DE102015007307A1 - Process for the production of a fertilizer or micronutrient, as well as fertilizer or micronutrient, as well as a crop or plant soil mixed therewith - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dünge- oder Mikronährstoffes, welcher zumindest Ammonium-Stickstoff enthält, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1, sowie ein Dünge- oder Mikronährstoff selbst, sowie eine mit dem Dünge- oder Mikronährstoff versetzten Kultur- oder Pflanzerde. Um hierbei zu erreichen dass eine Festlegung des Phosphors vermieden und sowohl der Phosphor als auch das Eisen jeweils in pflanzengängiger Form vorliegend, und dies innerhalb eines gemeinsamen Herstellungsprozesses, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass in einem ersten Schritt Eisenhydroxid mit einem mineralischen Pulverwerkstoff vermischt wird, dass in einem zweiten Schritt aus Gülle durch Separation und/oder Fällung abgetrenntes ammoniumreiches und Phosphat enthaltendes Nährwasser zugegeben und damit vermischt wird, und in einem letzten Schritt Säure oder gesäuertes Wasser hinzugegeben und damit vermischt wird.The invention relates to a method for producing a fertilizer or micronutrient containing at least ammonium nitrogen, according to the preamble of claim 1, as well as a fertilizer or micronutrient itself, as well as a mixed with the fertilizer or micronutrient crop or plant soil. In order to achieve that a determination of the phosphor avoided and both the phosphorus and the iron present in plant-going form, and this within a common manufacturing process, the invention proposes that in a first step, iron hydroxide is mixed with a mineral powder material that in a second step of manure by separation and / or precipitation separated ammonium rich and phosphate-containing nutrient water is added and mixed with it, and in a last step acid or acidified water is added and mixed with it.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Dünge- oder Mikronährstoffes, welcher zumindest Ammonium-Stickstoff enthält, sowie ein Dünge- oder Mikronährstoff selbst, sowie eine mit dem Dünge- oder Mikronährstoff versetzten Kultur- oder Pflanzerde, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 16, und 17.The invention relates to a method for producing a fertilizer or micronutrient which contains at least ammonium nitrogen, as well as a fertilizer or micronutrient itself, as well as a crop or plant soil mixed with the fertilizer or micronutrient, according to the preamble of claims 1 and 16, and 17.

Aus dem Stand der Technik, bspw aus der KR 20150019865 (A) ist bekannt, Ammonium auch in modernen Verfahren als besonders wichtigen Düngestoff einzusetzen. Neben dem Ammonium gibt es aber eine Reihe von weiteren relevanten Komponenten in Düngestoffen.From the prior art, for example from the KR 20150019865 (A) It is known to use ammonium in modern processes as a particularly important fertilizer. In addition to ammonium, there are a number of other relevant components in fertilizers.

Ein grundsätzliches Problem bei Düngestoffen ist, dass Phosphate und andere Spurenelemente in festgelegter Form enthalten sind, die zunächst nicht pflanzengängig sind, also von den Pflanzen nicht direkt aufgenommen werden können. Die zugeführten essentiellen Düngekomponenten Stickstoff, Phosphor und Kalium müssen aber in ausreichender Menge vorliegen, insbesondere dann, wenn der Zuwachsgradient von aufgebauter Biomasse im Pflanzenwachstum maximal ist.A fundamental problem with fertilizers is that phosphates and other trace elements are contained in a fixed form, which are initially not plant-going, so can not be directly absorbed by the plants. However, the essential fertilizer components nitrogen, phosphorus and potassium have to be present in sufficient quantities, especially if the growth gradient of built-up biomass in plant growth is maximal.

Gesunde Kulturböden oder Äcker haben einen pH-Wert von ca 6,0 und sind damit leicht sauer. Mit dieser Tatsache, sowie mit der mikrobiellen Besiedlung der Ackerböden ist sodann eine langfristige Überführung essentieller Spurenelemente in eine pflanzengängige lösliche Form wichtig. Dieser Vorgang benötigt aber Zeit. Aus diesem Grund besteht hierdurch die Gefahr, dass festegelegter, nicht ab initio pflanzengängiger Phosphor durch Regen über kurze Zeit in den Grundwasserleiter gespült wird. Auf diese Weise wird der wertvolle Phosphor ausgespült, und fehlt dem Pflanzenkreislauf. Völlig kontrapoduktiv begegnet man dem üblicherweise durch eine erhöhte Gabe von Phosphor, was dann zu einer Phosphoreutrophierung führt. Da die Phosphorquellen auf dieser Welt endlich sind, keine Grünpflanze aber ohne Phosphor auskommt, ist die Aufgabe, den vorhandenen Phosphor möglichst in geschlossenen Verwertungskreisläufen zu halten. D. h. Aufnahme des Phosphors durch Nutzpflanzen, mit Verfütterung derselben, und anschließender Nutzung der Gülle wieder zur Rückdüngung der Ackerböden. Ein weiterer, oft unterschätztes Element auf Ackerböden ist Eisen. Hierbei sei bereits auf die erhebliche Wachstumsstimulation von Eisen auf aquatische Kulturpflanzen verwiesen, wie dies in der Internet-Zeitschrift „Agrophysical Letters” ISSN Nr 2363-8060 in den Ausgaben Okt. 2014, und Jan. 2015, https://www.oxygenesis.de/de/agrophysical-letters dargestellt ist. Dort ist es mittels des Eisens sogar möglich, den Schwachlichteffekt, also die Biomassenpropagation auch bei geringerer Lichtmenge, also im natürlichen Tageslichtlauf, besonders auszuprägen. Mit anderen Worten begünstigt das Eisen eine extrem effektive Unterstützung der sogenannten Atmungskette in der Photosynthese bei Grünpflanzen, was eine hohe Biomassenpropagation auch bei geringeren Summenlichtzeiten ermöglicht. Eisen weist gegenüber Pflanzen keine toxische Grenze auf. Zum Element Eisen gibt es auch keinen sogenannten Antagonisten in der Düngestoffdarstellung. D. h. das Element Eisen unterbindet bei seiner Existenz keine Wirkung eines anderen essentiellen Düngestoffes. Als Mikronährstoff, oder als Düngezugabe ist Eisen als Eisenhydroxid oder Eisenoxid aber wertlos auf dem Acker. Die Pflanze kann weder elementares Eisen, noch Eisenoxid oder Eisenhydroxid direkt aufnehmen und verstoffwechseln. Das Eisen muss daher in biogener, dass in chelatierter Form oder chelatierenden Verbindungen vorliegen, um pflanzengängig d. h. metabolisierbar zu sein.Healthy cultivated soils or fields have a pH of about 6.0 and are therefore slightly acidic. With this fact, as well as with the microbial colonization of the arable land, a long-term transfer of essential trace elements into a plant-soluble form is important. This process takes time. For this reason, there is the danger that solidified, not ab initio plant-rich phosphorus is rinsed by rain for a short time in the aquifer. In this way, the valuable phosphorus is flushed out and lacks the plant cycle. This is usually counteracted by an increased administration of phosphorus, which then leads to phosphorus reutrophication. Since the sources of phosphorus in this world are finite, no green plant but can do without phosphorus, the task is to keep the existing phosphorus as possible in closed recycling cycles. Ie. Consumption of the phosphorus by crops, with feeding of the same, and subsequent use of the manure back to the back-fertilization of the arable land. Another often underestimated element on farmland is iron. Reference should be made to the significant growth stimulation of iron on aquatic crops, as in the Internet journal "Agrophysical Letters" ISSN No 2363-8060 in the issues Oct. 2014, and Jan. 2015, https://www.oxygenesis.de/de/agrophysical-letters is shown. There, it is even possible by means of iron, especially the low light effect, so the biomass propagation even at a lower amount of light, so in the natural daylight running, particularly impress. In other words, the iron promotes an extremely effective support of the so-called respiratory chain in the photosynthesis of green plants, which allows a high biomass propagation even with lower cumulative light times. Iron has no toxic limit over plants. For the element iron, there is no so-called antagonist in fertilizer presentation. Ie. The element iron prevents its existence no effect of another essential fertilizer. As a micronutrient, or as fertilizer addition iron as iron hydroxide or iron oxide but worthless in the field. The plant can not directly absorb and metabolize elemental iron, iron oxide or iron hydroxide. The iron must therefore be present in biogenic, chelated or chelating compounds in order to be plantable, ie metabolizable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Festlegung des Phosphors zu vermeiden und sowohl den Phosphor als auch das Eisen jeweils in pflanzengängiger Form zu generieren, und dies innerhalb eines gemeinsamen Herstellungsprozesses zu erzielen.The invention is therefore based on the object to avoid a determination of the phosphorus and to generate both the phosphorus and the iron in each case in plant-going form, and to achieve this within a common manufacturing process.

Die gestellte Aufgabe wird im Hinblick auf ein Herstellungsverfahren erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruches 1 gelöst.The stated object is achieved with regard to a manufacturing method according to the invention by the characterizing feature of claim 1.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 15 angegeben.Further advantageous embodiments are specified in the dependent claims 2 to 15.

Im Hinblick auf einen Dünge- oder Mikronährstoff ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 16 gelöst.With regard to a fertilizer or micronutrient, the stated object is achieved by the characterizing features of claim 16.

Im Hinblick auf eine diesbezügliche Kulturerde ist die gestellte Aufgabe unter Einbeziehung des nach dem Verfahren hergestellten Dünge- oder Mikronährstoffes durch Anspruch 17 gelöst.With regard to a relevant cultural soil the task is solved by including the fertilizer or micronutrient produced by the method by claim 17.

Kern der verfahrensgemäßen Erfindung ist, dass in einem ersten Schritt Eisenhydroxid mit einem mineralischen Pulverwerkstoff gemischt wird, dass in einem zweiten Schritt aus Gülle durch Separation und/oder Fällung abgetrenntes ammoniumreiches und Phosphat enthaltendes Nährwasser zugegeben und damit vermischt wird, und in einem letzten Schritt Säure oder gesäuertes Wasser hinzugegeben und damit vermischt wird. In dem dargestellten ersten Schritt werden im trockenen Zustand zunächst Eisenhydroxid als Pulver und ein keramischer Silikat- oder Molekularsiebwerkstoff, vorzugsweise Zeolit miteinander vermischt. Mit dem besagten Werkstoff, bspw Zeolit, wird dem Eisenhydroxid ein Werkstoff beigemischt, der ein ionisches oder ein ionisierendes Potential aufweist, und somit die nachfolgenden Reaktionen unterstützt, und zwar in der mit der Erfindung beabsichtigten Weise. Auf diese vorgelegte Trockenmischung wird nun Gülle oder das durch Separation und/oder Fällung abgetrennte, ammoniumreiche und Phosphat enthaltende Nährwasser zugegeben und zunächst damit vermischt. Somit enthält die Mischung in diesem Verfahrenstand Eisenhydroxid, Zeolit und Ammonium NH4+ sowie Phosphor. Nun wird in einem letzten Schritt diese Mischung durch die Zugabe und Vermischung mit Anolyt und/oder Katholyt sauer aktiviert. Es bildet sich nun ein Eisen-Ammonium-Komplex, in Anwesenheit von H+ und OH– Ionen. Als sichtbarer sofortiger Nachweis der abgelaufenen Reaktion sinkt der pH-Wert deutlich unter den pH Wert der einzeln zugegebenen Bestandteile. Das ammonium- und phosphorreiche Nährwasser bzw die separtierte Gülle hat einen pH-Wert vor Beginn des Herstellprozesses von ca 5,5. Insbesondere dann, wenn sie einen Fällungsprozess durchlaufen hat. Das Anolyt ist aufgrund der Vermeidung eines zu hohen Chlorgehaltes auch bei 5,5 austariert, und nicht zu sauer. Der Gesamt pH-Wert der fertigen Mischung liegt dann aber bei einem pH-Wert von 3,5 bis 4,0, und damit niedriger als der pH-Wert jedes zugegebenen Stoffes.Core of the inventive method is that in a first step, iron hydroxide is mixed with a mineral powder material, that in a second step separated from manure by separation and / or precipitation ammonium rich and phosphate-containing nutrient water is added and mixed with it, and acid in a final step or added to and mixed with acidified water. In the illustrated first step, in the dry state, first iron hydroxide as a powder and a ceramic silicate or molecular sieve material, preferably zeolite, are mixed together. With the said material, such as zeolite, a material is added to the iron hydroxide, an ionic or a having ionizing potential, and thus supports the subsequent reactions, in the manner intended by the invention. Manure or separated by separation and / or precipitation, ammonium-rich and phosphate-containing nutrient water is now added to this initially introduced dry mix and initially mixed with it. Thus, the mixture in this process contains iron hydroxide, zeolite and ammonium NH4 + and phosphorus. Now, in a final step, this mixture is activated by the addition and mixing with anolyte and / or catholyte sour. It now forms an iron-ammonium complex, in the presence of H + and OH - ions. As visible immediate evidence of the elapsed reaction, the pH drops significantly below the pH of the individually added ingredients. The ammonium- and phosphorus-rich nutrient water or the separated slurry has a pH value of about 5.5 before the beginning of the production process. Especially if she has gone through a precipitation process. The anolyte is due to the avoidance of too high a chlorine content even at 5.5 balanced, and not too sour. However, the total pH of the final mixture is then at a pH of 3.5 to 4.0, which is lower than the pH of each added substance.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann zusätzlich oder anstatt der Verwendung von Anolyt und/oder Katholyt und/oder damit gesäuertem Wasser auch eine oder mehrere Carbonsäuren und/oder Bernsteinsäure und/oder Ameisensäure und/oder Zitronensäure verwendet werden, die in der beschriebenen Weise zugemischt wird.In a further advantageous embodiment, one or more carboxylic acids and / or succinic acid and / or formic acid and / or citric acid may be used in addition to or instead of the use of anolyte and / or catholyte and / or acidified therewith, which is mixed in the manner described.

Alternativ oder zusätzlich ist die Herstellung eines Dünge- oder Mikronährstoffes oder einer mit Dünge- oder Mikronährstoffen versehenen Kulturerde angegeben, dass aquatische Pflanzen auf einem an Eisenoxid oder eisenreichen Verbindungen reichen Kulturwasser kultiviert werden, und dass die regelmäßig oder zyklisch geernteten aquatischen Pflanzen ggfs zerkleinert werden und hernach mit einer Kulturerde als Dünge- oder Mikronährstoff vermischt werden, derart, dass sich eine an Eisenchelatverbindungen reiche Kulturerde ergibt. Der angegebene Bedarf an Ammonium-Stickstoff kann bspw als ammoniumreiches Nährwasser aus einer Gülleseparation, oder aus einem Kunstdünger hinzugegeben werden.Alternatively or additionally, the production of a fertilizer or micronutrient or fertilizer or micronutrient crops is indicated that aquatic plants are cultured on a culture water rich in iron oxide or iron-rich compounds, and that the regularly or cyclically harvested aquatic plants are comminuted if necessary, and thereafter be mixed with a crop soil as fertilizer or micronutrient, so as to give a rich culture of iron chelate earth. The specified demand for ammonium nitrogen can be added, for example, as ammonium-rich nutrient water from a Gülleseparation, or from an artificial fertilizer.

Hierbei wird als Eisenchelatquelle im Kulturwasser die Zugabe von Konverterschlamm ins Kulturwasser der aquatischen Pflanzen gegeben. Diese bauen das Eisen, oder die Eisenoxide, oder das Eisenhydroxid während der Kultivierung der aquatischen Pflanzen in pflanzengängiges Eisen, bzw in chelatiertes Eisen um. Letzteres ist pflanzengängig. Es hat sich gezeigt, dass einige aquatische Pflanzen, insbesondere Brunnenkresse, Nasturtium Microphyllum oder Nasturtium officinale bei der Kultivierung enorme Mengen an Eisen aufnehmen können, bspw wenn in das Kulturwasser Konverterschlamm gegeben wird.In this case, the addition of converter sludge into the culture water of the aquatic plants is given as iron chelate source in the culture water. These transform the iron, or the iron oxides, or the iron hydroxide during the cultivation of the aquatic plants into plant-accessible iron, or into chelated iron. The latter is plant-going. It has been shown that some aquatic plants, in particular watercress, Nasturtium microphyllum or Nasturtium officinale can absorb enormous amounts of iron during cultivation, for example when converter sludge is added to the culture water.

Erntet man solche aquatischen Pflanzen, dann kann man sicher sein, dass das aufgenommene Eisen oder die aufgenommenen Eisenverbindungen pflanzengängig und/oder chelatiert sind, also als Eisenchelate vorliegen, wenn man die geernteten und zerkleinerte aquatischen Pflanzen zu einer Kulturerde hinzu gibt. In dieser Weise ist dann pflanzengängiges Eisen als Mikronährstoff oder Düngestoff in der resultierenden Kulturerde enthalten.Harvesting such aquatic plants, then one can be sure that the ingested iron or the absorbed iron compounds are plant-accessible and / or chelated, so be present as iron chelates, if you add the harvested and crushed aquatic plants to a cultural soil. In this way, plant-accessible iron is then contained as a micronutrient or fertilizer in the resulting crop soil.

Das nach der ersten oder der zweiten Alternative erhaltene Grundsubstrat kann dabei in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung mit Gesteinsmehl und/oder Urgesteinmehl und/oder mit Terramehl vermischt oder vermengt werden. Dadurch werden außerdem wichtige Spurenelemente zugeführt.The basic substrate obtained according to the first or the second alternative can be mixed or mixed in another advantageous embodiment with rock flour and / or primary rock meal and / or with Terramehl. This also important trace elements are supplied.

Dieses Grundsubstrat kann dann sofort als Granulat benutzt werden, oder es wird nun mit Erden weiter vermischt. vermischt, in einem Verhältnis, was durch den angestrebten finalen pH-Wert der Kulturerde von 5,5 bis 6,0 vorgegeben ist. Dies entspricht in etwa dem pH-Wert eines sehr guten Kulturbodens.This base substrate can then be used immediately as granules, or it will be further mixed with earth. mixed, in a ratio which is predetermined by the target final pH of the soil of 5.5 to 6.0. This corresponds approximately to the pH of a very good culture soil.

Das Eisenhydroxid in der ersten Alternative ist nun zumindest teilweise als Eisen-Ammonium-Komplex chelatiert und somit pflanzengängig. In der zweiten Alternative ist der Eisen-Ammonium-Komplex in der entsprechend auf Konverterschlamm kultivierten aquatischen Pflanze bereits pflanzengängig, und bleibt somit bei Zugabe der geernteten aquatischen Pflanzen in der damit vermengten Kulturerde pflanzengängig.The iron hydroxide in the first alternative is now at least partially chelated as iron-ammonium complex and thus plant-going. In the second alternative, the iron-ammonium complex is already plant-accessible in the aquatic plant cultivated on converter sludge, and thus remains plant-compatible with the addition of the harvested aquatic plants in the so-mixed cultural soil.

Das in der ersten Alternative zugegebene Anolyt und/oder Katholyt bewirkt außerdem eine Freilegung des Phosphors oder Phosphates in pflanzengängige lösliche Form.The added in the first alternative anolyte and / or catholyte also causes an exposure of the phosphor or phosphate in plant-soluble form.

Im Weiteren ist vorgesehen, dass der Substrat-Erd-Mischung noch eine Menge Eisenhydroxid hernach, das heisst nachträglich zugeführt wird, was als Langzeitdepot dann vom leicht sauren Boden zeitversetzt gängig, d. h. pflanzengängig gemacht wird.In addition, it is provided that the substrate-soil mixture is still a lot of iron hydroxide afterwards, that is supplied subsequently, which is then time-displaced as a long-term depot from the slightly acidic soil, d. H. is made possible.

Diesbezüglich ist dann weiter vorteilhaft ausgestaltet, dass dann durch eine nachträgliche Zugabe von Ferribakterien in die Substrat-Erd-Mischung der Umbau in chelatiertes Eisen mit einem Langzeiteffekt unterstützt wird.In this regard, it is then further advantageous that then by a subsequent addition of ferro-bacteria in the substrate-soil mixture, the conversion into chelated iron is supported with a long-term effect.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass dass das Eisenhydroxid und/oder der keramische Pulverwerkstoff in trockener Form gemischt werden. Damit soll verhindert werden, dass es ohne die Anwesenheit von Hydroxylionen und Ammonium schon zu einer Reaktion kommt.In a further advantageous embodiment, it is stated that the iron hydroxide and / or the ceramic powder material are mixed in a dry form. This is to prevent it without the presence of hydroxyl ions and ammonium already comes to a reaction.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann der keramische Pulverwerkstoff Zeolit sein.In a further advantageous embodiment, the ceramic powder material may be zeolite.

Alternativ dazu, kann der keramische Pulverwerkstoff auch Bentonit sein, oder eine Mischung aus Bentonit und Zeolit.Alternatively, the ceramic powder material may also be bentonite, or a mixture of bentonite and zeolite.

In allen genannten Fällen ist der keramische Pulver- oder Granulatwerkstoff ein elektrisch aktives Material (Elektronendonator und/oder Elektronenakzeptor), in Bezug auf chemische Reaktionen, die auf seiner Oberfläche ablaufen, sobald zunächst das Nährwasser, und dann das Anolyt und/oder Katholyt hinzugegeben wird.In all these cases, the ceramic powder or granule material is an electrically active material (electron donor and / or electron acceptor) with respect to chemical reactions that occur on its surface as soon as the nutrient water is added, and then the anolyte and / or catholyte ,

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass durch finale Zugabe von Gesteinsmehl oder Carbonaten der pH-Wert der so mit dem Dünge- oder Mikronährstoff versetzten hergestellten Kulturerde auf einen gewünschten Wert austariert wird.In a further advantageous embodiment it is stated that the pH of the crop soil thus mixed with the fertilizer or micronutrient is balanced to a desired value by the final addition of rock flour or carbonates.

In diesbezüglicher vorteilhafter Ausgestaltung ist angegeben, dass der final austarierte pH-Wert der Kulturerde zwischen 5,5 und 6,5 liegt. Dies ist für die Bodenbiologie einer belebten Kulturerde von erheblichem Vorteil.In this advantageous embodiment is stated that the final balanced pH of the crop soil is between 5.5 and 6.5. This is a considerable advantage for the soil biology of a living cultural soil.

In besonderer Ausgestaltung ist angegeben, dass dem Granulat und/oder der Kulturerde natürliches oder naturidentisches Pflanzenschutzmittel, bspw in Form von Polyphenolen und/oder Anthraquinonen, zugeführt werden, derart, dass die Pflanzenschutzmittel in die auf den Kulturerden oder Ackerböden kultivierten Pflanzen in die Pflanzen aufgenommen werden.In a particular embodiment it is stated that natural or nature-identical pesticides, for example in the form of polyphenols and / or anthraquinones, are supplied to the granules and / or the crop soil in such a way that the pesticides are incorporated in the plants cultivated on the crop or field soils become.

In letzter Ausgestaltung ist angegeben, dass dem Granulat oder der Kulturerde Harnstoff zugeführt wird, welcher mit einem Stabilisator versehen ist, der eine Urease, d. h. einen zu schnellen Umbau in Kohlenstoffdioxid und Ammoniak verhindert. Harnstoff als solcher benötigen die meisten Nutzpflanzen.In the last embodiment, it is stated that urea is supplied to the granules or crop soil, which is provided with a stabilizer containing a urease, i. H. Too fast conversion into carbon dioxide and ammonia prevented. Urea as such require most crops.

Weiterhin ist ein Dünge- oder Mikronährstoff, hergestellt nach Anspruch 1, angegeben, dass dieses so hergestellte Produkt als Granulat vorliegt, zur Ausbringung auf Kulturflächen oder Ackerflächen.Furthermore, a fertilizer or micronutrient, produced according to claim 1, specified that this product thus produced is present as granules, for application to cultivated areas or arable land.

Weiterhin ist eine Kulturerde, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, angegeben, welche das so hergestellte Produkt als Granulat in Kulturerde gemischt ist, als gebrauchsfertige Kulturerde für den Gartenbau.Furthermore, a crop soil, prepared according to any one of claims 1 to 9, specified, which is the product thus prepared mixed as granules in crop soil, as ready-to-use soil for horticulture.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.The invention is illustrated in the drawing and described in more detail below.

Es zeigt:It shows:

1: Herstellung eines Dünge- oder Mikronährstoffes erste Alternative in Form eines Granulates. 1 : Production of a fertilizer or micronutrient first alternative in the form of granules.

2: Herstellung eines Dünge- oder Mikronährstoffes zweite Alternative 2 : Making a fertilizer or micronutrient second alternative

3: Herstellung einer Kulturerde 3 : Production of a cultural earth

Die 1 und 3 zeigen die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte der Herstellung eines Dünge- oder Mikronährstoffes in einer ersten Alternative, mit den grundsätzlichen Schritten, nämlich mit dem Ziel, Eisen oder Eisenoxide oder Eisenhydroxid in chelatiertes und damit pflanzengängige Eisenverbindungen zu überführen. Bei der ersten Alternative wird in einem ersten Schritt zunächst Eisenhydroxid mit einem mineralischen Pulverwerkstoff, bspw. Zeolit oder Bentonit oder einer Mischung aus Zeolit und Bentonit gleichmäßig und vor allem trocken miteinander vermischt. Im nächsten Schritt wird ein ammoniumreiches und ein Phosphat enthaltendes Nährwasser zugeführt und mit eingemischt. Damit sind nun zunächst alle wichtigen Komponenten für eine Chelatierung des Eisens beisammen. Sodann wird Säure, oder gesäuertes Wasser oder Anolyt zugeführt. Wahlweise kann als Säuerungsmittel oder Säure auch Katholyt und/oder damit gesäuertem Wasser, oder eine oder mehrere Carbonsäuren und/oder Bernsteinsäure und/oder Ameisensäure und/oder Zitronensäure verwendet werden. Am Beispiel Anolyt oder der Säure oder des gesäuerten Wassers liegt der pH-Wert lediglich bei 5,5 bis 6,0 vor. Das Nährwasser liegt mit seinem pH-Wert auch bei 6,0. Dabei wird das Nährwasser aus einem Separations- oder Fällungsprozess von Gülle oder Gärresten entnommen. Das Nährwasser ist dabei klar, mit nur leicht hellbräunlicher Färbung. Über das zugegebene Nährwasser kann außerdem zuvor der Ammonium- und Phosphorgehalt, eingestellt werden.The 1 and 3 show the novel process steps of producing a fertilizer or micronutrient in a first alternative, with the basic steps, namely with the aim to convert iron or iron oxides or iron hydroxide into chelated and thus plant-accessible iron compounds. In the first alternative, iron hydroxide is mixed with a mineral powder material, for example. Zeolite or bentonite or a mixture of zeolite and bentonite uniformly and above all dry in a first step. In the next step, an ammonium-rich and a phosphate-containing nutrient water is added and mixed in with. Thus, all important components for a chelation of iron are now together. Then acid, or acidified water or anolyte is supplied. Optionally, the acidulant or acid may also be catholyte and / or acidified water, or one or more carboxylic acids and / or succinic and / or formic and / or citric acid. Using the example of anolyte or the acid or the acidified water, the pH is only 5.5 to 6.0. The nutrient water with its pH is also at 6.0. The nutrient water is taken from a separation or precipitation process of manure or digestate. The nutrient water is clear, with only slightly light brownish color. In addition, the ammonium and phosphorus content can be adjusted beforehand via the added nutrient water.

Erst bei der Zugabe von Anolyt bei einem pH-Wert 6,0, oder kleiner, kommt es zu einer Reaktion der vorgemischten Bestandteile. Das Eisenhydroxid wird in eine pflanzengängige Form überführt. Das so chelatierte oder quasi chelatierte Eisen bildet das Basiselement für einen Dünge- oder Mikronährstoff, der die Ausbeute aus der Photosynthese im Biomassenwuchs merklich steigert, d. h. den Photosynthese-Wirkungsgrad steigert. Dies ergibt sich aus der Erkenntnis, dass Eisen wesentlich an der sogenannten Amtmungskette der zellulären Photosynthese-Reaktion bei der Cytochrom-C-Oxidase beteiligt ist.Only when anolyte is added at a pH of 6.0, or less, does the premixed components react. The iron hydroxide is converted into a plantable form. The thus chelated or quasi-chelated iron forms the base element for a fertilizer or micronutrient which markedly increases the yield from photosynthesis in biomass growth, i. H. increases the photosynthetic efficiency. This is evident from the finding that iron plays a significant role in the so-called chain of action of the cellular photosynthesis reaction in cytochrome C oxidase.

In einem weiteren Schritt wird die erzeugte Mischung mit Kulturerde vermischt, sowie mit der Zugabe von Gesteinsmehl, insbesondere sogenanntes Urgesteinsmehl, der pH-Wert zunächst von 5,0 angesteuert, was im Wesentlichen durch die Zugabe von Gesteinsmehl erzielt wird.In a further step, the mixture produced is mixed with crop soil, and with the addition of rock flour, in particular so-called primary rock meal, the pH initially of 5.0 controlled, which is achieved mainly by the addition of rock flour.

Besonders hilfreich ist, dass durch schrittweise Zugabe von Gesteinsmehl, die ansonsten leicht klebende knetgummiartige Konsistenz des Düngestoffes oder Düngesubstrates so auflöst, dass sich beim Rollen in einer Trommel das Material in seiner Textur in ein feuchtes, nicht mehr klebendes Granulat umwandelt, mit einer Korngröße von 2 bis 5 mm. Dieses granulierte Substrat kann sodann während der weiteren Reifung langsam getrocknet werden. Die Zugabe von Kulturerde in das am Ende als Granulat erwirkten Produktes, bis die oben beschriebene Konsistenz erreicht wird, bewirkt auch die Zugabe bestehender Bodenbiologie. Der in diesem Schritt zugeführte Anteil an belebter Kulturerde entspricht dem 1 bis 10 fachen der Masse an Eisenhydroxid + Zeolit + Nährwasser + Anolyt + Gesteinsmehl. Das Ergebnis führt den Eisenchelatdünger aber noch so hochkonzentriert, dass das resultierende Granulat, nochmals mit Kulturerde oder dem Ackerboden im Verhältnis von 1:10, 1:100 oder mehr zugemischt wird.It is particularly helpful that by gradual addition of rock flour, the otherwise slightly adhesive kneading gum-like consistency of the fertilizer or fertilizer substrate dissolves so that when rolling in a drum, the material in its texture in a moist, no longer adhesive granules, with a particle size of 2 to 5 mm. This granulated substrate can then be dried slowly during further maturation. The addition of soil in the final granular product until the consistency described above is achieved also results in the addition of existing soil biology. The amount of activated cultural soil fed in this step corresponds to 1 to 10 times the mass of iron hydroxide + zeolite + nutrient water + anolyte + rock flour. The result leads the iron chelate fertilizer still so highly concentrated that the resulting granules, again with crop soil or the soil in the ratio of 1:10, 1: 100 or more is added.

In einer weiteren Ausgestaltung wird neben der Umbildung des Eisenhydroxid in pflanzengängiges Eisen noch eine Menge Eisenhydroxid hinzugegeben, mit einer Lösung von Ferribakterien in Wasser. Die Ferribakterien-Lösung entspricht einer 2,2%igen Lösung eines Ferribaktrienkonzentrates in Wasser. Dieses sich dadurch erst langfristig chelatierende Eisendepot ist ein zeitversetztes Depot an Eisen, was erst nach Einwirkung und Umbildung durch die Ferribakterien im Acker pflanzenverfügbar ist.In a further embodiment, in addition to the transformation of iron hydroxide into plant-going iron, an amount of iron hydroxide is added, with a solution of ferric bacteria in water. The Ferribacteria solution corresponds to a 2.2% solution of a Ferribaktrienkonzentrates in water. This iron depot, which only chelates in the long term, is a time-delayed depot of iron, which is only available to plants after exposure to and reorganization by the ferro-bacteria in the field.

Nach einer Reifezeit von ca 4 bis 5 Tagen entsteht ein Substrat mit einem pH-Wert von knapp 6,0, und stellt damit den für eine Kulturerde perfekten pH-Wert dar.After a maturation period of about 4 to 5 days, a substrate with a pH of about 6.0, and thus represents the perfect pH for a crop soil.

Dieser Düngestoff kann noch während der feuchten Phase mit weiteren Spurenelementen oder Düngestoffe versehen werden.This fertilizer can be provided during the wet phase with other trace elements or fertilizers.

Das so erhaltene Produkt kann dann weiter in Kulturerde oder direkt in den Ackerboden verteilt und eingearbeitet werden. Das so erhaltene Granulat ist hydrophil und entwickelt auf dem Ackerboden außerdem eine Erhöhung der Wasserhaltekraft.The product thus obtained can then be further distributed and incorporated in cultivated soil or directly in the field soil. The granules thus obtained are hydrophilic and also develop on the farmland an increase in the water holding power.

Diesbezügliche Versuche an Kulturen, zunächst im sogenannten Pflanzungstest mit Kresse, haben ergeben, dass ein solcher Düngestoff die obige Wirkung zeigt. Es wird eine höhere Pflanzendichte und damit eine Erhöhung der Saatdichte auf dem Acker erreicht, und im Ergebnis beim Einsatz dieses Dünge- oder Mikronährstoffes ein größerer Ertrag auf dem Acker erwartet, d. h. mehr Biomasse, mehr Ernte vom Acker.Related experiments on cultures, first in the so-called planting test with cress, have shown that such a fertilizer shows the above effect. A higher plant density and thus an increase in seed density in the field is achieved, and as a result of the use of this fertilizer or micronutrient, a greater yield is expected in the field, d. H. more biomass, more crop from the field.

Weitere sehr vorteilhafte Effekte werden mit diesem Verfahren erzielt. Ein großer Vorteil bei dem Granulat und/oder der Kulturerde besteht außerdem dann, wenn natürliches oder naturidentisches Pflanzenschutzmittel, bspw in Form von Polyphenolen und/oder Anthraquinonen, zugeführt werden, derart, dass die Pflanzenschutzmittel in die auf den Kulturerden oder Ackerböden kultivierten Pflanzen in die Pflanzen aufgenommen werden. Durch die Anwesenheit von Zeolit und/oder pulverkeramischen Stoffen wird in Verbindung mit Ammonium und Anolyt eine chemische/biochemische Umgebung geschaffen, die auch die genannten natürlichen Pflanzenschutzmittel in pflanzengängiger Form leicht aufnehmbar machen. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Granulates und der genannten Verfahren kann der Einsatz von äußerlich angewendeten Pestiziden stark reduziert, oder ganz eingestellt werden.Further very advantageous effects are achieved with this method. A great advantage of the granules and / or the crop soil also exists when natural or nature-identical pesticides, for example in the form of polyphenols and / or anthraquinones, supplied, such that the pesticides in the cultured on the soil or arable crops plants in the Plants are added. The presence of zeolite and / or powder-ceramic substances in conjunction with ammonium and anolyte creates a chemical / biochemical environment which makes the aforementioned natural plant protection products in plant-accessible form readily absorbable. Using the granules of the invention and the methods mentioned, the use of externally applied pesticides can be greatly reduced or completely adjusted.

Ein weiterer, ganz erheblicher Vorteil ergibt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren außerdem noch. Aus der Reaktion von Eisenhydroxid und Phosphor mit Anolyt, entsteht in einer nicht dominanten Nebenreaktion auch Eisenphosphat. Dies wirkt dann bei der Verwendung dieses Granulates oder der entsprechenden Kulturerde als Verhinderung von Schneckenfraß.Another, very significant advantage is obtained with the inventive method also still. From the reaction of iron hydroxide and phosphorus with anolyte, iron phosphate also forms in a non-dominant side reaction. This then acts in the use of this granulate or the corresponding crop soil as prevention of Schneckenfraß.

In einem alternativen Schritt, aber mit demselben Ergebnis wird ein Pflanzensubstrat eingearbeitet, was aus aquatischen Pflanzen besteht, vorzugsweise die Nasturtium (Brunnenkresse), die auf Konverterschlamm haltigem Wasser aus der Stahlproduktion kultiviert wird, und dabei innerhalb der Pflanze ein Umbau in pflanzengängiges Eisen vollzieht. Das heisst, der Chelatierungsschritt findet in den besagten Pflanzen statt. Es muss also Konverterschlamm in Wasser sowie zumindest noch Ammonium ins Kulturwasser zugegeben werden. Die geernteten Pflanzen samt Wurzel werden dann zerkleinert und direkt in Kulturerde eingemischt. Wahlweise kann auch hierbei noch ein langfristiges Eisendepot, wie oben beschrieben, mit Ferribakterien zugemischt werden. Der Unterschied von 1 und 3 besteht darin, dass 3 die finale Herstellung einer Kulturerde zeigt. 1 hingegen stellt nur die Herstellung eines Granulates als Dünge- oder Mikronährstoff dar. Dort wird zwar auch bereits Kulturerde zugegeben, aber nur in einer Menge, wie eingangs beschrieben, von 1:10. Erst danach wird dieses granulierte oder grnaulierfähige produkt in den Ackerboden oder eine Kulturerde eingearbeitet.In an alternative step, but with the same result, a plant substrate is incorporated, which consists of aquatic plants, preferably the nasturtium (watercress), which is cultivated on converter sludge-containing water from steel production, thereby transforming into plant-based iron within the plant. That is, the chelation step takes place in said plants. So it must be added converter sludge in water and at least still ammonium in the culture water. The harvested plants together with root are then crushed and mixed directly into soil. Optionally, a long-term iron depot, as described above, can also be admixed here with ferric bacteria. The difference of 1 and 3 is that 3 shows the final production of a cultural earth. 1 on the other hand, only the production of a granulate as fertilizer or micronutrient represents. There, even cultural soil is already added, but only in an amount, as described above, of 1:10. Only then is this granulated or grnaulierfähige product incorporated into the soil or a cultural soil.

2 zeigt die Herstellung in einer zweiten Alternative, bei welcher zumindest ein Teil der Eisenchelatierung über eine Kultivierung einer aquatischen Pflanze bspw Nasturtium auf mit Konverterschlamm versetzten Kulturwasser und anschließende Vermischung der geernteten aquatischen Pflanzen mit Kulturerde, in der obenen beschriebenen Weise erfolgt. 2 shows the production in a second alternative, in which at least part of the Eisenchelatierung via a cultivation of an aquatic plant eg nasturtium on treated with converter sludge culture water and subsequent mixing of the harvested aquatic plants with cultivated soil, carried out in the manner described above.

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Claims (17)

Verfahren zur Herstellung eines Dünge- oder Mikronährstoffes, welcher zumindest Ammonium-Stickstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt Eisenhydroxid mit einem mineralischen Pulverwerkstoff vermischt wird, dass in einem zweiten Schritt aus Gülle durch Separation und/oder Fällung abgetrenntes ammoniumreiches und Phosphat enthaltendes Nährwasser zugegeben und damit vermischt wird, und in einem letzten Schritt Säure oder gesäuertes Wasser hinzugegeben und damit vermischt wird.A process for producing a fertilizer or micronutrient containing at least ammonium nitrogen, characterized in that in a first step, iron hydroxide is mixed with a mineral powder material, that in a second step separated from liquid manure by separation and / or precipitation of ammonium rich and phosphate Nutrient water is added and mixed with it, and in a final step acid or acidified water is added and mixed with it. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Säure eine oder mehrere Carbonsäure bzw Carbonsäures ist/sind, und/oder Bernsteinsäure und/oder Ameisensäure, und/oder Zitronensäure, und das gesäuerte Wasser Anolyt oder Katholyt aus einer Elektrolyse ist.A method according to claim 1, characterized in that the acid is / are one or more carboxylic acid or carboxylic acid, and / or succinic and / or formic acid, and / or citric acid, and the acidified water is anolyte or catholyte from an electrolysis. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung sodann mit Gesteinsmehl und/oder Terramehl, und/oder solange aufgemischt wird, bis sich beim Vermengen ein feuchtes granuliertes Substrat ergibt.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the mixture is then mixed with rock flour and / or Terramehl, and / or as long as until the mixing results in a moist granulated substrate. Verfahren zur Herstellung eines Dünge- oder Mikronährstoffes, welcher zumindest Ammonium-Stickstoff enthält, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aquatische Pflanzen auf einem an Eisenoxid oder eisenreichen Verbindungen reichen Kulturwasser kultiviert werden, und dass die regelmäßig oder zyklisch geernteten aquatischen Pflanzen ggfs zerkleinert werden und hernach mit einer Kulturerde als Dünge- oder Mikronährstoff vermischt werden, derart, dass sich eine an Eisenchelatverbindungen reiche Kulturerde ergibt.A process for the production of a fertilizer or micronutrient containing at least ammonium nitrogen, in particular according to claim 1, characterized in that aquatic plants are cultivated on a culture water rich in iron oxide or iron-rich compounds, and if necessary that the regularly or cyclically harvested aquatic plants are comminuted and thereafter be mixed with a crop soil as fertilizer or micronutrient such that it yields a rich culture iron earth. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kulturwasser zur Einbringung von Eisenoxid oder eisenreichen Verbindungen mit Konverterschlamm aus der Stahlproduktion vermischt wird.A method according to claim 4, characterized in that the culture of water for introducing iron oxide or iron-rich compounds with converter sludge from steel production is mixed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der so hergestellte Dünge- oder Mikronährstoff mit einer Kulturerde vermischt wird, in einem derartigen Verhältnis, dass am Ende ein pH-Wert der Kulturerde von etwa 5,5 bis 6,0 erreicht wird.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fertilizer or micronutrient thus produced is mixed with a crop soil, in such a ratio that finally reaches a pH of the crop soil of about 5.5 to 6.0 becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Substrat-Erdmischung noch eine Menge Eisenhydroxid hernach, das heisst nachträglich zugegeben wird, was als Langzeitdepot dann vom leicht sauren Boden zeitversetzt gängig, d. h. pflanzengängig gemacht wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the substrate-soil mixture is still a lot of iron hydroxide afterwards, that is added later, which is then made time-displaced as a long-term depot from slightly acidic soil, ie. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dann durch eine nachträgliche Zugabe von Ferribakterien in die Substrat-Erd-Mischung der Umbau in chelatiertes Eisen mit einem Langzeiteffekt unterstützt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the conversion into chelated iron is then supported by a subsequent addition of Ferribakterien in the substrate-soil mixture with a long-term effect. Verfahen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Eisenhydroxid und/oder der keramische Pulverwerkstoff in trockener Form gemischt werden.Process according to one of claims 1 to 3, characterized in that the iron hydroxide and / or the ceramic powder material are mixed in dry form. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Pulverwerkstoff Zeolit ist.Method according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that the ceramic powder material is zeolite. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Pulverwerkstoff Bentonit, oder eine Mischung aus Bentonit und Zeolit ist.Method according to one of the preceding claims 1 to 9, characterized in that the ceramic powder material is bentonite, or a mixture of bentonite and zeolite. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch finale Zugabe von Gesteinsmehl oder Carbonaten der pH-Wert der so mit dem Dünge- oder Mikronährstoff versetzten, und mit Kulturerde vermischten Substrat auf einen gewünschten Wert austariert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that by final addition of rock flour or carbonates, the pH value of the so mixed with the fertilizer or micronutrient, and mixed with soil cultural substrate is balanced to a desired value. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der final austarierte pH-Wert der Kulturerde zwischen 5,5 und 6,5 liegt.A method according to claim 12, characterized in that the final balanced pH of the culture soil is between 5.5 and 6.5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Granulat und/oder der Kulturerde natürliches oder naturidentisches Pflanzenschutzmittel, bspw in Form von Polyphenolen und/oder Anthraquinonen, zugeführt werden, derart, dass die Pflanzenschutzmittel in die auf den Kulturerden oder Ackerböden kultivierten Pflanzen in die Pflanzen aufgenommen werden.Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the granules and / or the crop soil natural or nature-identical crop protection agent, for example in the form of polyphenols and / or anthraquinones, fed, such that the pesticides in the on the earths or arable soils cultured plants are added to the plants. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass dem Granulat oder der Kulturerde Harnstoff zugeführt wird, welcher mit einem Stabilisator versehen ist, der eine Urease, d. h. einen zu schnellen Umbau in in Kohlenstoffdioxid und Ammoniak verhindert.Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that the granules or the crop soil urea is supplied, which is provided with a stabilizer which prevents a urease, ie a too rapid conversion into carbon dioxide and ammonia. Düngestoff oder Mikronährstoff, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dieses so hergestellte Produkt als Granulat vorliegt, zur Ausbringung auf Kulturflächen oder Ackerflächen.Fertilizer or micronutrient, produced according to one of claims 1 to 15, characterized in that this product thus produced is present as granules for application to cultivated areas or arable land. Kulturerde, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das so hergestellte Produkt als Granulat in Kulturerde gemischt ist, als gebrauchsfertige Kulturerde für den Gartenbau.Culture soil, produced according to one of claims 1 to 15, characterized in that the product thus produced is mixed as granules in cultivated soil, as ready-to-use cultivated soil for horticulture.
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