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Dokumentenidentifikation DE69532275T2 21.10.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0000743931
Titel PHOSPHORDÜNGEMITTELZUSAMMENSETZUNG FÜR PLANZEN
Anmelder The Regents of the University of California, Oakland, Calif., US
Erfinder LOVATT, J., Carol, Riverside, US
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Aktenzeichen 69532275
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 02.02.1995
EP-Aktenzeichen 959094327
WO-Anmeldetag 02.02.1995
PCT-Aktenzeichen PCT/US95/01334
WO-Veröffentlichungsnummer 0095021142
WO-Veröffentlichungsdatum 10.08.1995
EP-Offenlegungsdatum 27.11.1996
EP date of grant 10.12.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.10.2004
IPC-Hauptklasse C05F 11/00
IPC-Nebenklasse C05B 7/00   C05G 3/00   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung

Düngemittel werden zu dem Boden von Nutzpflanzen zugesetzt oder in einigen Fällen können sie direkt auf die Blätter von Nutzpflanzen aufgebracht werden, um Elemente zuzuführen, die für die Pflanzenernährung erforderlich sind. Es ist bekannt, daß siebzehn Elemente für die Gesundheit und das Wachstum von Pflanzen erforderlich sind. Typischerweise werden Stickstoff, Phosphor und Kalium in den größten Mengen zur Verfügung gestellt. Mit zunehmender Kenntnis der Rolle, die jeder für die Pflanzen notwendige Nährstoff spielt, wächst das Verständnis der Bedeutung, einen bestimmten Nährstoff zu dem richtigen Entwicklungs-Stadium zur Verfügung zu stellen. Um dies zu erreichen, sind schnelle Veränderungen in den Düngemittel-Zubereitungen und den Verfahren zu ihrem Aufbringen erforderlich.

Ein anderer Faktor zu Veränderung von Düngemittel-Zubereitungen und Verfah ren beruht auf dem Druck von bundesstaatlichen, staatlichen und lokalen Regulierungsstellen und Bürgergruppen, die Gesamtmenge an Düngemitteln generell zu verringern, und insbesondere an bestimmten Nährstoffen, die auf den Boden aufgebracht werden. Außerdem spielen der Verlust der Zulassung von bekannten synthetischen Wachstumsregulatoren und organischen Pestiziden und die unerschwinglich hohen Kosten für die Zulassung von neuen ebenfalls eine Rolle bei der Veränderung von Düngemitteln für Nutzpflanzen.

Die Hauptquelle für Phosphor für die Düngemittel-Industrie stammt aus den Erzen phosphorhaltiger Materialien, die sich in der Erdkruste finden und Phosphatgestein genannt werden. Elementarer Phosphor kommt in der Natur nicht vor; Pflanzen verwerten Phosphor in Form des Dihydrogenphosphat-Ions (H2PO4). Während nicht behandeltes Phosphatgestein als Dünger verwendet wurde, wird es üblicherweise mit verdünnten Lösungen von starken Mineralsäuren angesäuert, um Phosphorsäure zu bilden, die von den Pflanzen leichter absorbiert wird.

Bis vor kurzem wurden Phosphat- und Polyphosphat-Verbindungen als die einzige Form angesehen, in der Phosphor Pflanzen zugeführt werden könnte, um den Nährstoffbedarf der Pflanzen an Phosphor zu decken. Tatsächlich ist die einzige Phosphit-Verbindung, die zur Verwendung als Dünger im Merck Index (M. Windhols, Hrsg. 1983, 10. Aufl. S. 1678) angegeben ist, Calciumphosphit (CaHPO3). Keine Phosphit-Düngemittel-Zubereitungen sind angegeben in The Farm Chemical Handbook (Meister Publishing Co., 1993, Willoughby, OH 834 p.) oder in Western Fertilizer Handbook (The Interstate Danville, IL 288 p.). Historisch wurde Calciumphosphat als vermeintliche Verunreinigung bei der Synthese von Calcium-superphosphat-Düngern gebildet [McIntyre et al., Agron. J. 42: 543–549 (1950)] und in einem Falle wurde gezeigt, daß es zu Schäden bei Mais führt [Lucas et al., Agron. J. 71: 1063–1065 (1979)]. Folglich wurde Phosphit nur zur Verwendung als Fungizid angesehen (Alliete®; US-PS 4 075 324) und als Konservierungsmittel für Lebensmittel.

Vor kürzerer Zeit hat es sich gezeigt, daß Pflanzen Phosphor aus Phosphit erhalten können [Lovatt, C. J., 22.03.1990, „Foliar phosphorus fertilization of citrus by foliar application of phosphit" in Citrus Research Advisory Committee (Hrsg.) Summary of Citrus Research, University of California, Riverside, CA. S. 25–26; Anon., Mai 1990 „Foliar applications do double duty" in L. Robinson (Hrsg.) Citrograph Bd. 75, Nr. 7, S. 161; Lovatt, C. J., 1990 „A definitive test to determine whether phosphite fertilization can replace phosphate fertilization to supply P in the metabolism of 'Hass' on Duke 7': – A preliminary report" California Avocado Society Yearbook 74: 61–64; Lovatt, C. J., 1992]. Zubereitungen auf der Basis von phosphoriger Säure und hypophosphoriger Säure, wie Phosphit, unterliegen allgemein der Oxidation zu Phosphat und verlieren so die Vorteile, die aus der Anwendung von der Düngung mit Phosphit gezogen werden können.

SUPA-STAND-PHOS-Material von Agrichem Manufacturing Ind ist ein Produkt, das eine Suspension von phosphoriger Säure zusammen mit gemahlenen Algen bzw. Seetang (Kelpak) und einen organischen Auszug enthält. Dieses Produkt wird als Düngemittel/Fungizid in einer Verdünnung von 3 l in 200 l Wasser verwendet.

Die FR-A 2 359 077 beschreibt ein Produkt, umfassend 5 Teile Citronensäure, 4 Teile Natriumcitrat und 1 Teil Kaliumphosphat. Die DE-A-34 17 133 beschreibt ein Blattdüngemittel, umfassend Nährstoffe und Puffergemische.

Die zur Zeit angewandten Phosphat- und Polyphosphat-Dünger haben eine Anzahl von Eigenschaften, die ihrer Eignung als Düngemittel entgegenstehen. Allgemein neigen sie dazu, während der Lagerung und des Transportes Niederschläge zu bilden.

Dies schränkt die Möglichkeit, konzentrierte Lösungen von Düngemitteln herzustellen, ein. Außerdem müssen die Zubereitungen allgemein innerhalb eines engen pH-Bereichs gehalten werden, um ein Ausfällen zu vermeiden, was zu Düngemitteln führt, die auf spezielle Anwendungsgebiete beschränkt sind.

Ein anderer Nachteil von Phosphatdüngern ist, daß sie von den Blättern vieler Pflanzen nicht leicht aufgenommen werden und statt dessen zur Aufnahme durch die Pflanzen-Wurzeln an den Boden abgegeben werden müssen. Die Mobilität von Phosphatdüngern im Boden ist begrenzt, was zu einer schnellen lokalen Verarmung an Phosphor im Bereich der Wurzeln und einem Phosphormangel der Pflanzen führt. Ein häufiges erneutes Aufbringen von Phosphat-Dünger ist unerwünscht, da es zu einem Auslaugen von Phosphat in das Grundwasser führt, was seinerseits zu einer Eutrophisierung von Seen, Teichen und Flüssen führt.

Es hat sich auch gezeigt, daß Phosphat- und Polyphosphat-Dünger die vorteilhafte Symbiose zwischen den Pflanzenwurzeln und dem Myzel von Pilzen (Mycorrhizal fungi) hemmen. Sie neigen dazu, das Algenwachstum zu unterstützen und das Wachstum von Bakterien und Pilzen im Wurzelbereich, einschließlich dem Wachstum von pathogenen Pilzen und anderen im Boden lebenden Schädlingen, zu fördern.

Obwohl Phosphor, wenn er sich einmal in der Pflanze befindet, sehr phloemmobil ist (d. h. sich leicht von alten Blättern zu jungem Gewebe hin bewegt), wird Phosphat von den Blättern der meisten Pflanzenarten schlecht absorbiert. Dies ist ungünstig, da eine erfolgreiche Phosphorzufuhr über die Blätter zu einem geringeren Aufbringen von Phosphatdünger auf den Boden führen und die Phosphorbelastung des Grundwassers verringern würde.

Folglich besteht Bedarf an einem Phosphordünger, der in Bewässerungs- bzw. Berieselungssystemen angewandt und auf die Blätter aufgebracht werden kann, ohne daß Niederschläge auftreten, die die Verfügbarkeit von Nährstoffen und die Aufnahme durch die Pflanze verringern und Abgabe- und Sprühvorrichtungen verstopfen. Es besteht außerdem Bedarf an neuen Methoden zum Aufbringen von Düngemitteln, die es ermöglichen, daß Nährstoffe in leicht verfügbarer Form zum genauen Zeitpunkt, zu dem die Pflanze sie benötigt, zugeführt werden. Dieser Bedarf umfaßt die Möglichkeit, daß ein Produkt für Blätter in einer einzigen Zubereitung zur Anwendung als konzentriertes Material zum Aufbringen durch Flugzeuge oder Hubschrauber oder als verdünnte Lösung zum Besprühen des Bodens verkauft wird und noch in einem geeigneten pH-Bereich gehalten werden kann, der optimal für eine Aufnahme durch die Blätter ist, trotz der Notwendigkeit, vor der Anwendung verdünnt zu werden.

Außerdem besteht Bedarf an Phosphordüngern, bei denen die Möglichkeit besteht, daß sie als Flüssigkeiten oder Feststoffe (Granulat oder Pulver) verwendet werden. Es besteht auch Bedarf an Düngemitteln, die mehr als nur die Nährstoffzufuhr bewirken. Es ist erwünscht, daß die Düngemittel auch Aktivität als Pflanzenwachstumsregulatoren aufweisen, die Resistenz der Pflanzen gegen Schädlinge erhöhen, die Pflanzengesundheit allgemein und der Gesundheit der Wurzeln insbesondere verbessern, die Produktion von alleopathischen Verbindungen erhöhen, die Qualität vor und nach der Ernte verbessern, die Belastungstoleranz erhöhen, die vorteilhaften Symbiosen verstärken und die Ausbeute gegenüber bekannten traditionellen Düngemitteln für den Boden oder die Blätter verbessern.

Zusammenfassung der Erfindung

Im Hinblick auf die oben erwähnten Mängel von und Anforderungen an Düngemittel allgemein, und von Phosphordüngemitteln im Besonderen, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Pflanzen Phosphor in einer Zubereitung zuzuführen, die den Phosphor für die Pflanzen bei einer Anzahl von Aufbringmethoden, wie über den Boden, durch Aufnahme über die Blätter, Berieselung und andere Methoden, leicht zugänglich machen.

Es ist auch ein Ziel, daß die Phosphordünger-Zubereitungen bequem in konzentrierten Lösungen zubereitet werden, die während der Lagerung und des Transports stabil sind.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer Phosphordüngers, der gegenüber Pilzmyzel nicht so stark hemmend wirkt wie traditionelle Phosphatdünger.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer Phosphordüngers, der das Wachstum von Algen nicht in dem gleichen Maße unterstützt, wie traditionelle Phosphatdünger.

Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung gehen für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung und den angefügten Ansprüchen hervor.

Die Erfindung betrifft die Verwendung mindestens einer phosphorigen Säure oder eines Salzes davon und mindestens einer organischen Säure oder eines Salzes davon als Phosphordünger-Konzentrat zum Verdünnen mit Wasser mit einem pH-Wert von etwa 6,5 bis etwa 8,5 in einem Verhältnis von etwa 1 : 40 bis 1 : 600, zur Erzeugung eines doppelt oder mehrfach gepufferten, im wesentlichen vollständig löslichen gebrauchsfertigen verdünnten Düngemittels zur Anwendung auf Blättern, mit einem für die Blätter zur Phosphoraufnahme annehmbaren pH-Wert, wobei die mindestens eine phosphorige Säure phosphorige Säure, hypophosphorige Säure, Polyphosphorige Säure oder polyhypophosphorige Säure ist.

Die organische Säure ist vorzugsweise eine Dicarbonsäure oder eine Tricarbonsäure wie Citronensäure.

Bei einer Ausführungsform ist das Phosphordünger-Konzentrat eine im wesentlichen klare Flüssigkeit ohne Niederschlag, die in einem Verhältnis von etwa 1 : 40 bis 1 : 600 mit Wasser mit einem pH-Wert von etwa 6,5 bis etwa 8,5 verdünnt werden kann, um ein Düngemittel mit einem pH-Wert von etwa 5,0 bis etwa 7,0, und insbesondere etwa 5,5 bis 6,5, zu ergeben, um die Aufnahme von Phosphor durch eine Vielfalt von Pflanzen zu erleichtern.

Eine Methode, um Pflanzen Phosphor zur Verfügung zu stellen, ist ebenfalls angegeben. Das Verfahren, umfaßt das Verdünnen eines Phosphordünger-Konzentrats, wie oben beschrieben, mit Wasser mit einem pH-Wert von etwa 6,5 bis etwa 8,5 in einem Verhältnis von etwa 1 : 40 bis etwa 1 : 600 zur Erzeugung eines doppelt oder mehrfach gepufferten, im wesentlichen vollständig löslichen gebrauchsfertig verdünnten Düngemittels mit einem für Blätter zur Phosphoraufnahme annehmbaren pH-Wert, und Aufbringen des gebrauchsfertig verdünnten Düngemittels auf die Blätter der Pflanze.

Die phosphorige Säure oder das Salz können in dem Phosphordünger-Konzentrat in einer Menge von etwa 30% (Gew./Vol.) oder darüber, z. B. etwa 30 bis etwa 40% (Gew./Vol.), vorhanden sein.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Phosphordüngern, die im wesentlichen frei sind von Phosphat. Das Düngemittel umfaßt ein doppeltes oder mehrfaches Puffersystem aus organischen Säuren und ihren Salzen mit phosphoriger Säure und ihren Salzen. Die Zubereitung stabilisiert den Phosphor gegen eine Oxidation zu Phosphat. Die phosphorigen Säuren sind phosphorige Säure und polyhypophosphorige Säure, beruhend allgemein auf der Formel H3PO3, und hypophosphorige Säure und polyhypophosphorige Säure, beruhend allgemein auf der Formel H3PO2; Phosphit, das Salz der phosphorigen Säure, hat Eigenschaften, von denen bekannt ist, daß sie für die Erzeugung von Nutzpflanzen vorteilhaft sind. Es wird über die Blätter von Avocado und Zitrusfrüchten aufgenommen, zwei Arten, die klassischer Weise kein Phosphat über die Blätter aufnehmen. Phosphit hat fungizide Eigenschaften in Bezug auf einige Arten von pathogenen Pilzen: Rhizoctinia solani, Botrytis cinerea, Piricularia oryzae, Plasmopora viticola, Phytophthora cinnamoni und Phytophthora parasitica. In jüngster Zeit ist gezeigt worden, daß Phosphit auch als Quelle für metabolisch aktiven Phosphor in Pflanzen dient. Die Eigenschaften von Phosphit, die es als Dünger günstig machen, werden verstärkt, wenn es gemäß der vorliegenden Erfindung als Doppel- oder Mehrfachpuffer mit phosphoriger Säure, hypophosphoriger Säure, polyphosphoriger Säure und/oder polyhypophosphoriger Säure und ihren jeweiligen Salzen und organischen Säuren und ihren Salzen nach der Erfindung zubereitet wird.

Geeignete organische Säuren haben die Formel R-COOH oder R-COO, wobei R Wasserstoff oder ein Kohlenstoff enthaltendes Molekül oder eine Gruppe von Molekülen ist. Geeignete organische Säuren sind solche, die das Phosphit-Ion nach Verdünnen mit Wasser bei einem pH-Wert, der von etwa 6,5 bis etwa 8,5 variiert in im wesentlichen vollständig gelöster Form halten und die zu einem gebrauchsfertig verdünnten Düngemittel mit einem für die Blätter annehmbaren pH-Wert für die Phosphoraufnahme führen. Bevorzugte organische Säuren sind Dicarbonsäuren und Tricarbonsäuren.

Unter dem Ausdruck „im wesentlichen vollständig gelöst" ist zu verstehen, daß das Phosphit nach dem Verdünnen nicht, oder zumindest nicht nennenswert, ausfällt und damit eine Verabreichung des flüssigen Produktes an die Blätter der Pflanze beeinträchtigt, sondern in einer für die Pflanze verfügbaren Form vorliegt. Bei den erfindungsgemäßen Phosphit-Düngemitteln besteht die Neigung, daß das Phosphit ausfällt, wenn es mit alkalischem Wasser verdünnt wird, wodurch das Phosphit in eine Form gebracht würde, die für die Aufnahme durch die Pflanze nicht verfügbar wäre.

Unter dem Ausdruck „für die Blätter annehmbaren pH-Wert für die Phosphoraufnahme" ist ein pH-Wert zu verstehen, der es ermöglicht, daß Phosphor von der Pflanze absorbiert wird, ohne zu einer Schädigung der Blätter zu führen. Ein für die Blätter annehmbaren pH-Wert für die Phosphoraufnahme liegt üblicherweise im Bereich von etwa 5,0 bis etwa 7,0, und vorzugsweise etwa 5,5 bis etwa 6,5. Phosphor wird von den Blättern am leichtesten bei pH 6,0 aufgenommen. Abhängig von der Pflanzenart, kann ein pH unter 5,0 zu einer Schädigung der Blätter und/oder Blüten und/oder Früchte führen. Bei einem höheren pH, zwischen etwa 7,0 und etwa 7,5, ist die Aufnahme von Nährstoffen geringer, obwohl im allgemeinen keine Schädigung der Pflanze stattfindet. Bei einem pH zwischen etwa 7,5 und 8,0 kann, abhängig von der Pflanzenart, eine Schädigung auftreten. Ein pH-Wert von mehr als etwa 8,0 führt im allgemeinen zu einer Schädigung der Pflanze neben der Verringerung der Aufnahme von Nährstoffen. Folglich sind geeignete organische Säuren solche, die dazu beitragen, eine „gepufferte Zusammensetzung" mit dem erwünschten pH-Bereich zu erhalten. Das bedeutet, daß ein „gebrauchsfertig verdünntes Düngemittel" mit einem sauren bis neutralen pH-Wert (pH 5,0 bis 7,0) bei starken Verdünnungen (bis zu etwa 1/600) des Düngemittel-Konzentrats mit stark alkalischem Wasser (bis zu einem pH von etwa 8,5) erhalten werden kann.

Organische Säuren, die diese Kriterien erfüllen, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Zwischenprodukte bei dem Krebs-Tricarbonsäure-Zyklus, Aminosäuren wie Glutaminsäure und Asparaginsäure, Vitaminsäuren wie Ascorbinsäure und Folsäure. Besonders bevorzugte organische Säuren sind Dicarbonsäuren und Tricarbonsäuren, ausgewählt aus Citronen-, Pyruvin-, Bernstein-, Fumar-, Äpfel-, Ameisen-, Oxalessig-, cis-Aconit-, Isocitronen- und &agr;-Ketoglutarsäure. Citronensäure ist eine besonders bevorzugte organische Säure, da sie verhältnismäßig billig und leicht zugänglich ist.

Diese Zubereitungen ermöglichen das Aufrechterhalten einer kontinuierlichen Löslichkeit von Phosphor, und damit Zugänglichkeit für die Aufnahme durch Pflanzen, mit oder ohne andere Nährstoffe, über einen erheblichen Konzentrations- und pH-Bereich. Die erhöhte Löslichkeit dieser Zubereitungen gegenüber Phosphat- oder Phosphit-Düngern macht es möglich, Düngemittel mit einer höheren Phosphorkonzentration pro Volumeneinheit herzustellen als bei traditionellen Phosphat- oder Polyphosphat-Düngern. Der pH-Wert von traditionellen Düngemitteln variiert deutlich, abhängig von dem pH des angewandten Wassers, und beeinträchtigt somit die Verfügbarkeit von Nährstoffen für die Aufnahme durch die Blätter. Im Gegensatz dazu ermöglichen die erfindungsgemäßen hoch konzentrierten Düngemittel, die mit Wasser in einem Verhältnis von etwa 1 : 600 verdünnt werden können, einen kosten-effizienteren Transport, Handhabung und Anwendung. Sie führen zu einer höheren Phosphoraufnahme durch die Pflanzenhülle als traditionelle Phosphat- oder in jüngster Zeit Phosphit-Düngemittel, die nicht auf diese Weise zubereitet worden sind.

Die hier angegebenen Zubereitungen machen es auch möglich, verschiedene Kombinationen von anderen essentiellen Pflanzennährstoffen oder anderen anorganischen oder organischen Verbindungen nach Bedarf zuzubereiten und ihre Löslichkeit aufrechtzuerhalten, wenn sie über einen weiten Bereich an Konzentrationen und pH-Werten verwendet werden, was für derzeitige Phosphat- und Phosphit-Dünger nicht möglich ist. Z. B. können Bor, Mangan, Calcium, Eisen und andere Elemente in diesen Zubereitungen in verhältnismäßig hohen Konzentrationen zur Verfügung gestellt werden. So erhöhen diese Phosphordünger auch die Aufnahme von anderen Mineralnährstoffen, die für die Pflanze wichtig sind, durch die Hülle. Sie können durch Aufbringen durch die Hülle angewandt werden, um die Qualität vor und nach der Ernte zu verbessern.

Es können auch Zubereitungen mit Kupfer hergestellt werden. Wenn jedoch hohe Konzentrationen an Kupfer verwendet werden, ist das Kupfer nicht vollständig löslich. In dieser Situation ist das unlösliche Kupfer erwünscht, da es eine schnelle Aufnahme von Kupfer verhindert und so eine potentielle Toxizität von Kupfer minimiert. Indem das unlösliche Kupfer über Nacht durch den Tau wieder benetzt wird, tritt ein Lösen ein, so daß weiteres Kupfer aufgenommen wird. Die Pufferkapazität der Zubereitung hält den pH-Wert auf einem für Blätter verträglichen pH, wenn das unlösliche Kupfer wieder benetzt wird, so daß die Bedingungen für eine Aufnahme optimal und für das Pflanzengewebe zuträglich sind. Während Kupfer ein für die Pflanzen essentielles Element ist, ist es nur in geringen Mengen erforderlich. In Bezug auf Stickstoff benötigen Pflanzen im allgemeinen 10000- bis 75000-mal weniger Kupfer. Wenn es den Blättern der Pflanze in der durch diese Zubereitung zur Verfügung gestellten Menge zugänglich gemacht wird, ist Kupfer ein sehr wirksames Fungizid, außer daß es ein Pflanzennährstoff und Dünger ist.

Neben den oben angegebenen Vorteilen, haben die beschriebenen Zubereiten einen direkten Nutzen für die Umwelt. Da die Zubereitungen eine erfolgreiche Zufuhr von Phosphor an eine Anzahl von Pflanzen über die Blätter ermöglichen, die Phosphor nicht wirksam aufnehmen, wenn er in Form von Phosphat oder Polyphosphat zugeführt wird, und weil diese Zubereitungen die Aufnahme von anderen Nährstoffen verstärken, sind sie kosten-effizient und können weniger effiziente, übliche Methoden zur Zufuhr über den Boden ersetzen. Das führt zu einer Verringerung der Phosphat-Verunreinigung des Grundwassers und Eutrophisierung von Frischwasser-Reservoirs, Seen und Flüssen.

Die hier angegebenen Phosphordünger können auch vorteilhaft über den Boden oder durch Berieselungssysteme als Feststoff (Granulat) oder flüssige Zubereitungen abgegeben werden. Diese Zubereitungen können auch bei pH-Werten verwendet werden, die ausreichend niedrig sind, um die Bewässerungsleitungen zu reinigen und den pH-Wert des Bodens so zu verändern, daß Probleme der Alkalität gelöst werden, während den Pflanzen essentielle Nährstoffe zugeführt werden. Beispiel 2 unten beschreibt eine geeignete Zubereitung zur Anwendung durch Berieseln. Beim Berieseln hat das Düngemittel, das durch das Bewässerungssystem fließt, typischerweise einen pH von weniger als etwa 2,5, üblicherweise weniger als etwa 1,5. Der niedrige pH-Wert ist vorgesehen, um Phosphor zu liefern, während Bakterien und Algen (Schleim), die die Bewässerungsleitungen verstopfen, abgetötet werden, wodurch die Leitungen gereinigt werden. Der niedrige pH-Wert löst auch Calciumcarbonat-Ablagerungen, an und um die Abgabeöffnungen und macht das Calciumcarbonat löslich, so daß Ca2+ für die Pflanze zur Verfügung steht. Wenn es einmal an den Boden nahe der Pflanze abgegeben worden ist, wird ausreichend Wasser aufgebracht, um einen geeigneten pH für die Phosphoraufnahme durch die Pflanze zu erreichen. Die Form in der der Phosphor in diesen Zubereitungen zugeführt wird, ist beweglicher als bei Phosphatdüngern oder als bei einfachen Salzen von phosphoriger Säure, die seit kurzem als Düngemittel verkauft werden, und ist so besser verfügbar und wird von den Pflanzenwurzeln leichter aufgenommen. Ein Vorteil dieser Zubereitungen liegt darin, daß die Form, in der Phosphor zugeführt wird, die Entwicklung von Pilzmyzel nicht in dem gleichen Maße hemmt wie es traditionelle Phosphatdünger tun. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch mit bestimmten Nährstoffen neben Phosphor zubereitet werden, die leicht durch Aufbringen auf den Boden bei pH von etwa 5,5 bis etwa 7,0 absorbiert werden. Derartige Nährstoffe umfassen Stickstoff, Calcium, Magnesium, Kalium, Molybdän, Bor und Schwefel.

Ein anderer Vorteil der hier angegebenen Phosphordüngemittel liegt darin, daß sie das Wachstum von Grünalgen nicht in dem gleichen Maße unterstützen, wie es traditionelle Phosphatdünger tun. Dies ist von großer Bedeutung für die Landwirtschaft, kommerzielle Pflanzschulen, die Zier- und Schnittblumenindustrie und die Haus- und Gartenindustrie, da es das Wachstum von Grünalgen verhindert, die sich typischerweise vermehren und Berieselungsöffnungen verstopfen, Töpfe und Bänke verschmutzen und eine Nische für das Wachstum von pathogenen Bakterien und Pilzen liefern. Diese Zubereitungen verleihen dem Phosphordünger anti-virale, anti-bakterielle und anti-Pilz-Aktivität. Diese bakterizide Aktivität in einem Phosphordünger macht es möglich, dieses Düngemittel anzuwenden, um Eiskerne bildende Bakterien zu hemmen und dadurch die Pflanzen vor Frostschäden zu bewahren

Verfahren zur Herstellung

Die Phosphor-Düngemittel werden hergestellt, indem zunächst Lösungen der phosphorigen und organischen Säuren hergestellt werden. Andere erwünschte Nährstoffe können dann unter konstantem Rühren zugegeben werden. Die Menge an phosphoriger, bezogen auf organische Säure ist nicht kritisch, so lange eine angemessene Pufferwirkung und Löslichkeit erreicht werden. Allgemein hängt die Menge an organischer Säure, die zugegeben wird, ab von der Form in der die Nährstoff-Elemente zugegeben werden. Wenn z. B. Calcium in Form von Calciumhydroxid (einer Base) zugegeben werden soll, würde eher die Säureform der organischen Säure, z. B. Citronensäure, verwendet als das Salz Citrat. Neben den erwünschten Nährstoffen können andere Zusätze, wie sie in der Düngemittel-Industrie bekannt sind, zugesetzt werden. Diese umfassen z. B. Netzmittel, grenzflächenaktive Mittel, Ausbreitungsmitttel, Klebrigmacher usw. und sind beschrieben in The Farm Chemical Handbook, s. o. (worauf hier verwiesen wird). Die Düngemittel-Zusammensetzungen können auch als feste Zubereitungen, die mit den flüssigen identisch sind, durch einfaches Weglassen von Wasser hergestellt werden. Die Eigenschaften sind die gleichen wie bei den flüssigen Zubereitungen, sie haben aber den zusätzlichen Vorteil, daß sie bei der gleichen Nährstoffmenge weniger wiegen.

Verfahren zum Aufbringen

Das Düngemittel wird nach pflanzenspezifischen Empfehlungen aufgebracht, die von der Methode des Aufbringens (Blätter, Boden, Berieselung usw.), dem Zeitpunkt des Aufbringens, der Aufbringmenge und der Zubereitung des Produktes abhängen. Nutzpflanzen, für die das Düngemittel von Vorteil ist, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Avocado, Zitrusfrüchte, Mango, Kaffee, Laub-Nutzbäume, Trauben und andere Beeren, Sojabohnen und andere kommerzielle Bohnen, Mais (Getreide), Tomaten, Kürbis- und Gurkenarten, Salat, Kartoffeln, Zuckerrüben, Pfeffer (Paprika), Zuckerrohr, Hopfen, Tabak, Ananas, Kokosnußpalmen und andere für wirtschaftliche und dekorative Zwecke verwendete Palmen, Hevea-Kautschuk und Zierpflanzen.

Neben den oben angegebenen Anwendungen auf Blätter, den Boden und durch Berieseln, können sich die erfindungsgemäßen Düngemittel für bestimmte Nutzpflanzen bei anderen Anwendungsmethoden als nützlich erweisen. Z. B. können ein Anstreichen des Baumstamms oder andere Verfahrensweisen eine kontinuierliche geringe Zufuhr von Düngern liefern, wie z. B. die „intravenöse" Verabreichung, wie sie bei Bor-Nährstoffen für Sojabohnen durchgeführt wird.

Damit die hier beschriebene Erfindung vollständiger verstanden werden kann, werden die folgenden Beispiele angegeben. Alle verwendeten Chemikalien waren soweit nicht anders angegeben, analytisch rein und etwa 100 gew.-%ig. Alle Zubereitungen sind als Gew./Vol. angegeben. Es ist zu verstehen, daß diese Beispiele nur zur Erläuterung dienen und den Umfang der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen.

Beispiel 1

Es wurde eine Zubereitung von 3,8 l (1 gallon) 0-40-0 Dünger hergestellt mit 1,75 kg (3,86 lbs) H3PO3, 0,608 kg (1,34 lbs) Trikaliumcitrat, 0,608 kg (1,34 lbs) Trinatriumcitrat und 1,81 kg (4,0 lbs) 58%igem Ammoniumhydroxid. Die Komponenten wurden unter konstantem Rühren in Wasser gelöst. Diese einzelne Zubereitung kann in einer Menge von 2,3 l (2 quarts) in so wenig wie 76 l (20 gallons) Wasser, pH 6,5 bis 8,5, bis zu 1140 l (300 gallons) Wasser, pH 6,5 bis 8,5, verwendet werden und einen pH zwischen 5,5 und 6,5 aufrechterhalten, ohne daß irgendein Niederschlag auftritt.

Beispiel 2

Es wurde eine Zubereitung von 3,8 l (1 gallon) 0-40-0 Dünger hergestellt mit 1,75 kg (3,86 lbs) H3PO3 und 0,23 kg (0,5 lbs) Citronensäure. Diese Zubereitung ist bei pH 1,0 oder darunter stabil und ist vorgesehen zum Aufbringen durch ein Berieselungssystem. Sie ist gegen Oxidation und Ausfällung stabil, wenn sie durch das Berieselungswasser zugeführt wird.

Beispiel 3

Es wurde eine Zubereitung von 3,8 l (1 gallon) 0-30-0 Dünger mit 74,89% elementarem Bor hergestellt mit 1,31 kg (2,89 lbs) H3PO3, 13,0 kg (28,67 lbs) Borax (Na2B4O7·10H2O), 7,79 kg (17,16 lbs) Borsäure (H3BO3), 0,700 kg (1,54 lbs) H2SO4 und 1,21 kg (2,67 lbs) Citronensäure. Zunächst wurde eine Lösung der phosphorigen- und Citronensäure hergestellt. Dann wurden die anderen Elemente unter konstantem Rühren zugegeben. Diese Zubereitung kann in einer Menge von 2,3 l (2 quarts) in so wenig wie 76 l (20 gallons) Wasser, pH zwischen 6,5 und 8,5, bis zu 1140 l (300 gallons) Wasser, pH 6,5 bis 8,5, verwendet werden und einen pH zwischen 5,5 und 6,5 aufrechterhalten, ohne daß irgendein Niederschlag auftritt.

Beispiel 4

Es wurde eine Zubereitung von 3,8 l (1 gallon) 0-30-0 Dünger mit 21,57% Zn und 23,22% Mn hergestellt mit 1,31 kg (2,89 lbs) H3PO3, 3,60 kg (7,92 lbs) ZnSO4 3,25 kg (7,16 lbs) Mn(H2PO2)2·H2O, 0,277 kg (0,61 lbs) Citronensäure und 0,395 kg (0,87 lbs) 58%igem NH4OH. Diese Zubereitung kann in einer Menge von 2,3 l (2 quarts) in so wenig wie 76 l (20 gallons) Wasser, pH zwischen 6,5 und 8,5, bis zu 1140 l (300 gallons) Wasser, pH zwischen 6,5 und 8,5, verwendet werden und einen pH zwischen 5,5 und 6,5 aufrechterhalten, ohne daß irgendein Niederschlag auftritt.

Beispiel 5

Es wurde eine Zubereitung von 3,8 l (1 gallon) 0-30-0 Dünger mit 5,4% Ca hergestellt. Sie wurde in ein System aus zwei Behältern verpackt, wobei 3,8 l (1 gallon) Lösung A 1,31 kg (2,89 lbs) H3PO3, 0,3 kg (0,68 lbs) Ca(OH)2 und 0,127 kg (0,28 lbs) Citronensäure enthielten und 3,8 l (1 gallon) Lösung B 0,073 kg (0,16 lbs) Ca(OH)2, 0,27 kg (0,60 lbs) KOH, 1,52 kg (3,34 lbs) 58%iges NH4OH, 0,127 kg (0,28 lbs) Citronensäure und 0,30 kg (0,67 lbs) EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) enthielten. 2,3 l (2 quarts) Lösung A können zu so wenig so wenig wie 76 l (20 gallons) Wasser, pH zwischen 6,5 und 8,5, bis zu 1140 l (300 gallons) Wasser, pH zwischen 6,5 und 8,5, zugegeben werden, gefolgt von der Zugabe von 2,3 l (2 quarts) Lösung B. Die fertige Lösung hat einen pH zwischen 5,5 und 6,5, ohne daß ein Niederschlag auftritt.

Eine Zubereitung von 3,8 l (1 gallon) 0-30-0 Dünger mit 4,32% Ca kann hergestellt werden, ohne daß EDTAA erforderlich ist. Diese Zubereitung wird ebenfalls in ein System aus zwei Behältern verpackt, wobei 3,8 l (1 gallon) Lösung A 1,31 kg (2,89 lbs) H3PO3, 0,30 kg (0,67 lbs) Ca(OH)2 und 0,127 kg (0,28 lbs) Citronensäure enthalten, während 3,8 l (1 gallon) Lösung B 1,21 kg (2,67 lbs) 58%iges NH4OH und 0,30 kg (0,6 lbs) KOH enthalten. 2,3 l (2 quarts) Lösung A können zu so wie 76 l (20 gallons) Wasser, pH zwischen 6,5 und 8,5, bis zu 1140 l (300 gallons) Wasser, pH zwischen 6,5 und 8,5, zugegeben werden, gefolgt von der Zugabe von 2,3 l (2 quarts) Lösung B. Der pH-Wert der fertigen Lösung liegt zwischen 5,5 und 6,5, ohne daß ein Niederschlag auftritt.

Beispiel 6

Es wurde eine Zubereitung von 3,8 l (1 gallon) 0-30-30 Dünger hergestellt mit 1,31 kg (2,89 lbs) H3PO3, 0,137 kg (2,99 lbs) KOH und 0,38 kg (0,84 lbs) Citronensäure. 2,3 l (2 quarts) können zu so wenig wie 76 l (20 gallons) Wasser, pH zwischen 6,5 und 8,5, bis zu 1140 l (300 gallons) Wasser, pH zwischen 6,5 und 8,5, zugegeben werden, ohne daß ein Niederschlag auftritt.

Beispiel 7

Es wurde eine Zubereitung von 3,8 l (1 gallon) 0-30-0 Dünger mit 4,8% Eisen hergestellt mit 1,31 kg (2,89 lbs) H3PO3, 0,79 kg (1,75 lbs) Eisencitrat, 0,36 kg (0,74 lbs) KOH, 0,281 kg (0,62 lbs) NaOH und 0,91 kg (2,00 lbs) 58%igem NH4OH hergestellt. 2,3 l (2 quarts) der Zubereitung können zu so wenig wie 76 l (20 gallons) Wasser, pH 6,5 bis 8,5, bis zu 1140 l (300 gallons) Wasser, pH 6,5 bis 8,5, zugegeben werden. Der pH-Wert der fertigen Lösung liegt zwischen 5,5 und 6,7 ohne daß ein Niederschlag auftritt.

Beispiel 8

Es wurde eine Zubereitung von 3,8 l (1 gallon) 0-30-0 Dünger mit 23,22% Mangan hergestellt mit 1,31 kg (2,89 lbs) H3PO3, 3,25 kg (7,16 lbs) Mn(H2PO2)2 und 0,060 kg (0,133 lbs) Natriumcitrat. 2,3 l (2 quarts) der Zubereitung können zu so wenig wie 76 l (20 gallons) Wasser, pH 6,5 bis 8,5, bis zu 1140 l (300 gallons) Wasser, pH 6,5 bis 8,5, zugegeben werden. Der pH-Wert der fertigen Lösung liegt zwischen 5,5 und 6,5 ohne daß ein Niederschlag auftritt.

Bezugsbeispiel 9

Es wurde eine Zubereitung von 3,8 l (1 gallon) 0-30-0 Dünger mit 57% Kupfer hergestellt mit 1,31 kg (2,89 lbs) H3PO3, 3,3 kg (7,3 lbs) Cu(OH)2 und 0,608 kg (1,343 lbs) 58%igem NH4OH. 2,3 l (2 quarts) können zu so wenig wie 76 l (20 gallons) Wasser, pH 6,5 bis 8,5, bis zu 1140 l (300 gallons) Wasser, pH 6,5 bis 8,5, zugegeben werden. Der pH-Wert der fertigen Lösung liegt zwischen 5,5 und 6,5. Das Kupfer ist nicht vollständig löslich, aber das ist erwünscht, weil es die schnelle Aufnahme von Kupfer verhindert, wenn es auf die Blätter von Pflanzen aufgebracht wird.


Anspruch[de]
  1. Verwendung mindestens einer phosphorigen Säure oder eines Salzes davon und mindestens einer organischen Säure oder eines Salzes davon als Phosphor-Düngerkonzentrat zum Verdünnen mit Wasser mit einem pH-Wert von etwa 6,5 bis 8,5 in einem Verhältnis von etwa 1 : 40 bis 1 : 600 zur Erzeugung eines doppelt oder mehrfach gepufferten, im wesentlichen vollständig löslichen gebrauchsfertigen verdünnten Düngemittels zur Anwendung auf Blättern, mit einem für die Blätter annehmbaren pH-Wert, wobei die mindestens eine phosphorige Säure phosphorige Säure, hypophosphorige Säure, polyphosphorige Säure oder polyhypophosphorige Säure ist.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die phosphorige Säure oder das Salz in dem Phosphor-Düngerkonzentrat in einer Menge von etwa 30% (Gew./Vol.) oder mehr vorhanden ist.
  3. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die phosphorige Säure oder das Salz in dem Phosphor-Düngerkonzentrat in einer Menge von etwa 30 bis etwa 40% (Gew./Vol.) vorhanden ist.
  4. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die organische Säure eine Dicarbonsäure oder eine Tricarbonsäure ist.
  5. Verwendung nach Anspruch 4, wobei die organische Säure Citronensäure ist.
  6. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das gebrauchsfertige verdünnte Düngemittel einen pH-Wert von etwa 5,0 bis etwa 7,0 hat.
  7. Verwendung nach Anspruch 6, wobei das gebrauchsfertige verdünnte Düngemittel einen pH-Wert von etwa 5,5 bis etwa 6,5 hat.
  8. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Phosphor-Düngerkonzentrat Bor, Mangan, Calcium oder eisen umfaßt.
  9. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Phosphor-Düngerkonzentrat flüssig ist.
  10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Phosphor-Düngerkonzentrat fest ist.
  11. Verfahren, um einer Pflanze Phosphor zuzuführen, umfassend das Verdünnen eines Phosphor-Düngerkonzentrats, umfassend mindestens eine organische Säure oder ein Salzes davon und mindestens eine phosphorige Säure, ausgewählt aus phosphoriger Säure, hypophosphoriger Säure, polyphosphoriger Säure und polyhypophosphoriger Säure, oder ein Salz davon mit Wasser mit einem pH-Wert von etwa 6,5 bis 8,5 in einem Verhältnis von etwa 1 : 40 bis 1 : 600 zur Erzeugung eines doppelt oder mehrfach gepufferten, im wesentlichen vollständig löslichen gebrauchsfertigen verdünnten Düngemittels mit einem für Blätter zur Phosphoraufnahme annehmbaren pH-Wert und Aufbringen des gebrauchsfertigen verdünnten Düngemittels auf die Blätter der Pflanze.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Pflanze eine Zitrus- oder Avokado-Pflanze ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die phosphorige Säure oder das Salz in dem Phosphor-Düngerkonzentrat in einer Menge von etwa 30% (Gew./Vol.) oder mehr vorhanden ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die phosphorige Säure oder das Salz in dem Phosphor-Düngerkonzentrat in einer Menge von etwa 30 bis etwa 40% (Gew./Vol.) vorhanden ist.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die organische Säure eine Dicarbonsäure oder eine Tricarbonsäure ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die organische Säure Citronensäure ist.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei das gebrauchsfertige verdünnte Düngemittel einen pH-Wert von etwa 5,0 bis etwa 7,0 hat.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das gebrauchsfertige verdünnte Düngemittel einen pH-Wert von etwa 5,5 bis etwa 6,5 hat.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei das Phosphor-Düngerkonzentrat Bor, Mangan, Calcium oder eisen umfaßt.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei das Phosphor-Düngerkonzentrat flüssig ist.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei das Phosphor-Düngerkonzentrat fest ist.
Es folgt kein Blatt Zeichnungen






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