DE4437313A1 - Verwendung von Phospholipiden zur Verbesserung des Pflanzenwachstums - Google Patents
Verwendung von Phospholipiden zur Verbesserung des PflanzenwachstumsInfo
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Description
Die im folgenden beschriebene Erfindung liegt auf dem Gebiet der Land- und
Forstwirtschaft und des Gartenbaus und betrifft ein Verfahren zur Verbes
serung des Pflanzenwachstums durch Stimulierung der Mikroorganismen, die
in dem Substrat leben, auf dem die Pflanzen wachsen.
Die Verwendung von Phospholipiden, beispielsweise Lecithin, und von Phos
pholipidderivaten ist auf dem Gebiet der Landwirtschaft schon zu verschie
denen Zwecken vorgeschlagen worden. So beschreiben die Europäische Patent
anmeldung EP 95 071 und die Patentanmeldung WO 89/8628 die Verwendung von
Phospholipiden zusammen mit Makronährstoffen als Blattdüngemittel. In der
Patentanmeldung WO 93/1150 wird die Anwendung von Phospholipiden als Emul
gatoren in Düngerzubereitungen erwähnt. Darüber hinaus wurde vor kurzem
gefunden, daß sich Phospholipide dazu eignen, bestimmte Kohlenwasserstoff
verzehrende Mikroorganismen zu aktivieren, so daß diese Mineralölver
schmutzungen im Boden schneller abbauen (DE 42 18 243).
Bei weiteren Arbeiten mit Phospholipiden und Phospholipidderivaten wurde
jetzt überraschenderweise festgestellt, daß mit diesen Substanzen auch die
in nichtkontaminierten Böden natürlicherweise lebenden Mikroorganismen
stimuliert werden können und dies zur Folge hat, daß die auf den so behan
delten Böden wachsenden Pflanzen besser gedeihen.
Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von Phospholipiden zur
Verbesserung des Pflanzenwachstums, die darin besteht, dem Substrat auf
dem die Pflanzen wachsen oder wachsen sollen, Phospholipide zuzusetzen und
dadurch die im Substrat lebenden Mikroorganismen zu stimulieren. Vorzugs
weise werden als Phospholipide Lecithin, Lecithinhydrolysate oder chemisch
modifizierte Lecithine eingesetzt.
Die unerwartete Wirkung der Phospholipide auf die mikrobielle Bodenflora
äußert sich unter anderem darin, daß im Boden vorhandene organische Ver
bindungen und Pflanzenreste schneller abgebaut werden, wobei es zu einer
Zunahme an Bodenbakterien kommt. Der im Boden ablaufende Kompostierprozess
wird beschleunigt und abgestorbenes Pflanzenmaterial wird dadurch schnel
ler dem biologischen Kreislauf wieder zugeführt. Gleichzeitig wird die
Durchlüftung des Bodens bzw. des Substrats, auf dem die Pflanzen wachsen,
verbessert und der Wasserhaushalt gleichmäßiger gestaltet. Es wird ange
nommen, daß dies die wesentlichen Ursachen für die Verbesserung des Wachs
tums der Pflanzen sind, die auf diesen Substraten kultiviert werden.
Bei den erfindungsgemäß verwendeten Phospholipiden handelt es sich um am
phiphile Substanzen, die aus pflanzlichen oder tierischen Zellen gewonnen
werden. Bevorzugte Phospholipide sind die Glycerophospholipide, die übli
cherweise auch als Lecithin bezeichnet werden. Weniger bevorzugt sind die
Sphingophospholipide. Bekannte und einsetzbare Substanzen sind hier die
Diacylphospholipide, Phosphatidylcholine, Phosphatidylethanolamine, Phos
phatidylinositole, Phosphatidylserine, Phosphatatidylglycerine, Phosphat
idylglycerinphosphate, Diphosphatidylglycerin, N-Acylphosphatidylethanol
amin und Phosphatidinsäure. Bevorzugt sind die Monoacylphospholipide, Lyso
phosphatidylcholine, Lysophosphatidylethanolamine, Lysophosphatidylino
sitole, Lysophosphatidylserine, Lysophosphatidylglycerole, Lysophosphat
idylglycerophosphate, Lysodiphosphatidylglycerine, Lyso-n-acylphos
phatldylethanolamine und Lysophosphatidinsäure. Wegen der Zugänglichkeit
wird der Fachmann in erster Linie zu technisch verfügbaren Phosphatidyl
glyceriden greifen, die als pflanzliche oder tierische Lecithine und
Zephaline im Handel sind. Diese Zubereitungen werden meist aus Ölen, wie
Maiskeimöl oder Baumwollsaatöl oder Sojaöl gewonnen. Im Rahmen der Erfin
dung bevorzugt sind die enzymatisch hydrolisierten Glycerophospholipide
(enzymatisch hydrolisiertes Lecithin), die aufgrund der Abspaltung eines
Fettsäurerestes einen hydrophileren Charakter aufweisen. Ausgenommen sind
dabei lediglich solche Produkte, die durch die enzymatische Hydrolyse
ihren Phosphorsäurerest verloren haben.
Die Phospholipide sind als natürliche Substanzen vollständig zu CO₂, H₂O
und Biomasse abbaubar, mit der Folge, daß sich beim erfindungsgemäßen Ver
fahren keine inerten oder ökotoxikologisch bedenklichen Abbauprodukte im
Boden anreichern. Die Phospholipide selbst wandern im Boden nur langsam
und werden daher nicht ins Grundwasser ausgewaschen. Sie sind außerdem
nicht toxisch, so daß ihre Anwendung auch aus diesem Grunde unbedenklich
möglich ist.
Obwohl die Anwendung der Phospholipide auch in fester Form möglich ist,
werden üblicherweise flüssige Zubereitungen angewandt. Dies geschieht ins
besondere in der Weise, daß pro m² Substratoberfläche 0,5 bis 30 g, vor
zugsweise 1 bis 20 g Phospholipid in verdünnter wäßriger Zubereitung aus
gebracht werden. Die wäßrige Zubereitung enthält vorzugsweise 1 bis 20 g,
insbesondere 2 bis 9 g Phospholipid pro Liter. Die wäßrige Zubereitung
kann unmittelbar vor Anwendung in dieser Form hergestellt werden, doch hat
es sich als zweckmäßig erwiesen, die Herstellung dieser zur Anwendung be
stimmten Zubereitung in der Weise vorzunehmen, daß eine stärker konzen
trierte Zubereitung zunächst durch Verdünnen mit Wasser auf die Anwendungs
konzentration eingestellt wird. Dabei kann es sich um ein festes Konzen
trat, beispielsweise in Pulver- oder Granulatform handeln; vorzugsweise
werden aber flüssige Konzentrate eingesetzt. Es hat sich weiterhin als
zweckmäßig erwiesen, die Phospholipide in den wäßrigen Zubereitungen sta
bil zu emulgieren, um Entmischungen während der Lagerung und während des
Gebrauchs zu verhindern. Soweit dabei die Phospholipide nicht selbst emul
gierend sind, so daß sie allein mit Hilfe phylikalischer Methoden in die
Emulsionsform übergeführt werden können, werden Tenside zur Unterstützung
der Emulsionsbildung zugesetzt. Geeignet sind insbesondere anionische Ten
side oder Mischungen aus anionischen Tensiden und nichtionischen Tensiden,
aber auch nichtionische Tenside allein, wobei biologisch schnell und voll
ständig abbaubare Tenside in jedem Falle bevorzugt werden.
Als geeignete anionische Tenside sind in erster Linie Seifen zu nennen,
aber auch Alkylsulfate, insbesondere Fettalkoholsulfate sind einsetzbar.
Weniger geeignet sind anionische Tenside auf petrochemischer Basis, wie
beispielsweise Alkylbenzolsulfonat oder Alkylethersulfate. Ebenfalls ge
eignet sind Partialester der Phosphorsäure mit Fettalkoholen und dabei
insbesondere entsprechende Partialester mit geradkettigen Fettalkoholen.
Besonders geeignet sind hier die Ester kürzerkettiger Fettalkohole, also
beispielsweise solcher mit C₆-C1O-Alkoholen. Eingesetzt werden können
jedoch auch Alkylphosphate mit längeren Fettalkoholresten, also C₁₂ bis
C₂₄. Weiterhin eingesetzt werden können auch Fettalkoholetherphosphate. Es
sind dies Phosphorsäurepartialester ethoxylierter Fettalkohole, wobei die
Fettalkohole 8 bis 24 C-Atome aufweisen und mit 1 bis 10 Mol, vorzugsweise
4 bis 6 Mol Ethylenoxid pro Mol Fettalkohol ethoxyliert sind.
Bevorzugte nichtionische Tenside sind Alkylglykosidverbindungen, die be
vorzugt hergestellt worden sind aus geradkettigen Fettalkoholen mit wenig
stens 8 C-Atomen. Geeignete Alkylglykosidverbindungen enthalten beispiels
weise Fettalkoholreste des Bereichs C₈ bis C₁₈, insbesondere C₁₀ bis C₁₈
und weisen einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad der Oligoglykosid
reste im Bereich von etwa 1,2 bis 5 auf. Entsprechende Alkylglykosidver
bindungen mit einem DP-Wert von etwa 1,5 bis 5 können insbesondere im Be
reich der HLB-Werte von etwa 10 bis 18 nicht nur als wirkungsvolle ten
sidische Zusatzstoffe vom O/W-Typ angesehen werden, sie zeichnen sich
darüberhinaus durch eine besondere Bioverträglichkeit aus, die unter ande
rem durch ihre vergleichsweise rasche Abbaubarkeit mitbedingt ist. Neben
oder anstelle der genannten nichtionischen Tenside können auch Sorbitan
ester eingesetzt werden, so beispielsweise Sorbitanmonostearat oder Sorbi
tanmonooleat. Gleichfalls einsetzbar, aber weniger zu empfehlen sind
ethoxylierte Sorbitanester und ethoxylierte langkettige C₁₂-C₁₈-Alko
hole.
Neben oder anstelle solcher Tenside können aber auch Biotenside biologi
schen Ursprungs mitverwendet werden, als Beispiele seien benannt Sopho
roselipid, Trehaloselipid oder Lipopeptide, wie sie als Stoffwechselpro
dukte oder Membranbestandteile einer Mehrzahl von Mikroorganismenstämmen
bekannt sind. Prinzipiell sind aber auch alle anderen Tenside für die er
findungsgemäßen Zwecke einsetzbar, soweit die damit gegebenenfalls verbun
denen Nachteile in Kauf genommen werden können.
In den Phospholipidkonzentraten, wie sie zur Herstellung der erfindungs
gemäß einzusetzenden wäßrigen Zubereitung dienen, liegt die Konzentration
an Tensiden vorzugsweise zwischen etwa 0,5 und etwa 5 Gew.-% bezogen auf
das Gewicht des gesamten Konzentrats. Bevorzugt werden Tensidkonzentrati
onen zwischen etwa 1 und etwa 3 Gew.-%.
Sofern nötig, können den wäßrigen Phospholipidzubereitungen neben den Ten
siden auch noch weitere Konfektionierungshilfsmittel, beispielsweise Quell
mittel und Viskositätsregulatoren, wie etwa Stärke, Xanthan, Carboxymethyl
cellulose, Methylcellulose und Bentonit zugesetzt werden, um die Lager
stabilität und die Handhabbarkeit zu verbessern und die Freisetzungsge
schwindigkeit des Wirkstoffs zu beeinflussen.
Mit der erfindungsgemäßen Verwendung der Phospholipide wird eine Verbes
serung der Bodenqualität und damit eine Verbesserung des Pflanzenwachstums
unabhängig davon erreicht, ob zusätzlich auch noch andere Maßnahmen mit
gleicher oder ähnlicher Zielrichtung durchgeführt werden. Selbstverständ
lich ist es aber auch möglich, die Phospholipide nicht allein anzuwenden,
sondern das erfindungsgemäße Verfahren im Zusammenhang mit anderen Verfah
ren zur Verbesserung des Pflanzenwachstums und/oder der Bodenqualität an
zuwenden. So können beispielsweise zusätzlich Düngemaßnahmen ergriffen
werden, die sowohl vor als auch nach Behandlung mit den Phospholipiden,
aber auch gleichzeitig mit der Phospholipidbehandlung durchgeführt werden
können. Im letzteren Falle kann es zweckmäßig sein, der wäßrigen Zuberei
tung, die die Phospholipide enthält, die Düngerwirkstoffe in der gewünsch
ten Konzentration zuzusetzen, so daß nur ein Arbeitsgang für die Ausbrin
gung erforderlich ist.
Als Düngerwirkstoffe eignen sich anorganische und organische Substanzen,
die entweder unmittelbar oder nach chemischer Zersetzung im Substrat, auf
dem die Pflanzen wachsen, die von den Pflanzen benötigten Elemente, ins
besondere Stickstoff, Phosphor, Kalium, Magnesium aber auch Spurenelemente
wie Eisen, Mangan, Zink, Kupfer, Molybdän und Bor in einer von den Pflan
zen aufnehmbaren Form zur Verfügung stellen. So werden beispielsweise als
schnellwirkende Stickstoffdünger Ammoniumsalze, Nitrate und Harnstoff ein
gesetzt, während bestimmte organische Stickstoffverbindungen, beispiels
weise Cyclodiharnstoff den Stickstoff nur langsam freisetzen und als De
potwirkstoffe anzusehen sind. In ähnlicher Weise werden die anderen Ele
mente üblicherweise in Form von mehr oder weniger wasserlöslichen Salzen
eingesetzt. Beispiele dafür sind Ammonium-, Kalium-, Magnesium- und Cal
ciumphosphate, Kaliumsulfat, Kaliumchlorid, Kalium-Magnesiumsulfat, Magne
siumsulfat, Ammoniummolybdat, Zinksulfat sowie Borsäure. In den erfindungs
gemäß verwendeten wäßrigen Zubereitungen der Phospholipide werden vorzugs
weise als Düngewirkstoffe, Harnstoff, Ammoniumnitrat und Kaliumnitrat
eingesetzt.
Die Menge an Düngewirkstoffen richtet sich nach dem Bedarf der jeweiligen
Pflanzen, deren Wachstum verbessert werden soll, und wird gegebenenfalls
nach den in der Landwirtschaft üblichen Berechnungsmethoden ermittelt. Das
gleiche gilt für den Gehalt der Düngewirkstoffe in den zur Herstellung der
wäßrigen Zubereitungen verwendeten Phospholipidkonzentraten unter Berück
sichtigung des Verdünnungsfaktors. So hat beispielsweise ein bevorzugtes
flüssiges Konzentrat folgende Zusammensetzung:
10 bis 30 Gew. -% Lecithin und/oder Lecithinhydrolysat
10 bis 30 Gew. -% Harnstoff
1 bis 3 Gew.-% Tensid
zu 100 Gew. -% Wasser und ggf. weitere Hilfsstoffe.
10 bis 30 Gew. -% Lecithin und/oder Lecithinhydrolysat
10 bis 30 Gew. -% Harnstoff
1 bis 3 Gew.-% Tensid
zu 100 Gew. -% Wasser und ggf. weitere Hilfsstoffe.
Es wird vor der Ausbringung auf das Substrat vorzugsweise im Verhältnis
1 : 20 bis 1 : 100 mit Wasser verdünnt.
In ähnlicher Weise können der Phospholipidzubereitung aber auch andere
Wirkstoffe zugesetzt werden, die die Wirkung der Phospholipide unterstüt
zen oder aber unabhängig ihre Wirkung auf die Pflanzen entfalten sollen.
Hier seien beispielsweise Vitamine und Pflanzenhormone, wie etwa
Gibbereline, Auxine und Indolessigsäure genannt. Auch für diese Wirkstoffe
gilt selbstverständlich, daß ihre Konzentration in den Phospholipidzube
reitungen entsprechend der gewünschten Wirkung gewählt wird.
Die Ausbringung der wäßrigen Zubereitungen geschieht vorzugsweise so, daß
die Flüssigkeit unmittelbar auf das Substrat, auf dem die Pflanzen wach
sen, aufgebracht wird. Dabei wird üblicherweise die gesamte Substratfläche
behandelt, die den Wurzeln der Zielpflanzen zugänglich ist. Die Phospholi
pidzubereitungen dringen schnell in den Boden ein und entwickeln dann un
mittelbar ihre Wirkung. Bei dichtstehenden Kulturen, beispielsweise auch
bei Rasenflächen, ist es aber auch ohne weiteres möglich, die Phospholi
pidzubereitungen im Beregnungsverfahren so auszubringen, daß zwischenzeit
lich auch eine Benetzung von Pflanzenoberflächen stattfindet, sofern die
Zubereitungen so zusammengesetzt sind, daß eine Schädigung der Pflanzen,
beispielsweise auch beim Antrocknen der Zubereitung, ausgeschlossen ist.
Unter Berücksichtigung der geschilderten Gegebenheiten sind für die Aus
bringung der wäßrigen Zubereitungen alle die Geräte geeignet, wie sie auch
zur Ausbringung anderer wäßriger Flüssigkeiten, beispielsweise von Flüs
sigdüngern, auf die Substrate oder auf die Kulturen verwendet werden. So
können die Phospholipidzubereitungen beispielsweise auch dem Wasser von
Bewässerungsanlagen in geeigneter Konzentration zugesetzt und auf diese
Weise dem Substrat, auf dem die Pflanzen wachsen, zugeführt werden.
Die Wirkung der erfindungsgemäß eingesetzten Phospholipide wurde an Einzel
pflanzen der Gattung Impatiens (fleißiges Lieschen) geprüft, die zu je
drei Stück in Balkonkästen auf nährstofffreier Erde gezogen wurden. Die
Kästen wurden im Freien aufgestellt und eine Wachstumsperiode lang (Mai
bis September) neben der normalen Bewässerung einmal wöchentlich mit den
Prüflösungen behandelt. Je drei Kästen wurden mit einer erfindungsgemäßen
Lösung und mit einer Vergleichslösung mit gleichem Gehalt an Stickstoff
und Phosphor behandelt. Die erfindungsgemäße Behandlungslösung wurde durch
Verdünnen eines wäßrigen Konzentrats mit Wasser in Verhältnis 1 : 70 herge
stellt, wobei das Konzentrat folgende Zusammensetzung hatte:
teilhydrolisiertes Lecithin|200 g | |
Harnstoff | 200 g |
Alkylpolyglucosid, 50%ig (APG 600 CSUP, Henkel) | 20 g |
Wasser | 580 g |
Die als Vergleich verwendete Lösung wurde ebenfalls durch Verdünnen mit
Wasser im Verhältnis 1 : 70 aus einem Konzentrat hergestellt, daß jedoch
kein Phospholipid enthielt, sondern bei gleichem Gehalt an Phosphor und
Stickstoff nur aus Monoammoniumphosphat, Harnstoff und Wasser bestand. Die
Aufwandmenge betrug in beiden Fällen 600 ml pro Kasten einmal wöchentlich,
so daß pro Woche jedem Kasten 882 mg N und 203 mg P₂O₅ zur Verfügung ge
stellt wurde.
Die Bonitur der Versuchspflanzen erfolgte wöchentlich. Nahezu über den
gesamten Versuchszeitraum zeigten die Pflanzen in den erfindungsgemäß be
handelten Kästen einen kräftigeren Wuchs, eine intensivere Blattfärbung
und eine stärkere Blühwilligkeit als die Pflanzen in den Vergleichskästen.
Claims (10)
1. Verwendung von Phospholipiden zur Verbesserung des Pflanzenwachstums,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Substrat, auf dem die Pflanzen wachsen
oder wachsen sollen, Phospholipide zugesetzt werden und dadurch die im
Substrat lebenden Mikroorganismen stimuliert werden.
2. Verwendung nach Anspruch 1, bei der als Phospholipide Lecithin, Leci
thinhydrolysate oder chemisch modifizierte Lecithine eingesetzt wer
den.
3. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der pro Quadratmeter
Substratoberfläche 0,5 bis 30 g, vorzugsweise 1 bis 20 g Phospholipid
in verdünnter wäßriger Zubereitung ausgebracht werden.
4. Verwendung nach Anspruch 3, bei dem die verdünnte wäßrige Zubereitung
1 bis 20 g, vorzugsweise 2 bis 9 g Phospholipid pro Liter enthält.
5. Verwendung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei der das Phospholipid
in der wäßrigen Zubereitung mittels geeigneter Hilfsstoffe, vorzugs
weise oberflächenaktiver Substanzen, stabil emulgiert ist.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der dem Substrat
gleichzeitig mit dem Phospholipid übliche anorganische oder organische
Düngerstoffe für Pflanzen zugesetzt werden.
7. Verfahren zur Verbesserung des Pflanzenwachstums, bei dem eine konzen
trierte Zubereitung von Phospholipiden zunächst mit Wasser verdünnt
und dann dem Substrat, auf dem die Pflanzen wachsen oder wachsen sol
len, in einer zur Stimulierung der in diesem Substrat lebenden Mikro
organismen ausreichenden Menge zugesetzt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die konzentrierte Phospholipidzube
reitung eine wäßrige Flüssigkeit ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei dem das Phospholipid
konzentrat zusätzlich Düngerwirkstoffe und ggf. weitere Wirkstoffe,
sowie Tenside und ggf. weitere Konfektionierungshilfsmittel enthält.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Phospholipid
konzentrat folgende Zusammensetzung hat
10 bis 30 Gew. -% Lecithin und/oder Lecithinhydrolysat
10 bis 30 Gew. -% Harnstoff
1 bis 3 Gew.-% Tensid
zu 100 Gew.-% Wasser und ggf. weiter Hilfsstoffe
und dieses Konzentrat vor Ausbringung auf das Substrat im Verhältnis 1 : 20 bis 1 : 100 mit Wasser verdünnt wird.
10 bis 30 Gew. -% Lecithin und/oder Lecithinhydrolysat
10 bis 30 Gew. -% Harnstoff
1 bis 3 Gew.-% Tensid
zu 100 Gew.-% Wasser und ggf. weiter Hilfsstoffe
und dieses Konzentrat vor Ausbringung auf das Substrat im Verhältnis 1 : 20 bis 1 : 100 mit Wasser verdünnt wird.
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