Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Landwirtschaft und, genauer gesagt, die Verwendung eines basischen Bodenverbesserungsmittels.

Verbesserungsmittel können in drei Kategorien eingeteilt werden (J.P. Destain et al., Annales de Gembloux – 1986, 92: 201–217), bei denen es sich um gebrannte Kalke (CaO und MgO), Kalkhydrate (Ca(OH)₂ und Mg(OH)₂) oder gebrannte Produkte und Carbonate oder Rohprodukte (CaCO₃ und MgCO₃) und die Silikatformen von Calcium handelt. Dem belgischen Dokument zufolge beträgt der Neutralisationswert der Carbonate (Kreide) 35, beispielsweise bei einer Feinheitsanforderung von "90 zu 0,15 mm" (d.h. 90% der Teilchen passen durch ein Sieb mit 0,15 mm).

Es wurde daran gedacht, CaCO₃-Suspensionen in der Landwirtschaft als Bodenverbesserer zu verwenden, aber diese Anwendungen ergaben keine dauerhaften Entwicklungen; außerdem existieren französische Normen, wie die Norm NF U44-001 vom Juli 1988. Die verwendeten Produkte besitzen gewöhnlich eine Kohlendioxidlöslichkeit von 60 bis 70 (vgl. Norm NF U44–174), die eine "landwirtschaftliche Reaktivität" bewertet, und eine Feinheit in der Größenordnung von 80% zu 80 Mikron oder sogar noch gröber (80% zu 10 mm) auf.

Die Probleme in Verbindung mit diesen Verwendungen hängen im Wesentlichen mit der unzureichenden Wirksamkeit auf den Boden, den Assimilierungseigenschaften durch die Pflanzen bezogen auf den Kalk zusammen, der auf diesem Gebiet der Bezug bleibt. Natürlich kennt man die Nachteile des Einsatzes pulverförmiger Produkte, die windempfindlich sind, Staubniederschläge erzeugen und ungenau dosierbar sind. Der Einsatz von Flüssigkeiten hat auf diesem Gebiet zu einer Verbesserung geführt, aber die Wirksamkeit oder die Assimilation bleiben mittelmäßig und die Genauigkeit der Dosierung noch schlechter, zumal die bis heute hergestellte Formulierung keine ausreichende Stabilität gewährleistete.

Somit besteht ein Bedarf an einem flüssigen basischen Verbesserungsmittel, das insbesondere eine bessere Wirksamkeit auf den Boden und, wenn möglich, eine bessere Assimilation durch die Pflanzen sowie Vorteile bei der Verwendung bietet. Es besteht ebenfalls ein Bedarf an solchen basischen Verbesserungsmitteln, die ferner zusätzliche Vorteile im Hinblick auf den Stand der Technik bieten. Solche Vorteile bestehen zum Beispiel daraus, dass man sich der Belastung durch die Düngung dadurch entledigt, dass der Eintrag an basischem Verbesserungsmittel mit anderen Einträgen, wie Gülle und anderen, gekoppelt oder damit verbunden wird. Jedoch ist die Verträglichkeit mit solchen anderen Einträgen nicht gewährleistet.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verbesserungsmittel bereit, das auf überraschende Weise eine solche Gesamtheit von Vorteilen aufweist und somit für die Landwirtschaft von sehr großem Interesse ist.

Die ersten basischen Verbesserungsmittel wurde auf trockene Weise in Form von Pulvern oder Granulaten oder anderen hergestellt und besaßen sehr viele Nachteile, wie die große Empfindlichkeit gegenüber Wind, die Ungenauigkeit der Aufbringung und der Dosierung, Risiken einer Schadstoffemission und eine einerseits relativ schwache und vor allem sehr langsame Wirksamkeit. Insbesondere bewirkt die Langsamkeit der Wirkung auf die Böden und die Pflanzen, dass die Bewirtschaftung und die Vorausberechnung der Kulturen sowie der aufzubringenden Dosen sehr beschränkt sind.

Ein erster Fortschritt wurde durch flüssige Verbesserungsmittel, gewöhnlich in Form von Suspensionen, erzielt.

Der Artikel von Gary W. Colliver in Crops and Soils Magazine/August-September 1979 "Liquid-Lime", Seite 14, beschreibt den Einsatz eines "neuen Konzepts" des basischen Verbesserungsmittels auf flüssigem Weg unter Ersetzen des pulverförmigen Wegs. Die aufgebrachten Teilchen sind als "Feinstoffe" gekennzeichnet, weisen aber gewöhnlich zwischen "100 und 200 Mesh", somit zwischen 74 und 149 Mikron, auf.

Insbesondere gemäß K.T. Winter et al., Soil Sci.-Soc. Am. J. Bd. 45, 1981, Seite 1224, ist ebenfalls bekannt, Suspensionen von feinverteiltem Calciumcarbonat auf den Boden aufzubringen. Dieses Dokument präzisiert auf keinerlei Weise die eingesetzte Korngröße, und somit muss man daraus ableiten, dass es sich um diejenige handelt, die 1981 üblicherweise eingesetzt wurde und somit mit der 1979 von Gary Colliver beschriebenen vergleichbar ist, was durch die anderen, nachstehend zitierten Dokumente bestätigt wird, also in der Größenordnung von 100 Mikron oder mehr. Andererseits ist die vorgesehene Anwendung auf eine Regulation des pH beschränkt. Dieses Problem ist völlig verschieden von denjenigen, auf die sich das Bodenverbesserungsmittel richtet, bei dem eine der wesentlichen Zweckbestimmungen die Wirksamkeit, ausgedrückt als die Wirkung auf den Boden (die sich im Anstieg des pH zeigt), die Assimilation durch die Pflanze und die Verbesserung der strukturellen Stabilität der Böden, ist.

Das Patent GB 2 283 014 von 1993 beschreibt den Einsatz von Gemischen als Bodenkonditionierungsmittel, die Calciumcarbonat mit einer Korngröße von weniger als 75 Mikron umfassen, was bestätigt, dass sich im aktuellen Stand der Technik die Korngrößen sich in Bezug auf 1979 bis 1981 nicht verändert haben.

Dieses Fehlen einer Veränderung ist außerdem nur die Widerspiegelung der vorstehend genannten Norm, gemäß der das als "pulverförmig" bezeichnete Verbesserungsmittel so definiert ist, dass es mehr als 80% Teilchen, die durch ein Sieb mit 0,315 mm, also mit 315 Mikron, passen, entspricht, eine Größenordnung, die den Stand der Technik gut charakterisiert.

Das Dokument DE 36 00 400 von 1983 beschreibt eine im Fließbett umgeführte Suspension als Bodenverbesserungsmittel mit einer Teilchenabmessung von weniger als 0,2 mm, also weniger als 200 Mikron.

Das Patent US 4,089,669 beschreibt Carbonatsuspensionen zur Neutralisierung von Böden mit einer Korngröße zwischen 80 und 20 Mesh, also in der Größenordnung von 177 bis 84 Mikron.

Das Patent DE 37 14 444 von 1987 beschreibt ein Gemisch, das im Wesentlichen als 50% CaCO₃ und 50% MgCO₃ gekennzeichnet ist, zum Entgegenwirken der Ansäuerung natürlicher Gewässer von Waldböden und Wäldern mit einer Korngröße von "weniger als 30 Mikron".

Das Patent DE 41 42 627 beschreibt Kalkdüngemittel mit einer Korngröße zwischen 0 und 3 mm mit 70% unterhalb von 1 mm.

Die Gesamtheit dieser Angaben liegt somit übereinstimmend um Korngrößenwerte zwischen 300 oder 200 und 75 Mikron, in jedem Fall in der Größenordnung von mehreren zehn Mikron für Anwendungen zur Bodenverbesserung, und etwas kleiner, in der Größenordnung von weniger als 50 oder weniger als 30 Mikron, aber bei einer Anwendung, die von der Verbesserung des pH im landwirtschaftlichen Bodenkörper völlig verschieden ist.

Man kennt auch das Dokument DE 36 28 611 A, das Anwendungen durch Verspritzen propagiert, um den Wirkungen von saurem Regen entgegenzuwirken. Der erste Spritzvorgang (Pulver) findet "vor der Schneeschmelze" statt, und ein zweiter Spritzvorgang findet im Herbst vor dem Laubfall statt.

Man kennt auch das Dokument EPA 0 634 380, das ebenfalls eine Behandlung "direkt durch Anwendung auf die Blätter" beschreibt und präzisiert, dass die Zusammensetzung durch die Epidermis des Blatts aufgenommen wird. Dieses Dokument weist darauf hin, dass "die Behandlung der Pflanzen durch Anwendung auf die Blätter nicht mit der Düngung der Böden im Hinblick auf eine aktive Absorption der Düngemittelprodukte durch die Wurzeln vergleichbar ist".

Erfindungsgemäß wird ein Bruch mit dem Stand der Technik durchgeführt und als flüssiges basisches Bodenverbesserungsmittel ein Produkt vorgesehen, das eine wässrige Suspension einer äußerst feinen mineralischen Substanz mit einer Korngröße umfasst, die einem mittleren Teilchendurchmesser von weniger als 10 Mikron entspricht.

Vorzugsweise ist der mittlere Durchmesser kleiner als 7 Mikron, noch stärker bevorzugt kleiner als 5 Mikron, und die bevorzugte Ausführungsform ist eine stabile wässrige Suspension von Teilchen mit einem mittleren Durchmesser von 3 Mikron.

Zwar könnte man Probleme in Verbindung mit der großen Feinheit befürchten, wie beispielsweise das Risiko einer Erhöhung der Viskosität mit Verstopfung der Pumpmittel, Düsen und Analoga, Schwierigkeit der Reinigung der Geräte usw.... Diese Probleme entstehen mit der erfindungsgemäßen Formulierung nicht.

Die Anmelderin hat festgestellt, dass diese Eigenschaft der sehr großen Feinheit zu sehr gut verbesserten Werten bei den Parametern führen, die in der Landwirtschaft in Betracht gezogen werden, insbesondere der Anstieg des pH im Bodenkörper (nicht zu verwechseln mit der sehr unterschiedlichen Eigenschaft einer pH-Modifikation an der Bodenoberfläche, die zur Keimung von kleinen Samenkörnern verwendet wird) und die Verbesserung des austauschbaren Calciums in den Böden, sowie zur Verbesserung der Austauschdynamik des und der Assimilationseigenschaften der durch die Pflanzen (was ein besonders wichtiges Kriterium für Futterpflanzen darstellt.

Dieses Kriterium der landwirtschaftlichen Reaktivität anhand des Verhältnisses A zwischen der gemessenen Veränderung des vom Boden assimilierten, d.h. austauschbaren, Calciums und der erwarteten Veränderung von Calcium gemäß der folgenden Formel bestimmen:

Das im Feld gemessene Kriterium der "landwirtschaftlichen Reaktivität" wird durch die gemäß der Norm NF U44–174 und der Norm NF U44–001 definierte Kohlendioxidlöslichkeit im Labor bewertet.

Die üblichen Produkte entsprechen Werten für die Kohlendioxidlöslichkeit von 60 bis 70 oder sogar weniger bei einer üblichen Feinheit von 80% zu 80 Mikron bis zu 80% zu 315 Mikron oder noch gröber.

Man kennt beispielsweise ein handelsübliches Produkt, dessen Korngröße etwa 31% zu 315 Mikron, 50% zu 1 mm und 82% zu 10 mm beträgt, dessen Neutralisationswert 50 beträgt und dessen Kohlendioxidlöslichkeit als "mittel-schnelle Wirkung" gekennzeichnet wird, was gemäß der Norm NF U44–001 einer Kohlendioxidlöslichkeit von 20 bis 50 entspricht. Die vom Hersteller empfohlene Dosis beträgt 3 bis 5 t/ha.

Man kennt auch Werte von 60 bis 70 für das Produkt RECALCIT^TM, ein Produkt mit einer Korngröße, die für im Stand der Technik als fein angesehene Produkte repräsentativ ist.

Erfindungsgemäß erreicht bei einem mittleren Durchmesser von 3 Mikron die landwirtschaftliche Reaktivität mehr als 90% in nur wenigen Wochen, was einen überraschenden Verbesserungsfaktor darstellt. Damit dieses Ergebnis besser geschätzt wird, kann man darauf hinweisen, dass zum ersten Mal ein basisches Verbesserungsmittel auf Basis von CaCO₃ Eigenschaften aufweist, die mit denjenigen von Kalk CaO vergleichbar sind. Es soll darauf hingewiesen werden, dass unter erfindungsgemäßer basischer Verbesserungszusammensetzung auf Basis von CaCO₃ flüssige basische Verbesserungszusammensetzungen von mineralischen Substanzen verstanden werden sollen, die natürliches Calciumcarbonat, wie Kreide, Calcit, Marmor oder eine andere Form von Calciumcarbonat, die beispielsweise Tone enthalten kann, sowie Dolomit oder deren Gemische oder auch Magnesiumoxid umfassen.

Diese Feinheit kann anders durch die spezifische Oberfläche ausgedrückt werden, die erfindungsgemäß vorzugsweise größer als 3 m²/g oder besser von 4 bis 6 m²/g beträgt. Man kann ebenfalls spezifische Oberflächen vorsehen, die 7 oder 9 m²/g erreichen können.

Die Vorteile für die Landwirtschaft sind:

• – eine viel schnellere Wirkung auf die Böden;
• – ein besseres Bodengleichgewicht, d.h. eine optimale Verteilung des Ton-Humus-Komplexes (Bestätigung durch Interpretation von Bodenanalysen):
• – eine viel leichter zu leitende Produktion von Kulturen, weil die Wirkung viel schneller ist; somit kann man die Produktion fast in Echtzeit durch geeignete Kalkungsmessungen begleiten und nicht mehr, wie im Stand der Technik, mit großen Unsicherheiten versuchen, die Wirkung zu erraten, um die vorzunehmenden Messungen zu bestimmen;
• – eine bessere Genauigkeit bei der Dosierung und somit geringere Kosten und ein kleineres Risiko von Schadstoffeintrag durch unerwünschte Elemente, die durch Agro-Nahrungsmittel-Nebenerzeugnisse eingebracht werden, wobei das Risiko von Schadstoffeintrag eines der von dem vorstehend genannten Patent DE 36 00 400 dargelegten Probleme ist;
• – eine viel größere allgemeine Wirksamkeit mit einer Wirkung, die bereits kurz nach der Behandlung sichtbar ist, und ein Erreichen von 90% am Ende von bereits 1 bis 3 Monaten an Stelle der üblichen Wartzeit von 6 Monaten bis drei Jahren mit den herkömmlichen Verbesserungsmitteln. Dies manifestiert sich in einem sehr schnellen Anstieg des Calciumspiegels von 1 bis 4 Monaten nach der Düngung im Gegensatz zu früheren 6 Monaten bis 3 Jahren.

Da es sich um ein flüssiges Produkt handelt, vermeidet man natürlich die Nachteile der vorstehend genannten Pulver.

Vorteilhafterweise führt man Beimengungen von CaCO₃ oder Dolomit oder MgO mit anderen, in der Landwirtschaft üblichen Additiven durch. Insbesondere kann man Produkte, wie MgCO₃, Alkali- oder Erdalkalisulfate, Kaliumsalze und analoge Produkte und andere Hilfsstoffe zugeben, die eine spezifische Funktion erfüllen, wie die Beständigkeit gegen Gelbildung oder Verdunstung, Färbung oder die Bekämpfung von Bakterien oder auch das Einbringen anderer Düngemittel.

Der Fachmann kann die Eigenschaften der Zusammensetzung in Abhängigkeit von dem Boden, der Pflanze, den Atmosphärenbedingungen und dem zum Pumpen und Düngen verwendeten Gerät einstellen.

Die Anwendungsdosen sind vorteilhafterweise in der Größenordnung von 2 bis 6 t/ha, vorzugsweise 2 bis 3 oder 4 t/ha und noch besser in der Größenordnung von 2 t/ha für 2 bis 3 Jahren Pflege. Es ist wichtig festzustellen, dass die Zusammensetzungen bereits in einer Dosis von nur 2 oder 3 t/ha wirksam sind, obwohl es aus für den behandelten Boden und die betreffende Kultur spezifischen Gründen von Interesse sein kann, diese Dosierung auf einen höheren Wert zu bringen. Somit ermöglicht die Erfindung, im Gegensatz zum Stand der Technik, auch genauso eine gute Wirksamkeit bei einer sehr kleinen Dosierung wie intensivere Einträge in bestimmten Sonderfällen.

Wenn es notwendig ist, kann man einen kleinen Anteil Dispergiermittel und/oder Antisedimentationsmittel und andere Additive verwenden.

Vorzugsweise wird das Dispergiermittel aus den Produkten, die in der nachstehenden Tabelle 2 beispielhaft dargestellt sind, und äquivalenten Produkten und insbesondere aus denjenigen ausgewählt, die aus den (Meth)acrylpolymeren und -copolymeren und deren Salzen, insbesondere Natriumsalzen, Mischsalzen von Calcium oder Magnesium und Natrium, Ammoniumsalzen sowie deren Phosphaten, ausgewählt sind.

Vorzugsweise wird das Antisedimentationsmittel aus natürlichen oder synthetischen Verdickungsmitteln, wie assoziierenden oder nicht-assoziierenden (Meth)acrylpolymeren, ausgewählt.

Gewöhnlich geeignete Additive sind unter anderem Antigelbildungsmittel, Antiverdunstungsmittel, Bakterizide und/oder Düngemittel und/oder synthetische oder natürliche Färbemittel, wie beispielsweise natürliche mineralische Pigmente oder auch Nahrungsmittelfarbstoffe, die sämtlich dem Fachmann bekannt sind.

Der Fachmann versteht auch, dass die Zusammensetzungen in einem bestimmten Ausmaß für die Lieferung konzentriert werden können, um zu vermeiden, dass eine erhebliche Menge Wasser transportiert werden muss, und dann vor der Verwendung mit Wasser verdünnt werden können. Auch hier kann der Fachmann herkömmliche Additive vorsehen, wie Dispergiermittel, übliche Modifikatoren der Rheologie usw....

Es sollte beachtet werden, dass die Erfindung auf einem neuen allgemeinen Konzept beruht, das in der Verwendung von äußerst feinem CaCO₃ (wie vorstehend und in den folgenden Beispielen definiert) besteht, und dass die üblichen Kenntnisse des Fachmanns auf dem Gebiet der flüssigen basischen Verbesserungsmittel gültig bleiben, mit Varianten, die mithilfe von Routineexperimenten an Ort und Stelle völlig innerhalb seiner Fähigkeiten liegen, und mit Ausnahme der Ergebnisse, die sehr ungewöhnlich sind, aber in der vorliegenden Anmeldung präzisiert werden.

Gemäß einer in bestimmten Gegenden besonders geschätzten Ausführungsform kann man für die herkömmlichen Düngungen die Zusammensetzung mit Gülle mischen.

Es wird kurz daran erinnert, dass Gülle ein natürliches Produkt des Stoffwechsels von Schweinen, Rindern und anderen Tieren ist. Die Zusammensetzung hat keinen Einfluss auf die Stickstoffdynamik, die Gerüche, noch auf Krankheitserreger oder den pH.

Dagegen bietet diese Variante einen erheblichen Gewinn auf dem Gebiet der Arbeitsorganisation, der Investitionen und der Kosten, und daneben die Sicherheit, dass auf das Feld die gewünschten Mengen mit Genauigkeit ausgebracht werden.

Es wird auch eine Wirksamkeit von der ersten gepflanzten Kultur an nach 1 bis 3 Monaten gewährleistet, an Stelle von 6 Monaten bis 3 Jahren bei den ebenfalls flüssigen Produkten des Standes der Technik.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich besser beim Lesen der folgenden Beschreibung in Bezug auf die beigefügte Zeichnung, in der:

1 die Korngrößenkurve der des Produkts des Versuchs Nr. 2 zeigt, das eine stabile wässrige Suspension von Calciumcarbonat mit 65% Trockenextrakt ist.

Das für die erfindungsgemäßen Versuche 1 bis 3 verwendete Basisprodukt ist das Produkt, dessen Eigenschaften in der 1 angegeben sind. Dieses Produkt umfasst Rückstände von Mahlhilfsstoffen, wie insbesondere Dispergiermittelrückstände, von insgesamt weniger als 1 Gew.-%, bezogen auf das Trockengewicht.

Seine Korngröße lässt sich mit den folgenden Daten zusammenfassen:

68% zu 2 Mikron

28% zu 1 Mikron

80% zu 2,5 Mikron

Die Versuchsbedingungen und die Ergebnisse von Tests auf den Böden sind in der nachstehenden Tabelle 1 zusammengefasst. Die Dosis beträgt 2 t/ha. Die "Bodenarbeit" bezieht sich auf das Pflügen, Untergrundlockern, Walzen, Eggen usw.... auf bekannte Weise. Die durch das SAS-Labor durchgeführte Analyse zeigt die Verteilung bei der CEC (capacité d'échange cationique, Kationenaustauschkapazität, oder "Vorratskammer") zwischen Calcium, Magnesium, Kalium, Natrium und Wasserstoff. Wasserstoff ist unbrauchbar und der Grund für Azidität. Somit wird man versuchen, ihn durch den Eintrag des Verbesserungsmittels abzufangen. Die Veränderung der Calciumgehalte korreliert somit mit dem Anstieg des pH der Böden. Dies ist das in Bezug auf die erwartete Veränderung festgestellte Veränderungskriterium und wurde deshalb in der Tabelle verwendet.

Nach drei Monaten wurde für das Produkt eine Wirksamkeit von 90% gemessen, was bemerkenswert ist.

Es wurden Zusammensetzungen mit einer Viskosität hergestellt, die mit den heutzutage in der Landwirtschaft verwendeten Ausrüstungsgegenständen kompatibel ist, d.h. maximal in der Größenordnung von 350 bis 600–700 cP, sogar 1000 cP.

Die Zusammensetzungen sind stabil und leicht zu versprühen.

Die erhaltenen Kohlendioxidlöslichkeiten betragen mindestens 90.

Man stellt fest, dass die überragende Reaktionsfähigkeit des Produkts sich zeigt, weil auch ohne Bodenarbeit die Wirksamkeit nach nur einigen Wochen in der Größenordnung von 90% liegt. Im Gegensatz dazu benötigen bestimmte repräsentative Produkte des Standes der Technik ein Eingraben in den Boden und bewirken trotzdem nur eine viel weniger gute Wirksamkeit (50% nach 6 Monaten).

Es wurden mehrere Tests (Tests Nr. 4 bis 19) auf dem gleichen Boden und mit der gleichen Kultur wie Versuch Nr. 2 durchgeführt, wobei die Art der verwendeten Mineralien sowie ihre Dispersion und die verwendeten Additive, insbesondere Dispergiermittel und Verdickungsmittel, variiert wurden. Es wurden auch bestimmte Tests durchgeführt, wobei Additive, wie Färbemittel, Bakterizid, Antiverdunstungsmittel, Antigelbildungsmittel oder andere Dünger, eingebracht wurden.

Die wesentlichen Eigenschaften der Zusammensetzungen wurden gemessen, insbesondere die Viskosität, die Kohlendioxidlöslichkeit, die landwirtschaftliche Reaktivität und die Wirksamkeit.

Die Ergebnisse wurden in der nachstehenden Tabelle 2 zusammengefasst.

Die Einsatzdosis bei den Versuchen beträgt 2 t/ha.

Die Erfindung betrifft auch Dispersionen mineralischer Substanzen, die für die Verwendung als basische Bodenverbesserungsmittel bestimmt sind, wie in der vorliegenden Anmeldung definiert.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung von Bodenverbesserungsmitteln zum Zweck der Regulation des pH des Bodenkörpers und/oder zur Verbesserung der strukturellen Stabilität von Böden.