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Zubereitung zur Erhöhung der strukturellen Resistenz von
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Nutz- und Zierpflanzen und Verwendung derselben (Zusatzanmeldung zu
P 33 14 936) Die Erfindung betrifft eine Zubereitung zur Erhöhung der strukturellen
Resistenz von Nutz- und Zierpflanzen und die Verwendung derselben.
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Pflanzenkrankheiten, die durch Schaderreger ausgelöst werden, verursachen
alljährlich die Vernichtung grosser Erntebestände. Dabei fungieren als Schaderreger
an erster Stelle die Pilze, daneben Bakterien und Viren.
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Die Bekämpfung von Pflanzenkrankheiten kann durch Züchtung widerstandsfähiger
Sorten, durch Dispositionsprophylaxe oder durch eine Infektionsprophylaxe und -therapie
erfolgen.
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Die am häufigsten angewendete Massnahme stellt die Infektionsprophylaxe
dar, wonach entweder verhindert wird, dass der Erreger und der Wirt überhaupt zusammenkommen,
oder, falls dies doch geschieht, der Erreger vor oder während der Keimung vernichtet
wird. Die Massnahmen, um das Zusammentreffen von Erreger und Wirt zu erschweren,
sind entweder indirekter oder direkter Natur, wobei letzteres auf einer aktiven
Bekämpfung des Schaderregers beruht. Eine derartige Bekämpfung kann z.B. durch physikalische
oder chemische Desinfektion erfolgen; am häufigsten kommt die Anwendung eines chemischen
Schutzes der heranwachsenden Pflanze infrage. Dabei ist es in der Regel erforderlich,
die gesamte Pflanzenoberfläche vorsorglich mit einem entsprechenden Giftstoff, einem
Fungizid oder Bakterizid zu überziehen. Es ist hinreichend bekannt, dass die Anwendung
derartiger Giftstoffe auf Dauer in der Natur zu grossen ökologischen Schäden führt.
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Es besteht somit ein dringendes Bedürfnis, die Anwendung üblicher
Pflanzenschutzmittel, die durchwegs starke Giftstoffe darstellen und das Grundwasser
verseuchen bzw.
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sich im Boden anreichern können, soweit wie möglich einzudämmen. Dafür
ist es erforderlich, eine Substanz bzw.
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eine Substanzenkombination zur Verfügung zu stellen, die sowohl bakterizide
als auch fungizide Wirkung entfaltet und ausserdem den Wirt gegenüber dem eindringenden
Erreger möglichst widerstandsfähig macht.
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Die Mechanismen der Pflanzeninfektion, die sich je nach der Art des
Erregers unterscheiden, sind bekannt. In diesem Zusammenhang wird auf die DE-OS
33 14 936.4 verwiesen.
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Aus vorstehender Patentanmeldung ist die Verwendung eines Mittels
aus einem wasserlöslichen Acrylpolymer, einem Vernetzungsmittel für das genannte
Acrylpolymer und gegebenenfalls einer Initiatorsubstanz zur Erhöhung der strukturellen
Resistenz von Nutz- und Zierpflanzen bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. eine Zubereitung zur Verfügung
zu stellen, die sowohl "Hemmschwellen" gegen den Schaderreger schafft, darüber hinaus
aber noch eine fungizide und bakterizide Wirkung entfaltet, um bereits von Mikroorganismen
befallene Pflanzenteile zu desinfizieren. Dabei soll die Substanz mit antimikrobieller
Wirkung keinen üblichen chemischen Giftstoff zur Pflanzendesinfektion darstellen,
der infolge seiner Anreicherung im Boden und Grundwasser Nachteile mit sich bringt.
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Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch eine Zubereitung gelöst,
die eine Kombination aus einem wasserlöslichen Acrylpolymer, einem Vernetzungsmittel
für das genannte Acrylpolymer und gegebenenfalls einer Initiatorsubstanz sowie zusätzlich,
vorzugsweise in getrennter Aufbewahrung einem sauerstoffaktivierenden System darstellt.
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Unter der Bezeichnung "wasserlösliches Acrylpolymer" ist gemäss der
Erfindung ein Polymer oder Copolymer zu verstehen, das durch Polymerisation einer
alpha-,beta-ungesättigten organischen Säure erhalten worden ist. Beispiele derartiger
ungesättigter Säuren umfassen vorzugsweise Acrylsäure und Methacrylsäure.
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Weitere Monomere zur Herstellung des vorstehend genannten wasserlöslichen
Polymers sind der DE-OS 33 14 936.4 zu entnehmen, auf die hier ausdrücklich Bezug
genommen wird.
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Dies gilt ebenfalls für die bevorzugten Molekulargewichte der gebildeten
Polymerverbindung. In der genannten Patentanmeldung werden eine Reihe bevorzugter,
u.a. im Handel erhältlicher Mittel beschrieben. Besonders geeignet ist das von der
Firma Agro-K.Corp., Minneapolis, USA, unter dem Namen PRO-TEC vertriebene Produkt.
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Als Vernetzungsmittel zur Bildung des wasserlöslichen Acrylpolymers
eignen sich bifunktionelle und polyfunktionelle Materialien, die mit den funktionellen
Gruppen der Acrylverbindung reagieren können. Als Vernetzungsmittel kann jedes hierfür
geeignete Mittel, das über entsprechende funktionelle Gruppen verfügt, eingesetzt
werden.
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Beispielhaft sollen im folgenden einige besonders geeignete Vernetzungsmittel
angegeben werden: Formaldehydharze, Epoxyharze und mehrwertige Metallionen.
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Besonders geeignete Vernetzungsmittel sind weiterhin der vorstehend
genannten DE-OS 33 14 936.4 zu entnehmen.
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Der in der erfindungsgemässen Zubereitung gegebenenfalls verwendete
Initiator stellt bevorzugt einen fotochemischen Initiator dar, insbesondere ein
im UV-Bereich absorbierendes Agens. Es ist bevorzugt, dass die im UV-Bereich absorbierende
Initiatorsubstanz im Wellenlängenbereich von 2.700 bis ca. 4.000 A absorbiert. Als
besonders geeignete Initiatorverbindungen sind zu nennen: Ester von para-Aminobenzoesäure,
Ester von substituierten
para-Aminobenzoesäuren, Benzophenonderivate.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung von 2-Ethoxy-ethyl-p-methoxy-cinnamat als
Initiatorsubstanz. Im Hinblick auf weitere geeignete Initiatorsubstanzen wird auf
die vorstehend genannte Patentanmeldung Bezug genommen.
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In der Teilkomponente der erfindungsgemässen Zubereitung, welche das
wasserlösliche Acrylpolymer, das Vernetzungsmittel und gegebenenfalls die Initiatorsubstanz
umfasst, ist die Zusammensetzung so zu wählen, dass das Mittel vor der Anwendung
noch eine bestimmte Zeit gelagert werden kann. Besonders bevorzugt ist es, wenn
das Mischungsverhältnis so eingestellt wird, dass eine nennenswerte Vernetzung und
damit Erhöhung des Molekulargewichtes erst nach ca. 3 bis ca. 6 Tagen Lagerung bei
Raumtemperatur eintritt. Auf diese Weise ist es möglich, die genannte Teilkomponente
der erfindungsgemässen Zubereitung einige Zeit vor der Anwendung zu mischen und
diese dann zusammen mit den weiteren Teilkomponenten in den darauffolgenden Tagen
auf die Pflanzen aufzusprühen.
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In der vorstehend genannten Teilkomponente der erfindungsgemässen
Zubereitung liegt das wasserlösliche Acrylpolymer in einem Anteil von 80 bis 99
Gew.-%, das Vernetzungmittel im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 5 Gew.-%,
und der Initiator in einer Menge von 0,0001 bis 0,20 Gew.-%, bevorzugt von 0,001
Gew.-%, bezogen auf das Feststoffgewicht der genannten Teilkomponente der erfindungsgemässen
Zubereitung vor.
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In der erfindungsgemässen Zubereitung liegt die vorstehend genannte
Teilkomponente, die das Acrylpolymer etc.
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umfasst, in Anteilen von 3 bis 30 %, vorzugsweise von 3 bis 15 %,
besonders bevorzugt von 5 bis 10 %, vor.
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Die erfindungsgemässe Zubereitung umfasst im weiteren ein sauerstoffaktivierendes
System. Dieses sauerstoffaktivierende System liegt vorzugsweise in getrennter Aufbewahrung
von dem Acrylpolymergemisch vor.
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Als bevorzugtes sauerstoffaktivierendes System eignen sich stabilisierte
Chloritmatrices. Diese Chloritmatrices entsprechen der allgemeinen Formel Cl02.
n02 wobei n den Wert von 0,01 bis 0,25 annehmen kann. Stabilisierte Chloritmatrices
finden u.a. auch Verwendung zur Deckung des biochemischen Sauerstoffbedarfes und
insbesondere zur bakeriziden Wundreinigung, wobei der neuartige Sauerstoffkomplex
bei lokaler bzw. topischer Verwendung in das Gewebe eidiffundiert, wo er durch Biokatalysatoren
zu den physiologisch unbedenklichen Metaboliten Sauerstoff und Chlorid abgebaut
wird. Als Beispiel werden Zubereitungen, die Tetrachlordecaoxid (TDCO) enthalten
(Oxoferin (BI der Anmelderin) genannt.
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Während in der Humanmedizin bevorzugt stabilisierte Chloritmatrices
mit einem n-Wert von annähernd 0,25 verwendet werden, können in den Zubereitungen
zur Erhöhung der strukturellen Resistenz von Nutz- und Zierpflanzen auch solche
Chargen an Cl02. n02 mit einem n-Wert von 0,01 bis 0,1 eingesetzt werden.
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Die Anwendung von stabilisierten Chloritmatrices in der bakteriziden
Wundreinigung ist u.a. in der deutschen Patentanmeldung P 32 13 389.8 von Dr. Friedrich-Wilhelm
Kühne beschrieben, worauf hier Bezug genommen wird.
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Um den Wirkungseintritt und die Steuerung der Abgabe von aktiviertem
Sauerstoff aus den stabilisierten Chloritmatrices in kontrollierter Weise noch zu
verbessern, ist es vorteilhaft, der die Chloritmatrices enthaltenden Lösung eine
Eisen-Porphyrin-Verbindung kurz vor dem Gebrauch zuzugeben. Es ist bevorzugt, die
Chloritmatrix enthaltende Lösung und die Eisen-Porphyrin-Verbindung bis kurz vor
dem Gebrauch voneinander getrennt aufzubewahren, um die Katalysatorwirkung nicht
vorzeitig auszulösen. Als Eisen-Porphyrin-Verbindung können Hän-Protein-Verbindungen
zum Einsatz gelangen. Hier ist insbesondere die Verbindung Hämoglobin zu nennen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Eisen-Porphyrin-Verbindung
frei von einem Proteinanteil zugefügt, da der Proteinanteil die Freisetzung des
aktivierten Sauerstoffes beeinflusst. Ein ähnlicher Abbau zu ökologisch unschädlichen
Komponenten erfolgt bei der Anwendung auf Pflanzenteilen.
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Daher ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung auf Zubereitungen,
die Häm enthalten, gerichtet, wobei das Häm gegebenenfalls auch synthetisch durch
Einbringung verschiedenartiger Substituenten in die ß,ß'-Stellungen der Pyrrolkerne
in üblicherweise modifiziert sein kann.
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Die Eisen-Porphyrin-Verbindung wird mit Vorteil in einer Menge von
1:10 bis 1:100 zu der stabilisierten Chloritmatrix eingesetzt. Je nach Anwendungszweck
können aber auch geringere Mengen der Eisen-Porphyrin-Verbindung Einsatz finden.
Gemäss der Erfindung ist es insbesondere bevorzugt, eine Lösung der stabilisierten
Chloritmatrices, gegebenenfalls unter Hinzufügung einer Eisen-Porphyrin-Verbindung,
zunächst auf die zu behandelnden Pflanzenteile aufzubringen, und dann in einem zweiten
Schritt eine Lösung aus einem wasserlöslichen Acrylpolymer, einem Vernetzungsmittel
für dasselbe und gegebenenfalls einer Initiatorsubstanz auf die vorbehandelten Pflanzenteile
zu applizieren.
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Ein weiteres sauerstoffaktivierendes System stellt das System zur
physikalisch-chemischen Aktivierung von Triplett-Sauerstoff zu Singulett-Sauerstoff
dar. Hier gelangt man durch fotodynamische Aktivierung bestimmter Pigmentmoleküle
zu dem äusserst reaktiven Singulett-Sauerstoff, der ebenso wie der aus den stabilisierten
Chloritmatrices freigesetzte Sauerstoff eine antimikrobielle Wirkung entfaltet.
Bei der fotodynamischen Aktivierung durch bestimmte Pigmentmoleküle wird die durch
eingefangene Lichtquanten erzeugte Anregungsenergie auf den Sauerstoff weitergegeben
und seine ungepaarten Elektronen werden zu einem reaktiven "Dublett" mit antiparallelem
Spin gepaart. Singulett-Sauerstoff stellt eine der aggressivsten Sauerstoffspezies
dar.
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Als Pigmentmoleküle eignen sich für die vorstehend genannte fotodynamische
Aktivierung insbesondere die Substanzen Rose Bengal, Hypericin (Hypericum perforatum),
das aus dem Johanniskraut gewonnen wird und ein Naphthochinon-Derivat darstellt,
sowie das dem letzteren strukturverwandte Fagopyrin aus Buchweizen, die beide einen
starken fotodynamischen Effekt zeigen. Im weiteren eigenen sich die folgenden Pigmente
bzw. Farbstoffe: Cumarine, Hämatoporphyrin, Riboflavin und Indolderivate als Singulett-02-Generatoren.
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Wie im Falle der antimikrobiellen Vorbehandlung durch stabilisierte
Chloritmatrices ist es auch bei der Anwendung von Singulett-Sauerstoff vorteilhaft,
in einem getrennten Verfahrensschritt eine entsprechende Vorbehandlung durchzuführen
und anschliessend die Pflanzenteile mit der Acrylpolymerlösung zu behandeln.
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Als weitere sauerstoffaktivierende Systeme dienen Wasserstoffperoxid,
anorganische und organische Peroxide oder +++ Fe + Reduktionsmittel.
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Als besonders bevorzugte Peroxide sind zu nennen: Benzoylperoxid,
Sebacinsäureperoxid, sowie insbesondere anorganische Peroxide und besonders bevorzugt
Wasserstoffperoxid.
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Als geeignetes System Fe /Reduktionsmittel ist das System Fe+++-Salz
+ Ascorbinsäure anzuführen.
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Im allgemeinen wird die erfindungsgemässe Zubereitung in einer Menge
von 5 bis 500 l/ha auf die Pflanzen aufgebracht. Bevorzugt ist eine Applikation
des Mittels in einer Menge von 50 1/pa.
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Wie bereits vorstehend ausgeführt, ist es vorteilhaft, die Anwendung
der erfindungsgemässen Zubereitung in zwei Schritten zu vollziehen, d.h. in einem
ersten Schritt erfolgt die Applikation des sauerstoffaktivierenden Systems auf die
zu behandelnden Pflanzenteile, worauf dann in einem zweiten Verfahrensschritt eine
wässrige Lösung von Acrylpolymer, Vernetzungmittel und gegebenenfall Initiatorsubstanz
auf die Pflanzen aufgebracht wird.
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Die Apprikation der erfindungsgemässen Zubereitung erfolgt nach bekannten
Methoden der Tauch- oder Sprühbehandlung; bevorzugt jedoch nach dem ULV- oder C-D-A-Verfahren.
Hierzu wird auf die in der DE-OS 13 13 673 beschriebene Vorrichtung zum Versprühen
von Flüssigkeiten und Suspensionen hingewiesen, wobei man kleine Tröpfchen von einer
routierenden Schleuderscheibe als Sprühkegel schleudert, indem man während des Versprühens
in einer im Inneren des Sprühkegels liegenden Zone einen zur Ausbildung einer den
Sprühkegel verengenden Zentripetalströmung hinreichenden Unterdruck erzeugt.
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Im folgenden werden Schaderreger aufgeführt, die mit Hilfe der erfindungsgemässen
Zubereitung besonders erfolgreich bekämpft werden können:
I. Pilze
1. Oomycetales: Plasmopara viticola, Phytophthora infestans, Pseudoperonospora humili,
Phytophthora palmivora, Peronosporaceae an Zierpflanzen (falscher Mehltau).
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2. Ascomycetes: Euascomycetes, wie Plactoscales, Erysiphales, z.B.
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Erysiphe graminis, Uncinula necator, Sphaerotheca mors uvae, Sphaerotheca
humili, Spaerotheca pannosa, Podosphaera leucotricha; Pyrenomycetales, wie Venturia
inaequilis, Fusarium culmorum, Pseudopeziza tracheiphila, Mycophaerella musicola,
Mycosphaerella graminicola, Leptosphaeria nodurum (Septoria nodu- rum).
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3. Basidiomycetes: Phragmobasidiomycetes, wie Uredinales, Uromyces
phaseoli, Uromyces pisi, Hemileia vastatrix, Uromyces cariophillinus, Puccinia purpurea,
Puccinia arachit dis, Uromyces appendiculatis, Puccinia helianthi, Phakopsora pachyrhizi;
Ustilaginales; sowie weiter Basidiummycetes, wie Cerospora caffeicola, Exobasi,
dium vexans.
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4. Deuteromycetes, wie Botrytis cinerea, Cerospora beticola, Alternaria,
Septoria spp., Phoma lingam, Piricularia oryzae.
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II. Pflanzenpathogene Bakterien Hier wird gemäss der Erfindung ebenfalls
ein Schutz durch strukturelle Resistenzerhöhung erzielt, besonders auch bei Beschädigungen
an der Pflanze.
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Bevorzugte Wirtspflanzen, die mit Hilfe der erfindungsgemässen Zubereitung
geschützt werden: Obstbestand, insbesondere Äpfel und Birnen, Getreide, Kartoffeln
(kraut- und Knollen), Zurckerrüben, Erdbeeren, Weinreben und Trauben.
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Besonders geeignet ist die Verwendung der erfindungsgemässen Zubereitung
zum Schutz vor Fichten-Mehltau, Falschem Mehltau, Obstschorf, Rostkr-nkheiten, Kraut-
und Knollenfäule der Kartoffel, zum Schutz vor der durch Caerospora verursachten
Infektion der Zuckerrübe, dem durch Phoma lingam verursachtem Befall von Raps, dem
Befall durch Pseudcaercosporella bei Getreide, dem Befall durch Phytophthora und
Botrytis bei Erdbeeren, zum Schutz von Botrytis-Befall bei Weinreben.
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Insbesondere eignet sich die erfindungsgemässe Zubereitung bevorzugt
zum Schutz von Weinreben, Hopfen, Roggen, Weizen oder Gerste sowie zum Schutz von
Saatgut (Samen) und Pflanzgut (Knollen, Klone, Zwiebeln, etc.). Besonders geeignet
ist die Anwendung der erfindungsgemässen Zubereitung zur Vermeidung schädlicher
Frosteinflüsse auf Pflanzen bzw. Pflanzenteile. Die Erhöhung der Frosttoleranz von
Pflanzen erfolgt durch Ausschaltung der Eisnukleusbildung auf den Pflanzenoberflächen.
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Im folgenden werden Versuche unter Verwendung der erfindungsgemässen
Zubereitung beschrieben, die die Erfindung näher erläutern, diese jedoch nicht beschränken
sollen.
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Die für die Untersuchungen verwendeten Pflanzen (jeweils 6 Stück)
wurden in Töpfen gezogen. Für jede Untersuchung dienten Pflanzen in 6 bis 10 Töpfen.
Zum Einsatz kam bei den nachstehenden Versuchen das im Handel von der Firma Agro-K.Corp.,
Minneapolis, erhältliche Mittel "PRO-TEC", das sich zusammensetzt aus einem carboxylierten,
hydrophilen Acrylpolymer, einem Vernetzungsagens sowie einer UV-absorbierenden Substanz.
PRO-TEC wurde bei den Versuchen in wässriger Lösung bzw. Disperion in einer Konzentration
von 7,5 % Feststoffgehalt angewendet.
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Als sauerstoffaktivierendes System kamen Lösungen aus stabilisierten
Chloritmatrices mit einem n-Wert von 0,10 zur Anwendung. Die Konzentration der wässrigen
Lösung an stabilisierten Chloritmatrices betrug mindestens 10 mg/l.Der die Chloritmatrices
enthaltenden Lösung wurde Häm in einer Konzentration von ca. 20 mg/l als Katalysator
zur verbeserten kontrollierten Sauerstoffabgabe zugegeben.
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Die Pflanzen wurden in einem bestimmten Vegetationsstadium mit Hilfe
eines Handsprühers- in zwei Schritten bis zum völligen Bedecken der Pflanzen mit
den vorstehend genannten zwei wässrigen Lösungen bzw. Dispersionen besprüht. Die
zweite Sprühbehandlung mit dem Acrylpolymer erfolgte etwa 30 Minuten bis 1 Stunde
nach der ersten Sprühbehandlung. Die Ergebnisse der mit der erfindungsgemässen Zubereitung
in zwei Verfahrensschritten behandelten Pflanzen wurden mit Kontrollproben, die
nicht behandelt, sondern lediglich dem Schaderreger ausgesetzt wurden, verglichen.
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Versuchsbeispiel 1 Hierzu wurden insgesamt 60 Bohnenpflanzen (Phaseolus
vulgaris), die zu einer Höhe von ca. 30 bis 50 cm gezogen worden waren, mit Uredospori
von Uromyces phaseoli infiziert. Die Hälfte der Bohnenpflanzen war unmittelbar vorher
mit der erfindungsgemässen Zubereitung in zwei Verfahrensschritten vorbehandelt
worden. Die andere Hälfte der Pflanzen diente als Kontrolle.
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Bereits nach 5 bis 7 Tagen zeigten die Kontrollpflanzen starken Pilzbefall.
Die mit dem erfindungsgemässen Mittel behandelten Pflanzen waren nicht infiziert.
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Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 in Abhängikeit von der
Sporenkonzentration wiedergegeben.
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Tabelle 1 Uredosori/cm2 Blattfläche "Sporenkonzentration" = 140 mg/400
ml H2O; die Kontrollpflanzen wurden nur mit Wasser behandelt.
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Nr. behandelt unbehandelt 1 0 130 2 1 145 3 1 167 4 0 151 5 0 173
6 1 156 7 0 178 8 1 139 9 0 146 10 0 163 11 0 171 12 1 190 mung der Pilzinfektion
ca. 99,8 t.
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Die vorstehenden Vergleichsversuche in Tabelle 1 zeigen deutlich,
dass mit Hilfe der erfindungsgemässen Zubereitung die strukturelle Resistenz der
Bohnenpflanzen deutlich verbessert und das Eindringen des pathogenen Erregers nahezu
vollständig verhindert wird.
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Versuchsbeispiel 2 Es wurden weitere Untersuchungen mit Phaseolus
vulgaris durchgeführt, wobei jedoch die Besprühung der Pflanzen mit der erfindungsgemässen
Zubereitung (mindestens 10 mg/l stabilisierte Chloritmatrices, n = 0,10, in der
ersten Behandlungsstufe; PRO-TEC: 7,5 % Feststoffgehalt, in der zweiten Behandlungsstufe)
erst nach Befall und Inkubation durch den Shaderreger erfolgte.Ansonsten sind die
Versuchsbedingungen mit denen von Beispiel 1 vergleichbar.
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60 der unbehandelten Pflanzen wurden mit "Sporensuspension" (70 mg/400
ml) wie im vorhergehenden Versuch besprüht. Es wurde die übliche Inkubationszeit
(mindestens 10 h) abgewartet, dann erfolgte Besprühen von 30 Pflanzen mit der erfindungsgemässen
Zubereitung, wie vorstehend angegeben. Die übrigen Pflanzen dienten als Kontrolle.
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Sämtliche der mit Sporensuspension besprühten Pflanzen bildeten Sporenlager
von Uromyces phaseoli, Uredosori sowie Uredosporen au3.
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Bei den mit der erfindungsgemässen Zubereitung nachträglich behandelten
Pflanzen konnten die neu freigewordenen Sporen auf den gespritzten Blättern keine
neuen Infektionen erzeugen. Im Gegensatz dazu bildeten sich bei den unbehandelten
Pflanzen neue Infektionsherde durch die neu freigewordenen Sporen aus. Es konnte
somit durch die Behandlung mit Hilfe der erfindungsgemässen Zubereitung nach der
Primärinfektion die sekundäre Folgeinfektion abgewendet werden.