Biuret, auch als Dibiuret bekannt, ist ein wichtiges Thema in der Landwirtschaft und bei Düngemitteln. Als unvermeidliches Nebenprodukt der Harnstoffproduktion kommt Biuret zwar in geringen Mengen vor, kann jedoch potenzielle Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum und die Umwelt haben.
Dieser Artikel bietet eine detaillierte Analyse von Biuret, einschließlich seiner Herkunft, Eigenschaften, Vorteile und Nachteile, potenziellen Gefahren, Nachweismethoden, Präventionsstrategien und Abhilfemaßnahmen, um ein besseres Verständnis für diese Verbindung zu ermöglichen.
I. I. Was ist Biuret? Eigenschaften und Entstehung
Definition:
Biuret ist ein Nebenprodukt, das entsteht, wenn Harnstoff unter Hochtemperaturbedingungen eine Dehydrations-Kondensationsreaktion durchläuft. Es tritt als Verunreinigung in harnstoffbasierten Düngemitteln auf, und seine Bildung steht in engem Zusammenhang mit den Produktionsprozessen.
1. Chemische Formel:
NH2−CO−NH−CO−NH2
2. Eigenschaften:
Erscheinungsbild: Weißes oder blassgelbes kristallines Pulver mit starker Hygroskopizität.
Löslichkeit: Löslich in Wasser und Ethanol.
Chemische Stabilität: Zerfällt langsam in wässrigen Lösungen und setzt schließlich Ammoniak und Kohlendioxid frei.
3. Entstehungsmechanismus: Biuret wird häufig in harnstoffbasierten Düngemitteln (z. B. Mehrnährstoffdüngern) während der Granulation bei hohen Temperaturen (über 130 °C) gebildet. Längere Hitzeeinwirkung erhöht den Biuretantel:
Hauptverfahren: Rotationsgranulation, Turmgranulation und Ammoniakgranulation.
Folgen schlechter Kontrolle: Wenn die Produktionstemperatur 170 °C überschreitet oder die Zeit schlecht verwaltet wird, erhöht sich der Biuretantel erheblich, was das Risiko einer phytotoxischen Wirkung des Düngemittels steigert.
II. Nachweis von Biuret und Standards
Nachweismethoden:
Spektrophotometrie:
Nutzt die chromogene Reaktion zwischen Biuret und Kupfersalzen, um Konzentrationen bei spezifischen Wellenlängen zu messen. Diese Methode ist einfach und für industrielle Anwendungen geeignet.
Hochleistungsflüssigchromatographie (HPLC):
Eine präzisere Methode, die gleichzeitig Harnstoff- und Biuretantel bestimmen kann, ideal für Forschung und hochpräzise Anforderungen.
Internationale Standards:
Strenge Grenzwerte für Biuretgehalt in Harnstoffdüngemitteln gelten in verschiedenen Ländern:
China:
Premium-Harnstoff: Biuretantel ≤ 0,9 %.
Standard-Harnstoff: Biuretantel ≤ 1,5 %.
Europäische Union: Biuretantel ≤ 0,5 %.
Vereinigte Staaten: Biuretantel ≤ 1 %.
III. Auswirkungen von Biuret auf Pflanzen
1.Potenzielle Vorteile:
Langsam freisetzende Stickstoffquelle:
Biuret zerfällt langsam und bietet über längere Zeit eine stabile Stickstoffversorgung, was es für bestimmte Dauerkulturen geeignet macht.
Verbesserte Proteinsynthese:
Bei kontrollierter Anwendung beteiligt sich Biuret indirekt am Pflanzenstoffwechsel und fördert Photosynthese und Proteinsynthese.
Umweltstabilität:
Unter bestimmten Bodenbedingungen ist Biuret stabiler als Harnstoff und reduziert Stickstoffverluste durch Volatilisation.
2. Negative Auswirkungen:
Ein übermäßiger Biuretantel in Harnstoffdüngemitteln kann erhebliche Schäden verursachen:
Wurzelschäden:
Biuret hemmt das Wachstum feiner Wurzeln, die für die Nährstoff- und Wasseraufnahme unerlässlich sind, und führt zu „Wurzelverbrennungen“ oder deformierten Wurzelstrukturen.
Beeinträchtigte Photosynthese:
Bei Blattdüngung verursacht Biuret Blattverbrennungen, Vergilbung und Blattabfall, was die Photosyntheseeffizienz verringert und die Erträge beeinträchtigt.
Schädigung von Keimlingen:
Düngemittel mit einem Biuretantel >1 % sind als Saat- oder Keimlingsdünger ungeeignet. Ein Anteil >2 % verringert die Keimraten und das Wachstum von Keimlingen erheblich.
Symptome einer Biuretvergiftung:
Vergilbung und Kräuseln der Blattspitzen.
Schwarze oder verkürzte Wurzeln.
Wachstumsverlangsamung und Welken der Pflanzen.
Abnormale Fruchtentwicklung.
IV. Wie man die Auswirkungen von Biuret auf Pflanzen mindert
Präventive Maßnahmen:
Hochwertigen Harnstoff wählen:
Landwirte sollten Harnstoff mit geringem Biuretantel wählen, insbesondere für empfindliche Kulturen wie Obstbäume, Gemüse und Reis.
Kontrollierte Anwendungsmethoden:
Vermeiden Sie den direkten Kontakt zwischen Harnstoff und Samen oder Keimlingen. Bringen Sie den Dünger schnell in den Boden ein, um Wurzelschäden zu reduzieren.
Wissenschaftliche Düngung:
Verwenden Sie eine Strategie mit „kleinen, aber häufigen“ Düngergaben, um die Nährstoffaufnahme zu maximieren und die Biuretoxizität zu minimieren.
Abhilfemaßnahmen:
Verdünnung durch Bewässerung:
Erhöhen Sie die Bewässerungshäufigkeit, um die Biuretkonzentration in der Wurzelzone zu verdünnen und die schädlichen Auswirkungen zu verringern.
Anwendung organischer Düngemittel:
Organische Düngemittel fördern die mikrobielle Aktivität im Boden und beschleunigen den Abbau von Biuret.
Blattdüngung:
Sprühen Sie 0,2 %–0,3 % Kaliumdihydrogenphosphat, Brassinolid oder aminosäurebasierte Düngemittel, um die Pflanzenresilienz und -regeneration zu fördern.
Kulturwechsel:
Bei stark kontaminierten Böden sollten Bodenverbesserungsmaßnahmen ergriffen oder biurettolerante Kulturen angebaut werden.
V. Fazit
Biuret ist ein häufiges Nebenprodukt der Harnstoffproduktion, dessen Bildung eng mit den Herstellungsprozessen verbunden ist. Während Biuret unter kontrollierten Bedingungen einige landwirtschaftliche Vorteile bietet, unterstreichen seine potenziellen Schäden an Pflanzen die Notwendigkeit, seinen Gehalt zu regulieren.Durch sorgfältige Düngerauswahl, wissenschaftliche Anwendung und effektive Minderungsstrategien können Landwirte die negativen Auswirkungen von Biuret minimieren und eine sichere und effiziente landwirtschaftliche Praxis gewährleisten.
Die Sensibilisierung und technologische Weiterentwicklung zur Produktion von Harnstoffdüngemitteln mit geringem Biuretantel sind entscheidend, um Umweltrisiken zu reduzieren und eine nachhaltige Landwirtschaft zu unterstützen.
Comments