DE19849253A1 - Verbesserte Wertstoffgemische zur Förderung des Pflanzenwachstums und der Pflanzengesundheit - Google Patents
Verbesserte Wertstoffgemische zur Förderung des Pflanzenwachstums und der PflanzengesundheitInfo
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Abstract
Beschrieben wird die Verwendung von mehrkomponentigen Wertstoffgemischen wenigstens überwiegend organischen Ursprungs zur Aufzucht und Pflege von Nutz- und Zierpflanzen durch Aktivierung der pflanzlichen Rhizo- und/oder Phyllosphäre und damit Förderung sowohl des Pflanzenwachstums als auch der Pflanzengesundheit gegen Schaderreger, insbesondere aus den Bereichen der Pilzkrankheiten, Bakteriosen und/oder Virosen, aber auch saugender Schädlinge an Wurzel und/oder oberirdischen Pflanzenteilen, enthaltend DOLLAR A (a) Chitin und/oder Chitosan mit Oligomer- und/oder Polymerstruktur, DOLLAR A in Kombination mit und bei gleichzeitigem und/oder zeitversetztem Auftrag von DOLLAR A (b) ökologisch verträglichen Tensidverbindungen aus der Klasse der Alkyl(poly)glykoside vom O/W-Typ (APG-Verbindungen) und DOLLAR A (c) lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur aufweisenden und sowohl aerob als auch anaerob abbaubaren organischen Verbindungen. DOLLAR A Bevorzugt ist die Mitverwendung von Komponente(n) (d), die sich durch wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisende Verbindungen des P und/oder N kennzeichnet und gewünschtenfalls zusammen mit weiteren Makro- und/oder Mikronährstoffen für das Pflanzenwachstum in den Wurzelbereich und/oder auf den oberirdischen Pflanzenteil ein- bzw. aufgetragen werden.
Description
Die im nachfolgenden geschilderte technische Lehre betrifft den Bereich der Förde
rung des gesunden Pflanzenwachstums. Die erfindungsgemäße Lehre will dabei
insbesondere das natürliche Zusammenspiel der beiden Faktoren Förderung des
Pflanzenwachstums einerseits sowie Stärkung der Pflanzenabwehr gegen Scha
derreger insbesondere aus den Bereichen der Pilzkrankheiten, der Bakteriosen
und/oder Virosen aber auch saugender Schädlinge an Wurzel und/oder oberirdi
schen Pflanzenteilen unterstützen und fördern. Die Erfindung geht dabei weiterhin
von der Aufgabenstellung aus, als Wertstoffe bzw. Wertstoffgemische zur Lösung
dieser Aufgabenstellung wenigstens weitgehend Naturstoff-basierte Komponenten
einsetzen zu können, die zu keiner zusätzlichen Belastung des hier betroffenen Ar
beitsbereiches führen. Das gilt sowohl für die Bereiche von Boden und Pflanze als
auch die damit in Kontakt stehenden Bereiche von Mensch und Tier, sowie die im
Zusammenhang mit landwirtschaftlichen Prozessen immer zu berücksichtigende
Grundwasserproblematik.
Die im nachfolgenden geschilderte technische Lehre erfüllt damit eine heute wich
tige Anforderung für den Bereich agro-biologischer und agro-chemischer Prozesse,
wobei einerseits eine Optimierung der angestrebten wirtschaftlich technischen Er
gebnisse möglich wird, ohne dabei den Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit außer
Acht lassen zu müssen. Praktisch sämtliche Komponenten des erfindungsgemäß
zum Einsatz kommenden Mehrstoffsystems können als Naturstoff-basierte Chemi
kalien ausgestaltet sein. Quelle für diese Komponenten ist einerseits das gesunde
Pflanzenwachstum, zum anderen sind beispielsweise meeresbiologisch oder auch
auf anderem Wege biologisch gebildete Grundkomponenten wesentliche Be
standteile der Mehrkomponentengemische im erfindungsgemäßen Sinne. Die er
findungsgemäße Lehre schließt dabei naturgegebene Kreisläufe für gebundenen
Kohlenstoff zusammen und verwendet die daraus abgetrennten und den erfin
dungsgemäßen Anforderungen angepaßten Komponenten für den Pflanzenaufbau
und die Pflege eines gesunden Pflanzenwachstums. Es leuchtet sofort ein, daß
hier gerade für den natürlichen Kohlenstoffkreislauf nicht nur zusätzliche Belastun
gen ausgeschlossen, sondern positive Eingriffe ermöglicht werden, die helfen kön
nen heute bereits bestehende Schäden zu mildern und abzubauen.
Die Lehre der Erfindung baut auf einer Reihe technischer Entwicklungen der An
melderin auf, die anteilsweise Gegenstand entsprechender Veröffentlichungen und
anteilsweise Gegenstand älterer Patentanmeldungen sind. Im nachfolgenden wird
auf diese Grundlagen noch im einzelnen Bezug genommen werden. Zunächst aber
gilt:
Gegenstand der Erfindung ist in einer ersten Ausführungsform die Verwendung von
mehrkomponentigen Wertstoffgemischen wenigstens überwiegend organischen
Ursprungs zur Aufzucht und Pflege von Nutz- und Zierpflanzen durch Aktivierung
der pflanzlichen Rhizo- und/oder Phyllosphäre und damit Förderung sowohl des
Pflanzenwachstums als auch der Pflanzengesundheit gegen Schaderreger, insbe
sondere aus den Bereichen der Pilzkrankheiten, der Bakteriosen und/oder Virosen,
aber auch aus dem Bereich saugender Schädlinge an Wurzel und/oder oberirdi
schen Pflanzenteilen. Die erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Wertstoff
gemische enthalten die folgenden wesentlichen Grundkomponenten:
- a) Chitin und/oder Chitosan mit Oligomer- und/oder Polymerstruktur, das in Kombination mit
- b) ökologisch verträglichen Tensidverbindungen aus der Klasse der Alkyl(poly)glykoside vom O/W-Typ - im nachfolgenden auch als "APG- Verbindungen" bezeichnet - und weiterhin bevorzugt zusammen mit
- c) lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur aufweisenden und sowohl aerob als auch anaerob abbauba ren organischen Verbindungen eingesetzt wird.
Dabei kann im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns die Kombination der Wirk
stoffe zu (a), (b) und gewünschtenfalls (c) in Abmischung aller Wertstoffkompo
nenten miteinander zum Einsatz kommen. Es ist aber auch möglich, wenigstens
anteilsweise die genannten Komponenten zeitversetzt zum Einsatz zu bringen. In
diesem zuletzt genannten Fall ist allerdings sicherzustellen, daß die hinreichende
Kombinationswirkung der Summe aller Wertstoffe in Boden und/oder Pflanze voll
zogen werden kann. Hierdurch werden insbesondere die in der Praxis möglichen
Zeiträume bei zeitversetztem Eintrag einzelner Komponenten der Mehrkomponen
tengemische bestimmt bzw. mitbestimmt.
Die erfindungsgemäßen Mehrkomponentengemische gehen von der Zielvorstel
lung aus, insbesondere auch gerade das Wachstum pflanzenstärkender Mikroor
ganismenpopulationen in dem Rhizosphärenbereich - d. h. im Wurzelbereich -
ebenso aber auch im Bereich der Phyllosphäre - d. h. auf der Oberfläche des ober
irdischen Pflanzenteils und hier insbesondere auf dem Blattbereich zu beeinflussen
und zu fördern. Dementsprechend sieht die erfindungsgemäße Lehre den Eintrag
der Mehrkomponentengemische sowohl in den Bodenbereich als auch auf den
oberirdischen Pflanzenbereich vor. Grundsätzlich können dabei beliebige und den
jeweiligen praktischen Anforderungen optimiert entsprechende Anbietungsformen
dieser Mehrkomponentengemische zum Einsatz kommen. Geeignet sind damit so
wohl fließfähige und dabei insbesondere wasserverdünnbare Mehrkomponenten
gemische, aber auch feste Angebotsformen die beispielsweise als Pulver, als Gra
nulat und dergleichen und gegebenenfalls auch in verkapselter Form vorliegen
können.
Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Lehre sei im nachfolgenden
zunächst in kurzer Zusammenfassung auf wesentliche Elemente des einschlägigen
druckschriftlichen Standes der Technik sowie auf den Gegenstand der schon zuvor
erwähnten älteren Anmeldungen der Anmelderin auf dem hier betroffenen Arbeits
gebiet eingegangen.
Die DE 44 37 313 beschreibt die Verwendung ausgewählter, Phosphor und Stick
stoff enthaltender Komponenten aus der Klasse der Phospholipide zur Verbesse
rung des Pflanzenwachstums. Durch Zusatz dieser Phospholipide zum Substrat,
auf dem die Pflanzen wachsen oder wachsen sollen, läßt sich das Wachstum die
ser Pflanzen verbessern. Dabei wird vermutet, daß diese Wachstumssteigerung mit
einer Stimulierung der im Substrat lebenden Mikroorganismen zusammenhängt.
Als Phospholipide kommen in erster Linie Lecithin, Lecithinhydrolysate und che
misch modifizierte Lecithine in Betracht.
Die WO 93/01150 beschreibt einfach zu handhabende Düngemittelgemische zum
Eintrag von N in das Pflanzenwachstum. Vorgesehen wird hier zusammen mit den
Abmischungen von Düngemitteln auf Basis von Makro- und Mikronährstoffen für
die Pflanzenaufzucht Wasser und eine Ölphase in Gegenwart von W/O-
Invertemulgatoren einzusetzen. Sichergestellt werden soll auf diese Weise die
Ausbildung von insbesondere pastenförmigen Abmischungen, in denen die ge
schlossene Ölphase in Filmform die wäßrigen Mischungsanteile trennen bzw. um
hüllen soll. Als gleichwertige Ölphasen sind Öle pflanzlichen Ursprungs und Mine
ralöl aufgeführt.
Gegenstand der deutschen Patentanmeldung DE 197 01 127 ist eine schaumarme
Netzhilfe in der Angebotsform eines hochkonzentrierten, gleichwohl fließ- und
gießfähigen wäßrigen Konzentrats auf Tensidbasis zur Intensivierung des Eindrin
gens und Spreitens von Wasser im Bereich der Pflanzenverwurzelung bei deren
Bewässerung, enthaltend als ökologisch verträgliche Tensidkomponente Al
kyl(poly)glykosidverbindungen vom O/W-Typ - im nachfolgenden auch als "APG-
Verbindungen" bezeichnet - olefinisch ungesättigte Alkohole als Schaumbrem
se/Entschäumer und niedere wasserlösliche Alkohole als Viskositätsregler.
Die technische Lehre der älteren Anmeldung DE 197 48 884.6 der Anmelderin zur
Förderung und Pflege des Pflanzenwachstums durch Steuerung der natürlichen
Wachstumsprozesse im Substrat geht von der Konzeption aus, primär eine Förde
rung, Steuerung und Sicherstellung des Mikroorganismenwachstums im Boden
durch Eintrag eines nachfolgend geschilderten Mehrkomponentengemisches zu
bewirken. Die Offenbarung dieser älteren Anmeldung wird hiermit auch zum Ge
genstand der Offenbarung der jetzt vorliegenden Erfindung gemacht. Die primäre
Förderung des Mikroorganismenwachstums soll dabei insbesondere im Rhizosphä
renbereich und damit in dem für das Pflanzenwachstum entscheidenden Bereich
des mit den Pflanzenwurzeln durchsetzten Substrats sichergestellt werden. Die
Lehre dieser älteren Anmeldung wird dabei durch zwei übergeordnete Konzeptio
nen gelenkt: Zusammen mit Phosphor (P) und Stickstoff (N) enthaltenden Träger
stoffen und gewünschtenfalls weiteren Pflanzen-Makro- und/oder Mikronährstoffen
sollen jetzt ausgewählte Kohlenwasserstoffreste enthaltende Verbindungen als zu
sätzliche C-Lieferanten für das Wachstum der Mikroorganismenflora in den Boden
eingetragen werden. Gleichzeitig soll durch die Zubereitung dieser Wachstums
hilfsstoffe und ihre Anwendungsform deren optimierte Spreitung im Wurzelbereich
einschl. des Eintrages in den Rhizosphärenbereich des Substrats ermöglicht wer
den. Die Lehre dieser älteren Anmeldung, von der letztlich auch die Lehre der vor
liegenden Weiterentwicklung ausgeht, ist dementsprechend gekennzeichnet durch
den Eintrag wäßriger Zubereitungen enthaltend
- - ökologisch verträgliche Netzmittel vom O/W-Typ zusammen mit
- - lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur aufweisenden und sowohl aerob als auch anaerob abbau baren organischen Verbindungen als zusätzliche C-Lieferanten für das Wachstum der Mikroorganismenflora,
verbunden mit gleichzeitigem und/oder zeitlich versetztem Eintrag von
- - wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisende und dabei bevorzugt öl lösliche Verbindungen des P und/oder N sowie gewünschtenfalls weitere Makro- und/oder Mikronährstoffe für das Pflanzenwachstum enthaltenden Trägerstoffen.
Wenn auch durch eine solche Stärkung der gesunden natürlichen Mikroorganis
menflora des Bodens und damit insbesondere entsprechender Bakterienstämme in
dem Rhizosphärebereich der wachsenden Pflanze positive Wirkungen in Richtung
auf gesundes Pflanzenwachstum erreicht werden können, so sieht die Lehre der
vorliegenden Erfindung gerade hier nun doch noch einmal eine substantielle Er
weiterung der technischen Möglichkeiten vor.
Aus dem einschlägigen druckschriftlichen Stand der Technik ist bekannt, daß durch
Mitverwendung von Chitin und Chitin-basierten Derivaten - hier insbesondere Chi
tosanen - im Agrikulturbereich substantielle Verbesserungen erzielt werden kön
nen, die sich einerseits als gesteigerte Pflanzengesundheit, insbesondere aber
auch als Steigerung des Ernteertrags kennzeichnen. Aus der umfangreichen Lite
ratur sei beispielsweise verwiesen auf die Veröffentlichung Zbigniew S. Karnicki et
al., "CHITIN WORLD", Wirtschaftsverlag NW, Verlag für neue Wissenschaft GmbH,
D, Bremerhaven, 1994. Verwiesen sei hier beispielsweise auf die Veröffentlichung
Henryk Pospieszny et al. "NEW APPLICATIONS OF CHITOSAN IN AGRICULTU-
RE" a.a.0., Seiten 246 bis 254 und die dort zitierte Literatur. Verwiesen sei weiter
hin auf die Veröffentlichung . . . Chapter 8, Donald Freepons "Enhancing Food Pro
duction with Chitosan Seed-Coating Technology" sowie auf die weiteren Veröffent
lichungen der gleichen Literaturstelle Chapter 1, Q. Li et al. "Applications and Pro
perties of Chitosan"; Chapter 2, Shigehiro Hirano "Applications of Chitin and Chito
san in the Ecological and Environmental Fields" sowie Chapter 11, Henryk
Struszczyk et al. "New Applications of Chitin and Its Derivatives in Plant Protec
tion". Verwiesen sei schließlich auf die Veröffentlichung in Academic Press. Inc.
1984, Seiten 291 if, Lee A. Hadwiger et al. "CHITOSAN, A NATURAL REGULA-
TOR IN PLANT-FUNGAL PATHOGEN INTERACTIONS, INCREASES CROP
YIELDS", sowie auf die druckschriftliche Veröffentlichung in "Biotechnology Annual
Review Volume 2", Elsevier Science B. V. 1996, "Chitin biotechnology applications",
Verfasser SHIGEHIRO HIRANO a.a.O. Seiten 237 bis 258.
Die hier zitierte Literatur zeigt, daß dem Naturstoff-gebundenen Chitin bzw. daraus
abgeleiteten Derivaten und dabei insbesondere dem durch Deacetylierung gewon
nenen Chitosan sowohl in Oligomer- als auch in Polymerform ausgesprochene Ak
tivität im Geschehen der Pflanzenaufzucht im Sinne ausgeprägter Aktivität gegen
Schaderreger, insbesondere aus den Bereichen der Pilzkrankheiten, der Bakterio
sen und/oder Virosen zukommt. Aber auch gegenüber saugenden Schädlingen an
Wurzel und/oder oberirdischen Pflanzenteilen erweisen sich Chitin bzw. Chitosan
basierte Behandlungsmittel wirkungsvoll. Die erfindungsgemäße Lehre macht von
diesem Wissen des Standes der Technik Gebrauch und verbindet diese Kompo
nenten - in der erfindungsgemäßen Definition als Wirkstoffklasse (a) bezeichnet -
mit den Wertstoffen bzw. Wertstoffgemischen, die in der Lehre der älteren Anmel
dung DE 197 48 884.6 herausgestellt sind und erfindungsgemäß in den Unterklas
sen zu (b) - APG-Verbindungen vom O/W-Typ - und in (c) - Kohlenwasserstoffreste
mit Fettstruktur aufweisende Verbindungen, die sowohl aerob als auch anaerob
abbbaubar sind - beschrieben sind. Untersuchungen zur Bedeutung der Einzel
komponenten der erfindungsgemäß zusammengestellten Wert- bzw. Wirkstoffe
haben gezeigt, daß schon der Kombination der Komponente(n) zu (a) - d. h. den
Chitosanverbindungen mit Oligomer- und/oder Polymerstruktur - mit den APG-
Verbindungen vom O/W-Typ substantielle Wirkungssteigerungen im Sinne der er
findungsgemäßen Zielvorstellung zugeordnet werden können. Grundlage ist hier
vermutlich die sehr stark intensivierte Spreitung der Wertstoffklasse zu (a) in der
Bodenstruktur und damit insbesondere deren Eintrag in den unmittelbaren Grenz
bereich zur Wurzeloberfläche bzw. beim Auftrag solcher Wertstoffmischungen aus
den Komponenten zu (a) und (b) auf den oberirdischen Pflanzenteil, die hier
ebenfalls ausgelöste Intensivierung in der Spreitung der Wertstoffanteile auf Chito
sanbasis. Vermutlich wird daneben auch das Eindringen dieser Wertstoffkompo
nenten in die Mikrostruktur der Pflanzenhaut und insbesondere der Blattoberfläche
gefördert. Entsprechendes gilt natürlich auch für die entsprechende Spreitung bzw.
Verteilung der erfindungsgemäß mitverwendeten Wertstoffkomponenten zu (c).
Die Erfindung sieht in einer bevorzugten Ausführungsform vor, zusätzlich zu den
Komponenten zu (a), (b) und bevorzugt (c) wenigstens anteilig lipophile Reste auf
weisende Verbindungen des P und/oder N und gewünschtenfalls weitere Makro-
und/oder Mikronährstoffe für das Pflanzenwachstum enthaltende Trägerstoffe in
den Pflanzenwurzelbereich und/oder auf den oberirdischen Pflanzenteil ein- bzw.
aufzutragen. Weiterführende Aussagen zur bestimmten Beschaffenheit der hier
angesprochenen Wertstoffe bzw. Wertstoffklasse zu (d) werden nachfolgend noch
gebracht. Zunächst sei aber noch einmal klargestellt:
In der Kombination dieser Wertstoffklassen zu (a), (b) und (c) im Sinne der erfin
dungsgemäßen Lehre und bevorzugt unter Mitverwendung der Wertstoffe zur Un
terklasse (d) - lipophile Reste aufweisende Verbindungen des P und/oder N - liegt
der Kern des verbesserten technischen Handelns im Sinne der erfindungsgemä
ßen Lehre. Noch einmal sei hier herausgestellt: Jede der hier betroffenen Wert
stoffunterklassen kann vollständig und/oder im wesentlichen Naturstoff-basiert
ausgebildet sein und unterliegt voll dem natürlichen Abbau durch Stoffwechselpro
zesse. Chitin und die sich davon ableitenden Chitosanverbindungen sind bekannt
lich Naturstoffe, die beispielsweise durch die Meeresfauna und hier insbesondere
Krabben, Krebse und dergleichen Schalentiere gebildet werden und bei der wirt
schaftlichen Verwertung dieser meeresgebundenen Nahrungsmittel als Reststoffe
anfallen. In ihrer Kombination mit den weiteren Wertstoffklassen der Lehre der Er
findung, die ihrerseits pflanzlichen Ursprungs sind, wird es möglich, das gesunde
Pflanzenwachstum zu optimieren, ohne auf synthetische Hilfsmittel wie Fungizide,
Bakterizide, Virozide und dergleichen zurückgreifen zu müssen. In der Fachwelt
bekannten Weise ist aber auch die biologische Synthese von Chitin - und damit die
Gewinnung von Chitosanen im erfindungsgemäßen Sinne - auf dem Wege der
Züchtung von Pilzpopulationen großtechnisch zu verwirklichen.
Nachfolgend werden zunächst detaillierte Angaben zu den erfindungsgemäß defi
nierten Wertstoffkomponenten zu (a), (b), (c) und (d) gemacht.
Zu (a) "Chitin und/oder Chitosan mit Oligomer- und/oder Polymerstruktur"
Die hier zugrundeliegende Naturstoffquelle Chitin ist bekanntlich eine hochmole
kulare Verbindung, die sich in der Regel durch Molgewichte deutlich oberhalb 1
Million auszeichnet. Chitin-basierte Abfälle, insbesondere Schalen bzw. Krusten
von Krabben, Krebsen und anderen Lebewesen der Meeresfauna fallen im Rah
men der heutigen Lebensmitteltechnologie in beträchtlichem Umfange an. Es sind
vielgestaltige Verwertungsmöglichkeiten bekannt, auf die zuvor zitierte einschlägi
ge Literatur sei verwiesen. Insbesondere ist dabei auch die Verwertung dieser Ab
fallstoffe im agro-chemischen Bereich bekannt. Zusätzlich zu der bereits zitierten
Literatur sei hier verwiesen auf die US-PS 5,057,141 sowie die darin zitierte Lite
ratur, hier insbesondere R. Rodriguez-Kabana et al. in "Plant and
Soil", 100 : 237 bis 247 (1987). Beschrieben wird hier insbesondere, daß Chitin ent
haltende Materialien in Abmischung mit anderen organischen Stickstoffverbindun
gen wie Ammoniumphosphat und Harnstoff nematostatische und nematizide Aktivität
in Böden gegenüber pflanzenpathogenen Nematodenpopulationen entwickeln,
gleichzeitig aber den Pflanzen gegenüber nicht phytotoxisch sind, vielmehr der
Pflanzennahrung dienen. In die gleiche Richtung geht die Lehre der US-PS
4,536,207. Beschrieben wird hier die nematozide Wirkung einer Chitin-Protein-
Komplexverbindung, die aus einem demineralisierten wasserunlöslichen Chitin-
Material und einer wasserunlöslichen Proteinkomponente gewonnen wird.
Die erfindungsgemäße Lehre umfaßt den Einsatz solcher wasserunlöslichen Chiti
ne als Wirkstoffkomponente zu (a) oder wenigstens als einen Anteil dieser Wirk
stoffkomponente.
Eine wichtige Ausführungsform der erfindungsgemäßen technischen Lehre geht
demgegenüber jedoch von der Aufgabe aus, eine deutliche Wirkungssteigerung
gerade auch der Wertstoffgemische zu (a) dadurch einstellen zu können, daß hier
wenigstens anteilsweise wasserlösliche Komponenten auf Basis Chitin bzw. Chito
san zum Einsatz kommen. Chitosan bzw. Chitosanverbindungen werden bekannt
lich durch Chitin-Deacetylierung erhalten. Das primär anfallende hochmolekulare
Chitosan - insbesondere mit Molgewichten im Bereich von 1 Millionen und darüber
- ist als solches zwar auch in Wasser und wäßrigen Alkalilösungen nicht oder nur
beschränkt löslich, es ist jedoch bekannt, die Löslichkeit dieser Chitosankompo
nente(n) durch einfache Maßnahmen substantiell zu erhöhen. So lösen sich die
Chitosan-basierten Komponenten in wäßrigen Lösungen organischer und anorga
nischer Säuren. Bekannt ist weiterhin, daß Chitosan mit einem Deacetylierungs
grad von 50% wasserlöslich ist. Eine Erhöhung der Wasserlöslichkeit ist durch Ab
bau der Molekulargewichte in den Bereich der Chitosan-Oligomeren möglich,
schließlich kann durch einfache chemische Reaktionen - insbesondere durch eine
Carboxymethylierung zu O-CM-Chitosan, N-CM-Chitosan und/oder N/O-CM-
Chitosan - die Löslichkeit über einen weiten pH-Bereich in Wasser eingestellt wer
den. Zu Einzelheiten dieses grundsätzlich bekannten Wissens zu Chitosanen s.
beispielsweise die zitierte Veröffentlichung . . ., Seiten 3 bis 29, Chapter 1 "Applica
tions and Properties of Chitosan", Q. Li, et al., dort insbesondere Seiten 8 und 9.
Wie bereits klargestellt können die erfindungsgemäß einzusetzenden Chitosane zu
(a) Oligomere und/oder Polymere praktisch beliebigen Molekulargewichts sein.
Sowohl die niedermolekularen Oligomeren als auch hochmolekulare Polymere
können - in der bereits angegebenen Weise - in wasserlösliche Formen überführt
werden, die die Applikation auf den Boden und/oder den oberirdischen Pflanzenteil
und die Spreitung des Chitosans im Boden und insbesondere in den Pflanzenwur
zelbereich ermöglichen. Besonders geeignet können in diesem Zusammenhang
Chitosanverbindungen sein, die insbesondere auch im neutralen bis schwach basi
schen pH-Bereich hinreichende Wasserlöslichkeit zeigen und dabei in an sich be
kannter Weise, z. B. durch Salzbildung mit anorganischen und/oder organischen
Säuren, durch Absenkung und Regulierung des Polymerisations- bzw. Oligomeri
sationsgrades und/oder durch Derivatisierung der Chitosane mit löslichkeitsvermit
telnden Gruppen - z. B. Carboxymethylgruppen in O- und/oder N-Stellung - modifi
ziert worden sind.
Der druckschriftliche Stand der Technik beschreibt zwar ausdrücklich auch den
Einsatz solcher Chitosane bzw. Chitosanverbindungen im landwirtschaftlichen
Sektor, einschl. der Verwendung entsprechender wäßriger Chitosanzubereitungen.
Die erfindungsgemäß wesentliche Kombination im Sinne der Mehrkomponenten
gemische aus den erfindungsgemäß definierten Komponenten zu (a), (b), (c) und
vorzugsweise zusätzlich (d) und die damit verbundene erfindungsgemäße Zielvor
stellung einerseits der Wachstumssteigerung des Pflanzengutes und andererseits
des Schutzes vor dem Befall durch Schaderreger, insbesondere aus den Berei
chen der Pilzkrankheiten, der Bakteriosen und/oder Virosen, aber auch saugender
Schädlinge an Wurzel - hier beispielsweise Nematoden - und/oder an oberirdischen
Pflanzenteilen, ist in dem benannten druckschriftlichen Stand der Technik jedoch
nicht offenbart.
Der Eintrag der Chitosankomponenten zu (a) in die zu behandelnden Bodenberei
che und/oder auf den oberirdischen Pflanzenteil kann dabei zeitgleich und/oder
zeitversetzt mit dem Eintrag der Komponenten zu (b), (c) und gegebenenfalls (d)
erfolgen. In einer wichtigen Ausführungsform ist allerdings vorgesehen, hinreichend
wasserlösliche Chitosane bzw. Chitosanverbindungen wenigstens anteilsweise zu
sammen mit den genannten weiteren Komponenten der erfindungsgemäßen Wert
stoffgemische entweder in die Bodenstruktur und/oder auf den oberirdischen Pflan
zenteil ein- bzw. aufzutragen.
Werden Chitine und/oder insbesondere Chitosane in Abmischung mit den Kompo
nenten zu (a), (b) und gegebenenfalls (d) eingesetzt, dann kommen hier Mengen
von wenigstens 0,05 Gew.-% und insbesondere Mengen von wenigstens 0,1 bis 1
Gew.-% - jeweils bezogen auf das wasserfreie Mehrkomponentengemisch - zum
Einsatz. Entscheidend ist, daß auch schon derart geringe Einsatzmengen der Chi
tin- bzw. Chitosan-basierten Komponenten den Ablauf der Lebensprozesse im Bo
den und in der Pflanze substantiell beeinflussen können, wobei insbesondere das
Wachstum der gesunden Mikroorganismenflora und damit das Pflanzenwachstum
gefördert und das Wachstum von Schädlingen unterdrückt wird.
Die erfindungsgemäß eingesetzten biologisch abbaubaren Tenside zur Unterklasse
(b) sind bekanntlich Verbindungen nichtionischen Charakters, die weiterhin bevor
zugt zum wenigstens überwiegenden Anteil Naturstoff-basierten Ursprungs sind
und dabei bevorzugte HLB-Werte im Bereich von 10 bis 18 aufweisen.
Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, als Komponente (b) wenigstens anteils
weise und dabei insbesondere wenigstens überwiegend Alkyl(oligo)glukosid-
Verbindungen einzusetzen, deren Alkylrest sich wenigstens überwiegend von gerad
kettigen Fettalkoholen ableitet. Verbindungen dieser Art - nach heutigem Sprachge
brauch auch als APG-Komponenten bzw. -Verbindungen bezeichnet - sind tensidische
Hilfsstoffe eines breiten Einsatzbereiches. Für ihren heute im großtechnischen Maß
stab stattfindenden Einsatz in der Praxis sind eine Mehrzahl von Faktoren wichtig:
Netzmittel auf APG-Basis können bekanntlich voll Naturstoff-basiert sein. Sie fallen als
Reaktionsprodukte durch Umsetzung von Fettalkoholen mit Glukose, Oligoglukosen
oder auch - bei gleichzeitigem Abbau der Kettenlänge - mit Polyglykosiden wie Stärke
als Reaktionsprodukte der allgemeinen Formel R-O-(G)x an, in der R einen primären,
bevorzugt geradkettigen und aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit wenigstens 6 C-
Atomen, vorzugsweise mit 8 bis 24 C-Atomen und insbesondere 8 bis 18 C-Atomen,
bedeutet und G für eine Glykoseeinheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glu
kose, steht. Der Oligomerisierungsgrad x - und damit der DP-Wert - der die Verteilung
von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt, ist in der hier betroffenen Tensidklas
se üblicherweise ein Wert zwischen 1 und 10 und liegt beispielsweise im Bereich von
etwa 1,2 bis 5, vorzugsweise im Bereich von etwa 1,2 bis 4 und insbesondere im Be
reich von 1,2 bis 2. Auf das umfangreiche Fachwissen und Schrifttum zur Herstellung
und Beschaffenheit von APG-Verbindungen der hier betroffenen Art kann verwiesen
werden, siehe beispielsweise die in Buchform erschienene Veröffentlichung von Hill et.
al. "Alkyl Polyglykosides", VCH-Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1997.
APG-Verbindungen als Tensidhilfsstoffe in wäßrigen Zubereitungen lösen in der Regel
beim Austrag dieser wäßrigen Zubereitungen beträchtliche Schaumentwicklung aus.
Die Lehre der zuvor zitierten deutschen Patentanmeldung DE 197 01 127 schildert, in
welcher Form gerade auch mit solchen APG-Verbindungen schaumarme Netzhilfen
ausgebildet werden können. Als Schaumbremse/Entschäumer können insbesondere
olefinisch ungesättigte Alkohole und/oder Partialester von niederen mehrwertigen Alko
holen mit Fettsäuren zum Einsatz kommen. Hierbei handelt es sich um Verbindungen,
die grundsätzlich der erfindungsgemäß definierten Unterklasse (c) zuzuordnen sind, so
daß darauf im nachfolgenden eingegangen wird.
Der Mitverwendung dieser Komponente(n) nach Art und Menge kommt in der erfin
dungsgemäß bevorzugten Ausführungsform mitentscheidende Bedeutung zu. Diese
Bedeutung ist in der Regel polyfunktionell. Wie gerade zuvor erläutert, fällt in die Klas
se der hier besprochenen Wertstoffe der Bereich von Schaumbremsen bzw. Ent
schäumern, die im Zusammenhang mit dem Einsatz der Tensidkomponenten zur Stoff
klasse (b) wünschenswert oder gar notwendig sind. Im Vordergrund steht allerdings ei
ne ganz andere Funktion, auf die im Rahmen der schon mehrfach zitierten älteren An
meldung DE 197 48 884.6 ausführlich eingegangen wird: Die Komponenten dieser
Unterklasse sind C-Lieferanten für das Wachstum der Mikroorganismenflora im Rhi
zosphären- und Phyllosphärenbereich.
Ein wichtiges Charakteristikum für diese Zusatzkomponenten zu (c) ist der Bestim
mungsparameter, daß sie durch natürliche Abbauprozesse sowohl aerob als auch ana
erob abbaubar sind. Die für das organotrophe Wachstum erfindungsgemäß wesentli
che C-Quelle sind die in dieser Komponente vorliegenden lipophilen Kohlenwasser
stoffreste mit Fettstruktur und damit die vergleichsweise erhöhte Konzentration der
Energie liefernden C-H-Gruppierungen. Wie schon zuvor ausgeführt, können diese
Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur gesättigt und/oder auch wenigstens anteilswei
se olefinisch ungesättigt sein. Weiterführende Überlegungen zur physikalisch
chemischen Beschaffenheit dieser Komponente, auf die im Nachfolgenden noch ein
gegangen wird, können hier mitbestimmend sein.
Bevorzugte Komponenten zu (c) sind Öl-lösliche, dabei jedoch biologisch verträgliche
organische Verbindungen mit Fettresten der angegebenen Art, die wenigstens 6 C-
Atome und insbesondere wenigstens 8 C-Atome, aufweisen. Dabei ist der Einsatz ent
sprechender Komponenten auf Basis geradkettiger Kohlenwasserstoffreste bzw. KW-
verbindungen bevorzugt. Insbesondere Bedeutung haben entsprechende Komponen
ten, die wenigstens überwiegend Naturstoff-basiert sind.
Besonders wichtige Vertreter der hier angesprochenen Stoffklasse zu (c) sind entspre
chende Kohlenwasserstoffverbindungen, die wenigstens anteilsweise mit Sauerstoff als
Heteroatom funktionalisiert sind. Typische Beispiele für Komponenten dieser Art sind
Fettalkohole und/oder Fettsäuren bzw. ihre Derivate und/oder Salze. Geeignete Fettal
kohol- bzw. Fettsäurederivate sind deren Ester, Ether und/oder Amide. Besondere Be
deutung kommt im Rahmen der Erfindung den Fettalkoholen und den Estern von Fett
säuren mit einfunktionellen und/oder mehrfunktionellen Alkoholen zu. Der Begriff der
Fettsäureester umfaßt dabei beim Einsatz mehrfunktioneller Alkohole sowohl die Voll
ester wie die Partialester. Welche speziellen Komponenten im jeweilig konkreten Ein
zelfall die bevorzugten Vertreter sind, wird gegebenenfalls durch Sekundäreffekte und
damit durch das Vorliegen von gegebenenfalls gewünschten Synergismen innerhalb
des Gesamtsystems bestimmt. Lediglich beispielhaft sei hier auf entsprechende Aus
sagen der deutschen Patentanmeldung P 197 01 127.6 eingegangen:
Tensidbasierte wäßrige Zubereitungen und insbesondere entsprechende wäßrige
APG-basierte Netzhilfsmittel zeichnen sich in der Regel durch das hohe Schaumver
mögen dieser niotensidischen Hilfsmittel auf APG-Basis aus. Für das erfindungsgemäß
betroffene Arbeitsgebiet kann das eine ausgesprochene Belastung darstellen. Hier
stellt sich die zusätzliche Aufgabe durch Mitverwendung sogenannter Schaumbremsen
bzw. Entschäumer Abhilfe zu schaffen. Fettalkohole, Partialester von insbesondere
niederen mehrfunktionellen Alkoholen - z. B. Glycerin - und Fettsäuren und insbesonde
re ihre Abmischungen erfüllen diese Aufgabe. Gleichzeitig sind sie aber die erfindungs
gemäß gewünschten C-Lieferanten für die Anregung und Steigerung des Mikroorga
nismenwachstums im Boden und damit optimale Vertreter für die Komponenten zu (c)
im Sinne der erfindungsgemäßen Definition.
Die Abmischung wäßriger APG-Konzentrate mit Entschäumern/Schaumbremsen auf
Alkoholbasis und/oder Basis von Partialestern von Fettsäuren und mehrwertigen Alko
holen, insbesondere Glycerin, kann allerdings zur Ausbildung nicht mehr fließfähig ein
gedickter Gele führen. Durch Zusatz begrenzter Mengen niederer mono- und/oder
mehrfunktioneller Alkohole, z. B. durch Zusatz begrenzter Mengen an Ethanol zum gel
förmig verdickten Wertstoffkonzentrat, wird es dann allerdings möglich auch im Bereich
der Raumtemperatur die Fließ- und Gießfähigkeit wieder sicherzustellen.
Die im konkreten Einzelfall als Mischungskomponente (c) einzusetzenden Wertstoffe
bzw. Wertstoffgemische werden somit in bevorzugten Ausführungsformen nicht nur
durch Überlegungen zur Optimierung dieser Komponente als Kohlenstofflieferant für
das Mikroorganismenwachstum bestimmt. Mitentscheidend können Sekundäreffekte
wie Schaumarmut des wäßrigen Mehrkomponentengemisches, Homogenisierung des
lipophile Komponenten zusammen mit Netzmitteln vom O/W-Typ in wäßriger Phase
enthaltenden Mehrkomponentengemisches und Applizierbarkeit im Sinne der Verdün
nung mit weiterem Wasser und anschließendem Ausbringen durch Gießen und/oder
Sprühen sein. Die zuvor benannte Anmeldung P 197 01 127.6 beschäftigt sich insbe
sondere mit diesen Aspekten. Zum Zwecke der Vervollständigung der Erfindungsoffen
barung wird der Gegenstand dieser Anmeldung hiermit ausdrücklich auch zum Gegen
stand der vorliegenden Erfindungsoffenbarung gemacht.
Insbesondere für den störungsfreien Eintrag der wasserbasierten Stoffgemische in das
Erdreichsubstrat und den Transport der Kohlenstofflieferanten zur Mischungskompo
nente (c) im Sinne der erfindungsgemäßen Definition kann es wichtig sein, solche
Komponenten zu (c) auszuwählen die wenigstens anteilsweise Stockpunkte
gleich/kleiner 25 bis 30°C und insbesondere gleich/kleiner 10 bis 15°C, aufweisen. Ge
eignete Komponenten sind hier beispielsweise olefinisch ungesättigte C12-24-
Fettalkohole natürlichen Ursprungs, insbesondere wenigstens überwiegend C16/18-
Fettalkohole mit hohem Grad olefinischer Doppelbindungen und Erstarrungsbereichen
gleich/kleiner 20°C, vorzugsweise gleich/kleiner 10 bis 15°C. Bevorzugte Mehrkompo
nentengemische zu diesem Bestandteil (c) im Sinne der erfindungsgemäßen Definition
sind Abmischungen von Fettalkoholen mit Partialestern von gesättigten und insbeson
dere wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigten Fettsäuren mit mehrfunktionellen
Alkoholen mit 2 bis 6 C-Atomen und insbesondere 3 bis 5 C-Atomen. So können insbe
sondere Glycerinpartialester von Fettsäuren natürlichen Ursprungs wichtige Mi
schungskomponenten für die Abmischung mit entsprechenden Fettalkoholen sein, wo
bei etwa gleiche Mengen an Fettalkohol und Fettsäurepartialester oder aber entspre
chende Stoffgemische mit einem mehrfachen des Partialesters, bezogen auf den Fet
talkohol, bevorzugte Stoffgemische sind. Geeignete Abmischungen von Fettalkohol zu
Fettsäurepartialglycerid liegen beispielsweise im Bereich von etwa 1 : 1 bis 1 : 10, vor
zugsweise 1 : 1 bis 1 : 5 und insbesondere von etwa 1 : 1 bis 1 : 3 Gewichtsteilen. Wie zuvor
angegeben, können aber solche Fettsäurepartialester auch alleine als Komponente(n)
zu (c) zum Einsatz kommen. Bevorzugt sind auch hier entsprechende Vertreter mit
Stockpunkten in den zuvor genannten Bereichen.
Auf ein weiteres im erfindungsgemäßen Sinne wesentliches Bestimmungselement für
das neue technische Handeln - nämlich auf die jeweils einzusetzenden Mindestmengen
der C-Lieferanten für das Mikroorganismenwachstum im Rahmen der erfindungsgemäß
insgesamt aufzubringenden Mehrkomponentengemische - wird im einzelnen zu einem
späteren Zeitpunkt eingegangen. Hier sei nur vorab das Folgende klargestellt: Die er
findungsgemäße Lehre sieht in einer wichtigen Ausführungsform als ein wesentliches
Element die Mengenabstimmung der Komponente zu (c) auf die durch die Mischungs
komponente zu (d) eingetragenen Mengen an P und gegebenenfalls weiteren Makro-
und/oder Mikronährstoffen vor. Die Kohlenstoff für das Mikroorganismenwachstum lie
fernde Quelle zu (c) wird in solchen Mindestmengen eingesetzt, daß - bezogen auf den
über die Mischungskomponente (d) eingetragenen Phosphor P - das Gewichtsverhält
nis von C : P wenigstens im Bereich von etwa 5 bis 10 : 1 und vorzugsweise bei wenig
stens etwa 20 bis 25 : 1 liegt. Je nach Bodenbeschaffenheit und dabei insbesondere je
nach Art und Menge des im Bodenbereich vorliegenden organisch gebundenen Koh
lenstoffs können allerdings Ausführungsformen bevorzugt sein, in denen wesentlich
höhere C : P-Verhältnisse sichergestellt sind. So liegen wichtige untere Grenzwerte hier
bei 40 : 1 und vorzugsweise im Bereich von wenigstens 50 : 1. Ein sehr viel größerer
Überschuß des C-Lieferanten ist dabei in der Regel weiterhin möglich, so daß hier C : P-
Gewichtsverhältnisse bis zu 500 : 1 oder auch noch darüber im Rahmen der erfindungs
gemäßen Lehre liegen. Durch optimierte Spreitung dieses dem Mikroorganismen-
Wachstum gut zugänglichen C-Lieferanten im Erdboden und durch seinen Transport
bis in den Bereich der Rhizosphere wird damit die Anregung und Unterstützung des or
ganotrophen Mikroorganismenwachstums im Sinne der erfindungsgemäßen Aufgaben
stellung verwirklicht.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Wertstoffe zu (c) mit ihren lipophilen Resten vom
Fettcharakter und der aeroben als auch der anaeroben Abbaubarkeit sind vollständig
zu CO2, H2O und Biomasse abbaubar. Als Ergebnis ist sichergestellt, daß sich bei ih
rem Einsatz keine inerten oder ökotoxikologisch bedenklichen Abbauprodukte im Bo
den anreichern. Die lipophile Reste enthaltenden Komponenten zu (c) wandern im Bo
den nur langsam, sie tendieren dazu sich an lipophile bzw. oleophile Oberflächen und
damit insbesondere auch an Wurzeloberflächen anzulagern. Sie werden praktisch nicht
in das Grundwasser ausgewaschen und sind nicht toxisch, so daß ihre Anwendung
auch aus diesem Grunde unbedenklich ist. Der zuletzt angesprochenen Interaktion
zwischen den lipophilen Resten der erfindungsgemäß eingesetzten Mischungskompo
nenten zu (c) und weiteren Bestandteilen des Substrats bzw. des erfindungsgemäß zu
gesetzten Mehrkomponentengemisches kann besondere Bedeutung bei Auswahl ge
eigneter und optimierte Komponenten zur im nachfolgenden diskutierten Stoffklasse zu
(d) zukommen.
Die Lehre der Erfindung sieht schließlich in einer bevorzugten Ausführungsform vor, in
das zu behandelnde Substrat und/oder auf den oberirdischen Pflanzenteil, insbesonde
re das Blatt, ausgewählte Wertstoffe bzw. Wertstoffgemische aus dem Bereich der
Düngemittel einzutragen, die Phosphor und/oder Stickstoff enthalten. Komponenten die
Träger dieser beiden Elemente sind, können bevorzugte Vertreter dieser Stoffklasse
sein. Gewünschtenfalls können in diesem Zusammenhang - d. h. als anteilige Be
standteile der Komponente (d) weitere Makro- und/oder Mikronährstoffe für das Pflan
zenwachstum enthaltende Trägerstoffe zum Einsatz kommen. Zunächst einmal gilt hier
allerdings:
Der Eintrag dieser Wertstoffkomponente(n) zu (d) kann gleichzeitig und verbunden mit
dem Eintrag der Wertstoffe zu (c) und der dafür eingesetzten ökologisch verträglichen
Netzmittel zu (b) erfolgen. Möglich ist aber auch der zeitlich versetzte Eintrag dieser
Wertstoffkomponenten zu (d) oder aber auch eine Kombination eines solchen zeitlich
versetzten Eintrages mit dem gleichzeitigen Eintrag der Komponenten zu (a), (b), (c)
und (d).
In einer besonders wichtigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, als we
nigstens anteilig lipophile Reste aufweisende Komponente (d) Öl-lösliche Verbindungen
des P und/oder N einzusetzen. Besonders bevorzugte Vertreter dieser Hilfsstoffe sind
damit die in der eingangs zitierten druckschriftlichen Veröffentlichung DE 44 37 313 be
schriebenen Phospholipide und/oder deren Abkömmlinge als wesentliche Vertreter die
ser Komponenten zu (d). Der Gegenstand der Offenbarung dieser DE 44 37 313 wird
hiermit ebenfalls ausdrücklich zum Gegenstand der Offenbarung im Rahmen der erfin
dungsgemäßen Lehre gemacht, so daß nachfolgend nur noch auszugsweise wesentli
che Gesichtspunkte besonders herausgestellt werden. Bereits in dieser Druckschrift
wird herausgestellt, daß sich die Wirkung der zugesetzten Phospholipide auf die mikro
bielle Bodenflora unter anderem darin äußert, daß im Boden vorhandene organische
Verbindungen und Pflanzenreste schneller abgebaut werden, wobei es zu einer Zu
nahme an Bodenbakterien kommt. Im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre sind jetzt
als Kohlenstofflieferanten für das Mikroorganismenwachstum zusätzlich die lipophilen
und fließfähigen Komponenten zu (c) zur Verfügung gestellt. Lipophile Molekülanteile
der Komponenten gem. (d) assoziieren sich mit den lipophilen Resten vom Kohlenwas
serstofftyp aus den C-Lieferanten zu (c) im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre. In
nicht vorhersehbarer Weise findet dabei eine Mobilisierung und Stärkung gerade der
Mikroorganismenstämme der vielgestaltigen im Boden lebenden Populationen statt, die
- im Austausch mit der Pflanzenwurzel - zur nachhaltigen Stärkung und Steigerung des
Pflanzenwachstums führen. Es leuchtet ein, daß hierdurch die Wachstumsbeschleuni
gung wenigstens in ihren Anfangsphasen unabhängig von den im Boden vorliegenden
organischen Verbindungen wie Pflanzen- bzw. Wurzelresten und dergleichen wirkt.
Gleichwohl wird im weiteren Verlauf auch hier der im Boden ablaufende Kompostie
rungsprozeß (Mineralisierung) beschleunigt und abgestorbenes Pflanzenmaterial
schneller dem biologischen Kreislauf wieder zugeführt. Im Substrat festgelegte Pflan
zennährstoffe werden wieder pflanzenverfügbar. Die Durchlüftung des Bodens bzw.
des Substrats, auf dem die Pflanzen wachsen, wird verbessert, der Wasserhaushalt
wird gleichmäßiger gestaltet.
Bevorzugte Komponenten zur Wertstoffklasse (d) sind Ester der Phosphorsäure mit
1- und/oder mehrwertigen Alkoholen, die in ihrer Molekülstruktur lipophile Reste
aufweisen. In Betracht kommen dabei insbesondere auch entsprechende Partiale
ster der Phosphorsäure, die dann in der Regel in Form ihrer (Partial)-Salze zum
Einsatz kommen.
Geeignete Phosphorsäureester in diesem Sinne sind dementsprechend Partial
ester von Fettalkoholen, die über den Kohlenwasserstoffrest des Fettalkohols in
das Phosphorsäureestermolekül den geforderten lipophilen Anteil eintragen. Be
sonders geeignet können hier insbesondere Partialester der Phosphorsäure mit ge
radkettigen Fettalkoholen sein, die bevorzugt wenigstens zu einem substantiellen
Anteil unter Verwendung von C6-10-Fettalkoholen und/oder ihren niederen Ethoxy
laten hergestellt worden sind. Grundsätzlich geeignet sind aber auch die Phos
phorsäureester höherer Fettalkohole mit beispielsweise 12 bis 24 C-Atomen, wobei
hier insbesondere auch entsprechend olefinisch ungesättigten Fettalkoholresten
besondere Bedeutung zukommen kann.
Besonders bevorzugte Phosphorsäureester zur Wertstoffunterklasse (d) sind aller
dings Phospholipide und Phospholipidderivate. Hierbei handelt es sich bekanntlich
um amphiphile Substanzen, die aus pflanzlichen oder tierischen Zellen gewonnen
werden. Bevorzugte Phospholipide im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre sind
entsprechende Verbindungen pflanzlichen Ursprungs bzw. daraus gewonnene
Phospholipidderivate. Ein besonders bevorzugter Vertreter dieser Stoffklasse zu
(a) sind die Glycerophospholipide, die üblicherweise auch als Lecithin bezeichnet
werden. Weniger bevorzugt sind die Sphingophospholipide. Bekannte und einsetz
bare Substanzen sind hier die Diacylphospholipide, Phosphatidylcholine, Phospha
tidylethanolamine, Phosphatidylinositole, Phosphatidylserine, Phosphatidylglyceri
ne, Phosphatidylglycerinphosphate, Diphosphatidylglycerin, N-Acylphosphat
idylethanolamin und Phosphatidinsäure. Bevorzugt sind die Monoacylphospholipi
de, Lysophosphatidylcholine, Lysophosphatidylethanolamine, Lysophosphatidyl
inositole, Lysophosphatidylserine, Lysophosphatidylglycerole, Lysophosphatidyl
glycerophosphate, Lysodiphosphatidylglyerine, Lyso-n-acylphosphatidyl
ethanolamine und Lysophosphatidinsäure. Technisch zugänglich und in großen
Mengen verfügbar sind die Phosphatidylglyceride, die als pflanzliche oder tierische
Lecithine und Zephaline im Handel sind. Diese Zubereitungen werden beispiels
weise aus Ölen wie Maiskeimöl oder Baumwollsaatöl oder Sojaöl gewonnen. Erfin
dungsgemäß bevorzugte Komponenten zur Unterklasse (a) können enzymatisch
hydrolisierte Glycerophospholipide (enzymatisch hydrolisiertes Lecithin) sein, die
aufgrund der Abspaltung eines Fettsäureesters einen hydrophileren Charakter
aufweisen. Ausgenommen sind dabei lediglich solche Produkte, die durch die en
zymatische Hydrolyse ihren Phosphorsäurerest verloren haben.
Bevorzugte Komponenten zu (d) sind Lecithin, Lecithin-Hydrolysate und/oder che
misch modifizierte Lecithine. Diese Verbindungen können auch in Abmischung mit
weiteren N-haltigen Komponenten verwendet werden, wobei jedoch zweckmäßi
gerweise für den Auftrag des Mehrkomponentengemisches auf den oberirdischen
Pflanzenteil, insbesondere auf das Blatt, auf die Mitverwendung solcher zusätzli
cher N-Komponenten verzichtet wird.
Nachfolgend werden zunächst Zahlenangaben zu den Mengenverhältnissen der
Wertstoffkomponenten zu (a) bis (d) gemacht, die in Abmischung miteinander
und/oder zeitversetzt gegeneinander in den Boden und/oder auf den oberirdischen
Pflanzenteil aufgetragen werden. Die hier jetzt folgenden Zahlenwerte beziehen
sich dabei auf die jeweiligen Vertreter der angesprochenen Wertstoffklasse in Ge
wichtsprozent, bezogen auf ein wasserfreies oder praktisch wasserfreies Wertstoff
gemisch.
Die Komponenten zu (a), d. h. Chitin und/oder Chitosane mit Oligomer- und/oder
Polymerstruktur kommen in Mengen von wenigstens 0,01 Gew.-% und vorzugs
weise in Mengen von wenigstens 0,05 Gew.-% zum Einsatz. Besonders bevorzugt
sind Mengenanteile von wenigstens 0,1 bis 1 Gew.-% - bezogen jeweils auf das
praktisch wasserfreie Wertstoffgemisch. Die mengenmäßige Obergrenze dieses
Bestandteils wird durch eine Mehrzahl von Faktoren bestimmt, wie aufgrund der
nachfolgenden Überlegungen verständlich wird: Werden lösliche und dabei insbe
sondere wasserlösliche Komponenten zu (a) eingesetzt, dann kommen hier in er
ster Linie Chitosane mit Oligomer- und/oder Polymerstruktur in Betracht. Die Mole
külgröße insbesondere polymerer Verbindungen kann hier - im Zusammenwirken
mit dem Anspruch auf fließ- und gießfähige Zubereitungen - die mengenmäßige
Obergrenza dieses Bestandteiles beeinflussen. Anders sieht es aus, wenn erhöhte
Löslichkeit in Wasser durch die zuvor angegebene Derivatisierung der Chitin-
und/oder Chitosanstruktur und/oder durch Bildung hinreichend niederer Oligomer
typen auch bei höheren Konzentrationen sichergestellt ist. In die hier betroffenen
Überlegungen geht insbesondere auch die Tatsache ein, daß die Wirkung der
Komponenten zu (a) gegen Schaderreger schon bei sehr geringen Applikations
konzentrationen sichergestellt sein kann. Dementsprechend liegen obere Grenzen
für den Gehalt der Mischungskomponente(n) zu (a) im Wertstoffgemisch beispiels
weise bei 15 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise jedoch bei deutlich niedrigeren Werten
von beispielsweise 5 bis 10 Gew.-%.
Die Tenside zu (b) aus der Klasse der APG-Verbindungen vom O/W-Typ werden
üblicherweise in Mengen von etwa 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von
etwa 10 bis 40 Gew.-% - wiederum bezogen auf das wasserfreie Wertstoffgemisch
- zum Einsatz gebracht. Bei der Mitverwendung der Kohlenwasserstoffreste mit
Fettstruktur aufweisenden und sowohl aerob als auch anaerob abbaubaren organi
schen Verbindungen zu (c) gilt üblicherweise ein Bereich bis etwa 40 Gew.-%, vor
zugsweise der Bereich in Mengen von 1 bis 30 Gew.-%. Auch die in bevorzugten
Ausführungsformen mitverwendeten Komponenten zu (d) - d. h. die wenigstens
anteilig lipophile Reste aufweisenden Verbindungen des P und/oder N - können im
Mehrstoffgemisch bis zu 40 Gew.-% und vorzugsweise 3 bis 30 Gew.-% ausma
chen.
Beim Auf- bzw. Eintrag der Chitin- und/oder Chitosan-basierten Mehrkomponen
tengemische können unterschiedliche Prinzipien zum Einsatz kommen, die mittel
bar Einfluß auf die im jeweiligen Arbeitsgang eingesetzten Mengen der einzutra
genden Mehrstoffgemische haben. So ist es in einer ersten Ausführungsform mög
lich, den gleichzeitigen und/oder zeitversetztem Eintrag der erfindungsgemäß defi
nierten Komponenten bzw. Komponentengemische nur einmal in der jeweils be
troffenen Pflanzenwachstumsperiode vorzunehmen. Die erfindungsgemäß vorge
sehene Möglichkeit mit wasserlöslichen und/oder wasseremulgierbaren Wertstoff
gemischen zu arbeiten, eröffnet aber darüber hinaus den Weg, die Wertstoffe bzw.
Wertstoffgemische in kleineren oder größeren Zeitabständen mehrfach auf den
Boden und/oder den oberirdischen Pflanzenteil auf bzw. einzutragen. So kann es
zweckmäßig sein, vergleichsweise geringere Mengen der erfindungsgemäßen
Wertstoffe in Zeitabständen von jeweils wenigstens 2 bis 3 Wochen - beispielswei
se in Zeitabständen von 1 bis 2 Monaten - wiederholt aufzubringen. Auf diese Wei
se kann eine optimierte hohe Wirksamkeit auch beim Eintrag jeweils nur sehr ge
ringer Konzentrationen der Wertstoffe bzw. Wertstoffgemische auf den Boden
und/oder die Pflanze gewährleistet werden. Bevorzugte Mengen für den Auf- bzw.
Eintrag der erfindungsgemäßen Wertstoffgemische liegen dementsprechend bei
Untergrenzen von wenigstens 0,1 bis 0,2 g/m2 und vorzugsweise bei Mengen von
wenigstens etwa 1 g/m2. Obergrenzen für diesen Eintrag können im Bereich von 40
bis 60 g/m2 liegen, wobei sich alle diese Zahlenwerte wiederum auf die praktisch
wasserfreien Komponenten in Abmischung bzw. im zeitversetzten Eintrag bezie
hen. Gerade für die zuvor erwähnte Möglichkeit des mehrfachen Eintrags ver
gleichsweise geringer Konzentrationen an Wertstoffen bzw. Wertstoffgemischen
eignen sich entsprechende Mengenbereiche von etwa 0,5 bis 10 g/m2 und insbe
sondere im Mengenbereich von etwa 1 bis 5 g/m2.
In einer wichtigen Ausführungsform sieht die erfindungsgemäße Lehre den Einsatz
der zuvor beschriebenen Wertstoffe und Wertstoffgemische zusätzlich zu dem
heute üblichen Eintrag von Pflanzenschutzmitteln bei der Pflanzenaufzucht vor. In
Betracht kommen hier übliche Hilfsstoffe aus den Bereichen der Pilzkrankheiten,
der Bakteriosen und/oder der Virosen aber auch saugender Schädlinge an Wurzel
und/oder oberirdischen Pflanzenteilen. Hier kann im einzelnen auf das Fachwissen
zu den nach heutiger Praxis eingesetzten Hilfsstoffen Bezug genommen werden,
verwiesen sei beispielsweise auf die Veröffentlichung K.-U. Heyland, Landwirt
schaftliches Lehrbuch "Allgemeiner Pflanzenbau", Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart,
1996, dort insbesondere das Unterkapitel 8 "Schaderreger und Pflanzenschutz",
a.a.O. Seiten 251 bis 356 sowie H. Börner "Pflanzenkrankheiten und Pflanzen
schutz", 5. Auflage, Verlag Eugen Ulmer, Stuttgart, 1983, Seiten 136 bis 154 und
die dort zitierte Literatur.
Wird eine solche Kombination der erfindungsgemäßen Lehre mit konventionellen
Hilfsmitteln gegen die angesprochenen Schaderreger eingesetzt, dann kann die
Einsatzmenge dieser konventionellen Hilfsstoffe substantiell verringert werden, oh
ne daß ernsthafte Wirkungsverluste zu befürchten wären. Auf diese Weise können
Einsparungen der üblicherweise auf die synthetische Chemie zurückgehenden
Wirkstoffe des Standes der Technik von wenigstens 30%, vorzugsweise von we
nigstens 50 bis 75% möglich werden, ohne Wachstums- und/oder Ertragseinbußen
befürchten zu müssen. Dieser kombinierte Einsatz der erfindungsgemäßen Lehre
mit dem einschlägigen vorbekannten technischen Wissen stellt aber wie zuvor ge
sagt nur eine mögliche Ausführungsform im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre
dar. Erfindungsgemäß bevorzugt ist der völlige oder praktisch völlige Verzicht auf
Hilfsstoffe der im Stand der Technik beschriebenen und in der heutigen Praxis in
großem Umfang zum Einsatz kommenden Art.
Die erfindungsgemäße Lehre umfaßt schließlich in einer weiteren Ausführungsform
eine Abwandlung der dargestellten technischen Lehre dergestalt, daß auf die Mit
verwendung der Chitin- und/oder Chitosan-basierten Komponenten mit Oligomer-
und/oder Polymerstruktur gem. (a) verzichtet wird, wobei jetzt aber die Mitverwen
dung der Komponente zu (d) - wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisende
Verbindungen des P und/oder N - zwingend mit dem Einsatz von APG-
Verbindungen vom OIW-Typ - Verbindungen zu (b) - und den Komponenten zu (c),
d. h. den sowohl aerob als auch anaerob abbaubaren organischen Verbindungen
mit lipophilen Kohlenwasserstoffresten mit Fettstruktur verbunden wird.
Die hier zuletzt angesprochene Ausgestaltung der technischen Lehre knüpft an die
Offenbarung der älteren deutschen Patentanmeldung DE . . . (H 3571) der Anmelde
rin an, die die Verwendung wäßriger Zubereitungen von
- - Fettalkoholen und/oder Partialestern von Fettsäuren mit niederen mehr funktionellen Alkoholen in Abmischung mit
- - ökologisch verträglichen Tensidverbindungen aus der Klasse der Alkyl(poly)- glykoside vom OlW-Typ (APG-Verbindungen)
als Wertstoffgemisch mit pflanzenstärkender und/oder pflanzensanierender Wir
kung gegen deren Befall durch phytopatogene Pilze und/oder bodenbürtige Schäd
linge zum Gegenstand hat. Die Offenbarung der zuvor genannten älteren Anmel
dung wird hiermit ausdrücklich auch zum Gegenstand der Offenbarung der vorlie
genden Anmeldung und zwar insbesondere im Zusammenhang mit der zuletzt ge
nannten Ausführungsform gemacht. Die jetzt offenbarte entscheidende Abwand
lung liegt in der Mitverwendung der Komponenten zu (d), zusammen mit den APG-
Verbindungen und insbesondere Fettalkoholen und/oder Partialestern von Fettsäu
ren mit niederen mehrfunktionellen Alkoholen, aber auch anderen Sauerstoff
funktionalisierten Komponenten mit Fettresten und im Sinne der in der vorliegen
den Erfindungsbeschreibung als Komponente (c) beschriebenen Verbindungen.
Die hier gebrachten Mengenangaben sowohl zu den Einzelkomponenten in den
Mehrstoffgemischen im Verhältnis zueinander als zum Auftrag der Mehrstoffgemi
sche auf den Boden und/oder den oberirdischen Pflanzenteil - wie sie zuvor zu den
erfindungsgemäß beschriebenen Stoffmischungen zu (a) bis (d) gemacht worden
sind, behalten ihre Gültigkeit.
In den nachfolgenden Rezepturen I und II werden wasserhaltige fließfähige und
wasserverdünnbare Konzentrate zu Chitosan enthaltenden Wertstoffkomponenten
im erfindungsgemäßen Sinne beschrieben, die mit weiterem Wasser verdünnbar
sind und in dieser Form problemlos zum Pflanzenschutz im Sinne der erfindungs
gemäßen Lehre eingesetzt werden können.
Zu den durch Handelsnamen bezeichneten Komponenten in diesen Tabellen zu I
und II gilt dabei:
Glucopon 215 CS UP | O/W-Netzmittel auf APG-Basis |
HD Ocenol bzw. HD Ocenol 80/85 | C16/18-Fettalkohol, Jodzahl 80-85 |
Edenor GMO | Glycerinmonooleat |
Lipotin NE | Enzymatisch hydrolisiertes Sojalecithin |
Als wäßrige Chitosanlösung wurde ein wasserlösliches Chitosanpolymer einge
setzt, das durch Ansatz von 1 g Chitosan-Polymer mit 5 ml 1-molarer HCl auf 100
ml Wasser unter Rühren bei Raumtemperatur bis zur Lösung des Chitosans herge
stellt worden war.
Das hier angegebene wäßrige Wirkstoffgemisch enthält zu 65 Gew.-% Wertstoffe
im Sinne der erfindungsgemäßen Definition in 35 Gew.-% Wasser. Der Chitosan
gehalt des Wirkstoffgemisches liegt bei 0,31 Gew.-% - bezogen auf das wasser
freie Wertstoffgemisch.
Aufwandmengen des Mehrkomponentengemisches, die beim Austrag auf den Bo
den einer Auftragsmenge von 1 g/m2 entsprechen, zeigen im Laborversuch eine
deutliche Hemmung des Pilzwachstums in entsprechend infizierten Nährsubstra
ten.
Entsprechendes gilt für Untersuchungen mit einem Wertstoffgemisch im Sinne der
Erfindung, das durch die nachstehende Rezeptur II gekennzeichnet ist.
Das in dieser Tabelle dargestellte Wertstoffgemisch enthält 70 Gew.-% Wirkstoffe
in Abmischung mit 30 Gew.-% Wasser. Der Chitosangehalt des wasserfreien Wert
stoffgemisches liegt bei 0,19 Gew.-%.
Die Rezepturen gem. Tabelle I und gem. Tabelle II sind mit Wasser praktisch be
liebig verdünnbar. Auch im Falle der Rezeptur II wird in Labortesten eine deutliche
Einschränkung des Pilzwachstums in entsprechend infizierten Versuchsböden bei
einer Aufwandmenge des Produkts von 1 g/m2 beobachtet.
Claims (15)
1. Verwendung von mehrkomponentigen Wertstoffgemischen wenigstens
überwiegend organischen Ursprungs zur Aufzucht und Pflege von Nutz- und
Zierpflanzen durch Aktivierung der pflanzlichen Rhizo- und/oder Phyllosphä
re und damit Förderung sowohl des Pflanzenwachstums als auch der Pflan
zengesundheit gegen Schaderreger, insbesondere aus den Bereichen der
Pilzkrankheiten, Bakteriosen und/oder Virosen, aber auch saugender
Schädlinge an Wurzel und/oder oberirdischen Pflanzenteilen, enthaltend
- a) Chitin und/oder Chitosan mit Oligomer- und/oder Polymerstruktur, in Kombination mit und bei gleichzeitigem und/oder zeitversetztem Auftrag von
- b) ökologisch verträglichen Tensidverbindungen aus der Klasse der Alkyl(poly)glykoside vom O/W-Typ (APG-Verbindungen) und
- c) lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasser stoffreste mit Fettstruktur aufweisenden und sowohl aerob als auch anaerob abbaubaren organischen Verbindungen.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich - als
Komponente(n) (d) - wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisende Ver
bindungen des P und/oder N und gewünschtenfalls weitere Makro- und/oder
Mikronährstoffe für das Pflanzenwachstum enthaltende Trägerstoffe in den
Wurzelbereich und/oder auf den oberirdischen Pflanzenteil ein- bzw. aufge
tragen werden.
3. Verwendung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
Komponente (c) Öl-lösliche, dabei jedoch biologisch verträgliche organische
Verbindungen mit aliphatischen und/oder olefinisch ungesättigten, bevorzugt
wenigstens überwiegend geradkettigen Kohlenwasserstoffresten mit wenig
stens 6 C-Atomen und insbesondere mit wenigstens 8 C-Atomen eingesetzt
werden.
4. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Kom
ponenten zu (c) eingesetzt werden, die wenigstens anteilsweise mit Sauer
stoff als Heteroatom funktionalisiert sind, wobei der Einsatz von Fettalkoho
len und/oder Fettsäuren bzw. ihren Derivaten, wie ihren Estern bzw. Partia
lestern, Ethern und/oder Amiden, bevorzugt ist.
5. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Komponenten zu (c) wenigstens überwiegend Naturstoff-basiert sind.
6. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Komponenten zu (c) wenigstens anteilsweise Stockpunkte gleich/kleiner 25
bis 30°C und insbesondere gleich/kleiner 10 bis 15°C, aufweisen.
7. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als
Komponenten (d) Lecithin, Lecithin-Hydrolysate und/oder chemisch modifi
zierte Lecithine eingesetzt werden, die auch in Abmischung mit weiteren N
haltigen Komponenten verwendet werden können, wobei jedoch zweckmä
ßigerweise für den Auftrag des Mehrkomponentengemisches auf den ober
irdischen Pflanzenteil, insbesondere das Blatt, auf die Mitverwendung sol
cher zusätzlicher N-Komponenten verzichtet wird.
8. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als
Komponente (a) wenigstens anteilig wasserlösliche Chitosane bzw. Chito
sanverbindungen verwendet und dabei bevorzugt in Form wäßriger Zube
reitungen in die Kulturböden eingetragen bzw. auf den oberirdischen Pflan
zenteil aufgetragen werden.
9. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Chito
sane mit Oligomer- und/oder Polymerstruktur eingesetzt werden, die durch
wenigstens weitgehende Deacetylierung von Chitin und gewünschtenfalls
Absenkung des mittleren Molekulargewichts durch Kettenspaltung der Ami
nosaccharid-Polymeren gewonnen worden sind.
10. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Chito
sanverbindungen mit - bevorzugt auch im neutralen bis schwach basischen
pH-Bereich - verbesserter Wasserlöslichkeit zum Einsatz kommen, wobei die
Wasserlöslichkeit in an sich bekannter Weise, z. B.
- 1. durch Salzbildung mit anorganischen und/oder organischen Säuren,
- 2. durch Absenkung und Regulierung des Polymerisations- bzw. Oligomerisationsgrades und/oder
- 3. durch Derivatisierung der Chitosane mit löslichkeitsvermittelnden Gruppen, z. B. Carboxymethylgruppen
11. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als
Komponente (b) APG-Verbindungen eingesetzt werden, deren Alkylrest sich
wenigstens überwiegend von geradkettigen Fettalkoholen ableitet, die be
vorzugt Naturstoff-basierten Ursprungs sind, wobei weiterhin bevorzugte
HLB-Werte dieser Tensidkomponenten im Bereich von 10 bis 18 liegen.
12. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als
Komponente (b) APG-Verbindungen aus Glukose und Naturstoff-basierten
Fettalkoholen mit wenigstens 6 C-Atomen, vorzugsweise mit 8 bis 24 C-
Atomen und DP-Werten im Bereich von 1,2 bis 5, eingesetzt werden.
13. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mehrkomponentengemische in Form schaumarmer wäßriger Zubereitungen
verwendet werden, die - als wenigstens einen Anteil der Komponenten zu
(c) - olefinisch ungesättigte C12-24 Fettalkohole natürlichen Ursprungs, insbe
sondere wenigstens überwiegend C16-18-Fettalkohole mit hohem Grad olefini
scher Doppelbindungen und Erstarrungsbereichen gleich/kleiner 20°C, vor
zugsweise gleich/kleiner 10 bis 15°C, und/oder Fettsäurepartialester wie
Glycerinmonooleat enthalten, wobei auch Abmischungen solcher Kompo
nenten zu (c) eingesetzt werden können.
14. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die
Chitin- und/oder Chitosan-basierten Wirkstoffkomponenten zu (a) im Wert
stoffgemisch in Mengen von wenigstens 0,05 Gew.-%, vorzugsweise in
Mengen von wenigstens 0,1 bis 1 Gew.-% - bezogen jeweils auf die wasser
freien Wertstoffgemische - vorliegen bzw. zum Einsatz kommen.
15. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Chitin- und/oder Chitosan-basierten Mehrkomponentengemische - bezogen
auf die wasserfreie Abmischung - in Mengen von wenigstens 0,2 g/m2, vor
zugsweise in Mengen von 1 bis 60 g/m2 und insbesondere in Mengen von
10 bis 40 g/m2 ausgebracht werden.
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