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Düngemittel Die Erfindung betrifft ein Düngemittel. Düngemittel, die
aus Ammoniumsalzen, z. B.
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Ammöniumsulfat, bestehen, sind bekannt und vielfach im Gebrauch, aber
ihre Anwendung stößt oft auf Schwierigkeiten. Beispielsweise wird eine Übersäuerung
des Bodens, die mit der Zeit eintritt, hervorgerufen. Zusammengesetzte Düngemittel,
die zwei oder mehrere Pflanzennährstoffe, wie etwa gebundenen Stickstoff, Kalisalze
und Phosphate enthalten, sind ebenfalls vorgeschlagen worden und werden mit beachtenswertem
Erfolg angewendet.
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Es hat sich nun herausgestellt, daß die Düngemittel, die bis jetzt
angewendet worden sind, die Anforderungen des Bodens vollständig nicht befriedigt
haben, vielmehr weisen alle diese Düngemittel den Nachteil auf, daß sie dem Boden
gewisse Bestandteile nicht zuführen, die in guten Böden natürlich vorkommend
zu- finden sind, die zu ihrem Wert erheblich beitragen, und die für das Pflanzenwachstum
lebenswichtig sind; oder sie führen dem Boden solche Bestandteile nicht im wirksamen
Verhältnis zu.
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Frühere Versuche, dem Boden metallisches Titan, Ilmenit usw. zuzuführen,
haben ergeben, daß diese Stoffe völlig ungeeignet sind, fehlende Bestandteile des
Bodens zu ersetzen. Insbesondere titanhaltige Eisenerze sind dem Boden schädlich.
Jedenfalls muß das Eisen aus derartigen Verbindungen entfernt werden, ehe sie für
Düngezwecke Verwendung finden. Auch die mit Natriumtitanat und Natriumtitanocitrat
angestellten Versuche haben zu keinen praktischen Erfolgen geführt. Doch ist es
als bekannt anzusehen, daß Pflanzen Titanverbindungen assimilieren.
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Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß es von größter
Wichtigkeit ist, daß das in den Boden einzuführende Düngemittel Stickstoff nicht
in an Titan gebundener Form enthält. Daher zeichnen sich die aus bekanntem Stickstoff,
Kalisalzen und bzw. oder Phosphaten bestehenden Düngemittel nach der Erfindung durch
einen geringen Gehalt an eisen- und stickstofffreiem Titandioxyd und Mangandioxyd
aus. Titandioxyd und Mangandioxyd werden vorzugsweise in katalytisch wirksamen Verhältnissen
zugesetzt. Zahlreiche Versuche haben ergeben, daß gerade durch die vereinigte Verwendung
von Titandioxyd und Mangandioxyd bei im übrigen bekannten Düngemitteln zusätzliche
und erhebliche Vorteile erzielt werden, die ausbleiben, wenn nur eines der beiden
Oxyde zur Anwendung gelangt. Verwendet man lediglich eine Titanverbindung, so erleidet
das Wachstum der Pflanze eine Verzögerung. Wenn andererseits nur geringe Mengen
von Manganverbindungen zugesetzt werden, so bleibt die Pflanze schwächlich. Unter
anderen ist der Gehalt an Lipase niedriger oder sehr gering, wenn die ausreichende
Menge der Titanverbindung fehlt. Offenbar spielen die Manganverbindung und die Titanverbindung
in der
Pflanze eine ganz verschiedene Rolle, und zwar bildet das
Titan einen aufbauenden Katalysator bei der Bildung der Pflanzenzelle, während das
Mangan die Geschwindigkeit des Wachsens fördert. Hieraus erklärt es sich,daß bei
früheren Versuchen, bei denen große Mengen von Manganverbindungen unmittelbar in
den Boden gebracht wurden, z. B. Mangansuperoxyd, Erze (Pyrolusit), zwar eine Beschleunigung
des Wachstums erzielt wurde, die Pflanzen jedoch stets schwächlich blieben.
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Es ist auch Gegenstand der Erfindung, bei Düngemitteln der gekennzeichneten
Art das Titanoxyd und vorzugsweise auch das Mangandioxyd in molekularen Verhältnissen
mit Kalk, Schwerspat oder Magnesia und Kieselsäure zuzusetzen.
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Gemäß einer einfachen Ausführungsform der Erfindung kann ein Düngemittel
aus einer gebundenen, Stickstoff enthaltenden Verbindung, wie etwa Ammoniumsulfat,
bestehen, in Verbindung mit kleinen Mengen von Titandioxyd und Mangandioxyd. Die
besten Ergebnisse einer solchen Zusammensetzung werden erhalten, wenn die Ti- und
Mn-Verbindungen in katalytisch wirksamen Verhältnissen zugesetzt werden, beispielsweise
in Mengen, welche nicht über 50/0 des Gesamtgewichtes des zusammengesetzten Düngemittels
hinausgehen.
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Zu Versuchszwecken wurden Böden behandelt, die verschiedene Anteile
an Stickstoff in der Abstufung von o,6 bis 1,3%, Phosphat von 0,4 bis 2,1°/0, sowie
Kaliumoxyd von o,9 bis 20/0 und i bis 50/0 Kalk enthalten. In allen Fällen, in denen
Titanverbindungen auch ohne Manganverbindungen Anwendung fanden, wurde eine erhebliche
Steigerung im Ertrag erzielt. Jedoch wurden die besten Ergebnisse festgestellt,
wenn Titan- und Manganverbindungen gleichzeitig angewendet wurden.
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Ein anderes Düngemittel, das allgemein mit gutem Erfolg angewendet
wird, besteht aus gebundenen Stickstoff enthaltenden Verbindungen, Kalisalzen und
Phosphaten, vorzugsweise zu gleichen oder nicht wesentlich voneinander verschiedenen
Gewichtsteilen, und enthält bis zu 50/0 Gewichtsprozente, bezogen auf das ganze
Düngemittel, Titan- und Mangandioxyd. In diesem Falle, wie auch in anderen nachfolgend
beschriebenen, ist es nicht wesentlich, daß die letztgenannten (Ti und Mn) Verbindungen
lösliche Verbindungen sind.
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Beispielsweise kann auch Titandioxyd in kleinen Mengen Düngemitteln
oder Mischungen von Düngemitteln vorgenannter Arten zugesetzt werden, zusammen etwa
mit Kalk, Schwerspat oder Magnesia und Kieselsäure, in welchen Fällen es allerdings
vorzuziehen, wenn auch nicht unbedingt wesentlich ist, die genannten Verbindungen
in molekularen Verhältnissen zu verwenden, beispielsweise in Verhältnissen, in denen
sie im Sphen vorkommen. Titanate, wie etwa Calciumtitanat, können mit guten Ergebnissen
Anwendung finden; Titanit, z. B. die natürliche Sphenverbindung, wird ebenfalls
angewendet.
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Wenn eine natürlich vorkommende titanhaltige Verbindung, ein Erz o.
dgl., zugesetzt wird, so wird Mangan beispielsweise in Form von Mn 02 zugesetzt.
Indessen ist Mangan schon oft in solchen Erzen o. dgl. vorhanden, und zwar in einem
solchen Verhältnis mit dem Titan, wie es erfindungsgemäß geeignet ist.
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Um Titanverbindungen zu erhalten, die für den Zweck der Erfindung
geeignet sind, können Verfahren Anwendung finden, wie sie in der deutschen Patentschrift
q22 772 beschrieben sind, und bei denen man durch Reduktion mit Seesand o. dgl.
eine Schlacke von der Formel 142g 0 # Ti OZ - Si 02 erhält, oder wenn Mangan gleichzeitig
darin enthalten sein soll, so wird beispielsweise andere in der genannten Patentschrift
beschriebene Schlacke verwendet,nämlich eine solche, die neben Titan, entweder Mangansilikat
und bzw. oder Titanat enthält.
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Ausführungsbeispiele von zusammengesetzten Düngemitteln nach der Erfindung
i. Ammoniumsulfat, gemischt mit ungefähr 5 Gewichtsprozenten Titanit oder Sphen,
beispielsweise Ca - TiSiO' (oder Ca0 - TiO2 - Si02) und Spuren von Mangandioxyd,
wobei die Zusätze nur vermahlen und beliebig mit dem Ammoniumsulfat gemischt zu
werden brauchen.
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2. Kaliumsulfat, in beliebiger Weise gemischt mit ungefähr 5 Gewichtsprozenten
Mg0 - Si02 Ti 02 in molekularen Verhältnissen und geringen Mengen von Mangandioxyd.
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3. Superphosphat, beliebig gemischt mit ungefähr 3 Gewichtsprozenten
TiO2 -E- 2 Gewichtsprozenten MnO..
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Vergleichsversuche, die mit vorstehenden Düngemitteln und mit bekannten
Düngemitteln bei Weizen, Hafer, Zuckerrüben und anderen Gewächsen ausgeführt wurden,
haben ergeben, daß eine sehr wesentliche Steigerung des Ertrages bei Anwendung von
Düngemitteln nach der Erfindung zu erzielen ist gegenüber dem Ertrag mit bisher
verwendeten Düngemitteln, wie Ammoniumsulfat allein, Kaliumsulfat allein, Superphosphaten
allein usw., wobei die Steigerung sich in der Größenordnung von 75 bis 8o°/0 und
darüber bewegt. Für gleich große Landflächen genügen auch geringereMengendes Düngemittels,
und zwar braucht man nur die Hälfte oder weniger von der üblicherweise erforderlichen
Gewichtsmenge.
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Beispielsweise wurde auf freiem Felde der Boden in eine Anzahl von
Abschnitten aufgeteilt, entsprechend der Anzahl der verschiedenen für den Versuch
verwendeten Düngemittel. Jeder Teil wurde dann mit dem Düngemittel nach Anspruch
2 gedüngt, wobei alle ungefähr
in gleicher Tiefe (etwa 7 bis 8 cm)
in den Boden eingebracht wurden. Die gewöhnliche Zusammensetzung des für die Versuche
verwendeten Düngemittels war folgende: Calciumoxyd .. . .... . 28,30j, Kieselsäure
......... 30,3°/o Titanoxyd . . . . . . . . . . q0,40/0 und Pyrolusit............
10i'0. Dieses Düngemittel übertraf alle anderen bekannten Düngemittel, obwohl davon
nur 12o kg je ha angewendet wurden, während die Berechnung der verwendeten Mengen
von Vergleichsdüngemitteln 30o kg je ha ergab. Der Ertrag bei dem Düngemittel nach
der Erfindung war bei der Ernte 5o0/, bis 20o0/, höher als bei den Vergleichsdüngemitteln.
Außerdem wurde niemals eine Bodenversäuerung festgestellt, da der Gehalt an Azotobakter
immer hoch war und bedeutender als in Böden, in welche Stickstoff in gebundener
Form eingebracht wurde.
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In den Fällen, in denen das Düngemittel nach der Erfindung bekannten
Düngemitteln, wie Chilesalpeter, Superphosphaten, Kalisalzen, Harnstoff usw., zugesetzt
wurde, gelangten Mischungen zur Anwendung, die 15o kg des betreffenden bekannten
Düngemittels und 6okg des Düngemittels nach der Erfindung enthielten. Alle Versuche
wurden unter den genau gleichen Bedingungen auf vier verschiedenen Bodenarten durchgeführt;
die Größe der Versuchsparzellen betrug jedesmal
0,25 ha. Hierbei konnte festgestellt
werden, daß die Ergebnisse mit gemischten Düngemitteln gerade zwischen denjenigen
lagen, welche bei der Verwendung der bekannten Düngemittel einerseits und des Düngemittels
nach der Erfindung andererseits erzielt wurden.
| I. Versuche mit Zuckerrüben ergaben |
| folgendes: |
| Düngung : Ertrag: |
| i. 30o kg Ammoniumsulfat........ 26 t/ha, |
| 2. 300 - Kaliumsulfat ........... 28 - |
| 3. 300 - Superphosphat.......... 25 - |
| q. 300 - Chilesalpeter............ 26,8 - |
| 5. 120 - Düngemittel nach der Er- |
| findung (allein) ... ... ... 56 - |
| 6. 15o - Ammoniumsulfat -;- 6okg |
| Düngemittel nach der Er- |
| findung ................ 38 - |
| 7. 15o - Kaliumsulfat -f- 6o kg |
| Düngemittel nach der Er- |
| findung . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 - |
| 8. 150 - Superphosphat -f- 6o kg |
| Düngemittel nach der Er- |
| findung ............... 37 - |
| g. 150 - Chilesalpeter + 6o kg |
| Düngemittel nach der Er- |
| findung .... . ........... 4.2 - |
| 1o. ohne Düngung.......... 22 - . |
Ähnliche Ergebnisse wurden mit verschiedenen anderen Zusammensetzungen erzielt.
Ähnliche Versuche auf urgepflügtem Boden haben sogar eine noch weitergehende Steigerung
in der Durchschnittsgröße der erzielten Rüben ergeben.
| II. Bei Weizen und Hafer wurden die |
| einzelnen Abschnitte des Bodens mit |
| verschiedenen Düngemitteln wie folgt |
| gedüngt: |
| a) behandelt mit Ammoniumsulfat, |
| in Mengen von .............. 300 kg/ha, |
| b) behandelt mit Kaliumsulfat, |
| in Mengen von .............. 250 - |
| c) behandelt mit Natriumnitrat, |
| in Mengen von .............. 250 - |
| d) behandelt mit Superphosphaten, |
| in Mengen von .............. 300 - |
| e) behandelt mit einem Ammonium- |
| sulfat -E- Titanit-Düngemittel, |
| wie im obigen Beispiel i (ent- |
| haltend Spuren von Mangan), in |
| Mengen von ................. 12o - |
| f) ohne Düngemittel behandelt. |
Wenn man den Ertrag eines wie bei a) bebehandelten Bodens als Vergleichsmaßstab
annimmt, so ergeben sich von den anderen ungefähr folgende Vergleichserträge: b=1-5;
c=1-6; d=1-6; e=2-8; f=0-6. Hieraus ergibt sich, daß im Vergleich mit dem Fall,
in welchem Ammoniumsulfat verwendet wird, mit weniger als der halben Menge des Titanit-Düngemittels
fast der dreifache Ertrag erzielt werden kann.
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Natürlich ändern sich die Ergebnisse bei verschiedenen Böden. Aber
ausgiebige Versuche haben bestätigt, daß stets eine sehr erhebliche Steigerung des
Ertrages zu erwarten ist, wenn man Düngemittel nach der Erfindung verwendet.
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Bei anderen Versuchen war besonders bemerkenswert, daß das Korn bei
Verwendung des Düngemittels nach der Erfindung außerordentlich gleichmäßig war.
Es hatte dieselbe Höhe, und das Stroh wies einen hohen Gehalt an Kieselsäure auf,
einen höheren Gehalt als z. B. bei gewöhnlichen Haferernten.
| III. Die Erträge bei Versuchen mit |
| Kartoffeln waren folgende: |
| ohne Düngemittel. . . . . . . . . . . . . 500 kg, |
| Chilesalpeter ................. 590 - |
| Düngemittel nach der Erfindung |
| allein ..................... goo - |
| Düngemittel nach der Erfindung |
| Chilesalpeter ............ 8o - . |
Auch hier wurde der Salpeter in Mengen von 30o kg/ha verwendet, während von dem
gemischten Düngemittel 15o kg und von dem
Düngemittel nach der Erfindung
allein 6o kg verabreicht wurden.
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Der praktische Erfolg der Düngemittel nach der Erfindung ist bis zu
einem gewissen Grade darauf zurückzuführen, daß eine Übersäuerung des Bodens wenn
nicht vermieden, so doch wenigstens auf ein solches Maß beschränkt wird, so daß
die nützlichen biologischen Vorgänge im Boden nicht länger dadurch gestört werden.
Der Zusatz eines Überschusses von Kalk o. dgl., welcher dazu beiträgt, eine Übersäuerung
zu bekämpfen, ist daher kaum notwendig; insbesondere ist dieses der Fall, wenn eine
Stickstoffverbindung, wie Ammoniumsulfat, zusammen mit Titanverbindungen verwendet
wird. Insbesondere, wenn sich Neigung zur Säurebildung oder zum Freiwerden von Säure
zeigt, ist ein Überschuß an Titanoxyd in Verhältnissen, die über die angegebenen
hinausgehen, nicht irgendwie schädlich. Dagegen hat es im allgemeinen keinen Zweck,
in das Düngemittel größere Mengen von Titanoxyd aufzunehmen, als oben angegeben,
da hierbei kaum irgendein Vorteil erzielt wird.