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Verfahren zur Beeinflussung des Pflanzenwachstums Die vorliegende
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung des Wachstums höherer Pflanzen,
insbesondere zur Wachstums- und Ertragssteigerung von landwirtschaftlichen und gärtnerischen
Kulturen unter Verwendung von Nährstoffträgern, welche aus mit Nährstoffionen beladenen
Kunstharzionenaustauschern bestehen.
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Um bei einer Pflanze ein optimales Wachstum zu erzielen, müssen Makro-
und Mikronährstoffe stets in ausreichender Menge und in einem harmonischen Verhältnis
im Substrat zur Verfügung gestellt werden. Diesen Vorgang der Düngung hat man zur
Erzielung höherer Erträge und Betriebsergebnisse schon seit langem intensiv erforscht.
Es si.nd zahlreiche Verfahren bekannt geworden, um den durch die Leichtlöslichkeit
der meisten Nährsalze bedingten rasch entstehenden Nährstoffstrom in Kultursubstraten
sinnvoll zu lenken, damit- eine hohe Ausnutzung der angebotenen Nährstoffe gewährleistet
wird.
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In einigen Fällen wird zum Beispiel die Löslichkeit der Mineralsalze
durch Kunststoffumhüllung beeinflußt, in anderen Fällen versucht man die Abgahe
von Stickstoffverbindungen an das Kultursubstrat dadurch zu verzögern, daß man höhermolekulare
Kondensationsprodukte mit stickstoffhaltigen Verbindungen verwendet (vgl. Deutsche
Auslegeschrift 1.081.482).
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Größere Auswaschverluste und eine dadurch bedingte einseitige Verarmung
an Nährstoffen konnten in allen Fällen nicht der hindert werden. Und obschon Köster
1941 (vgl. Dissertation, Universität Halle-Wittenberg, 1941) und Jahn-Held et al
1969 (vgl. Deutsche Auslegeschrift 1.301.980) auf Möglichkeiten hingewiesen haben,
um zum Beispiel der Kalium-Verarmung sörptionsschwacher Böden entgegenzuwirken,
ist man noch nicht zu praktikablen Lösungen auf breiter Basis gekommen.
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Eine Nachdüngung muß immer wieder in regelmäßigen Abständen vorgenommen
werden, da die Langzeitwirkung der handelsüblichen Dünger über die gesamte Kulturperiode
nicht ausreicht.
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Die Versorgung der Pflanze mit Makro- und Mikronährstoffen, die an
Ionenaustauscher gebunden sind und so zu einer Langzeitversorgung führen, gehören
ebenso zum Stand der Technik (vgl. US-Patentschrift 3.082.074, sowie E.O.Skogley,
Soil Science, Vol. 102, No. 3, S. 167-172 und Agronomy Journal Vol 61, S. 317-322
(1969)); allerdings ist die Wirkungsweise der Sorption und Desorption noch keineswegs
befriedigend geklärt.
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Es wurde nun gefunden, daß sich das Wachstum höherer Pflanzen dadurch
beeinflussen läßt, und daß sich insbesondere eine.
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Wachstums- und Ertragssteigerung bei landwirtschaftlichen und gärtnerischen
Kulturen - bei gleichzeitiger Qualitätsverbesserung - dadurch erzielen läßt, daß
man dem Kulturmedium Nährstoffträger zumischt, welche aus mit Nährsalz-Ionen beladenen
Kunstharz-Ionenaustauschern bestehen, wobei die Aufwandmengen an Nährstoffträgern
im allgemeinen 0.1 bis 25wo, vorzugsweise 0.5 bis 3, bezogen auf die Menge an Kulturmedium
(entsprechend Aufwandmengen an reinen Nährstoffen (MaRronährstoffen) von 5 bis 30%,
vorzugsweise 10 bis 20%, der praxisüblichen Aufwandmengen an entsprechenden Handelsdüngern)
betragen.
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Wie ferner gefunden wurde, kann durch Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens bei glühenden Zierpflanzen eine erhebliche Blühverfrühung, woraus sich
ein Zeitgewinn von bis zu einer Kulturperiode pro Jahr errechnet, erreicht sowie
eine hervorstechende Xnderung der Blütenfarbe, der Blütenform und der Blütenzahl,
bei Pflanzen mit verschiedenfarbigen Blättern eine stärker ausgeprägte Blattzeichnung
hervorgerufen werden. Ferner kann das Seitentriebwachstum (Brechung der Apikaldominanz)
und die Bildung von Rhizomaustrieben erheblich gesteigert werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht bei der Stecklingsvermehrung
über Mutterpflanzen erheblich kürzere Kulturzeiten: während üblicherweise im Durchschnitt
zwei Seitentriebe ausgebildet werden, bilden sich aufgrund des erfindungsgemäßen
Verfahrens bei den gleichen-Pflanzen 6-8 Seitentriebe.-Sogar bei Cordylinen wurde
eine Rhizomaustriebbildung zum nachfolgenden Steckling beobachtet, was-bis dahin
für unmöglich gehalten wurde.
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Es ist als ausgesprochen überraschend zu bezeichnen und war nicht
voraussehbar, daß sich bei gleichzeitiger Qualitätsverbesserung eine erhebliche
Wachstums- und Ertragssteigerung bei landwirtschaftlichen und gärtnerischen Kulturen
erreichen läßt, wenn man mit Nährstoffionen beladene Kunstharz-Ionenaustauscher
entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren in geringen Mengen in den Boden einbringt
oder dem Kultursubstrat zumischt. Ferner war nicht vorauszusehen, daß aufgrund des
erfindungsgemäßen Verfahrens bei Zierpflanzen eine wirtschaftlich nutzbare Beeinflussung
des Habitus der Pflanzen, eine Beschleunigung des Blühen und damit eine wirtschaftlich
außerordentlich vorteilhafte Verkürzung der Kulturzeit erreichbar ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht unter bestmöglicher Ausnutzung
der verabreichten Nährstoffelemente eine kontinuieriche, sclbstregulierende Fütterung
der Pflanzen gemäß ihren
Ansprüchen und stellt damit eine wer-tvolle
Bereicherung der Technik der Pflanzenzucht dar.
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Erfindungsgemäß verwendbare Kunstharz-Ionenaustauscher -sowohl Kationenaustauscher
wie Anionenaustauscher - sind z.B. Copolymerisate auf Basis von Mono- und Polyvinylaromaten,
welche - saure bzw. basische - ionenaustauschende Gruppen, wie Sulfosäure- oder
Carbonsäuregruppen bzw.
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primäre, sekundäre, tertiäre und/oder quaternäre Aminogruppen tragen;
als quaternäre Aminogruppen kommen insbesondere Trimethylammonium- oder Dimethyl-ß-hydroxyäthyl-ammonium
gruppen in Frage. In wäßrigen Systemen sind diese Polymeren zum Ionenaustausch befähigt.
Zu dieser Gruppe sind ferner auch die Kondensationsprodukte aus Phenol, Polyalkylenamin-en
und Formaldehyd hinzuzuzählen, die im weiteren Sinne auch zum Ionenaustausch befähigt
sind. Die Herstellung der genannten Austauscher ist bekannt; sie können vorzugsweise
hergestellt werden durch Suspensionspolymerisation in Gegenwart eines Lösungsmittels
(vgl. z.B. Deutsche Patentschriften 1.113.570 und 1.274.128).
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Die Kunstharz-Ionenaustauscher sind beladen mit Makro- und Mikronährstoffen.
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Unter Makronährstoffen sind vorwiegend Anionen wie Nitrat (N03 ) oder
Dihydrogenphosphat (H2PO4) und Kationen wie Ammonium- (NH4+), Kalium (K+), Calcium-
(Ca++) oder Magnesiumionen. (Mg++) zu verstehen.
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Unter Mikronährstoffen sind insbesondere Ionen der Elemente Kupfer
(Cu++), Nickel (Ni++), Zink (Zn++), Kobalt (Co++), Eisen (Fe++), Mangan (Mn++),
Molybdän (Mo4--), Schwefel (S04 ) und Bor (B03 ) zu verstehen.
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Die Beladung der Austauscher erfolgt in bekannter Weise, vorzusweise
im Filterrohr, indem man eine 1- bis 10 %ige bzw einer Säure wäßrige Lösung eines
entsprechenden Salzes mit maßiger Geschwindigkeit darw c-rfiltriert. Die Beladung
wird als
beendet angesehen, wenn das Filtrat mehr als 0. 2% der
Säure-bzw.
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Salzkonzentration der Ausgangslösung enthält. Dabei wird im allgemeinen
eine Kapazität von 1.0 bis 2.2 mval, vorzugsweise von ca. 1.85 bis 2.0 mval Nährstoff-Ionen.pro
ml Kunstharz erreicht.
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Die mit verschiedenen Nährstoff-Ionen beladenen Kunstharz-Ionenaustauscher
werden zweckmäßigerweise in Mischung miteinander angewandt (vgl. Beispiele).
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Die erfindungsgemäß verwendbaren Nährstoffträger beeinflussen das
Pflanzenwachstum und können daher im Nutz- und Zierpflanzenbau als Mittel insbesonders
zur Wachstums- und Ertragssteigerung sowie zur Blühverfrühung und damit Kulturzeitverkürzung,
zur Veränderung der Blattfarbe und Blattzeichnung, der Blütenfarbe, Blütenform und
Blütenzahl, des Seitentriebwachstums und des Rhizomaustriebwachstums sowie zur Stecklingsvermehrung
über Mutterpflanzen verwendet werden. Zu den Nutzpflanzen zählen zum Beispiel die
folgenden Kulturpflanzen: Rosaceae, wie Erdbeere (Fragaria ananassa; Zwergmispel
(Cotoneasterdammeri); ferner Gehölze, z.-B. Caprifoliaceae, wie Heckenkirsche (Lonicera
pileata), Schneebeere (Symphoricarpos racemosus); TaxaceaeS wie Eibe (Taxus); Ericaceae,
wie Erika (Erica); Azaleae, wieAzalea indica.
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Zu den Zierpflanzen zählen zum Beispiel folgende Pflanzen.
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Araliaceae, wie Efeu (Hedera helix); Begoniaceae, wie Begonie (Begonia
semperflorens); Qnagraceae, wie Fuchsie (Fuchsia); Geraniaceae, wie Pelargonie (Pelargonium
zonale); MaBaceae, wie Gummibaum (Ficus); Gesneriaceae, wie Columnea (Columnea microphylla);
Malvaceae, wie Roseneibisch (Hibiscus rosasinensis); Polypodiaceae, wie Farn (Nephrolepis
exaltata) Frauenhaarfarn (Adiantum), Streifenfarn (Asplenium viride), Geweihfarn
(Platycerium alcicorne); Campositae, wie Wucherblurne (Chryeanthemum - indicum),
Aster (Callistephus chinensis),
Sonnenblume (Hslianthus)-, Dahlie
(Dahlia variabilis) Ageratumt (Ageratam houstonianum); Euphorbiaceae, wie Croton
(Codiaeum variegatum)-, Wolfsmilch (Euphorbia); Araceae, wie Flamingoblume (Anthurium)
oder (Rhaphidophora aurea); ferner Philodendron (Philodendron), Dieffenbachia (Dieffenbachia)
sowie verschiedene Beet-, Balkon- und Gruppenpflanzen, z.B. Salvien, Petunien, Calceolarien.
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Die Nährstoffträger sind vorzugsweise dazu geeignet, bei Zierpflanzen,
wie z.B. Croton (Bravo), Philodendron (Monstera deliciosa), Euphorbien (Euphorbia
pulcherrima),-Farnen (Adiantum scutum roseum), Gummibaum (Ficus elastica Decora),
Aphelandra (Aphelandra squarrosa daniaY, Maranta (Maranta Makoyana), Chrysanthemen
(Yellow Delaware), Anthurien (Anthurium scherzerianum), Ericaceaen (Erica gracilis),
Azaleen (Rhododendron simsii), Dieffenbachien (Dieffenbachia amoena; Tropic Snow),
Dracaenen (Dracaena terminalis), sowie Hibiscus (Hibiscus rosa-sinensis) eine Steigerung
und Beschleunigung des Wachstums und eine Intensivierung der Blütenfarben hervorzurufen.
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Die Nährstoffträger können den unterschiedlichsten natürlichen wie
synthetischen Pflanzensubstraten zugemischt bzw.
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in diese eingearbeitet werden. Sogar bei Zumischung von erfindungsgemäßen
Nährstoffträgern in Mengen zwischen 1 bis 100 (bezogen auf die Sandmenge) zu gewaschenem
Sand treten überraschende Wachstumssteigerungen auf, obwohl die auf diese Weise
angebotene Nährstoffmenge ganz erheblich unter der üblichen den Pflanzen zur Verftigung
stehenden Nährstoffmenge liegt.
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Die Nährstoffträger werden nach den in der Landwirtschaft und im Gartenbau
üblichen Methoden in den Boden eingearbeitet, z.B. durch Pflügen oder Umgraben,
oder dem synthetischen Substrat beigemischt.
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Die gemahlenen Kunstharz-Ionenaustauscher können beliebig mit Talliun
oder ähnlichen Produkten formuliert oder gestreckt oder mit anderen ftilfsstoffen
emuv;iert werden.
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Die eingesetzte Menge an Nährstoffträgern kann in größeren Bereichen
schwanken. Sie hängt im wesentlichen von Art und Ausmaß der gewünschten Effekte
ab. Im allgemeinen liegen die Aufwandmengen zwischen 0.001 und 0.25 Liter pro Liter
Kulturmedium, vorzugsweise zwischen 0.005 und O.030 Liter pro Liter Kulturmedium.
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Die Aufwandmengen an Nährstoffen liegen dementsprechend im allgemeinen
zwischen 2 und 500 mval pro Liter Kulturmedium, vorzugsweise zwischen 10 und 60
mval/Liter.
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Die Anwendung und Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Nährstoffträger
soll durch die nachfolgenden Beispiele verdeutlicht werden:
Beispiel
1: Kulturversuch/Einhe itserde: Testpflanzen: Cordylinen, Chrysanthemen,Dieffenbachien,
Euphorbien, Croton, Azaleen.
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Substrat : Zur Herstellung des Substrats wird ungedüngte Einheitserde
mit normalem Humus anteil mit 2% eines Nährstoffträgers vermischt, der die folgende
Zusammensetzung besitzt: Nährstoffträger: Beladener Ionenaustauscher Anteil-(Vol
%) (a) schwachbasischer Anionenaustauscher N03--Form 60 (b) starkbasischer Anionenaustauscher
NO3--Form 5 (c) starksaurer Kationenaustauscher NH4+-Form 5 (d) schwachbasischer
Anionenaustauscher H2PO4--Form 7 (e) schwachsaurer Kationenaustauscher K+-Form 10
(f) sarksaurer Kationenaustauscher K -Form 7 (g) starksaurer Kationenaustauscher
Mg++-Form 5 (h) (1:1)-Gemisch von starksaurem Kationenaustauscher, beladen mit Fe++,
Mn++, Cu++ und von stark basischem Anionaustauscher, beladen mit B03 und MoO@--.
1 Summe: 100 Die hierbei verwendeten Ionenaustauscher sind handelsübliche Produkte,
wie sie z.B. für die Wasseraufbereitung zur Zeit Verwendung finden.
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Test: Die oben bezeichneten Test-Pflanzen werden unter sonst gle-ichen
Bedingungen in dem angegebenen Substrat und zum Vergleich in Einheitserde, welche
zweimal wöchentlich mit dem Flüssigdüngemittel BAYFOLANR (1 °/oo) gedüngt wird ("Kontrolle"),
kultiviert. Die Ergebnisse der Vergleichstests gehen aus den folgenden Tabellen
hervor: Ausgewertet wurden je 60 Pflanzen (6 Wiederholungen à 10 Pflanzen) (Tabelle
1) bzw. je 100 Pflanzen (5 Wiederholungen à 20 Pflanzen) (Tabelle 2): BAYFOLAN R
= eingetragenes Warenzeichen der Farbenfabriken Bayer AG
T a b
e l l e 1 Auswertung von je 60 Pflanzen (6 Wiederholungen à 10 Pflanzen) Längenwachstum
Zahl der Blattfarbe Blütenfarben/ K** Zunahme in % Seitentriebe Internodien- Wochen
bzw. Rhizom- abstände austriebe*** Cordyline*** 12 3.7 kräftig rot - 3,5 Kontrolle*
- - blaß rot -Dieffenbachia 32 7.8 dunkel, gute - 3-5 (Tropic snow) Zeichnung Kontrolle*
- 2.1 grün, wenig -kontrastreich Euphorbia 16 8.5 dunkelgrün kräftig rot - 2 (Eokes
Point C 1) groß Kontrolle* - 5.0 grün rot Croton 25 3.8 klare Rot-Grün- Internodienab-
2-4 (Hollufiana Ceduldig) zeichnung stände kleiner als Kontrolle Kontrolle* - -
blasse Gelb-Grün-Zeichnung * Kontrolle: 2 mal wöchentlich Flüssigdüngung (1°/oo)
mit Handelsprodukt BAYFOLAN R (vgl.S.9) ** K = Zeitgewinn bei der Kultivierung infolge
eines verstärkten Seitentriebwachstums oder durch Bildung von Rhizomaustrieben ***
:"Zahl der Rhizomaustriebe" bezieht sich nur auf Cordylinen
T a
b e l l e 2 Auswertung von je 100 Pflanzen (5 Wiederholungen à 20 Pflanzen) Zahl
der Blütenfarbe Blühverfrühung Seitentriebe gegenüber der Kontrolle bzw. Blüten
Chrysanthemen a) Princess Ann 32 reinweiß 18 Tage b) Yellow Delaware 38 intensiv
gelb 14 Tage Kontrolle* a) 18 rosa b) 20 hellgelb Azaleen a) Haerens 65 14 Tage
b) Ambrosius 62 14 Tage Kontrolle* a) 55 b) 54 Sämtliche Pflanzen, die in dem mit
Ionenaustauschern hergestelltten Substrat kultiviert worden waren, konnten eine
"Verkaufsgröße" höher eingestuft werden. Infolge der Blühverfrühung errechnet sich
ein Zeitgewinn von einer Kulturperiode pro Jahr.
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*Kontrolle:Vgl. Tabelle 1, Fußnote
Beispiel 2: Kulturversuch/Sand:
Testpflanzen:Chrysanthemen, Croton, Dieffenbachia Substrat :Zur Herstellung des
Substrats-wird gewaschener Sand innig mit 2% eines Nährstoffträgers vermischt, der
die folgende Zusammensetzung besitzt: Nährstoffträger: Beladener Ionenaustauscher
Anteil (Vol.) (a) salpetersaures Kondensationsprodukt 47 (b) starksaurer Kationenaustauscher
6 NH4+-Form (c) schwachbasischer Anionenaustauscher H2P04~-Form 9 (d) schwachsaurer
Kationenaustauscher K+-Form 20 (e) starksaurer Kationenaustauscher K+-Form 9 (f)
starksaurer Kationenaustauscher Mg++-.Form 8 (g) Mikronährstoffe gemäß Beispiel
1(h) 1 Summe: 100 Das unter (a) genannte Kondensationsprodukt wird in bekannter
Weise hergestellt durch Umsetzung von 1 Mol Pentaäthylenhexamin, 1 Mol Phenol, 3.2
Mol Formaldehyd und 8.5 val Salpetersäure. Die übrigen Ionenaustauscher sind handelsüblichen
Produkte (vgl. Beispiel 1).
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Test: Für die Durchführung und Auswertung des Tests gilt das in Beispiel
1 Gesagte. Die Ergebnisse gehen aus Tabelle 3.
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hervor. Ausgewertet wurden je 60 Pflanzen (6 Wiederholungen à 10 Pflanzen).
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T a b e l l e 3 Längenwachstum Zahl der Blütenfarbe Blühverfrühung
Zunahme in % Seitentriebe bzw. Blattfarbe bzw. Kulturzeit-bzw. Blüten verkürzung
Chrysanthemen 28 12 lila 14 Tage (Escapade) Kontrolle* 4 lila Croton 20 3.2 scharfe
Zeichnung 3 Wochen (Iceton) rot/grün Kontrolle* 1.7 blaß rosa/gelbgrün Dieffenbachia
30 6.8 kontrastreich grün 3.6 Wochen (Tropic White) Kontrolle* 1.5 grün-hell *Kontrolle:
2 mal wöchentlich Flüssigdüngung (1 °/oo mit Handelsprodukt BAYFOLAN R (vgl. S.9)