DE3226638C2

DE3226638C2 - Verfahren und Mittel zur Wachstumshemmung der holzbefallenden Fungi Serpula lacrimans und Armillaria mellea sowie eines holzbefallenden Basidiomyceten

Info

Publication number: DE3226638C2
Application number: DE3226638A
Authority: DE
Inventors: Sarah Caroline Watkinson
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1981-07-16
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1994-05-26
Anticipated expiration: 2002-07-17
Also published as: US4481219A; GB2106389B; FR2509578A1; DE3226638A1; FR2509578B1; GB2106389A

Description

Die Erfindung betrifft den in den Patentansprüchen angegebenen Gegenstand, der auf ein Verfahren zur Wachstumshemmung der holzbefallenden Fungi Serpula lacrimans und Armillaria mellea sowie eines holzbefallenden Basidiomyceten gerichtet ist.

Bisher erforderte die Ausrottung der Trockenfäule drastische Behandlungen der befallenen Bauteile von Gebäuden, da der die Trockenfäule hervorrufende Fungus weitläufig wachsen und aus gehend von einem als Nährmediumgrundstoff dienenden Holzbau teil Gips, Mörtel oder Ziegelwerk durchdringen kann, um wei tere Nährstoffquellen zu erreichen.

In der GB-PS 11 25 820 wird die Verwendung von Glutaminsäure Derivate zur Wachstumhemmung von Mikroorganismen auf einem Substrat beschrieben. Als Mikroorganismen werden Schimmelpil ze, insb. jene der Arten Aspergillus, Penicillium, Mucor, Cla dosporium und Alternaria, genannt. Ferner wird auf die Ver wendbarkeit der Glutaminsäure-Derivate zur Konservierung von Holzprodukten hingewiesen.

In der GB-PS 13 56 873 wird die Verwendung eines Alkylesters einer Aminosäure, eines N-Methyl- oder N-Ethyl-Derivates da von, einer N-Acyl-Aminosäure oder eines Alkylesters davon zur Prophylaxe von Pflanzenkrankheiten beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, daß diese Verbindungen sich zur Kontrolle von Futterpflanzen befallenden Fungi eignen. Als Fungi werden Piricularia oryzae, Xantomonas oryzae, Colletotrichum lagena rium, Phytophthora parasitica, Sphaerotheca fuliginea, Pseud operonospore cubensis, Cladosporium fulvum, Phytophthora ful vum und Stemphylium lycopersici genannt.

In der US-PS 40 45 578 wird die Verwendung von alpha-N,N-Di chloraminoisobuttersäureester zur Inhibierung bakteriellen Wachstums beschrieben. Es wird auch auf die Verwendbarkeit der Verbindungen gegenüber Fungi, beispielsweise dem Schimmelpilz Aspergillus niger, hingewiesen.

In der WO 81/00 188 wird die Verwendung von aus der Umsetzung von Glycin oder einem Salz davon mit Formaldehyd erhaltenen Reaktionsprodukten zur Wachstumshemmung von Mikroorganismen beschrieben. Als Mikroorganimen werden Schleimpilze, bei spielsweise Aspergillus niger, genannt. Ferner wird auf die Verwendung der Verbindungen zur Konservierung von Holz hinge wiesen.

In der GB-PS 20 30 452 wird die Verwendung von Fungiziden in Verbindung mit den Stoffwechsel von Fungi beeinflussenden Additiven zur Steigerung der Ernte von Getreidepflanzen, insb. von Weizen, Hafer und Roggen beschrieben. Als Additive können Fettsäuren, beispielsweise Buttersäure, und Aminosäuren, bei spielsweise Hydroxylysin und Methionin, verwendet werden.

In diesen Druckschriften wird jedoch nicht die Wachstumshem mung von die Trockenfäule verursachenden Mikroorganismen be schrieben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Wachstumshemmung der holzbefallenden Fungi Serpula lacri mans und Armillaria mellea sowie eines holzbefallenden Basi diomyceten bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man das Fungus-Mycel oder den Nährmediumgrundstoff aus Holz mit einem stickstoff haltigen Wirkstoff aus der Gruppe Aminoisobuttersäure, δ-Hy droxylysin-HCl, DL-Methioninsulphoxid oder deren Alkalisalz bzw. Säureadditionssalz behandelt.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Behandlung von Holz einschließlich von Bäumen, geschlagenem Holz und Baumstümpfen, gleichgültig ob das Holz Pilzbefall aufweist oder frei davon ist, wobei in letzterem Falle die Behandlung selbstverständlich dem Schutze und der Konser vierung dient.

Erfindungsgemäß können zum Beispiel auch Kameralinsen und andere optische Ausrüstungen, über die sich Fungi von einem Nährmediumgrundstoff im Gehäuse der Linse ausbreiten und diese zerstören können, behandelt und konserviert werden.

Die erfindungsgemäß verwendeten Wirkstoffe werden vom Mycel aufgenommen und auch von diesem weiterbefördert. Erfindungsgemäß werden auch Tests bereitgestellt, aus denen solches untersucht werden kann. In ihnen können z. B. Fungusproben unter sonst identischen Bedingungen separat wachsen gelassen werden

a) in Abwesenheit jedweder Stickstoffquelle,
b) in Abwesenheit einer anderen Stickstoffquelle als der jenigen, welche den zu untersuchenden Wirkstoff dar stellt und
c) in Gegenwart einer einzigen Stickstoffquelle, die für die Lieferung von metabolisierbarem Stickstoff aner kannt ist.

Ist das Wachstum gemäß b) identisch mit demjenigen von a) und geringer als dasjenige von c) so unterliegt der getestete Wirkstoff keinem Stoffwechsel und ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet, vorausgesetzt, daß dessen Weiterbeförderung innerhalb des Mycels erfolgt. Ein derartiger Transport läßt sich leicht nachweisen, in dem man den Wirkstoff an einer bestimmten Stelle des Mycels von diesem aufnehmen läßt und Bestimmungen zum Nachweis des Wirkstoffes an einer zweiten, von der Aufnahmestelle entfernt liegenden Stelle durchführt, zum Beispiel durch empfindliche analytische Methoden wie Chromatographie.

Der stickstoffhaltige Wirkstoff ist zweckmäßiger Weise wasserlöslich, nicht-toxisch und nicht-ätzend und vor zugsweise handelt es sich um eine nicht-metabolisierbare, natürlich vorkommende oder synthetische Aminosäure (typischer weise um eine Nicht-Protein-Aminosäure) oder um eine strukturell analoge Verbindung einer natürlich vorkommenden Aminosäure, entweder in freier Form oder in Form eines ein fachen Derivates, beispielsweise eines Salzes, z. B. eines Salzes eines Alkalimetalls, üblicherweise eines Salzes von Natrium oder Kalium, oder eines Säuresalzes. Die Molekular strukturen derartiger analoger Verbindungen, die in der Regel als Stoffwechselinhibitoren (d. h. als Antimetaboliten oder als Verbindungen, die das Wachstum durch Konkurrenz für verwertbaren Stickstoff an einer Wachstumstelle im Fungusmycel hemmen) wirken, sind im allgemeinen von der artigen natürlich vorkommenden Aminosäuren ableitbar durch Einführung und/oder Ersatz einer Einzelgruppe. Eine der artige Gruppe besteht in der Regel aus nicht mehr als 25 Atomen und es kann sich zum Beispiel um eine C₁ bis C₆- Alkylgruppe, eine aromatische Gruppe, z. B. eine Arylgruppe, eine Hydroxyl-, Sulfoxid, Sulfonsäure-, Halogen- oder Nitrogruppe handeln. Der Wirkstoff kann ein Stoffwechselantagonist von Glutamin, Glutaminsäure, Asparaginsäure, Alanin oder Glycin sein. Erfindungsgemäß wird ein Wirkstoff aus der Gruppe DL-Methionin-sulfoxid der Formel CH₃SOCH₂CH₂CH(NH₂)CO₂H, δ-Hydroxylysin-HCl der Formel H₂N CH₂CH(OH)- CH₂CH₂CH(NH₂)CO₂H ·HCl, Aminoisobuttersäure der Formel (CH₃)₂C(NH₂)CO₂H oder deren Alkalisalz bzw. Säureadditionssalz verwendet. Die Verbindung Aminoisobuttersäure, die geruchlos, farblos und nichtätzend ist oder deren Aminsalz, z. B. das Hydrochlorid oder ein Alkalimetallsalz derselben, wird besonders bevorzugt, insbesondere dann, wenn es sich um die Hemmung des Wachstums von S. lacrimans handelt.

Der stickstoffhaltige Wirkstoff wird in der Regel auf das Mycel oder den vom Pilzwachstum befallenen oder nicht-befallenen Nährmediumgrundstoff in Form eines Anstrichs oder Sprays aufgebracht oder, wenn es sich um nichtbefallenes Holz handelt durch Tränken des Holzes in einer Lösung oder Dispersion des Wirkstoffes in einem flüssigen Medium, bei dem es sich vorzugsweise um ein wäßriges Medium handelt. Es kann sich als vorteilhaft erweisen, den stickstoffhaltigen Wirkstoff mit einer als Energiequelle wirkenden Verbindung, bei der es sich in der Regel um ein Kohlehydrat und typischerweise um einen Zucker handelt, zu vermischen, um die Aufnahme des Wirkstoffes durch das Mycel zu fördern. Wahlweise oder zusätzlich kann der stickstoffhaltige Wirkstoff mit einer oder mehreren wachstumsfördernden Verbindungen, z. B. einer Quelle für Mineralstoffe, ver mischt werden, um die Oberfläche des für die Behandlung zugänglichen Mycels zu vergrößern.

Geeignete, in einem derartigen erfindungsgemäßen Mittel vorliegende Energiequellen sind z. B. Monosaccharide oder Disaccharide wie Saccharose, oder Polysaccharide wie Cellulose, und geeignete wachstumsfördernde Verbindungen sind z. B. Flavonoide und Mineralstoffe wie Magnesium-, Kalium-, Eisensulfate und -phosphate, z. B. KH₂PO₄. Der stickstoffhaltige Wirkstoff macht in der Regel nicht mehr als 10%, üblicherweise nicht mehr als 1 Gew.-% des einge setzten Mittels aus und die als Energiequelle wirkende Verbindung liegt in der Regel in einer Konzentration von nicht größer als 20% vor, wobei eine Konzentration von nicht größer als 10% bevorzugt und eine Konzentration von nicht größer als 3% typisch sind. Die Konzentration der Mineralstoffquelle ist üblicherweise nicht größer als 0,5 Gew.-%.

Obwohl der stickstoffhaltige Wirkstoff in der Regel in Form einer Lösung oder Dispersion in einem flüssigen Medium zur Anwendung gelangt, kann er zur Verminderung der Transport- und anderer Kosten als ein Konzentrat verpackt werden, z. B. in Form eines Pulvers, das ent weder für sich allein oder im Gemisch mit einer oder mehrerer als Energiequellen wirkenden Verbindungen und einer wachstumsfördernden Verbindung vorliegt. Die Zugabe einer geeigneten Menge Lösungs- oder Dispergiermittel, bei dem es sich üblicherweise um Wasser handelt, er gibt sodann ein gebrauchsfertiges Mittel.

Beispiel Hemmung des Wachstums von S. lacrimans durch Aminoisobutter säure

Das Mycel von S. lacrimans wurde radial wachsen gelassen von einer Scheibe aus 1% Malzagar über die trockene Fläche einer im übrigen leeren Petrischale. Sobald die Kolonie einen Durchmesser von 17,5 mm aufwies wurde Aminoisobuttersäure (AIB) in einer Konzentration von 10 Gew.-% dem Agar zuge geben. Die erhaltenen Ergebnisse sind zusammen mit den Ergebnissen eines Vergleichsversuch, bei dem kein AIB zuge setzt wurde, in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1

Beispiel 2 Behandlung von befallenem Holz mit Aminoisobuttersäure

Mycel von S. lacrimans wurde in Holzblöcke eingebracht und aus diesen über eine nicht als Nährmedium dienende Fläche wachsen gelassen. Eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt an 100 mg/ml AIB wurde sodann zu den Blöcken in einer Menge von 0,2 ml zugegeben, was eine Wachstumshemmung zur Folge hatte, die mindestens drei Monate lang anhielt in der Ecke des Mycels 10 cm vom Auftragspunkt entfernt.

Beispiel 3 Einfluß von AIB auf die Hemmung der Ausbreitung von Mycel von einem Nährmediumgrundstoff aus Holz

Der Einfluß der Zugabe von AIB auf in Holznährböden be findliche Kolonien von S. lacrimans wurde nach der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise getestet, jedoch mit der Ausnahme, daß für das Wachstum der Kolonien die zentral in einer leeren Petrischale eingebrachte Agar scheibe durch einen Holzblock ersetzt wurde. Nachdem das Mycel sich auszubreiten begonnen hatte vom Holzblock über den Boden der Schale, wurden 0,2 ml einer AlB-Lösung (100 mg/ml) auf eine Hälfte der Platte aufgebracht.

Die erhaltenen Ergebnisse waren wie folgt:
Wachstumszunahme (cm²) betrifft den durch das Pilzmycel bedeckten Oberflächenbereich und die Zunahme darin innerhalb von 7 Monaten nach Zugabe des Inhibitors:

Prozentuale Zunahme der Fläche betrifft den durch das Pilzmycel bedeckten Oberflächenbereich und die Zunahme darin innerhalb von 7 Monaten (cm²):

Die Ergebnisse zeigen, daß AIB die Ausbreitung des Fungus von einem Nährmediumgrundstoff aus Holz erniedrigt. Das Mycel an den behandelten Blöcken bleibt lebensfähig, doch ist seine Ausdehnungsrate verringert und das beweist, daß AIB das Wachstum im Abstand von der Aufbringungsstelle beeinflußt.

Beispiel 4

Einfluß von DL-Methioninsulfoxid (MS) auf die Hemmung der Ausbreitung von Mycel von einem Agar-Nährmediumgrundstoff.

Mycel von S. lacrimans wurde radial von Scheiben aus 1% Malzagar über die trockene Fläche von ansonsten leeren Petrischalen wachsen gelassen. Nach 7 Tagen wurden 0,05 ml einer wäßrigen Lösung von MS in einer Konzentration von 10 mg/ml zu mehreren der Scheiben zugegeben, während andere zu Vergleichszwecken unbehandelt blieben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2

Beispiel 5

Eine ähnliche Verfahrensweise wie in Beispiel 4 wurde durchge führt, wobei jedoch die Konzentration an MS auf 240 mg/ml erhöht wurde. 20 Tage nach der Inokulation betrug der durchschnittliche Durchmesser der behandelten Kolonie 21,7 ± 1,5 cm, wohingegen der durchschnittliche Durch messer der unbehandelten Kolonie 25 ± 2,5 cm war.

Claims

1. Verfahren zur Wachstumshemmung der holzbefallenden Fungi Serpula lacrimans und Armillaria mellea sowie eines holzbefallenden Basidiomyceten, dadurch gekennzeichnet, daß das Fungus-Mycel oder der Nährmediumgrundstoff aus Holz mit einem stickstoffhaltigen Wirkstoff aus der Gruppe Aminoisobuttersäure, δ-Hydroxylysin-HCl, DL-Methioninsulphoxid oder deren Alkalisalz bzw. Säureadditionssalz behandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine das Wachstum des Holzpilzes fördernde Verbindung zugesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Wachstum fördernde Verbindung aus der Gruppe Flavonoide und den Mineralstoffen Magnesium-, Kalium- und Eisensulphaten bzw. -phosphaten ausgewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wachstumsfördernde Verbindung in einer Menge bis zu 1 Gew.-% eingesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine die Aufnahme des Wirkstoffes durch das Fungus-Mycel fördernde Verbindung zugesetzt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Monosaccharid, Disaccharid oder Polysaccarid zugesetzt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz in einer Menge bis zu 20 Gew.-% verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2-7, dadurch gekennzeichnet, daß der stickstoffhaltige Wirkstoff in einer Menge bis zu 10 Gew.-% eingesetzt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die den stickstoffhaltigen Wirkstoff enthaltende Zusammensetzung durch Aufstreichen oder Aufsprühen auf das Holz oder durch Tränken des nicht-be fallenen Holzes in einer Lösung oder Dispersion in einem flüssigen Medium aufgebracht wird.

10. Mittel zur Wachstumshemmung der holzbefallenden Fungi Serpula lacrimans und Armillaria mellea sowie eines holzbefallenden Basidiomyceten, gekennzeichnet durch einen stickstoffhaltigen Wirkstoff aus der Gruppe Aminoisobuttersäure, δ-Hydroxylysin-HCl, DL-Methioninsulphoxid oder deren Alkalisalz bzw. Säureadditionssalz in Kombination mit

a) einer die Aufnahme des Wirkstoffs durch das Mycel fördernden Verbindung und/oder
b) einer wachstumsfördernden Verbindung.

11. Mittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des stickstoffhaltigen Wirkstoffes nicht mehr als 10 Gew.-% beträgt.

12. Mittel nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der die Aufnahme des Wirkstoffes fördernden Verbindung nicht größer als 20 Gew.-% beträgt.

13. Mittel nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung ein Monosaccharid, Disaccharid oder Polysaccharid ist.

14. Mittel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung Saccharose ist.

15. Mittel nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der wachstumsfördernden Verbindung nicht größer als 1 Gew.-% beträgt.

16. Mittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der die Aufnahme des Wirkstoffes fördernden Verbindung die Konzentration des stickstoffhaltigen Wirkstoffes übersteigt.