sich derzeit mit
dem Dilemma konfrontiert, die Medien mit einem Netzmittel vorzubehandeln oder nicht.
Mit "Vorbehandeln" ist gemeint, daß ein Netzmittel, üblicherweise ein nichtionisches
Tensid, intensiv mit dem Pflanzenkulturmedium vermischt wurde; die Menge entspricht im
allgemeinen 0,1 bis 20 Flüssig-Unzen/Kubik-Yard. Man behandelt die Medien vor, wenn
man die Einheitlichkeit der Benetzung und der Wasserretention der Medien sowohl zu
Beginn (T = 0) und über ausgedehnte Zeiträume (mit oder ohne Wiederbewässerung)
verbessern möchte. Die meisten im Handel verfügbaren Pflanzenwachstumsmedien
höchster Qualität sind mit einem Tensid vorbehandelt. Kulturmedien von Herstellern
zweiter Kategorie und von Pflanzern produzierte Kulturmedien enthalten oft kein Tensid.
Aufgaben der Erfindung
Somit besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung von
festen, nicht-aggiomerierenden oder mindestens krümeligen, partikelförmigen
wasserlöslichen Düngemittel-Zusammensetzungen, die unter Bildung von kompatiblen, d. h.
einphasigen konzentrierten Lösungen, leicht in Wasser gelöst werden können. Eine weitere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ferner in der Bereitstellung eines Verfahrens,
durch das die Level der Wasserretention und Einheitlichkeit der Pflanzenkulturmedien nach
einem kurzen Zeitraum (üblicherweise 7-10 Tage) und einem Trocknen auf weniger als
20% Wasser) im wesentlichen auf Anfangs (T = 0)-Vorbehandlungsmedium-Level bei
stark erhöhter Retention der Düngemittelnährstoffe gebracht werden können.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Düngemittel-Zusammensetzungen, die
im wesentlichen aus einem wasserlöslichen Düngemittel und einem Tensidsystem, im
wesentlichen bestehend aus einem Alkylphenolethoxylat oder Ethylenoxid-Propylenoxid-
Blockcopolymer als nichtionischem Tensid, und einem Alkylpolyglycosid-
Kompatibilisiermittel bestehen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren, um hohe Level der
Wasserretention und -einheitlichkeit eines Pflanzenkulturmediums, das nicht vorbehandelt wurde,
im Vergleich zu den Level, die mit vorbehandeltem Medium erreicht werden, zu erreichen
und aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die Level an Düngemittel-Nährstoffen über die zur
erhöhen, die bisher mit ähnlichem vorbehandeltem Medium realisierbar waren. Dieses
Verfahren umfaßt das Aufbringen der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen
Düngemittelzusammensetzung auf ein Medium, das nicht vorbehandelt worden ist.
Außerdem ermöglicht diese Technik es dem Endverbraucher, eher ein einzelnes Produkt in
einem Tankkonzentrat zu formulieren, als zwei oder mehr getrennte Tanks zu kaufen und
zu erhalten und die Mischung der einzelnen Komponenten zu kontrollieren, um die oben
beschriebene Gefahr der Phasentrennung zu vermeiden. Außerdem können deutliche
Kosteneinsparungen durch die Verwender des Pflanzenkulturmediums vorgenommen
werden, indem i) die Medien vor der Verwendung nicht vorbehandelt werden müssen und
ii) die Menge an durchsickerndem Düngemittel, das bei anfänglichen Anwendungen von
flüssigem Düngemittel auftritt, reduziert wird.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Es wurde überraschenderweise festgestellt, daß bestimmte wasserlösliche
Düngemittel in hohen wäßrigen Konzentrationen, d. h. 20 bis 50 Gew.-%, in Gegenwart
relativ geringer Mengen eines Tensidsystems hergestellt werden können, so daß das
Gesamtzusammensetzungs-Konzentrat kompatibel ist, d. h. keine Phasentrennung auftritt,
und eine derartige Kompatibilität über ausgedehnte Zeiträume stabil bleibt. Das
Tensidsystem umfaßt eine innige Mischung aus einem nichtionischen Tensid und einem höheren
Alkylglycosid als Kompatibilisiermittel in einem Gewichtsverhältnis von weniger als 2 : 1
bis 1 : 5 und bei einem gewichtsprozentualen Anteil im Konzentrat von 0,5 bis 10. Alle in
dieser Beschreibung und den Ansprüchen angegebenen Gew.-% basieren auf dem
Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Zusätzlich verbessern die festen, teilchenförmigen
Düngemittel-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung die Probleme des Zusammenbackens, d. h. der
Agglomeration, die vielen Düngemittel-Zusammensetzungen des Standes der Technik
eigen sind, da die festen Instant-Zusammensetzungen bröckelig sind. D. h., obgleich ein
Aneinanderkleben der Partikel auftreten kann, sind die Partikel-zu-Partikel-Verbindungen
oder die Bindungskräfte sehr schwach und können durch milden Druck oder mechanische
Kraft, z. B. durch Rühren oder Vibration, gebrochen werden.
Darüber hinaus und überraschenderweise erlaubt die Verwendung der
erfindungsgemäßen Düngemittel-Zusammensetzungen, wenn sie geeigneterweise mit
Wasser verdünnt und auf Pflanzenkulturmedien aufgebracht werden, daß der Verwender
nicht nur die Notwendigkeit, mit einem vorbehandelten Substrat zu beginnen, vermeidet,
sondern gleichzeitig mit einer deutlich verstärkten Nährstoffretention auch eine Wasserretention
verwirklicht, d. h. daß selbst bei hoher Wasserretention ein Nährstoffauslaufen auf
ein Minimum begrenzt werden kann. Ein Nährstoffauslaufen (bzw. Auslecken) ist auf dem
Fachgebiet ein signifikantes Problem. Bei starker Präzipitation oder Bewässerung wird z. B.
Nitrat in unbehandeltem Medium ziemlich schnell ausgewaschen. Der beträchtliche
Stickstoffverlust kann einen schweren wachstumshemmenden Effekt haben. Versuche, das
Problem zu beheben, kann zu einer teuren Überfütterung oder Unterfütterung der Pflanzen
führen.
Geeignete wasserlösliche Pflanzennährstoffe sind alle bekannten wasserlöslichen
anorganischen und/oder organischen Düngemittel, Düngemittelsalze oder Mineral-
Düngemittel, z. B. Harnstoff, Harnstofthosphat, Ammoniumnitrat, Ammoniumsulfat,
Mono- und Diammoniumphosphat, Monokaliumphosphat, Kaliumchlorid, Kaliumsulfat,
Kaliumphosphat, Kaliumnitrat, Ammoniumsulfat-Nitrat, Chilesalpeter, Kalium-
Ammoniumphosphat, Natriumnitrat, Stickstoff-Düngemittel, Harnstoff-enthaltende
gemischte Düngemittel, Kaliumsalze, N-, P-, K-Verbindungs-Düngemittel, N-, P-, K-
Verbindungs-Düngemittel, die Spurenelemente enthalten, und Gemische solcher
Düngemittel und Mineral-Düngemittel.
Geeignete wasserlösliche Mikronährstoffe sind speziell Chloride, Sulfate oder
Nitrate von Ca, Mg, Fe, Ni, Mn, Zn, Cu und Co wie auch Mo in Form wasserlöslicher
Molybdate und Bor in Form von Borsäure oder Borsäureanhydrid.
Um sicherzustellen, daß die vorstehend genannten Salze in Wasser löslich sind,
werden oft Kationen der Mikronährstoffe in komplexierter oder partiell komplexierter Form
verwendet. Zur Herstellung fester Produkte können auch Gemische wasserlöslicher
Mikronährstoffsalze und wasserlöslicher Komplexbildner eingesetzt werden, so daß die
Mikronährstoff-Kationen nach Auflösung des festen Gemisches in Wasser komplexiert
sind. Bekannte Komplexierungsmittel sind z. B. Alkalimetallsalze von N-Carboxyalkyl-
Aminosäuren, die mit Mikronährstoff-Kationen wasserlösliche Chelat-Verbindungen bilden
können. Es ist allgemein bekannt, daß die Mikronährstoffe wasserlöslich sein müssen,
damit die Pflanzen sie absorbieren und verwerten. Somit enthalten die im Handel
erhältlichen Mikronährstoffe im allgemeinen die Salze in komplexierter Form.
Der Anteil der einzelnen Pflanzennährstoffe in der Zusammensetzung der
vorliegenden Erfindung ist nicht kritisch und kann den üblichen und bekannten
Anforderungen an Düngemittel angepaßt werden.
Die nichtionischen Netzmittel der vorliegenden Erfindung sollten deutliche
Löslichkeit in Wasser besitzen. Solche wasserlöslichen Verbindungen sind
1) Ethylenoxid-Propylenoxid-Block-polymere Glykole, erhalten z. B. durch
Addition von Ethylenoxid an ein Kondensationsprodukt von Propylenoxid mit
Propylenglykol;
2) Alkylphenol-Polyethylenoxid-Kondensate, die Kondensationsprodukte von
Alkylphenolen mit Ethylenoxid sind.
Die zwei vorherrschenden Gruppen an nichtionischen Tensiden, die derzeit in
Pflanzenkultur-Wachstumsmedien verwendet werden, sind die Alkylphenolpolyethoxylate
und die Polyole, wobei die Alkylphenolpolyethoxylate bevorzugt sind.
Die Alkylphenolethoxylate sind Alkylphenol-Polyethylenoxid-Kondensate von
Alkylphenolen mit mindestens einer Alkyl-Gruppe, die 4 bis 20, vorzugsweise 5 bis 12
Kohlenstoffatome entweder in geradkettiger oder verzweigtkettiger Konfiguration am
Phenol hat, mit Ethylenoxid, wobei das Ethylenoxid in Mengen von 2 bis 50 mol
Ethylenoxid pro Mol Alkylphenol, vorzugsweise 5 bis 25 mol Ethylenoxid vorliegt. Der
Alkyl-Substituent in solchen Verbindungen kann z. B. von polymerisiertem Propylen,
Diisobutylen, Octen oder Nonen stammen, allerdings besteht keine Beschränkung auf diese.
Beispiele für Verbindungen dieses Typs umfassen Nonylphenol, kondensiert mit
etwa 9,5 mol Ethylenoxid pro Mol Nonylphenol; Dodecylphenol, kondensiert mit etwa
12 mol Ethylenoxid pro Mol Phenol, Diamylphenol, kondensiert mit etwa 9 mol
Ethylenoxid pro Mol Phenol; Dinonylphenol, kondensiert mit etwa 15 mol Ethylenoxid pro Mol
Phenol, und Diisooctylphenol, kondensiert mit etwa 15 mol Ethylenoxid pro Mol Phenol.
Im Handel verfügbare nichtionische Tenside dieses Typs umfassen die Ingepal-Reihe
nichtionischer Tenside, z. B. CO-630 und DAP-9, die von Rhodia Inc. vermarktet werden.
Die Polyole, die oben erwähnt sind, sind blockpolymere Glykole, die z. B. durch
Addition von Ethylenoxid (EO) an ein Kondensationsprodukt von Propylenoxid (PO) mit
Propylenglykol erhalten werden. Der Blockpolyoxypropylen-Kern, der hydrophob ist, hat
mindestens 9 PO-Einheiten und ein massendurchschnittliches Molekulargewicht von etwa
950 bis etwa 4000. Das Ethylenoxid (EO) wird dem Kern mit etwa 10% bis etwa 80%
zugesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das massenmittlere Molekulargewicht
des Polyoxypropylen-Kerns etwa 1750 bei etwa 20 bis etwa 40 Gew.-% EO-Zusatz. In der
vorliegenden Erfindung sind auch die umgekehrten Blockcopolymere annehmbar, d. h. die
mit einem Polyoxyethylen-Kern und Polypropylenoxid-Zusatz. Im Handel verfügbare
nichtionische blockpolymere Tenside dieses Typs umfassen auch die der Antarox-Reihen,
z. B. L-62 und L-64, die ebenfalls von Rhodia Inc. auf dem Markt sind.
Unter Alkylglycosiden sind die Reaktionsprodukte von Zuckern und Fettalkoholen
zu verstehen, wobei geeigneten Zuckerkomponenten die Aldosen und Ketosen sind, z. B.
Glucose, Fructose, Mannose, Galactose, Talose, Gulose, Allose, Altrose, Idose, Arabinose,
Xylose, Lyxose, Lactose, Saccharose, Maltose, Maltotriose, Cellobiose, Mellobiase und
Ribose, die nachfolgend als Glucosen bezeichnet werden. Besonders bevorzugte
Alkylglycoside sind infolge der leichten Verfügbarkeit von Glucose Alkylglucoside. In seinem
breitesten Sinn soll der Ausdruck "Alkyl" in Alkylglycosid des Rest eines aliphatischen
Alkohols, vorzugsweise eines Fettalkohols, der aus natürlichen Fetten, d. h. gesättigten und
ungesättigten Resten und auch Gemischen davon, einschließlich solcher mit
unterschiedlichen Kettenlängen, erhältlich ist, umfassen. Die Ausdrücke Alkyloligoglycosid,
Alkylpolyglycosid, Alkyloligosaccharid und Alkylpolysaccharid betreffen alkylierte
Glycosen des Typs, in dem ein Alkyl-Rest in Form eines Acetals an mehrere als einen
Glycose-Rest gebunden ist, d. h. an einen Polysaccharid- oder Oligosaccharid-Rest; diese
Ausdrücke werden im allgemeinen als Synonyme angesehen. Demnach ist ein
Alkylmonoglycosid das Acetal eines Monosaccharids. Da die Reaktionsprodukte der Zucker und
der Fettalkohole im allgemeinen Gemische sind, soll der Ausdruck Alkylglycosid sowohl
Alkylmonoglycoside wie auch Alkylpoly(oligo)glycoside umfassen.
Gegebenenfalls kann es eine Polyoxyalkylen-Kette sein, die die Alkohol-
Gruppierung und die Saccharid-Gruppierung miteinander verbindet. Das bevorzugte
Alkoxid ist Ethylenoxid.
Die höheren Alkylglycoside zeigen Tensideigenschaften. Unter "höheres
Alkylglycosid" wird ein Glycosid verstanden, das einen Alkyl-Substituenten hat, welcher im
Durchschnitt eine Größe von mehr als 4 Kohlenstoffatomen hat.
Die lipophilen Gruppen in den Alkylpolyglycosiden sind von Alkoholen,
vorzugsweise einwertigen Alkoholen, für Kompatibilisiermittel-Anwendungen abgeleitet
und sollten 4 bis 22, vorzugsweise 7 bis 16 Kohlenstoffatome enthalten. Obgleich die
bevorzugten Gruppen gesättigte aliphatische Gruppen oder Alkyl-Gruppen sind, können
einige ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoff-Gruppen enthalten sein. So sind die
bevorzugen Gruppen von den Fettalkoholen abgeleitet, die von den natürlich
vorkommenden Fetten und Ölen stammen, z. B. Octyl-, Decyl-, Dodecyl-, Tetradecyl-,
Hexadecyl-, Octadecyl-, Oleyl- und Linoleyl-Gruppen; allerdings können auch Gruppen
von synthetisch produzierten Ziegler-Alkoholen oder Oxo-Alkoholen, die 9, 10, 11, 12, 13,
14 oder 15 Kohlenstoffatome enthalten, vorliegen. Die Alkohole der natürlich
vorkommenden Fettsäuren, die typischerweise eine gerade Anzahl an Kohlenstoffatomen enthalten, und
Alkoholgemische sind im Handel verfügbar. Z. B. Gemische aus C&sub8; und C&sub1;&sub0;, C&sub1;&sub2; und C&sub1;&sub4;
und dgl. Synthetisch produzierte Alkohole, z. B. die, die durch ein Oxo-Verfahren
hergestellt werden, enthalten sowohl eine ungerade als auch eine gerade Anzahl von
Kohlenstoffatomen, z. B. die C&sub9;-, C&sub1;&sub0;-, C&sub1;&sub1;-Gemische.
Durch ihre Produktion können die Alkylglycoside geringe Mengen, z. B. 1 bis 2%,
nicht-umgesetztem langkettigen Alkohol enthalten, der die Eigenschaften der damit
produzierten Tensidsysteme nicht nachteilig beeinflußt.
Spezifischerweise werden die bevorzugten Alkylpolyglycoside zur Verwendung in
der vorliegenden Erfindung durch die Reaktion von Alkanolen mit Glucose oder anderen
Mono- oder Di- oder Polysacchariden erhalten. Bevorzugte Alkylpolyglycoside zur
Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind Alkylpolyglucoside, die durch Reaktion
von Glucose mit einem geradkettigen oder verzweigten Alkanol oder einem Gemisch von
Alkanolen, z. B. eine Gemisch von Alkanolen, die 4 bis 22, vorzugsweise 7 bis 16
Kohlenstoffatome, beispielsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatome enthalten, erhalten. Die
Anzahl der Glucose-Gruppen pro Alkyl-Gruppe im Molekül kann variieren und es sind
Alkylmono- oder -di- oder -polyglucose- oder -saccharid-Derivate möglich. Im Handel
erhältliche Alkylpolyglucoside enthalten üblicherweise ein Gemisch von Derivaten mit
einer durchschnittlichen Anzahl von Glucose-Gruppen pro Alkyl-Gruppen
(Polymerisationsgrad oder D. P.) beispielsweise zwischen 1 und 4, vorzugsweise von 1 bis 2. Eine
Reihe geeigneter Alkylpolyglycoside ist im Handel erhältlich und umfassen z. B. AL2042
(ICI); AGRIMUL 2069 oder AGRIMUL PG 2067 (Henkel) und ATPLUS 258 (ICI).
Beispiele für die vielen Verfahren, die für die Herstellung von Alkylpolyglycosiden,
welche in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, zur Verfügung stehen sind die, die
in den folgenden US-Patenten offenbart sind: 4 950 743; 5 266 690; 5 304 639; 5 374 716;
5 449 763 und 5 457 190.
Wenn ein festes, brüchiges, wasserlösliches, körniges
Tensidsystem/Düngemittelprodukt gewünscht wird, kann das Tensidsystem, das mindestens die nichtionischen
Tensid-Alkylglycosid-Kompatibilisiermittel-Komponenten enthält, dem wasserlöslichen
Düngemittel zugesetzt werden, indem eine Vielzahl gängiger Aufbringungsverfahren, die
auf dem Fachgebiet gutbekannt sind, verwendet werden. Die Komponenten des
Tensidsystems können vorgemischt werden, was bevorzugt ist, und dem Düngemittel zugesetzt
werden oder sie können einzeln gleichzeitig oder nacheinander zugesetzt werden. Typische
Verfahren zur Herstellung der festen teilchenförmigen Produkte der vorliegenden
Erfindung umfassen zuerst Einbringen der Düngemittel-Komponenten in eine Misch- oder
Schervorrichtung wie z. B. einen Hobart-Mischer, einen Rotatiosmischer wie z. B. einen
Continental Blender, Bandmischer oder einen Hochschermischer. Die Komponenten des
Tensidsystems werden dann wie oben beschrieben zugesetzt. Wenn ein Rotationsmischer
verwendet wird, wird das Tensidsystem vorzugsweise auf 27ºC (80ºF) bis 66ºC (150ºF)
erwärmt und auf das Düngemittel aufgesprüht. In Hochschersystemen genügt üblicherweise
das Aufbringen des Tensidsystems bei Umgebungstemperaturen. Wenn der Hobart-Mischer
verwendet wird, wird das Produkt vorzugsweise weiter durch eine Kugelmühle, eine
Hammermühle oder eine ähnliche Vorrichtung bearbeitet, um agglomerierte Klumpen zu
entfernen. In einem Bandmischer wurde sowohl erwärmtes als auch unerwärmtes Tensid
mit Erfolg eingesetzt.
Im erfindungsgemäßen Tensidsystem muß das Verhältnis nichtionisches Tensid zu
Alkylpolyglycosid zwischen kleiner als 2 : 1 und 1 : 5, vorzugsweise zwischen kleiner als
1,4 : 1 und 1 : 2 liegen.
Die Gesamtkonzentration an wasserlöslichem Düngemittel beträgt in den festen
Düngemittel-Tensidsystem-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung 65 bis
99 Gew.-%, vorzugsweise 85 bis 94 Gew.-%, bezogen auf das Düngemittel-Tensidsystem-
Gewicht. Die Gesamtkonzentration des Tensidsystems in den festen
Düngemittel-Tensidsystem-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung ist 1 bis 35 Gew.-%,
vorzugsweise 6 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Düngemittel-Tensidsystem-Gewicht.
Stabile konzentrierte wäßrige Lösungen oder Dispersionen der wasserlöslichen
Düngemittel-Tensidsystem-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung können
hergestellt werden, indem die vorstehend beschriebenen festen Zusammensetzungen der
vorliegenden Erfindung mit einer geeigneten Wassermenge vermischt werden, was das
bevorzugte Verfahren darstellt, oder indem die einzelnen Komponenten mit einer
geeigneten Wassermenge gleichzeitig oder nacheinander vermischt werden.
Die Gesamtkonzentration an wasserlöslichem Düngemittel in den wäßrigen,
stabilen, einphasigen Düngemittel-Konzentraten der vorliegenden Erfindung beträgt 20 bis
50 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des
wäßrigen Konzentrats. Die Gesamtkonzentration des Tensidsystems in den wäßrigen
Konzentraten der vorliegenden Erfindung beträgt 0,5 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis
6 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des wäßrigen Konzentrats.
Die wäßrigen Düngemittel-Konzentrate der vorliegenden Erfindung sind über
längere Zeiträume stabil, d. h. es tritt keine Phasentrennung auf. Wenn das Konzentrat zur
Verwendung benötigt wird, wird es mit zusätzlichem Wasser zur gewünschten
Konzentration verdünnt. Die verdünnten Düngemittel-Konzentrationen werden vorzugsweise
als feines Spray, Tröpfchen oder Beizbrühe aufgebracht. Eine anschließende Verarbeitung
des Mediums wird die Zusammensetzung weiter dispergieren. Um die erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen leicht über den erforderlichen Bereich des Pflanzenkulturmediums zu
dispergieren, sollte die Zusammensetzungskonzentration in der aufgebrachten Lösung
relativ niedrig sein. Es wurde festgestellt, daß eine Konzentration des Düngemittels und
Tensidsystems im Bereich von 0,01 bis 5 Gew.-% in Wasser üblicherweise
zufriedenstellend ist. Die Konzentrationen, die z. B. auf Pflanzenkulturmedium aufgebracht werden,
sind nicht kritisch und können in jedem Fall den praktischen Erfordernissen angepaßt
werden, die z. B. vom Pflanzentyp und den Eigenschaften der Erde abhängen. In jedem Fall
sind geeignete Konzentrationslevel auf dem Fachgebiet bekannt.
Anders als in den Arbeitsbeispielen oder sonst angegeben, sind alle Zahlen, die
Mengen an Ingredienzien oder Reaktionsbedingungen angeben und hier verwendet werden,
in allen Fällen als mit dem Ausdruck "etwa" modifiziert zu verstehen.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung, nicht aber zur Begrenzung der
Erfindung. Alle Teile und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, wenn nichts
anderes angegeben ist.
BEISPIEL 1
Es wurde eine Reihe von Lösungen hergestellt, wobei ein wasserlösliches N-P-K-
Düngemittelgemisch bzw. ein 20-20-20-Gemisch verwendet wurde: In 250 ml
Glasbehältern wurde das 20-20-20-Düngemittel in drei wäßrigen Konzentrationen, d. h. 25, 40
und 50 Gew.-%, mit 5% wäßrigen Lösungen im Bereich von 0,25 bis 2,0 Gew.-% AquaFro
2000 M, ein Warenzeichen von Aquatrols Corporation of America, als nichtionisches
Alkylphenolethoxylat, spezifischerweise 2,4-Ditertamylphenol (9 EO), vermischt. Wie aus
der Tabelle I unten zu ersehen ist, sind das Düngemittel und das nichtionische Tensid bei
den hohen Düngemittel-Konzentrationen dieser Tests nicht kompatibel, wobei sich
innerhalb von Minuten ein Präzipitat entwickelte oder sich zwei Phasen bildeten.
Als nächstes wurden fünf wäßrige 20-20-20 Düngemittel-Lösungen in 250 ml
Glasbehältern mit jeder der drei oben angegebenen Konzentrationen, d. h. 25, 40 und
50 Gew.-%, hergestellt. Mischungen im Gewichtsverhältnis 1 : 1 von AquaGro 2000 M und
einem C&sub8;&submin;&sub1;&sub0;-G1.7-Alkylpolyglycosid (Agrimul PG 2067 von Henkel Corporation) wurden
in fünf Konzentrationsmischungen mit 0,5 bis 4,0 Gew.-% einzeln hergestellt und zu jeder
der 20-20-20-Düngemittel-Lösungen gegeben, wie es in Tabelle 1 unten angegeben ist.
TABELLE 1
Die Resultate zeigen, daß außer für Düngemittel-Konzentrationen von 40 Gew.-%
oder darüber, wo mindestens 1 Gew.-% der Gesamttensid-Kompatibilisiermittel-Mischung
benötigt wurde, die Tensid-Kompatibilisier-Mischungen der vorliegenden Erfindung fähig
sind, hohe wäßrige Konzentrationen an wasserlöslichen Düngemitteln zu stabilisieren; d. h.
einphasige Lösungen ohne Präzipitat zu entwickeln.
BEISPIEL II
50 Gew.-%ige wäßrige Konzentrationen eines 20-20-20-wasserlöslichen
Düngemittel-Gemisches werden in 12 250 ml-Glasbehältern hergestellt. Es wird ein
Tensidsystem, bestehend aus AquaGro 2000 M und Agrimul PG 2067, hergestellt und zu den
Düngemittelzusammensetzungen gegeben, so daß die Gesamtkonzentrationen 2,25 bis
8,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtzusammensetzungsgewicht, sind und die Verhältnisse
Phenolethoxylat zu Glycosid zwischen 8 : 1 und 1 : 1 erreicht werden, wie es in Tabelle II
unten angegeben ist.
TABELLE II
Wie aus den Resultaten in der obigen Tabelle II zu ersehen ist, sollte, wenn
signifikante Mengen des nichtionischen Tensids, z. B. Alkylphenolethoxylat, verwendet
werden, das Verhältnis des nichtionischen Tensid zum Glycosid in den erfindungsgemäßen
Tensidsystemen weniger als 2 : 1 sein, um die Resultate einer Einphasenkompatibilität der
vorliegenden Erfindung zu realisieren.
BEISPIEL III
Eine Reihe konzentrierter wäßriger Lösungen wird hergestellt, indem ein
wasserlösliches N-P-K-Düngemittel-Gemisch mit 33 und 40 Gew.-% Düngemittel, d. h. ein
20-10-20-Gemisch verwendet wird. Vier Tenside, AG2000M (ein Dialkylphenolethoxylat),
L-62 (ein flüssiges EO/PO-Blockcopolymer mit einem massendurchschnittlichen
Molekulargewicht von 1750, einem PO-Kern und einer EO-Beladung von 20 Gew.-%),
L-64 (ein flüssiges EO/PO-Blockcopolymer ähnlich L-62 mit einer EO-Beladung von
40 Gew.-%) und NP9 (ein Monoalkylphenolethoxylat), werden in variierenden
Verhältnissen mit dem Kompatibilisiermittel (Agrimul 2067) vermischt. Jede Mischung
wird wie in Beispiel II in einer oder mehreren Raten (Beladungsprozent) zu den 20-10-20-
Düngemittel-Lösungen gegeben, die auch geringe Mengen an chelatierten Spurenelementen
enthalten, wie es in Tabelle III unten angegeben ist. Die wäßrigen Konzentrate jeder
Düngemittel/Tensid/Kompatibilisiermittel-Mischung werden auf Phasenstabilität beurteilt;
die Resultate sind in Tabelle III beschrieben.
TABELLE III
*-- = inkompatible mehrphasige Lösung
+- = trübe Lösung
++ = kompatible, einphasige Lösung
NT = nicht untersucht
Wie aus den obigen Resultaten zu ersehen ist, können stabile Lösungen der vier
oben untersuchten Tenside in Kombination mit wäßrigen konzentrierten Düngemittel-
Lösungen erhalten werden, solange ein Kompatibilisiermittel der vorliegenden Erfindung
vorliegt. Insbesondere können sowohl Alkylphenolethoxylate als auch
EO/PO-Blockcopolymere mit konzentrierten wäßrigen Düngemittel-Lösungen verwendet werden und es
können stabile Lösungen erreicht werden, solange das Verhältnis des
Alkylphenolethoxylats oder EO/PO-Blockcopolymer zu Alkylpolyglycosid weniger als 2 : 1 ist.
BEISPIEL IV
Genügend wasserlösliches 20-10-20-N-P-K-Düngemittel wird in einem Continental-
Rotationsmischer mit AquaGro 2000 M und Agrimul PG 2067 vermischt, um eine feste
brüchige körnige Düngemittel-Zusammensetzung herzustellen, die 96,5 Gew.-% des
20-10-20-Düngemittels, 2,0 Gew.-% AquaGro 2000 M Phenolethoxylat und 1,5 Gew.-%
Agrimul PG2067-Polyglycosid, bezogen auf die gesamte feste Zusammensetzung, umfaßt.
Diese körnige Zusammensetzung wird in einen Behälter gegeben und mit ausreichend
Wasser vermischt, um so ein wäßriges Düngemittel-Konzentrat herzustellen, das
33 Gew.-% 20-10-20, 0,67 Gew.-% AquaGro 2000 M und 0,5 Gew.-% Agrimul PG 2067
umfaßt. Es wird betont, daß das Tensidsystem ein Phenolethoxylat-zu-Polyglycosid-
Verhältnis von 1,33 : 1 hat. Die Konzentratlösung ist kompatibel und bleibt über mehr als
zwei Wochen stabil, d. h. nach mehr als zwei Wochen bei Umgebungstemperatur bleibt die
Lösung eine einphasige Lösung ohne feststellbares Präzipitat.
Der vorstehend beschriebene Test wird unter Verwendung eines 20-20-20-N-P-K-
Düngemittels anstelle des 20-10-20-N-P-K-Düngemittels wiederholt und es werden
identische Resultate erhalten.
BEISPIEL V
Es wird ein Pflanzenkulturmedium hergestellt, das ein 80 : 20-Gemisch aus
Sphagnum-Torf und Vermiculit umfaßt. Wenn das Medium im "vorbehandelten" Zustand
sein soll, werden 199 ml (Flüssigunzen) des nichtionischen Tensid AquaGro 2000 M pro
0,76 m³ (Kubik-Yard) Medium aufgesprüht und in das Medium gemischt. Wenn das
Medium nicht vorbehandelt wird, wird es als "unbehandelt" bezeichnet.
Aus dem 20-10-20-Tank-Konzentrat von Beispiel IV oben werden eine Reihe
verdünnter wäßriger Düngemittel/Tensid/Kompatibilisierungsmittel-Lösungen hergestellt.
Die endgültigen Düngemittel-Konzentrationen dieser gebrauchsfertigen Lösungen sind
0,01, 0,02, 0,04 und 0,04 Gew.-% Stickstoff, ausgedrückt als Nitrat, bezogen auf das
Gesamtgewicht der wäßrigen Zusammensetzung.
Es wird eine zweite Reihe von Lösungen hergestellt, indem genau das Düngemittel
des obigen Beispiels IV, d. h. das 20-10-20-N-P-K-Düngemittel, verdünnt in Wasser zu
Stickstoff-Konzentrationslevel (ausgedrückt als Nitrat) von 0,01, 0,02, 0,03 bzw.
0,04 Gew.-%, wiederum bezogen auf das Gesamtgewicht der wäßrigen Zusammensetzung,
verwendet wurde. Es wird betont, daß diese zweiten verdünnten Düngemittel-Lösungen das
erfindungsgemäße Tensidsystem nicht enthalten.
Klare PVC-Rohre (14 cm lang · 6 cm Durchmesser) mit einem Siebboden, im
folgenden als Behälter bezeichnet, werden mit 200 ml des oben beschriebenen
unbehandelten Pflanzenkulturmediums oder vorbehandelten Pflanzenkulturmediums, wie
es unten angegeben ist, gefüllt. Unter jedes Rohr wird ein Becherglas gestellt, um den
flüssigen Durchlauf aufzunehmen. In jedem Topf werden dann 200 ml einer einzelnen
verdünnten Düngemittel-Lösung gegeben, wobei das erfindungsgemäße Tensidsystem
vorliegt oder nicht, was in den Tabellen IV und V angegeben ist. Die Wassermenge, die bei
der anfänglichen Benetzung der verschiedenen Medien mit den verdünnten
Konzentrationen zurückgehalten wird, wie auch die Einheitlichkeit der erreichten
Feuchtigkeitsverteilung, d. h. der Prozentgehalt des Mediums, der benetzt wurde, sind in Tabelle IV bzw.
V angegeben.
TABELLE IVWasser, das nach anfänglichem Benetzen (Erstbenetzen) zurückgehalten wird
(Volumen in Milliliter) (T = 0)
Aus den obigen Resultaten wird klar, daß, obgleich eine sehr geringe Differenz
beim zurückgehaltenen Wasser zwischen der Verwendung einer Anfangsbewässerung mit
einer wäßrigen Lösung des Düngemittels allein im Gegensatz zur Verwendung einer
wäßrigen Düngemittel-Lösung, die das erfindungsgemäße Tensidsystem erhält, realisiert
wird, wie erwartet ein deutlicher Anstieg bei der anfänglichen Wasserretention
(Erstwasserretention) zwischen dem unbehandelten und vorbehandelten Medium verwirklicht
wird - die Wasserretention des vorbehandelten Mediums ist viel höher.
TABELLE VEinheitlichkeit der Feuchtigkeitsverteilung nach Erstbenetzung
(Prozentualer Anteil des benetzten Mediums) (T = 0)
Wie bei den Resultaten für zurückgehaltenes Wasser in Tabelle IV gibt es einen
geringen Unterschied in der Gleichmäßigkeit der Feuchtigkeitsverteilung in dem Medium
zwischen der Verwendung einer Erstbewässerung mit einer wäßrigen Lösung des
Düngemittels alleine im Vergleich zu der Verwendung einer wäßrigen Düngemittel-
Lösung, die das erfindungsgemäße Tensidsystem enthält; allerdings wird eine signifikante
Erhöhung bei der anfänglichen Gleichmäßigkeit der Feuchtigkeitsverteilung zwischen dem
unbehandelten und dem vorbehandeltem Medium verwirklicht - die
Verteilungseinheitlichkeit ist bei dem vorbehandelten Medium viel höher.
BEISPIEL VI
Es wird eine Reihe von Behältern wie in Beispiel V oben hergestellt, d. h. einige
werden mit dem vorbehandelten Medium gefüllt und einige werden mit dem unbehandelten
Medium gefüllt. Unter Verwendung des 20-10-20-Tankkonzentrats von Beispiel 4 oben
werden zwei verdünnte Lösungen hergestellt; eine mit einer Stickstoff-Konzentration von
0,01 Gew.-%, die andere mit einer Stickstoff-Konzentration von 0,03 Gew.-%, ausgedrückt
als Nitrat und bezogen auf das Gesamtgewicht der verdünnten Zusammensetzung.
200 ml der Lösung mit 0,01 Gew.-% Stickstoff werden in eine Hälfte der Töpfe mit
unbehandeltem Medium gegossen und dasselbe Volumen wird auch in eine Hälfte der
Töpfe mit vorbehandeltem Medium gegossen. Entsprechend werden 200 ml der Lösung mit
0,03 Gew.-% Stickstoff in jeden des Restes der Töpfe mit unbehandeltem Medium
gegossen und dasselbe Volumen wird auch in jeden des Restes der Töpfe mit vorbehandeltem
Medium gegossen. Die Menge an Stickstoff, Phosphor und Kalium, die in jedem der Töpfe
zurückgehalten wird, wird bestimmt.
Tabelle VI unten drückt die Resultate als prozentuale Zunahme der
Makronährstoffe, die in jedem der Medien zurückgehalten werden, im Vergleich zu den
Resultaten, die in einer ähnlichen Testreihe, die nur wäßrige Düngemittel-Lösungen
verwendete, d. h., ohne daß das Tensidsystem der vorliegenden Erfindung vorlag, erhalten
wurden, aus.
TABELLE VI
Die Resultate zeigen, daß man durch Berieselung des Pflanzenkulturmediums mit
den verdünnten Düngemiltellösungen der Erfindung, d. h. mit solchen, die das
wasserlösliche Düngemittel zusammen mit dem Tensidsystem der Erfindung enthalten,
Erhöhungen bei der Retention von Makronährstoffen gegenüber ähnlichen
Berieselungsbehandlungen nur mit wäßrigen Düngemittel-Lösungen erzielen kann. Die Erhöhungen bei
der Nährstoffretention unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in
unbehandelten Medien sind besonders deutlich. Das Ausmaß des Ausleckens von
Makronährstoffen, der mit unbehandelten Medien auftritt, wurde durch Verwendung der
erfindungsgemäßen Tensid-behandelten Düngemittel-Zusammensetzungen zu einem
starken Ausmaß vermieden. Es wurde auch eine signifikante Verringerung des
Makronährstoffs-Ausleckens beobachtet, das in vorbehandelten Medien auftritt.
BEISPIEL VII
Dien Pflanzenkulturmedium wird mit 300 ppm N-Lösungen behandelt, wobei
mehrere 20-10-20-Düngemittel-Formulierungen (Düngemittel, Düngemittel + AG200 M +
Kompatibilisiermittel (CA); Düngemittel + AG2000 M, Düngemittel +
Kompatibilisiermittel) verwendet wurden.
Sowohl in dem Medium, das wie in Beispiel V (Tabelle VII) vorbehandelt worden
war, als auch im unbehandelten Medium (Tabelle VIII) wird eine optimale
Phosphorretention beobachtet, wenn die Medien anschließend unter Verwendung eines
Düngemittels, das AG2000 M und das Kompatibilisiermittel enthält, behandelt werden. Alle
Zunahmen bei der Phosphorretention sind deutlich besser als für das Standarddüngemittel
oder das Düngemittel, das entweder AG2000 M oder das Kompatibilisiermittel alleine
enthält. Statistisch signifikante Zunahmen bei der NO&sub3;-Retention werden in unbehandelten
Medien beobachtet, die mit Lösungen berieselt wurden, die aus dem Düngemittel/AG
2000 M/Kompatibilisiermittel-Produkt hergestellt worden waren.
Obgleich ein reduziertes Auslecken bestimmter Düngemittel-Bestandteile mit der
erfindungsgemäßen Düngemittel/AG2000 M/Kompatibilisiermittel-Lösung beobachtet
wird, verstärken die Düngemittel + AG2000 M- und die Düngemittel +
Kompatibilisiermittel-Lösungen nicht generell die Retention gegenüber der
Standarddüngemittelbehandlung.
TABELLE VIIZurückgehaltenes Düngemittel (ppm) in behandeltem Medium nach BerieselungTABELLE VIIIZurückgehaltenes Düngemittel (ppm) in behandeltem Medium nach Berieselung
* Zahlen, auf die derselbe Buchstabe folgt, unterscheiden sich im
0,05-Wahrscheinlichkeitslevel nach dem Duncans-Mehrbereichtest nicht signifikant.
BEISPIEL VIII
Aus dem 20-10-20-Tankkonzentrat von Beispiel IV oben wird eine Reihe von
verdünnten wäßrigen Düngemittel-Lösungen hergestellt. Die endgültigen Düngemittel-
Konzentrationen dieser gebrauchsfertigen Lösungen sind 0,01, 0,02, 0,03 und 0,04 Gew.-%
Stickstoff, ausgedrückt als Nitrat und bezogen auf das Gesamtgewicht der
Zusammensetzung.
Es wird eine zweite Reihe von Lösungen hergestellt, indem das Düngemittel des
obigen Beispiels IV, d. h. das 20-10-20-N-P-K-Düngemittel, verdünnt in Wasser zu
Stickstoff-Konzentrationen von 0,01, 0,02, 0,03 und 0,04 Gew.-% Stickstoff, ausgedrückt
als Nitrat und bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, verwendet wurde. Es
wird betont, daß diese zweite Reihe von Lösungen kein Tensidsystem der Erfindung
enthält.
Eine Reihe von Behältern, wie sie in Beispiel V oben beschrieben wurden, werden
mit der Sphagnum-Torf (80): Vermiculit (20)-Mischung von Beispiel V gefüllt. Eine Hälfte
der Behälter wird mit vorbehandeltem Medium und die andere Hälfte mit unbehandeltem
Medium gefüllt.
Eine Hälfte der Behälter mit vorbehandeltem Medium wird in fünf Gruppen
eingeteilt. Bei der ersten Gruppe werden 200 ml reines Wasser aufgebracht. Bei der zweiten
Gruppe werden 200 ml Düngemittel allein (Stickstoff-Konzentration 0,01) aufgebracht. Bei
der dritten Gruppe der Töpfe mit vorbehandeltem Medium werden 200 ml Lösung mit
0,02 Gew.-% Stickstoff aufgebracht, usw.; siehe Tabelle IX.
Die andere Hälfte der Behälter mit vorbehandeltem Medium wird auch in fünf
Gruppen eingeteilt. Bei der ersten Gruppe werden 200 ml reines Wasser aufgebracht. Bei
der zweiten Gruppe werden 200 ml des erfindungsgemäßen Düngemittel-Tensid-Systems,
das oben beschrieben ist (Stickstoff-Konzentration 0,01, aufgebracht). Bei der dritten
Gruppe werden 200 ml Düngemittel-Tensid-System (Stickstoff-Konzentration 0,02)
aufgebracht, usw.; siehe Tabelle IX.
Dasselbe Verfahren, wie es oben für die Behälter mit unbehandeltem Medium
beschrieben wurde, wird auch mit den Behältern, die mit den unbehandeltem
Pflanzenkulturmedium gefüllt sind, durchgeführt.
Nachdem die obigen Aufbringungen (Anwendungen) beendet sind, werden alle
Medien über einen Zeitraum von 10 Tagen zu einem Wassergehalt von weniger als 10%
getrocknet. Zu dieser Zeit werden die gesamten Medien in neue Behälter überführt und mit
200 ml Wasser erneut befeuchtet.
In der folgenden Tabelle DC sind die Resultate der durchgeführten Messungen des
Wassers (ml), das von jedem der Behälter nach einer Wiederbefeuchtung zurückbehalten
wurde, angegeben; die Gleichmäßigkeit der Wiederbefeuchtung, ausgedrückt als
Feuchtigkeitsprozentgehalt, ist für jeden der Behälter in der folgenden Tabelle X angegeben.
TABELLE IXZurückgehaltenes Wasser (ml) nach 10 Tagen WiederbefeuchtungTABELLE XGleichmäßigkeit des Wasser (%) nach 10 Tagen Wiederbefeuchtung
Aus den in Tabelle IX oben angegebenen Resultaten kann beobachtet werden, daß,
wenn man sich zur Vorbehandlung des Pflanzenkulturmediums entscheidet, eine
signifikante Wasserretention erhalten werden kann, wenn das trockene Medium eine
längere Zeit berieselt wird. Wie aus Tabelle X zu ersehen ist, kann nach der späteren
Wiederbewässerung des getrockneten vorbehandelten Mediums wieder eine 100%ige
Gleichmäßigkeit erreicht werden. Ob das vorbehandelte Medium zu Beginn mit einer
wäßrigen Düngemittellösung oder der wäßrigen Düngemittel-Tensid-Systemlösung der
Erfindung behandelt ist oder nicht, scheint kein signifikanter Faktor bezüglich der
Wiederbenetzungswasserretention oder der Wassergleichmäßigkeit im vorbehandelten
Medium zu sein.
Allerdings zeigen die Resultate der Tabelle IX auch, daß in unbehandelten
Pflanzenkulturmedien nach Wiederbewässerung der getrockneten unbehandelten Medien eine sehr
hohe Wasserretention erreicht werden kann - im wesentlichen so hoch, wie sie mit dem
vorbehandelten Medium verwirklicht wird - wenn das unbehandelte Medium zu Beginn mit
den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, d. h. den Düngemittel-Tensidsystem-
Mischungen gedüngt wird.
Die Resultate in Tabelle X zeigen ein ähnliches und überraschendes Phänomen
bezüglich der Gleichmäßigkeitslevel an. Es wird betont, daß hohe Prozentwerte erreicht
werden, wenn das unbehandelte Pflanzenkulturmedium zuerst eine Aufbringung der
Düngemittel-Tensidsystem-Mischungen der vorliegenden Erfindung unterzogen wird,
anstatt nur anfängliche Düngemittelanwendungen allein durchzuführen.
Somit erlaubt die vorliegende Erfindung die Verwendung von unbehandelten
Pflanzenkulturmedien, die nach Akzeptanz einer anfänglichen Düngemittelbehandlung und
Trocknung eine signifikante Wiederbewässerungs-Wasserretention und
Wassergleichmäßigkeit verwirklichen können, während das Nährstoffauslecken vermieden wird, das eine
Verwendung von unbehandeltem Medium und wasserlöslichen Standarddüngemitteln
begleitet.
Ohne weitere Entwicklung werden die vorstehenden Ausführungen unsere
Erfindung vollständig erläutern, so daß andere unter Anwendung gängigen oder
zukünftigen Wissen dieselbe zur Verwendung unter verschiedenen Arbeitsbedingungen
anpassen können.
Anspruch[de]
1. Wasserlösliche, feste Düngemittel-Zusammensetzung, die im
Wesentlichen aus
i) 65 bis 99 Gew.-% Düngemittel und
ii) 1 bis 35 Gew.-% eines Tensid-Systems, im Wesentlichen
bestehend aus
a) Alkylphenolethoxylat- oder Ethylenoxid-Propylenoxid-
Blockopolymer als nichtionischem Tensid und
b) Alkylpolyglycosid,
wobei das Gewichtsverhältnis des nichtionischen Tensids
zu dem Polyglycosid zwischen weniger als 2 : 1 und 1 : 5
liegt, wobei alle Gewichtsprozente auf das Gesamtgewicht
der Düngemittel-Zusammensetzung bezogen sind,
besteht.
2. Verdünnte wässrige Düngemittel-Lösung, die zur Anwendung
auf Pflanzenkulturmedien geeignet ist und im Wesentlichen aus
der wasserlöslichen, festen Düngemittel-Zusammensetzung nach
Anspruch 1 und Wasser besteht.
3. Verdünnte wässrige Düngemittel-Lösung nach Anspruch 2,
wobei die Konzentration der Düngemittel-Zusammensetzung 0,001
bis 5 Gew.-% ist.
4. Wässriges Düngemittel-Konzentrat, im Wesentlichen
bestehend aus:
i) 20 bis 50 Gew.-% Düngemittel;
ii) 0,5 bis 10 Gew.-% eines Tensid-Systems, im Wesentlichen
bestehend aus
a) Alkylphenolethoxylat- oder Ethylenoxid-Propylenoxid-
Blockopolymer als nichtionischem Tensid und
b) Alkylpolyglycosid und
iii) Wasser
wobei das Gewichtsverhältnis des nichtionischen
Tensids zu dem Polyglycosid zwischen weniger als 2 : 1
und 1 : 5 liegt und alle Gewichtsprozente auf das
Gesamtgewicht des Düngemittel-Konzentrats bezogen
sind.
5. Verfahren zur Verstärkung der Charakteristika von
Pflanzenkulturmedium, umfassend
A) Herstellen eines wässrigen Düngemittel-Konzentrats nach
Anspruch 4;
B) Zusetzen von zusätzlichem Wasser zu dem Konzentrat unter
Bildung einer verdünnten Düngemittel-Lösung; und
C) Berieseln des Pflanzenkulturmediums mit einer bioaktiv
wirksamen Menge der verdünnten Düngemittel-Lösung.
6. Verfahren zur Verstärkung der Charakteristika von
Pflanzenkulturmedium, umfassend Berieseln des Pflanzenkulturmediums
mit einer bioaktiv wirksamen Menge der wässrigen Düngemittel-
Lösung nach Anspruch 2 oder 3.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das
Pflanzenkulturmedium vor dem Berieseln durch Tensid oder Netzmittel
unbehandelt ist.