DE102005059757A1

DE102005059757A1 - Ökologische Schimmelbekämpfung durch natürlichen Massenrohstoff (Zeolith) als Fungizidersatz

Info

Publication number: DE102005059757A1
Application number: DE102005059757A
Authority: DE
Inventors: Ramona B Beharrysingh-Pracejus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-12-12
Filing date: 2005-12-12
Publication date: 2007-06-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung mindestens eines natürlichen Zeoliths (mineralischer Massenrohstoff) oder einer natürlichen oder künstlich erzeugten zeolithartigen Verbindung zur Bekämpfung von Pilzen. Der Gruppenname "Zeolith" steht stellvertretend für einzelne Mitglieder der Gruppe, wobei es sich um natürliche Zeolithe oder natürlich oder künstlich erzeugte zeolithartige Verbindungen handelt. Die Entstehung von Mykotoxinen in unterschiedlichen organischen Medien wird durch den Einsatz von Zeolith oder vergleichbarer Stoffe sehr stark eingeschränkt. Dadurch bieten Zeolithe oder zeolithartige Verbindungen einen ökologischen und gesundheitlich unbedenklichen Ersatz für künstliche Fungizide, welche für den Menschen stark toxisch bzw. karzinogen sind. Da die Zeolithe, im Gegensatz zu anderen Fungiziden, aus Erntegut teilweise bis vollständig zurückgewonnen werden können sowie durch eine Trocknung in der Sonne regenerierbar sind, sind sie zudem besonders wirtschaftlich (speziell für Entwicklungsländer). Die vorgeschlagenen Problemlösungen umfassen folgende Haupteinsatzgebiete: DOLLAR A È Beimengungen oder Auftrag zu feuchten schimmelbelasteten Böden (z.B. Sportrasenflächen, Parkanlagen, Gärten, künstliche Pflanzsubstrate), DOLLAR A È Beigabe von feuchtem Erntegut und als Beigabe zu Futtermitteln sowie DOLLAR A È Füllstoffe zu Farben, Leimen, Tapeten oder Baumaterialien, wie etwa Ton oder Lehm.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Bekämpfung von Pilzen, insbesondere von Schimmelpilzen.
Stand der Technik
Pilze (Fungi) bilden neben Pflanzen und Tieren das dritte Reich der vielzelligen Eukaryoten, wobei der Begriff „Pilze" die verschiedensten Abteilungen wie beispielsweise Töpfchenpilze, Mikrosporidien, Jochpilze, arbuskuläre Mykorrhizapilze, Schlauchpilze und Basidienpilze umfasst. Entsprechend groß ist ihre ökologische Bedeutung. Schimmelpilze gehören zu den Pilzen, stellen jedoch keine systematisch abgegrenzte und exakt definierte Pilzgruppe dar. Schimmel ist die Trivialbezeichnung für makroskopisch erkennbare, meist watteartige Myzelien und/oder sporulierende Conidienträger. Mit wenigen Ausnahmen wird der Schimmelbegriff für Pilze mit schädlicher Wirkung benutzt. Bekannte Schimmelpilz-Gattungen sind Mucor (Köpfchenschimmel), Rhizopus (gemeiner Brotschimmel), Aspergillus (Gießkannenschimmel), Cladosporium, Penicillium (Pinselschimmel) und Alternaria. Pilze, insbesondere Schimmelpilze, bilden als Stoffwechselprodukte u.a. so genannte Aflatoxine. Dies sind natürliche Pilzgifte (Mykotoxine), welche, wie auch ähnliche Verbindungen, bei Menschen und anderen Warmblütern bereits in geringen Mengen giftig wirken und auch eine sehr starke karzinogene Wirkung besitzen.
Pilzbildung, insbesondere Schimmelbildung, kann, obwohl sie in tropischen Gebieten am stärksten verbreitet ist, auch in temperierten Regionen sehr problematisch sein. Sie kann die verschiedensten Unterlagen und Materialien – beispielsweise Böden, Erntegut und Füllstoffe – nachteilig beeinflussen und ist nur schwierig unter Kontrolle zu bringen. Die aus dem Auftreten von Schimmelbildung resultierenden Probleme haben sich in den letzten Jahren in großem Umfang verstärkt, was zunehmend auch zu finanziellen Einbußen führt, besonders auf den nachfolgend angeführten Unterlagen und Materialien:

• Böden: Insbesondere in den eher nördlich gelegenen Industriestaaten finden sich auf öffentlichen Park- und Sportanlagen (z.B. Golfplätze) sowie in privaten Gärten Zonen mit höherer Feuchtigkeit, wo sich gerne Schimmel und Mikroalgen ansiedeln. Auch Blumenerde im Haushalt und in Gärtnereien (speziell im Anzuchtbereich von Sämlingen und Rollrasen) wird gerne von Schimmelkulturen befallen (Schimmelsporen werden über die Luft transportiert und sind überall vorhanden). Das durch Schimmel ausgelöste Krankheitsbild in Pflanzenmonokulturen (z.B. Rasen-, Getreideflächen) ist recht vielfältig, da verschiedene Pilzarten unterschiedliche Erscheinungsmuster produzieren. Häufige Erkrankungen und ihre wichtigsten Verursacher sind: Blattfäule (Typhula), Blattfleckenkrankheit (Helminthosporium), „Brown Patch" (Rhizoctonia spp.), Dollarfleckenkrankheit (Scerotinia), Hexenringe (Marasmius) sowie „normaler" Pilzbefall (z.B. Coprinus micaceus, Panaeolina foeniseci), Rost (Puccinia), Rotspitzigkeit (Corticium), Schneeschimmel (Microdochium, Gerlachia; vgl. auch Typhula) und Schwarzbeinigkeit (Ophibolus, besonders problematisch bei Getreide).
• Erntegut: Besonders in Erntegut ist immer eine gewisse Restfeuchte vorhanden (als Teil des organischen Materials), die das Gut anfällig für Schimmel macht (z.B. Anonymous (2005): Beating the peanut poison. NewScientist, 11 June: 18). Diesem Vorgang kann mit verschiedenen Methoden vorgebeugt werden, beispielsweise durch Trocknung. Jedoch sind diese Verfahren teuer, arbeitsaufwendig oder giftbelastet und können deswegen, besonders in ärmeren Ländern, nur bedingt eingesetzt werden. Bei der Herstellung von Silofutter wird Pflanzenmaterial (z.B. Gras oder Mais etc.) fermentiert. Bei diesem Gärungsprozess, der das Pflanzengut für die Tiere aufschließt und dadurch besser verwertbar macht, können durch ungünstige Bedingungen u.a. hohe Mykotoxin-Konzentrationen entstehen. Dies betrifft auch eine schlechte Lagerung normalen Pflanzenfutters. Schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit bzw. den Fleischansatz der Tiere, an die dieses Material verfüttert wird, sind nicht auszuschließen.
• Füllstoffe: Feuchträume bzw. feuchte Außenwände können leicht zu einer hohen Belastung der Raumluft an Schimmelsporen bzw. Mykotoxinen führen; diese Belastung ist nur sehr schwer zu bekämpfen, da in der Regel auf Fungizide zurückgegriffen werden muss, die selber für den Menschen toxisch sind.

Aufgrund der großen Tragweite dieser Problematik wurden die unterschiedlichsten Ansätze zur Bekämpfung der Schimmelbildung entwickelt.
Die meisten Ansätze betreffen die Verwendung unterschiedlichster Chemikalien, wovon viele starke Nebenwirkungen mit sich bringen. Viele Fungizide wurden auch mit anderen Mate rialien kombiniert. Eine Möglichkeit ist etwa die Kombination mit Zeolithen. Exemplarisch werden nachfolgend einige Ansätze zur Pilz- bzw. Schimmelpilzbekämpfung geschildert.

In der EP 0 804 877 [Hayakawa et al. (05.10.1995)] wird beispielsweise ein antimikrobieller Feststoff beschrieben, welcher sowohl antimikrobiell wirksame Metallionen als auch ein antimikrobielles Metall, welches meist elementar vorliegt, enthält. Bei dem Metall handelt es sich vorzugsweise um Silber, Kupfer oder Zink, wobei Silber/Silberionen besonders bevorzugt sind.

Die EP 0 333 118 beziehungsweise die entsprechende DE 689 18 478 [Ichimura, K., Murakami, H., Yamada, N. und Mizukoshi (14.03.1989)] thematisieren antimikrobielle Pulver und Verfahren zu ihrer Herstellung. Beschrieben wird das Kompressions- bzw. Verdichtungsmischen eines antimikrobiellen Metalls mit wasserhaltigem Titanoxid oder Titanoxidteilchen. Die entsprechenden Metalle werden aus der Gruppe von Kupfer, Zink und Legierungen auf Kupfer- und/oder Zinkbasis ausgewählt.

In der EP 0 609 099 [Kato, S., Tobitsuka, J., Ohkouchi, T., Kondo, Y., Tsuda, M. und Ohta, H. (28.01.1994)] werden antimikrobielle und fungizide Zusammensetzungen, welche Siliziumverbindungen enthalten, sowie ihre Verwendung in der Landwirtschaft und im Gartenbau dargestellt.

Die EP 0 337 103 sowie die korrespondierende DE 689 04 792 [Nasu, R., Komyoji, T., Nakajima, T., Suzuki, K., Ito, K., Ohshima, T. und Yoshimura, H. (06.03.1989)] betrifft eine biozide Zusammensetzung, welche als aktive Bestandteile mindestens eine Imidazol-Verbindung und eine andere spezifische Verbindung enthält.

Sofern Zeolithe eingesetzt werden, geschieht dies nur in Kombination mit Fungiziden aus anderen Stoffklassen. Die beschriebenen Verwendungen beziehen sich im Wesentlichen auf die Beigabe von Fungiziden zu Zeolithen als deren Trägerstoffe (wegen ihrer immensen inneren Oberfläche) oder Fungizide werden direkt an ähnliche natürliche/künstliche Komponenten gebunden.

Alle genannten Verfahren bedingen die Verwendung von Fungiziden, welche unter Umständen hoch toxisch sind. Ebenso ist ein temporäres kostenaufwendiges Durchheizen der Fläche/Wände meist recht unökonomisch und nur kurzzeitig erfolgreich, da Schimmelsporen hierdurch nicht nachhaltig geschädigt werden bzw. aus der Luft wieder nachgeliefert werden.

Demzufolge besteht ein Bedarf an weiteren Fungiziden, welche den bislang bekannten Pilzbekämpfungsmitteln und – prozessen überlegen sein sollten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verbindungen zur Pilzbekämpfung einzusetzen, welche es ermöglichen, stark toxische Fungizide völlig wegzulassen oder mindestens sehr stark zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe durch Verwendung mindestens eines natürlichen Zeoliths oder einer natürlichen oder künstlich erzeugten zeolithartigen Verbindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich auch anhand der Unteransprüche.

Es konnte überraschenderweise gezeigt werden, dass natürliche Zeolithe oder natürlich oder künstlich erzeugte zeolithartige Verbindungen auch ohne jedweden Zusatzstoff – oder mindestens mit deutlich reduzierten Mengen an Zusatz stoffen – zur Bekämpfung von Pilzen, insbesondere von Schimmelpilzen geeignet sind.

Die erfindungsgemäße Pilzbekämpfung beruht auf dem Einsatz eines natürlichen Massenrohstoffs, der durch seine Anwesenheit Pilzbildung, insbesondere Schimmelbildung, unterdrückt. Der Massenrohstoff gehört zur Mineralgruppe der Zeolithe. Im Folgenden wird der Gruppenname „Zeolith" stellvertretend für einzelne Mitglieder der Gruppe benutzt, wobei es sich um natürliche Zeolithe oder natürlich oder künstlich erzeugte zeolithartige Verbindungen handelt. Hierdurch können stark toxische Fungizide entweder von einem ungiftigen Material völlig ersetzt oder doch sehr stark reduziert werden; dies ist besonders wichtig in Bereichen menschlichen Kontakts.

Die erfindungsgemäße Verwendung kann zur Bekämpfung verschiedener Pilze eingesetzt werden. Bevorzugt ist die Verwendung zur Bekämpfung von Schimmelpilzen. Nachfolgend wird diese Verwendung im Hinblick auf die Bekämpfung von Schimmelpilzen dargestellt, wobei sich die geschilderten Verwendungen aber auch auf andere Pilze anwenden lassen.

Die mikrobielle Wirkung der Zeolithe auf den Schimmel ist noch nicht völlig geklärt. Es wird hier davon ausgegangen, dass die Minerale wegen ihres speziellen kristallchemischen Aufbaus durch katalytische Prozesse den Metabolismus der Schimmelkultur nachhaltig stören bzw. durch eine selektive Bindung organischer Nährstoffe und einer Wasseradsorption dem Pilz die Lebensgrundlage entziehen; allerdings scheint die fungizide Wirkung auch bei Wasserüberschuss erhalten zu bleiben.

Bei Zeolithen handelt sich um eine Gruppe von über 50 verschiedenen wasserhaltigen, feldspatähnlichen Silikaten mit meist nadeligem bis tafeligem Habitus. Sie treten mitunter als Massenrohstoff im Bereich umgewandelter vulkanischer Aschen auf, allerdings werden auch neuartige künstliche Zeolithe für spezielle Anwendungen produziert. Intern besitzen sie eine offene Gerüststruktur, die neben Silizium und Aluminium wesentlich von Alkali- und Erdalkaliionen geprägt wird. Zwischen den Ionen finden sich relativ große offene Kavernen und Kanäle (innere Oberfläche bis zu 600 m²/cm³), in welche die unterschiedlichsten Komponenten, wie Gase, Wasser und andere Fluide sowie Metallionen, aufgenommen werden können. Diese adsorbierten Stoffe können wieder abgegeben werden, ohne die Zeolithstruktur zu schädigen.

Aus der riesigen reaktiven inneren Oberfläche resultieren einzigartige Eigenschaften der Zeolithe, die auch durch die große Vielfalt ihrer bekannten Anwendungen reflektiert werden, von denen einige hier genannt sein sollen:

• zur Renaturierung/Sanierung von Wässern und Abwässern (z.B. Garcia Hernandez, J.E. und Gonzalez Martin, M.M. (1992): Treatment of wastewater effluents with Phillipsite-rich tuffs, Environ Pollut, 76: 219-223),
• für Landwirtschaft und Gartenbau (Elliot, A.D. und Zhang, D. (2005): Controlled release of zeolite fertilizers: A value added product produced from fly ash, World of Coal Ash, Lexington, Kentucky, USA.),
• als Molekularsiebe (Breck, D.W. (1974): Zeolite Molecular Sieves: Structure, Chemistry and Use, John Wiley, London, Meier, W.M. und Olson, D.H. (1992): Atlas of Zeolite Structure Types, Butterworths),
• zur Gasadsorption und Geruchskontrolle (McBain, J.W. (1932): The Sorption of Gases and Vapors by Solids, Rutledge, London.),
• als Katalysatoren für chemische Prozesse (Beyer, H.K. und Belenykaja, I. (1980): Catalysis by Zeolites, Elsevier, Amsterdam),
• zur Dekontamination durch Adsorption von Öl (Isosaari, P. (2004): Polychlorinated Dibenzo-p-dioxin and Dibenzofuran Contamination of Sediments and Photochemical Decontamination of Soils. Department of Environmental Sciences, University of Kuopio, Kuopio, Finland), von radioaktiven Stoffen (Panasyugin, A.S., Golikova, N.B., Il'inykh, N.P. und Strukova, O.V. (2002): Sorption concentration of radiocesium on NaX zeolite modified with Cu₂[Fe(CN)₆], Russian Journal of Applied Chemistry, 75: 1029-1031) und von Schwermetallen (Vaca Mier, M. und Lopez Callejas, R. (2001): Heavy metal removal with Mexican clinoptilolite: Multi-component ionic exchange, Water Res. 35: 373-378),
• zur Speicherung von Wärmeenergie (Han, B., Yuan, H., Yang, D. und Liu, G. (2004): Storing solar energy principle of zeolites, Jilin Agricultural University, Changchun, China),
• zur Zersetzung von im Wasser gelösten Pestiziden (Muthukonda, V.S., Srinivasan, A., Nallusamy, V., Banumathi, A. und Velayutham, M. (2004): Novel thin-film reactor for photocatalytic degradation of pesticides in an aqueous solution, Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 79: 1279-1285 (1277)),
• für die Entsalzung (Lee, R.L. (2003): Using zeolite membranes, Petroleum Recovery Research Center (PRRC), Socorro, New Mexico).

Der Einsatz von Fungiziden ist wegen ihrer Gefährlichkeit für den Menschen mit besonderer Skepsis zu betrachten. Zudem bilden die beim Schimmelwachstum entstehenden Mykotoxine ein nicht zu unterschätzendes hohes Gefährdungspotenzial für den Menschen. Deswegen muss (natürlichen) Stoffen, wie etwa den genannten Zeolithen, welche sowohl den Einsatz von herkömmlichen Fungiziden deutlich reduzieren bzw. unnötig machen als auch der Schimmelbildung vorbeugen und dabei selbst für den Menschen ungiftig sind, bei künftigen Planungen Vorrang eingeräumt werden, um eine Gefahr von Anfang an auszuschließen. Der Rohstoff selber wird vom US Department of Transport als „non-hazardous", also als ungefährlich klassifiziert.

Deswegen wurden auf der Basis der beobachteten Schimmelunterdrückung durch Zeolith Konzepte für unterschiedliche Anwendungsbereiche entwickelt, nämlich für die bereits einleitend dargestellten Bereiche: a) Böden und Rasenflächen, b) Erntegut und c) Füll-/Baustoffe.

Erfindungsgemäß wird mindestens ein natürlicher Zeolith oder eine natürliche oder künstlich erzeugte zeolithartige Verbindung zur Bekämpfung von Pilzen verwendet. Dabei ist es bevorzugt, dass der mindestens eine Zeolith oder die zeolithartige Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe der Faser-, Blätter- und Würfelzeolithe, wobei die Verwendung von Klinoptilolith besonders bevorzugt ist. Erfindungsgemäß kann eine Vielzahl anderer Zeolithe, wie beispielsweise Analcim, Chabasit oder Phillipsit, oder zeolithartiger natürlicher oder künstlich hergestellter Verbindungen eingesetzt werden.

Klinoptilolith (besonders die K-reiche Variante; es gibt noch weitere Klinoptilolith-Typen, die mehr Ca bzw. Na enthalten) ist besonders gut geeignet, da er als kaliumhaltiger Zeolith im Laufe der Jahre in Böden während der Verwitterung Kalium abgibt, was für Pflanzen einen natürlichen Dünger darstellt. Weiterhin hat Klinoptilolith eine sehr große innere Oberfläche, weshalb er sehr reaktiv ist. Zudem kommt er weltweit in großen Lagerstätten (z.B. Griechenland, Indonesien, Kroatien, Ukraine, Australien, Neuseeland, Slowakei) vor und kann daher relativ wirtschaftlich zur Verfügung gestellt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Verwendung des mindestens einen Zeoliths oder der zeolithartigen Verbindung derart, dass mehrere Verbindungen in Mischung verwendet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird dem mindestens einen Zeolith oder der zeolithartigen Verbindung mindestens ein weiteres Adsorbtionsmittel beigefügt. Dabei ist es bevorzugt, wenn das mindestens eine weitere Adsorbtionsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe der Tonminerale (z.B. Bentonit und andere), Kieselgel und Aktivkohle. Besonders bevorzugt ist hierbei die Verwendung von Kieselgel.

Erfindungsgemäß wird der mindestens eine Zeolith oder die zeolithartige Verbindung bevorzugt gegen Schimmelpilze verwendet. Bevorzugt werden feuchtigkeitshaltige Medien behandelt, wobei es sich in einer bevorzugten Ausführungsform um feuchte (Erd-)Böden handelt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der mindestens eine Zeolith oder die zeolithartige Verbindung auf Rollrasen und andere Rasentypen angewandt. Weiterhin ist es bevorzugt, den mindestens einen Zeolith oder die zeolithartige Verbindung als Beimengung zu feuchtem Erntegut und Futtermitteln einzusetzen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform findet der mindestens eine Zeolith oder die zeolithartige Verbindung als Füllstoff in Farben, Leimen, Tapeten und Baustoffen (z.B. als Beimengung zu Lehm bei traditioneller Fachwerk-Lehm-Bauweise bzw. Sanierung) Verwendung.

Die Verwendung erfolgt bei Temperaturen von 0°C bis ca. 60°C. Unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser ist aufgrund des Wechsels des Aggregatzustandes eine Verwendung nicht sinnvoll. Oberhalb von 60°C sind die meisten Schimmelpilze nicht lebensfähig.

Es wurde eine Reihe von Experimenten zur Schimmelbildung bzw. -unterdrückung durchgeführt. Aus den Versuchsergebnissen konnte die besonders gute Eignung für die folgenden Anwendungsgebiete abgeleitet werden:

• Beimengung zu feuchten Böden oder künstlichen Pflanzsubstraten: Hier bietet sich vor allem eine Boden-Melioration von Problemzonen in Parks oder auf Sportplätzen (z.B. „Greens" auf Golfplätzen) an, um ein unschönes „schmieriges" Erscheinungsbild zu entfernen und den Einsatz starker Fungizide auszuschließen. Ein weiteres Anwendungsgebiet eröffnet die Zugabe zu Blumenerde und künstlichen Pflanzsubstraten. Auch ein nachträglicher feinpulveriger Auftrag auf einen bereits schimmelnden Untergrund greift den Pilz in seiner Substanz sehr schnell an. Ebenso kann der Rohstoff auch zur Stabilisierung von Pflanzenmatten (z.B. Rollrasen) vor einem längeren Transport genommen werden, wobei Zeolith entweder schon im Boden implementiert war oder zusätzlich vor einem Transport als Pulver aufgetragen wird; ein frühzeitiger Einsatz von gröberem Zeolith als Bodenbeimengung und eine spätere Kombination mit Zeolithstaub direkt vor dem Transport bietet den besten Schutz für die Pflanzenmatten.
• Beimengung zu feuchtem Erntegut (besonders Getreide, aber auch Erdnüsse u.a.): Portioniert in je nach Anwendungsbereich unterschiedliche Mengen und abgefüllt in Stoffbeutel, kann Zeolith Feuchtigkeit aus dem Erntegut aufnehmen und dadurch einer Schimmelbildung vorbeugen. Besonders in armen Ländern können die Zeolithbeutel samt Inhalt durch einfaches Auslegen in der Sonne getrocknet/recycled werden, was nach der ursprünglichen Anschaffung kaum noch Folgekosten hervorruft. Alternativ kann der Rohstoff auch direkt zum Erntegut (z.B. Erdnüsse) gegeben werden, von dem er durch eine einfache physikalische Trennung (z.B. Siebung) wieder separiert werden kann.
• Pflanzliche Futtermittel, wie etwa Silageansätze, die bereits im Anbau von Schimmel befallen wurden oder durch Lagerung angeschimmelt sind, können durch Zeolith-Einsatz positiv verändert werden. Die Schimmelneubildung wird deutlich reduziert, bestehender Schimmel und seine Metabolismusprodukte werden, neben Adsorption vermutlich auch durch katalytische Prozesse, reduziert bzw. unschädlich gemacht.
• Füllstoff in Farben, Leimen und Tapeten (z.B. Rauhfaser): Die Beigabe zu den genannten Materialien behindert die Schimmelbildung nachhaltig und langfristig auf natürliche und ungiftige Weise. Ein Bonus dieser Anwendung ist eine zusätzliche Verringerung von Gerüchen jeder Art, da Zeolithe auch Gase/Geruchsstoffe adsorbieren. Auch die Beigabe zu traditionellen Baustoffen, wie etwa Lehm, reduziert eine Schimmelbildung auf feuchten Wandflächen sehr deutlich.

Beispiele des experimentellen Aufbaus
Eine Reihe von Experimenten zur Schimmelbildung und -unterdrückung wurde durchgeführt; deren Aufbau wird im Folgenden kurz an einigen Beispielen geschildert und näher erläutert, ohne dass die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt werden soll. Die eingesetzten Mengen an Zeolith sind in Tabelle 1 exemplarisch dargestellt. Tabelle 1: Menge der Zeolithe in den verschiedenen Anwendungsgebieten.

• Böden a): Zu einem direkten Vergleich wurden Plastikzylinder (1) mit jeweils einem definierten Volumen an Quarzkies (< 2 mm; entspricht in seiner mineralogischen/geochemischen Zusammensetzung etwa einem Wüstensand) bzw. Zeolithgranulat (< 2 mm) gefüllt. Darüber wurde eine gleiche Menge von Kiefernnadeln aufgebracht (10 g) und das Ganze mit destilliertem Wasser saturiert. Ein Ventil am Behälterboden ermöglichte das tägliche Ablassen des Wassers für pH- und Volumenmessungen. Böden b): Acht Blumentöpfe wurden mit Blumenerde gefüllt, die unterschiedliche Mengen an Zeolithpulver enthielten (0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 und 21 Gew.%). Um in der intakten Erde eine schnelle Schimmelentwicklung zu induzieren, wurden zusätzlich kleine Kartoffelquader (2 × 1 × 1 cm; Nährmedium für Mikroben) eingebracht. Böden c): Kleine vorgeformte Saatbehälter aus organischem Material, in denen starke Schimmelentwicklung beobachtet wurde, wurden mit geringen Mengen an Zeolithpulver bestreut. Böden d): Rollrasenstücke von ca. 60 cm Länge wurden mit einer feinen Lage Zeolith bestreut und anschließend aufgerollt (~ 1 kg/m²; 2); dem Vergleich dienten Rollen ohne Zeolithzusatz. Die Standfestigkeit des Rasens wurde im Abstand von jeweils 2 Stunden kontrolliert. Böden e): Zwei Behälter wurden mit Stücken eines schimmelbelasteten Rasens von einem Golf-Green bestückt; der Schimmel wurde danach mit einer feinen Saccharose-Bestäubung zusätzlich aktiviert. Nach einer starken Schimmelentwicklung wurde das Pflanzsubstrat durch eindrücken eines Stempels belüftet, die entstehenden Löcher mit Zeolith (Kornfraktion 1-2,5 mm) gefüllt sowie der schimmelnde Rasen mit Zeolith (Korngröße < 2 mm) bestäubt.
• Erntegut a): Kleine Stoffbeutel mit Zeolithgranulat wurden in offenen Behältern erntefrischem Korn beigefügt; zusätzlich wurden „Stepp-"Matten (die Grundfläche der Matte sollte ungefähr der Grundfläche eines Sackes etwa für Saatgut entsprechen) entworfen, die in größeren Mengen zwischen Getreidesäcke o.ä. gelegt werden können (Wiederverwertung!). Eine Trocknung des Zeoliths kann, wie auch bei den Beuteln, durch Sonnenstrahlung bewirkt werden und bedarf keiner energieaufwendigen künstlichen Entwässerung der vom Zeolith adsorbierten Feuchtigkeit. Da der Zeolith hier nicht mit dem Erntegut in direktem Kontakt steht, wird der Schimmelbildung nur durch Trocknung vorgebeugt.
• Erntegut b): Ein Experiment ähnlich einer Silage, allerdings ohne einen vollständigen Luftabschluß, wurde durchgeführt, um das Verhalten einer schlechten Silage und die Mykotoxin-Bildung bzw. deren Unterdrückung zu simulieren. Dazu wurde gehäckselter Mais (Kolben, Stengel, Blätter) in einer Küchenmaschine geschrotet/zerfasert. 200 g dieser luftdurchlässigen Masse wurden in Plastikbehälter gegeben und durch Zugabe von Zeolith folgendermaßen weiter behandelt (Tabelle 2, Behälter 1-8).

• Füll-/Baustoffe: Als Beimengung zu Tapetenkleister (max. 50% des Trockengewichts) wurde Zeolith auf eine Tapete aufgebracht, auf einem Untergrund befestigt, mit Klarsichtfolie abgedeckt und dann über einen längeren Zeitraum durch Besprühen feucht gehalten (3); ein Vergleichsexperiment mit einem Kleber ohne Zeolith wurde gleichermaßen behandelt. Als Füllstoff für Feuchtraumtapeten kann Zeolith auch Teil der Tapete selber sein (dies wurde von uns aus technischen Gründen nicht durchgeführt); in Kombination mit einem entsprechenden zeolithhaltigen Kleber wird die Wirksamkeit der "Zeolith"-Tapete noch erhöht.

Versuchsergebnisse
Die oben geschilderten Experimente erbrachten folgende Ergebnisse (sie werden in der gleichen Reihenfolge wiedergegeben, wie sie im vorangegangene Abschnitt vorgestellt wurden):

• Böden a): Die Versuche zeigen sehr deutliche Unterschiede bei der Zersetzung der Kiefernnadeln auf den jeweiligen Substraten. Während sich auf der organischen Substanz über dem Quarzkies eine dichte Schicht eines gelartigen Schimmelbelages bildete, war diese nur kurzzeitig und fleckenartig über den Nadeln des Zeolithsubstrates ausgebildet; die letztere Schimmelschicht reduzierte sich, bis sie nach kurzer Zeit verschwand (auch nach 10 Monaten hatte sich kein weiterer Schimmel mehr gebildet). Dagegen existierte die Schimmelschicht auf dem Kiessubstrat auch noch nach dem genannten Zeitraum. Alleine diese Tatsache ist schon bemerkenswert, jedoch ergaben sich bei der Auswertung der Daten noch zwei weitere sehr wichtige Gesichtspunkte, welche unmittelbar mit dem Schimmelprozess verknüpft und besonders für aride Gebiete von Belang sind (also weniger mit einer Toxinreduzierung); deswegen sollen diese Punkte hier kurz erläutert werden. Die Verrottung des Pflanzenmaterials geht einher mit einem Wasserverlust aus den verschlossenen, aber nicht gasdichten Behältern (4a). Dieser Verlust ist allerdings im Zeolithbehälter sehr viel geringer; über große Zeiträume hinweg entwickelte sich zwischen den Vergleichsbehältern ein Unterschied des verfügbaren Restwassers von rund 20% (4b). Hieraus folgt, dass bei einer Bodenbildung in ariden Gebieten zusätzlich Wasser verloren geht, welches eigentlich Pflanzen zur Verfügung stehen könnte. Ein weiterer Aspekt der Versuche ist die pH-Regulierung des Bodenwassers (4c). Die pH-Änderungen im Experiment mit dem Quarzkies waren ca. doppelt so groß wie beim Zeolithsubstrate. Dies bedeutet eine deutliche Verminderung des Stresses für Pflanzen auf einem Substrat von Zeolith, was ebenso wie der geringere Wasserverlust für die Flora arider Zonen bedeutsam für deren Überleben ist.
• Böden b): Alle Töpfe mit Blumenerde und Kartoffelstücken sowie unterschiedlichen Mengen an Zeolith zeigten, mit Ausnahme des Topfes ohne Zeolith, eine stark erhöhte Resistenz gegen Schimmel (trotz einer erheblichen Staunässe). In Topf 1 war nach wenigen Tagen das Kartoffelstück vollständig zersetzt worden. Auch die Kartoffelstücke in den anderen Töpfen zersetzten sich ei nige Tage später, jedoch aus der Mitte des Quaders heraus, wo kein Kontakt zu zeolithhaltiger Erde bestand.
• Böden c): Die organischen Saatbehälter, welche zusätzlich mit feuchter Saaterde bestückt wurden, begannen nach wenigen Tagen einen stellenweise recht dichten Schimmelrasen zu bilden. Nach einer einmaligen Zugabe von feinem Zeolithpulver auf die Oberfläche und einem Angießen verschwand der Schimmel relativ schnell und trat nicht wieder auf; Pflanzensamen keimten in einem derartigen Substrat problemlos. Auch nach mehreren Wochen wurde keinerlei Tendenz zu weiterer Schimmelbildung entdeckt.
• Böden d): Rollrasen mit Zeolithpulver bestreut hatte eine längere „Standzeit". Wegen klimatischer Probleme waren die Ergebnisse jedoch nicht eindeutig; diese Versuche werden daher wiederholt. Unbehandelter Rasen scheint sich generell schneller zu zersetzen als behandeltes Material.
• Böden e): Schimmelnde Sportrasenstücke regenerierten sich relativ schnell, nachdem der Schimmel durch die Zeolithzugabe unterdrückt worden war. Durch die Zugabe von Zeolith zum Boden (Aerifizierung sowie fungizide Wirkung des Zeoliths) wurden besonders die oberen Wurzelbereiche geschützt.
• Erntegut a): Die kleinen Zeolith-Beutel nahmen überschüssige Feuchte aus dem Erntegut auf, was die Schimmel-/Mykotoxinbildung behindert; die oben beschriebenen „Steppmatten" (= größere Form der Einzelbeutel) wurden nicht getestet. Besonders die permanente Wiederverwertbarkeit (Trocknung in der Sonne) machen diese beiden Produkte zu äußerst ökonomischen „grünen" Materialien; nicht verrottende Kunststoffgewebe erhöhen den zeitlichen Einsatz auf eine Reihe von Jahren. Erntegut, wie etwa Erdnüsse, können durch direkte Zeolithzugabe geschützt werden, da sich Zeolith (1-2,5 mm) leicht absieben lässt.
• Erntegut b): Die Ergebnisse des Experimentes mit einer bewusst schlecht angesetzten Maissilage (keine anaeroben Bedingungen, da mehrmals belüftet) sind sehr eindeutig (vgl. 5a-d). Während das Material ohne Zeolithzusatz völlig verschimmelte (5b), sorgte eine Zugabe von Zeolith für einen teilweisen bis vollständigen Schutz vor einem Schimmelwachstum (5c und 5d).
• Füllstoffe: Der Einsatz von Zeolith als Zusatz von Tapetenkleister verlief problemlos; die Klebeleistung wurde nicht wesentlich vermindert, nur war die Konsistenz des Klebers zäher wegen der Wasseradsorption am Zeolith. Die behandelte Tapetenfläche zeigt auch bei starker Feuchtigkeit kaum Schimmel, während die unbehandelte Tapete sehr deutliche Schimmelflecken entwickelte. Ein Zusatz von Zeolith zu Ton oder Lehm (als Baumaterial) wurde nicht getestet, da eine Analogie zu den Versuchen mit Erde erwartet wird.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1: Vergleichsexperiment zum Schimmelverhalten von Kiefernnadeln auf Quarzkies- bzw. Zeolithsubstrat;
2: Prinzipskizze des Rollrasen-Experiments mit der eingebrachten Zeolithlage;
3: Schema der Zeolithfixierung in/unter Tapeten;
4a: Experiment zur Schimmelbildung auf Kiefernnadeln in Gegenwart unterschiedlicher Substrate (Quarz, Zeolith) nach einer Versuchs-dauer von 10 Monaten:

a) links: feiner Quarzkies mit starker Schimmelbildung und hohem Wasserverlust,
b) rechts: Zeolithsubstrat ohne Schimmel und mit viel Wasser (ca. 25 Vol.% mehr);

4b: Die Pflanzen-Verfügbarkeit des Restwassersin den Schimmel-Experimenten mit Quarzkies- bzw. Zeolithsubstrat;
4c: pH-Variationen im Restwasser der Experimen-te mit Quarzkies- bzw. Zeolithsubstrat;
5a-d: Dreiwöchiges Schimmelexperiment mit gehäckselten Maiskolben und -stroh; die Proben b-d rochen nach Essig, allerdings wiesen die schimmeligen Proben zusätzlich einen muffigen Geruch auf:

a) Frisches Ausgangsmaterial,
b) das selbe Material ohne weitere Zusätze am Ende des Experiments, jedoch stark verschimmelt,
c) das selbe Material mit Zusatz von 5% Zeolith (< 0,2 mm), nach 3 Wochen stellenweise verschimmelt,
d) das selbe Material mit Zusatz von 10 Gew.% Zeolith (< 0,2 mm), auch nach 3 Wochen praktisch schimmelfrei und dem Ausgangsmaterial bis auf geringe Farbveränderungen sehr ähnlich.

Claims

Verwendung mindestens eines natürlichen Zeoliths oder einer natürlichen oder künstlich erzeugten zeolithartigen Verbindung zur Bekämpfung von Pilzen.
Verwendung des mindestens einen Zeoliths oder der zeolithartigen Verbindung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zeolith ausgewählt ist aus der Gruppe der Faser-, Blätter- und Würfelzeolithe.
Verwendung des mindestens einen Zeoliths oder der zeolithartigen Verbindung gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Zeolith Klinoptilolith ist.
Verwendung des mindestens einen Zeoliths oder der zeolithartigen Verbindung gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, das mehrere zeolithartige Verbindungen als Gemisch verwendet werden.
Verwendung des mindestens einen Zeoliths oder der zeolithartigen Verbindung gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres Adsorbtionsmittel beigefügt ist.
Verwendung des mindestens einen Zeoliths oder der zeolithartigen Verbindung gemäß Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine weitere Adsorbtionsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe Bentonit, Kieselgel und Aktivkohle.
Verwendung des mindestens einen Zeoliths oder der zeolithartigen Verbindung gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine weite re Adsorbtionsmittel Kieselgel ist.
Verwendung des mindestens einen Zeoliths oder der zeolithartigen Verbindung gemäß Anspruch 1 bis 7 gegen Schimmelpilze.
Verwendung des mindestens einen Zeoliths oder der zeolithartigen Verbindung gemäß Anspruch 1 bis 8 bei feuchtigkeitshaltigen Medien.
Verwendung des mindestens einen Zeoliths oder der zeolithartigen Verbindung gemäß Anspruch 1 bis 9 bei feuchten (Erd-)Böden.
Verwendung des mindestens einen Zeoliths oder der zeolithartigen Verbindung gemäß Anspruch 1 bis 10 auf Rollrasen.
Verwendung des mindestens einen Zeoliths oder der zeolithartigen Verbindung gemäß Anspruch 1 bis 11 als Beimengung zu Erntegut und Futtermitteln.
Verwendung des mindestens einen Zeoliths oder der zeolithartigen Verbindung gemäß Anspruch 1 bis 12 als Füllstoff in Farben, Leimen und Tapeten oder als Beimengung in Baustoffen.