DE19919219A1 - Verwendung lipoider Kieselsäureester zur Pflanzenstärkung gegen Einwirkung von biotischem und/oder abiotischem Stress - Google Patents
Verwendung lipoider Kieselsäureester zur Pflanzenstärkung gegen Einwirkung von biotischem und/oder abiotischem StressInfo
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Abstract
Beschrieben wird die Verwendung von monomeren und/oder oligomeren und dabei lipoidlöslichen Estern der Kieselsäure mit wenigstens anteilsweise lipophile Kohlenwasserstoffreste aufweisenden Alkoholen (lipoide Kieselsäureester) zur Stärkung des gesunden Pflanzenwachstums gegen Befall durch Schaderreger sowie gegen abiotischen Stress durch Eintrag der lipoiden Kieselsäureester in den Bereich der Pflanzenwurzel und/oder durch ihren Auftrag auf den oberirdischen Pflanzenteil. DOLLAR A Die Erfindung beschreibt weiterhin unter Zusatz von Wasser oder Wasser-basierten Flüssigphasen zu fließ- und gießfähigen Emulsionen vom O/W-Typ aufzubereitende Mehrstoffgemische für den Einsatz im Bereich des Pflanzenschutzes gegen biotische und/oder abiotische Stressfaktoren, enthaltend (1) monomere und/oder oligomere lipoidlösliche Ester der Kieselsäure mit wenigstens anteilsweise lipophile Kohlenwasserstoffreste aufweisenden Alkoholen in Abmischung mit (2) pflanzenverträglichen Emulgatoren vom O/W-Typ. Diese Mehrstoffgemische sind bevorzugt wenigstens weitgehend wasserfrei, gleichwohl aber im Temperaturbereich von 0 bis 50 DEG C und insbesondere im Bereich von 10 bis 30 DEG C portionierbar und dazu insbesondere gieß- und fließfähig. Hierzu kann die Mitverwendung weiterer pflanzenverträglicher Ölphasen zweckmäßig sein.
Description
Die Lehre der Erfindung betrifft den Bereich der Förderung des gesunden Pflan
zenwachstums. Sie will dabei insbesondere das natürliche Zusammenspiel der
beiden Faktoren, Förderung des Pflanzenwachstums einerseits und Stärkung der
Pflanzenabwehr gegen unterschiedlichste Schadeinwirkungen andererseits, unter
stützen. Dieser Bereich der Schadeinwirkungen umfaßt dabei sowohl biotische
Stressfaktoren wie Befall durch phytopathogene Pilze als auch den Bereich der
ablotischen Stressfaktoren, wie Hitze, Wassermangel, Einwirkung von Herbiziden
und dergleichen. Maßnahmen, die zu einer Minderung des Stresses oder einer
Steigerung der Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegenüber abiotischen oder bio
tischen Faktoren beitragen können, kommt heute in der angewandten und insbe
sondere in der ökologisch ausgerichteten Pflanzenschutz-Forschung steigende
Bedeutung zu.
Die Erfindung geht dabei weiterhin von der Aufgabenstellung aus, als Wertstoffe
bzw. Wertstoffgemische zur Lösung dieser Problematik wenigstens weitgehend
Naturstoff-basierte Komponenten einsetzen zu können, die zu keiner zusätzlichen
Belastung des hier betroffenen Arbeitsbereiches führen. Das gilt sowohl für die Be
reiche von Boden und Pflanzen als auch für die damit in Kontakt stehenden Berei
che von Mensch und Tier sowie die im Zusammenhang mit landwirtschaftlichen
Prozessen immer zu berücksichtigende Grundwasserproblematik.
Es ist Teil des Fachwissens, daß in dem hier betroffenen Problembereich dem Sili
ciumgehalt der Pflanze wesentliche Bedeutung zukommt. So werden Silicium
reiche Spritzpräparate, beispielsweise im organischen Landbau, vorbeugend zum
Schutz vor pilzlichen Blattkrankheiten eingesetzt, s. hierzu beispielsweise die in
Buchform erschienene Veröffentlichung von Heyland, Allgemeiner Pflanzenbau,
Verlag Eugen Ulmer, 7. Auflage, Seite 384. Diese Spritzpräparate werden übli
cherweise auf den oberen Pflanzenteil und insbesondere auf das Blatt aufgetra
gen. Ein Teil des Siliciums wird über das Blatt aufgenommen und in pflanzliches
Gewebe eingebaut, hierdurch wird eine höhere mechanische Festigkeit bewirkt, die
eindringenden Pilzsporen erhöhten Widerstand entgegensetzt. Zur Förderung der
Benetzung der zu behandelnden Pflanzenteile wird in den wäßrigen Spritzbrühen
die Mitverwendung von Netzmitteln wie Pflanzenschutzseife empfohlen. Es besteht
jedoch das Problem, daß die Spritzpräparate nicht hinreichend lange auf der Blat
toberfläche haften und durch Niederschlags- oder Beregnungswasser abgewa
schen werden.
Bekannt ist weiterhin, daß Silicium auch aus dem Boden über die Wurzel aufge
nommen und in pflanzliches Gewebe eingebaut wird. Auch hierdurch wird eine hö
here mechanische Festigkeit bewirkt, die eindringenden Pilzsporen und anderen
mechanischen Angriffen erhöhten Widerstand entgegensetzt. Im organischen
Landbau kommt dementsprechend auch Silicium-haltigen Düngekalken wesentli
che Bedeutung zu.
Weitaus überwiegend sind sowohl auf dem Gebiet des Siliciumeintrags in den Bo
den als auch beim Blattauftrag anorganische Verbindungen des Siliciums die ent
scheidenden Wirkstoffe. Typische Beispiele für in der Praxis eingesetzte Kompo
nenten mit hohem Siliciumgehalt sind beispielsweise Hüttenkalk, Gesteinsmehle
sowie Alkalisilikate, die als wasserlösliche Komponenten, insbesondere zum
Spritzauftrag auf den oberen Pflanzenteil, Verwendung finden.
Die im nachfolgenden geschilderte technische Lehre der Erfindung geht von dem
Ansatz aus, eine Angebotsform des Siliciums sowohl im Pflanzenwurzelbereich,
wie für den oberirdischen Pflanzenteil, zur Verfügung zu stellen, die in vielgestalti
ger Hinsicht zu einer deutlich verbesserten Wirksamkeit führen kann. Im Unter
schied zu den bisher im Zusammenhang mit der Pflanzenstärkung bzw. dem Pflan
zenschutz verwendeten hydrophilen Siliciumverbindungen zeichnen sich die erfin
dungsgemäß eingesetzten Siliciumverbindungen durch das Vorliegen von lipophi
len organischen Resten in der Molekülstruktur aus. Die erfindungsgemäß einge
setzten Silicium-basierten Komponenten sind deutlich lipophil und führen damit zu
geänderten Bindungs- und Adsorptionsbedingungen sowohl im Boden-/Wurzelbereich
als auch auf dem oberirdischen Pflanzenteil. Einzelheiten dazu gibt
die nachfolgende Erfindungsbeschreibung.
Erfindungsgegenstand ist dementsprechend in einer ersten Ausführungsform die
Verwendung von monomeren und/oder oligomeren und dabei lipoidlöslichen Estern
der Kieselsäure mit wenigstens anteilsweise lipophile Kohlenwasserstoffreste auf
weisenden Alkoholen - im nachfolgenden auch als lipoide Kieselsäureester be
zeichnet - zur Stärkung des gesunden Pflanzenwachstums gegen Befall durch
Schaderreger sowie gegen ablotischen Stress durch Eintrag der lipoiden Kiesel
säureester in den Bereich der Pflanzenwurzel und/oder durch ihren Auftrag auf den
oberirdischen Pflanzenteil.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform dieser erfindungsgemäßen Lehre
kennzeichnet sich dadurch, daß zeitgleich und/oder zeitversetzt zum Ein- bzw.
Auftrag der lipoiden Kieselsäureester Verbindungen aus den nachfolgend definier
ten Stoffklassen (a) und/oder (b) in den Pflanzenwurzelbereich und/oder auf den
oberirdischen Pflanzenteil ein- bzw. aufgetragen werden:
- a) wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisende Verbindungen des P und/oder N und gewünschtenfalls weitere Makro- und/oder Mikronährstoffe für das gesunde Pflanzenwachstum,
- b) lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasser stoffreste mit Fettstruktur aufweisende und sowohl aerob als auch anaerob abbaubare organische Verbindungen als zusätzliche Kohlenstofflieferanten für das Wachstum der Mikroorganismenflora.
Die erfindungsgemäße Lehre betrifft schließlich in einer weiteren Ausführungsform
unter Zusatz von Wasser oder Wasser-basierten Flüssigphasen zu fließ- und
gießfähigen Emulsionen vom O/W-Typ aufzubereitende Mehrstoffgemische für den
Einsatz im Bereich des Pflanzenschutzes gegen biotische und/oder ablotische
Stressfaktoren enthaltend
- - monomere und/oder oligomere lipoidlösliche Ester der Kieselsäure mit wenigstens anteilsweise lipophile Kohlenwasserstoffreste auf weisenden Alkoholen in Abmischung mit
- - pflanzenverträglichen Emulgatoren vom O/W-Typ.
In bevorzugten Ausführungsformen können diese Mehrstoffgemische zusätzlich ei
nen oder mehrere Wertstoffe aus den zuvor zitierten Stoffklassen zu (a) und/oder
(b) enthalten.
Bevor auf die Einzelheiten zur neuen technischen Lehre eingegangen wird, sei
kurz zusammenfassend dargestellt:
Der Einsatz der lipoiden Kieselsäureester mit deutlich erhöhtem lipophilen Cha rakter bringt gegenüber den bisher verwendeten hydrophilen Siliciumverbindungen wesentliche Änderungen:
Bei Eintrag in den Boden liegen geänderte Bindungs- und Adsorptionsbedingungen im Bodenkörper und damit andere Verteilungsfunktionen vor. Die erfindungsgemäß eingesetzten Siliciumverbindungen haften verbessert an Oberflächen im Bereich der Pflanzenwurzel, wodurch sie in höherer Konzentration an ihrem Bestimmungs ort vorliegen. Nach der hydrolytischen Spaltung des Moleküls durch die Rhizosphä re-Mikroorganismen liegen im Boden Siliciumionen und organische Reste vor. Während die Siliciumionen in Lösung gehen und der Pflanzenwurzel damit für den Einbau in das Pflanzengewebe zur Verfügung stehen, können die organischen Re ste von den Mikroorganismen verstoffwechselt werden. Dies führt zu einer allge meinen Förderung der mikrobiellen Aktivität, was in der Folge ein verbessertes Nährstoffangebot und Wachstum für die Pflanze bedeutet.
Der Einsatz der lipoiden Kieselsäureester mit deutlich erhöhtem lipophilen Cha rakter bringt gegenüber den bisher verwendeten hydrophilen Siliciumverbindungen wesentliche Änderungen:
Bei Eintrag in den Boden liegen geänderte Bindungs- und Adsorptionsbedingungen im Bodenkörper und damit andere Verteilungsfunktionen vor. Die erfindungsgemäß eingesetzten Siliciumverbindungen haften verbessert an Oberflächen im Bereich der Pflanzenwurzel, wodurch sie in höherer Konzentration an ihrem Bestimmungs ort vorliegen. Nach der hydrolytischen Spaltung des Moleküls durch die Rhizosphä re-Mikroorganismen liegen im Boden Siliciumionen und organische Reste vor. Während die Siliciumionen in Lösung gehen und der Pflanzenwurzel damit für den Einbau in das Pflanzengewebe zur Verfügung stehen, können die organischen Re ste von den Mikroorganismen verstoffwechselt werden. Dies führt zu einer allge meinen Förderung der mikrobiellen Aktivität, was in der Folge ein verbessertes Nährstoffangebot und Wachstum für die Pflanze bedeutet.
Bei Applikation der erfindungsgemäßen Siliciumverbindungen auf oberirdische
Pflanzenteile, insbesondere auf das Blatt, wird durch die dem Molekül innewoh
nende Lipophilie eine gute Haftung auf der Oberfläche (Kutikula) erreicht. Die auf
dem Blatt siedelnden Mikroorganismen - die "Phyllosphäre" - spalten die erfin
dungsgemäßen Siliciumverbindungen in Alkylreste und Si-Ionen. Letztere können
dann sofort in das Pflanzengewebe penetrieren. Die Penetration läßt sich durch
Verwendung geeigneter Netzmittel noch verbessern.
Monomere und/oder oligomere lipoide Kieselsäureester der erfindungsgemäß ein
gesetzten Art sind Verbindungen, die - in konkret ausgewählten Ausführungsfor
men - in einem völlig anderen Sachzusammenhang praktische Bedeutung haben.
So beschreibt die ältere Patentanmeldung DE. . . (H 2972 "Kieselsäureester") oli
gomere Kieselsäureester der auch erfindungsgemäß betroffenen Art, die Reste von
Duftstoffalkoholen enthalten und zur Beduftung von Wasch- und Reinigungsmitteln
eingesetzt werden sollen. Beim Auf- bzw. Eintrag in Textilien unterliegen diese Kie
selsäureester der langsamen Hydrolyse, bei der die duftenden Alkoholkomponen
ten freigesetzt werden. Die Herstellung dieser Verbindungen gelingt durch einfache
Umesterung von Oligokieselsäureestern niederer Alkohole mit insbesondere 1 bis 4
C-Atomen - insbesondere den entsprechenden Ethylestern - mit Duftalkoholen,
wobei sowohl einzelne Duftalkohole als auch Duftalkoholgemische eingesetzt wer
den können. Die Offenbarung dieser älteren Anmeldung wird insbesondere zum
besseren Verständnis der Struktur der jetzt im erfindungsgemäßen Sinne einge
setzten monomeren und/oder oligomeren lipoiden Kieselsäureester zum Gegen
stand auch der erfindungsgemäßen Offenbarung gemacht. So ist bekannt, daß bei
der Umesterung von Oligokieselsäureestern niederer Alkohole mit alkoholischen
Komponenten höherer Kohlenstoffzahl im Alkoholrest je nach Reaktionszeit und
-bedingungen die niederen Alkohole abgespalten und die längerkettigen Alkohole
gebunden werden, wobei die Alkoholreste entlang der -Si-O-Si-Kette leichter aus
getauscht werden als die terminalen Alkohole. In der genannten älteren Anmeldung
werden die Kieselsäureester durch eine allgemeine Formel gekennzeichnet, die
auch im Zusammenhang mit den erfindungsgemäß eingesetzten lipoiden Kiesel
säureestern aussagekräftig ist. Erfindungsgemäß geeignete lipoide Kieselsäuree
ster lassen sich dementsprechend durch die nachfolgende Formel I kennzeichnen:
In diesem Formel steht n bevorzugt für Zahlenwerte von 1 bis 30, zweckmäßiger
weise für Werte zwischen 2 und 20 und insbesondere für Werte im Bereich von 4
bis 10. Die Reste R1, R2, R3 und R4 können wenigstens anteilsweise gleich aber
auch unabhängig voneinander verschieden sein. Wenigstens substantielle Anteile
der Reste R2 und R3 - und damit wenigstens 10 bis 20%, vorzugsweise wenigstens
25 bis 50% und insbesondere mehr als 60 bis 70% dieser Reste - leiten sich von
den erfindungsgemäß vorgesehenen und im nachfolgenden noch im einzelnen be
schriebenen ausgeprägt lipophilen Hydroxylverbindungen mit höherer Kohlenstoff
zahl ab, während die terminalen Reste R1 und R4 auf die Konstitution des Einsatz
materials zur Gewinnung der erfindungsgemäß verwendeten lipoiden Kieselsäu
reester zurückgehen können und damit beispielsweise Reste von Alkoholen mit bis
zu 4 C-Atomen und insbesondere Ethylreste sind. Grundsätzlich ist es natürlich
möglich, auch diese Reste zu R1 und R4 auf dem Wege der Umesterung durch
stärker lipophile Kohlenwasserstoffreste zu ersetzen.
Die chemische Struktur der lipophilen Reste im erfindungsgemäßen Sinne umfaßt
zwar die in der genannten älteren Anmeldung. . . (H 2972) definierten Duftalkohole,
geht aber weit über diese Stoffklasse hinaus. Grundsätzlich gilt hier, daß im erfin
dungsgemäßen Sinne, lipoide Kieselsäureester eingesetzt werden, deren organi
sche Molekülbestandteile wenigstens anteilsweise lipophile Kohlenwasserstoffreste
mit mindestens 6 bis 8 C-Atomen sind. Bevorzugt weisen diese lipophilen Reste
wenigstens 10 bis 12 C-Atome auf. Die erfindungsgemäß einzusetzenden Kiesel
säureester können dementsprechend lipophile Kohlenwasserstoffreste im breite
sten Sinne enthalten, die sich beispielsweise von Fettalkoholen, gewünschtenfalls
auch von Duftalkoholen und/oder weiteren lipophilen Kohlenwasserstoffkompo
nenten natürlichen und/oder synthetischen Ursprungs ableiten, die wenigstens eine
zur Esterbildung befähigte Hydroxylgruppe aufweisen. Es leuchtet in diesem Zu
sammenhang sofort ein, daß die Auswahl der jeweiligen lipophilen Substituenten
an den erfindungsgemäß vorgesehenen monomeren und/oder oligomeren Kiesel
säureestern durch den beabsichtigten Kern des erfindungsgemäßen Handelns,
nämlich die Förderung des gesunden Pflanzenwachstums mit beeinflußt wird. Hier
kann auf das allgemeine Fachwissen Bezug genommen werden.
Werden mit weiteren potentiell reaktiven Gruppen und/oder Heteroatomen substi
tuierte lipophile Alkoholreste im Rahmen der Erfindung als Substituenten an den
Kieselsäureestern verwendet bzw. mitverwendet, dann hilft das angesprochene
allgemeine Fachwissen bei der Auswahl bevorzugter oder weniger bevorzugter
Reste der angesprochenen Art. So sind beispielsweise in der Regel zusätzliche
Gruppen mit funktionellen Sauerstoffatomen im lipophilen Kohlenwasserstoffrest
unbedenklich, andere Heteroatome wie N und/oder P können in an sich bekannter
Weise wertvolle Bestandteile einer wachstumsfördernden Aktivität sein. Ge
wünschtenfalls können auf diese Weise auch an sich bekannte, das gesunde
Pflanzenwachstum fördernde Komponenten in einer solchen Anbindung an die Ii
poiden Kieselsäureester der Oberfläche von Pflanzenwurzel und/oder oberirdi
schem Pflanzenteil zugeführt werden. Hier werden sie dann durch die natürlich
ablaufenden mikrobiologischen Abbauprozesse freigesetzt und können ihre Wirk
samkeit entfalten.
Neben und/oder anstelle der hier angesprochenen lipophilen Alkohole bzw. Hy
droxylverbindungen, die zur Umsetzung mit der Kieselsäure gebracht werden, kön
nen auch Alkoxylate dieser lipophilen Komponenten zum Einsatz gebracht werden
bzw. an den lipoiden Kieselsäureestern im erfrndungsgemäßen Sinne vorliegen.
Geeignet sind hier insbesondere niedere Alkoxylate wie Ethoxylate und/oder Pro
poxylate, insbesondere aus dem Bereich entsprechender Mono- und/oder Oligoal
koxylate.
Die erfindungsgemäße Zielvorstellung der Benetzung der lipoiden Pflanzenoberflä
che mit den lipoiden Kieselsäureestern sowohl im Wurzelbereich als auch im Be
reich der oberirdischen Pflanzenteile, insbesondere des Blattes, macht die nachfol
genden weiteren wesentlichen Elemente der erfindungsgemäßen Lehre verständ
lich: In der bevorzugten Ausführungsform sieht die erfindungsgemäße Lehre vor,
lipoide Kieselsäureester zu verwenden, die entweder als solche oder in einer der
im nachfolgenden geschilderten Zubereitungsformen im Bereich der Anwendung
stemperatur und damit vorzugsweise im Bereich von 0 bis 50°C und insbesondere
im Temperaturbereich von 10 bis 30°C als fließ- und spreitfähige Flüssigphase vor
liegen bzw. ausgebildet sind. In diesem Zusammenhang sind die nachfolgenden
mehrgestaltigen Variationen der erfindungsgemäßen Lehre zu verstehen.
Lipoide Kieselsäureester im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre können so aus
gebildet sein, daß sie im angegebenen Temperaturbereich auch in Abwesenheit
von Verdünnungsmitteln als fließ- und spreitfähige Komponenten ausgebildet sind.
Ebenso ist es aber möglich, daß die lipoiden Kieselsäureester aufgrund ihrer
Struktur und/oder aufgrund ihres Oligomerisationsgrades die in der Praxis erforder
liche Fließ- und Spreitfähigkeit nicht aufweisen. Hier kann dann das erfindungsge
mäße Anforderungsprofil durch die Mitverwendung von entsprechend fließ- und
spreitfähigen Ölphasen als verdünnende Hilfskomponente zweckmäßig oder gar
notwendig sein. Die Auswahl generell geeigneter Ölphasen wird wieder durch das
allgemeine Fachwissen beeinflußt bzw. bestimmt. Erfindungsgemäß bevorzugte
Ölphasen die zusammen mit den lipoiden Kieselsäureestern zum Einsatz kommen
können, werden im nachfolgenden noch ausführlich geschildert.
In diesem Sachzusammenhang zum Auftrag der erfindungsgemäß vorgesehenen
Komponenten auf die Pflanzenoberfläche und dabei gegebenenfalls in den Erdbo
den des Wurzelbereichs sieht zwar grundsätzlich die Möglichkeit vor, die hinrei
chend fließfähige lipoide Phase als solche der Pflanzenoberfläche zuzuführen. In
der Regel wird es allerdings bevorzugt sein, fließ- und spreitfähige wäßrige Zube
reitungsformen der lipoiden bzw. Öl-löslichen Komponenten und der gegebenen
falls mitverwendeten Hilfsölphasen zum Einsatz zu bringen, so wie es dem allge
meinen Wissen zur Pflanzenaufzucht bzw. Pflanzenbehandlung entspricht. Be
kannt ist hier insbesondere die Anwendung wäßrig-organischer Zubereitungen in
denen die Ölphase in Form wäßriger Emulsionen ein- bzw. aufgetragen werden. In
Betracht kommt hier insbesondere der Einsatz wäßriger Emulsionen vom O/W-Typ
unter Mitverwendung entsprechender pflanzenverträglicher Emulgatoren. Einzel
heiten hierzu und zu den erfindungsgemäß besonders bevorzugten Emulgatoren
dieser Art werden im nachfolgenden noch gegeben.
Der Einsatz der erfindungsgemäß definierten lipoidlöslichen Kieselsäureester im
oberirdischen und/oder unterirdischen Bereich der Pflanzenoberfläche und die da
mit in situ verbundene Bildung von pflanzenverträglichen Kohlenwasserstoffkom
ponenten im unmittelbaren Pflanzenoberflächenbereich neben den bzw. der Silici
um-basierten Komponente(n) schließt sich einer Reihe von Entwicklungen der An
melderin aus der jüngeren Vergangenheit an, die Gegenstand eigener Schutz
rechte bzw. Schutzrechtsanmeldungen sind. Die darin beschriebenen Grundprinzi
pien werden auch im erfindungsgemäßen Handeln mitbenutzt und bilden damit
anteilsweise Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Hieraus erklärt sich die im
nachfolgenden geschilderte Kombination der im Rahmen der vorliegenden Offen
barung herausgestellten technischen Lehre zu den lipoiden Kieselsäureestern ei
nerseits und ihrer Kombination mit in bevorzugten Ausführungsformen eingesetz
ten zusätzlichen Komponenten.
Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Lehre wird 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.
Gegenstand der deutschen Patentanmeldung DE 191 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
hiffsstoffe und ihrer Anwendungsform deren optimierte Spreitung im Wurzelbereich
einschließlich des Eintrages in den Rhizosphärenbereich des Substrats ermöglicht
werden. Die Lehre dieser älteren Anmeldung ist 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: Das durch die stimulierten Mikroor
ganismen erhöhte Nährstoffangebot im Boden wird von der Pflanze bevorzugt ge
nutzt. Dies kann jedoch - ähnlich einer N-betonten Düngung - zu einem Ungleich
gewicht in der pflanzlichen Aufnahme weiterer Mikro- und Spurenelemente führen.
Die zu beobachtende enorme Wüchsigkeit der Pflanze kann demnach zur Folge
haben, daß das pflanzliche Gewebe nährstoffreich, aber arm an Strukturelementen
ist, welche die Pflanze üblicherweise ausbildet. Dadurch wird die Pflanze anfällig
gegenüber mechanischer Beanspruchung, beispielsweise Hagel, gegenüber
Trockenstress und/oder Pathogenbefall, z. B. Befall durch pathogene Pilze.
Ziel der erfindungsgemäßen Lehre ist, zusätzlich zu den zuvor geschilderten, das
Pflanzenwachstum fördernden Maßnahmen, Wirkstoffe/Komponenten bzw. Formu
lierungen in den Boden und/oder auf den oberirdischen Pflanzenteil ein- bzw. auf
zubringen, die zu einer substantiellen Stärkung der Pflanze beitragen.
Die Offenbarung der älteren Anmeldungen zu DE. . . (H 3849 und H 3716) be
schreibt technische Lösungen für die hier betroffene Problematik: Zeitgleich
und/oder zeitversetzt mit den das Pflanzenwachstum fördernden organischen
Komponenten sollen wasserlösliche und/oder wasserquellbare, gegebenenfalls
aber auch wasserunlösliche, dabei jedoch pflanzenverfügbare Verbindungen des
Siliciums in den Erdboden und/oder auf die Oberfläche des oberirdischen Pflan
zenteils aufgetragen werden. Die Lehre der jetzt vorliegenden Neuentwicklung geht
demgegenüber von dem Ansatz aus, das Silicium in der Form der lipoidlöslichen
Ester der Kieselsäure zur Verfügung zu stellen. Nach der hydrolytischen Spaltung
des Kieselsäuremoleküls durch die Rhizosphäre und/oder die Phyllosphäre besie
delnde Mikroorganismen liegen im Boden bzw. auf dem Blatt einerseits Silicium
ionen und andererseits die lipophilen Alkohole vor. Während die Siliciumionen in
Lösung gehen und der Pflanze damit für den Einbau in das Pflanzengewebe zur
Verfügung stehen, können die lipophilen Komponenten von den Mikroorganismen
bei gleichzeitig allgemeiner Förderung der mikrobiellen Aktivität verstoffwechselt
werden. In der Folge bedeutet das ein verbessertes Nährstoffangebot und Wachs
tum für die Pflanze. Diese schon aus der Konstitution der erfindungsgemäß einge
setzten Siliciumkomponenten für das gesunde Pflanzenwachstum positiven Effekte
können dadurch verstärkt werden, daß in bevorzugten Ausführungsformen der er
frndungsgemäßen Lehre die lipoiden Kieselsäureester in Wertstoffgemischen ein
gesetzt werden, wie sie in den zuvor genannten älteren Schutzrechtsanmeldungen
im einzelnen beschrieben sind und deren Offenbarung hiermit ausdrücklich auch
zum Gegenstand der erfindungsgemäßen Offenbarung gemacht wird.
Eine wichtige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lehre sieht dementspre
chend vor, daß zeitgleich und/oder zeitversetzt zum Ein- bzw. Auftrag der lipoiden
Kieselsäureester Verbindungen aus den nachfolgend definierten Stoffklassen (a)
und/oder (b) in den Pflanzenwurzelbereich und/oder auf den oberirdischen Pflan
zenteil ein- bzw. aufgetragen werden:
- a) Wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisende Verbindungen des P und/oder N und gewünschtenfalls weitere Makro- und/oder Mikronährstoffe für das gesunde Pflanzenwachstum,
- b) lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasser stoffreste mit Fettstruktur aufweisende und sowohl aerob als auch anaerob abbaubare organische Verbindungen als zusätzliche Kohlenstofflieferanten für das Wachstum der Mikroorganismenflora.
Auch die Komponenten zu (a) und/oder (b) werden in erfindungsgemäß bevorzug
ten Ausführungsformen als bei Applikationstemperatur fließ- und spreitfähige Zube
reitungen eingesetzt, wobei auch hier der Einsatz wäßrig-tensidischer O/W-
Emulsionen bevorzugt ist.
Zur Vervollständigung der Erfindungsoffenbarung sei zu den erfindungsgemäß be
vorzugt einzusetzenden Mehrkomponentengemischen zusammenfassend darge
stellt:
Die hier angesprochenen Netzmittel bzw. Tenside ordnen sich insbesondere den
Klassen anionischer Tenside und/oder nichtionischer Tenside zu. Eine wichtige
Voraussetzung ist ihre ökologische Verträglichkeit und damit insbesondere eine
hinreichende biologische Abbaubarkeit im Substrat. Biologisch schnell und voll
ständig abbaubare Tensidverbindungen aus der Klasse nichtionischer Tenside sind
eine bevorzugte Stoffklasse der hier angesprochenen Hilfsstoffe.
Geeignete anionische Tenside sind beispielsweise Seifen, aber auch biologisch
abbaubare Alkylsulfate, insbesondere Fettalkoholsulfate. Schwer bzw. nur unvoll
ständig abbaubare Tenside auf petrochemischer Basis, beispielsweise Alkylben
zolsulfonat oder Alkylethersulfate sind weniger geeignet. Geeignete Vertreter kön
nen sein die Partialester der Phosphorsäure mit Fettalkoholen und dabei insbeson
dere entsprechende Partialester mit geradkettigen Fettalkoholen, bevorzugt natürli
chen Ursprungs und damit gerader Kohlenstoffzahl. Geeignet sind hier beispiels
weise entsprechende Ester kürzerkettiger Fettalkohole, etwa solcher mit 6 bis 10
C-Atomen im Fettalkoholmolekül. Aber auch Alkylphosphate mit längeren Fettalko
holresten mit beispielsweise 12 bis 24 C-Atomen sind grundsätzlich geeignet. Ent
sprechendes gilt - wenn auch weniger bevorzugt - für die vergleichbaren Fettalko
holetherphosphate.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte biologisch abbaubare Tenside sind ent
sprechende Verbindungen wenigstens überwiegend nichtionischen Charakters, die
weiterhin bevorzugt zum wenigstens überwiegenden Anteil Naturstoff-basierten Ur
sprungs sind und dabei bevorzugte HLB-Werte im Bereich von 10 bis 18 aufwei
sen.
Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, als Tensidkomponente wenigstens
anteilsweise und dabei insbesondere wenigstens überwiegend Alkyl(oligo)glukosid-
Verbindungen einzusetzen, deren Alkylrest sich wenigstens überwiegend von ge
radkettigen Fettalkoholen ableitet. Verbindungen dieser Art - nach heutigem
Sprachgebrauch auch als APG-Komponenten bzw. -Verbindungen bezeichnet - sind
tensidische Hilfsstoffe eines breiten Einsatzbereiches. Für ihren heute im
großtechnischen Maßstab 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 Koh
lenwasserstoffrest mit wenigstens 6 C-Atomen, vorzugsweise mit 8 bis 24 C-
Atomen und insbesondere 8 bis 18 C-Atomen, bedeutet und G für eine Glykose
einheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glukose, steht. Der Oligomerisie
rungsgrad x - und damit der DP-Wert - der die Verteilung von Monoglykosiden und
Oligoglykosiden angibt, ist in der hier betroffenen Tensidklasse 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 Bereich von 1,2
bis 2. Auf das umfangreiche Fachwissen und Schrifttum zur Herstellung und Be
schaffenheit von APG-Verbindungen der hier betroffenen Art kann verwiesen wer
den, siehe beispielsweise die in Buchform erschienene Veröffentlichung von Hill et.
al. "Alkyl Polyglykosides", VCH-Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1997.
Die Lehre der Erfindung sieht vor, in das zu behandelnde Substrat und/oder auf
den oberirdischen Pflanzenteil ausgewählte Wertstoffe bzw. Wertstoffgemische aus
dem Bereich der Düngemittel einzutragen bzw. aufzubringen, die Phosphor
und/oder Stickstoff enthalten. Komponenten, die Träger dieser beiden Elemente
sind, können bevorzugte Vertreter dieser Stoffklasse sein. Gewünschtenfalls kön
nen in diesem Zusammenhang - d. h. als anteilige Bestandteile der Komponente (a) - wei
tere Makro- und/oder Mikronährstoffe für das Pflanzenwachstum enthaltende
Trägerstoffe zum Einsatz kommen. Zunächst einmal gilt hier allerdings:
Der Eintrag bzw. Auftrag dieser Wertstoffkomponente(n) zu (a) kann gleichzeitig und verbunden mit dem Eintrag der Wertstoffe zu (b) und der eingesetzten ökolo gisch verträglichen Netzmittel erfolgen. Möglich ist aber auch der zeitlich versetzte Eintrag dieser Wertstoffkomponenten zu (a) oder aber auch eine Kombination ei nes solchen zeitlich versetzten Eintrages mit dem gleichzeitigen Eintrag der Kom ponenten.
Der Eintrag bzw. Auftrag dieser Wertstoffkomponente(n) zu (a) kann gleichzeitig und verbunden mit dem Eintrag der Wertstoffe zu (b) und der eingesetzten ökolo gisch verträglichen Netzmittel erfolgen. Möglich ist aber auch der zeitlich versetzte Eintrag dieser Wertstoffkomponenten zu (a) oder aber auch eine Kombination ei nes solchen zeitlich versetzten Eintrages mit dem gleichzeitigen Eintrag der Kom ponenten.
In einer besonders wichtigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, als
wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisende Komponente (a) Öl-lösliche Ver
bindungen des P und/oder N einzusetzen. Besonders bevorzugte Vertreter dieser
Hilfsstoffe sind damit die in der eingangs zitierten druckschriftlichen Veröffentli
chung DE 44 37 313 beschriebenen Phospholipide und/oder deren Abkömmlinge
als wesentliche Vertreter dieser Komponenten zu (b). Der Gegenstand der Offen
barung dieser DE 44 37 313 wird hiermit ebenfalls ausdrücklich zum Gegenstand
der Offenbarung im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre gemacht, so daß
nachfolgend nur noch auszugsweise wesentliche Gesichtspunkte besonders her
ausgestellt werden. Bereits in dieser Druckschrift wird herausgestellt, daß sich die
Wirkung der zugesetzten Phospholipide auf die mikrobielle Bodenflora unter ande
rem darin äußert, daß im Boden vorhandene organische Verbindungen und Pflan
zenreste schneller abgebaut werden, wobei es zu einer Zunahme an Bodenbakte
rien kommt. Im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre sind jetzt als Kohlenstoffliefe
ranten für das Mikroorganismenwachstum bevorzugt zusätzlich die lipophilen und
fließfähigen Komponenten zu (b) zur Verfügung gestellt. Lipophile Molekülanteile
der Komponenten gem. (a) assoziieren sich mit den lipophilen Resten vom Koh
lenwasserstofftyp aus den C-Lieferanten zu (b) im Sinne der erfindungsgemäßen
Lehre. In nicht vorhersehbarer Weise findet dabei eine Mobilisierung und Stärkung
gerade der Mikroorganismenstämme der vielgestaltigen im Boden und/oder auf
dem Blatt lebenden Populationen statt, die - im Austausch mit der Pflanze - zur
nachhaltigen Stärkung und Steigerung des Pflanzenwachstums führen. Es leuchtet
ein, daß hierdurch die Wachstumsbeschleunigung wenigstens in ihren Anfangs
phasen unabhängig von den im Boden vorliegenden organischen Verbindungen
wie Pflanzen- bzw. Wurzelresten und dergleichen wirkt. Gleichwohl wird im weite
ren Verlauf auch hier der im Boden ablaufende Kompostierungsprozeß (Minerali
sierung) beschleunigt und abgestorbenes Pflanzenmaterial schneller dem biologi
schen Kreislauf wiederzugeführt. Im Substrat festgelegte Pflanzennährstoffe wer
den wieder pflanzenverfügbar. Die Durchlüftung des Bodens bzw. des Substrats,
auf dem die Pflanzen wachsen, wird verbessert, der Wasserhaushalt wird gleich
mäßiger gestaltet.
Bevorzugte Komponenten zur Wertstoffklasse (a) sind Ester der Phosphorsäure mit
1- und/oder mehrwertigen Alkoholen, die in ihrer Molekülstruktur lipophile Reste
aufweisen. In Betracht kommen dabei insbesondere auch entsprechende Partial
ester 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 (a) 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, Phosphatidyicholine, 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 (a) sind Lecithin, Lecithin-Hydrolysate und/oder che
misch modifizierte Lecithine. Diese Verbindungen können auch in Abmischung mit
weiteren N-haltigen Komponenten verwendet werden, wobei hier insbesondere
Harnstoff und/oder Harnstoffderivate bevorzugt sein können. Weitere Beispiele für
solche Zusatzkomponenten sind Aminoalkohole wie Ethanolamin und verwandte
Verbindungen.
In der erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform ist der Eintrag der Kompo
nenten zu (a) verbunden mit dem gleichzeitigen und/oder zeitversetztem Eintrag
der nachfolgend im einzelnen angegebenen Komponenten zu (b).
Ein wichtiges Charakteristikum für diese Zusatzkomponenten zu (b) ist der Be
stimmungsparameter, daß sie durch natürliche Abbauprozesse sowohl aerob als
auch anaerob abbaubar sind. Die für das organotrophe Wachstum erfindungsge
mäß wesentliche C-Quelle sind die in dieser Komponente vorliegenden lipophilen
Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur und damit die vergleichsweise erhöhte
Konzentration der Energie liefernden C-H-Gruppierungen. Wie schon zuvor aus
geführt, können diese Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur gesättigt und/oder
auch wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigt sein. Weiterführende Überle
gungen zur physikalisch-chemischen Beschaffenheit dieser Komponente, auf die
im Nachfolgenden noch eingegangen wird, können hier mitbestimmend sein.
Bevorzugte Komponenten zu (b) sind Öl-lösliche, dabei jedoch biologisch verträgli
che organische Verbindungen mit Fettresten der angegebenen Art, die wenigstens
6 C-Atome und insbesondere wenigstens 8 C-Atome, aufweisen. Dabei ist der Ein
satz entsprechender Komponenten auf Basis geradkettiger Kohlenwasserstoffreste
bzw. KW Verbindungen bevorzugt, insbesondere Bedeutung haben entsprechende
Komponenten, die wenigstens überwiegend Naturstoff-basiert sind.
Besonders wichtige Vertreter der hier angesprochenen Stoffklasse zu (b) sind ent
sprechende Kohlenwasserstoffverbindungen, die wenigstens anteilsweise mit Sau
erstoff als Heteroatom funktionalisiert sind. Typische Beispiele für Komponenten
dieser Art sind Fettalkohole und/oder Fettsäuren bzw. ihre Derivate und/oder Sal
ze. Geeignete Fettalkohol- bzw. Fettsäurederivate sind deren Ester, Ether und/oder
Amide. Besondere Bedeutung kommt im Rahmen der Erfindung den Fettalkoholen
und den Estern von Fettsäuren mit einfunktionellen und/oder mehrfunktionellen Al
koholen zu. Der Begriff der Fettsäureester umfaßt dabei beim Einsatz mehrfunktio
neller Alkohole sowohl die Vollester wie die Partialester. Welche speziellen Kom
ponenten im jeweilig konkreten Einzelfall die bevorzugten Vertreter sind, wird ge
gebenenfalls durch Sekundäreffekte und damit durch das Vorliegen von gegebe
nenfalls gewünschten Synergismen innerhalb des Gesamtsystems bestimmt. Le
diglich beispielhaft sei hier auf entsprechende Aussagen der DE 197 01 127 einge
gangen:
Tensidbasierte wäßrige Zubereitungen und insbesondere entsprechende wäßrige
APG-basierte Netzhilfsmittel zeichnen sich in der Regel durch das hohe Schaum
vermögen dieser niotensidischen Hilfsmittel auf APG-Basis aus. Für das erfin
dungsgemäß betroffene Arbeitsgebiet kann das eine ausgesprochene Belastung
darstellen. Hier stellt sich die zusätzliche Aufgabe durch Mitverwendung soge
nannter Schaumbremsen bzw. Entschäumer Abhilfe zu schaffen. Fettalkohole,
Partialester von insbesondere niederen mehrfunktionellen Alkoholen - z. B.
Glycerin - und Fettsäuren und insbesondere ihre Abmischungen erfüllen diese Aufgabe.
Gleichzeitig sind sie aber die erfindungsgemäß gewünschten C-Lieferanten für die
Anregung und Steigerung des Mikroorganismenwachstums im Boden und damit
optimale Vertreter für die Komponenten zu (b) im Sinne der erfindungsgemäßen
Definition.
Die Abmischung wäßriger APG-Konzentrate mit Entschäumern/Schaumbremsen
auf Alkoholbasis und/oder auf Basis von Partialestern von Fettsäuren und mehr
wertigen Alkoholen, insbesondere Glycerin, kann allerdings zur Ausbildung nicht
mehr fließfähig eingedickter Gele führen. Durch Zusatz begrenzter Mengen niede
rer mono- und/oder mehrfunktioneller Alkohole, z. B. durch Zusatz begrenzter Men
gen an Ethanol zum gelförmig verdickten Wertstoffkonzentrat, wird es dann aller
dings möglich auch im Bereich der Raumtemperatur die Fließ- und Gießfähigkeit
wieder sicherzustellen.
Die im konkreten Einzelfall als Mischungskomponente (b) einzusetzenden Wert
stoffe bzw. Wertstoffgemische werden somit in bevorzugten Ausführungsformen
nicht nur durch Überlegungen zur Optimierung dieser Komponente als Kohlen
stofflieferant 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 Appli
zierbarkeit im Sinne der Verdünnung mit weiterem Wasser und anschließendem
Ausbringen durch Gießen und/oder Sprühen sein. Die zuvor benannte
DE 197 01 127 beschäftigt sich insbesondere mit diesen Aspekten. Zum Zwecke der
Vervollständigung der Erfindungsoffenbarung wird der Gegenstand dieser Veröf
fentlichung hiermit ausdrücklich auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfin
dungsoffenbarung gemacht.
Insbesondere für den störungsfreien Auf- bzw. Eintrag der wasserbasierten Stoff
gemische auf die Pflanzenoberfläche und in das Erdreichsubstrat sowie den
Transport der Kohlenstofflieferanten zur Mischungskomponente (b) im Sinne der
erfindungsgemäßen Definition kann es wichtig sein, solche Komponenten zu (b)
auszuwählen die wenigstens anteilsweise Stockpunkte gleich/kleiner 25 bis 30°C
und insbesondere gleich/kleiner 10 bis 15°C, aufweisen. Geeignete Komponenten
sind hier beispielsweise olefinisch ungesättigte C12-24-Fettalkohole natürlichen Ur
sprungs, 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 Mehrkomponentengemische
zu diesem Bestandteil (c) im Sinne der erfindungsgemäßen Definition sind Ab
mischungen von Fettalkoholen mit Partialestern von gesättigten und insbesondere
wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigten Fettsäuren mit mehrfunktionellen
Alkoholen mit 2 bis 6 C-Atomen und insbesondere 3 bis 5 C-Atomen. So können
insbesondere Glycerinpartialester von Fettsäuren natürlichen Ursprungs wichtige
Mischungskomponenten für die Abmischung mit entsprechenden Fettalkoholen
sein, wobei in einer Ausführungsform etwa gleiche Mengen an Fettalkohol und
Fettsäurepartialester oder aber entsprechende Stoffgemische mit einem mehrfa
chen des Partialesters, bezogen auf den Fettalkohol, bevorzugte Stoffgemische
sind. Geeignete Abmischungen von Fettalkohol zu Fettsäurepartialglycerid liegen
beispielsweise im Bereich von etwa 1 : 1 bis 1 : 10, vorzugsweise 1 : 1 bis 1 : 5 und ins
besondere von etwa 1 : 1 bis 1 : 3 Gewichtsteilen. Wie zuvor angegeben, können
aber solche Fettsäurepartialester auch alleine als Komponente(n) zu (b) zum Ein
satz kommen. Bevorzugt sind auch hier entsprechende Vertreter mit Stockpunkten
in den zuvor genannten Bereichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sieht die erfindungsgemäße Lehre eine
Mengenabstimmung der Komponente(n) zu (b) auf die durch die Mischungskom
ponente zu (a) eingetragenen Mengen an P und gegebenenfalls weiteren Makro-
und/oder Mikronährstoffe vor. Die Kohlenstoff für das Mikroorganismenwachstum
liefernde Quelle zu (b) wird in solchen Mindestmengen eingesetzt, daß - bezogen
auf den über die Mischungskomponente (a) eingetragenen Phosphor P - das Ge
wichtsverhältnis von C : P wenigstens im Bereich von etwa 5 bis 10 : 1 und vorzugs
weise bei wenigstens etwa 20 bis 25 : 1 liegt. Je nach Bodenbeschaffenheit und da
bei insbesondere je nach Art und Menge des im Bodenbereich vorliegenden orga
nisch gebundenen Kohlenstoffs 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 wenig
stens 50 : 1. Ein sehr viel größerer Überschuß des C-Lieferanten ist dabei in der
Regel weiterhin möglich, so daß hier C : P-Gewichtsverhältnisse von etwa 100 : 1 bis
zu 500 : 1 oder auch noch darüber im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre lie
gen. Durch optimierte Spreitung dieses dem Mikroorganismen-Wachstum gut zu
gänglichen C-Lieferanten im Erdboden und durch seinen Transport bis in den Be
reich der Rhizosphere wird damit die Anregung und Unterstützung des organotro
phen Mikroorganismenwachstums im Sinne der erfindungsgemäßen Aufgaben
stellung verwirklicht. Entsprechendes gilt für die Wachstumsförderung der Mikroor
ganismenpopulationen in der Phyllosphäre.
In einer bevorzugten Ausführungsform für die Wertstoffgemische aus den Kompo
nenten (a) und (b) werden Mengenabstimmungen der in das Substrat eingetrage
nen bzw. auf die Pflanzenoberfläche aufgetragenen Komponentengemische so
eingestellt, daß Gewichtsverhältnisse von P : N : C im Bereich von wenigstens etwa
1 : 10 : 10 bis 1 : 10 : 100 eingestellt sind.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Wertstoffe zu (b) 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 ihrem Einsatz keine inerten oder ökotoxikologisch bedenklichen Ab
bauprodukte im Boden und/oder auf der Pflanze anreichern. Die lipophile Reste
enthaltenden Komponenten zu (b) wandern im Boden 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.
Die Tenside aus der Klasse der APG-Verbindungen vom O/W-Typ werden übli
cherweise in Mengen von etwa 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von et
wa 10 bis 40 Gew.-% - wiederum bezogen auf das wasserfreie Wertstoffgemisch - zum
Einsatz gebracht. Bei der bevorzugten Mitverwendung der Kohlenwasser
stoffreste mit Fettstruktur aufweisenden und sowohl aerob als auch anaerob ab
baubaren organischen Verbindungen zu (b) gilt üblicherweise ein Bereich bis etwa
40 Gew.-%, vorzugsweise der Bereich in Mengen von 1 bis 30 Gew.-%. Auch die
mitverwendeten Komponenten zu (a) - 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.-% ausmachen. Alle hier benannten
Zahlenbereiche beziehen sich auf die Mischungsverhältnisse im wasserfreien
Wertstoffgemisch.
Die im jeweiligen Anwendungsfall einzusetzenden Mengen der erfindungsgemäß
definierten lipoidlöslichen Kieselsäureester bestimmen sich einerseits nach der
Form des Auftrages - Bodenauftrag oder Blattauftrag -, zum anderen sind hier Er
wägungen zur beabsichtigten Schutz- bzw. Stärkungswirkung zu berücksichtigen.
Im allgemeinen gilt die Regel, daß die Menge der unmittelbar auf den oberirdischen
Pflanzenteil aufgetragenen Kieselsäureverbindungen geringer sein kann als die in
den Wurzelbereich und damit in den Erdboden eingetragenen Mengen an Kiesel
säureestern.
Für den Bereich des Blattauftrages bzw. Direktauftrages auf den oberirdischen
Pflanzenteil werden im allgemeinen solche Mengen der Kieselsäureester in den
zum Einsatz kommenden Spritzbrühen verwendet werden, daß die jeweils errech
neten Siliciumgehalte aus den zum Einsatz kommenden Komponenten etwa 0,001
bis 0,5 Gew.-%, vorzugsweise Mengen im Bereich von etwa 0,02 bis 0,1 Gew.-%
Silicium betragen.
Beim Eintrag der lipoidlöslichen Siliciumester in den Boden können Mengen bevor
zugt sein - wiederum berechnet als Reinsubstanz-Silicium - die innerhalb der fol
genden Bereiche liegen: 0,01 bis 2 g Si/m2, vorzugsweise 0,05 bis 1,5 g Si/m2.
Für die praktische Handhabung der erfindungsgemäß definierten Wertstoffe bzw.
Wertstoffgemische sind die nachfolgenden Überlegungen als technisches Grund
wissen einzusetzen, die mit den jeweiligen Angebotsformen der Komponenten
bzw. Komponentengemische abzustimmen sind:
Lipoidlösliche Kieselsäureester der erfindungsgemäß eingesetzten Art sind zwar vergleichsweise hydrolysestabil, zur hinreichenden Stabilität für die in der Praxis geforderten Lagerzeiträume und insbesondere auch die dabei zu berücksichtigen den Produkttemperaturen, beispielsweise unter Sonneneinstrahlung, ist aber die potentielle Esterhydrolyse zu berücksichtigen. Als für die Praxis geeignete Ange botsform der lipoidlöslichen Kieselsäureester bieten sich dementsprechend hinrei chend wasserfreie Zubereitungsformen an. Im Sinne der erfindungsgemäßen Mehrkomponentengemische ist diese Anforderung leicht dadurch zu erfüllen, daß die Kieselsäureester insbesondere mit im wesentlichen oder praktisch völlig was serfreien Ölphasen aus den zuvor definierten Mischkomponenten zu (a) und/oder (b) abgemischt werden.
Lipoidlösliche Kieselsäureester der erfindungsgemäß eingesetzten Art sind zwar vergleichsweise hydrolysestabil, zur hinreichenden Stabilität für die in der Praxis geforderten Lagerzeiträume und insbesondere auch die dabei zu berücksichtigen den Produkttemperaturen, beispielsweise unter Sonneneinstrahlung, ist aber die potentielle Esterhydrolyse zu berücksichtigen. Als für die Praxis geeignete Ange botsform der lipoidlöslichen Kieselsäureester bieten sich dementsprechend hinrei chend wasserfreie Zubereitungsformen an. Im Sinne der erfindungsgemäßen Mehrkomponentengemische ist diese Anforderung leicht dadurch zu erfüllen, daß die Kieselsäureester insbesondere mit im wesentlichen oder praktisch völlig was serfreien Ölphasen aus den zuvor definierten Mischkomponenten zu (a) und/oder (b) abgemischt werden.
Diese Möglichkeit erfüllt weiterhin eine wichtige Anforderung des praktischen Han
delns: Für den Einsatz der erfindungsgemäßen Wertstoffe bzw. Wertstoffgemische
ist ihre einfache Portionierung unter den in der Land- und/oder Forstwirtschaft ge
gebenen Bedingungen bzw. unter den im Gartenbau bestehenden Möglichkeiten
erforderlich. Hier bietet sich insbesondere die Angebotsform einer hinreichend
fließfähigen und in dieser Form portionierbaren lipophilen Ölphase an, die für den
Zweck des praktischen Einsatzes unter Mitverwendung der Emulgatoren vom O/W-
Typ und einer zugesetzten wäßrigen Phase zu den in üblicher Weise applizierba
ren wäßrigen O/W-Emulsionen aufzuarbeiten ist.
Hierbei kann es wünschenswert sein, eine hinreichende Homogenisierung der
Emulgatoren vom O/W-Typ schon in der im wesentlichen wasserfreien Ölphase
vorzusehen, so daß das einfache Vermischen der mehrkomponentigen Ölphase
mit einer wäßrigen Phase zum gewünschten Ergebnis der Ausbildung feinstteiliger
O/W-Emulsionen führt.
Die Erfindung umfaßt dementsprechend unter Zusatz von Wasser oder wasserba
sierten Flüssigphasen zu fließ- und gießfähigen Emulsionen vom O/W-Typ aufzu
bereitende Mehrstoffgemische für den Einsatz im Bereich des Pflanzenschutzes
gegen biotische und/oder ablotische Stressfaktoren, enthaltend
- - monomere und/oder oligomere lipoidlösliche Ester der Kieselsäure mit wenigstens anteilsweise lipophile Kohlenwasserstoffreste auf weisenden Alkoholen in Abmischung mit
- - pflanzenverträglichen Emulgatoren vom O/W-Typ.
Vorzugsweise enthalten diese Abmischungen zusätzlich Wertstoffe aus den zuvor
definierten Stoffklassen zu (a) und/oder (b). Dabei kann es zweckmäßig sein, daß
die Mehrkomponentenabmischungen wenigstens weitgehend wasserfrei, dabei
aber gleichwohl im Temperaturbereich von 0 bis 50°C und insbesondere im Be
reich von 10 bis 30°C portionierbar und dazu insbesondere gieß- und fließfähig
sind. Die erfindungsgemäß bevorzugten pflanzenverträglichen Emulgatoren vom
O/W-Typ sind die zuvor geschilderten Verbindungen vom APG-Typ.
Die erfindungsgemäße Lehre sieht in weiteren Ausführungsformen vor, die zuvor
definierten Mehrkomponentengemische zeitgleich und/oder zeitversetzt zusammen
mit weiteren, insbesondere synthetischen Pflanzenschutzmitteln zum Einsatz zu
bringen. In Betracht kommen hier beispielsweise entsprechende Fungizide
und/oder Herbizide. Eine andere Möglichkeit ist die Mitverwendung von Wertstoff
komponenten mit Chitin und/oder Chitosanstruktur, wobei hier sowohl Verbindun
gen mit Polymerstruktur, insbesondere aber entsprechende Verbindungen mit Oli
gomerstruktur in Betracht kommen. Die zuvor genannten älteren Anmeldungen zu
. . . H 3716 und H 3849 - Einsatz im wesentlichen anorganischer Verbindungen des
Siliciums zur Pflanzenstärkung - geben hier weiterführende Information. Die Offen
barung dieser älteren Anmeldung ist zuvor schon zum Gegenstand auch der erfin
dungsgemäßen Offenbarung gemacht worden, so daß hier auf die entsprechenden
Angaben dieser älteren Anmeldung verwiesen werden kann. Entsprechendes gilt
für die dort erwähnte mögliche Mitverwendung umweltverträglicher Antioxidantien
und anderer Elicitoren zur Anregung der pflanzeneigenen Immunsysteme und der
damit verbundenen Erhöhung der Widerstandsfähigkeit der so behandelten Pflan
zen gegen Schadeinflüsse.
Die nachfolgenden Beispiele 1 und 2 zeigen charakteristische Ergebnisse für die
Wirkung der erfindungsgemäß definierten lipoidlöslichen Kieselsäureester gegen
biotische und ablotische Stresseinflüsse. Beispiel 1 setzt dabei Abmischungen der
Kieselsäureester mit einer pflanzenverträglichen Tensidkomponente auf Basis
APG-Verbindungen ein, das Beispiel 2 beschäftigt sich dann mit mehrkomponenti
gen Wirkstoffabmischungen, die neben dem Kieselsäureester im Sinne der Erfin
dung und den APG-Komponenten zusätzlich Mischkomponenten gem. (a) und (b)
enthalten.
In allen Untersuchungen der nachfolgenden Beispiele wurde als lipoidlöslicher Kie
selsäureester das Umsetzungsprodukt eines handelsüblichen Kieselsäureethyl
esters mit dem 12 C-Atome aufweisenden n-Dodecanol verwendet. (Gehalt des li
poiden Kieselsäureesters an Silicium: 8,5 Gew.-%).
Zum besseren Verständnis der nachfolgenden Arbeiten sei noch einmal kurz zu
sammengefaßt:
Bei Pflanzen führt Stress zur Auslenkung physiologischer Vorgänge. Die Abwei chungen vom normalen Stoffwechselgeschehen treten auf, noch bevor die betrof fene Pflanze offensichtliche Schadsymptome aufweist (z. B. Welke, Nekrosen, Chlorosen). Jeglicher Stress, der direkt oder indirekt in die Abläufe der Photosyn these eingreift, zieht Veränderungen der Chlorophyl-Fluoreszenz-Emission nach sich. In zahlreichen Untersuchungen konnte die Wirkung verschiedener Stressoren auf Pflanzen anhand von Fluoreszenzmessungen dokumentiert werden. Dazu zählen Einflußfaktoren wie Kälte, Hitze, Ozon, Wassermangel, Schwefeldioxid, Herbizide, Tenside (als Beispiele für ablotischen Stress) oder phytopathogene Pil ze (als Beispiel für biotischen Stress).
Bei Pflanzen führt Stress zur Auslenkung physiologischer Vorgänge. Die Abwei chungen vom normalen Stoffwechselgeschehen treten auf, noch bevor die betrof fene Pflanze offensichtliche Schadsymptome aufweist (z. B. Welke, Nekrosen, Chlorosen). Jeglicher Stress, der direkt oder indirekt in die Abläufe der Photosyn these eingreift, zieht Veränderungen der Chlorophyl-Fluoreszenz-Emission nach sich. In zahlreichen Untersuchungen konnte die Wirkung verschiedener Stressoren auf Pflanzen anhand von Fluoreszenzmessungen dokumentiert werden. Dazu zählen Einflußfaktoren wie Kälte, Hitze, Ozon, Wassermangel, Schwefeldioxid, Herbizide, Tenside (als Beispiele für ablotischen Stress) oder phytopathogene Pil ze (als Beispiel für biotischen Stress).
Maßnahmen, die zu einer Minderung des Stresses oder einer Steigerung der Wi
derstandsfähigkeit der Pflanzen gegenüber ablotischen oder biotischen Faktoren
beitragen könnten, kommt daher in der angewandten und insbesondere in der
ökologisch ausgerichteten Pflanzenschutz-Forschung steigende Bedeutung zu.
10 Tage alte Bohnenkeimlinge (Phaseolus vulgaris) wurden in Anzuchtgefäßen mit
Felderde-Sand-Gemisch vereinzelt und mit tensidischer Siliciumester-Lösung als
pflanzenstärkender Komponente begossen. Als Tensid wurde Alkylpolyglucosid mit
der internen Bezeichnung Glucopon 215 CS UP der Henkel KGaA eingesetzt. Die
Tensidkonzentration wurde in allen Varianten konstant auf 0,1% gehalten.
Es wurden folgende Mengen Siliciumester (in Klammem: Reinsubstanz Silicium)
eingesetzt:
0,54 g/m2 (0,046 g Si/m2) = 5,4 kg/ha
2,7 g/m2 (0,23 g Si/m2) = 27 kg/ha
13,5 g/m2 (1,15 g Si/m2) = 135 kg/ha.
0,54 g/m2 (0,046 g Si/m2) = 5,4 kg/ha
2,7 g/m2 (0,23 g Si/m2) = 27 kg/ha
13,5 g/m2 (1,15 g Si/m2) = 135 kg/ha.
Nach 7 Tagen Einwirkungszeit wurde ein Primärblatt der Pflanze mit 0,3 mmol/l Pa
raquat als ablotischem Streß (= Versuchsteil A) bzw. mit Botrytis cinerea (106 Spo
ren/Blau) als biotischem Stress (= Versuchsteil B) behandelt.
Im Versuchsteil A erfolgte 4, 24, 48 oder 96 Stunden nach Applikation des Stres
sors Paraquat je eine Messung der Chlorophylfluoreszenz. Im Versuchsteil B er
folgte 24, 48, 72 und 120 Stunden nach Applikation des Stressors Botrytis je eine
Messung der Chlorophylfluoreszenz.
Alle Messungen fanden mit einem Fluoreszenzmeß-Gerät unter Lichtausschluß bei
Raumtemperatur statt. Die Bestimmung der Chlorophyl-Fluoreszenz wurde wie in
der Fachliteratur beschrieben, an für 30 Minuten dunkel-adaptierten Pflanzen
durchgeführt z. B.: (1) Koch, C., G. Noga, G. Strittmatter (1994): Photosynthetic
electron transport is differentially affected during early stages of cultivar/Race spe
cific interactions between potato and Phytophthora infestans. Planta 193 : 551-557;
(2) Schmitz, M., G. Noga (1998): a-Tocopherol reduced environmental stress and
improved fruit quality; Acta Hort. 466 : 89-94, ISHS 1998.
Die Intensität der Fluoreszenz wird als Maß für die Widerstandsfähigkeit der Pflan
ze angesehen, d. h. je höher die Fluoreszenz, um so kräftiger/gesünder die Pflan
ze. Die mit Stressor Paraquat behandelten Pflanzen fluoreszierten erwartungsge
mäß schwächer als die nicht dem Stressor ausgesetzten Pflanzen. Die mit der
Prüfsubstanz Siliciumester behandelten Pflanzen zeigten deutlich höhere Fluores
zenz als die mit Paraquat gestreßten Pflanzen. Niedrige Dosierungen Siliciumester
(0,54 g/m2) führten zu ähnlich guten Fluoreszenzwerten wie die ungestreßte Kon
trolle.
Die mit der Prüfsubstanz Siliciumester behandelten Pflanzen zeigten deutlich bes
seres Wurzelwachstums als die unbehandelten Kontrollpflanzen und als die mit
dem Herbizid Paraquat gestreßten Pflanzen (vgl. Tab. 2). Mit steigender Menge Si
licium wurden auch höhere Wurzelgewichte ermittelt.
Auch hier wird die Intensität der Fluoreszenz als Maß für die Widerstandsfähigkeit
der Pflanze angesehen, d. h. je höher die Fluoreszenz, um so kräftiger/gesünder
die Pflanze. Die mit dem biotischen Stressor Botrytis cinerea behandelten Pflanzen
fluoreszierten erwartungsgemäß schwächer als die nicht dem Stressor ausgesetz
ten Pflanzen. Die mit der Prüfsubstanz Siliciumester behandelten Pflanzen zeigten
deutlich höhere Fluoreszenz als die gestreßten Pflanzen (Tab. 3), erreichten aber
nicht die hohen Fluoreszenzwerte der ungestreßten Pflanzen. Hohe Wirkstoffmen
gen von 13,5 g/m2 Siliciumester bzw. 1,15 g/m2 Silicium konnten gegenüber niedri
geren Aufwandmengen keinen besseren Schutz darstellen.
10 Tage alte Bohnenkeimlinge (Phaseolus vulgaris) wurden in Anzuchtgefäßen mit
Felderde-Sand-Gemisch vereinzelt und mit tensidischer Siliciumester-Lösung als
pflanzenstärkender Komponente besprüht. Als Tensid wurde Alkylpolyglucosid mit
der internen Bezeichnung Glucopon 215 CS UP der Henkel KGaA eingesetzt. Die
Tensidkonzentration wurde in allen Varianten konstant auf 0,1% gehalten.
Es wurden folgende Mengen Siliciumester (in Klammern: Reinsubstanz Silicium)
eingesetzt:
0,054% (0,0046%)
0,27% (0,023%)
1,35% (0,115%).
0,054% (0,0046%)
0,27% (0,023%)
1,35% (0,115%).
Nach 7 Tagen Einwirkungszeit wurde ein Primärblatt der Pflanze mit 0,3 mmol/l Pa
raquat als abiotischem Stress (= Versuchsteil A) bzw. mit Botrytis cinerea (106 Spo
ren/Blatt) als biotischem Stress (= Versuchsteil B) behandelt.
Im Versuchsteil A erfolgte 4, 24 und 48 Stunden nach Applikation des Stressors
Paraquat je eine Messung der Chlorophylfluoreszenz. Im Versuchsteil B erfolgte
24, 48, 72 und 120 Stunden nach Applikation des Stressors Botrytis je eine Mes
sung der Chlorophylfluoreszenz.
Alle Messungen fanden auch hier mit einem Fluoreszenzmeß-Gerät unter Licht
ausschluß bei Raumtemperatur statt. Die Bestimmung der Chlorophyl-Fluoreszenz
wurde wie zuvor beschrieben, an für 30 Minuten dunkel-adaptierten Pflanzen
durchgeführt.
Die mit Stressor Paraquat behandelten Pflanzen fluoreszierten erwartungsgemäß
schwächer als die nicht dem Stressor ausgesetzten Pflanzen. Die mit der Prüfsub
stanz Siliciumester behandelten Pflanzen zeigten deutlich höhere Fluoreszenz als
die gestreßten Pflanzen. Alle getesteten Dosierungen Siliciumester führten 24
Stunden nach Streßeinwirkung zu ähnlich guten Fluoreszenzwerten wie die unge
stresste Kontrolle (Tab. 4).
Die mit dem biotischen Stressor Botrytis cinerea behandelten Pflanzen fluoreszier
ten erwartungsgemäß schwächer als die nicht dem Stressor ausgesetzten Pflan
zen. Die mit der Prüfsubstanz Siliciumester behandelten Pflanzen zeigten deutlich
höhere Fluoreszenz als die gestreßten Pflanzen (Tab. 5), wobei die schützende
Wirkung höherer Konzentrationen der Prüfsubstanz länger anhielt als niedrigere
Konzentrationen.
Das nachfolgende Beispiel 2 setzt die erfindungsgemäßen lipoidlöslichen Silicium
verbindungen in Kombination mit APG-Verbindungen als O/W-Emulgator und wei
teren Mischkomponenten aus den Klassen zu (a) und/oder (b) ein.
Als Zusatzkomponente wird das von der Anmelderin unter dem Handelsnamen
TerraPy G vertriebene Handelsprodukt eingesetzt.
10 Tage alte Bohnenkeimlinge (Phaseolus vulgaris) wurden in Anzuchtgefäßen mit
Felderde-Sand-Gemisch vereinzelt und mit wäßrigen Lösungen des Prüfgemisches
(Siliciumester plus TerraPy G der Henkel KGaA) als pflanzenstärkender Kompo
nente begossen. Als Tensid wurde Alkylpolyglucosid mit der internen Bezeichnung
Glucopon 215 CS UP der Henkel KGaA eingesetzt. Die Tensidkonzentration wurde
in allen Varianten konstant auf 0,1% gehalten.
Es wurden folgende Mengen eingesetzt:
Nach 7 Tagen Einwirkungszeit wurde ein Primärblatt der Pflanze mit 0,3 mmol/l Pa
raquat als ablotischem Stress (= Versuchsteil A) bzw. mit Botrytis cinerea (106 Spo
ren/Blatt) als biotischem Stress (= Versuchsteil B) behandelt.
Im Versuchsteil A erfolgte 4, 24, 48 und 96 Stunden nach Applikation des Stressors
Paraquat je eine Messung der Chlorophylfluoreszenz. Im Versuchsteil B erfolgte
24, 48, 72 und 120 Stunden nach Applikation des Stressors Botrytis je eine Mes
sung der Chlorophylfluoreszenz.
Alle Messungen fanden auch hier mit einem Fluoreszenzmeß-Gerät unter Licht
ausschluß bei Raumtemperatur statt. Die Bestimmung der Chlorophyl-Fluoreszenz
wurde wie in der Fachliteratur beschrieben, an für 30 Minuten dunkel-adaptierten
Pflanzen durchgeführt.
Die mit Stressor Paraquat behandelten Pflanzen fluoreszierten erwartungsgemäß
schwächer als die nicht dem Stressor ausgesetzten Pflanzen. Die mit dem Prüfge
misch "Siliciumester plus TerraPy G" behandelten Pflanzen zeigten deutlich höhere
Fluoreszenz als die mit Paraquat gestreßten Pflanzen oder die mit den Einzelsub
stanzen behandelten Pflanzen. Alle drei getesteten Dosierungen des Gemisches
führten zu weit höheren Fluoreszenzwerten als die ungestresste Kontrolle.
Die mit dem Prüfgemisch behandelten Pflanzen zeigten deutlich besseres Wurzel
wachstum als die unbehandelten Kontrollpflanzen und als die mit dem Herbizid Pa
raquat gestreßten Pflanzen (vgl. Tab. 2). Mit steigener Menge Silicium plus Lipotin
wurden auch höhere Wurzelgewichte ermittelt.
Die mit dem biotischen Stressor Botrytis cinerea behandelten Pflanzen fluoreszier
ten erwartungsgemäß schwächer als die nicht dem Stressor ausgesetzten Pflan
zen. Die mit der Prüfsubstanz Siliciumester bzw. TerraPy G einzeln behandelten
Pflanzen zeigten deutlich höhere Fluoreszenz als die gestreßten Pflanzen (Tab. 3),
erreichten aber nicht die hohen Fluoreszenzwerte der ungestreßten Pflanzen. Ho
he Wirkstoffmengen von 13,5 g/m2 Siliciumester bzw. 1,15 g/m2 Silicium konnten
gegenüber niedrigeren Aufwandmengen keinen besseren Schutz darstellen. Im
Gegensatz hierzu erreichten die mit dem Prüfgemisch "Siliciumester plus TerraPy
G" behandelten Pflanzen gleich gute, z. T. sogar höhere Fluoreszenzwerte als die
ungestressten Kontrollpflanzen (Tab. 3).
10 Tage alte Bohnenkeimlinge (Phaseolus vulgaris) wurden in Anzuchtgefäßen mit
Felderde-Sand-Gemisch vereinzelt und mit wäßrigen Lösungen des Prüfgemisches
(Siliciumester plus TerraPy G) als pflanzenstärkender Komponente besprüht. Als
Tensid wurde Alkylpolyglucosid mit der internen Bezeichnung Glucopon 215 CS
UP der Henkel KGaA eingesetzt. Die Tensidkonzentration wurde in allen Varianten
konstant auf 0,1% gehalten.
Es wurden folgende Konzentrationen eingesetzt:
Nach 7 Tagen Einwirkungszeit wurde ein Primärblatt der Pflanze mit 0,3 mmol/l Pa
raquat als ablotischem Stress (= Versuchsteil A) bzw. mit Botrytis cinerea (106 Spo
ren/Blatt) als biotischem Stress (= Versuchsteil B) behandelt.
Im Versuchsteil A erfolgte 4, 24, und 48 Stunden nach Applikation des Stressors
Paraquat je eine Messung der Chlorophylfluoreszenz. Im Versuchsteil B erfolgte
24, 48, 72 und 120 Stunden nach Applikation des Stressors Botrytis je eine Mes
sung der Chlorophylfluoreszenz.
Alle Messungen fanden mit einem Fluoreszenzmeß-Gerät unter Lichtausschluß bei
Raumtemperatur statt. Die Bestimmung der Chlorophyl-Fluoreszenz wurde wie in
der Fachliteratur beschrieben, an für 30 Minuten dunkel-adaptierten Pflanzen
durchgeführt.
Die mit Stressor Paraquat behandelten Pflanzen fluoreszierten erwartungsgemäß
schwächer als die nicht dem Stressor ausgesetzten Pflanzen. Die mit dem Prüfge
misch behandelten Pflanzen zeigten deutlich höhere Fluoreszenz als die gestreß
ten Pflanzen. Alle getesteten Dosierungen der Prüfsubstanz führten bereits 4 Stun
den nach Streßeinwirkung zu ähnlich guten Fluoreszenzwerten wie die ungestreßte
Kontrolle (Tab. 4). Nach 24 Stunden stieg die Fluoreszenz der mit dem Gemisch
behandelten Pflanzen über die Werte der Kontrollpflanzen hinaus an.
Die mit dem biotischen Stressor Botrytis cinerea behandelten Pflanzen fluoreszier
ten erwartungsgemäß schwächer als die nicht dem Stressor ausgesetzten Pflan
zen. Die mit der Prüfsubstanz Siliciumester behandelten Pflanzen zeigten deutlich
höhere Fluoreszenz als die gestreßten Pflanzen (Tab. 5), wobei die schützende
Wirkung höherer Konzentrationen der Prüfsubstanz länger anhielt als niedrige
Konzentrationen.
Claims (21)
1. Verwendung von monomeren und/oder oligomeren und dabei lipoidlöslichen
Estern der Kieselsäure mit wenigstens anteilsweise lipophile Kohlenwasser
stoffreste aufweisenden Alkoholen (lipoide Kieselsäureester) zur Stärkung
des gesunden Pflanzenwachstums gegen Befall durch Schaderreger sowie
gegen ablotischen Stress durch Eintrag der lipoiden Kieselsäureester in den
Bereich der Pflanzenwurzel und/oder durch ihren Auftrag auf den oberirdi
schen Pflanzenteil.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der
Anwendungstemperatur, vorzugsweise im Bereich von 0 bis 50°C und ins
besondere im Temperaturbereich von 10 bis 30°C fließ- und spreitfähige li
poide Kieselsäureester und/oder in diesem Temperaturbereich fließ- und
spreitfähige wäßrige und/oder organische Zubereitungen der lipoiden Kie
selsäureester eingesetzt werden.
3. Verwendung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
lipoiden Kieselsäureester und/oder ihre Abmischungen mit fließ- und spreit
fähigen und dabei pflanzenverträglichen Ölphasen in Form wäßriger Emul
sionen, insbesondere vom O/W-Typ, ein- bzw. aufgetragen werden.
4. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wäßri
ge Emulsionen eingesetzt werden, die unter Mitverwendung pflanzenver
träglicher Emulgatoren vom O/W-Typ und insbesondere unter Einsatz ent
sprechender Alkyl(oligo)glukosid-Verbindungen (APG-Verbindungen) herge
stellt worden sind.
5. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß lipoide
Kieselsäureester mit einem durchschnittlichen Oligomergrad (n) der Kiesel
säure bis 30 eingesetzt werden, wobei Werte für (n) im Bereich von 2 bis 20
und insbesondere von 4 bis 10 bevorzugt sind.
6. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß lipoide
Kieselsäureester eingesetzt werden, deren organische Molekülbestandteile
wenigstens anteilsweise lipophile Kohlenwasserstoffreste mit mindestens 6
bis 8 C-Atomen, vorzugsweise mit wenigstens 10 bis 12 C-Atomen aufwei
sen.
7. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß lipoide
Kieselsäureester eingesetzt werden, deren lipophile Kohlenwasserstoffreste
sich wenigstens anteilsweise von Fettalkoholen, Duftalkoholen und/oder
weiteren lipophilen Kohlenwasserstoffkomponenten natürlichen und/oder
synthetischen Ursprungs ableiten, die wenigstens eine zur Esterbildung be
fähigte Hydroxylgruppe aufweisen, wobei sich diese lipophilen Anteile der
Kieselsäureester auch von den Alkoxylaten, insbesondere den Ethoxylaten
der alkoholischen Komponenten ableiten können.
8. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim
Bodeneintrag die lipoiden Kieselsäureester - berechnet als Reinsubstanz
Silicium in - in Mengen von wenigstens 0,01 g Si/m2, vorzugsweise im Bereich
bis 2 g Si/m2 eingesetzt werden, während beim Auftrag auf den oberirdischen
Pflanzenteil insbesondere beim Blattauftrag Mengen von wenigstens 0,001 Gew.-%
und insbesondere im Bereich bis 0,5 Gew.-%, bezogen jeweils auf
die eingesetzte Spritzbrühe, bevorzugt werden.
9. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zeit
gleich und/oder zeitversetzt zum Ein- bzw. Auftrag der lipoiden Kieselsäu
reester Verbindungen aus den nachfolgend definierten Stoffklassen (a)
und/oder (b) in den Pflanzenwurzelbereich und/oder auf den oberirdischen
Pflanzenteil ein- bzw. aufgetragen werden:
- a) wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisende Verbindungen des P und/oder N und gewünschtenfalls weitere Makro- und/oder Mikronährstoffe für das gesunde Pflanzenwachstum,
- b) lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasser stoffreste mit Fettstruktur aufweisende und sowohl aerob als auch anaerob abbaubare organische Verbindungen als zusätzliche Kohlenstofflieferanten für das Wachstum der Mikroorganismenflora.
10. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß auch
die Komponenten zu (a) und/oder (b) in Form bei Applikationstemperatur
fließ- und spreitfähiger Zubereitungen eingesetzt werden, wobei auch hier
der Einsatz wäßrig-tensidischer O/W-Emulsionen bevorzugt ist.
11. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als ökolo
gisch verträgliches Netzmittel vom O/W-Typ wenigstens anteilsweise, bevor
zugt wenigstens überwiegend APG-Verbindungen eingesetzt werden, deren
Alkylrest sich wenigstens überwiegend von geradkettigen Fettalkoholen ab
leitet.
12. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß APG-
Verbindungen aus Glukose und insbesondere Naturstoff-basierten Fettalko
holen mit wenigstens 6 C-Atomen, vorzugsweise mit 6 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 als
Komponente (a) Lecithin, Lecithin-Hydrolysate und/oder chemisch modifi
zierte Lecithine - bevorzugt in Abmischung mit weiteren N-haltigen Makro
nährstoffen - eingesetzt werden, wobei insbesondere Harnstoff und/oder
Harnstoffderivate als weitere N-haltige Komponenten verwendet werden
können.
14. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß
Komponenten zu (b) eingesetzt werden, die wenigstens anteilsweise mit
Sauerstoff als Heteroatom funktionalisiert sind, wobei der Einsatz von Fettal
koholen und/oder Fettsäuren bzw. ihren Derivaten, wie entsprechenden
Estern bzw. Partialestern, Ethern und/oder Amiden, bevorzugt ist.
15. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die
Komponenten zu (b) wenigstens überwiegend Naturstoff-basiert sind.
16. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Komponenten zu (b) wenigstens anteilsweise Stockpunkte gleich/kleiner 25
bis 30°C und insbesondere gleich/kleiner 10 bis 15°C aufweisen.
17. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als
Komponenten zu (b) 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, und/oder Fett
säurepartialester wie Glycerinmonooleat eingesetzt werden, wobei Ab
mischungen solcher Komponenten zu (b) bevorzugt sein können.
18. Unter Zusatz von Wasser oder Wasser-basierten Flüssigphasen zu fließ-
und gießfähigen Emulsionen vom O/W-Typ aufzubereitende Mehrstoffgemi
sche für den Einsatz im Bereich des Pflanzenschutzes gegen biotische
und/oder ablotische Stressfaktoren enthaltend
- - monomere und/oder oligomere lipoidlösliche Ester der Kieselsäure mit wenigstens anteilsweise lipophile Kohlenwasserstoffreste auf weisenden Alkoholen in Abmischung mit
- - pflanzenverträglichen Emulgatoren vom O/W-Typ.
19. Mehrstoffgemische nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie zu
sätzlich das gesunde Pflanzenwachstum fördernde Wertstoffe aus den
nachfolgenden Stoffklassen (a) und/oder (b) enthalten:
- a) wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisende Verbindungen des P und/oder N und gewünschtenfalls weitere Makro- und/oder Mikronährstoffe für das gesunde Pflanzenwachstum,
- b) lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasser stoffreste mit Fettstruktur aufweisende und sowohl aerob als auch anaerob abbaubare organische Verbindungen als zusätzliche Kohlenstofflieferanten für das Wachstum der Mikroorganismenflora.
20. Mehrstoffgemische nach Ansprüchen 18 und 19, dadurch gekennzeichnet,
daß sie wenigstens weitgehend wasserfrei, dabei aber gleichwohl im Tem
peraturbereich von 0 bis 50°C und insbesondere im Bereich von 10 bis 30°C
portionierbar und dazu insbesondere gieß- und fließfähig sind.
21. Mehrstoffgemische nach Ansprüchen 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
daß sie als pflanzenverträgliche Emulgatoren vom O/W-Typ APG-
Verbindungen enthalten, die insbesondere auf Basis Glukose und Natur
stoff-basierten Fettalkoholen mit wenigstens 6 C-Atomen, vorzugsweise mit
6 bis 24 C-Atomen, bei DP-Werten im Bereich von 1, 2 bis 5, ausgebildet
sind.
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