DD230863A1 - Mittel zur hemmung bzw. regelung der nitrifikation von ammoniumstickstoff in kulturboeden - Google Patents
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Abstract
Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, Verbindungen zu finden, die hinsichtlich Toxizitaet, Fluechtigkeit und Aufwandmenge gegenueber dem Stand der Technik verbesserte Eigenschaften aufweisen. Es wurde gefunden, dass Biguanide der allgemeinen Formel I NH2-C-NH-C-N R1 NH2-C-NH-C-NH-C-N R2NHNHund deren Salze sowie Guanylamidine der allgemeinen Formel II NH2-C-NH-C-R3 NHNHund deren Salze die Nitrifikation von Ammoniumstickstoff in Kulturmedien hemmen. Hierbei steht in den allgemeinen Formeln fuer R1Alkyl-, Aryl-, Acyl-, Arylsulfonyl- und R2H- oder R1 ggf. gleich oder verschieden und R3pyrrolazologe Heterozyklen.
Description
Mittel zur Hemmung bzw. Regelung der Eitrifikation von Ammoniumstickstoff in Kulturböden
Die Erfindung betrifft die Verhinderung bzw. Regelung der Hitrifikation von Ammoniumstickstoff, insbesondere aus mineralischen und organischen Düngemitteln, in Kulturböden.
Ammoniumstickstoff unterliegt im Boden in relativ kurzer Zeit der mikrobiellen Umwandlung über die Zwischenstufe des ITitritstickstoffes zu ITitratstickstoff.
Dieser Nitrifikationsprozeß wird maßgeblich von der Temperatur, der Bodenfeuchtigkeit, dem pH-Wert und der biologischen Aktivität des Bodens beeinflußt.
Nitratstickstoff wird im Gegensatz zum Ammoniumstickstoff nicht von den Sorptionsträgern des Bodens, Ton und Humus, sorbiert.
Die Folge davon ist, daß Uitratstickstcrff während des Winterhalbjahres und bei starken üTiederschlägen bzw. intensiver Beregnung auch während des Sommerhalbjahres, vor allem auf leichten Böden, der Auswaschung unterliegt. Die Auswaschungsverluste können im jährlichen Durchschnitt bis zu 20 % des Düngemittelstickstoffes ;
-&SE11982*033185
betragen. Der ausgewaschene Stickstoff geht nicht nur für die Ernährung der Kulturpflanzen verloren, sondern es konnnt darüber hinaus zur Anreicherung von Hitratstickstoff im Bodenwasser.
Dies kann im Zusammenhang mit der Trinkwasserversorgung zu gesundheitlichen Schäden bei Mensch und Tier führen.
Heben den .Auswaschungsverlusten treten jährlich erhebliche gasförmige Stickstoffverluste durch Denitrifikation des Uitratstickstoffes auf.
Durch eine Hemmung bzw. Regelung der Uitrifikation kann die Ausnutzung des Düngemittelstickstoffes entscheidend verbessert und somit der ökonomische nutzen der Stickstoffdüngung erhöht werden. Es ist bereits bekannt,, daß für diese Zwecke u.a. Dichloralharnstoff (JA 2737/68), 3,5-Dimethyltetrahydro-1,3,5-thiadiazin-2-thion (DD 107.644), 2-Chlor-6-trichlormethylpyridin (US 3.424.754), Pentachlorphenol (JA 72-33905), 2-Amino-4-Chlor-6-methylpyrimidin (JA 21.210/65 und JA 22.204/68) und andere Verbindungen verwendet werden können. Diese Verbindungen zur Hemmung der Hitrifikation weisen jedoch Hachteile auf, wie z.B. 'zu ,hohe Toxizität, aufwendige Herstellungsverfahren bzw. zu hohe Flüchtigkeit oder zum Teil auch zu geringe Wirksamkeit, die einer ökonomischen Anwendung entgegenstehen. Eine zu hohe Flüchtigkeit der Wirkstoffe schränkt die Anwendungsverfahren sehr stark ein und läßt nur Einbringung in den Boden zu.
Das Ziel der Erfindung ist es, Wirkstoffe zur Verfügung zu stellen, die die Inhibierung bzw. Regelung der Hitrifikation von Ammoniumstickstoff im Boden bewirken und die Hachteile der bekannten Substanzen nicht aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es, Verbindungen zu finden, die hinsichtlich Toxizität, Flüchtigkeit und Aufwandmenge gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Eigenschaften aufweisen.
Es wurde gefunden, daß Biguanide der allgemeinen Formel I
HH2 -C-NH-C-
KH UH
und deren Salze sowie Guany!amidine der allgemeinen Formel II
- C - NH - C - R3
HH HH
und deren Salze die Hitrifikation von Ammoniumstickstoff in Kulturmedien hemmen. Hierbei steht in den allgemeinen Formeln für
R = Alkyl-, Aryl-, Acyl-, Arylsulfonyl- und
2 1
R = H-oder R .ggf. gleich oder verschieden und
R = pyrrolazologe Heterozyklen
Die erfindungsgemäßen Mittel lassen sich relativ einfach nach bekannten Syntheseverfahren herstellen. Die in der Tabelle 1 aufgeführten Verbindungen wurden bei-
spielsv/eise hergestellt durch
- Schmelzreaktion der entsprechenden Alkylamine oder Arylamine bzw. Azoliumsalze mit Dicyandiamid
- Umsetzen von substituierten Cyanamiden mit Guanidin.
Die vorgeschlagenen Mittel können gemeinsam mit festen oder flüssigen mineralischen oder organischen Düngemitteln, die Harnstoff und/oder Ammoniumstickstoff enthalten, angewendet werden. Sie können außerdem in Form eines festen oder flüssigen Konzentrates, z.B. in Wasser, oder im Gemisch mit einem festen, vermählenen oder granulierten Trägerstoff zur Anwendung kommen. Die erfindungsgemäßen Mittel können auch in Kombination mit anderen Agrochemikalien, wie z.B. Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel und Bodenverbesserungsmittel, sowie in Kombination mit anderen agrotechnischen Maßnahmen appliziert werden. Die neuen Mittel werden zweckmäßig kurz vor, gleichzeitig mit oder kurz nach Ausbringung der Düngemittel mit einer Aufwandmenge von 0,1 bis 200 kg Wirkstoff/ha, vorzugsweise 1. bis 60 kg/ha, ausgebracht. Verwendet man sie zusammen mit einem festen oder flüssigen Dünger,..,s.o..können ,.sie. mit 2 bis 20 Gew.% des Düngemittelstickstoffs angewendet werden* Sie ermöglichen eine entscheidende Verbesserung der Ausnutzung des Düngemittelstickstoffes und erhöhen somit die Effektivität der Stickstoffdüngung. Folgende Verbindungen wurden getestet und bringen eine positive Hemmwirkung:
R-C-NH-C-HH,
| R | Säure | ΡΡ | |
| 1 | <T>-HH- | H2SO4 | 235 - 240 |
| 2 | CH3-NH- | HCl | 186 - 199 |
| 3 | CH^-N-CH-, 3 ι 3 | HCl | 237 - 251 |
| 4 | . C2H5-NH- | HCl | 225 - 232 |
| VJl | C2H5-N-C2H5 | HCl | 198 - 205 |
| 6 | . CH3 Ν CH-(CHp)3-NH- | HCl | 208 - 209 |
| CH3 | |||
| 7 | HCl | 190 - 193 | |
| 8 | HCl | 95 - 100 | |
CH,
- 6 -
Ausführungsbeispiele
Die erfindungsgemäßen-Mittel wurden als Harnstoff-Wirkstoffgemisch einem schwarzerdeähnlichen sandigen Lehmboden zugesetzt und gleichmäßig vermischt. Die Konzentration beträgt 16 ppm (auf Bodenmasse bezogen) bei einer Stickstoffgäbe von 20 mg N/100 g Boden
Nach Befeuchten des Bodens auf 50 % der maximalen Wasserkapazität wurde bei 20 0C 28 Tage inkubiert und danach der gebildete Nitrat- bzw. Nitritstickstoff bestimmt.
Als Kontrolle diente die gleiche Harnstoffgabe zum Boden wie in den Prüfvarianten.
Die Berechnung der Hemmwirkung in Prozent erfolgte
a — b
—— . 100 = % Hemmung
a - c
a = Nitrit- und Nitratgehalt der Kontrolle
b = Nitrit- und Nitratgehalt der Proben mit Wirkstoff
c = Nitrit- und Nitratgehalt des verwendeten Bodens
Die Ergebnisse gehen'aus Tabelle 2 hervor.
Tabelle 2 . .
Hemmung-der-Nitrifikation in Prozent nach 28 Tagen Inkubationszeit
Wirkstoff % Hemmung
1-Cyclohexylbiguanidinsulfat 85
1-Methylbiguanidinhydrochlorid . 82
3(5)Methylpyrazol-1-yl-N-guanylamidinhyd.rochlorid 85
1-Sthylbiguanidinhydrochlorid 15
1-(p-Chlorphenyl)biguanidinhydrochlorid 15
Dichloralhamstoff 31
3S5-Dimethyltetrahydro-1,3,5-thiadiazin-2-thion 18 (Dazomet)
Der Versuchsansatz und die Auswertung erfolgte wie im Beispiel 1 beschrieben, wobei die Wirkstoffkonzentrationen 8, 16 und 32 ppm betrugen.
Die Probenahmen erfolgten zwischen 28 und 98 Tagen Inkubation in einem Abstand von 14 Tagen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
Hemmung der Hitrifikation in Prozent nach verschiedener Inkubationszeit bei 20 0C
| Wirkstoff | Wirk stoff kon ζ. ppm | % Hemmung nach Tagen kubationszeit 28 42 56 70 84 | 61 85 | 39 70 | 17 56 | 17 50 | In- 98 |
| 1-Cyclohexylbiguani- dinsulfat | 8 16 | 65 85 | 90 | 82 | 76 | 70 | 0 26 |
| 32 | 90 | 63 82 | 39 70 | 15 50 | 15 37 | 54 | |
| 1-Methylbiguanidin- hydrochlorid | 8 16 | 68 82 | 90 | 82 | 70 | 67 | 0 20 |
| 32 | 89 | 32 | 28 | 15 | 8 | 54 | |
| Cyanguanidin | 8 | 37 | 56 | 44 | 39 | 15 | 0' |
| 16 | 61 | 68 | 64 | 41 | 20 | 0 | |
| 32 | 72 | 0 |
Claims (5)
- Erfindungsanspruch1. Mittel zur Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation dadurch gekennzeichnet, daß sie als Wirkstoff substituierte Biguanide der allgemeinen Formel IT?1NH0 -C-NH-C-I I2 1 Il \R2NH ΪΤΗ-in der R für Alkyl-, Aryl-, Acyl-, Ary!sulfonyl-,2 1R für H oder R ggf. gleich oder verschieden,oder Wirkstoffe der allgemeinen Formel II HH0 -C-HH-C-R3 II2 Il HNH NHin der R für pyrrolazologe Heterozyklen steht und/oder deren Salze neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen enthalten.
- 2. Mittel zur Hemmung bzw.. Regelung der Nitrifikation nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß.sie gemeinsam -mit f -es ten oder flüssigen mineralischen oder organischen Düngemitteln, die Harnstoff und/ oder Ammoniak und/oder Ammoniumstickstoff enthalten, angewendet werden können.
- 3. Mittel zur Hemmung bzw. Regelung der Hitrifikation nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kombination mit anderen Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmitteln sowie Bodenverbesserungsmitteln und/oder Agrochemiekalien zur Anwendung gebracht werden können.
- 4. Mittel zur Hemmung bzw. Regelung der Nitrifikation nach Punkt 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß sie kurz vor, gleichzeitig mit oder kurz nach Ausbringung der Düngemittel mit einer Aufwandmenge von
0,1 bis 200 kg Wirkstoff/ha, vorzugsweise 1 bis60 kg/ha ausgebracht werden. - 5. Mittel zur Hemmung bzw. Regelung der Hitrifikation nach Punkt 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß sie zusammen mit einem festen oder flüssigen Dünger mit 2 bis 20 Gew.% des Düngemittelstickstoffs angewendet werden können.
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Applications Claiming Priority (1)
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| DD230863A1 true DD230863A1 (de) | 1985-12-11 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5741345A (en) * | 1994-02-21 | 1998-04-21 | Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh | Combination of active ingredients for inhibiting or controlling ammonia nitrification in arable topsoil and subsoil |
-
1982
- 1982-09-06 DD DD82243029A patent/DD230863B5/de not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5741345A (en) * | 1994-02-21 | 1998-04-21 | Skw Stickstoffwerke Piesteritz Gmbh | Combination of active ingredients for inhibiting or controlling ammonia nitrification in arable topsoil and subsoil |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD230863B5 (de) | 1993-11-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NPI | Change in the person, name or address of the patentee (addendum to changes before extension act) | ||
| B5 | Patent specification, 2nd publ. accord. to extension act | ||
| UW | Conversion of economic patent into exclusive patent | ||
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