PROCESS FOR ACCELERATING THE ROTTING OF STRAW AND OTHER HARVEST RESIDUES, AND THEIR INCORPORATION IN THE ORGANIC SOIL MATTER, THEREBY SIMULTANEOUSLY ENHANCING THE ACTIVITY OF THE SOIL

Abstract: 1. Method to accelerate the rotting of straw and other crop residues and also the incorporation thereof into the organic soil substance with simultaneous promotion of the soil activity through the use of slow-acting organically combined N-compounds in liquid phase, characterized in that an aqueous solution, able to be pumped, with a content of 10 to 80%-wt. dry matter and 20 to 90%-wt. water is applied on crop residues and, if required, distributed straw left on the arable soil, by spraying by means of output equipment as spray film or spray mist practically evenly distributed onto the arable soil and is worked in together into the topsoil by earth working equipment, or is applied only after the working in of the crop residues and, if required, of the distributed straw left on the ground and penetrates the rein, whereby the dry matter consists of 60 to 85%-wt. organic matter and 15 to 40%-wt. inorganic substances and the organic matter consists of 1.5 to 11.5%-wt. N in the form of slowly, constantly available organically combined N-compounds, in particular betaine, amino acids, such as glutamic acid as N-balance for the concentration of the broad C/N ratio of the supplied crop residues, particularly straw, to the C/N ratio of the soil substances of 10-12:1 through single or repeated application of the aqueous solution in the successive vegetation periods, and consists of 25 to 50%-wt. N-free, organic compounds as microbial C-and energy-source, preferably organic acids, polysaccharides, alcohols, ketones, carboxylic acids, starch, mono-, di-, oligo-saccharides, or derivatives of these substances, if required as mixtures, and also consists of 1.5 to 18.5%-wt. reducing sugars as glucose, and the inorganic matter consists of K-, Na-, Mg-, Ca- and P-compounds as water-soluble salts, such as sulphates, nitrates, or as organically combined ions, such as alginates, glutamates, salts of mono-carboxy-cellulose, particularly as KMgPO4 , hydrates thereof, or as KCaPO4 , K-silicate, K-carbonate, if required as a mixture of these substances, to accelerate rotting and to promote soil activity, and prior to application the aqueous solution is set to a high pH-value for physiologically acid arable soils or to a low pH-value for basically reactive arable soils.

Description: Im zeitgemässen Intensivpflanzenbau werden in steigendem Masse durch Erweiterung des Getreideanbaues nach der Ernte Stroh und Stoppelfelder, inbesondere aus Getreidestoppeln, erzeugt. Die iörderung einer raschen Verrottung der Ernterückstände durch Abbau des Hemizellulose und Zellulose ist eine Aufgabe von volkswirtschaftlicher Bedeutung, da die erzeugten Strohmengen nicht mehr innerbetrieblich recyclisiert werden können. Auch di Verbrennung auf dem Ackerboden ist im hinblick auf die Umweltbelastung inerwünscht und führt neben der allgemeinen Gefährdung zur Schädigung des mikrobiellen Bodenlebens. Auch das direkte Unterpflügen des Strohes und der Strohstoppeln ist keine Lösung dieses Problems Es entstehen dadurch bei der Wiederholung des Einbringens in den Ackerboden Bearbeitungsschwierigkeiten. Es wird auch durch die nur sehr langsame Verrottung die Bodenfruchtbarkeit und die Ertragsbidung herabgesetzt. Der Abbau organischer Dünger im Boden durch mikrobielle Umsetzunc3sprozesse und die teilweise Uberführung in Bodenhumus setzt eine starke Vermehrung der Mikroorganismen voraus Dazu wird auf Trolldenier, 1970, Bodenbiologie, Fra.nck'sche Verlagshandlung, Stuttgart, verwiesen Die Auswirkungen dieser Umsetzungsprozesse sind als bodenbiologische Faktoren eine verstärkte Bodenatmung und damit Gasaustausch, aber auch verstärkte Schleimabsonderung und damit Verbesserung der Xrumel- bildung bzw. Krümelverklebung. Durch Förderung der Bodenaktivität werden auch physikalische Faktoren verbessert, wie die vermehrte K.rumelbildung und Xrümelstabilität und damit verbesserte Bodenstruktur. Dazu gehören auch chemische Faktoren, wie die langsame Freisetzung der in organischgebundener Form vorliegenden Nährstoffe sowie der Abbau der organischen Substanz und deren Umsetzung zu stabilen Humusformen, die zu verfügbaren Nährstoffformen führt. Dazu gehört der Begriff der Nährstoffdynamik, also die Fähigkeit, die Kulturpflanzen während der Vegetationszeit entsprechend ihrem spezifischen Bedarf ausreichend mit Nährstoffen zu versorgen. Die Förderung der Bodenaktivität hängt also eng mit der Verbesserung von Faktoren der Bodenfruchtbarkeit zusammen. Es ist die Aufgabe des Verfahrens der Erfindung, die Verrottung von Stroh und Ernterückständen unter gleichzeitiger Förderung der Bodenaktivität zu beschleunigen. Für die langfristige Erhaltung des Humus gehaltes intensiv genutzter Ackerbaustandorte ist eine mehrfach wiederholte Strohzufuhr als organische Masse, wichtig. Diese Forderung gilt insbesondere für landwirtschaftliche Betriebe, in denen kein Stallmist als organischer Dünger mehr erzeugt wird sowie für aride Klimagebiete. Hinzu kommen Weinbaubetriebe, die zur Erosionsminderung und Humusanreicherung verstärkten Strohmulch zwischen den Zeilen.verwenden und um dessen mikrobiellen Abbau sie bemüht sein müssen. Alle genannten Betriebe dürften derzeit bereits etwa 60 %, auf die gesamte Ackerfläche des Landes bezogen, ausmachen. Nun besteht aber die. Problematik, dass bei der Zufuhr organischer Masse in Form von Stroh und anderen Ernterückstnden , dieselben nicht innerhalb eines Jahres abgebaut werden, wenn bereits im folgenden. Anbaujahr erneute Strohmengen dem Ackerboden zugeführt werden. Es ist eine Aufgabe des Verfahrens der Erfindung, diese ackerbauliche Schwierigkeit zu überwinden und die Strohrotte zu beschleunigen. Die Lösung dieser Aufgabe von grosser volkswirtschaftlicher Bedeutung ergibt sich aus dem Patentanspruch 1, indem diese definiert ist. Der technische Effekt des Verfahrens der Erfindung besteht also darin, dass dieses dem Ackerboden eine NomMination von organischen Stoffen zuführt, die aus langsam und stetig wirkenden organisch-gebundenen N-Verbindungen als N-Ausgleich zur Einengung des weiten C/N-Verhältnisses der zugeführten Ernterückstände und Stroh führen und aus N-freien organischen Verbindungen, die als C- und Energiequelle für Mikroorganismen des bakteriellen Bodenlebens wirken. Sofern in der wässrigen-Lösung eine dieser beiden Stoffe in der Kombination fehlt, wird überraschend die Lösung der Aufgabe-der Erfindung, nämlich die Beschleunigung der Verrottung von Stroh und anderen Ernterückständen und die Förderung der Bodenaktivität durch die geringere Komplexwirkung reduziert bzw. eingeschränkt Durch die Umsetzungsprozesse der Mikro- organismen wird durch die ausgewählte Kombination der Stoffe das weite C/N-Verhältnis der Strohmasse von eta 100 bis 150 : 1 auf das enge C/N-Verhältnis von 10 bis 12 : 1 biologisch verengt und damit diese Aufgabe der Erfindung gelöst. Nach dem Stand der Technik soll zur.Lösung dieser Aufgabe dem Ackerboden mineralischer Stickstoff zugeführt werden, welcher die Pflanzenerträge beträchtlich erhöht. Diese jährlichen N-Gaben müssen aber durch organisch-gebundene N-Quellen ergänzt werden, -um die Aufgabe der Erfindung zu lösen. Zur mineralischen N-Düngung wird auf v. Boguslawski und Debruck, 1977, Strohdüngung und Bodenfruchtbarkeit in Arbeiten der DLG, Band 155, DLG-Verlag, verwiesen. Es hat sich jedoch In der Praxis herausgestellt, dass alleinige Gaben mineralischer N-Düngemittel, insbesondere auf umsetzungstrgen Standorten und zwar auf leichten, trockenen, wie auf schweren Böden, für einen raschen und optimalen Strohab nicht ausreichend sind. Es ist Aufgabe der n-rfindung, diese "Lücke" zu schliessen und auch auf solchen Standorten die Beschleunigung der Strohrotte durch Verengung des C/N-Verhältnisses unter Förderung der Bodenaktivität herbeizuführen. Es möge unter dieser Förderung der Bodenaktivität auch die Verbesserung und Erhaltung der Bodenfruchtbarkeit verstanden sein. Diese ist in einer allgemeinen Definition die Summe der biologischen, physikalischen, chemischen Bodeneigenschaften in ihrem positiven und nachhaltIgem Einfluss auf die Entwicklung und den Ertrag der Kulturpflanzen. Dieser Begriff der Bodenfruchtbarkeit kann auch als das Transformationsvermögen des Bodens aufgefasst werden, den Kulturpflanzen während der Vegetationszeit in Ihren Ansprüchen an diese biologischent physika- lischen und chemischen Parameter zu genugen. Die Lösung der Aufgabe' der Erfindung ist auch als alternative und bevorzuate Ausgestaltung in den Unteransprüchen definiert. Das C/N-Verhältnis wird in den Böden West Europas durchschnittlich mit 10 bis 12 : 1 beurteilt. Dieses Verhältnis kann durch das weite Verhältnis der Strohmasse langläufig geändert werden,wenn dieses dem Ackerboden zunehmend zugeführt wird. Dieses weite C/N-Verhältnis beträgt beispielsweise bei Getreidestroh 100 bis 150 : 1 und bei Rapsstroh noch etwa 70 : 1. Bekannte organische Stoffe weisen beispielsweise folgende C/N-Ver11ältnisse auf: Stallmist 20 : 1, Rübenblatt und Gründüngunq 20 : 1, Maisstroh 40.: 1. Die genannten Stroharten, insbesondere aber das Getreidestroh, sind aufgrund ihrer Inhaltsstoffe (N) nicht in der Lage, selbsttätig ihr C/N-Verhältnis dem des Ackerbodens anzupassen. Es kommt zwar im Boden zum Substanzabbau, aber nicht zur Beschleunigung der Strohrotte und anderer Ernterückstände mit weitem C/N-Verhältnis im Sinne der Lehre des Verfahrens der Erfindung. Dieser mikrobielle Abbau der organischen Stoffe, wie auch der Strohmasse wird durch die Veratmung von C02 erfasst, die das CjN-Verhältnis der organischen Stoffe dem der Bodensubstanz anpasst. Diese Bodenatmung setzt die hohe und gleichbleibende Bodenaktivität voraus. Dieser-bio- logische Effekt im Ackerboden wird durch das Verfahren der Erfindung gefördert. Zur Lösung der Aufgabe der Erfindung wird auf die Stoppelfelder bzw geräumte Feldschläge und auf gegebenenfalls darauf praktisch gleichrnässig verteiltes Stroh nach Möglichkeit noch vor der nl.ischenden Einarbeitung in die Ackerkrume durch Bodenbearbeitungsgeräte eine pumpfähige, wässrige Lösung mit einem Gehalt an 10 bis 80 Gew.-% Trockenmasse und 20 bis 90 Gew.-% Wasser durch Bedüsen mittels Spritzgerät als Spritzfilm oder Spritzschleier gleixchmässig verteilt aufgebracht. Das Verfahren der Erfindung versteht unter "SpritzEilrn" die Verteilung in Form feinster Tröpfchengrösse mit dadurch hoher Benetzbarkeit des Strohes und des Bodens. Sofern die wässrige Lösung eine gewisse Viskosität aufweist, entsteht ein "Spritzschleifer", dessen Tröpfchen sich erst bei Kontakt mit dem Stroh oder dem Acerboden verteilen bzw. erst gebildet werden Die Form des Ausbringens der wässrigen Lösung gemäss dem Verfahren der Erfindung führt also zu dem gleichen und gewünschten Ergebnis in Bezug auf den technischen ELfekt ihrer Wirkung. Das nach dem Verfahren gemäss der Erfindung auszubringende Stoffgemisch stellt eine erfinderische Auswahl dar. Die Trockenmasse der wässrigen Lösung besteht aus etwa 60 bis 80 ew.-8 organischer Masse und 20 bis 40 Gew.-% anorganischen Stoffen und die organische Masse aus etwa 1,5 bis 11,5 Gew.-% N in Form langsam, stetig verfügbaren organisch gebundenen N-Verbindungen als N-Ausgleich zur Einengung des weiten C/N-Verhältnises der zugeführten Ernterückstände, insbesondere Stroh, und 25 bis 45 Gew.-e N-frelen organischen. Verbindungen als mikrobielle C- und Energiequelle sowie aus 1,5 bis 18,5 Gew-% reduzierenden Zuckern als Glucose und die anorganisehe Masse aus-K-, Na-, Mg-, Ca- und P-Verbindungen besteht zur Beschleunigung der Verrottung -und Förderung der. Bodenaktivität. Erst die Kombination -dieser Komponentefl- und.ihr ausgewähltes Verhältnis führen also zur Lösung der Aufgaben der- Erfindung. Zu dieser ausgewählten Kombination der Stoffe gehören aber auch solche Ionen, die den Prozess der biologischen Umsetzung fördern. Die Trockenmasse nach dem Verfahren der Erfindung enthält. die. mikrobiellen' Nährstoffe in Form der X-, Na-, Mg-, Ca- und P-Ionen. Dies Ionen liegen. aufgrund der mineralischen Düngung in sulfatischer Bindung. vorzugsweise vor. Es ist jedoch die Anwesenheit der organischen 3indung und Freisetzung aus der mikrobiellen Umsetzung der Trockenmasse nach dem Verfahren gemäss der Erfindung ebenso möglich und vorteilhaft. Dese wässrige Lösung wird nach dem. Verfahren gemäss der Erfindung indie obere Ackerkrume eingearbeitet oder diese dringt nach dem Ausbringen in die Poren und Kapillaren des Ackerbodens ein. Es erfolgt dadurch die Benetzung der Strohmasse und die mikrobielle Umsetzung, welche die Beschleunigung der Strohverrottung bewirkt und die Bodenaktivität erhöht. Eine bevorzugte Form der pumpfähigen, wässrigen Lösung.nach dem Verfahren der Erfindung ist Gegenstand des Patentanspruches 2. Diese wassrige Lösung ist ein aufbereitetes Produkt organischer Herkunft aus dem pflanzlichen Leben der Natur. Diese Ausführung der pumpfähigen, wässrigen Lösung gemäss dem.Verfahren der Erfindung weist eine optimale, bevorzugte Zusammensetzung der Kombination der "Wirkstoffe" auf. Diese Stoffkombination enthält langsam und stetig verfügbaren, organisch gebundenen Stickstoff, sowie Zucker in Form von Invertzucker als C- und Energiequelle und anorganische Nährstoffe' in Form ihrer löslichen Salze, deren Gehalt auf die Oxydform bezogen ist. Diese hevorzugte Form der wässrigen Lösung gemäss dem Verfahren der Erfindung bewirkt eine optimale Beschleunigung der Strohverrottung in der Ackerkrume in Gegenwart von Bodenfeuchtigkeit und Bodenbelüftung durch die Atmosphäre. Es sind auch andere Verhältnisse dieser Zusammensetzung gemäss dem Verfahren der Erfindung in dIeses eingeschlossen oder von diesem patntrecktlich abhängig. Diese liegen beispieisweise bei der Herkunft von Vinassen aus der Verarbeitung von Rohrmelassen und/oder anderen zucker halten Agrarrohstoffe und Nebenprodukten wie z.B. auch die Zuckerrübe. Die bevorzugte Form wird jedoch durch Eindickung von Zucker rubenmelasseschlempe und/oder Mischungen von dieser mit Rohrmelasseschlempen (LPCV) im Gegensatz zu MPCV (Zuckerrübenmelasseschlempe) erzeugt. Die Gewichtsprozente der Stoffe in der wässrigen Lösung beziehen sich auf diese Lösung als Summe der Komponenten. Die wässrige Lösung gemäss dem Verfahren der Erfindung hat beispielsweise in bevorzugten Formen als Naturprodukt auf Basis von ganz oder teilweise entzuckerter Melasse folgende Zusammensetzung: Beispielsweise Analysen Gruppe A Gruppe B Gruppe C Typ LPCV* Typ MPCv* Typ HPCV* in den Stoffverbindungen % % % organische Masse 60 - 70 65 - 80 65 - 85 anorganische Stoffe 25 - 30 35 - 15 35 - 15 Gesamtstickstoff N 1,5-3,5 3,6- 7 7,1-12,5 nach Kjeldahl davon NH4-N - - 3,5-4,5 N-freie org .Verbindungen 41 - 50 40 - 50 30 Red.ucker als Glucose 10 - 18 4,5- 10 4,5- 1 anorg.Masse als K,Na,P1 30 <RTI ID=10.16> - 40 15 - 35 15 - 35 Ca, Mg-Ionen K2O Gehalt davon 7,5- 9 7 -13,5 1,5- 5 P20S 0,25-0,35 0,20-0.75 0,15-0,30 *LPCV - Low Protein Containing Vinasses *MPCV - Middle Protein Containing Vinasses *HPCV - Iligh Protein Containing Vinasses Die wässrige Lösung gemass dem Verfahren der Erfindung weist also ein enges C/N-Verhältnis vorzugsweise von 3 bis 4 : 1 aus der Gruppe B (MPCV) wt. Die beispielsweisen Typen unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung bei vergleichbarer Wirkung. Ein wesentlicher Unterschied liegt mit in den pH-Werten, der aus der Aufbereitung resultiert. Es kann die wässrige Lösung mit hohem pH-Wert auf physiologisch saure und die mit niedrigem pH-Wert auf hasische Standort ausgebracht werden. Die wässrige-Lösung gemäss dem Verfahren der Erfindung hat damit eine umfassende Anwendungsbreite in der Praxis. Da der Melasseentzuckerungs- und melasseverarbeitenden Fermentationsindustrie das Ableiten der Abwässer (Melassedimnschlempe) in Flüsse seit Einführung des Abwasserabgabengesetzes nicht mehr gestattet ist und die Aufbereitung -in kommunalen Kläranlagen in der Z';iltunft zu teuer wird, wurde durch Recycling der Abwässer und stufenwelse Eindickung ein neues Produkt, nämlich dle eingedickten Melasse-Fermentationsabläufe bzw. Dickschlempe oder wie es im handels üblichen Sinne heisst "Vinasse" produziert, die teilweise bei hoher Eindickung im. Mischfuttersektor als Einzelfutter und als Melasseersatz für Wiederkäuer Verwendung findet. Im Blick auf die zunehmende Herstellung von Bloalkohol aus Melasse und anderen Produkten landwirtschaftlichen und Nebenprodukten, wird in der Zukunft mit einem weit grösseren Anfall und damit mit Vinasse- Absatzproblemen zu rechnen sein. Darüberhinaus wird der hohe Fnergieaufwand iur Eindickung(von ca.5% auf 65zTS der Vinasse zu Vinassegualitäten führen mit energieeinspareeder niedrigerer Trockensubstanz, die nicht im Futtersektor eingesetzt werden können. Dafur bietet sich grosstechnisch der Einsatz von Vinassen zur Beschleunigung der Verrottung von Stron und anderen Ernterückständen und Inkorporierung in der organischen Bodensub- stanz bei gleichzeitiger Förderung der Bodenaktlvität wie beschrieben an. Damit kommt die Erfindung auch der traditionellenForderung der Agrarwissenschaft entgegen, nämlich "was den Sickern an Nährstoffen entnommen wlrd, dass muss. ihnen auch wieder zugeführt werden" (Justus. von Liebig). Die Agrarchemie befasst. sich: mit der Herstellung und verwendung von langsam wirkenden Nährstoffen. Diese sind in.Form der synthetisierten Verbindungen NH4MgP04 oder KMgPO4.H2O aus den DE-PS 1.252,250, 1.592.303, 1.266.317 bekannt. Es sind auch organisch gehundene, langsam wirkende Stoffe, wie K-Alginat oder X-Monocarboxylcellulose aus der DE-PS 1.301.980 bekannt. Es sind in der Agrarchemie auch organisch gebundene, synthetische, langsam wirkende Verbindungen bekannt. Die DE-9 r.081.482 schlägt die Verwendung von Crotonylidenharn * auf Stoppelfelder stoff als langsam wirkende N-Verbindung vor. Diese bekannten Nährstoffe haben die Aufgabe der Erfindung, die Beschleunigung der Verrottung von Stroh und anderen Ernterückständen im Kreislauf des Pflanzenanbaus nicht nahegelegt. Diese Nährstoffe sollen der Erhöhung. der Pflanzenerträge dienen. Diese Stoffe führen gerade- zur Vergrösserung der StrolLmengen.im Anbau von Getreide, Mais, Raps. Das- Ver,fahren gemäss der Erfindung setzt also gerade dort an, wo-die bekannten Nährstoffe erhöhte Mengen an Pflanzenrtekständen in Form von Stroh erzeugen. Die bekannten, chemisch synthetisierten Verbindungen haben-auch.nicht die Zusammen- Setzung der Stoffe in der:.wässrigen Lösung gemäss dem. Verfahren der Erfinung und.weisen in ihrer Formulierung auch'. nicht die Kombination der Zusammensetzung des Verfahrens gemäss der Erfindug auf der Erfindwng auf. Erst die Lehre des Verfahrens der Erfindung, der-Xorbination...von.organisch gebundenen N-Verbindungen mitz N-freien Kohlenhydraten führt zur Beschleunigung der. Verrottung. von Stroh in der Fxckerkrume. Dies liegt offenbar daran, daB diese Kombination von, während der gesamten.Vegetationsperiode vorhandenen, lang- sam fliessenden N-Verbindungen mit für mikro biege Umsetzungsprozesse zur Verfügung stehende C- und Energiequellen überraschend die Bescshleunigung der Strohrotte bewirken. Wenn auch den Pflanzennährstoffen in der' wässrigen Lösung gemäss dem Verfahren der Erfindung nur eine ergänzende Wirkung zu den mineralischen Nährstoffen zukommt, so ist es für die Anwendung des Verfahrens der Erfindung notwendig, diese Nährstoffmengen zu kennen. Sie resultieren aus der durch Versuche zu empfehlenden Aufwandmenge von 2.5 - 3.5 t/ha berechnet auf 65 % Trockenmasse (s. Analysentabelle)ie nach Boderiart und,Strohanteil/ha. DiePMikroflora und Mikrofauna ist also durch die Kombination der "Wirkstoffe" der Zusammensetzung der pumpfähigen, wässrigen Lösung gemäss dem Verfahren der Erfindung optimal angeregt und bewirkt dadurch die rasche Verrotttung des Strohs und anderer Ernterückstände. Das Verfahren gemäss der Erfindung bewirkt mit dem Aufdüsen der pumpfähigen, wässrigen Lösung demnach eine Aktivierung des.biologischen Bodenlebens. Es wird dadurch eine nachhaltige Verbesserung von Faktoren der Bodenfruchtbarkeit, insbesondere bei der Wiederholung des Aufbringens der wässrigen Lösung gemäss dem Verfahren der Erfindung erreicht. Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung bewirkt die Zusammensetzung der wässrigen Lösung eine Vermehrung der Bodenbakterien, Pilze und Aktinomyceten. Ausserdem bewirkt diese Zusammensetzung der 'ITrockenmasse" eine Verb.sserung der Mineralisierung des organisch gebundenen Stickstoff s zu NH- - und daraus zu N03-Stickstoff, der bei der Verrottung des Strohs und während des aZachs- tums des folgenden Anbaues von Kulturpflanzen für die Bildung von Pflanzenerträgen zur Verfügung steht. Die Zusammensetzung der "Trockenmasse" gemäss dem Verfahren der Erfindung ist auch bevorzugt für das Wachstum von Zwischenfrüchten geeignet. Die Förderung der Bodenaktivität zeigt ein Vergleichsversuch. Die biologische Aktivität im Boden wird.durch die CO2-Bodenatmung demonstriert, siehe Abbildung. Es werden in 22 kg-GefEssen nach Mitscherlich einem lehmigen Sandboden Getreidestroh in einer Grössenordnung von 60 dt/ha alter Einarbeitung von 2 t/ha wässrige Lösung gemäss. dem -Verfahren der Erfindung eines DSCV-Typs beigemischt. Die Kontrolle enthält einen mineralischen N-Ausgleich.auf der Basis gleicher N-Mengen. Die Abbildung zeigt nach 0,28,56 Tagen für die mineralische N-Gabe als Kontrolle bei einer Bebrütung von Bodenproben absolute Werte mg C02 in 96 h von 66,2; 53,2; 53,0 mg C02. Dazu betragen für die wässrige Lösung gemäss dem Verfahren der Erfindung die relativen Werte ftir CO2 nach 0,28,56 Tagen 153, 115, 123 wobei die Kontrolle jeweils gleich 100 % eingesetzt ist. Dieser Versuch zeigt für die wässrige Lösung nach dem Verfahren der Erfindung die gesteigerte Bodenaktivität bzw. den verstärkten Stroh- und organischen Substanzabbau. Ein Feldversuch auf einem umsatztragen verlehm- ten Lössboden zur Strohverrottung zeigt das folgende Ergebnis, bei dem die Bodenproben mittels Stechzylinder entnommen wurden: Strohtrockermasse g/1000 cm3 Boden Psgangsmenge Herbst/yefunden im Frühjahr Stroheinarbeitung ohne wässrige Lösung 2,25 '100 l) 1,56 (100 %) = 69% Stroheinarbeitung nach dem Verfahren der Erfindung mit. wässriger 2,25 (100 %) 1,04 (100 %) = 46 % Lösung Dieser Feldversuch unter den Bedingungen der Praxis, bei dem Bodenproben im Frühjahr nach der Strohzugabe im Herbst gezogen wurden, bestätigt, dass nach dem Verfahren gemäss der Erfindung eine Beschleunigung der Strohverrottung eintritt (Strohrotte'. Bei dem Ausgangswert von 2,25 g/1000 cm3 Boden entsprechend 100 % ergibt sich rechnerisch eine Steigerung der Strohrotte von 69% auf 46% Reststroh im Boden. Es wird also statt nur etwa 1/3 bereits im herbst über 50 % nach dem Verfahren der Erfindung abgebaut. Dieser Versuch demonstriert gleichzeitig, dass die "Strohdüngung" auch auf umsatzträgen Böden zu einem agrikulturchemischen Erfolg führt. Bei der jährlichen Wiederholung dieser Strohzugabe auf dem gleichen Standort werden aber auch durch die Kombination der Komponenten der Trockenmasse in der wässrigen Lösung die Faktoren der Bodenaktivität gefördert und damit der Humusumsatz und die Bodenfruchtbarkeit verbessert. Einblick in die bodenbiologische Umsetzung des langsam, aber stetig wirkenden, organisch gebunden Stickstoffs demonstriert ein Inkubationsversuch. Es wird die wässrige Lösung nach dem Verfahren der Erfindvm.g in der der Praxis entsprechenden Menge dem Boden-durch Besprühen und Einarbeitung zugeführt. Danach wird über den Zeitraum von 48 Tagen der Gehalt an NO3-N und NH4-N unter konstanten Versuchsbedingungen festgestellt. Der Versuch zeigt, dass von der Gesamtmenge N ein erheblicher Teil in kurzer Zeit in NH4-N übergeht und diese Menge in Abhängigkeit von der Zeit abnimmt. Dieser Versuch zeigt weiter, dass die Mineralisierung in N03-N erst nach etwa 30 Tagen spürbar einsetzt und sich dann rasch steigert. Es ist also bereits nach einem Monat nach der Einarbeitung der wässrigen Lösung gemäss dem Verfahren der Erfindung' etwa 50 % des organisch-gebundenen Stickstoff in NH-N umgewandelt durch die mikrobiellen Umsetzungsprozesse in Boden, so dass diese über die Mineralisation der Kulturpflanze als N03-N nehen dem mineralischen Stickstoff als Ergänzung zur Verfügung stehen. Dieser Versuch demonstriert auch, dass die organiscli gebundene N-Menge als langsam wirkende, aber stetig fliessenden N-Quelle während der Vegetationszeit zur Verfügung steht. Diese Umsetzungsprozesse sind dadurch möglich, dass dem Iaikrobiellen Bodenleben die nicht-Nhaltigen Stoffe aus der Trockenmasse-der wässrigen Lösung als "Bakteriennahrung" zur Verfügung stehen. Dieser Versuch demonstriert. auch, dass die wässrige Lösung gemäss dem Verfahren d4f Erfindung den agrikulturchemischen Effekt der-Beschleunigung der Strohverrottung bietet, weil dafür die biologischen Voraussetzungen bestehen. Es ist-offenbar so, dass.etwa 50 %-des teilweise organisch gebundenen Stickstoffs des Gemisches der Zusammensetzung der. wässrigen Lösung gemäss des. Verfahrens der Erfindung bereits im Herbst als N-Ausgleich" für dle Verrottung.des Strohes und anderer Ernterückstände, wie auch besonders zuia Wachstum einer Zwischenfrucht, zur Verfügung gestellt wird. Der organisch gebundene Stickstoff dieser Kombination von Stoffen, vorzugsweise von Naturstoffen, besitzt ausserdem die Funktion, auch das weite CjN-Verhältnis der Ernterückstände insbesondere von Stroh' auf das natürliche C/N- Verhältnis von etwa -10 bis 12 : 1 der organischen Bodensubstanz einzuengen. Erst die genannten Effekte, die in der Ackerkrume durch das Verfahren gemäss der Erfindung gleichzeitig oder nacheinander bewirkt werden, wird insgesamt die Aufgabe der Erfindung, der Beschleunigung' der Verrottung des Strohs und strohartiger Ernterückstände und die Verbesserung der Bodenfruchtbarkeit erzielt. Nur durch diese Wirkungen ist es möglich, insbesondere die erhöhten Mengen an Stroh ra.sch der Verrottung zuzuf.ühren und dabei die Bodenaktivität zu steigern im Sinne erhöhten Bodenfruchtbarkeit. Gerade diese Aufhabe der Agrarbiologie darf nicht als l'Einzelwirkung" beurteilt ,werden. Es ist vielmehr notwendig, durch das Verfahren gemäss der Erfindung die Voraussetzungen für einen nDauererfolgU zu schaffen. Die wiederholte Anwendung der wässrigen Lösung im' Fruchtfolgeablauf in Verbindung mit einer ebenso wiederholten Zufuhr von Ernterückständen bieten die Grundlage dafür. Gerade darin ist der technische und agrikulturchemische "Gesamterfoig" des Verfahrens gemäss der Erfindung zu sehen. Das Verfahren gemäss der Erfindung bietet auch den Vorteil, dass die Freisetzung einer.Teilmenge des organisch gebundenen Stickstoffs im Herbst nach dem Ausbringen auf das in die obere Ackerkrume eingearbeiteten Strohs und strohiger Ernterückstände die Einbindung in die Verrottung dieser Substanzen unter Substarizbildung bewirkt. Diese Stoffumsetzung und gegebenenfalls die wachsende Zwischenfrucht bewirken, dass dieser organisch gebundene StIckstoff im oberen Xrumenbereich verbleibt und.nicht in. die Unterschicht ausgewaschen wird. Eine. Verlagerung in den Unterboden könnte in Teilmengen nur in dem Ausnahmefall des Auftretens von hohen Niederschlägen auf leichten, . sandigen Böden auftreten. Ein solcher Ausnahmefall verändert jedoch nicht den Regelfall des..VerbZeibens des organisch gebundenen' Stickstoff s im Kreislauf. in der oberen Bodenkrume. Die Freisetzung des organisch gebundenen Stickstoffs der' Zusammensetzung der wässrigen Lösung gemäss, dem-Verfahren der Erfindung erfolgt fortlaufend während der gesamten Vege tationszeit. Es findet somit für diesen N-Anteil keine BUbe.rdüngung" statt, und es kann je nach der Entzugsintensität des Pflanzenbestandes eine Ausnutzung dieser N-Form gemäss dem Verfahren der Erfindung zu 25 - 100 % erfolgen in der Vegetationsperiode Das Verf ahren gemäss der Erfindung stellt somit auch eine wertvolle Ergänzung der mineralischen Nährstoffdüngung dar.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Beschleunigung der Verrottung von Stroh und anderen Ernterückständen sowie deren Inkorporierung in die organische Bodensubstanz bei gleichzeitiger Förderung der Bodenaktivität durch Verwendung langsam wirkender, organisch-gebundener N-Verbindungen in flüssiger Phase, dadurch gekennzeichnet, dass auf Ernterückstände und gegebenenfalls auf dem Acker belassenes, verteiltes Stroh eine pumpfähige, wässrige Lösung mit einem Gehalt an 10 bis 80 Gew.-% Trockenmasse und 20 bis 90 Gew.-% Wasser durch Bedüsen mittels Ausbringungsgeräte als Spritzfilm oder Spritzschleier praktisch gleichmässig verteilt auf den Ackerboden aufgebracht und zusammen durch Bodenbearbeitungsgeräte in die Ackerkrume eingearbeitet wird oder erst nach der Einarbeitung der Ernterückstände und gegebenenfalls des auf dem Acker belassenen, verteilten Strohs aufgebracht wird und in diese eindringt, wobei die Trockenmasse aus etwa 60 bis 80 Gew.-% organischer Masse und 20 bis 40 Gew.-% anorganischen Stoffen und die organische Masse aus etwa 1,5 bis 11,5 Gew.-% N in Form langsam, stetig verfügbaren organisch gebundenen N-Verbindungen als N-Ausgleich zur Einengung des weiten C/N-Verhältnisses der zugeführten Ernterückstände, insbesondere Stroh, und 25 bis 45 Gew.-% N-freien organischen Verbindungen als mikrobielle C- und Energiequelle sowie aus 1,5 bis 18,5 Gew.-% reduzierenden Zuckern als Glucose und die anorganische Masse aus K-, Na-, Mg-, Caund P-Verbindungen besteht zur Beschleunigung der Verrottung und Förderung der Bodenaktivität. 2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die pumpfähige, wässrige Lösung aus durch Ausfällung oder Fermentation oder physikalisch-chemische Behandlung ganz oder teilweise, entzuckerte Melasse besteht, die durch stufenweise Eindickung auf etwa 50 bis 80 Gew.-% Trockenmasse konzentriert ist oder die als Dimnschlempe etwa 8 bis 12 Gew.-% oder als teilweise eingedickte Schlempe etwa 13 bis 50 Gew.-% Trockenmasse enthält und die folgende Zusammensetzung aufweist, kalkuliert auf Basis 100 Gew.-% Trockenmasse: : Beispielsweise Analysen Gruppe A Gruppe B Gruppe C Tys LPCV* Typ MPCV* Tvp HPCV* in den Stoffverbindungen % % % % organische Masse 60 - 70 65 - 80 65 - 85 anorganische Stoffe 25 - 30 35 - 15 35 - 15 Gesatstickstoff N 1,5-3,5 3,6- 7 7,1-12,5 nach jelhl davon NH4-N - 3,5-4,5 N-freieorg.Verbindungen 41 - 50 40 - 50 30 - 40 Red.Zucker als Glucose 10 - 18 4,5- 10 4,5- 11 anorg.Masse als K,ajP, 30 - 40 15 - 35 15 - 35 Ca, Mg-Ionen K2Q Gehalt davon 7,5- 9 7 -13,5 1,5- 5 P205 0,25-0,35 0,20-0.75 0,15-0,30 *LPCV - Low Protein Containing Vinasses *MPCV - Middle Protein Containing Vinasses *HPCV - High Protein Containnng Vinasses 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Aufsprühen der pumpfähigen, wässrigen Lösung auf den Acker boden (unmiCtelbar)nach der Ernte der Kulturpflanzen erfolgt. 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Bodenoberfläche aufzusprühende spezifische Menge (t/ha) der pumpfähigen, wässrigen Lösung so eingestellt wird, dass diese für die der Verrottung der Ernterückstände folgende Saat eine Ergänzung der mineralischen N-, K-, Mg-, Na-, Ca- und P-Gabe darstellt. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lösung auf einen hohen pH-Wert für physiologisch saure Ackerböden oder auf einem niedrigen pH-Wert für basisch reagierende Ackerböden eingestellt wird: 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lösung in einer solchen Menge auf den Ackerboden aufgebracht wird, dass der zur Verrottung der Ernte- und Strohrückstände notwendige N-Ausgleich 60 kg/ha N oder mehr beträgt. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lösung durch Zugabe von wasserlöslichen und/oder zitronensäurelöslichen und/ oder citratlöslichen P-Komponenten auf einen P205-Gehalt bis etwa in Höhe des N-Gehaltes (Gew. -%) zur Förderung der mikrobiellen Aktivitäten eingestellt wird. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die pumpfähige, wässrige Lösung der organischen und anorganischen Stoffe als stabile Emulsion oder als instabile Dispersion in Festflüssigphase verwendet wird. 9. Verfahren nach einem oder.mehreren der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass durch einfaches oder wiederholtes Aufbringen der wässrigen.lösung in den aufeinanderfolgenden Vegetationsperioden das C/N-Verhältnis der Ernterückstände fliessend auf das C/N-Verhältnis der organischen Bodensubstanz von 10 bis 12:1 eingestellt wird und die biologische Aktivität auf hohem Niveau nachhaltig verbleibt. 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die K-, Na-, Mg-, Ca- und P-Ionen äls wassr- lösliche Salze, wie als Sulfate, Nitrate oder als organisch gebundene Ionen, wie als Alginate, Glutamate, Salze der Monocarboxycellulose, insbesondere als KMgPO4 bzw. deren Hydrate, oder als Metaphosphate, oder als KCaPOd K-Silikate, K-Karbonate, gegebenenfalls als Gemisch dieser Stoffe in der wässrigen Lösung zur Förderung der mikrobiellen Tätigkeit vorliegen. 11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die N-freien, organischen Verbindungen in: der Trockenmasse aus solchen bestehen, die als mikrobielle C- und Energiequelle geeignet sind, vorzugsweise wie organische Säuren und Polysaccharide, Alkohole, Xetone, Carbonsäuren, Stärke, Mono-, Di-, Oligo-, Polysaccharide, oder Derivate dieser Stoffe, gegebenenfalls als Gemische dieser Stoffe. 12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 dadurch. gekennzeichnet, dass die organisch gebundenen N-Verbindungen in der Trockenmasse aus Betain, Aminosäuren wie Glutaminsäure bestehen und als N-Ausgleich zur Einengung des weiten C/N-Verhältnisses der Ernterückstande und des Strohs dienen. 13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige Lösung der aufzudüsendetWasserS menge zur Vermischung zugegeben oder als Bypass der Beregnung oder Bewässerung kontinuierlich zudosiert wird. 14. Strohverrottung und Bodenverbesserungsmittel zur Beschleunigung der Verrottung von Ernterückständen und Stroh und Verengung des C/N-Verhältnisses im Ackerboden unter Förderung der Bodenaktivität durch Verwendung langsam wirkender, organisch-gebundener N-Verbindungen in flüssiger Phase, dadurch gekennzeichnet, dass dieses aus einer pumpfähigen, wassrigen Lösung oder stabilen Emulsion oder instabilen Dispersion mit einem Gehalt von etwa 10 bis 80 Gew.- Trockenmasse und etwa 20 bis 90 Gew.-% Wasser besteht, dessen Trockenmasse aus etwa 20 bis 80 Gew.-% organischer Masse und 20 bis 40 Gew.-% anorganischen Stoffen und die organisch Masse aus etwa 1,5 bis 11,5 Gew.-t N in Form langsam wirkender, stetig verfügbaren, organisch-gebundenen N-Verbindungen, die als N-Ausgleich zur Einengung des weiten C/N Verhältnisses der Ernterückstände und Stroh im Ackerboden auf ein enges C/N-Verhältnis von etwa 10 bis 12:1 geeignet sind, vorzugsweise in Form von Betain und Derivaten von Salzen der Aminosauren wie Glutaminsäure und aus 25 bis 45 Gew.-t N-freien, organischen Verbindungen als mikrobiell C- und Energiequelle vorzugsweise in Form von organischen Säuren und Polysacchariden sowie aus 1,5 bis 18,5 -Gew.-% reduzierenden Zuckern als Glucose ar.d e anorga.nische"Masse aus K-, Na-, Mg-, Ca- und P-Verbindungen besteht, zur Beschleunigung der Verrottung und zur Förderung der Bodenaktivitäten.

Inventors: DEBRUCK, JURGEN, DR., DELEPLANQUE, GERARD, JAHN-HELD, WILHELM W., DR. DR.-ING., LEWICKI, WILHELM, Debruck, Jürgen, Dr., Deleplanque, Gérard
Applicants: EPANDAGE-VINASSE-AUSBRINGUNGS-GMBH
Application year: 1982
Main classification: C05F11
IPC codes: C05F5, C05F17, C09K17, C05F11