Überraschend wurde nun gefunden, dass man Verbindungen aus dem System Si-Al-O-N als Stickstoffdünger einsetzen kann zumal die Möglichkeit besteht, das Hydrolyseverhalten dieser Stoffe einzustellen.

Ein Gegenstand der Erfindung ist daher ein Stickstoffdünger, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass er im Wesentlichen aus dem System Me-Si-Al-O-N, insbesondere Sialonen oder Mischungen, die diese oder ähnliche Phasen enthalten, besteht.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Substanzen aus dem System Me-Si-Al-O-N, worin Me ein oder mehrere Metalle außer Al bedeutet, als Stickstoffdünger.

Die Freisetzung von Ammoniak als stickstoffhaltige Phase durch hydrolytische Zersetzung von Nitriden ist sowohl für Aluminiumnitrid⁵ als auch für Siliciumnitrid⁶ in der Literatur beschrieben. Die Hydrolyse erfolgt z.B. bei Siliciumnitrid nach der Reaktion Si₃N₄ + 6 N₂O → 3 SiO₂ + 4 NH₃ (Gleichung 1)

Die Bildung von SiO₂ verzögert die weitere Hydrolyse des Siliciumnitrids. Aus diesem Grunde zersetzt sich Si₃N₄ langsamer als AlN.

In der japanischen Patent-Offenlegungsschrift JP 2000169275 A wird vorgeschlagen, Stickstoff durch Hydrolyse von Aluminiumnitrid aus Rückständen der Aluminiumherstellung freizusetzen. Grundsätzlich ist Aluminiumnitrid teuer. Die Rückstände aus der Aluminiumherstellung enthalten nur einen geringen Anteil (ca. 3 %) an Aluminiumnitrid; darüber hinaus sind derartige Rückstände potenziell problematisch, da sie mit unerwünschten Stoffen belastet sein können. Aluminiumnitrid zersetzt sich darüber hinaus in Wasser schnell und die Hydrolyse kann kaum kontrolliert werden, sodass die erwünschte langsame Freisetzung von Stickstoff nur mit Hilfe zusätzlicher Maßnahmen, wie der Einbindung in eine polymere Matrix, erreicht werden kann.

Da der Chemismus der Sialone sehr variabel ist und insbesondere das Si/Al-Verhältnis innerhalb weiter Grenzen eingestellt werden kann, lässt sich die Kinetik der Hydrolyse nicht nur über die Partikelgröße, sondern auch über den Chemismus in einem gewissen Bereich steuern, um die erwünschte langsame Freisetzung von Stickstoff zu erzielen. Aus diesem Grunde können Siaolne aus billigen natürlichen Rohstoffen als Langzeit-Stickstoffdünger verwendet werden. Sialone aus synthetischen Rohstoffen kommen für eine derartige Anwendung aufgrund ihres Preises nicht in Frage. Als billige Rohstoffe eignen sich beispielsweise Mischungen aus Ton bzw. Tonmineralen und Kohle (z.B. Braunkohle oder Graphit). Tone enthalten Tonminerale wie Kaolinit (Al₂[(OH)₄Si₂O₅]) oder Halloysit (2[(OH)₄Si₂O₅]nH₂O. Da Tonminerale zu den weitverbreitetsten Mineralen überhaupt gehören und auch Kohle in der Natur weitverbreitet in großen Lagerstätten vorkommt, sind diese Rohstoffe sehr billig erhältlich. Die Synthese der Sialone erfolgt bei Temperaturen um 1300 bis 1450 °C unter Stickstoffatmosphäre durch eine Kombination aus carbothermischer Reduktion und Nitridierung. Der Kohle bzw. dem Graphit kommt dabei die Reduktion und Nitridierung. Der Kohle bzw. dem Graphit kommt dabei die Rolle eines Reduktionsmittels zu. Mischungen aus Kohle und Ton können leicht hergestellt werden und erfordern nur eine minimale Aufbereitung. Daneben kommen sie aber auch in der Natur vielfältig vor, z.B. je nach Zusammensetzung als Tonkohle oder Kohleton (engl.: carbonaceous clay). Da der Chemismus der Sialone sehr variabel ist, kommt es bei der Synthese weder auf besondere Reinheit noch auf genau eingehaltene Mischungsverhältnisse der Rohstoffe an, was den Herstellungsprozess vereinfacht.