DE10000321A1

DE10000321A1 - Wäßrige Mittel, die Mikronährstoffe für Pflanzen enthalten

Info

Publication number: DE10000321A1
Application number: DE2000100321
Authority: DE
Inventors: Horst-Werner Wollenweber; Hans-Georg Mainx
Original assignee: Cognis Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Priority date: 2000-01-07
Filing date: 2000-01-07
Publication date: 2001-07-12
Also published as: AU2369701A; WO2001051432A1

Abstract

Wäßrige Mittel, die Mikronährstoffe für Pflanzen, wie Calcium, Kobalt, Magnesium, Mangan, Nickel und/oder Zink in Verbindung der allgemeinen Formel (I) DOLLAR A RO-(C¶2¶H¶4¶O)¶n¶(C¶3¶H¶6¶O)¶m¶-R' (I) DOLLAR A in der RO für einen Alkoholrest, ausgewählt aus der Gruppe der verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten einwertigen Alkohole mit 1 bis 6 C-Atomen oder Polyole mit 2 bis 12 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen steht in R' für Wasserstoff und/oder eine Estergruppe - CO-R'' steht, in der R'' einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 5 bis 29 C-Atomen bedeutet, n eine Zahl zwischen 1 und 50 ist und m Null ist oder eine Zahl zwischen 1 und 10 bedeutet, zeigen eine gesteigerte Penetration der Mikronährstoffe über die Blätter in die Pflanze.

Description

Die vorliegenden Erfindung betrifft wäßrige Mittel, die Mikronährstoffe für Pflanzen enthalten, ein Verfahren zur Steigerung des Pflanzenwachstums sowie die Verwendung von alkoxylierten Fettsäureestern zur Steigerung der Penetration von Mikronährstoffen in Pflanzen.

Pflanzen benötigen zum Wachstum neben Wasser, Stickstoff und Kohlendioxid, wenn auch in untergeordnete Mengen noch sogenannte Mikronährstoffe. Darunter werden anorganische oder organische Verbindungen des Mangans, Calciums, Eisens, Magnesiums, Selens, Kobalts, Nickels und Zinks zusammengefasst, die zwar nur in sehr geringen Mengen für die Pflanzen verfügbar sein müssen, die aber trotzdem essentiell für das Pflanzenwachstum sind. Übliche Volldüngemittel enthalten daher z. B. auch diese Verbindungen für eine ausreichende Versorgung der Pflanzen. Allerdings werden die Mikronährstoffe, die häufig auch separat in Form wäßriger Formulierungen appliziert werden, nicht immer in ausreichendem Maße von den Pflanzen, insbesondere aufgrund der relativen Undurchlässigkeit der wachshaltigen, hydrophoben Kutikula der Pflanzenblätter, aufgenommen. Daher sind häufig relativ hoch konzentrierte Mittel, die daher vergleichsweise teuer sind notwendig, um eine ausreichende Versorgung der Pflanzen mit den essentiellen Nährstoffen zu ermöglichen.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß wäßrige Mittel, die Mikronährstoffe für Pflanzen und als Emulgatoren bestimmte alkoxylierte Fettsäureester enthalten eine sehr hohe Penetration dieser Wirkstoffe in die Pflanze ermöglichen.

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sind daher wäßrige Mittel, die Mikronährstoffe für Pflanzen enthalten und eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel (I)

RO-(C₂H₄O)_n(C₃H₆O)_m-R' (I)

in der RO für einen Alkoholrest, ausgewählt aus der Gruppe der verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten einwertigen Alkohole mit 1 bis 6 C-Atomen oder der Polyole mit 2 bis 12 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen steht und R' für Wasserstoff und/oder eine Gruppe -CO- R" steht, in der R" einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 5 bis 29 C-Atomen bedeutet, n eine Zahl zwischen 1 und 50 ist und m Null ist oder eine Zahl zwischen 1 und 10 bedeutet.

Die erfindungsgemäßen Mittel enthalten Mikronährstoffe für Pflanzen, vorzugsweise anorganische oder organische Verbindungen von Mangan, Calcium, Eisen, Magnesium, Selen, Kobalt, Nickel und/oder Zink. Vorzugsweise werden die Mikronährstoffe in Form ihrer anorganischen Salze eingesetzt, z. B. Carbonate, Sulfate oder Phosphate. Je nach Löslichkeit der Mikronährstoffe liegen die erfindungsgemäßen Mittel als Suspension oder Lösung vor.

Die alkoxylierten Verbindungen der Formel (I) sind bekannte Substanzen, die beispielsweise in der US 2,678,935, US 3,539,518, US 4,022,808 oder GB 1,050,497 beschrieben werden, deren Offenbarung auch Teil der vorliegenden Anmeldung ist.

Die Verbindungen der Formel (I) können durch alle dem Fachmann bekannten Methoden hergestellt werden, z. B. durch Veresterung von Fettsäuren mit alkoxyliertem Methanol, wie es die US 3,539,518 beschreibt. Dieses Verfahren ist jedoch mit einigen Nachteilen verbunden, es verläuft zweistufig, die Veresterung dauert sehr lange und die Produkte sind durch die hohen Reaktionstemperaturen gefärbt. Außerdem besitzen solchermaßen hergestellte Fettsäuremethylesterethoxylate nach der Veresterung relativ hohe OH-Zahlen, was für manche Anwendungen problematisch sein kann. Eine weitere Möglichkeit besteht in der direkten Umsetzung von Fettsäureestern mit Alkylenoxiden in Gegenwart von Übergangsmetallkatalysatoren, wie in der US 4,022,808 beschrieben. Vorzugsweise werden die Fettsäurealkylesteralkoxylate aber durch eine heterogen katalysierte Direktalkoxylierung von Fettsäurealkylestern mit Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an calcinierten bzw. hydrophobierten Hydrotalciten hergestellt. Dieses Syntheseverfahren sind in den Offenlegungsschriften WO 90/13533 und WO 91/15441, deren Offenbarung auch Teil der vorliegenden Anmeldung ist, ausführlich beschrieben. Die dabei entstehenden Produkte zeichnen sich durch eine niedrige OH-Zahl aus, die Reaktion wird einstufig durchgeführt und man erhält hellfarbige Produkte. Die als Ausgangsstoffe dienenden Fettsäurealkylester können sowohl aus natürlichen Ölen und Fetten gewonnen als auch auf synthetischem Wege hergestellt werden.

Die alkoxylierten Fettsäureester enthalten mindestens 1 Mol Ethylenoxidgruppen pro Mol Ester. Bevorzugt sind Verbindungen der Formel (I), die pro Mol Ester zwischen 1 und 50, vorzugsweise 1 und 30 Mol Ethylenoxid enthalten. Es ist bevorzugt, daß zusätzlich zu den Ethylenoxid-Einheiten noch zwischen einer und 10 Propylenoxidgruppen im Molekül enthalten sind. Bevorzugt sind auch solche Verbindungen der Formel (I), die zwischen 1 und 30 Mol Ethylenoxid pro Mol Ester und 1 bis 10 Mol Propylenoxidgruppen enthalten. Bei diesen gemischten Ethylenoxid/Propylenoxid-Addukten können sowohl solche Verbindungen verwendet werden, die mit einer Mischung aus Ethylenoxid und Propylenoxid umgesetzt wurden, aber auch Verbindungen, die in zwei getrennten Schritten mit Ethylenoxid und Propylenoxid umgesetzt wurden. Die Alkoxide verteilen sich in Abhängigkeit vom Herstellverfahren statistisch auf die vorhandenen OH-Gruppen.

Werden Verbindungen der Formel (I) eingesetzt, die als Alkoholrest RO Polyole enthalten, so beziehen sich die Angaben zur Menge der Ethylen- bzw. Propylenoxideinheiten (Indizes n und m) immer auf das gesamte Molekül. Die genaue Verteilung der Ethylen- bzw. Propylenoxideinheiten auf die verschiedenen Hydroxylgruppen der Polyole gehorcht aber bekanntermaßen einer vom Syntheseverfahren abhängigen statistischen Verteilungen.

Die Fettsäureesterreste -CO-R" enthalten Alkylreste R" mit 5 bis 29 C-Atomen. Als Fettsäurekomponente eignen sich natürliche oder synthetische Fettsäuren, insbesondere geradkettigte, gesättigte oder ungesättigte C₆-C₃₀ Fettsäuren, einschließlich technischer Gemische derselben, wie sie durch Fettspaltung aus tierischen und pflanzlichen Fetten und Ölen zugänglich sind, z. B. aus Kokosöl, Palmkernöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl, Rüböl, Baumwollsaatöl, Fischöl, Rindertalg und Schweineschmalz; spezielle Beispiele sind Capryl-, Caprin-, Laurin-, Laurolein-, Myristin-, Myristolein-, Palmitin-, Palmitolein-, Öl-, Elaidin-, Arachin-, Gadolein-, Behen- und Erucasäure.

Als Alkoholkomponente RO sind geradkettigte oder verzweigte, gesättigte oder ungesättigte einwertige Alkohole mit 1 bis 6 C-Atomen, z. B. Methanol, Ethanol, n- und i-Propanol, n- und i- Butanol, Pentanol, Hexanol, 2-Ethylhexanol und Cyclohexanol geeignet. Als Polyole mit 2 bis 6 C- Atomen können beispielsweise Ethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,2-Butylenglykol Glycerin oder Trimethylolpropan und Penthaerythrit verwendet werden.

Grundsätzlich sind alle Hydroxylgruppen der Alkohole mit den Alkoxiden substituiert, allerdings sind nicht alle endständigen Alkoxidreste mit Estergruppen verschlossen. Wird von Polyolen als Alkoholkomponente RO ausgegangen, wie Glycerin oder Ethylenglykol, können die Mittel daher sowohl Verbindungen der Formel (I) enthalten, die durch Umsetzung der Vollester als auch der Partialester mit Alkoxiden erhalten werden. Es sind aber solche Verbindungen der Formel (I) bevorzugt, bei denen alle Hydroxlygruppen der Alkohole alkoxyliert und weiterhin alle endständigen Alkoxid-Gruppen mit Estergruppen der Formel -CO-R" verschlossen sind. Bei diesen bevorzugten Verbindungen steht der Rest R" in der Formel (I) daher ausschließlich für einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 5 bis 29 C-Atomen.

In den erfindungsgemäßen Mitteln werden weiterhin vorzugsweise solche alkoxylierten Fettsäureester der Formel (I) eingesetzt, deren Fettsäurekomponente ausgewählt ist aus linearen, unverzweigten C₆ bis C₁₈ Fettsäuren und deren Alkoholkomponente Methanol darstellt, wobei diese Ester der Formel (I) vorzugsweise zwischen 1 und 3 Mol Propylenoxid und zwischen 1 und 6 Mol Ethylenoxid pro Mol Ester enthalten. Solche Verbindungen können beispielsweise durch die oben beschriebenen Reaktionen von Palmitin-, Stearin-, Olein-, Linolin- oder Linolensäure Laurin- und Myristinsäure bzw. deren Estern mit Alkoxiden erhalten werden.

Geeignet sind auch alkoxylierte Verbindungen, bei denen als Alkoholkomponente Glycerin verwendet wird und die Fettsäurekomponente ausgewählt wird aus gesättigten oder ungesättigten, verzweigten oder unverzweigten Fettsäuren mit 18 bis 22 C-Atomen und die Ester zwischen 1 und 3 Mol Ethylenoxid pro Mol Ester enthalten. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel (I), in denen n 5, 10 oder 30 bedeutet und m Null ist. Derartige Verbindungen können beispielsweise durch Umsetzung von Glycerinestern natürlicher Fettsäuren wie beispielsweise Palm-, Raps-, Soja- oder vorzugsweise von Ricinusöl mit Ethylenoxid erhalten werden.

Die in den erfindungsgemäßen Mitteln enthaltenen Verbindungen der Formel (I) sind nichtionische Verbindungen, die zusätzlich auch durch ihren HLB-Wert (hydrophilic-lipophilic-balance gemäß der Definition von Griffin; siehe Römpp Lexikon Chemie, 10. Auflage 1997, Seite 1764) charakterisiert werden können. Es sind solche Mittel bevorzugt, die Verbindungen der Formel (I) mit HLB-Werten zwischen 4 und 10 und insbesondere zwischen 5 und 9 enthalten.

Die Mittel enthalten mindestens einen Mikronährstoff, vorzugsweise aber Abmischungen verschiedener Mikronährstoffe in für die jeweilige Pflanze geeigneten Mengen. Bevorzugt sind Mittel, die zwischen 0,01 und 15 Gew.-% an Mikronährstoffen, bezogen auf das Gewicht der Mittel, enthalten. Es können aber noch weitere in Düngemittel üblicherweise enthaltende Bestandteile enthalten sein. Dazu zählen ammonium- und phosphorhaltige Verbindungen, wie Harnstoff und dessen Derivate oder Lecithine. Dazu zählen weiterhin Lösungsmittel, wie Ethlyen- oder Propylenglykole und C₁-C₆-Alkohole, feste Trägerstoffe, wie Lignin, Lignin-Derivate oder Tone und weitere bekannte Emulgatoren bzw. Dispergatoren. Besonders bevorzugt sind jedoch solche Mittel, die ausschließlich Emulgatoren der Formel (I) enthalten und ansonsten keine weiteren Emulgatoren oder Dispergatoren enthalten. Sind in den erfindungsgemäßen Mittel noch andere Bestandteile der oben angesprochenen Art enthalten, so liegen diese in Mengen von 0,01 bis 10 Gew.-% vor. Der Wasseranteil der erfindungsgemäßen Mittel liegt vorzugsweise zwischen 10 und 99,9 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 99 und insbesondere 50 bis 95 Gew.-%.

Die erfindungsgemäßen Mittel sind bei Temperaturen von über 30°C lagerstabil und lassen sich ohne Einwirkung hoher Scherkräfte, beispielsweise durch manuelles Umrühren, herstellen. Die erfindungsgemäßen Mittel bilden sich ohne Anwendung starker Scherkräfte, z. B. durch einfaches Umrühren per Hand. Die Verbindungen der Formel (I) können dazu beispielsweise in flüssiger Form vorgelegt werden. Anschließend wird dann der Wirkstoff zugegeben und diese Mischung in Wasser dispergiert. Werden Verbindung der Formel (I) mit Schmelzpunkten oberhalb der Raumtemperatur eingesetzt, können sie in geschmolzener Form verwendet werden. Es ist aber bevorzugt solche Verbindungen der Formel (I) einzusetzen, die einen Schmelzpunkt unterhalb von 25°C aufweisen. Es ist aber auch möglich zunächst eine Mischung des agrochemischen Wirkstoffs in Wasser herzustellen und diese Mischung anschließend durch Zugabe von Verbindungen der Formel (I) zu emulgieren bzw. dispergieren.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Steigerung des Pflanzenwachstums beansprucht, wobei auf die Pflanzen, vorzugsweise auf deren oberirdische Teile, eine wäßriges Mittel gemäß der oben beschriebenen Zusammensetzung aufgetragen wird, beispielsweise durch Aufsprühen.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindungen betrifft die Verwendung von Verbindungen der Formel (I) zur Steigerung der Penetration von Mikronährstoffen in Pflanzen. Die Kombination der Mikronährstoffe mit den Verbindungen der Formel (I) führt zu einer verbesserten Penetration in die Pflanze, vorzugsweise durch die wachshaltige Kutikula der Blattoberfläche. Prinzipiell können die Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung aber auch über die Wurzeln appliziert werden. Die Verwendung der Kombination aus Mikronährstoffen und Verbindungen der Formel (I) führt zu einer substantiellen Einsparung an Mikronährstoffen, die gegenüber dem Stand der Technik eine Verringerung der Konzentration an Mikronährstoffen in den Mittel um den Faktor 3 bis 10 ermöglicht.

Beispiele

Es wurden eine wäßrige Mangancarbonat-haltige Suspension hergestellt, die als erfindungsgemäßes Mittel eine Verbindung der Formel (I) mit RO = Glycerin, R' = COR" mit R" = C16-C18, m = 0, n = 10 enthielt. Die Verbindung der Formel (1) war in Mengen von 0,01 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Mittel, enthalten. Die Konzentration des MnCO₃ betrug 0,2 Gew.-%. 0,1 µl der wäßrigen Mittel wurden auf die Blätter von Tollkirschen aufgebracht. Anschließend wurde die Penetration nach 48 Stunden gemessen. Im Vergleich zu handelsüblichen Mittel, die ethoxyliertes Nonylphenol enthielten wurde eine deutlich gesteigerte Penetrationsrate gemessen.

Claims

1. Wäßriges Mittel, enthaltend Mikronährstoffe für Pflanzen, dadurch gekennzeichnet, daß es weiterhin mindestens eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel (I) enthält,
RO-(C₂H₄O)_n(C₃H₆O)_m-R' (I)
in der RO für einen Alkoholrest, ausgewählt aus der Gruppe der verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten einwertigen Alkohole mit 1 bis 6 C-Atomen oder der Polyole mit 2 bis 12 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen steht und R' für Wasserstoff und/oder eine Estergruppe -CO-R" steht, in der R" einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder unge sättigten Alkylrest mit 5 bis 29 C-Atomen bedeutet, n eine Zahl zwischen 1 und 50 ist und m Null ist oder eine Zahl zwischen 1 und 10 bedeutet.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungen der Formel (I) R" ausschließlich für einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 5 bis 29 C-Atomen steht.

3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungen der Formel (I) RO für einen Glycerinrest und R" für einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder unge sättigten Alkylrest mit 17 bis 21 C-Atomen steht.

4. Mittel nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungen der Formel (I) n eine Zahl zwischen 1 und 30 und m 0 oder eine Zahl zwischen 1 und 5 bedeutet.

5. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungen der Formel (I) n für 5, 10 oder 30 steht und m Null bedeutet.

6. Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungen der Formel (I) -CO-R" für einen Ricinolsäurerest und RO für einen Glycerinrest stehen.

7. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Verbindungen der Formel (I) RO für einen Methanolrest und R" für einen verzweigten oder linearen, gesättigten oder unge sättigten Alkylrest mit 5 bis 17 C-Atomen steht.

8. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Formel (I) einen HLB-Wert zwischen 4 und 10 aufweisen.

9. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen 0,01 und 1 Gew.-% an Verbindungen der Formel (I) enthalten.

10. Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikronährstoffe ausgewählt sind aus der Gruppe der organischen oder anorganischen Verbindungen von Mangan, Calcium, Eisen, Magnesium, Selen, Kobalt, Nickel und/oder Zink.

11. Verfahren zur Steigerung des Pflanzenwachstums, dadurch gekennzeichnet, daß man ein wäßriges Mittel gemäß Anspruch 1 auf die Blätter der Pflanzen aufbringt.

12. Verwendung von Verbindungen der Formel (I) zur Steigerung der Penetration von Mikronährstoffen in Pflanzen.