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Pflanzenwuchsregulierungmittel
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren, um den normalen Zyklus des Pflanzenwuchses zu ändern bzw. das Wachstum der Pflanzen auf verschiedene Weise zu regeln, was im folgender. näher erläutert wird. Erfindungsgemäss w1rd 2, 3-Dichlorisobuttersäure oder ein lösliches Salz derselben auf eine Pflanze oder auf ihre Umgebung vor der Keimung oder in einer bestimmten Entwicklungs- oder Wachstumsstufe in einer solchen Konzentration und Menge angewandt, dass die gewünschte Wirkung erzielt wird. Wie und in welchem Ausmass die Pflanze bei dieser Anwendung reagiert, ist z.
B. von der Pflanzenart, der Entwicklungsstufe, der angewandten Menge an dem erfindungsgemässen Mittel, seiner Konzentration und den Bedingungen abhängig, unter denen die Pflanze sich entwickelt. Insbesondere wird erfindungsgemäss eine der vorstehend genannten Verbindungen auf Pflanzen oder deren Umgebung in geeigneten Mengen und Konzentrationen irgendwann vor der Reife der Blüten aufgebracht und hierdurch eine nichtnormale Blütenentwicklung ausgelöst. Es - können 2 Arten von nicht-normaler Blütenentwicklung erhalten werden. Einmal erfolgt bei Pflanzen, deren Blüten normalerweise selbstbestäubend sind, nicht-normale Blütenentwicklung, und anschliessend werden die Blüten abgesto- ssen.
Anderseits tritt bei Pflanzen, die sich normalerweise gegenseitig bestäuben und bei einhäusigen Pflanzen nicht-normale Blütenentwicklung ein, aber die Blüten werden nicht unbedingt abgestossen. Es ist ausserordentlich wichtig, zu betonen, dass die vorstehend angegebene, nicht-normale physiologische Entwicklung, die durch die erfindungsgemässen Verbindungen ausgelöst wird, von der Menge an-auf die Pflanze oder deren Umgebungaufgebrachtem Mittel, der Pflanzenart, der Entwicklungsstufe und von den Bedingungen, unter denen die Pflanze sich entwickelt, abhängig ist, da darin ein wichtiges Merkmal dieser Erfindung zu sehen ist.
Es ist schon vorgeschlagen worden, andere chlorierte Säuren zu verwenden, um Pflan- zen zu zerstören, den Verlust ihres Blattwerkes herbeizuführen oder das Wachstum der Pflanzen zu inhibieren. In einigen Fällen wurde beobachtet, dass eigentümliche Wachstumsveränderungen erfolgen, und es ist versucht worden, diese bisher erprobten Substanzen zur Regelung des Wachstums zu verwenden. Dies war jedoch ausserordentlich schwierig, da die Spanne zwischen dem Wert, bei dem eine gewünschte Wirkung erhalten wird, und dem Wert, bei dem diese Substanzen phytotoxisch sind, zu gering ist und somit die Bedingungen für ein zweckmässige Regelung des Wachstums, ohne dass die Substanzen phytotoxisch wirken, im Hinblick auf eine praktische Verwendbarkeit zu entscheidend sind.
Weiterhin ist im Hinblick auf die ausgelöste physiologisch unnormale Blütenentwicklung und anschliessendes Abstossen der Blüten die Spanne zwischen dieser gewünschten Wirkung und einer andern Wirkung ebenfalls ausschlaggebend.
Es wurde nun gefunden, dass 2, 3-Dichlorisobuttersäure und deren lösliche Salze sich insofern ungewöhnlich verhalten, als sie über einen breiten Konzentrations- und Mengenbereich angewandt werden können, um sehr verschiedene Wirkungen auf die Pflanzen auszuüben. Man kann sie einmal in solcher Menge anwenden, dass die Pflanzen zerstört werden, man kann sie aber auch in geringeren Mengen verwenden, um die erwähnten ungewöhnlichen Wirkungen auf die Blüten auszulösen, ohne dass diese Verbindungen in unzulässig hohem Masse phytotoxisch wirken. Die Konzentration und die Menge sind von der Pflanzenart, ihrer Entwicklungsstufe und den Bedingungen während oder nach der Anwendung abhängig.
Da zahlreiche Faktoren, auf denen das Pflanzenwachstum beruht, nicht geregelt werden können, ist es wesentlich, dass das angewandte Mittel in einem breiten Bereich sicher angewandt werden kann, wie es bei diesen besonderen Mitteln der Fall ist.
Betont sei, dass bei den vorliegenden Verbindungen, um eine gewünschte Wirkung auf
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die Blüten der Pflanzen zu erzielen, die angewandte Menge des Mittels ausserordentlich ausschlaggebend ist. Weiterhin wurde schon weiter oben ausgeführt, dass 2, 3-Dichlorisobuttersäure und deren Salze innerhalb des günstigen Bereichs der zur Anwendung gelangenden Mengen nicht phytotoxisch sind u. zw. im Gegensatz zu andern chlorierten aliphatischen Säuren, die erheblich phytotoxisch sind ; folglich lassen sich die 2, 3-Dichlorisobuttersäure und deren Salze in einem verhältnismässig breiten Bereich sicher anwenden.
Um diese Unterschiede zwischen den andern chlorierten aliphatischen Säuren und Salzen und den erfindungsgemässen Verbindungen hinreichend aufzuzeigen, ist es wesentlich, dass die Menge an auf die Pflanzen angewandter Verbindung sorgfältig geregelt wird. Es wurde gefunden, dass die Menge an angewandten Verbindungen ausserordentlich gut geregelt werden kann, wenn man eine Präzisionssprühvorrichtung verwendet. Die Sprühvorrichtung ist so geeicht, dass eine bekannte Menge an Chemi- kation in kgf4000 m2 in einem bekannten Trä- gervolumen in 114000 m2 versprüht wird. Die zur Anwendung gelangenden Mengen in kg/
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Ausdrucksweise auf dem Gebiet der Pflan- zenwachstumsregelung jetzt allgemein angewandt.
In den in dieser Beschreibung angeführten Beispielen werden deshalb die zur Anwendung gelangenden Mengen in kg/4000 m2 angegeben, jedoch werden ferner auch die angewandten Substanzkonzentrationen angeführt, da diese Bezeichnung bisher auf diesem Gebiet benutzt wurde. Wenn nicht anders vermerkt, werden die Verbindungen in einem Träger volumen von 190 1/4000 m2 angewandt.
Da die erfindungsgemässen Verbindungen übertragen bzw. weiter transportiert werden, kann das Trägervolumen über einen breiten Bereich verändert werden, d. h. die Konzentration der Lösung kann verändert werden, ohne dass das endgültige Ergebnis merklich beein- fluss' : wird.
Die löslichen Salze der 2, 3-Dichlorisobutter- säure und auch die freie Säure werden auf die wachsende Pflanze oder deren Umgebung
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wässrigen Sprays) angewandt, wobei die zur Anwendung gelangende Menge der angewandten Substanz von der Form, in der diese aufgebracht wird, der Pflanzenart, der Entwicklungsstufe der Pflanze und andern Faktoren abhängt. Diese Salze und die Säure üben eine tiefgreifende Wirkung auf die Entwicklung der Pflanze aus. Eine der wichtigsten Wirkungen ist die, die auf die Blütenentwicklung der behandelten Pflanze, wie schon angegeben wur- de, ausgeübt wird. So wurden z. B.
Buschbohnen der Abart Bountiful, die im Treibhaus gewachsen waren, mit ! \'atrium-2, 3-dichlo- risobutyrat in einer Menge von 0, 113 kg/ 4000 m2 in einem Trägervolumen von 1901/ 4000 m2 12 Tage nach der Aussaat behandelt.
In diesem Stadium begann gerade der erste Satz der dreiblättrigen Triebe zu treiben, jedoch konnten keine Blutenknospen festgestellt werden. Das weitere Wachstum der behandelten Pflanzen verlief normal, nur dass 20 Tage nach der Behandlung alle Blüten abgestossen wurden und an den behandelten Pflanzen demzufolge auch keinerlei Frucht erhalten wurde, während sich auf nicht-behandelten Vergleichspflanzen Früchte entwickelten. Nach dem Abstossen der ersten Bohnenblüten entwickelten sich jedoch neue Blüten, die Bohnen in einer solchen Menge bildeten, dass 35 Tage nach der Behandlung die behandelten Pflanzen 80 os mehr Frucht ergaben als die nicht-behandelten Vergleichspflanzen.
Ein entsprechendes Er-
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und der Säure erhaltene grössere Ertrag ist offensichtlich darauf zurückzuführen, dass durch die Behandlung der Pflanzen die Lebensdauer über die der nicht-behandelten Vergleichspflanzen hinaus verlängert wird. Während die behandelten Pflanzen noch grün und in kräftigem Wuchs waren, als die letzten AngagenüberdenErtragerhaltenwurden, wardas Wachstum der nicht-behandelten Vergleich-.- pflanzen abgeschlossen. deren Blätter wurden braun und die Bohnenfrüchte begannen zu trocknen. Die mikroskopische Untersuchung der abgestossenen Blüten zeigte eine abnormale Entwicklung der männlichen Gametophyten, und die Blüten wurden abgestossen, weil keine Befruchtung eintreten konnte.
Dann kann auch eine abnormale Entwicklung der weiblichen Gametophyten eingetreten sein, jedoch lässt sich dies durch einfache mikroskopische Untersuchung, wenn nicht eine erhebliche Schädigung bzw. Beeinträchtigung vorliegt. nicht feststellen.
Chlorierte aliphatische Säuren und Salze, die absorbiert und am leichtesten innerhalb der Pflanze weitertransportiert werden, sind gegenüber den pflanzlichen Geweben am stärksten phytotoxisch. Um jedoch eine abnormale Blütenentwicklung durch Sterilisieren der männlichen und/oder weiblichen Gametophyten herbeizuführen, muss die Substanz absorbiert und weitertransportiert werden. Demzufolge muss im Hinblick auf die praktische Verwendung die wirksame Verbindung bis zu einem gewissen Grade innerhalb der behandelten Pflanzen weitertransportiert werden, jedoch nicht in einem solchen Ausmass, dass eine phytotoxische Wirkung eintritt.
Wenn die zur Anwendung gelangenden Men-
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gen geringer als 0,113 kg/4000 m2 sind, kann ein 100o/o-iges Abstossen der Bohnenblüten nicht erzielt werden, dennoch werden aber die Erträge erhöht.
Es wurde beobachtet, dass bei Anwendung von Mengen an 2, 3-Dichlorisobutyraten, die nicht ein vollständiges Abstossen der ersten Bohnenblüten herbeiführen, die Blüten und später auch die Bohnenfrüchte weitaus fester an ihren Stielen haften, als die der nicht behandelten Vergleichspflanzen. Wenn die zur Anwendung gelangenden Mengen mehr als 0, 113kgj4000m2, z. B. 0, 45-1, 35kg/4000 M2 betragen, kann-mindestens bei Buschbohnen-die ausgelöste Abstossung des ersten Blütensatzes und der Blüten, die später ansetzen, dazu führen, dass der endgültige Bohnenertrag von im Treibhaus gewachsenen Pflanzen nicht so hoch ist, wie der Ertrag von nicht-behandelten Vergleichspflanzen.
Bei zur Anwendung gelangenden Mengen von mehr
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ausschlaggebend, und die besondere physologische Wirkung der Verbindungen auf die Blüten lässt sich nicht mehr von einer nicht-spezifischen, phytotoxischen Wirkung trennen. Die zur Anwendung gelangenden Mengen bei andern Pflanzenarten und - abarten (als Buschbohnen) kann, wenn eine bestimmte Wachstumswirkung erzielt werden soll, gegenüber der im Falle von BountifulBuschbohnen erhaltenen etwas unterschiedlich sein.
Es wurden Feldversuche mit Springbohnen der Abart Black Valentine durchgeführt. Die Versuchsböden wurden mit Lösungen einer Reihe von Natriumsalzen chlorierter aliphatischer Monocarbonsäuren besprüht und untereinander und mit Vergleichsböden, die nicht besprüht wurden, verglichen. Die Böden wurden 2 Wochen nach dem Pflanzen der Bohnen mit 0, 45 kg/4000 m2 (Konzentration 0, 240/0) besprüht. 49, 55 und 64 Tage nach der Behandlung wurden 12 einzelne Pflanzen einer jeden Behandlungsreihe untersucht. Auf den mit dem Salz der 2, 3-Dichlorisobuttersäure behandelten Pflanzen waren zu dem Zeitpunkt, als auf den nicht-behandelten Vergleichspflanzen die ersten Bohnen erschienen, praktisch keine Früchte gewachsen, d. h. die ersten Blüten der behandelten Pflanzen waren abgestossen worden. Später jedoch, nach dem 49.
Tag nach der Behandlung hatten sich Bohnenfrüchte angesetzt, und deren Zahl erhöhte sich ständig, bis nach 64 Tagen mehr Bohnen auf den so (d. h. mit den erfindungsgemässen Mitteln) be. sprühten Pflanzen erhalten wurden als auf den Vergleichspflanzen, die abtrockneten, während die behandelten Pflanzen frisch grün und im weiteren Wuchs waren.
Die vorstehend erläuterte spezifische phy- siologische Wirkung des Natrium-2, 3-dichlori- sobutyrats ist nicht auf dieses Salz beschränkt, denn ähnliche Ergebnisse können bei Verwendung der freien Säure oder anderer löslicher Salze erhalten werden. Weiterhin ist der Zeitpunkt der Anwendung der genannten Verbindungen an sich nicht ausschlaggebend, da Ergebnisse, die mit den vorstehend beschriebenen Vergleichsversuchen vergleichbar sind, auch erhalten werden können, wenn man die Pflanzen zu irgendeinem anderen Zeitpunkt vor der Blütenentwicklung behandelt. Ähnliche Ergeb- nisse wie die vorstehenden können erhalten werden, wenn man den Boden vor oder nach dem Pflanzen und bevor der keimende Sämling über der Oberfläche erscheint, behandelt.
Die gewünschten Wirkungen können nur durch
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jeweiligen Pflanzenart und-abart, der Entwicklungsstufe und den Bedingungen während und nach der Anwendung der Mittel abhängig sind.
Die obigen Beispiele zeigten zusammen mit anderen Versuchen, dass die zur Anwendung gelangenden Mengen und der Zeitpunkt der Anwendung von 2, 3-Dichlorisobuttersäure und deren Salzen, die keine ungünstigen phytotoxischen Wirkungen ausüben ; nicht so ausschlaggebend sind wie bei der Verwendung anderer chlorierter aliphatischer Säuren und von deren Salzen.
Die vorliegende Erfindung besitzt erhebliche Bedeutung und kann in vielen Fällen ausserordentlich vorteilhaft angewandt werden.
Ausser Bohnen können auch Leguminosen, wie Erbsen, Limabohnen und Sojabohnen, mit den erfindungsgemässen Mitteln behandelt werden, um Abstossung der frühen Blüten, frühere Reifung der Früchte und ausserordentliche Erhöhung des Ertrages an Früchten zu bewirken, indem die Lebensdauer der behandelten Pflanzen verlängert wird. Weiterhin kann diese Erfindung auf jede Pflanzenart oder-abart angewandt werden, die über eine längere Zeit hin Blüten entwickelt, weil die physiologische Lebensdauer der Pflanze über die normale Lebensdauer von nicht-behandelten Pflanzen hinaus verlängert werden kann. Bekanntlich lassen sich durch manuelle Abtrennung der frühen Blüten zahlreicher Ertragspflanzen erhöhte Erträge erzielen. Die vorliegende Erfindung eröffnet demzufolge einen Weg, um dies chemisch unter Arbeitseinsparung zu erreichen.
In Fällen, wo die frühen Blüten normalerweise nicht mit der Hand abgetrennt werden, weil sich hierdurch ein unwirtschaftlicher Bedarf an Arbeitskräften ergibt, ist es nun auf Grund der vorliegenden Erfindung möglich, die frühen Blüten wirtschaftlich zu entfernen.
Die erfindungsgemäss. verwendeten Mittel
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sind die löslichen Salze der 2, 3-Dichlorisobut- tersäure, vorwiegend das Natrium- und Kaliumsalz, oder auch die freie Säure. In gleicher Weise können auch Ammoniumsalze benutzt werden, die mit Aminen, Ammoniak oder quaternären Ammoniumgruppen gebildet werden.
'OIe Salze können leicht aus wässriger Lösung durch Versprühen oder Vernebeln aufgebracht werden. Die Säure kann aus einer wässrigen Dispersion oder bei sehr niedrigen Konzentrationen aus wässrigen Lösungen aufgebracht werden. Die Lösung oder Emulsion kann Netz- und/oder Haftmittel enthalten.
Die Kondensate von Polyglycerin und 01säure stellen eine interessante Unterklasse derartiger Mittel dar ; und wenn sie mit einem geringen Mengenanteil Phthalsäureanhydrid hergestellt werden, üben sie eine gewisse Haftwirkung wie auch eine Emulgier- und Netzwirkung aus.
Zur Aufbringung des Salzes oder der Säure kann man die Konzentration in relativ weitem Bereich verändern, wenn man berücksichtigt, dass der ausschlaggebendere Faktor die zur Anwendung gelangende Menge ist. Bei praktischer Durchführung muss man diese beiden Faktoren selbstverständlich gleichzeitig berücksichtigen. Die Konzentrationen können zweckmässigerweise etwa 0, 01-etwa 5 % oder mehr betragen, vorausgesetzt, dass die zur Anwendung gelangende Menge und das Anwendungsverfahren in Hinsicht auf die benutzten Konzentrationen zweckmässig sind.
An Stelle von Lösungen oder Emulsionen kann das 2, 3-Dichlorisobutyrat auch in Stäuben zur Anwendung gelangen. In diesem Falle werden feinteilige, inerte Feststoffe als Streckmittel und Träger verwendet, z. B. sind Substanzen, wie feinteilige Tone, Talkum, Pyrophyllyt, Diatomeenerde, Magnesiumcarbonat und Gemische von festen Trägern geeignet.
Zweckmässigerweise kann man derartigen Zubereitungen Dispergier- oder Netzmittel einverleiben, um Zusammenballung zu vermeiden und gleichmässige Verteilung zu erzielen.
Beim Auspflanzen von Erdbeerpflanzen im Frühjahr, d. h. bei Anlegung neuer Beete, ist es zweckmässig, dass man die Pflanzen während des ersten Jahres darin hindert, Erdbeerfrüchte anzusetzen. Durch manuelle Entfernung der Blüten im Verlauf des ersten Jahres ist es möglich, das vegative Wachstum zu fördern, so dass sich die Pflanzen kräftigen und im 2. und den folgenden Jahren bessere Erdbeeren ergeben.
Es wurde gefunden, dass 2, 3-Dichlorisobuttersäure und deren Salze in Mengen von 0, 45 - 2, 27 kgf4000 m2 (Konzentration 0, 24-l, 2o/o), wenn man sie bald nach dem Auspflanzen der Erdbeeren und vor Einsetzen des neuen Triebes anwendet, die normale Blütenentwicklung und den daraus folgenden Fruchtansatz verhindern, ohne dass sie den Pflanzen gegenüber phytotoxisch wirken.
Es wurden Versuche durchgeführt, um festzustellen, ob unerwünschte Pflanzenarten durch Unterbindung der Samenbildung bekämpft werden können. Zu diesen Versuchen wurden Ertragspflanzen wie auch verschiedene Unkrautarten herangezogen, u. zw. u. a. Gerste, Hafer, Weizen, Kornrade, Johnsongras, rotwurzeliger Gänsefuss, Jakobskreuzkraut und Wildhafer. Die Pflanzen wurden mit Lösungen von Natrium-2, 3-dichlorisobutyrat in Mengen von 0, 45, 1, 13, 2, 27, 3, 4 und 4, 5kg (4000m2 besprüht.
Bei Mengen von 2, 27kg aufwärts wurde die Samenbildung um 80-100o/o herabgesetzt, wobei gleichzeitig eine phytotoxische Wirkung bei diesen Mengen festgestellt wurde, während bei geringeren zur Anwendung gelangenden Mengen die Samenbildung in einem bestimmten Umfang verringert wurde, aber nur eine geringe phytotoxische Wirkung festgestellt werden konnte.
Die herbiziden Wirksamkeiten verschiedener chlorierter Carbonsäuren vor dem Aufbrechen der Sämlinge wurden ebenfalls untersucht.
Flache Schalen wurden mit Samen von Raygras und einer Rasengrasmischung (Chewings fescue, Meadow fescue, Kentucky bluegrass, Poa trivialis und Highland bent grass) bepflanzt. Bei Raygras betrug der Keimwert (emergence) 20 /o bei Verwendung von Na- trium-2, 2-dichlorpropionat und 3 oo bei Ver-
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2, 3-trichlorpropionat,gemisch betrug der Keimwert bei Verwendung von Natrium-2, 2-dichlorpropionat 10 oo und bei Natrium-2, 2, 3-trichlorpropionat 30 oto. Anderseits betrug bei Verwendung von Natrium- 2, 3-dichlorisobutyrat der Keimwert 90 solo.
Angewachsenes Rasengras, das mehrere Male gemäht worden war, wurde mit Natriumsalzen verschiedener chlorierter, aliphatischer Säuren in Mengen von 2, 27 kg ! 4000 m2 besprüht. Die Unterschiede mit Bezug auf die phytotoxische Wirkung waren deutlich zu erkennen. 2, 2-Dichlorpropionat und 2, 2, 3-Trichlorpropionat verbrannten das Gras sehr stark, während 2, 3-Dichlorisobutyrat allenfalls einen leichten, aber nicht-nachteiligen Spitzenbrand verursachte.
Selbstverständlich können auf Grund der einzigartigen selektiven Wirkung die 2, 3-Dichlorisobutyrate zur Unkrautbekämpfung in Rasenflächen vorteilhaft Anwendung finden. Dass diese selektive Wirkung in der Tat einzigartig ist, geht weiterhin daraus hervor, dass im allgemeinen chlorierte aliphatische Monocarbonsäuren gegenüber einkeimblättrigen Pflanzen vorwiegend phytotoxisch sind.
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Weiterhin kann aus den vorstehenden Beispielen geschlossen werden, dass Natrium-2, 3- dichlorisobutyrat und andere lösliche Dichlorisobutyrate nicht so leicht weitertransportiert werden wie die andern untersuchten, chlorierten Säuren und Salze, weil die herbizide Wirksamkeit gegenüber zahlreichen Pflanzenarten vor deren Aufbrechen ähnlich ist, jedoch nach dem Aufbrechen erhebliche Unterschiede erkennen lässt. Die Wirksamkeit vor dem Aufbrechen ist nicht vom Weitertransport abhängig, da die Verbindung während der Keimung wirken bzw. die Sämlinge in einen ausserordentlich frühen Stadium ihrer Entwicklung abtöten.
Mit andern Worten sind die intrinsischen, phytotoxischen Wirksamkeiten der chlorierten aliphatischen Monocarbonsäuren ähnlich, aber es werden zahlreiche Unterschiede zwischen der Wirksamkeit vor dem Aufbrechen und nach dem Aufbrechen erhalten, weil die unterschiedlichen, chlorierten ali- phatischen Monocarbonsäuren innerhalb der Pflanze nicht in gleichem Masse zu den verschiedenen Angriffspunkten weitertransportiert werden. Wegen dieser Unterschiede lassen sich 2, 3-Dichlorisobuttersäure und deren Salze in einem breiten Bereich sicher anwenden, wenn sie zur Unterbindung der Blütenentwicklung und für andere bestimmte Zwecke auf dem Gebiete der Pflanzenwachstumsregelung ver wendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Pflanzenwachstumsregelungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass es aus 2, 3-Dichlorisobuttersäure oder deren wasserlöslichen Salzen als wirksamen Bestandteil und einem inerten Träger besteht.