Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung eines neuartigen Langzeitdüngers durch Mikroverkapselung von Pflanzennährstoffen in Gewebepartikeln
Teilprojekt: Verfahrensentwicklung, Produktcharakterisierung und Anwendungsuntersuchungen im Labormaßstab zur Mikroverkapselung von Pflanzennährstoffen in pflanzlichen Gewebepartikeln

Projektlaufzeit: 04/2002 - 09/2004

Das Ziel des Vorhabens bestand in der Entwicklung eines neuen Trägermaterials und einer neuen Technologie zur Mikroverkapselung von Pflanzennährstoffen, um Langzeitdünger mit einstellbarer Wirkungsdauer kostengünstig und ökologisch herzustellen.

Die im Teilprojekt des IASP durchgeführten Arbeiten umfassten im wesentlichen

• die Verfahrens- und Produktentwicklung im Labormaßstab,
• die Anwendungserprobung in Gewächshaus- und Freilandversuchen sowie
• die Charakterisierung von technischen und technologischen Produkteigenschaften.

Als Trägermaterial kamen pflanzliche Abprodukte der Lebensmittelverarbeitung wie Obsttrester und Zuckerrübenschnitzel zum Einsatz, in deren zellulare Hohlraumstruktur anorganische Stickstoff-, Phosphor- und Kaliquellen eingelagert wurden. Um den Verkapselungseffekt zu erhöhen, d. h. die Nährstoffabgabe über einen längeren Zeitraum zu verzögern, wurden verschiedene physikalische, chemische und enzymatische Modifizierungen an der Gewebe- und Zellwandstruktur vorgenommen sowie eine Reihe stabilisierender Zusätze erprobt. Ein weiterer Schwerpunkt war die Entwicklung einer Laborschnellmethode zur Charakterisierung der Langzeitwirkung. Damit wurde es möglich, eine größere Zahl an Verkapselungsvarianten in einer begrenzten Projektlaufzeit zu bewerten.

Zur Verkapselung von Nährstoffquellen in Zuckerrübenschnitzeln und Obsttrestern bieten sich zwei Grundvarianten an:

1. Verkapselung von Nährstoffgemischen ohne Anwendung weiterer Stabilisierungsmittel: Es können Nährstoffgehalte von bis zu 50 % in Bezug auf die Trockenmasse des Endproduktes eingestellt werden. Die Nährstoffzusammensetzung kann durch Auswahl von entsprechenden Nährsalzen an verschiedenste Standort- bzw. Kulturansprüche angepasst werden. Allerdings ist die Nährstofffixierung im Vergleich zur folgenden Variante geringerer.
2. Verkapselung von Nährstoffen mit zusätzlichen Stabilisierungsmitteln wie Kaliwasserglas oder Kasein: In Abhängigkeit von der Dosierung des Stabilisierungsmittels lassen sich verschiedene Retentionsgrade einstellen. Die nach diesem Verfahren hergestellten Produkte setzen die Nährstoffe mit einer Kinetik frei, die der von kommerziellem Langzeitdünger vergleichbar ist. Im Gewächshausversuch wurde eine Wirkungsdauer von mindestens 3 bis 4 Monaten nachgewiesen.

Gegenüber kommerziellen Produkten unterscheiden sich die Eigenentwicklungen

• im Einsatz preiswerter Verkapselungsrohstoffe,
• in der Anwendung einfacher Herstellungsverfahren,
• im natürlichen Ursprung, der biologischen Abbaubarkeit und der ökologisch unbedenklichen Anwendung sowie
• in der Funktion der Kapseln als Kohlenstoffquelle für Humus bildende Bodenorganismen.

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Kooperationspartner

• Gruene Daecher GmbH, Kirchheim

Projektträger

AiF

Ansprechpartner IASP

Dr. Kabbert

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