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Düngemittel [2]

[157] Düngemittel. Durch die Anwendung der Düngemittel soll die physikalische Beschaffenheit des Bodens beeinflußt, sodann der Boden mit den für die Ernährung der Pflanzen nötigen Nährstoffen versorgt werden. Erstere Wirkung wird hauptsächlich durch die an organischen Stoffen reichen Wirtschaftsdünger (Stallmist, Kompost, Gründünger), weniger durch die Handels- oder Kunstdünger erreicht; von den letzteren kommen hier im wesentlichen nur Kalk und Mergel in Frage. Für die Ernährung der Pflanzen liefern die Wirtschaftsdünger allein nicht die nötigen Nährstoffmengen; hier ist eine Ergänzung durch Handelsdünger, die teils alle Nährstoffe, teils nur einzelne davon enthalten, notwendig.

Der hauptsächlichste Wirtschaftsdünger ist der Stallmist, ein Gemisch aus Einstreu und Exkrementen, dessen Wert sehr oft durch fehlerhafte Behandlung und Aufbewahrung infolge der Zersetzung der vorhandenen stickstoffhaltigen Stoffe stark herabgemindert wird. Diese Stickstoffverluste werden durch getrennte Aufbewahrung von Kot und Harn vermindert; ersterer enthält die zersetzenden Bakterien, letzterer die am meisten der Zersetzung unterliegenden Stickstoffverbindungen. Deshalb ist die von v. Soxhlet empfohlene getrennte Aufbewahrung von Kot und Harn anzustreben. Wo dieses nicht erreichbar ist, muß der Mist mäßig feucht und fest gelagert werden. Die vielfach empfohlenen Konservierungszusätze haben meistens nicht die ihnen nachgesagte praktische Bedeutung; am ersten darf man hier noch einen Erfolg von den sauer reagierenden Mitteln erwarten. Auch für die Konservierung der Jauche gilt dieses; hier kann auch durch sorgfältigen Abschluß der Grube und Verhinderung des Luftzutritts viel erreicht werden. Dasselbe ist für die menschlichen Exkremente zu sagen. Kompost ist das Gemenge von allerlei Wirtschaftsabfällen, das durch richtige Behandlung eine gute Gare erhält; er wirkt durch seinen Nährstoffgehalt, der je nach dem Rohmaterial sehr schwankt, und besonders durch die in ihm in großer Menge vorhandenen Bakterien.

Von besonderer Bedeutung ist die Gründüngung, die in dem Unterpflügen schnellwachsender grüner Pflanzen besteht. Vor allem kommen hierfür die Leguminosen in Betracht, die durch die in den Wurzelknöllchen lebenden Bakterien den freien Stickstoff der Luft einfangen und den Pflanzen für ihre Ernährung zubringen können. Um das Wachstum dieser Gründüngungspflanzen sicherzustellen, ist für das Vorhandensein der jeder Leguminose eigenen Bakterien zu sorgen; wo diese Bakterien fehlen, was da der Fall sein kann, wo die Leguminosenart noch nicht angebaut wurde, können sie durch das Bakterienpräparat Nitrogin, das ursprünglich von L. Hiltner hergestellt wurde, zugeführt werden.

Unter den Handels- oder Kunstdüngemitteln treten diejenigen, die neben den Nährstoffen noch organische Stoffe enthalten, sehr zurück. Ihre Wirkung hängt von der Schnelligkeit der Zersetzung der organischen Substanz ab. Die Versuche, durch Dämpfen einen Aufschluß bezw. eine Lösung derselben zu erreichen, haben keinen Erfolg gehabt; von größerer Bedeutung hierfür die Behandlung mit Schwefelsäure. Hierhin gehören teils solche Stoffe, die nur Stickstoff enthalten, teils solche, in denen außer Stickstoff auch noch Phosphorsäure enthalten ist. Von den ersteren zeigen Blutmehl und Hornmehl bei zeitiger Anwendung auch ohne künstliche Aufschließung eine bemerkenswerte Stickstoffwirkung. Ledermehl und Wollstaub sind im rohen Zustande aber nur von so geringer Wirkung, daß sie als Düngemittel nicht in Betracht kommen können. Von den stickstoff- und phosphorsäurehaltigen Düngemitteln sind besonders beachtenswert: Peruguano und Knochenmehl; es gehören dahin noch: Kadavermehl, Fischguano, Poudrette. Wenn Peruguano mit Schwefelsäure aufgeschlossen wird, tritt der Wert der in ihm enthaltenen organischen Stoffe zurück; der aufgeschlossene Peruguano[157] ist im Wirkungswert dem Ammoniaksuperphosphat gleichzustellen. Rohes, d.h. nicht entfettetes Knochenmehl findet für Düngezwecke weniger Verwendung; das Fett beeinträchtigt die Düngewirkung. Deshalb findet durch Dämpfen oder Behandeln mit chemischen Lösungsmitteln eine Entfettung statt und dann wird ein Knochenmehl erhalten, das durch seinen Stickstoff und durch die vorhandene Phosphorsäure sehr wirksam ist; nur auf Kalkböden oder neben Kalkdüngung hat nach hiesigen und anderweitigen Versuchen die Knochenmehlphosphorsäure versagt. Bei der Verarbeitung der Knochen auf Leim verbleibt das entleimte Knochenmehl, das weniger Stickstoff, aber mehr Phosphorsäure als das gedämpfte Knochenmehl enthält, in der Wirkung der einzelnen Nährstoffe diesem aber nicht nachsteht. Fleischdüngemehl besteht aus den Fleischabfällen und Knochen der Fleischextraktfabrikation. Kadavermehl wird aus Abdeckereiabfällen, Tierkadavern u. dgl. m. erhalten; seine Bestandteile sind zum Teil schwer zersetzlich und wird dadurch der Düngewert beeinträchtigt. Klärbeckenschlamm wird oft als Guano vertrieben; in sehr vielen Fällen ist der Nährstoffgehalt so gering, daß er die Abfuhrkosten nicht deckt.

Von größerer Bedeutung sind die nachfolgenden künstlichen Düngemittel: Chilisalpeter, aus dem Rohsalpeter (Caliche) gewonnen, mit 15–16% Stickstoff, der, in Form von Salpetersäure vorhanden, von den Pflanzen sofort aufgenommen werden kann und daher die beste Wirkung zeigt. Da der Salpeter leicht ausgewaschen wird, so sollte er nur da verwendet werden, wo Pflanzen zur sofortigen Aufnahme vorhanden sind. Eine stärkere Anwendung von Salpeter hat infolge seines Natrongehaltes ein Verkrusten des Bodens zur Folge, besonders bei tonigen und zum Abbinden geneigten Böden. Als Verunreinigung findet sich im Salpeter Perchlorat, das schon in Mengen von ¹/₂% den Pflanzen gefährlich werden kann. Neuerdings wird aus dem Stickstoff der Luft hergestelltes Ammoniakgas unter Mitwirkung von Metalloxyden als Katalysatoren zu Salpetersäure verbrannt, die mit Soda Natronsalpeter gibt, der frei von pflanzenschädlichen Stoffen ist. Kalk- oder Norgesalpeter wird dadurch erhalten, daß durch die Einwirkung des elektrischen Stromes der Stickstoff der Luft in nitrose Gase umgewandelt wird, welche in Salpetersäure oder durch Einleiten in mit Kalk gefüllte Türme Kalksalpeter geben. Der Kalksalpeter ist sehr hygroskopisch, wodurch seine Anwendung erschwert wird. Er darf nicht auf nasse Pflanzen gestreut werden, wirkt im übrigen aber als Stickstoffdünger wie Chilisalpeter.

Schwefelsaures Ammoniak mit 20,5–21% Stickstoff wird bei der Leuchtgasbereitung und bei der Koksgewinnung durch die trockene Destillation der Steinkohlen gewonnen, indem das dabei gebildete Ammoniak in Schwefelsäure aufgefangen wird. Geringe Beimengungen von Rhodanverbindungen, die früher vorkamen, wirken nachteilig auf das Pflanzenwachstum. Ammoniakstickstoff wirkt im allgemeinen etwas langsamer als Salpeterstickstoff, bleibt aber in der Gesamtwirkung kaum hinter letzterem zurück. Nach den Verfahren von Haber und Bosch werden Wasserstoff und Stickstoff bei etwa 600° und 200 Atm. Druck unter Einwirkung gewisser Kontaktsubstanzen zu Ammoniak vereinigt, das durch Umsetzung mit Kohlendioxyd und Gips schwefelsaures Ammoniak gibt. Damit kann der Luftstickstoff unbegrenzt für die Stickstoffernährung der Pflanzen ausgenutzt werden. Das aus Ammoniak und Natriumbisulfat, einem Abfallprodukt der Munitionsherstellung, erhaltene Natriumammoniumsulfat mit 15–16% Stickstoff kann wie schwefelsaures Ammoniak angewendet werden. Andere aus dem Luftstickstoff hergestellte Stickstoffdünger, die in ihrer Wirkung und Anwendung dem schwefelsauren Ammoniak nahestehen, sind: Ammoniumnitrat, ein sehr hygroskopisches, dabei explosives Fabrikat, das zur Hebung dieser Nachteile mit Chlorkalium zu Kaliammonsalpeter mit 15–16% Stickstoff und 25% Kali umgesetzt wird. Verwendet man Natronsalze zu dieser Umsetzung, so entsteht Natrammonsalpeter mit etwa 19% Stickstoff. Wenn statt Schwefelsäure Salzsäure zur Bindung des Ammoniaks verwendet wird, erhält man Chlorammonium, das anscheinend in der Wirkung dem Ammonsulfat etwas nachsteht. Die Herstellung von Harnstoff, Harnstoffnitrat, Guanidin aus dem synthetischen Ammoniak hat, obwohl die Wirkung dieser Stickstoffverbindungen auf das Pflanzenwachstum nicht ungünstig ist, kaum eine praktische Bedeutung, soweit ihre Verwendung als Düngemittel in Frage steht.

Kalkstickstoff wird aus Calciumkarbid, das durch Schmelzen von Kalk und Koks im elektrischen Ofen bei etwa 3000° erhalten wird, und Luft, der durch Ueberleiten über glühendes Kupfer der Sauerstoff entzogen ist, gewonnen; die Bindung des Stickstoffs vollzieht sich bei 1000°. Wenn der Reaktionsmasse etwa 10% Chlorcalcium zugesetzt werden, so tritt die Stickstoffabsorption durch das Calciumkarbid schon bei 700° ein; das von Polzenius nach diesem Verfahren erhaltene Erzeugnis, der Stickstoffkalk, ist in Anwendung und Wirkung dem Kalkstickstoff gleich. Der nach dem Frank-Caroschen Verfahren hergestellte Kalkstickstoff erleidet bei ungünstiger Lagerung eine teilweise Umwandlung in Dicyandiamid, eine Verbindung, die den Pflanzen nicht zuträglich ist und daher die Düngerwirkung des Kalkstickstoffs herabsetzt. Diese Umwandlung kann auch im Boden eintreten, so daß für die Wirkung des Kalkstickstoffs nicht immer die Sicherheit besteht wie für die anderen Stickstoffdünger. Am bellen wirkt Kalkstickstoff auf besseren, sehr tätigen Böden; er ist auf den leichten Sandböden mit Vorsicht zu verwenden und sollte auf Moorboden und nassen Böden nicht verwendet werden. Durch Einwirkung von überhitztem Wasserdampf wird der Stickstoff in Ammoniak umgewandelt, so daß sich auch auf diesem Wege die Herstellung der obengenannten Stickstoffdünger aus dem freien Stickstoff ermöglichen läßt.

Superphosphat wird aus dem dreibasisch phosphorsauren Kalk der Rohphosphate, der Rohguanos, der Knochen und anderer Materialien durch Behandeln mit Schwefelsäure gewonnen; dabei wird die Phosphorsäure in das wasserlösliche Monocalciumphosphat übergeführt, und beruht der Wert der Superphosphate auf dem Gehalt an wasserlöslicher Phosphorsäure. Zwar wird diese Phosphorsäure im Boden je nach der Beschaffenheit des Bodens wieder mehr oder weniger in Dicalciumphosphat übergeführt, jedoch bleibt die Phosphorsäure auch in dieser [158] Form noch für die Pflanzen gut ausnutzbar. Größere Mengen von Tonerde und Eisen in den Rohmaterialien erschweren ihren Aufschluß mit Schwefelsäure und geben Anlaß zum Zurückgehen der Phosphorsäure, d.h. zum Unlöslichwerden eines Teiles der Phosphorsäure in Wasser, indem sich wasserunlösliches Eisen- bezw. Tonerdephosphat bildet. Doppelsuperphosphate mit 36–40% wasserlöslicher Phosphorsäure erhält man durch Aufschließen hochprozentiger Rohphosphate mit Phosphorsäure. Die Phosphorsäure der Superphosphate ist leicht aufnehmbar für die Pflanzen; sie ist auf allen Böden, besonders aber den besseren Böden gut brauchbar. Durch das Vermischen mit schwefelsaurem Ammoniak oder mit Salpeter erhält man Ammoniaksuperphosphat bezw. Salpetersuperphosphat.

Thomasphosphatmehl ist die bei der Gewinnung von phosphorfreiem Stahl nach dem Thomasverfahren abfallende gemahlene Schlacke. Sie wird nach dem Gehalt an in 2 prozentiger Zitronensäure löslicher Phosphorsäure bewertet. Sie enthält 13–20% zitronensäurelösliche Phosphorsäure. Thomasmehl ist für alle Bodenarten, besonders aber für die leichteren Sandböden und humusreichen Moorböden ein guter Phosphorsäuredünger; es steht hier in der Wirkung dem Superphosphat nicht viel nach. Auch für Wiesen und Weiden ist Thomasmehl gut brauchbar. Da es stets freien Kalk enthält, darf es nicht gleichzeitig mit ammoniakhaltigem Dünger ausgestreut werden. Rhenaniaphosphat steht in der Wirkung dem Thomasmehl nahe; es wird durch Schmelzen von Rohphosphaten mit Phonolithen erhalten. Je nach der Stärke dieses Schmelzprozesses ist die Löslichkeit der Phosphorsäure verschieden und wechselt dementsprechend auch ihre Wirksamkeit. Aehnlich ist das Germaniaphosphat ein Glühphosphat aus Lahnphosphoriten und Kalisalzen, und das Schröderphosphat ein solches aus Rohphosphaten und Karnallit. Wolters Phosphat wird durch Schmelzen von Rohphosphaten mit saurem schwefelsaurem Natron, kohlensaurem Kalk, Sand und Kohle erhalten und steht in der Wirkung dem Superphosphat nahe. Palmaerphosphat wird in Schweden aus Rohphosphaten und Natriumchlorid auf elektrolytischem Wege gewonnen.

Rohphosphate als solche sind für Düngezwecke nicht brauchbar.

Als Kalirohsalze kommen für Düngezwecke in den Handel: Kainit, Hartsalz, Karnallit, die wegen ihres mehr oder weniger hohen Gehaltes an Natrium- und Magnesiumchlorid in manchen Fällen bei der Düngung besser durch die konzentrierten Kalisalze ersetzt werden. Letztere werden aus den Rohsalzen durch Auslaugen und Umkristallisieren oder durch Mischen von diesen Fabrikaten mit Rohsalzen hergestellt. Hierher gehören die Kalidüngesalze mit 20–22% oder 30–32% oder 40–42% Kali. Ferner sind zu nennen: Chlorkalium mit 50–62% Kali, schwefelsaures Kali mit 48–52% Kali und schwefelsaure Kalimagnesia mit 26–27% Kali. Die letzteren chlorfreien Kalidünger sind besonders bei Kartoffeln, Rüben und Tabak anzuwenden; sie sind hier vor allem dann am Platze, wenn die Kalidüngung nicht zeitig im Herbst stattfinden kann. Außer durch die unmittelbar ernährende Wirkung durch den Kaligehalt wirken die Kalisalze und hier wieder in erster Linie die Rohsalze aufschließend auf die Bodennährstoffe, besonders auf Phosphorsäure und Kalk.

Andere Kalidünger kommen für uns kaum in Frage. Der vielfach als solcher empfohlene Phonolith ist für die Kalidüngung nicht brauchbar.

Kalkdünger wirkt teils unmittelbar ernährend, teils soll er auf die physikalischen Eigenschaften des Bodens verbessernd einwirken und so mittelbar die Ernährung der Pflanzen fördern. Als Kalkdünger kommen vor: Kohlensaurer Kalk in gemahlenem Kalkstein oder Mergel, gebrannter Kalk, Kalkasche, ein Abfall beim Brennen des Kalksteins, Scheidekalk, ein Abfall aus der Zuckerfabrik, Graukalk oder dolomitischer Kalk, der durch einen höheren Gehalt an Magnesia ausgezeichnet ist, Gips, der den Kalk an Schwefelsäure gebunden erhält. Endlaugenkalk wird durch Löschen von gebranntem Kalk mit chlormagnesiumhaltiger Endlauge der Chlorkaliumfabriken erhalten. Ebenso wie dieser Kalk sind auch andere Abfallkalke zu prüfen, ob der Preis dem Kalkgehalt entspricht; in den meisten Fällen ist es nicht der Fall. Außerdem sind diese Abfallkalke auf pflanzenschädliche Stoffe zu prüfen. Mischkalke aus Aetzkalk und kohlensaurem Kalk wie Kalkonit verdienen keine Bevorzugung und darum auch keinen höheren Preis als ihrem Kalkgehalt entspricht. Die Wirkung der Kalkdünger ist um so schneller und stärker, je mehr der Kalk als Aetzkalk vorherrscht; kohlensaurer Kalk wirkt langsamer, aber anhaltender. Aetzkalk wird auf den schwereren Böden bevorzugt, während er auf leichteren Böden leicht zu hitzig wirkt und hier daher mehr der kohlensaure Kalk angebracht ist.

Ueber Reizdünger und Bakteriendünger vgl. unter Bodenchemie.

Literatur: M. Hoffmann, Düngerfibel, Flugschr. der D.L.-G. – W. Kleeberger, Grundzüge der Pflanzenernährungslehre und Düngerlehre, Hannover 1915. – H.C. Müller, Wolffs Düngerlehre, Berlin 1919. – O. Lemmermann, Die Düngerlehre, Leipzig 1902. – O. Nolte, Dünger und Düngen, Berlin 1918. – L. Schucht, Die Fabrikation des Superphosphats, Braunschweig 1903.

E. Haselhoff.