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Die Erfindung betrifft eine Applikationstechnologie zur Injektion von Flüssigkeiten und flüssigen Formulierungen in Pflanzen.
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Zur Behandlung von Pflanzenkrankheiten können Pflanzenschutzmittel mittels Spritztechnologien auf die Pflanzen gesprüht werden. Bei Gehölzpflanzen können Präparate alternativ in den Stamm der Pflanzen injiziert werden. Stammerkrankungen können meist nicht durch Sprühen auf die Pflanze behandelt werden, weshalb Flüssigkeiten in den Stamm injiziert werden.
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Injektionen von Pflanzenschutzmitteln in die Pflanzen sind eine seit mehreren Jahren untersuchte Alternative zu großflächigem Spritzen auf die Pflanzen, um Risiken für Umwelt und Anwender zu minimieren. Injektionen sind sehr effektiv, weil Pflanzenschutzmittelverluste, z.B. Abdrift durch Wind, Abwaschung durch Regen oder Zersetzung durch UV-Licht, vermieden werden. Die Injektion von flüssigen (z.B. wässrigen) Formulierungen in den Stamm von Pflanzen kann zur Verabreichung von Düngemitteln, Mineralien, Pflanzenstärkungsmitteln, Pflanzenschutzmitteln (Fungiziden, Herbiziden, Insektiziden usw.) angewendet werden.
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Zur Durchführung einer Injektion wird ein Loch im Stamm angelegt, in das die Flüssigkeit eingebracht wird. Bei größeren Gehölzpflanzen können Injektionen an verschiedenen Stellen des Stamms erfolgen. Das Loch kann in den Stamm gebohrt oder geschlagen werden. Verschiedene bekannte Verfahren verwenden an jeder Injektionsstelle einen separaten Injektor. Verbreitete Injektionsvorrichtungen umfassen Spritzen sowie, bei größeren Mengen einzubringender Flüssigkeit, mittels eines Schlauchs mit dem Loch verbundene Vorratsbehälter. Manche Verfahren wenden eine Injektion der Flüssigkeit in den Stamm mit Überdruck an, während andere Verfahren darauf basieren, dass die Flüssigformulierung durch den internen Flüssigkeitstransport, d.h. den Saftstrom der Pflanze in den Stamm gezogen wird.
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Injektoren müssen häufig für einen längeren Zeitraum (typischerweise mehrere Stunden) in der Pflanze verweilen, ehe sie entfernt werden. Nach dem Vorbereiten und Durchführen der Injektion entsteht somit eine Wartezeit bis zur Abnahme der Injektionsvorrichtung und dem Verschließen des Lochs. Diese Strategie wird für die Behandlung einer großen Anzahl von Pflanzen unwirtschaftlich, da die benötigte Anzahl an Injektoren mit der Anzahl gleichzeitig zu behandelnder Pflanzen skaliert. Einweg-Injektoren müssen nach ihrer Verwendung entsorgt werden, wodurch eine große Menge an kontaminiertem Plastikmüll entsteht, der umweltschädlich ist und außerdem Entsorgungskosten verursacht. Eine gängige Methode zum Verschließen des Lochs ist das Verfüllen mit Baumwachs zum Wundverschluss.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Verabreichen eines Präparats an eine lebende Gehölzpflanze bereitzustellen. Die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verabreichen eines Präparats an eine lebende Gehölzpflanze (hierin auch synonym als „Pflanze“ bezeichnet), wobei das Verfahren aufweist:
- Bestimmen eines Einfüllvolumens des zu verabreichenden Präparats;
- Bestimmen eines Kanalvolumens, wobei das Kanalvolumen die Summe aus dem bestimmten Einfüllvolumen des zu verabreichenden Präparats und einem Verschlussvolumen eines Verschlussmittels beträgt;
- Anlegen eines einseitig offenen Kanals im Stamm der Gehölzpflanze, wobei das Volumen des Kanals das bestimmte Kanalvolumen beträgt;
- Einfüllen des Präparats in den Kanal, wobei das eingefüllte Volumen des Präparats wenigstens das bestimmte Einfüllvolumen beträgt;
- Verschließen des Kanals mit dem Verschlussmittel, wobei das Volumen des innerhalb des Kanals befindlichen Teils des Verschlussmittels das Verschlussvolumen beträgt.
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Typisch, jedoch nicht notwendigerweise, kann die Absicht, einer Gehölzpflanze ein Präparat zu verabreichen, von einer phytopathologischen Zielsetzung wie beispielsweise der Behandlung oder Vorbeugung einer Pflanzenkrankheit abgeleitet sein. Hierin wird davon ausgegangen, dass das Präparat einen Wirkstoff enthält, der eine Realisierung der Zielsetzung der Verabreichung ermöglicht und einen invasiven Eingriff an der lebenden Gehölzpflanze rechtfertigt. Wie hierin erläutert, könnten Ausführungsformen der Erfindung dabei auf vielfältige Weise eine Wirkung entfalten, welche eine direkte oder indirekte Schadwirkung der Verabreichung des Präparats auf die Pflanze oder die die Pflanze umgebende Umwelt reduziert. Da für das Präparat bzw. den darin enthaltenen Wirkstoff eine mit der Zielsetzung der Verabreichung assoziierte positive (z.B. einen Nutzen der Gehölzpflanze steigernde oder die Gesundheit der Gehölzpflanze fördernde) Wirkung auf die Gehölzpflanze angenommen werden kann, sollen nachteilige Auswirkungen der Verabreichung möglichst minimiert werden.
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Das Präparat kann den Wirkstoff in (praktisch) reiner Form oder in einer Konzentration zwischen 0 und 100% enthalten. Die Konzentration des Wirkstoffs kann bei der Bestimmung des Einfüllvolumens berücksichtigt werden. Eine zu niedrige Wirkstoffkonzentration etwa könnte die beabsichtigte Wirkung des Präparats hemmen. Eine zu hohe Konzentration hingegen könnte das Gewebe der Gehölzpflanze schädigen oder die Aufnahme des Wirkstoffs durch die Gehölzpflanze und den Transport des Wirkstoffs durch die Gehölzpflanze beeinträchtigen, sodass die Pflanze geschädigt und / oder die Wirkung des Präparats gehemmt werden könnte. Auch könnte in manchen Fällen der Wirkstoff selbst giftig wirken und somit eine möglichst niedrige Konzentration erforderlich machen, um die Schädigung der Pflanze so gering wie möglich zu halten.
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Allgemein und ohne Beschränkung auf das Genannte könnte es sich bei dem Präparat um eine Suspension eines festen Wirkstoffs in flüssiger Matrix handeln; um eine Emulsion eines flüssigen Wirkstoffs in flüssiger Matrix; um eine Lösung eines Wirkstoffs in einem Lösungsmittel; um einen flüssigen Wirkstoff in unverdünnter Form oder als Verdünnung mit einem Verdünnungsmittel. Das Präparat könnte dementsprechend auch einen oder mehrere Emulgatoren oder Stabilisatoren enthalten, oder weitere nützliche Zuschlagstoffe wie z.B. ein Antioxidationsmittel, um das Gewebe in der Umgebung des Kanals zu schützen, und / oder einen Farbstoff, um die Verteilung des Präparats in der Gehölzpflanze besser beobachten zu können.
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Dabei könnte das Präparat eine Flüssigkeit mit einer Viskosität sein, die mit derjenigen von Wasser vergleichbar oder niedriger (z.B. eine alkoholische Lösung) oder höher (z.B. eine ölige Emulsion oder eine Flüssigkeit mit Verdickungsmittel) sein kann. Das Präparat könnte aber auch eine Substanz mit einer weichen oder zähen Konsistenz sein, z.B. vergleichbar mit Honig oder Marzipan. Ein Kriterium für die Verwendbarkeit eines Präparats hinsichtlich seiner Viskosität bzw. Konsistenz ist, dass das bestimmte Einfüllvolumen des Präparats mit einer geeigneten Einfüllvorrichtung regelmäßig so in den Kanal gegeben werden kann, dass das Präparat das Ende des Kanals möglichst ohne Lufteinschluss ausfüllt. Das Präparat könnte beispielsweise physikalische Eigenschaften einer wässrigen Lösung, eines Gels, einer Creme oder einer Paste aufweisen. Beispielsweise könnte das Präparat aus mit einem Wirkstoff und etwas Wasser aufgeschlämmtem Sägemehl oder Sägespänen bestehen.
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In einem nicht einschränkenden Beispiel besteht der Wirkstoff aus mikrometergroßen Lignin-Mikrocarriern oder Ligninpartikeln, die jeweils Moleküle eines oder mehrerer Fungizide einschließen. Bei Injektion einer solchen Suspension in eine von einem Pilz befallene Gehölzpflanze (z.B. in den Stamm einer Unterlagsrebe für eine Kultur der Edlen Weinrebe, vitis vinifera) werden bei geeigneter Wahl der Injektionsstelle die Partikel über den Saftstrom der Gehölzpflanze in Richtung der infizierten Stelle transportiert. Dort wird die Ligninhülle der Partikel von dem Pilz geöffnet. Dies setzt das eingekapselte Fungizid frei, welches auf den Pilz einwirkt und die Gehölzpflanze auf diese Weise vom Pilzbefall heilt. Auch wenn sich hierin offenbarte Ausführungsbeispiele auf Pflanzungen von Weinreben beziehen, versteht es sich, dass Ausführungsformen der Erfindung hinsichtlich der Gehölzpflanze, der das Präparat verabreicht werden soll, nicht auf Weinreben als Gehölzpflanzen beschränkt sind, sondern dass das Verfahren auch an beliebigen anderen Arten von Gehölzpflanzen durchgeführt werden kann.
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Weiterhin könnte die Art und Größe der Gehölzpflanze bei der Bestimmung des Einfüllvolumens berücksichtigt werden. Beispielsweise kann die zu verabreichende Menge des Präparats mit der Größe der Gehölzpflanze skalieren. Die Größe der Pflanze kann beispielsweise, ohne Einschränkung auf das Genannte, anhand der (ungefähren) Anzahl der mit dem Präparat zu versorgenden Blätter, dem pflanzenphysiologischen Abstand einer zu behandelnden Stelle der Pflanze von der Injektionsstelle, der Dicke des Stamms im Bereich des Kanals usw. quantitativ charakterisiert werden. Da das Kanalvolumen größer als das Einfüllvolumen ist, könnte ein zu groß gewähltes Einfüllvolumen eine übergroße Dimensionierung des Kanals erzwingen, was die mechanische Stabilität der Pflanze und / oder den Transport innerhalb der Pflanze beeinträchtigen könnte.
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Allgemein könnten auch botanische, klimatologische, geobotanische, biogeographische und / oder ökologische Faktoren bei der Bestimmung des Einfüllvolumens berücksichtigt werden. Beispielsweise könnte die botanische Art, der Standort (Klimazone, Mikroklima, Bodenbeschaffenheit usw.) und / oder das Alter der Gehölzpflanze, die Jahreszeit oder Vegetationsperiode der Verabreichung sowie viele weitere dem Fachmann bekannte Umstände die Festlegung des Einfüllvolumens beeinflussen. Beispielsweise könnte es einen Unterschied machen, ob das Ziel der Verabreichung eine Vorbeugung oder eine Behandlung ist; im Fall einer Behandlung könnte sich zudem das Einfüllvolumen nach der Art und Schwere der zu behandelnden Erkrankung richten.
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Über das Einfüllvolumen könnte auch die Dauer gesteuert werden, über die der Wirkstoff von der Gehölzpflanze aufgenommen wird. So kann z.B. eine vorgegebene Dosis des Wirkstoffs in einem Präparat mit kleinem Einfüllvolumen gelöst sein, um eine zeitlich eng umrissene Platzierung des Wirkstoffs zu erzielen. Andererseits könnte dieselbe Dosis in einem größeren Einfüllvolumen gelöst sein, sodass sich die Aufnahme des Wirkstoffs durch die Pflanze über einen längeren Zeitraum, z.B. über mehrere Tage, hinzieht.
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Das Einfüllvolumen kann auch auf mehr als ein Präparat aufgeteilt werden. In diesem Fall ist das Einfüllvolumen als die Summe der Einzelvolumina der verschiedenen Präparate zu bestimmen, die nacheinander in den Kanal eingefüllt werden. Eine Gabe mehrerer Präparate nacheinander könnte beispielsweise in Fällen sinnvoll sein, in denen eine zu frühe Mischung der Präparate außerhalb des Kanals, z.B. aufgrund von zu erwartenden chemischen oder biochemischen Reaktionen der Einzelpräparate, dem Verabreichungsziel abträglich ist. Bei festeren Präparaten könnten nacheinander in den Kanal gefüllte Teilpräparate voneinander getrennt bleiben, ohne sich zu mischen, sodass der darauffolgende Transport innerhalb der Gehölzpflanze eine Lokalisierung der verschiedenen Wirkstoffe an verschiedenen Bestimmungsorten (z.B. verschiedenen Zweigen) der Gehölzpflanze bewirken könnte.
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Durch die Forderung, dass das Kanalvolumen die Summe aus dem bestimmten Einfüllvolumen des zu verabreichenden Präparats und dem Verschlussvolumen des Verschlussmittels beträgt (nachstehend auch als „Summenformel“ bezeichnet), ist die Bestimmung des Kanalvolumens mit der Bestimmung des Einfüllvolumens gekoppelt. Hierdurch könnte sichergestellt werden, dass nach dem Verschließen des Kanals mit dem Verschlussvolumen des Verschlussmittels praktisch keine Luft im Kanal verbleibt, welche eine Schädigung der Pflanze durch den in der Luft enthaltenen Sauerstoff und / oder mitgeführte Keime verursachen könnte.
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Bei der Bestimmung des Kanalvolumens könnte beispielsweise berücksichtigt werden, dass eine größere Pflanze ein größeres Kanalvolumen erfordert oder ermöglicht, ohne die mechanische Stabilität oder den Saftstrom der Gehölzpflanze signifikant zu gefährden. Kanalvolumen, Wirkstoffkonzentration, Einfüllvolumen und Verschlussvolumen sollten so aufeinander abgestimmt werden, dass die Zielsetzung der Verabreichung mit minimalem Schädigungspotenzial und / oder maximalem Nutzen für oder durch die Gehölzpflanze erreicht werden kann. Außerdem könnten praktische Umstände in Betracht gezogen werden, etwa dass ein zu enger Kanal das Risiko einer Beschädigung des Werkzeugs erhöhen kann, mit dem der Kanal angelegt wird; dass ein zu kurzer Kanal das Risiko einer gegenseitigen Beschädigung des Kanals und des Injektionswerkzeugs erhöhen kann; dass ein zu tiefer Kanal eine möglichst vollständige Regeneration der Pflanze nach der Durchführung des Verfahrens erschweren kann; und / oder dass ein zu weiter Kanal einen lockeren Sitz des Verschlussmittels zur Folge haben könnte, was einen Eintrag von Luft, Regenwasser, Keimen usw. in den unvollständig verschlossenen Kanal erleichtern kann.
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Das Anlegen des Kanals kann z.B. durch eine bohrende oder schlagende Bearbeitung des Stammholzes erfolgen. Zur Vereinfachung der Darstellung, jedoch ohne Beschränkung der Allgemeinheit, wird in der vorliegenden Beschreibung davon ausgegangen, dass der Kanal und der Stamm der Gehölzpflanze jeweils eine zylindrische Form aufweisen und dass der Kanal in diesem Idealfall in radialer Richtung, zur Mitte des Stamms hin, angelegt wird. Dies hat jedoch keine Auswirkungen auf die von Ausführungsformen der Erfindung bereitgestellten technischen Vorteile. Die Erfindung ist auch bei Anlegen des Kanals in nichtzylindrischem Querschnitt und / oder azentrischer Erstreckungsrichtung ausführbar, dies ist als Folge des gewählten Werkzeugs und Verfahrens zum Anlegen des Kanals, aufgrund naturgemäß vorhandener Asymmetrien realer Pflanzen und / oder möglicher Spezifika der Zielsetzung der Verabreichung selbstverständlich.
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Es versteht sich, dass viele der hierin auf einen Stamm der Gehölzpflanze bezogenen Erläuterungen und Definitionen ohne Weiteres auf einen Ast der Gehölzpflanze bezogen werden können, ohne die Gültigkeit der besagten Definitionen oder Erläuterungen und / oder die Durchführbarkeit der damit zusammenhängenden Ausführungsformen zu beschränken.
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Der Kanal kann mit einer Abwärtsneigung angelegt werden, um nach dem Einfüllen eines flüssigen Präparats ein Herauslaufen aus dem Kanal zu verhindern. Bei Präparaten mit fester Konsistenz oder einem Fließvermögen, das für die Dauer zwischen dem Einfüllen des Präparats und dem Verschließen des Kanals vernachlässigbar ist, kann der Kanal jedoch genauso gut waagerecht orientiert sein oder, falls die Zielsetzung der Verabreichung oder lokale Bedingungen wie eine physiologische Besonderheit der Gehölzpflanze dies erfordern, mit einer Neigung aufwärts angelegt werden.
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Insbesondere bei Verwendung eines Bohrers zum Anlegen des Kanals kann der Bohrer eine Bohrtiefenmarkierung aufweisen, die einem das Verfahren durchführenden Anwender signalisiert, wie tief der Kanal gebohrt werden soll, um nur so viel Gewebe aus der Gehölzpflanze zu entnehmen, dass das ausgebohrte Volumen dem bestimmten Kanalvolumen entspricht. Eine Bohrtiefenmarkierung kann beispielsweise durch Umwickeln des Bohrers mit einem Klebeband oder durch Markieren des Bohrers mit einer den Bohrer kreisförmig umschließenden Farblinie oder Rille realisiert werden.
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Für das Einfüllen des Präparats kann eine Vorrichtung verwendet werden, die eine möglichst genaue Dosierung des Einfüllvolumens des Präparats ermöglicht. Eine genaue Dosierung ist wünschenswert, um ein Über- oder Unterfüllen des Kanals zu vermeiden. Ein Überfüllen könnte bewirken, dass ein Teil des Präparats beim Verschließen aus dem Kanal herausläuft, und wird daher mit einer Kontamination der Außenfläche (z.B. Rinde) der Gehölzpflanze sowie ihrer Umgebung (z.B. Boden) assoziiert. Ein Unterfüllen hingegen könnte die erwünschte Wirkung des Präparats auf die Gehölzpflanze mindern und einen Einschluss von Luft und darin enthaltenem Sauerstoff sowie Kontaminanten begünstigen.
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Zum Einfüllen wird das Einfüllvolumen das Präparats in den Kanal gegeben. Dazu werden eine Messvorrichtung und eine Einfüllvorrichtung benötigt. Beispielsweise könnte für ein flüssiges Präparat eine Spritze geeignet sein, das Einfüllvolumen des Präparats abzumessen und durch Betätigung des Kolbens der Spritze in den Kanal einfließen zu lassen. An die Spritze könnte ein weiteres Hilfsmittel wie z.B. ein Schlauch angeschlossen sein, um das Präparat an einem tiefer gelegenen Auslassort in den Kanal freizugeben. Dies könnte das Risiko einer Freisetzung des Präparats außerhalb des Kanals senken.
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Setzt sich das Einfüllvolumen des Präparats wie vorstehend erwähnt aus einzelnen Teildosen mehrerer verschiedener Präparate zusammen, so sind entsprechend mehrere Einfüllvorrichtungen nötig, aus denen die Teildosen der jeweiligen Präparate in den Kanal gefüllt werden. Auch richten sich Art und Ausstattung der Einfüllvorrichtungen z.B. nach den physikochemischen Eigenschaften der einzelnen Präparate.
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Das Verfahren sieht ferner ein Verschließen des Kanals mit einem Verschlussmittel vor. Dies kann als ein passgenau in den Kanal einzufügender Gegenstand wie z.B. ein Dübel verstanden werden, dessen Volumen mindestens das Verschlussvolumen beträgt, sodass das Kanalvolumen durch das Einfüllvolumen und das Verschlussvolumen praktisch vollständig ausgefüllt wird. Auf diese Weise könnte das in den Kanal eingeschlossene Luftvolumen minimiert werden. Eine Reduzierung des Luftvolumens nach dem Verschließen erscheint wünschenswert, da auf diese Weise einer Schädigung der Gehölzpflanze durch den in der Luft enthaltenen Sauerstoff sowie für die Gehölzpflanze pathogene Keime (Pilzsporen, Bakterien, Viren) und / oder einer Beeinträchtigung von Bestandteilen des Präparats durch Oxidation, Luftfeuchtigkeit usw. vorgebeugt werden könnte.
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Das Verschlussmittel könnte den Kanal luftdicht verschließen, sodass ein nachträglicher Eintrag von Luftsauerstoff und / oder Keimen in den Kanal verhindert werden könnte. Ein luftdichter Verschluss kann hierin als dicht gegenüber den wetterbedingten Schwankungen des Luftdrucks zwischen 800 und 1200 mbar verstanden werden. Eine weitere Möglichkeit könnte ein flüssigkeitsdichtes Verschließen sein. Dies ist nicht als Einschränkung des Präparats auf eine Flüssigkeit zu verstehen; vielmehr könnte auf diese Weise der Schutz der Gehölzpflanze erhöht werden, indem ein nachträglicher Eintrag von Flüssigkeiten (z.B. Regenwasser mit darin gelöstem Sauerstoff oder darin suspendierten Keimen, extern angewendete Pflanzenschutzmittel) verhindert wird.
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Als Verschlussmittel könnte jedoch auch ein Material wie z.B. Baumwachs verwendet werden, das zum Zeitpunkt des Verschließens des Kanals fließfähig ist und danach innerhalb einer festgelegten Dauer erstarrt. In diesem Fall könnte der Kanal ab dem Spiegel des eingefüllten Präparats bis zur Außenfläche der Gehölzpflanze mit dem fließfähigen Material aufgefüllt werden, sodass auch in diesem Fall das Kanalvolumen durch die Summe aus dem Einfüllvolumen und dem Verschlussvolumen ausgeschöpft wird.
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Handelt es sich hingegen um ein festes Verschlussmittel, so kann dieses leichtgängig ausgebildet sein, sodass es von einer das Verfahren durchführenden Person ohne technische Hilfsmittel in den Kanal eingesetzt werden kann. Dies könnte ein nachträgliches Öffnen des Kanals zu Inspektionszwecken oder zum Nachfüllen eines weiteren Präparats erleichtern. Bei einem leichtgängigen Verschlussmittel könnte auch eine Kombination mit einer fließfähigen Substanz wie z.B. Baumwachs sinnvoll sein, die einen luft- oder wasserdichten Abschluss des Kanals trotz des leichtgängigen Verschlussmittels sicherstellen könnte. Bei Fertigung des Verschlussmittels für ein geringeres Spiel beim Einsetzen könnte hingegen ein Schlagwerkzeug wie z.B. ein Hammer oder eine um den Stamm der Gehölzpflanze gezogene Bindevorrichtung zum Einsatz kommen, die ein Aufbringen der nötigen Kraft ermöglicht, um das Verschlussmittel bis zum Verschlussvolumen in den Kanal einsetzen zu können. Insbesondere bei einer so passgenauen Ausführung eines festen Verschlussmittels, dass zum Verschließen des Kanals ein Schlagwerkzeug erforderlich ist, könnte es sinnvoll sein, die Dickentoleranz des festen Verschlussmittels so zu berücksichtigen, dass sichergestellt ist, dass die dicksten Exemplare des Verschlussmittels den Kanaldurchmesser nicht überschreiten, um zu verhindern, dass beim Einschlagen des Verschlussmittels Risse im den Kanal umgebenden Gewebe der Gehölzpflanze entstehen.
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Zusammenfassend kann also festgehalten werden, dass zu den Vorteilen, die aus der Bestimmung des Einfüllvolumens und des Kanalvolumens zusammen mit der Summenformel resultieren, ein verbesserter Schutz der Gehölzpflanze und ihrer Umgebung durch Reduzierung des Kontaminationsrisikos für die Pflanze selbst als auch für ihre Umgebung sowie eine Möglichkeit zur Anpassung der Verabreichung an die Gegebenheiten vor Ort gehören.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Einfüllen durch Injizieren des Präparats in den Kanal mit einer Dosierspritze erfolgt. Dies könnte eine Verabreichung des Einfüllvolumens des Präparats mit hoher Genauigkeit ermöglichen. Beispielsweise kann eine Dosierspritze eine genaue Dosierung eines so geringen Einfüllvolumens wie 1 Milliliter (1 ml) mit Schwankungen im einstelligen Mikroliter- (µl-) Bereich, also von weniger als 1% des Einfüllvolumens ermöglichen. Aufgrund der vielfältigen Anforderungen und Einflussgrößen, die wie vorstehend erläutert bei der Bestimmung des Einfüllvolumens eine Rolle spielen können, kann in vielen Fällen nur ein geringer Toleranzbereich für die Wahl des Einfüllvolumens existieren, sodass man nicht auf ein schwankungstoleranteres Einfüllverfahren zurückgreifen kann. Eine Dosierung des Einfüllvolumens mit hoher Genauigkeit könnte daher insbesondere für kleinere Gehölzpflanzen (Beispiel Unterlagsrebe) von Vorteil sein.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die Dosierspritze eine Selbstfüllerspritze. Selbstfüllerspritzen finden üblicherweise in der Veterinärmedizin Anwendung und beinhalten neben den Dosier- und Abgabemechanismen einer gewöhnlichen Spritze einen Vorratsbehälter für das Präparat und einen z.B. federbasierten Nachfüllmechanismus, der die Dosierkammer unmittelbar nach einer Verabreichung automatisch mit einer einstellbaren bzw. vorab festgelegten Dosis des Präparats wieder auffüllt. Dies könnte eine wiederholte Verabreichung des Präparats ohne Zeitverlust und zusätzlichen Handhabungsaufwand für ein händisches Wiederauffüllen der Spritze ermöglichen. Auf diese Weise könnte eine der Kapazität des Vorratsbehälters und der eingestellten Einzeldosis entsprechende Mehrzahl von Gehölzpflanzen, wie beispielsweise eine Pflanzung Rebstöcke auf einem Weingut, ohne manuelles Wiederauffüllen des Präparats bzw. Auswechseln des Vorratsbehälters mit dem Präparat versorgt werden. Weitere Vorteile könnten eine vereinfachte Handhabung des Präparats und ein geringeres Risiko einer Kontamination durch beim Wiederauffüllen einer Einzeldosis verlorengegangenes Präparat umfassen. Als auswechselbarer Vorratsbehälter für das Präparat empfiehlt sich z.B. eine Bördelflasche, die eine einfache und sichere Handhabung des Präparats und der Spritze sicherstellt.
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Beispielhafte Modelle aktuell auf dem Markt verfügbarer Selbstfüllerspritzen umfassen neben Selbstfüllerspritzen der Firma „Henke Sass Wolf“ - HSW Ferro-Matic, Eco-Matic, Eco Matic Twin, Roux-Revolver, Multi Matic, Vet Matic, Safe Matic, Uni Matic, Micro Matic, Flex Master - auch solche der Marke Ailova Endlosspritze und ähnliche Produkte.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Einfüllen durch Leiten des Präparats durch eine in den Kanal eingeführte biegsame Kanüle. Eine biegsame Kanüle könnte z.B. aus einem Kunststoff bestehen und eine zum Kanülenanschluss der Einfüllvorrichtung passendes Anschlussstück aufweisen. Im Gegensatz zu einer starren Kanüle könnte sich eine biegsame Kanüle leichter an Unregelmäßigkeiten der Kanalinnenwand anpassen und somit das Risiko ungewollter Einstiche in das den Kanal umgebende Gewebe der Gehölzpflanze reduzieren. Eine biegsame Kanüle könnte außerdem das Verletzungsrisiko für den Anwender reduzieren und ein geringeres Risiko für ein Verbiegen der Kanüle aufweisen, wie es insbesondere bei häufigem Gebrauch einer Injektionsvorrichtung mit starrer Kanüle vorkommen kann. Selbstverständlich können hierin offenbarte Ausführungsformen jedoch auch mit einer starren Kanüle arbeiten.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Einfüllen durch Leiten des Präparats durch eine in den Kanal eingeführte Knopfkanüle. Knopfkanülen sind aus der Medizintechnik bekannt und besitzen an ihrem von der Injektionsvorrichtung abgewandten Ende eine leichte Verdickung, die eine glattwandige, abgerundete Einfassung für die Auslassöffnung ohne scharfe Kanten oder spitze Strukturen bildet. Auf diese Weise könnte das Risiko von Stichverletzungen der Kanalinnenwand und des Anwenders reduziert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Präparat einen Wirkstoff auf, wobei das Bestimmen des Einfüllvolumens ferner ein Minimieren des Einfüllvolumens durch Maximierung einer Konzentration des Wirkstoffs aufweist, ohne einen für die Gehölzpflanze und den Wirkstoff spezifisch vorgegebenen Höchstwert der Konzentration zu überschreiten. Für manche Wirkstoffe kann ein für die Art der Gehölzpflanze spezifischer Höchstwert existieren, der die höchste Konzentration angibt, bei der der Wirkstoff der Gehölzpflanze nicht schadet (z.B. aufgrund einer Giftwirkung oder Denaturierung). Durch unterschreitende Annäherung der Konzentration des Wirkstoffs in dem Präparat an diesen Höchstwert könnte das Einfüllvolumen minimiert werden. Somit könnte ein geringeres Kanalvolumen für die Verabreichung erforderlich sein, was einer geringere Schädigung der Gehölzpflanze durch das Anlegen des Kanals entspricht.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Anlegen des Kanals durch Bohren. Hierfür kann beispielsweise ein Handbohrer oder ein Akkubohrer verwendet werden. Im Vergleich zu Vorgehensweisen, die ein Anlegen des Kanals durch Schlagen vorsehen, könnte ein bohrendes Anlegen des Kanals ein vermindertes Risiko für die Ausbildung von Rissen im Holz der Gehölzpflanze aufweisen. Mit einem Bohrer könnten mit vergleichsweise geringem Kraftaufwand tiefere bzw. längere Kanäle angelegt werden, was ein Einbringen des Präparats in zentraler gelegene Bereiche des Stamms der Gehölzpflanze ermöglichen könnte. Durch Einstellen einer niedrigen Drehzahl (z.B. weniger als 10 Umdrehungen pro Sekunde) könnte sichergestellt werden, dass die Innenwand des Kanals offenporig bleibt, was die Aufnahme des Präparats durch die Gehölzpflanz begünstigen könnte. Ferner könnte ein gebohrter Kanal eine bessere Annäherung an eine Zylinderform (näherungsweise konstanter Durchmesser) aufweisen, was ein Einführen einer Kanüle zum Verabreichen des Präparats und / oder das Verschließen des Kanals mit einem zylindrischen Verschlussmittel erleichtern könnte.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Anlegen des Kanals mit einem desinfizierten Werkzeug. Dies könnte ein Einbringen von Keimen (z.B. Bakterien, Viren, Pilzsporen) in den Kanal erschweren und somit das mit dem Anlegen des Kanals verbundene Schadenspotenzial für die Gehölzpflanze weiter reduzieren. Damit bei einer Verabreichung des Präparats an eine Vielzahl von Gehölzpflanzen stets ein desinfiziertes Werkzeug (z.B. ein Bohrer) zur Verfügung steht, könnte ein Anwender des Verfahrens beispielsweise einen mit einem für die Gehölzpflanze ungiftigen, flüssigen Desinfektionsmittel (z.B. Ethanol oder eine Alkoholmischung) gefüllten Desinfektionsmittelbehälter (z.B. eine Dose oder ein Köcher) sowie mindestens zwei Exemplare des Werkzeugs mit sich führen. Der Anwender könnte damit stets mindestens eines der identischen Werkzeuge zur Desinfektion in dem Desinfektionsmittelbehälter ablegen, während er oder sie ein anderes der identischen Werkzeuge zum Anlegen eines Kanals verwendet. Nach dem Anlegen des Kanals könnte der Anwender dann das gerade verwendete Werkzeug zur Desinfektion in den Desinfektionsmittelbehälter geben und zum Anlegen eines Kanals in der nächsten Pflanze dem Desinfektionsmittelbehälter ein desinfiziertes Werkzeug entnehmen und zeitnah verwenden. Auf diese Weise könnte das Risiko einer Kreuzkontamination innerhalb der Vielzahl der Gehölzpflanzen reduziert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Anlegen des Kanals abwärts entlang einer Hauptachse, die mit einer Vertikalen am Standort der Gehölzpflanze einen Winkel im Bereich von 40 bis 50 Grad einschließt. Beispielsweise entspricht die Hauptachse einer Achse, entlang der der Kanal mithilfe eines Bohrwerkzeugs gebohrt wurde. Die Achse könnte dann mit der Mitte des Bohrwerkzeugs während des Bohrvorgangs zusammenfallen bzw. der Mitte des so im Wesentlichen zylindrisch angelegten Kanals entsprechen. Eine alternative Definition könnte sich auf eine Achse beziehen, die die längste Strecke enthält, die ausgehend von einem Punkt in dem durch das Anlegen des Kanals entfernten Bereich auf der Oberfläche der Gehölzpflanze in den Kanal gelegt werden kann. Eine vertikale Achse hingegen zeigt in die Richtung der Schwerkraft am Standort der Gehölzpflanze.
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Wählt man die vertikale Achse so, dass sie die Hauptachse schneidet, so schließen gemäß dieser Ausführungsform die Hauptachse und die Vertikale einen Winkel von 45 ± 5 Grad ein. Ein zu steiler Winkel von weniger als 40 Grad könnte einen unnötig langen Kanal bzw. eine Entfernung von zu viel Gewebe aus dem Stamm der Gehölzpflanze erforderlich machen, um bezogen auf den Durchmesser des Stamms bis in den Bereich vorzudringen, wo das Präparat platziert werden soll. Bei einem zu flachen Winkel von mehr als 50 Grad hingegen könnte das Risiko für ein Herauslaufen des Präparats erhöht sein und / oder die Toleranz für ein versehentliches Anlegen des Kanals mit einer größeren Länge als der für das Erreichen des Kanalvolumens erforderlichen Länge könnte verringert sein. Vor allem bei Gehölzpflanzen, deren Stammdurchmesser kleiner als oder vergleichbar mit der Länge des Werkzeugs zum Anlegen des Kanals ist, könnte bei Anlegen des Kanals mit einer zu großen Länge ein durchgehender, beidseitig offener Kanal entstehen, der in Hinblick auf die Einhaltung der hierin erläuterten Summenformel, das zusätzliche Risiko eines Eintrags schädlicher Substanzen, Fremdkörper oder Keime in das Innere der Gehölzpflanze, die Minderung des Saftstroms der Gehölzpflanze durch den Kanal, die mechanische Stabilität der Gehölzpflanze und / oder das Haltevermögen des Kanals für das Präparat problematisch erscheint und daher vermieden werden sollte. Somit könnte der angegebene Winkelbereich einen guten Kompromiss zwischen der Forderung nach einem minimalen Volumen zu entfernenden Stammgewebes und der Forderung nach einer sicheren Verabreichung des Präparats darstellen.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Anlegen des Kanals so, dass der maximale Durchmesser des Kanals höchstens 15 Prozent des kleinsten Durchmessers des Stamms im Bereich des Kanals beträgt. Dies könnte sicherstellen, dass der Kanal die mechanische Stabilität des Stamms und / oder die interne Transportfähigkeit der Gehölzpflanze nicht signifikant beeinträchtigt. Insbesondere für Gehölzpflanzen mit einem vergleichsweise schlanken Stamm, wie beispielsweise eine Unterlagsrebe im Weinbau, könnte dies eine sinnvolle Optimierung des Verfahrens darstellen. Hierbei ist der Bereich des Kanals definiert als das kleinste Volumen des Stamms, in dem der Kanal vollständig liegt und das durch einen oberen (weiter vom Boden entfernten) und einen unteren (näher am Boden platzierten) Bindfaden begrenzbar ist, die den Stamm jeweils mit einem minimalen Umfang umschließen, ohne dabei den Kanal zu umschließen.
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Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Anlegen des Kanals entlang einer Hauptachse, wobei das Verschlussmittel ein festes Verschlussteil ist, das zum Verschließen des Kanals in Richtung der Hauptachse in den Kanal eingeschoben wird. Ein festes Verschlussteil, beispielsweise ein Dübel, der so strukturiert ist, dass er möglichst lückenlos in die Struktur des Kanals eingepasst werden kann, könnte gegenüber Techniken, bei denen der Kanal mit einer fließfähigen Substanz wie z.B. Baumwachs verschlossen wird, die nach der Anwendung zum Verschließen des Kanals erstarren, mehrere Vorteile besitzen. Die Verschlussfunktion des festen Verschlussmittels könnte sofort nach dem Einschieben wirksam sein, während z.B. Baumwachs aufgrund seiner Fließfähigkeit anfangs noch etwas in den Kanal hinein oder heraus fließen könnte und somit Lücken im Kanalverschluss entstehen könnten. Auch könnte ein festes Verschlussmittel eine größere Resistenz gegenüber Verwitterung oder alterungsbedingter Volumenschwindung aufweisen, wodurch eine Exposition des Kanals durch Risse oder Lücken im oder am Verschluss unwahrscheinlicher werden könnte. Des Weiteren könnte ein festes Verschlussmittel einen größeren Kraftaufwand erfordern, um es wieder aus dem Kanal zu entnehmen, was einen verbesserten Manipulationsschutz darstellen könnte.
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Gemäß einer Ausführungsform besteht das Verschlussteil aus Holz. Hölzerne Verschlussteile, z.B. Holzdübel, lassen sich kostengünstig in großer Stückzahl herstellen und bestehen aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz. Im Gegensatz zu festen Verschlussteilen aus Kunststoff oder einem anorganischen Material könnte zudem ein hölzernes Verschlussteil der Gehölzpflanze nach dem Verschließen des Kanals eine Regeneration von der invasiven Verabreichung erleichtern, indem die Gehölzpflanze das Verschlussteil nicht wie einen Fremdkörper umschließen muss, sondern an das Holz des Verschlussteils anwachsen kann, wodurch das hölzerne Verschlussteil in das den Kanal umgebende Gewebe integriert werden könnte.
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Gemäß einer Ausführungsform bringt das Verschließen des Kanals eine die Hauptachse umschließende Kontaktfläche des Verschlussteils in einen lückenlosen Kontakt mit dem Kanal. Das Verschlussteil könnte also vollständig oder teilweise glattwandig ausgeführt sein, wobei bei einer teilweise glattwandigen Ausführung der glattwandige Teilbereich der Oberfläche des Verschlussteils das Verschlussteil so umschließt, dass nach dem Verschließen des Kanals jeder zwischen dem Verschlussteil und der Wand des Kanals von außerhalb der Gehölzpflanze ins Innere des Kanals verlaufende Weg den glattwandigen Teilbereich überquert. Der auf diese Weise hergestellte ringsum lückenlose Kontakt zwischen dem Verschlussteil und der kanalinnenwand könnte den Eintrag unerwünschter Substanzen wie z.B. Partikel, Keime, Sporen, Sauerstoff oder Schädlinge nach dem Verschließen des Kanals zusätzlich erschweren.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Volumen des Verschlussteils gleich dem Verschlussvolumen. Dies könnte bewirken, dass das Volumen des innerhalb des Kanals befindlichen Teils des Verschlussmittels erst dann das Verschlussvolumen beträgt, wenn das Verschlussteil vollständig in den Kanal eingeschoben ist, also z.B. wenn eine nach dem Einschieben des Verschlussteils außen liegende Seite des Verschlussteils bündig mit einer äußeren Oberfläche der Gehölzpflanze abschließt. Wenn das Verschlussteil vollständig in den Kanal eingeführt wird, erschwert dies zusätzlich ein nachträgliches Herausziehen des Verschlussteils aus dem Kanal, was einen verbesserten Manipulationsschutz darstellen könnte. Zudem kann so auf einfache Weise sichergestellt werden, dass das Volumen des Verschlussmittels dem Verschlussvolumen entspricht und dass folglich, wegen der Volumengleichung, nach dem Verschließen des Kanals praktisch sämtliche Luft aus dem Kanal entwichen ist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Verschlussteil kugelförmig. Dies könnte eine Minimierung des Gesamtvolumens des Verschlussteils darstellen, wodurch das Verfahren materialsparender ausgeführt werden könnte. Zudem könnte die Kugelform sicherstellen, dass ein zylindrischer Kanal stets mit einer glattwandigen, lückenlosen Kontaktfläche zwischen dem Verschlussteil und der Kanalinnenwand verschlossen wird. Außerdem könnte zum Einführen eines kugelförmigen Verschlussteils ein geringerer Kraft- und Zeitaufwand erforderlich sein, als wenn man ein zylindrisches Verschlussteil der Länge nach in den Kanal einschlagen müsste, um ihn zu verschließen.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das Präparat einen Wirkstoff auf, wobei das Bestimmen des Einfüllvolumens so erfolgt, dass eine Effektivdosis des Wirkstoffs für eine erfolgreiche phytopathologische Behandlung der Gehölzpflanze erhalten wird. Durch Verabreichen einer Effektivdosis des Wirkstoffs mit einer einzelnen Injektion könnte eine wiederholte Gabe des Präparats, für die der Kanal erneut geöffnet werden oder gar ein neuer Kanal angelegt werden müsste, vermieden werden.
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Das nachfolgende Beispiel demonstriert das Zusammenwirken von Ausführungsformen der Erfindung, ohne das hierin Offenbarte in irgendeiner Weise einzuschränken. Die mehrfach verwendbare Applikationstechnik könnte eine Komplettlösung zur Injektion von Flüssigkeiten in Gehölzpflanzen durch multiple Dosiertechnik sowie durch die Verwendung von Selbstfüllerspritzen und Vermeidung eines zweiten Arbeitsschrittes zur Entfernung der Applikatoren im Feld eine arbeitssparende Anwendung ermöglichen.
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In besagtem Beispiel wird mit einem handelsüblichen Bohrer oder sonstigen Schlagwerkzeug ein Kanal in den Stamm der Gehölzpflanze erzeugt, das groß genug ist, das Volumen der Flüssigformulierung (d.h. das Einfüllvolumen) aufzunehmen. Eine Selbstfüllerspritze wird mit einem flüssigen Präparat in einer sicher verschlossenen Flasche befüllt, vorzugsweise einer Bördelrandflasche, die mit der Spritze verbunden und befestigt werden kann, ohne dass der Anwender in Kontakt mit der Flüssigkeit kommt.
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Als Spritzen können z.B. aus der Veterinärmedizin bekannte Selbstfüllerspritzen zur Medikamentenverabreichung verwendet werden. Diese verfügen typischerweise über eine Luer Lock-Kupplung, auf den eine entsprechende Kanüle montiert werden kann. Eine stumpfe Knopfkanüle aus Kunststoff wird auf die Selbstfüllerspritze montiert, wodurch das Verletzungsrisiko reduziert wird. Alternativ kann jede andere Kanüle oder ein Schlauch montiert werden.
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Die Selbstfüllerspritze wird auf das gewünschte Injektionsvolumen, also das Einfüllvolumen, eingestellt und die Flüssigkeit in den Kanal gespritzt. In dem Beispiel kann das flüssige Präparat eine entsprechend hohe Konzentration haben, um in einem relativ kleinen Volumen (bei Weinreben bis ca. 1 ml) wirksam zu sein.
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Der Kanal wird mit einem Stopfen oder Dübel als Verschlussmittel, vorzugsweise aus Holz, verschlossen. Durch eine variable Größe der angebrachten Flasche mit der Flüssigformulierung können so mehrere Injektionen ohne Wechsel der Flasche oder Verbleib des Injektors in der Gehölzpflanze erfolgen. Der Transport der Flüssigformulierung erfolgt mit dem Saftstrom in der Gehölzpflanze.
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Dadurch könnte eine anwender- und umweltfreundliche Applikationsmethode mit einer wiederverwendbaren Spritze bereitgestellt sein. Die stumpfe Knopfkanüle kann auch mehrfach verwendet werden. Lediglich die geleerte Flasche des Präparats muss entsprechend entsorgt werden. Durch die Kombination von Selbstfüllerspritze, stumpfer Knopfkanüle und Holzdübel erfolgt die Anwendung schnell (ca. 1 min) und auch das Behandeln von ganzen Anlagen (Weinbergen, Plantagen) wird ermöglicht. Es wird nur eine Selbstfüllerspritze je Anwender benötigt, Plastikmüll wird reduziert.
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Zur weiteren Veranschaulichung wird nachfolgend als weiteres Beispiel ein Protokoll wiedergegeben, das eine Anwendung spezifischer Ausführungsformen der Erfindung für die Verabreichung einer wässrigen Suspension (Präparat) in Weinreben (Gehölzpflanze) schildert.
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Bevor die wässrige Suspension in den Weinstock (Unterlagsrebe) appliziert werden kann, muss ein Kanal in den Stamm gebohrt werden. Dafür kann eine handelsübliche Akku-Bohrmaschine eingesetzt werden. Empfehlenswert sind relativ leichte Maschinen mit einer langen Akkulaufzeit und einem oder mehreren Ersatzakkus, je nach Leistung.
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Der Kanal wird mit einem 6-mm-Bohrer gebohrt. In den Stamm der Weinpflanze wird in einem Winkel von 45° nach unten ein Kanal mit 6 mm Durchmesser und 35 mm Tiefe gebohrt. Die Eindringtiefe des Bohrers (35 mm) wird mit einer Markierung (Klebeband, Gewebeband, Panzerband) direkt am Bohrer gekennzeichnet. Das Klebeband kann entgegen der Bohrrichtung festgeklebt werden, damit es sich bei Kontakt mit dem Stamm nicht so leicht vom Bohrer löst. Diese Markierung kann bei Bedarf schnell und einfach im Feld erneuert werden, daher sollte man eine Rolle Klebeband im Feld mitführen.
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Aus hygienischen Gründen und um die Übertragung von Krankheiten von Pflanze zu Pflanze zu vermeiden, können mehrere Bohrer mitgeführt werden, die zwischendurch desinfiziert werden können. Eine Bohrmaschine mit Schnellspannfutter erlaubt das schnelle und einfache Auswechseln der Bohrer von Pflanze zu Pflanze. Die Bohrer können dann abwechselnd in einem kleinen Köcher oder einer kleinen Dose mit Desinfektionsmittel (z. B. Alkohol 70%) aufbewahrt werden und so für einige Minuten desinfiziert werden, während mit dem aktuellen Bohrer ein Kanal gebohrt wird. Aus einer mitgeführten Flasche mit Desinfektionsmittel kann der Köcher oder die Dose bei Bedarf nachgefüllt werden.
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In diesen Kanal werden in besagtem Beispiel 0,8 ml einer wässrigen Suspension appliziert. Für die Verabreichung von 0,8 ml wässriger Suspension wurde die automatische Selbstfüllerspritze Ailowa aus der Veterinärmedizin mit einem einstellbaren Volumen von 0,1 bis 2,0 ml ausgewählt. Die Spritze zeichnet sich aus durch einfache Montage, strapazierfähiges Design und sichere und zuverlässige Flaschenbefestigung aus. Außerdem ist sie einfach zu reinigen. Alternative Spritzen sind weiter oben genannt.
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Die wässrige Suspension wird in Flaschen mit Bördelrand, Injektionsstopfen und Bördelverschluss mit Mittelabriss abgefüllt. Solange der Mittelabriss unversehrt ist, kann der Anwender sicher sein, dass das Produkt originalverpackt ist. Diese Flaschen können den Vorteil haben, dass bei der Handhabung keine Verluste durch Verschütten auftreten, die Suspension könnte weder auslaufen noch mit dem Anwender in Berührung kommen. Dies könnte besonders im Feld wichtig sein, wo oft für einen Flaschenwechsel keine ebenen Flächen zum Abstellen der Flaschen vorhanden sind. Die Flasche könnte so ausgebildet sein, dass sich der Injektionsstopfen auch dann, wenn das Produkt bei einer Anwendung nicht vollständig verbraucht wird, nach dem Abziehen von der Saugspitze der Spritze wieder vollständig verschließt. Die Flasche könnte also immer verschlossen sein. Die Flaschen sind aus klarem Glas gefertigt, so dass der Anwender den Füllstand der Suspension kontrollieren kann.
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Der Mittelabriss wird von der Bördelrandflasche (Durchmesser 20 mm) mit der wässrigen Suspension entfernt. Danach wird die Flasche fest in den Kunststoffkorb für die Flaschenaufnahme gedrückt, bis die Flasche hörbar einrastet. So kann die Suspension nicht versehentlich in die Umwelt freigesetzt werden. Vor dem Aufsetzen der Flasche kann mit einer Nadel ein kleines „Pilotloch“ in den Injektionsstopfen gestochen werden.
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In diesem Beispiel ist die Spritze mit einer biegsamen, stumpfen Knopfkanüle aus Plastik ausgestattet, die ein Verletzungsrisiko für den Anwender und / oder die Gehölzpflanze durch versehentliche Einstiche mindern könnte. Die Kupplung der Kanüle (z.B. Luer Lock) könnte ein versehentliches Abstreifen und Verlieren verhindern. Die Verabreichung mit der Selbstfüllerspritze sollte nicht ohne Kanüle erfolgen, da ohne Kanüle die Injektionsflüssigkeit unkontrolliert aus der Spritzenspitze heraustropfen könnte. Die Knopfkanülen können kostensparend mehrfach verwendet und auch wieder gereinigt werden, so dass nur eine minimale Abfallmenge entsteht.
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Anschließend werden mit der Selbstfüllerspritze die besagten 0,8 ml derwässrigen Suspension injiziert. Vor der Injektion wird kontrolliert, dass die Spritze auf 0,8 ml eingestellt ist und dass sich keine Luftblasen im Zylinder befinden.
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Immer noch im Beispiel wird unmittelbar nach der Verabreichung der Kanal mit einem glatten Holzdübel mit 6 mm Durchmesser verschlossen. In der Regel lässt sich der Holzdübel mit dem Daumen leicht in den Kanal eindrücken. Der Holzdübel kann bei Bedarf auch mit einem Hammer vorsichtig eingeschlagen werden. Der Holzdübel könnte durch geeignete Wahl des Verschlussvolumens so dimensioniert sein, dass dieser nicht vollständig in den Stamm eingeschlagen werden muss, um den Kanal vollständig zu verschließen.
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Beim Anlegen des Kanals ist darauf zu achten, dass dieser in lebendem Holz platziert wird. Dies erkennt man an der hellen Farbe des aus der Gehölzpflanze entnommenen Gewebes (z.B. Bohrkern). Wenn in totes Holz gebohrt wird, ist das entnommene Material dunkel. In diesem Fall kann an anderer Stelle im Stamm ein neuer Kanal gebohrt werden, damit die Verabreichung in lebendem Holz erfolgt.
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Sind die Stämme der Weinpflanzen noch relativ dünn, kann es passieren, dass man durch die Pflanze durchbohrt. In diesen Kanal sollte die Suspension nicht appliziert werden, da sie auf der anderen Seite wieder herauslaufen könnte. In diesem Fall kann an einer anderen Stelle des Rebstocks vorsichtig ein neuer Kanal gebohrt werden.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
- 1 eine Gehölzpflanze mit einem zum Anlegen eines Kanals ausgerichteten Werkzeug;
- 2 eine Gehölzpflanze mit einem Kanal und einem zum Verabreichen eines Präparats vorbereiteten Injektionswerkzeug;
- 3 eine Gehölzpflanze mit einem Kanal, der mit einem Präparat gefüllt und mit einem Verschlussmittel verschlossen ist; und
- 4 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Verabreichen eines Präparats an eine lebende Gehölzpflanze veranschaulicht.
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1 zeigt einen Ausschnitt eines Stamms eines Gehölzpflanze 100, der ein Präparat 202 verabreicht werden soll. Dazu wird im Stamm der Gehölzpflanze 100 ein Kanal 200 angelegt, in den das Präparat 202 eingebracht werden soll. Die Zeichnung veranschaulicht dies mit einem Akkubohrer 102, in den ein Bohrwerkzeug 104 eingespannt ist, sodass der Kanal 200 durch Anbohren des Stamms mit dem Bohrwerkzeug 104 angelegt werden kann. Es wird darauf hingewiesen, dass der Kanal 200 nicht notwendigerweise im Stamm der Gehölzpflanze 100 angelegt werden muss, sondern dass, wie hierin beschrieben, auch andere Teile der Gehölzpflanze 100 hierfür geeignet sein könnten. Auch ist es nicht notwendig, einen Akkubohrer 102 zum Anlegen des Kanals 200 zu verwenden, dies könnte, wie hierin beschrieben, genauso gut auch mit einem Handbohrer, einem Schlagwerkzeug oder einem anderen geeigneten Werkzeug erfolgen.
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1 zeigt ferner eine Vertikale 110 am Ort der Gehölzpflanze 100. Der Akkubohrer 102 ist so gegen die Vertikale 110 geneigt, dass die Mitte des Bohrwerkzeugs 104 auf einer Hauptachse 112 liegt, die mit der Vertikalen 110 einen Winkel 114 von 45 Grad einschließt. Durch Ansetzen des Bohrwerkzeugs 104 längs der Hauptachse 112 an die Gehölzpflanze 100 und Betätigen des Akkubohrers 102 kann in der Gehölzpflanze 100 ein Kanal 200 angelegt werden 406, dessen Gefälle dem Winkel 114 entspricht. Der Winkel 114 liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 40 und 50 Grad; es wird jedoch darauf hingewiesen, dass dies, wie hierin beschrieben, nicht notwendigerweise der Fall sein muss.
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2 zeigt einen Längsschnitt durch die Gehölzpflanze 100, in der der Kanal 200 wie vorstehend beschrieben angelegt wurde. Das Volumen des Kanals 200 entspricht dem wie hierin beschrieben bestimmten Kanalvolumen und kann über den Durchmesser des Werkzeugs 104 und die Länge, bis zu der das Werkzeug 104 in die Gehölzpflanze 100 beim Anlegen des Kanals 200 eingeführt wird, beeinflusst werden.
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Die Gehölzpflanze 100 ist nun bereit für eine zeitnahe Injektion 408 des Präparats 202 in den Kanal 200. Ein zu diesem Zweck geeignetes Mittel ist die in der Zeichnung gezeigte Selbstfüllerspritze 210. Es können jedoch auch, wie hierin beschrieben, andere geeignete Mittel oder Werkzeuge zum Injizieren des Präparats 202 in die Gehölzpflanze 100 zum Einsatz kommen. Die Selbstfüllerspritze 210 weist einen Vorratsbehälter 214 auf, dessen Kapazität ein Vielfaches des wie hierin beschrieben bestimmten Einfüllvolumens beträgt. Der Vorratsbehälter 214 ist mit dem Präparat 202 gefüllt. In der gezeigten Darstellung ist das Präparat 202 eine flüssige Formulierung; wie hierin beschrieben, muss das Präparat 202 jedoch nicht notwendigerweise flüssig sein.
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Die Selbstfüllerspritze 210 weist eine Dosierkammer 216 auf, die mit dem Vorratsbehälter 214 hydraulisch verbunden ist, sowie einen Mechanismus, der nach jeder Betätigung der Selbstfüllerspritze 210, d.h. nach jeder Entleerung der Dosierkammer 216, die Dosierkammer 216 wieder mit dem Präparat 202 aus dem Vorratsbehälter 214 auffüllt. Die wieder aufzufüllende Menge des Präparats 202 kann bei manchen Selbstfüllerspritzen 210 von Anwender in einem vorgegebenen Bereich eingestellt werden. Auch wenn keine Selbstfüllerspritze als Mittel zum Verabreichen des Präparats 202 verwendet wird, sollte das jeweils verwendete Mittel zum Verabreichen des Präparats 202 dazu ausgebildet sein, das wie hierin beschrieben bestimmte Einfüllvolumen des Präparats 202 mit möglichst hoher Genauigkeit zu dosieren und injizieren.
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Zum Verabreichen des Präparats 202 weist die Selbstfüllerspritze 210 ferner eine mit der Dosierkammer 216 hydraulisch verbundene Injektionskanüle 212 sowie einen Hebel 218 auf, durch dessen Betätigung in Richtung der Dosierkammer 216 das darin enthaltene Präparat 202 mithilfe eines mit dem Hebel 218 gekoppelten Kolbens durch die Kanüle 212 ausgetragen werden kann. Um eine Freisetzung des Präparats 202 in die Umgebung der Gehölzpflanze 100 zu vermeiden, wird die Kanüle 212 vor Betätigung des Injektionsmechanismus der Selbstfüllerspritze 210 möglichst tief in den Kanal 200 eingeführt. In diesem Fall strömt bei Betätigung 408 des Hebels 218 in Richtung zur Dosierkammer 216 das Präparat 202 aus der Dosierkammer 216 in den Kanal 200. Bei Betätigung des Hebels 218 in die entgegengesetzte Richtung, z.B. durch die Rückstellkraft einer Feder, wird der Mechanismus zum Wiederauffüllen der Dosierkammer 216 ausgelöst und die nächste Dosis des Präparats 202 strömt aus dem Vorratsbehälter 214 in die Dosierkammer 216.
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Die in der Zeichnung gezeigte Kanüle 212 ist eine Knopfkanüle, die, wie hierin beschrieben, durch ihr stumpf ausgebildetes Ende Sicherheitsvorteile für den Anwender und / oder die Gehölzpflanze 100 bereitstellen kann. Wie weiterhin hierin beschrieben, ist es jedoch nicht erforderlich, eine Knopfkanüle oder überhaupt eine Kanüle zum Verabreichen des Präparats 202 zu verwenden, dies könnte genauso gut mittels eines Schlauchs, eines Löffels, eines Schiebers oder dergleichen erfolgen. Die Kanüle 212 kann aus einem festen Material wie z.B. einem starren Kunststoff, Metall, Hartgummi usw. bestehen, es kann aber auch ein flexibles, biegsames Material wie z.B. ein weicherer Kunststoff, Gummi oder dergleichen Verwendung finden.
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3 zeigt einen Längsschnitt durch die Gehölzpflanze 100, deren Kanal 200 mit dem Präparat 202 gefüllt und mit einem Verschlussmittel 300 verschlossen ist. Bei korrekter Ausführung des hierin offenbarten Verfahrens beträgt das Volumen des Kanals 200 die Summe aus dem bestimmten Einfüllvolumen des Präparats 202 und dem Volumen des innerhalb des Kanals 200 befindlichen Teils des Verschlussmittels 300. Wie hierin beschrieben, ist das Verschlussmittel 300 vorzugsweise, jedoch nicht notwendigerweise, ein glattwandiger Holzdübel. Andere Verschlussmittel 300 wie beispielsweise ein Kunststoffdübel, ein Dübel mit Längsrillen an den Kontaktflächen zum Kanal 200 oder auch ein Pfropfen aus Baumwachs können im Einzelfall gleichermaßen zum Verschließen 410 des Kanals 200 geeignet sein.
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4 zeigt ein Flussdiagramm, dessen Blöcke möglichen Schritten des hierein offenbarten Verfahrens zum Verabreichen eines Präparats 202 an eine Gehölzpflanze 100 entsprechen. Es wird angemerkt, dass Implementierungen des besagten Verfahrens in der Reihenfolge der Verfahrensschritte von der in der Zeichnung gezeigten Reihenfolge der Blöcke abweichen kann, soweit dies technisch sinnvoll ist.
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Block 402 umfasst ein Bestimmen eines Einfüllvolumens des Präparats 202. Hierzu sind dem Fachmann zahlreiche Faktoren geläufig, die die Wahl des Einfüllvolumens beeinflussen können. Beispielsweise verfolgt ein Anwender mit der Verabreichung die Zielsetzung, eine festgelegte Dosis eines in dem Präparat 202 gelösten Wirkstoffs in die Gehölzpflanze 100 einzubringen. Dabei könnte eine Minimierung des Einfüllvolumens sinnvoll sein, um das Volumen des aus der Gehölzpflanze 100 für die invasive Verabreichung zu entnehmenden Holzgewebes so klein wie möglich zu halten und somit das Schadpotenzial für die Pflanze 100 zu minimieren. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise der Fall, etwa wenn der Wirkstoff für die Gehölzpflanze 100 ungiftig ist oder wenn das Präparat 202 eine reine Formulierung des Wirkstoffs ist. Der Dosierung des Wirkstoffs kann beispielsweise eine phytopathologische oder kosmetische Zielsetzung zugrunde liegen.
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Block 404 folgt auf Block 402 und umfasst ein Bestimmen eines Kanalvolumens. Hier wird davon ausgegangen, dass ein Kanal 200 ein umso größeres Schadpotenzial für die Pflanze 100 aufweist, je größer das Kanalvolumen ist. Somit könnte bei Berücksichtigung aller anderen für das Kanalvolumen relevanten Faktoren und Größen, insbesondere der das Einfüllvolumen bestimmenden Faktoren und Größen, als Randbedingungen eine Minimierung des Kanalvolumens in der Regel sinnvoll sein. In einem Beispiel beträgt der größte Durchmesser des Kanals 200 nicht mehr als 15 Prozent des kleinsten Durchmessers der Gehölzpflanze 100 im Bereich des Kanals 200. Das Kanalvolumen sollte mit der Summe aus dem Einfüllvolumen des Präparats 202 und dem Verschlussvolumen des zum Verschließen 410 des Kanals 200 verwendeten Verschlussmittels 300 übereinstimmen.
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Block 406 folgt auf Block 404 und umfasst ein Anlegen des Kanals 200 in der Gehölzpflanze 100. Hierzu kann beispielsweise ein bohrendes oder ein schlagendes Verfahren zum Einsatz kommen. Das Anlegen des Kanals 200 sollte in der Lage sein, sicherzustellen, dass das angelegte Kanalvolumen mit dem bestimmten Kanalvolumen übereinstimmt, beispielsweise im Fall eines bohrenden Anlegens mithilfe einer Markierung am Bohrer 104, welche das Erreichen der dem bestimmten Kanalvolumen entsprechenden Bohrtiefe anzeigt. Der Kanal 200 kann vorzugsweise mit einem Neigungswinkel 114 zwischen 40 und 50 Grad gegen die Vertikale 110 ausgerichtet sein. Das mit dem Innern der Gehölzpflanze 100 in Kontakt kommende Werkzeug 104 ist vorzugsweise desinfiziert, um das Kontaminationsrisiko für die Gehölzpflanze 100 zu senken.
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Block 408 folgt auf Block 406 und umfasst ein Einfüllen des Präparats 202 in den angelegten Kanal 200. Hierzu kann ein geeignetes Mittel zum Einsatz kommen, das ein genaues Dosieren des Einfüllvolumens des Präparats 202 und ein Platzieren des Präparats 202 im Innern des Kanals 200 ermöglicht. Hierbei könnte es sich beispielsweise um eine Spritze, insbesondere eine zur wiederholten Verabreichung des Präparats 202 an mehrere Pflanzen 100 ausgebildete Selbstfüllerspritze 210, handeln, an die eine Kanüle 212 angeschlossen ist, die in den Kanal 200 eingeführt werden kann, um das Präparat 202 gezielt im Innern des Kanals 200 freizusetzen.
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Block 410 folgt auf Block 408 und umfasst ein Verschließen des das Einfüllvolumen des Präparats 202 enthaltenden Kanals 200 mit einem Verschlussmittel 300, dessen Volumen wenigstens ein im Innern des Kanals 200 liegendes Verschlussvolumen beträgt, welches der Differenz zwischen dem Kanalvolumen und dem Einfüllvolumen entspricht. Auf diese Weise könnten der Kanal 200 und das Präparat 202 vor äußeren Einflüssen wie pathogenen Keimen wie z.B. Pilzsporen, Viren oder Bakterien und / oder schädlichen Substanzen wie beispielsweise Sauerstoff oder saurem Regen geschützt sein. Der Kanal 200 kann vorzugsweise mit einem gas- oder flüssigkeitsdichten Verschlussteil wie z.B. einem glattwandigen Dübel oder einer Kugel verschlossen werden, das bzw. die sich möglichst lückenlos in den Kanal 200 einführen lässt. Ein festes Verschlussmittel 300 kann beispielsweise händisch oder mithilfe eines geeigneten Werkzeugs wie z.B. eines Hammers in den Kanal 200 eingebracht werden. Es kann sich aber auch um ein formbares Verschlussmittel 300 wie beispielsweise Baumwachs handeln.
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Es sei angemerkt, dass die obig beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können, solange sich die kombinierten Ausführungsformen nicht gegenseitig ausschließen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Gehölzpflanze
- 102
- Akkubohrer
- 104
- Werkzeug
- 110
- Vertikale
- 112
- Hauptachse
- 114
- Winkel
- 200
- Kanal
- 202
- Präparat
- 210
- Selbstfüllerspritze
- 212
- Kanüle
- 214
- Vorratsbehälter
- 216
- Dosierkammer
- 218
- Hebel
- 300
- Verschlussmittel
