DE102022112137A1 - Mittel zum Schutz von Pflanzen und Tieren, Herstellung des Mittels und Verfahren zur Verwendung des Mittels - Google Patents
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Abstract
Das Mittel zum Schutz von Pflanzen, insbesondere Gehölzen, und Tieren, insbesondere Fischen, vor schädlichen Mikroorganismen, wie Bakterien, und vor Viren, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel Zinkoxid, welches in Form von tetrapodenförmigen Kristallen vorliegt, und eine Trägermatrix zur Verflüssigung enthält.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Mittel zum Schutz von Pflanzen, insbesondere Gehölzen, und Tieren, insbesondere Fischen, vor schädlichen Mikroorganismen, wie Bakterien, und vor Viren.
- Hintergrund
- Viele Pflanzen leiden unter dem Befall von schädigenden Bakterien und Viren.
- Die meisten Bekämpfungsmittel basieren allerdings auf chemischen Substanzen wie etwa Biozide, die viele schädliche Nebenwirkungen auf die Umwelt und die Pflanzen selber haben.
- Zum Stand der Technik
- Die Verwendung von Zinkoxid, welches in Form von tetrapodenförmigen Kristallen vorliegt, ist z. B. in der
EP 2 782 103 A1 , allerdings für Lackdraht, und in derDE 10 2013 104 195 A1 für optoelektronische Bauelemente beschrieben. - Aus der
CN 101 302 710 A ist ein Mittel bekannt, das Zinkoxid, welches in tetrapodenförmigen Kristallen vorliegt, Polyvinylpyrrolidon sowie Wasser enthält. - Aufgabe und Lösung der Erfindung
- Aufgabe der Erfindung: Es sollen die oben genannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden, insbesondere soll das Mittel zur Bekämpfung der Schädlinge effektiv auf rein mechanische Weise, also ohne chemische Gifte, wirken.
- Diese Aufgabe wird bei einem Mittel zum Schutz von Pflanzen und Tieren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Mittel Zinkoxid, welches in Form von tetrapodenförmigen Kristallen vorliegt, und eine Trägermatrix zur Verflüssigung enthält.
- Vorteile der Erfindung
- Unter anderem werden die folgenden Vorteile erreicht:
- Das Mittel ist eine rein mechanische Abwehr von Schädlingen. Es besteht aus einer wässrigen Polyvinylpyrrolidon-Lösung (PVP), z.B. „Luvitec® K 90 Lösung 20%“ von BASF, und Zinkoxid, das in Form von Tetrapoden-Kristallen in Pulverform vorliegt. Die Zinkoxid-Tetrapoden-Kristalle sind dabei einige Nanometer groß (Nano-Zinkoxid-Tetrapoden / NZT). Das Mittel wird zur Anwendung fertig angemischt hergestellt. Das fertig gemischte Mittel ist gebrauchsfähig inklusive Trägermaterial PVP.
- Je nach Anforderung kann dieses fließfähige Mittel auch noch andere Stoffe enthalten. Dadurch kann das Mittel eine andere Viskosität aufweisen und insbesondere auch anhaftend sein.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
- So wird vorgeschlagen,
- - dass die Trägermatrix ausgewählt ist aus Polyvinylpyrrolidon, ionisiertem Silberwasser, Wasser, Salzwasser und/oder Leinöl,
- - die folgende Zusammensetzung Zinkoxid: 0,5 - 5 Gew.-% Polyvinylpyrrolidon: 40 - 65 Gew.-% Wasser: Rest,
- - die folgende Zusammensetzung Zinkoxid: 0,5 - 5 Gew.-% ionisiertes Silberwasser: 40 - 65 Gew.-% Benzoxoniumchlorid (ersatzweise Benzalkoniumchlorid): 0,5
- - 5 Gew.-% Wasser: Rest, wobei der Zusatz von Benzoxoniumchlorid/ Benzalkoniumchlorid entfallen kann, wenn das Mittel während der Verarbeitung in Bewegung gehalten wird, damit sich das Zinkoxid nicht absetzt,
- - die folgende Zusammensetzung Zinkoxid: 0,5 - 5 Gew.-% Benzoxoniumchlorid (ersatzweise Benzalkoniumchlorid): 0,5
- - 5 Gew.-% Wasser: Rest, wobei der Zusatz von Benzoxoniumchlorid/ Benzalkoniumchlorid entfallen kann, wenn das Mittel während der Verarbeitung in Bewegung gehalten wird, damit sich das Zinkoxid nicht absetzt,
- - die folgende Zusammensetzung Zinkoxid: 0,5 - 5 Gew.-% Salzwasser: 30 - 65 Gew.-% (Gehalt an NaCl: 0 - 3,5 Gew.%, vorzugsweise 3,5 Gew.-%) Polyvinylpyrrolidon: 30 - 65 Gew.-%, wobei ein Salzgehalt von 3,5 Gew.-% bevorzugt ist, um ein Verketten (Verklumpen) der Mikropartikel miteinander zu verhindern,
- - die folgende Zusammensetzung Zinkoxid: 0,5 - 5 Gew.-% Leinöl: 40 - 65 Gew.-% Wasser: Rest,
- - dass der Durchmesser der Umkugel der tetrapodenförmigen Zinkoxid-Kristalle zwischen 30 und 50 µm (Mikrometer) groß ist,
- - dass das Mittel ein Natur- und/oder ein Kunstharz enthält,
- - dass das Vermischen der Trägermatrix und der Zinkoxid-Kristalle mittels eines Dispergierverfahrens unter Vakuum-Bedingungen stattfindet.
- Das Mittel wirkt, indem die Nano-Zinkoxid-Tetrapoden-Partikel in der angegebenen Konzentration mit der Trägermatrix vermischt werden.
- Eine spezifische Eigenschaft der Nano-Zinkoxid-Tetrapoden ist vor allem ihre Form (siehe
1 ). Durch die in1 dargestellte spezielle Tetrapodenform werden die verschiedenen Schädlinge entweder bei der Nahrungsaufnahme oder durch den bloßen Kontakt mit den Nanopartikeln getötet. Die Tötung erfolgt dabei rein mechanisch und ohne etwaige Umweltbelastung. - Wenn Nano-Zinkoxid-Tetrapoden an sich ausschließlich mit Wasser vermischt werden, verklumpen die Tetrapoden und sind für die geplante Verwendung unbrauchbar. Um die gewünschte Wirkung zu erzielen, musste daher ein geeignetes Trägermaterial gefunden werden, um die Tetrapoden gezielt und ohne kurzfristigen Verlust an oder in den Einsatzort zu bringen.
- Als Trägermaterial wird Polyvinylpyrrolidon (PVP) verwendet. PVP ist ein weitgehend ungefährlicher Stoff und kann auch von Organismen aufgenommen werden.
- Die Zinkoxid-Tetrapoden haben eine Größe von 30 bis 50 µm (Mikrometer).
- Zur Herstellung von 100 ml des Mittels können z.B. 60 ml Polyvinylpyrrolidon „Luvitec® K 90 Lösung 20%“ (Handelsname der Firma BASF SE), 35 ml Wasser und 5 g Nano-Zinkoxid-Tetrapoden der Firma Tianjin YR Chemspec Co., Ltd. mittels eines Dispergierrührers auf niedriger bis mittlere Drehzahl ca. 1 bis 3 Minuten verrührt werden, vorzugsweise unter Vakuum. Das Vakuummischverfahren hat den Vorteil, dass eine Schaumbildung verhindert wird. Das Vermischen kann aber auch konventionell, also ohne Vakuum, durchgeführt werden.
- Optional kann das Mittel bei der Herstellung noch mit einem oder mehreren Harzen vermischt werden. Dies geschieht ebenfalls mittels eines Dispergierrührers. Das ursprüngliche Mittel haftet dabei kurzzeitig an dem Harz bzw. den Harzen. Das Mittel kann so wetterfest und haftend auf einem vertikalen Gegenstand (z.B. einem Baum) aufgetragen werden.
- Das Harz kann dabei aus Naturharz und/oder Kunstharz bestehen. Bei den Versuchen wurde als Naturharz das Naturharz-Öl „MELDOS Natur-Hartöl Nr. 265“ (Handelsname der Firma Livos Pflanzenchemie-, Forschungs- und Entwicklungsgesellschaft mbH & Co. Kommanditgesellschaft) und als Kunstharz das Polyesterharz „presto Polyesterharz“ (Handelsname der Firma MOTIP DUPLI GmbH) verwendet. Als Kunstharz können auch Epoxidharz oder Acrylharz verwendet werden.
- Weitere Vorteile
- Weitere Vorteile bei der Bekämpfung von Schädlingen mit dem Mittel sind auch längere Bekämpfungsintervalle, die sich auf bis zu eine Anwendung im Jahr beschränken können.
- Ein weiterer Vorteil ist die lange Haltbarkeit des ausgebrachten Mittels. Durch eine feuchte Witterung wird das Mittel nicht schnell in das Erdreich gespült.
- Bei Verwendung im trockenen Innenbereich (bei Anwendung als Holzschutz) reicht ein einmaliger Auftrag für Jahrzehnte aus. Eine nachträgliche Schädlingsbekämpfung ist nicht mehr nötig.
- Ausführungsbeispiele
- Im Folgenden werden mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben.
- Es zeigt
1 die Zinkoxid-Tetrapoden in einer elektronenmikroskopischen Aufnahme. - Beispiel 1: Behandlung von Mandelbäumen
- Das Mittel, welches hier kein Natur- oder Kunstharz enthält, enthält PVP oder Leinöl, um die Zinkoxid-Tetrapoden zu binden. In Wasser würden (ohne Aufrühren) die Zinkoxid-Tetrapoden ohne Zusatz von PVP oder Leinöl verklumpen. PVP ist ein weitgehend ungefährlicher Stoff und kann von Organismen aufgenommen werden.
- NanoCatch wurde injiziert in den Wurzelstamm von kranken Mandelbäumen auf der Insel Mallorca.
- Diese Baumart wird durch Befall der Wiesenschaumzikade geschwächt. Die Zikade überträgt durch ihren Stech- bzw. Saugrüssel das Feuerbakterium in das Gehölz. Das Bakterium lagert sich in dem Wurzelstamm an und blockiert die Wasseraufnahme der Pflanze. Über einem Zeitraum von 2 bis 4 Jahren vertrocknet der Mandelbaum und stirbt ab.
- Das Ergebnis: Nach 3 Monaten ergab sich eine Stagnierung des Krankheitsverlaufs. Nach weiteren 3 Monaten war eine deutliche Erholung des Baumes sichtbar. Es zeigten sich neue Pflanzentriebe.
- Beispiel 2: Behandlung von Weinreben
- NanoCatch wurde ebenfalls auch in die Wurzelstämme von Weinreben eingebracht (injiziert).
- Diese Pflanzen leiden vermehrt ebenfalls unter dem Befall von schädigenden Bakterien und Viren.
- Es wurde ein Test durch das Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinland-Pfalz durchgeführt.
- Dabei wurden 35 Rebstöcke in Reihe als Testfeld zur Verfügung gestellt. Von den 35 Rebstöcken waren vor der Behandlung 11 Rebstöcke krank (Bakterienbefall).
- Ein Jahr später waren 6 der 11 Rebstöcke frei von jedem Befall und es kam bei den insgesamt 35 Rebstöcken zu keiner Übertragung des Bakterienbefalls. Das Mittel wurde sowohl in den Stamm injiziert als auch im gesamten auf den Rebstock appliziert.
- Die Wirkungsweise des t-ZnO über ihre Eigenschaft, Bakterien oder Viren zu binden, wird in Forschungen der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel / CAU ausführlich beschrieben und in Studien dokumentiert (
US 9 182 399 B2 - Aber nicht beschrieben wird dort die Verwendung der wässrigen Lösung zum Zwecke der Bekämpfung von Schädlingen in/an Gewächsen oder Gehölzen. Es existieren keinerlei Dokumentationen oder Forschungen zu diesem Bereich.
- Dieses Wirkprinzip, Bakterien oder Viren zu binden, wird erfindungsgemäß übertragen auf die Bekämpfung von schädigenden Bakterien oder Viren in Pflanzenorganismen oder auch tierischen Organismen (Fische, bzw. Fischzuchten).
- Als Trägermatrix, zur Verflüssigung der t-ZnO kann Polyvinylpyrrolidon (PvP) oder ionisiertes Silberwasser genutzt werden. Wasser, Salzwasser oder Leinöl ist als Trägermatrix auch anwendbar.
- Das Vermischen der Trägermatrix und der t-ZnO findet mittels eines Dispergierverfahrens unter Vakuum-Bedingungen statt.
- Verwendet wird dabei ein Vakuum-Versuchs-Dispergierer des Herstellers REITEL Feinwerktechnik GmbH, Bad Essen bei 500 l/min.
- Bei eine Vergrößerung der t-ZnO Partikel in den MicroBereich wird außerdem eine mechanische Wirkung zur Bekämpfung der Schädlinge erreicht.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 2782103 A1 [0004]
- DE 102013104195 A1 [0004]
- CN 101302710 A [0005]
- US 9182399 B2 [0034]
wobei diese Mischung im speziellen Dispergierverfahren zu vermischen ist, um ein Entmischen zu verhindern,
Claims (13)
- Mittel zum Schutz von Pflanzen, insbesondere Gehölzen, und Tieren, insbesondere Fischen, vor schädlichen Mikroorganismen, wie Bakterien, und vor Viren, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel Zinkoxid, welches in Form von tetrapodenförmigen Kristallen vorliegt, und eine Trägermatrix zur Verflüssigung enthält.
- Mittel nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Trägermatrix ausgewählt ist aus Polyvinylpyrrolidon, ionisiertem Silberwasser, Wasser, Salzwasser und/oder Leinöl. - Mittel nach
Anspruch 1 , gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung Zinkoxid: 0,5 - 5 Gew.-% Polyvinylpyrrolidon: 40 - 65 Gew.-% Wasser: Rest. - Mittel nach
Anspruch 1 , gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung Zinkoxid: 0,5 - 5 Gew.-% ionisiertes Silberwasser: 40 - 65 Gew.-% Benzoxoniumchlorid und/oder Benzalkoniumchlorid: 0,5 - 5 Gew.-% Wasser: Rest, wobei der Zusatz von Benzoxoniumchlorid/ Benzalkoniumchlorid entfallen kann, wenn das Mittel während der Verarbeitung in Bewegung gehalten wird, damit sich das Zinkoxid nicht absetzt. - Mittel nach
Anspruch 1 , gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung Zinkoxid: 0,5 - 5 Gew.-% Benzoxoniumchlorid und/oder Benzalkoniumchlorid: 0,5 - 5 Gew.-% Wasser: Rest, wobei der Zusatz von Benzoxoniumchlorid/Benzalkoniumchlorid entfallen kann, wenn das Mittel während der Verarbeitung in Bewegung gehalten wird, damit sich das Zinkoxid nicht absetzt. - Mittel nach
Anspruch 1 , gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung Zinkoxid: 0,5 - 5 Gew.-% Salzwasser: 30 - 65 Gew.-% mit einem Gehalt an NaCl: 0 - 3,5 Gew.-%, vorzugsweise 3,5 Gew.-% Polyvinylpyrrolidon: 30 - 65 Gew.-%. - Mittel nach
Anspruch 1 , gekennzeichnet durch die folgende Zusammensetzung Zinkoxid: 0,5 - 5 Gew.-% Leinöl: 40 - 65 Gew.-% Benzoxoniumchlorid und/oder Benzalkoniumchlorid: 0,5 - 5 Gew.-% Wasser: Rest, wobei der Zusatz von Benzoxoniumchlorid/ Benzalkoniumchlorid entfallen kann, wenn das Mittel während der Verarbeitung in Bewegung gehalten wird, damit sich das Zinkoxid nicht absetzt. - Mittel nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Umkugel der tetrapodenförmigen Zinkoxid-Kristalle zwischen 30 und 50 µm groß ist. - Mittel nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel ein Natur- und/oder ein Kunstharz enthält. - Herstellung des Mittels nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Vermischen der Trägermatrix und der Zinkoxid-Kristalle mittels eines Dispergierverfahrens unter Vakuum-Bedingungen stattfindet. - Verfahren zur Verwendung des Mittels nach
Anspruch 1 zum Schutz von Bäumen und von Holz, indem das Mittel in die Bäume und das Holz, insbesondere in den Wurzelstamm, injiziert wird. - Verfahren nach
Anspruch 11 , wobei das Mittel kurz vor der Anwendung aufgerührt wird, um eine größere Verteilung der Partikel in der Lösung zu gewährleisten. - Verfahren nach
Anspruch 11 zum Schutz von Mandelbäumen und Weinreben.
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