DE2218452A1

DE2218452A1 - Warngeraet fuer einen pflanzenbefall durch schaedlinge

Info

Publication number: DE2218452A1
Application number: DE2218452A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl Phys Dr Scharf; Winfried Schipke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Forschungsinstitut Berghof 7412 Eningen De GmbH
Priority date: 1972-04-17
Filing date: 1972-04-17
Publication date: 1973-10-31
Also published as: FR2180641A1; US3831450A; IT973105B; FR2180641B1; DE2218452B2; DE2218452C3; BE798297A

Description

R. 849
14.4.1972. Rs/Dr

Anlage zur
Patent anmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1 Warngerät für einen Pflanzenbefall durch Schädlinge

Die Erfindung betrifft ein Warngerät für einen Pflanzenbefall durch Schädlinge, insbesondere durch Schorfpilz.

Die Sporen des Schorfpilzes überleben den Winter in Vertiefungen des abgefallenen Laubes. Aus diesen Sporen, den sogenannten Perithetien, entsteht im Frühjahr die erste Sporengeneration der Ascosporen, die bei Blattfeuchte zu keimen beginnt und auf den jungen Blättern .den ersten Schorfpilz verursachen kann. Die Sporen der v/eiteren Schorfpilz-Generationen -einfach "Sporen" genannt beginnen, ebenso wie die Ascosporen, bei Blattfeuchte und Temoeraturen oberhalb + 5,5 C nach einer bestimmten Zeit zu keimen. Die Zeitspanne, nach der das Keimen erfolgt, ist von des Temperatur abhängig. Setzt die Blattfeuchte aus, so werden keimende Sporen bei trockener Luft und Sonnenschein in etwa 4 Stunden abgetötet. Bei nebligem und diesigem Wetter oder während der Nacht bei hoher Luftfeuchtigkeit überdauern die Sporen dagegen Unterbrechungen der Blatt-

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feuchte von 8-12 Stunden und mehr. Die Zeit nach dem Keimen der Sporen bis zum Eindringen in das Blattgewebe beträgt ca. 12 Stunden und ist zugleich die Zeit, innerhalb der eine Bekämpfung des Schorfpilzes möglich ist. Haben sich die Sporen im Blattgewebe festgesetzt, d.h. sind sie dort eingedrungen, dann ist eine Bekämpfung nicht mehr möglich. Es bildet sich hier ein neues Pilzgeflecht aus, das wiederum Sporen bildet und ausschleudert. Die oben geschilderten Umstände gilt es bei der Entwicklung eines Warngerätes für einen Pflanzenbefall durch Schorfpilz zu berücksichtigen, welcher als gefährlichster Befall der mitteleuropäischen Obstplantagen im folgenden als Anwendungsbeispiel für das Warngerät diskutiert wird. Wird ein Obstbaum nicht frei vom Schorfpilz gehalten, so gelangen die Sporen des Pilzes unter anderem mit dem herabtropfenden Wasser auf die Äpfel, wo sie die eigentlichen unerwünschten Pilzgeflechte bilden. Diese Pilzgeflechte sind deshalb unerwünscht, weil sie einerseits die Oberfläche des Apfels verunschönen und andererseits die Lagerfähigkeit beeinträchtigen, da das Obst schneller austrocknet. Dieser doppelte Schaden läßt sich nur vermeiden, wenn zu einem geeignetem Zeitpunkt gegen den Schorfpilz mehr oder weniger giftige Gegenmittel gespritzt werden. Dies geschieht augenblicklich noch recht wahllos und aus Furcht vor Schorfbefall häufiger, als es erforderlich wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Rahmen des sogenannten integrierten Pflanzenschutzes ein Warngerät zu schaffen, mit dem gezielte Spritzungen, insbesondere im Obstbau, möglich werden. Unter integriertem Pflanzenschutz wird hier ein Schutz verstanden, welcher durch Ermittlung der richtigen Zeitpunkte für das Spritzen die Verwendung der umweltfeindlichen chemischen Pflanzenschutzmittel und dadurch die Störung des biologischen Gleichgewichts zu verringern hilft. Darüber hinaus werden die Kosten für das Spritzen gesenkt. Insbesondere soll das Gerät dazu dienen, den für das Verfahren entscheidenden

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Zeitpunkt zu bestimmen, an dem eine Spritzung erfolgen muß. Hierdurch können die üblichen vorsorglichen Spritzungen entfallen.

Das erfindungsgemäße Warngerät erhält man durch die Kombination eines Feuchtigkeitsfühlers, eines Temperaturfühlers, eines die Ausgangsgröße des Temperaturfühlers nach dem Analog-Digital-Prinzip in Impulse umformenden Wandlers und eines Zählgerätes, welches vorzugsweise mit einer autmoatischen Alarmeinrichtung gekoppelt ist, die nach einer vorgegebenen Zahl von Impulsen anspricht.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der beiden Figuren unter Berücksichtigung des Inhaltes der Ünteransprilche in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild des Warngerätes und Fig. 2 eine von dem Engländer W.D. Mills empirisch ermittelte Schar von drei Kurven, welche den Verlauf einer leichten (a), einer mittleren (b) und einer schweren (c) Schorfpilz-Infektion in Abhängigkeit"von der Benetzungsdauer und der Lufttemperatur zeigt. ·

Das in Fig. 1 im Prinzip dargestellte Warngerät enthält als Grundbauelemente einen Feuchtigkeitsfühler 10 zur Messung der Blattfeuchte, einen Temperaturfühler 11, einen die Ausgangsgröße des Temperaturfühlers 11 nach dem Änalog-Digital-Prinzip in Impulse umformenden Wandler 12 und ein Zählgerät 13, welches vorzugsweise mit einer nicht dargestellten, automatischen Alarmeinrichtung gekuppelt ist, die nach einer vorgegebenen Zahl von Impulsen anspricht. Das Prinzip der Messung besteht im wesentlichen in der Auswertung des von W.D. Mills vorgegebenen Diagramms durch eine Impulsfolge, die dem Verlauf des Diagrammes entspricht-

In der in Fig, I dargestellten Ausgestaltung der Erfindung

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enthält das Warngerät weiterhin einen Rechteckimpuls-Generator lh, einen Frequenzteiler 15, ein weiteres Zählgerät 16 zur Festlegung des Endes des alten Zählzyklus und des Beginns des neuen Zählzyklus, sowie ein Netzgerät 17. Die verschiedenen Bauelemente des Warngerätes werden im folgenden näher erläutert.

Das Warngerät besteht aus einem geschützt aufgestellten Hauptgerät, welches die Bauteile 11 bis 17 umfaßt, und einem Außengerät, welches im wesentlichen aus dem Feuchtigkeitsfühler besteht^in der Obstplantage aufgestellt und mittels einer mehradrigen Kabels mit dem Hauptgerät verbunden ist. Der Feuchtigkeitsfühler 10 zur Ermittlung der Blattfeuchte besteht im wesentlichen aus einer Schnurharfe, deren Schnur sich bei Feuchtigkeit wie z.B. Regen zusammenzieht und einen Einschaltkontakt 18 betätigt. Der Einschaltkontakt ist als Mikroschalter ausgebildet und in einem wetterfesten Gehäuse angeordnet, auf dessen Dach die Schnurharfe montiert ist. Abweichend von der zuvor geschilderten Ausführung-ist es auch möglich, in dem Außengerät außer dem Feuchtigkeitsfühler auch den Temperaturfühler 11 und einen später zu erläuternden Luftfeuchtefühler zur Umschaltung des Generators 14 anzuordnen.

Der Temperaturfühler 11 besteht aus einer Widerstands-Brückenschaltung mit einem NTC-Widerstand 19, die am Eingang eines Spannungsverstärkers 20 liegt. Ändert sich die Temperatur, dann ändert sich auch die Eingangsspannung des Verstärkers. Der Spannungsverstärker 20 ist als gegengekoppelter operativer Verstärker ausgebildet; er hat die Aufgabe, die Brückenspannung zu verstärken.

Der Wandler 12 enthält einen Schwellwertgeber 21 mit einem Operationsverstärker 22 als Schalter, einen Spannungs-Frequenz-Wandler 23 und ein NAND-Glied 24. Eingangskriterium des Schwell·

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wertgebers 21 ist die Ausgangsspannung des Spannungsverstärkers 20 des Temperaturfühlers' 11. Der Schwellwert geber 21 hat die Aufgabe, den Zählvorgang zu unterbinden, wenn die Temperatur +5>5 C unterschreitet, da unterhalb dieser Temperatur der Entwicklungsprozeß des Schorfpilzes unterbrochen ist. ' Die Unterbindung des Zählvorganges erfolgt durch Sperrung des NAND-Gliedes 24. Die Ausgangsspannung des Spannungsverstärkers 20 des Temperaturfühlers bildet zugleich den Eingangswert des Spannungs-Frequenz-Wandlers 23, dessen Ausgangsimpulse in das NAND-Glied 24 laufen. Dieses sperrt den Zählweg, wenn die Temperatur von + 5^5 C unterschritten wird. Die Ausgangsspannung des Sehwellwertgebers 21 wird zu Null bei einer Umgebungstemperatur T = +5,5 C. .

Die Ausgangsimpulse des NAND-Gliedes 24 v/erden in einem Zählrelais 25 des Zählgerätes 13 aufsummiert. Das Zählrelais 25 ist als addierender Einstellzähler mit elektrischer und mecha-nischer Nullstellung ausgebildet. Die Impulszähl, die der Infektionsschwelle durch den Schorfpilz entspricht, kann an den nicht dargestellten Zahlenrollen in einem oberen Fenster des Zählrelais 25 eingestellt werden. Wird diese voreingestellte Impulszahl erreicht, so verursacht ein nicht dargestellter Umschaltkontakt in dem Zählgerät 13 eine Alarmmeldung. Eine selbsttätige Löschung des "aufsummierten Wertes, wie sie später noch beschrieben wird, ist jetzt nicht mehr möglich. Eine Rückstellung kann nur von Hand erfolgen.

Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Warngerätes stellt die Zeitgeberkette mit den Bauteilen 14, 15 und 16 dar. Diese Zeitgeberkette hat die Aufgabe, die Einschaltung des Warngerätes nach beendeter Blattfeuchte noch , 4 Stunden bei trockener Luft bzvf. 12 Stunden bei feuchter Luft zu erhalten. Nach Ablauf dieser Zeitspanne bewirkt der

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Ausgangsimpuls der Zeitgeberkette die Abschaltung des Gerätes und die Rückstellung des Zählrelais 25 auf den Ausgangswert.

Nach Beendigung des Zählvorganges im Zählgerät 13, d.h. nach beendeter Blattfeuchte, wird durch das Ausschalten des Feuchtigkeitsfühlers 10 der Rechteckimpulsgenerator 14 eingeschaltet. Dies ist ein Impulsgenerator mit großer Wiederholgenauigkeit. Die Impulsperiode beträgt bei

trockener Luft 1,8 s, bei feuchter Luft 5,t »; dies

entspricht bei.trockener Luft einer Abschaltdauer von 4 Stunden, bei feuchter Luft einer Abschaltdauer von

12 Stunden. Die Umschaltung der Impulsperiode von 1,8 auf 5,4 s und umgekehrt erfolgt durch ein Kontakt-Hygrometer

Die Ausgangsimpulse des Impulsgenerators. 14 laufen in den Frequenzteiler 15, welcher nach 0,8 ' 10 Eingangsimpulsen einen Ausgangsimpuls abgibt,der das Zurückstellen des Zählrelais 25 auf Null und das Abschalten des Warngerätes bewirkt. Eine Impulsperiode von 1,8 s ergibt eine Zeitdauer von 1,8 s»0,8 * 10 = 4 Stunden, eine Impulsperiode von
5,4 s ergibt eine Zeitdauer von 5,4 s * 0,8 * 10 = 12 Stunden nach Beendigung der Blattnässe für das Zurückstellen des Zählrelais 25 und für das Abschalten des Warngerätes. Innerhalb des Zeitraumes von 4 Stunden bzw. 12 Stunden kann die Zählung beliebig oft durch neu eintretende
Blattnässe >ri e der aufgenommen und weit ergeführt werden. Die Rückstellung des Zählgerätes 13 ist durch die strichpunktierte Verbindung zwisehen der Rückstellwicklung des Zählgerätes 16 und dem Zählrelais 25 angedeutet. Die Zählgeräte

und 16 können in einem Gerät vereinigt sein; der Teil 16 enthält die Rückstellwicklung und den Ausschalter für das Netzgerät. Die Betriebsspannung der elektronischen Bausteine wurde stabilisiert mit einem Präzisionsnetzwerk im Netzgerät 17, von

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welchem ein Transformator 28 und eine Diode 29, beispielsweise anstelle eines Brückengleichrichters, dargestellt sind.

Das im vorliegenden Fall als Schorf-Warngerät ausgebildete Warngerät ist ein weitgehend elektronisches Gerät, das im' Rahmen des integrierten Pflanzenschutzes zur Bekämpfung des Schorfpilzes eingesetzt werden soll. Insbesondere soll es nach Auftreten schorfpilzfreundlicher Umweltbedingungen im Gefahrenfall durch Abgabe einer Warnmeldung den günstigsten Zeitpunkt zur Bekämpfung mit Spritzmitteln anzeigen. Die z.Zt. noch üblichen, vorsorglichen Spritzungen können damit entfallen, wodurch der Obstanbau einerseits wirtschaftlicher wird und andererseits die zunehmende Vergiftung der Umwelt durch Pflanzenschutzmittel sich verringert.

Kern des Schorf-Warngerätes ist ein Temperatur-Summenzähler, der im Prinzip aus Temperaturfühler, Spannungs-Frequenz-Wandler (spannungsgesteuerter Impulsgeber) und Zähleinheit besteht und während Blattfeuchte durch den Blattfeuchtefühler eingeschaltet wird. Das Prinzip der Messung besteht in der Bewertung des in Fig. 2 dargestellten Temperatur-Zeit-Diagrammes durch eine mehr oder weniger schnelle Impuls-folge. -Wie Fig. zeigt, entwickeln sich die Sporen bei einer höheren Temperatur schneller als bei einer niedrigeren Temperatur. Unterhalb + 5,5°C findet keine Schorfentwicklung statt. Das Warngerät ist also so aufgebaut, daß die Impulsfolge mit höherer Temperatur schneller ist. Bei einer niederen Temperatur, wo eine längere Entwicklungsdauer erwartet wird, wird . .. die Schnelligkeit, mit der die Impulse aufeinanderfolgen, entsprechend reduziert. Eine vorgegebene Impulszahl entspricht damit in jedem Fall einem bestimmten Entwicklungsstadium der Sporen des Schorfpilzes. Besteht die öefahr einer Schorfpilz-Infektion, so wird besagte Warnmeldung in Gestalt eines Licht- und/oder Hornsignals ausgelöst. - , Der Landwirt hat jetzt eine Zeitspanne von ca. 12 Stunden zur Verfügung, innerhalb der ej.ne Äbtötung der gekeimten Sporen durch Spritzmittel möglich ist. Die Warnsignale

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können durch Quittieren abgeschaltet werden.

Neben dem eigentlichen Meßkanal, bestehend aus Temperaturfühler 11, Wandler 12 und Zählgerät 13, enthält das Warngerät noch weitere Meßfühler und Baugruppen. Die von den Meßfühlern erfaßten Daten für Blattfeuchte, Temperatur und Luft feuchte werden den verschiedenen Baugruppen des Gerätes zugeführt, dort verarbeitet und von einer Schaltlogik ausgewertet, die dann gegebenenfalls die Warnmeldung verursacht. Im Ruhezustand ist das Gerät aus Wirtschaftlichkeitsgründen abgeschaltet. Ausgenommen ist die Logik, die einen geringen Ruhestrom aufnimmt.

Das Gerät schaltet nur bei Blattfeuchte ein und zwar nur bei Temperaturen oberhalb +5,5 C. Nach der Beendigung der Blattfeuchte bleibt das Warngerät bei trockener Luft noch 4 Stunden, bei feuchter Luft noch 12 Stunden eingeschaltet; diese Zeiten entsprechen der Haltbarkeitsdauer der keimenden Sporen. Tritt innerhalb dieses Zeitraumes erneut Blattfeuchte auf, so wird die Zählung weitergeführt, solange diese erneute Blattfeuchte andauert. Nach Beendigung der Blattfeuchte bleibt das Gerät wieder 4-12 Stunden betriebsbereit. Bleibt eine nochmalige Blattfeuchte innerhalb dieses Zeitraumes aus, so wird das Gerät abgeschaltet.

Kam es in der Zeit der Blattfeuchte zu einer Infektion, so wird der Endstand des Zählers 25 beim Abschalten nicht gelöscht. Die Zahl der aufsummierten Impulse stellt ein Maß für die Schwere der Infektion dar und soll dem Landwirt zur Kenntnis gebracht werden. Die Schwere der Infektion ist aus Fig. 2 ersichtlich, worin jedoch nicht die Zähl der Impulse, sondern die zugehörige Zeit aufgetragen ist. Die Kurve a stellt eine leichte Infektion, die Kurve b eine mittlere und die Kurve c eine schwere Infektion dar.

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Wird während der Blattfeuchte die Infektionsschwelle nicht erreicht, so wird mit dem Abschalten des-Warngerätes auch das Zählrelais 25 auf Null bzw. auf den .Ausgangswert zurückgestellt. Damit ist die Betriebsbereitschaft für den Fall einer nachfolgenden Blattfeuchte sichergestellt.

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Claims

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Ansprüche

1. Warngerät für einen Pflanzenbefall durch Schädlinge, insbesondere durch Schorfpilz, gekennzeichnet durch die Kombination eines Feuchtigkeitsfühlers (10) eines Temperaturfühlers (11), eines die Ausgangsgröße des Temperatur-

. fühlers (11) nach dem Analog-Digital-Prinzip in Impulse umformenden Wandlers (12) und eines Zählgerätes (13), welches vorzugsweise* mit einer automatischen Alarmeinrichtung gekoppelt ist, die nach einer vorgegebenen Zahl von Impulsen anspricht.

2. Warngerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitgeberkette mit einem Impulsgenerator (14), einem Frequenzteiler (15) und einem Zählgerät (1.6) mit elektrischer Rückstellwicklung zur Festlegung des Endes des alten Zählzyklus und des Beginns des neuen Zählzyklus vorgesehen ist.

3. Warngerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (l4) als Rechteckimpuls-Generator ausgebildet ist.

4. Warngerät nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (14) beim Ausschalten des Feuchtigkeitsfühlers (10) selbsttätig eingeschaltet wird.

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5. Warngerät nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (1*1.) ein Hygrometer (26) mit einem Umschaltkontakt enthält, viel eher den Impuls-generator (14) auf wenigstens zwei verschiedene Impulsfrequenzen in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit um-

: schaltet.

5_f Warngerät nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet·, daß die Rückstellwicklung des Zählgerätes (16) mit eine™ Schalter (27) zur Ausschaltung des Netzgerätes (17) nach Erreichen einer vorgegebenen Impulszahl gekoppelt ist, . ' -

7. Warngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzgerät (17) durch den Feuchtigkeitsfühler (10) einschaltbar und durch das Zählgerät (l6) ausschaltbar

ist. .. ·

8. Warngerät, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch , gekennzeichnet, daß das Netzgerät (17) einen Transformator (28) und einen' Halb leite r-Brücke ngleichrieht er enthält.

9. Warngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (11) einen in einer Widerst an ds -Brückenschaltung angeordneten NTC-Widerstand (19) sowie einen Spannungsverstärker (20) enthält, an dessen Eingang die Spannung der Brüekendiagonale liegt.

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10. Warngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (12) einen Schwellwertgeber (21), einen Spannungs-Frequenz-Wandler (2 3) und ein NAND-Glied (24) enthält,

11. Warngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Zählrelais (25) des Zählgerätes (13) ein addierender Einstellzähler mit elektrischer Rückstellwicklung und mechanischer Nullstelltaste verwendet ist.

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