Die
umweltschonenden und arbeitstechnischen Vorteile der Stammapplikation
an Bäumen wurden
schon früh
erkannt und sind in unterschiedlichen technischen Anwendungen verwirklicht.
Die Injektion von Behandlungsmitteln und ähnlichen Präparaten in die pflanzensaftführende Kambiumschicht von
Bäumen
und allgemein in die Leiterbahnen von Pflanzen ist aus
US 3,304,655 ,
EP 0 111 254 ,
US 5,239,773 ,
US 4,144,673 ,
EP 0 144 287 ,
EP 0 602 564 und
DE 197 12 693 bekannt. Die WO 01/76355 beschreibt
eine Applikation an Rebenstämmen.
Allen
technischen Lösungen
ist gemein, dass sie nur für
eine zeitlich begrenzte Applikationsdauer vorgesehen und vorwiegend
für Baumsysteme entwickelt
sind. Deshalb haben alle Entwicklungen bis heute nicht zu einer
wesentlichen Verbreitung des Behandlungsverfahrens durch Impfen
bzw. Applikation geführt.
Es wurde festgestellt, dass der systemabhängige Behandlungserfolg höchst unregelmäßig eintritt.
Es ist deshalb allen heute bekannten Stammapplikationsverfahren
gemein, dass diese nur zu einer kurzfristigen Applikation von Pflanzenschutzmittel
genutzt und nicht dauerhaft eingesetzt werden können.
Aus
US 3,304,655 ist ein Verfahren
bekannt, welches, ähnlich
einer Chemotherapie, Pestizide in einen Baumstamm mit Hilfe einer
an einen Vorratsbehälter
angeschlossenen Kanüle
einführt.
Dieses Verfahren wurde jedoch mit dem Gedanken an Personenschutz
entwickelt, da die zu jener Zeit erhältlichen Fungizide und Pestizide
eine erhebliche Gesundheitsbeeinträchtigung von Personen und Tieren
darstellte.
Bei
diesem Verfahren ist der Wirkstoff in einem speziellen, druckverschlossenen
Vorratsbehälter
enthalten, welcher durch das Eindringen der Kanüle in den Stamm automatisch
geöffnet
wird. Der Wirkstoff wird hier durch eine einfache Kanüle direkt in
die Kambiumschicht des Baumes eingeleitet. Nachteilig hierbei ist,
dass die verwendete Kanüle zum
Verstopfen neigt und aufgrund ihres Durchmessers die saftleitende
Baumschicht an der Einstichstelle stark verletzt. Es ist bei dieser
Erfindung schwierig die den Pflanzensaft führende Kambiumschicht zu treffen,
damit das Pflanzenschutzmittel von diesem mitgenommen werden kann.
Eine
andere Art der Injektion beschreibt
US 4,144,673 .
Hierbei werden anstelle von Druckbehältern mehrere einfache Beutel
verwendet, in welchem das Pflanzenschutzmittel aufbewahrt wird.
Bei diesem Verfahren wird der atmosphärische Druck zur Injektion
benutzt. Mit Hilfe einer Membran kann ein einfacher Wechsel des
Vorratsbehälters
durchgeführt werden.
Jedoch muss bei diesem System der Injektionszugang vorgebohrt werden.
Die Injektorkanülen werden
durch Reibschluss zwischen Stamm und Kanüle abgedichtet. Aufgrund des
nicht vorhandenen Differenzdruckes zwischen System und Umgebung kann
hier eine Entlüftung
einfach realisiert werden. Durch die unterhalb des Behälters angeordnete
Kanüle
kann ein möglicher
Lufteinschluss durch einen seitlich angebrachten Abgang entweichen.
Zur Regulierung der Pflanzenschutzmittelkonzentration wird eine
Drossel verwendet.
Eine
Weiterentwicklung der
US 4,144,673 stellt
EP 0 602 564 dar. Bei dieser
Erfindung wird das Pflanzenschutzmittel mit dem Umgebungsdruck in den
Stamm eingebracht. Bei der Erfindung kann die Flüssigkeitszufuhr manuell mit
Hilfe eines Strömungsreglers
geregelt werden. Hierdurch wird eine gezielte Konzentration in die
Pflanze eingebracht und es wird so die physiologische Absorptionskapazität der Pflanze
berücksichtigt.
Mit Hilfe eines Tröpflers kann
das System entlüftet
werden.
Die
verwendeten Kanülen
sind kegelförmig ausgeführt, wodurch
immer eine dichte Klemmverbindung zwischen Stamm und Kanüle gebildet
wird. Jedoch muss hierfür
eine Bohrung vorbereitet werden. Durch den zentralen Versorgungsbehälter können mehrere
Kanülen
an einem Stamm angebracht und versorgt werden.
In
EP 0 602 564 wird darauf
hingewiesen, dass „Behandlungsverfahren
infolge des Injektionsdruckes, der den physiologischen Druck des
Gefäßsystems überschreitet,
die homogene Verteilung der Substanz in der gesamten Pflanze verhindern". „Im besten
Fall kann dieses nur zu einer schlechten Behandlungswirkung führen, während im
ungünstigsten Fall
die hohe Konzentration in lokalisierten Bereichen starke Schäden an der
behandelten Pflanze bewirken kann". Im Gegensatz hierzu zeigt die vorliegende Erfindung,
dass die Pflanzenschutzmittelaufnahme bei dauerhafter gravimetrischer
Applikation bei Reben im Speziellen geringer ist, als dies bei druckunterstützter Applikation
der Fall ist. Durch die druckunterstützte Stammapplikation können längere Systemstandzeiten
erzielt werden, als bei rein gravimetrischer Applikation. Dies ist
vor allem auf eine mögliche
Embolie der Pflanze bei Montage des gravimetrischen Systems zurückzuführen.
EP 0 111 254 beschreibt
einen anderen Weg der Stammapplikation. Es wird auf einen großen Vorratsbehälter verzichtet
und es wird bei dieser Erfindung vorgeschlagen, die Spitze in Form
einer mit einer Bohrung versehenen Holzschraube auszubilden. Hierbei
besteht das Verfahren im Wesentlichen aus der Holzschraube mit axialer
Bohrung und einer zum Eindrehen und zur Aufnahme eines Vorratsbehälters mit
vorbereitetem Mittel. Die axiale Bohrung mündet in einer radialen Bohrung,
welche sich 3–15
mm von der Schraubenspitze entfernt befindet.
Nachteilig
bei diesem Verfahren ist jedoch, dass durch die Schraubenspitze
der Kambiumschicht ein weitaus größerer Schaden zugefügt werden kann,
als dies bei anderen Verfahren der Fall ist.
Ziel
der
DE 197 12 693 ist
es, den möglichen Schaden
der Kambiumschicht durch spezielle Ausbildung der Spitze der Injektionsnadel
zu minimieren. Das Verfahren dient der einmaligen Impfung von Bäumen. Die
Injektorspitze ist in Form einer vierseitigen Pyramide mit scharfen
Kanten ausgebildet. Die Auslassöffnung
der Injektionsnadel wird durch eine Querbohrung im zylindrischen
Teil der Injektionsnadel unmittelbar hinter der pyramidenförmigen Spitze gebildet.
Der Winkel zwischen den Pyramidenflächen liegt zwischen 30° und 38°. Die Nadel
kann dabei einen Durchmesser von 1,5 bis 2,5 mm aufweisen und ist
aus gehärtetem
Stahl gefertigt. Die Mindestwandstärke wird aufgrund einer noch
ausreichenden mechanischen Stabilität mit 0,3 mm angegeben.
Ein
Vorratsbehälter
kann mit einem Schnellverschluss auf den Injektor befestigt werden.
Trifft nun die Spitze der Nadel auf einen saftführenden Kanal, weicht dieser
zunächst
seitlich aus, um danach durch das Vordringen der Spitze mit der
seitlichen Schneide geschnitten zu werden. Hierbei legen sich die
Wände des
Kanals unter leichtem Spreizen an die der Schneide benachbarten
Pyramidenflächen
an. Eine über
den glatten Schnitt hinausgehende Zerstörung des Gewebes wird dabei
vermieden, und es treten praktisch keine Reißdehnungskräfte zwischen Gewebe und Nadelspitze
auf. Nach der erfolgten Impfung kommen die glatten Schnittflächen wieder gegeneinander
und verheilen schnell.
Allen
genannten technischen Lösungen
ist gemein, dass sie ausschließlich
für Bäume ausgelegt sind.
Ein Transfer der Verfahren auf Weinreben ist schwer möglich, da
alle Systeme für
Weinreben nicht vertretbare Verletzungen des Stammes hervorrufen würden. Die
Verletzungen können
durch die Vorbohrungen, die Art der Ausbildung der Injektoren oder sogar
durch das Eigengewicht der Systeme selbst hervorgerufen werden.
Durch die Verwendung von nur einer Injektionsnadel pro Stamm, wie
dies bei einigen Systemen propagiert wird, kann keine gleichmäßige Verteilung
des Pflanzenschutzmittels gewährleistet
werden. Es ist aber möglich
mehrere Injektoren an einem Stamm zu verteilen. Jedoch würde dies
das Verletzungsrisiko des Stammes mit den bekannten Systemen stark
erhöhen.
Ebenso handelt es sich bei fast allen Systemen um Einwegsysteme,
welche einem dauerhaften und einen möglichen wirtschaftlichen Einsatz
in der Anbaufläche
entgegenstehen. Bei jeder neuen Anwendung wird die Zielpflanze durch
das Einbringen von Kanülen
aufs neue geschädigt.
Da Bäume
im Frühjahr
fast alle Blätter gleichzeitig
entwickeln und im Verhältnis
zur Gesamtmasse nur einen mäßigen Zuwachs über die
Vegetationsperiode aufweisen, genügen oftmals ein bis zwei Stammapplikationen
pro Jahr. Anders verhält
es sich bei Weinreben. Hier erfolgt der Zuwachs über die Vegetationsphase stetig
und in großen
Mengen. Aus diesem Grund werden mehrere Impfungen pro Jahr benötigt. Hierdurch
würden
sich im Falle Stammverletzungen an den Pflanzen häufen, bis
die Pflanze nach Jahren wiederholter Impfungen sterben würde.
Die
bekannten Vorrichtungen und Verfahren eignen sich nur bedingt für eine dauerhafte
Installation, die eine Versorgung von Rebengruppen z.B. mittels
hängenden,
zentralen Vorratsbehältern
gewährleisten
soll. In der Anbaufläche
vorhandene Vorratsbehälter
sind pflege- und wartungsaufwendig (Inspektion der Füllstände aller
einzelnen Behälter).
Bei einer maschinellen Pflege des Pflanzenbestandes sind diese Systeme
störanfällig (Zerschneiden
des Behälters
bei Einsatz einer Vollerntemaschine). Deshalb ist ebenfalls eine
einfache und dauerhafte Bewässerung
des Pflanzenbestandes mittels Stammapplikation mit den bekannten
Systemen nicht möglich.
Der
vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein System
zur mehrjährigen Stammapplikation
von Behandlungsmitteln und zur Bewässerung für Pflanzen, speziell für Weinreben durch
Vermeidung aufnahmebegrenzender Embolie aufgrund der Systemmontage,
sowie Vermeidung des durch Mikroben hervorgerufenen Gefäßverstopfung
und pflanzlicher Abwehrreaktionen mittels dem System vorgeschalteten,
keimabtötenden
Elementen, bei optimaler Wirkstoffverteilung und zerstörungsarmen
Eindringen (Entfallen der Vorbohrungen am Stamm), bei Gewährleistung
der Stammdichtigkeit durch die Anordnung der Injektionsnadeln und entsprechender
Injektorengeometrie zu schaffen. Mittels der speziellen Ausarbeitung
der Injektoreneinheiten und der einfachen Befestigung durch Kabelbinder,
Klemmschellen oder anderen geeigneten Mitteln kann das System ebenfalls
variabel für
alle Stammdurchmesser von 20 mm und mehr eingesetzt werden.
Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe zur Vermeidung aufnahmebegrenzender Embolie dadurch gelöst, dass
die Montage des Stammapplikationssystems nicht am belaubten, in
Transpiration befindlichen Pflanzenbestand, sondern an winterentleerten, bzw.
in der frühjährlichen
Blutung befindlichen Pflanzen erfolgt. Hierdurch wird die bei der
Montage an den belaubten Pflanzen resultierende Embolie der betroffenen
Pflanzengefäße weitgehend
unterbunden. Ein mehrjähriger
Anschluss an die Pflanzengefäße kann
nur aufrechterhalten werden, wenn keine Embolie in den betreffenden
Gefäßen entsteht.
Dieses Problem wird von der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass
in der Vegetationsphase permanent Behandlungsmittel und Wasser aus
einem oder mehreren Reservoiren in die Pflanzengefäße eingebracht
wird. Durch Einleitung der Behandlungsmittel über ein Dosiersystem in den
Wasserstrom erfolgt die eigentliche Applikation. Weiterhin ist im
Zuleitungssystem eine Entlüftungseinrichtung
enthalten, welche ein unbeabsichtigtes Eindringen von Gasblasen
durch die Zuleitung unterbindet.
Es
dürfen
während
des Einsatzes des Applikationsverfahrens keine Mikroben in die Pflanzengefäße gelangen,
da sonst die Gefäße verstopfen
würden
und pflanzliche Abwehrreaktionen ausgelöst würden. Dennoch muss die einfache
und praxisorientierte Befüllung
des Reservoirs gewährleistet
werden. Diese Aufgabe erfüllt
die Erfindung durch dem Vorratsbehälter nachgeschalteten UV-Elementen zum
Abtöten
von Keimen und Einsätzen
zum Herausfiltern der Überreste.
Ein
weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist es, mehrere Pflanzen
an ein Stammapplikationssystem anzuschließen. Die einzelnen Pflanzen sind
dabei miteinander über
ein Zuleitungssystem verbunden. Die Beladung des Applikationssystems mit
fluiden Behandlungsmitteln erfolgt zentral und übersichtlich mit Hilfe eines
Dosiersystems. Hierdurch resultieren enorme zeitliche und arbeitstechnische
Einsparungen im Vergleich zu herkömmlichen zeitlich begrenzten
Injektionsmethoden.
Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die zu applizierenden Substanzen
möglichst
schnell, trotz der teilweise langen Zuleitungen ohne Verweildauer
in die Pflanzenstämme
zu transportieren. Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mittels eines Ablasses am Ende der Zuleitungskette und einem
Auffangbehälter
gelöst.
Hierdurch kann zum einen eine Entlüftung des Systems und eine
relativ schnelle Zuleitung der Behandlungsmittel durch das Dosiersystem
erreicht werden. Dieser Vorgang und die eigentliche Applikation
der Substanzen werden durch zusätzliche
Druckunterstützung
beschleunigt. Ein zusätzlicher
Ablass an den Injektorenkränzen
ermöglicht
die herbstliche Entleerung des Applikationssystems und verhindert
Frostschäden
an den Gefäßzuleitungen.
Desweiteren
ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur zerstörungsarmen
Eindringung einer Injektionsnadel in die saftführende Xylemschicht einer Pflanze,
bei gleichzeitigem Verzicht auf die Vorbereitung einer Kanülenaufnahme
(Bohrung) und der permanenten Gewährleistung der Dichtigkeit
zwischen Injektionsnadel und Stamm bereitzustellen. Diese Aufgabe
wird dadurch gelöst, dass
die Injektionsnadel aus einer geschlossenen Kanüle besteht, welche seitlich
geöffnet
ist. Zur Wahrung der mehrjährigen
Applikation und Vorbeugung der Gefäßvernarbung, aufgrund der Verletzung
der Leitbahnen, muss, im Gegensatz zu
DE 197 12 693 , auf eine scharfkantige
Spitzenausführung
verzichtet werden. Stattdessen besteht die Injektionsnadel aus einem
zylindrischen Rohr, dessen Spitze kegelförmig ausgeführt ist und die Auslassöffnung der
Injektionsnadel durch eine seitliche Aussparung im zylindrischen
Teil der Injektionsnadel unmittelbar hinter dem Konus gebildet wird.
Hierdurch wird einer Verstopfung der Auslassöffnung weitgehend vorgebeugt.
Die Nadel soll einen Durchmesser von 0,5 bis 3,0 mm, bevorzugt von
1,0 bis 2,0 mm, noch bevorzugter von 1,5 mm haben, so dass bei einer
ausreichenden mechanischen Stabilität der Kanüle der Stamm nicht stärker verletzt
wird. Es wird auf diese Weise eine schadhafte Rissbildung des Stammholzes
vermieden. Die der Spitze gegenüberliegende
Seite wird in eine Injektionseinheit, welche mit der Dosiereinheit verbunden
ist, integriert.
Die
Injektionsnadel wird horizontal in den Pflanzenstamm eingebracht,
so dass die seitliche Öffnung
nach oben bzw. zur Seite weist. Dringt die Kanüle in den Stamm, so werden
zunächst
die saftführenden
Leitbahnen seitlich ausweichen und das Gewebe aufgrund auftretender
Klemmkräfte
sich an die Kanüle
anschmiegen. Die Kanüle
dringt dabei weit in den Holzkörper
der Pflanze ein und ermöglicht so
eine sichere gleichmäßige Versorgung
der Pflanze mit den Behandlungsmitteln. Da die Borkenschicht aufgrund
von Reißdehnungen
während
der Einbringung der Kanüle
verletzt und porös
ist, wird durch einen Bund an der Kanüle erfindungsgemäß die Dichtigkeit
zwischen Kanüle
und saftführender Xylemschicht
gewährleistet.
Mittels eines oder mehrerer Absätze
wird die Klemmkraft des Holzes im Bundbereich erhöht, wodurch
der Eindringbereich nach außen
hin abgedichtet wird. Weiterhin erhöht sich somit die mechanische
Belastbarkeit der Kanüle.
Durch weitere geeignete Mittel kann die Dichtigkeit erhöht werden.
Durch diese erfindungsgemäße Vorgehensweise
kann auf ein zeitaufwendiges Vorbohren verzichtet werden.
Aufgrund
der angestrebten Querverteilung der Behandlungsmittel im Stamm und
der Vorbeugung hoher Konzentrationen in lokalisierten Bereichen,
welche zu einer Schädigung
der Pflanze führen kann,
werden mehrere Injektionsstellen an den Pflanzen benötigt. Erfindungsgemäß wird dies
durch die Verwendung von Injektionskränzen erreicht. Durch zusätzliche
Zu- und Ableitungen sind diese Kränze direkt in das vernetzte
Zuleitungssystem integriert. Ein zusätzlicher Ablass an den Applikationskränzen ermöglicht neben
der Entlüftung
des Kranzsystems auch die herbstliche Entleerung des Systems und verhindert
neben der Gefäßembolie
auch Frostschäden
an den Gefäßzuleitungen.
Zur
Einbringung der Kanülen
in den Stamm wird eine Einpresskraft durch geeignete Mittel an den Kanülenaufnehmern
erzeugt. Die Injektoreinheit ist entsprechend ausgeführt. Der
Applikationskranz wird durch eine oder mehrere Injektoreinheiten
gebildet, welche durch ein Schlauchsystem miteinander vernetzt sind.
Die Versorgung der Kränze
erfolgt über eine
zentrale Zuleitung. Die Injektoreinheiten weisen deshalb mehrere
Schlauchanschlüsse
auf und ermöglichen
hierdurch eine Variabilität
des Kranzsystems von Stammdurchmessern von 20 mm und mehr. Dem Stammdurchmesser
entsprechend kann die Injektorenanzahl in einem Kranz gewählt werden, wodurch
eine geeignete Querverteilung innerhalb des Stammes erreicht wird.
Zur erfindungsgemäßen Sicherung
des Systems am Stamm sind an den Injektoreneinheiten Vorrichtungen
enthalten, welche der Sicherung gegen das unbeabsichtigte Lösen des Kranzes
dienen. Diese Vorrichtungen ermöglichen eine
einfache Sicherung und dienen der Aufnahme von Kabelbinder, Klemmschellen
oder ähnlichen,
sichernden Elementen.