DE102004040726A1 - Verfahren zur integrierten Verkapselung von Pflanzensamen, phytoeffektiven Mikroorganismen und Zusatzstoffen in biologisch abbaubaren polymeren Hüllmaterialien - Google Patents
Verfahren zur integrierten Verkapselung von Pflanzensamen, phytoeffektiven Mikroorganismen und Zusatzstoffen in biologisch abbaubaren polymeren Hüllmaterialien Download PDFInfo
- Publication number
- DE102004040726A1 DE102004040726A1 DE102004040726A DE102004040726A DE102004040726A1 DE 102004040726 A1 DE102004040726 A1 DE 102004040726A1 DE 102004040726 A DE102004040726 A DE 102004040726A DE 102004040726 A DE102004040726 A DE 102004040726A DE 102004040726 A1 DE102004040726 A1 DE 102004040726A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- capsule
- seeds
- plant
- encapsulated
- combination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 239000002775 capsule Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 6
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 4
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 title claims abstract description 4
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 4
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 title claims abstract description 4
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 title claims abstract description 4
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 title abstract description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 title abstract 2
- 239000003230 hygroscopic agent Substances 0.000 title abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000009331 sowing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000035784 germination Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 32
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 20
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 claims description 15
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 15
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 9
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 8
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 7
- 241000219745 Lupinus Species 0.000 claims description 6
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 claims description 5
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 claims description 5
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims description 4
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 claims description 4
- 241001483078 Phyto Species 0.000 claims description 4
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 claims description 4
- 229940079919 digestives enzyme preparation Drugs 0.000 claims description 4
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 claims description 4
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 claims description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 claims description 3
- 240000004658 Medicago sativa Species 0.000 claims description 3
- 235000017587 Medicago sativa ssp. sativa Nutrition 0.000 claims description 3
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 claims description 3
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 claims description 2
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 claims description 2
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 claims description 2
- 102000004157 Hydrolases Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000604 Hydrolases Proteins 0.000 claims description 2
- 235000016815 Pisum sativum var arvense Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 claims description 2
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 claims description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 claims description 2
- 235000002096 Vicia faba var. equina Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 2
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 2
- 239000004621 biodegradable polymer Substances 0.000 claims description 2
- 229920002988 biodegradable polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920003174 cellulose-based polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 claims description 2
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000005489 dwarf bean Nutrition 0.000 claims description 2
- 244000013123 dwarf bean Species 0.000 claims description 2
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 claims description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 claims description 2
- 244000000000 soil microbiome Species 0.000 claims description 2
- 244000082988 Secale cereale Species 0.000 claims 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 claims 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 claims 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 abstract 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 229920006237 degradable polymer Polymers 0.000 abstract 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 abstract 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 abstract 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract 1
- 241000589180 Rhizobium Species 0.000 description 11
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003967 crop rotation Methods 0.000 description 4
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 3
- 239000004410 anthocyanin Substances 0.000 description 3
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 229960005486 vaccine Drugs 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000000618 nitrogen fertilizer Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 235000010958 polyglycerol polyricinoleate Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 230000031068 symbiosis, encompassing mutualism through parasitism Effects 0.000 description 2
- 241000193830 Bacillus <bacterium> Species 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000959699 Bradyrhizobium lupini Species 0.000 description 1
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 1
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 1
- 241000589540 Pseudomonas fluorescens Species 0.000 description 1
- 241000209056 Secale Species 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 238000009329 organic farming Methods 0.000 description 1
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229930195732 phytohormone Natural products 0.000 description 1
- 230000003032 phytopathogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000011257 shell material Substances 0.000 description 1
- 239000003802 soil pollutant Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002255 vaccination Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01H—NEW PLANTS OR NON-TRANSGENIC PROCESSES FOR OBTAINING THEM; PLANT REPRODUCTION BY TISSUE CULTURE TECHNIQUES
- A01H4/00—Plant reproduction by tissue culture techniques ; Tissue culture techniques therefor
- A01H4/005—Methods for micropropagation; Vegetative plant propagation using cell or tissue culture techniques
- A01H4/006—Encapsulated embryos for plant reproduction, e.g. artificial seeds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C1/00—Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
- A01C1/06—Coating or dressing seed
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/28—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture specially adapted for farming
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Developmental Biology & Embryology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Botany (AREA)
- Pretreatment Of Seeds And Plants (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und zum Einsatz von Umhüllungen wie Kapseln aus biologisch abbaubaren Polymeren für Pflanzensaatgut, Mikroorganismen und Zusätze in unterschiedlichen Kombinationen mit dem Ziel, bevorzugte und geschützte Bedingungen für die Keimung der Pflanzensamen, das Überleben mikrobiellen Inokulums und die Besiedlung der austretenden Keimwurzel durch inokulierte Mikroorganismen zu schaffen. DOLLAR A Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Pflanzensamen in unterschiedlichen Kombinationen mit Mikroorganismen oder deren Präparaten, Düngemitteln, Leistungsförderern, Enzymen und anderen, die Samenkeimung, das Überleben inokulierter Mikroorganismen und die Ausbildung einer gesunden Jungpflanze unterstützenden Zusätzen in einer biologisch abbaubaren Kapsel kombiniert wird. DOLLAR A Das Kapselmaterial gestattet den gewünschten Austausch mit der Umgebung (Feuchtigkeit, Sauerstoff, Licht) und verhindert zugleich das Eindringen von Mikroorganismen und deren Dauerformen aus der Umwelt in das Kapselinnere sowie das Austreten der in der integeren Kapsel befindlichen Zusätze in die Umgebung.
Description
- Gegenstand der Erfindung ist ein neuartiges Verfahren zur integrierten Verkapselung von Pflanzensamen, phytoeffektiven Mikroorganismen und Zusatzstoffen in biologisch abbaubaren polymeren Hüllmaterialien. Im Vordergrund stehen Anwendungen der Erfindung im nachhaltigen landwirtschaftlichen (Nahrung, nachwachsende Rohstoffe), gartenbaulichen, forstlichen und umweltbiotechnologischen Anbau von Pflanzen.
- Der landwirtschaftliche Anbau von Nutzpflanzen ist in hohem Maße von ertragssteigernden Maßnahmen abhängig, was im folgenden anhand des Beispiels Leguminosen dargestellt wird.
- Die Synthese mineralischer Stickstoffdünger bedarf großer Mengen fossiler Energieträger, ist damit abhängig von schwankenden und steigenden Rohstoffpreisen und belastet die Umwelt. Der Einsatz synthetischer N-Dünger wird im Ökolandbau abgelehnt. Ein vermehrter Anbau von Leguminosen ist somit aus ökonomischer und ökologischer Sicht unumgänglich und ist der entscheidende Faktor für den N-Eintrag in Betrieben des ökologischen Landbaus (Römer & Lehne, 2004, J. Plant Nutr. Soil Sci. 167: 106–113).
- Leguminosen fixieren Luftstickstoff auf biochemischem und damit die Umwelt entlastendem Wege in Symbiose mit Rhizobium – Bakterien, sind eine exzellente Proteinquelle für Mensch und Tier, verbessern die N- und Humusbilanz in der Fruchtfolge, unterdrücken bodenbürtige Schaderreger, fördern den mikrobiellen Abbau organischer Bodenschadstoffe, erhöhen damit insgesamt die Bodenfruchtbarkeit und letztlich die Erträge und Qualität aller Früchte in der Fruchtfolge nachhaltig. Hochrechnungen belegen zudem, daß z. B. durch Soja-Getreide-Fruchtfolgen in Illinois (USA) mineralische Stickstoffdünger im Wert von jährlich bis zu 185 Millionen Dollar eingespart werden (Gregor et al., 2003, Can. J. Microbiol. 49: 483–491). Aus diesen Gründen und wegen des Fütterungsverbots von Proteinfuttermitteln tierischer Herkunft, dem Importverbot von Hühnertrockenkot als organischer Stickstoffdünger und dem deutlich gestiegenen Verbraucherinteresse an gleichwertigen einheimischen Alternativen zu importierten und gentechnisch veränderten Sojaprodukten erklärt sich das wieder und weiter zunehmende Interesse deutscher Landwirte am Anbau von Leguminosen. Dennoch, die Marktbedeutung der Hülsenfrüchte in Deutschland ist aufgrund unbefriedigender Erträge gering.
- Die biologische N2-Fixierungsleistung, Vitalität und somit der Ertrag von Leguminosen kann durch den Einsatz hochwirksamer Rhizobium-Impfpräparate wie in den USA, Kanada und Australien seit Jahren im großen Maßstab und erfolgreich praktiziert, deutlich erhöht werden. In Deutschland hingegen spielt die Rhizobium-Impfung eine untergeordnete Rolle, obwohl die positiven Effekte belegt sind und der Leguminosenanbau aus o. g. Gründen an Bedeutung gewinnt. Die bisher in Deutschland vertriebenen Präparate basieren überwiegend auf importierten Bakterienstämmen, deren Einsatz unter den hiesigen Standortbedingungen keine maximale Pflanzenwirksamkeit erzielen dürfte. Das in unseren Breiten verwendete Saatgut (z.B. Luzerne) wird zum Großteil importiert (u.a. aus Nordafrika) und ist folglich mit Rhizobium-Stämmen infiziert, die unter hiesigen Klimabedingungen keine effektive Symbiose ausbilden werden. Die Entwicklung und der Einsatz hochwirksamer einheimischer Rhizobium-Präparate auf der Basis selektierter, natürlich leistungsfähiger und an die hiesigen Standortbedingungen angepaßter Rhizobium-Stämme ist daher Voraussetzung für einen profitablen Anbau von Leguminosen in Deutschland.
- Deutliche Mehrerträge wurden durch Impfung mit importierten Rhizobium-Präparaten in Produktionsversuchen mit Lupine in Deutschland erzielt, wobei die Autoren davon ausgehen, dass durch den Einsatz besser geeigneter Rhizobium-Stämme zusätzliche Ertragssteigerungen zu erwarten sind (Sauermann & Gronow, 2003, Raps 21: 33–35).
- Internationale und eigene Forschungsergebnisse haben wiederholt gezeigt, dass die Wirksamkeit einer Rhizobium-Impfung bei Leguminosen durch die Kombination mit phytoeffektiven assoziativen Wurzelbakterien (PGPR) verbessert werden kann. Diese bakteriellen Partner (z.B. Bacillus und Pseudomonas spp.) können u.a. die Phosphorernährung von Leguminosen durch Bio-Mobilisierung des im Boden reichlich vorhandenen Phosphors verbessern, phytopathogene Pilze verdrängen, wachstumsfördernde Phytohormone bereitstellen oder die Pflanzen durch eine Vielzahl weiterer Mechanismen stärken. Eine nicht ausreichende Versorgung der Leguminosen mit Phosphor, Kalium und Schwefel vermindert deren Stickstoff-Fixierungsleistung und damit die Ausschöpfung des Gesamtpotentials der pflanzlichen Produktion (Römer & Lehne, 2004, J. Plant Nutr. Soil Sci. 167: 106–113).
- Die Pflanzenwirkung von Rhizobium/PGPR-Partnern kann durch ausgewählte Mykorrhiza-Pilze als dritte Komponente eines multifunktionalen Impfpräparates noch weiter verbessert werden. Durch Mykorrhiza wird eine stabile und schnelle Jungpflanzenentwicklung gefördert und es ist bekannt, dass im etablierten Bestand durch Mykorrhizierung Trockenstress reduziert wird und Nährstoffe mobilisiert werden. Dabei belegen eigene Untersuchungsergebnisse, dass die kombinierte Beimpfung nicht nur Ertrag und Qualität der direkt beimpften Leguminosen fördert sondern auch der nachfolgenden Kulturen in der Fruchtfolge. Dennoch sind weder kommerzielle Anbieter noch die praktische Anwendung solch multimikrobieller Kombinationspräparate zur nachhaltigen Ertragssteigerung bei Leguminosen und bei anderen Kulturen im Produktionsmaßstab bekannt.
- Ziel der Erfindung ist eine nachhaltige Ertragssteigerung bei Leguminosen und anderen Kulturen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Saatgutformen mit einer wesentlich verbesserten Keimfähigkeit des enthaltenen Saatgutes und Leistungsfähigkeit der auflaufenden Pflanze herzustellen und anzuwenden.
- Die Erfindung wird gemäß den Ansprüchen realisiert. Der Grundgedanke der Erfindung ist die gemeinsame Verkapselung von Saatgut mit pflanzenwirksamen und die spätere Pflanzenleistung fördernden Zusätzen. Dabei wird ein unmittelbarer und exklusiver Kontakt zwischen Saatgut und Zusätzen und über die Phase des Auskeimens hinaus bis hin zur Ausbildung des Keimlings gewährleistet. Aufgabe der Kapsel ist es, in einer Art "Mikrokosmos" einen Zugang von externen Mikro- und Mesorganismen und deren Dauerformen zum Samen und Pflanzenkeimling auszuschließen und einen besseren Schutz von Samen und Pflanzenkeimling vor extremen und für die Entwicklung der Pflanze ungünstigen Umweltbedingungen zu gewährleisten. Saatgutkapseln tragen so zu einem verbesserten Feldaufgang und geschlossenen Beständen bei, ermöglichen durch deren einheitliche Größe und Form eine verbesserte Einzelkornaussaat und können so insgesamt Saatgut und Aufwendungen im späteren Bestand einsparen.
- Die Verkapselung der Pflanzensamen erfolgt mit Werkstoffen, die wasser- und luftdurchlässig sind, eine Barriere gegenüber Bodenorganismen und deren Dauerformen bilden und im Boden biologisch so abgebaut werden, dass die Stabilität der Kapsel bis zur Ausbildung der Jungpflanze gegeben ist und eine Hemmung des Auskeimens ausgeschlossen werden kann. Als Werkstoff für die Kapseln werden biologisch abbaubare Polymere, bevorzugt Polymilchsäure, stärke- bzw. cellulosebasierte Polymere und andere, biologisch vollständig abbaubare Rohstoffe bzw. Rohstoffkombinationen eingesetzt. Die Herstellung der Kapseln erfolgt im Spritzgussverfahren, durch Tiefziehen, Umhüllung oder die Kombination einzelner Verfahren. Dabei kann das Verfahren so gestaltet werden, dass die Herstellung der Kapseln ein- oder mehrschichtig erfolgt, wobei die gewünschten Inhaltsstoffe in einzelne Schichten implementiert werden können. Zweckmäßigerweise werden die Werkstoffauswahl, die Kapselform und -größe sowie die Kapseloberfläche so gewählt, dass Schütteigenschaften, physikalisch-chemische Stabilität, Lagerungs- und Aussaateigenschaften den Erfordernissen des Verwendungszweckes entsprechen.
- Das o. g. Verfahren ist geeignet, unbehandelte und behandelte Pflanzensamen von ackerbaulich, gartenbaulich und forstwirtschaftlich genutzten Pflanzen und Gewächsen zu behandeln. Es können einzelne oder auch mehrere Pflanzensamen verkapselt werden.
- Wesentlich für die Erfindung ist die Verkapselung der Pflanzensamen gemeinsam mit Mikroorganismen oder Mikroorganismenpräparate einzeln oder in Kombination. Hierbei können natürliche und gentechnisch veränderte Mikroorganismen oder Mikroorganismenpräparate eingesetzt werden. Bevorzugte Mikroorganismen gemäß der Erfindung sind Rhizobien, assoziative phytoeffektive Wurzel- und Bodenbakterien sowie VA-Mykorrhiza-Pilze einzeln oder in Kombination.
- Zusätzlich können Düngemittel, Leistungsförderer und/oder Enzympräparate allein oder in Kombination mit Mikroorganismen oder Mikroorganismenpräparaten, eingesetzt werden.
- Als Enzympräparate werden bevorzugt Hydrolasen eingesetzt.
- Zur Steigerung der Wasseraufnahmefähigkeit der Kapsel können der Kapsel ferner hygroskopische Zusätze insbesondere Silikagel, Kieselgur, Tonminerale, und Kalziumchlorid zugesetzt werden.
- Als Pflanzensamen werden insbesondere Samen von Leguminosen (Ackerbohne, Futtererbse, Lupine, Sojabohne, Klee, Luzerne) und Getreide (Weizen, Gerste, Roggen, Hafer, Mais) eingesetzt.
- Das Kapselmaterial gestattet den gewünschten Austausch mit der Umgebung (Feuchtigkeit, Sauerstoff, Licht) und verhindert zugleich das Eindringen von Mikroorganismen und deren Dauerformen aus der Umwelt in das Kapselinnere sowie das Austreten der in der integeren Kapsel befindlichen Zusätze in die Umgebung.
- Die Erfindung soll nachfolgend durch Ausführungsbeispiele näher erläutert werden:
- Ausführungsbeispiele:
- Beispiel 1
- Körnererbsen-Saatgut (Attika) und ein Torfpräparat der symbiontischen Bakterien Rhizobium leguminosarum biovar. viceae (Stamm E163) (1 mg Torfpräparat/Korn) wurden gemeinsam in Polymilchsäure (PLA)-Kapseln (1 Korn/Kapsel) mit einer Wandstärke von 200 μm und mit einem Durchmesser von 5 mm eingefüllt. Die Aussaat (60 Kapseln/m2) erfolgte auf einem lehmigen Sandboden (IS) im Land Brandenburg in 4 cm Tiefe und bei 12 cm Reihenabstand auf 1 ha. Als Kontrolle wurden unverkapselte und mit losem E163-Torfpräparat (600 g/ha) inokulierte Erbsen (60 Körner/m2) ausgesät. Die integrierte Verkapselung von Erbsensaatgut mit E163 bewirkte unter den hier angegebenen Bedingungen eine Erhöhung des Kornertrages um 24% verglichen zur unverkapselten Kontrolle.
- Beispiel 2
- Gelblupinen-Saatgut (Borsaja) und Torfpräparate mit entweder symbiontischen Bakterien Rhizobium lupini (Stamm Lup152) oder mit einer Mischung aus Lup152 und den assoziativen Bakterien Pseudomonas fluorescens (Stamm PslA12) (1 mg Torfpräparat/Korn) wurden in PLA-Kapseln mit einer Wandstärke von 200 μm und mit einem Durchmesser von 5 mm eingefüllt. Die Aussaat (70 Kapseln/m2) erfolgte auf einem lehmigen Sandboden (IS) im Land Brandenburg in 3 cm Tiefe und bei 12 cm Reihenabstand auf 20 ha. Als Kontrollen wurden unverkapselte und mit losem Lup152 (mit/ohne PslA12)-Torfpräparat (700 g Torfpräparat/ha) behandelte Lupinensamen (70 Samen/m2) ausgesät. Die kombinierte Beimpfung von Lupine mit Lup152+PslA12 als loses Torfpräparat erbrachte 21% höhere Sproßtrockenmasseerträge als eine alleinige Beimpfung mit Lup152. Durch Verkapselung wurde unter den herrschenden Bedingungen eine weitere Steigerung der Sproßtrockenmasseerträge von inokulierter Lupine um 19% (Lup152) bzw. 23 (Lup152+PslA12) gegenüber den unverkapselten Inokulations-Kontrollen erzielt.
Claims (15)
- Verfahren zur separaten, integrierten oder kompartimentierten Verkapselung von Pflanzensamen und Zusätzen in unterschiedlichen Kombinationen zur Schaffung von bevorzugten und geschützten Bedingungen für die Inokulation im Zeitraum von Pflanzensamenaussaat bis zur Entwicklung der Keimpflanze sowie für eine technologisch optimierte Aussaat.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verkapselung des Pflanzensamens mit Werkstoffen erfolgt, die wasser- und luftdurchlässig sind, eine Barriere gegenüber Bodenorganismen und deren Dauerformen bilden, im Boden biologisch so abgebaut werden, dass die Stabilität der Kapsel bis zur Ausbildung der Jungpflanze gegeben ist und eine Hemmung des Auskeimens ausgeschlossen wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff für die Kapsel biologisch abbaubare Polymere wie Polymilchsäure, stärke- bzw. cellulosebasierte Polymere und andere, biologisch vollständig abbaubare Rohstoffe bzw. Rohstoffkombinationen eingesetzt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Kapseln im Spritzgussverfahren, durch Tiefziehen, Umhüllung oder die Kombination einzelner Verfahren erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Kapseln ein- oder mehrschichtig erfolgt, wobei die in den Folgeansprüchen genannten Inhaltsstoffe gegebenenfalls in einzelne Schichten implementiert werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstoffauswahl, die Kapselform und -größe sowie die Kapseloberfläche so beschaffen sind, dass Schütteigenschaften, physikalisch-chemische Stabilität, Lagerungs- und Aussaateigenschaften den Erfordernissen des Verwendungszweckes entsprechen und gegenüber nicht verkapselten Pflanzensamen verbessert sind.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass unbehandelte und behandelte Pflanzensamen von ackerbaulich, gartenbaulich und forstwirtschaftlich genutzten Pflanzen und Gewächsen eingesetzt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Pflanzensamen insbesondere von Leguminosen wie Ackerbohne, Futtererbse, Lupine, Sojabohne, Klee und Luzerne oder Getreide wie Weizen, Gerste, Roggen, Hafer oder Mais eingesetzt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne oder mehrere Pflanzensamen verkapselt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass gemeinsam mit dem Pflanzensamen Mikroorganismen oder Mikroorganismenpräparate einzeln oder in Kombination verkapselt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass natürliche und gentechnisch veränderte Mikroorganismen oder Mikroorganismenpräparate eingesetzt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere Rhizobien, assoziative phytoeffektive Wurzel- und Bodenbakterien sowie VA-Mykorrhiza-Pilze einzeln oder in Kombination eingesetzt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass allein oder in Kombination mit Mikroorganismen oder Mikroorganismenpräparaten, Düngemittel, Leistungsförderer und/oder Enzympräparate eingesetzt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Enzympräparate Hydrolasen eingesetzt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kapsel hygroskopische Zusätze insbesondere Silikagel, Kieselgur, Tonminerale, und Kalziumchlorid.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102004040726A DE102004040726A1 (de) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | Verfahren zur integrierten Verkapselung von Pflanzensamen, phytoeffektiven Mikroorganismen und Zusatzstoffen in biologisch abbaubaren polymeren Hüllmaterialien |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102004040726A DE102004040726A1 (de) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | Verfahren zur integrierten Verkapselung von Pflanzensamen, phytoeffektiven Mikroorganismen und Zusatzstoffen in biologisch abbaubaren polymeren Hüllmaterialien |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102004040726A1 true DE102004040726A1 (de) | 2006-02-23 |
Family
ID=35721562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102004040726A Ceased DE102004040726A1 (de) | 2004-08-20 | 2004-08-20 | Verfahren zur integrierten Verkapselung von Pflanzensamen, phytoeffektiven Mikroorganismen und Zusatzstoffen in biologisch abbaubaren polymeren Hüllmaterialien |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102004040726A1 (de) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009109023A1 (en) * | 2008-03-06 | 2009-09-11 | Sakata Seed Sudamérica Ltda. | Capsule, method for preparing a capsule, method for packing biological material of a vegetation source in a capsule, culture cultivation methods and capsule use |
| US20110239535A1 (en) * | 2010-04-01 | 2011-10-06 | Ball Horticultural Company | Cast pellets for planting seeds |
| CN105409386A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-03-23 | 河北省林业科学研究院 | 林木种子丸粒化包衣的制备方法 |
| US20160151805A1 (en) * | 2013-06-05 | 2016-06-02 | Evonik Degussa Gmbh | Granulated seeds |
| DE102020134907B4 (de) | 2020-12-23 | 2023-07-20 | Hartmut Achterberg | Forstsystem und Verfahren zur Bildung eines Forstsystems |
-
2004
- 2004-08-20 DE DE102004040726A patent/DE102004040726A1/de not_active Ceased
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009109023A1 (en) * | 2008-03-06 | 2009-09-11 | Sakata Seed Sudamérica Ltda. | Capsule, method for preparing a capsule, method for packing biological material of a vegetation source in a capsule, culture cultivation methods and capsule use |
| US20110239535A1 (en) * | 2010-04-01 | 2011-10-06 | Ball Horticultural Company | Cast pellets for planting seeds |
| US10798869B2 (en) * | 2010-04-01 | 2020-10-13 | Ball Horticultural Company | Cast pellets for planting seeds |
| US11399455B1 (en) | 2010-04-01 | 2022-08-02 | Ball Horticultural Company | Cast pellets for planting seeds |
| US20160151805A1 (en) * | 2013-06-05 | 2016-06-02 | Evonik Degussa Gmbh | Granulated seeds |
| US11123765B2 (en) * | 2013-06-05 | 2021-09-21 | Evonik Operations Gmbh | Granulated seeds |
| CN105409386A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-03-23 | 河北省林业科学研究院 | 林木种子丸粒化包衣的制备方法 |
| DE102020134907B4 (de) | 2020-12-23 | 2023-07-20 | Hartmut Achterberg | Forstsystem und Verfahren zur Bildung eines Forstsystems |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100579940C (zh) | 防治线虫危害的生物有机肥制备方法及用途 | |
| CN103271095B (zh) | 防治果树再植病的复合微生物菌剂及其防病方法 | |
| CN103524253B (zh) | 一种育苗基质及其制备方法与用途 | |
| CN107493896B (zh) | 利用丛枝菌根真菌促进甜高粱在盐碱地生长的方法 | |
| EP3375861B1 (de) | Paenibacillus-mucilaginosus-stamm zur verwendung als düngemittel, zur stimulierung des wachstums und zum schutz von pflanzen vor pilzerkrankungen | |
| CN107493897A (zh) | 用丛枝菌根真菌和有机肥促进甜高粱在盐碱地生长的方法 | |
| CN112481159B (zh) | 一种微生物菌剂及其应用 | |
| CN107879852A (zh) | 一种土壤微生物改良剂及其制备方法 | |
| RU2017134955A (ru) | Повышение урожайности растений с помощью микроорганизмов | |
| Rai et al. | Biofertilizer: An alternative of synthetic fertilizers | |
| CN107353138A (zh) | 适用于盐碱地改良的复混肥及其生产方法 | |
| CN106134677A (zh) | 一种低养护的植物-微生物联合修复裸露坡面的方法 | |
| Verma et al. | Effect of N, P and biofertilizers on growth attributes and yields of mungbean [Vigna radiata (L.) Wilczek] under semi-arid tract of Central India | |
| Balakumbahan et al. | Moringa leaf–A super food | |
| Arif et al. | Effect of nitrogen and zinc management on growth, yield and economics of bread wheat (Triticum aestivum) varieties | |
| KR101812850B1 (ko) | 미생물을 활용한 친환경 농산물 재배방법 | |
| CN108496995B (zh) | 一种生物拌种剂及其制备方法和应用 | |
| KR20160017784A (ko) | 식물 생장을 촉진하는 바실러스 서틸리스, 바실러스 퍼밀러스 및 바실러스 라테로스포러스 균주 혼합물 및 이의 용도 | |
| CN107188724B (zh) | 一种生物有机菌肥的发酵工艺 | |
| CN106007824A (zh) | 一种复合菌肥及其制备方法和应用 | |
| EP3085679B1 (de) | Komplexer mineraldünger mit dem rhizobium leguminosarum-mikroorganismus, herstellungsverfahren und verwendungen davon | |
| JPH0569801B2 (de) | ||
| DE102004040726A1 (de) | Verfahren zur integrierten Verkapselung von Pflanzensamen, phytoeffektiven Mikroorganismen und Zusatzstoffen in biologisch abbaubaren polymeren Hüllmaterialien | |
| ES3036847T3 (en) | Method for growing annual crops on a plot | |
| Biswas et al. | Use of Amritpani: An Excellent Bio-Enhancer for Sustainable Agriculture: An Overview |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed |
Effective date: 20110728 |
|
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final |
Effective date: 20130903 |