DE60006856T2

DE60006856T2 - Verfahren zur verbesserten unterkühlung von pflanzen zum gewähren von frostschutz

Info

Publication number: DE60006856T2
Application number: DE60006856T
Authority: DE
Inventors: Michael David GLENN; Michael Wisniewski; Gary J. Puterka; Dennis Sekutowski
Original assignee: US Department of Agriculture USDA; Engelhard Corp
Current assignee: BASF Catalysts LLC; US Department of Agriculture USDA
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-12
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2020-09-13
Also published as: KR100699969B1; NO20021499D0; NO20021499L; PT1235479E; AU7370600A; PL354866A1; EP1235479B1; CA2385060A1; EP1235479A1; NZ517744A; WO2001022803A9; KR20020051920A; ES2211604T3; TR200200836T2; ZA200202186B; DK1235479T3; PL197401B1; CN1377222A; NO318512B1; WO2001022803A1

Description

Kreuzbezug auf verwandte Patentanmeldungen
Diese Anmeldung ist eine Continuation-in-Part-Anmeldung der US-Patentanmeldung Nr. 09/204,643, eingereicht am 2. Dezember 1988, welche eine Continuation-in-Part-Anmeldung der US-Patentanmeldung Nr. 08/972,659, eingereicht am 18. November 1997, ist, welche eine Continuation-in-Part-Anmeldung der US-Patentanmeldung Nr. 08/812,301, eingereicht am 5. März 1997, ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren zum Steigern der Unterkühlung von Pflanzen zur Verhinderung von Frostschaden gerichtet.
Hintergrund der Erfindung
"Das Ziel, ein billiges Material zu haben, das einfach gelagert werden kann, bis es benötigt wird, einfach angewendet werden kann und Frostschutz ergibt, hat seit Mitte der 1950er Jahre vorgelegen. Zahlreiche Materialien sind untersucht worden. Diese fallen in verschiedene Kategorien, aber allgemein sind sie Materialien gewesen, die angeblich entweder den Gefrierpunkt des Pflanzengewebes änderten, die Eiskeim-bildende Bakterien auf den Feldfrüchten verringerten, wodurch die Eis- und Frostbildung gehemmt wird, oder das Wachstum beeinflussten, d.h. das Weichwerden oder Bearbeiten durch eine "unbekannte Wirkungsart" verzögerten. Nach unserer Erkenntnis hat kein im Handel erhältliches Material erfolgreich die Untersuchung in einer wissenschaftlichen Prüfung bestanden." (K. B. Perry, 1998, Basics of Frost and Freeze protection for horticultural crops). HortTechnology 8(1): 10 bis 15; vgl. auch Warmund et al., Advances in Strawberry Research 1994, Seiten 20 bis 25, die ebenfalls keine signifikante Wirkung einer frostschützenden Chemikalie feststellten. Wie von Perry (1998) ausgeführt, gibt es vier Bereiche der chemischen Entwicklung, die auf sich auf Frostschutz bezieht: 1) Materialien, welche den Gefrierpunkt des Pflanzengewebes oder von Wasser ändern, 2) die Populationen von Eiskeim-bildenden Bakterien auf der Oberfläche der Feldfrüchte verringern, wodurch die Eisbildung auf der Oberfläche von Feldfrüchten gehemmt wird, 3) das Weichwerden verzögern und 4) genetisches Engineering zur Erhöhung der Härte in der Kälte.
Patente, welche sich auf den ersten Technologiebereich beziehen, umfassen: Barr et al., US-Patentschrift 5,133,891, welche sich auf die Behandlung von Pflanzen zum Schutz vor Frost durch die Anwendung einer organischen Chemikalie bezieht; Shin et al., US-Patentschrift 5,276,006, welche sich auf eine tieftemperaturschützende Zusammensetzung bezieht, welche den Gewebewiderstand gegen Frostschädigung erhöht; Savignano et al., US-Patentschrift 5,653,054, welche sich auf ein Verfahren zur Verhinderung der Frostbildung auf Pflanzen bezieht, das die Erniedrigung des Gefrierpunktes von Wasser umfasst; Lengyel, US-Patentschrift 4,597,883, welche sich auf eine Zusammensetzung und ein Verfahren zum Minimieren von Frostschädigung bei Pflanzen bezieht, das eine Lösung auf Salzbasis umfasst, um den Gefrierpunkt von Wasser zu erniedrigen und einer Zellschädigung durch Gefriertemperaturen zu widerstehen; Artozon, US-Patentschrift 5,618,330, welche sich auf Pflanzenbehandlungszusammensetzungen und Verfahren bezieht, die hohe Konzentrationen von Salz zum Schutz gegen Frostschädigung umfassen; und Suslow et al., US-Patentschrift 5,633,450, welche sich auf Chitinase produzierende Pflanzen bezieht, die gegen Kälteschädigung beständig sind.
Patente, die sich auf den zweiten Technologiebereich beziehen, umfassen: Lindow, US-Patentschrift 4,432,160, welche sich auf die mikrobielle Hemmung von Frostschädigung bei Pflanzen bezieht, welches ein Verfahren ist, das die Selektion und Verwendung von Eiskeim-defizienten Bakterien umfasst, um Gefrierschäden zu verhindern; und Orser et al., US-Patentschrift 4,766,077, welches sich auf Eiskeim-defiziente Mikroorganismen bezieht, hergestellt durch genetische Manipulation, welche ein Verfahren umfasst, um Eiskeim-defiziente Organismen zur Anwendung auf Pflanzen als Frostschutzmittel herzustellen.
Der dritte Technologiebereich verhindert nicht direkt die Frostschädigung, sondern verzögert stattdessen die Entwicklung von frostempfindlichen, reproduktiven Geweben in der frühen Wachstumszeit, so dass Frost nicht auftritt, wenn frostempfindliche Gewebe exponiert werden. Es gibt auch nicht-chemische Versuche zum Frostschutz, welche um fassen Muscatell, US-Patentschrift 4,434,345, die sich auf ein Mikrowellensystem zum Frostschutz von Fruchtbäumen bezieht, welches Wärme zur Verhinderung des Gefrierens erzeugt, und Donohue et al., US-Patentschrift 4,901,472, welche sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schutz von Citrusbäumen gegen Frostschädigung unter Verwendung eines Isolierkissens für den Stamm des Baumes bezieht. M. Wisniewski und M. Fuller (Ice nucleation and deep supercooling: new insights using infrared thermography in: Gold Adapted Organisms Fundamentals and Applications., Hrsg. R. Margesin und F. Schinner, Landes BioScience, Austin, TX) geben an, dass die Anwendung eines Siliconschmiermittels auf Pflanzenoberflächen einen wasserabstoßenden Film bildet, welcher verhindert, dass Eis in die Pflanze eindringt und erlaubt, die Pflanze zu unterkühlen, und auf diese Weise eine Frostschädigung verhindert. Die Anwendung von Siliciumschmiermittel auf Pflanzen ist jedoch phytotoxisch, da es den Gasaustausch zu und von dem Blatt verhindert. Daher besteht noch ein Bedürfnis für ein kostengünstiges, nicht-toxisches Mittel zur Verhinderung von Gefrierschädigung, das den Gasaustausch oder andere physiologische Prozesse von Pflanzen und insbesondere gartenbaulichen Nutzpflanzen, nicht stört.
Der vierte Technologiebereich bezieht sich auf genetisches Engineering von Pflanzen zur Erhöhung ihrer Toleranz gegen Kälte. Caceci et al., US-Patentschrift 5,932,697 und US-Patentschrift 5,925,540 beziehen sich auf Verfahren zum Synthetisieren eines Peptids, welches die Kältehärte erhöht. Guy et al., US-Patentschrift 5,837,545 bezieht sich auf ein Verfahren zum Synthetisieren von Polypeptiden, um die Kältehärte zu erhöhen.
WO-A-9838866 offenbart die Behandlung von Pflanzen unter Anwendung einer hydrophoben Membran von teilchenförmigen Materialien mit einer Teilchengrößenverteilung, worin bis zu 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße von weniger als 10 Mikron haben, wobei die Anwendung die Gefrierschädigung bei Temperaturen unter -4°C mildert.
Zusammenfassung der Erfindung
In einer Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Steigern der Unterkühlung einer Pflanze auf Temperaturen unter ungefähr -2°C umfassend das Verhindern der Bildung von an die Pflanze angrenzenden Eiskristallen durch Bilden einer im Wesentlichen zusammenhängenden hydrophoben Membran aus partiku lären Materialien auf Teilen der Pflanzen, die imstande sind, Wassertröpfchen zu tragen, wobei das partikuläre Material eine Teilchengrößenverteilung aufweist, worin bis zu ungefähr 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr 100 μm oder weniger aufweisen, und die im Wesentlichen zusammenhängende hydrophobe Membran eine Dicke von ungefähr 1 μm bis etwa 1000 μm aufweist.
In einer anderen Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Steigern der Unterkühlung einer gartenbaulichen Nutzpflanze auf Temperaturen unter ungefähr -3°C, umfassend das Verhindern der Bildung von an die gartenbauliche Nutzpflanze angrenzenden Eiskristallen durch Auftragen einer Aufschlämmung, die partikuläre Materialien und eine Flüssigkeit umfasst, auf Teile der gartenbaulichen Nutzpflanze, die imstande sind, Wassertröpfen zu tragen, und Verdunstenlassen der Flüssigkeit unter Bildung einer im Wesentlichen zusammenhängenden hydrophoben Membran aus partikulären Materialien auf der gartenbaulichen Nutzpflanze, wobei das partikuläre Material eine Teilchengrößenverteilung aufweist, worin bis zu ungefähr 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr 10 μm oder weniger aufweisen, und die im Wesentlichen zusammenhängende hydrophobe Membran eine Dicke von ungefähr 3 μm bis etwa 750 μm aufweist.
In einer noch anderen Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Steigern der Unterkühlung einer gartenbaulichen Nutzpflanze auf Temperaturen unter ungefähr -4°C, umfassend das Verhindern der Bildung von an die gartenbauliche Nutzpflanze angrenzenden Eiskristallen durch Auftragen einer Aufschlämmung, die partikuläre Materialien, eine Flüssigkeit und ein Adjuvans umfasst, auf Teile der gartenbaulichen Nutzpflanze, die imstande sind, Wassertröpfchen zu tragen, und das Verdunstenlassen der Flüssigkeit unter Bildung einer im Wesentlichen zusammenhängenden hydrophoben Membran aus partikulären Materialien auf der gartenbaulichen Nutzpflanze, wobei das partikuläre Material eine Teilchengrößenverteilung aufweist, worin bis zu ungefähr 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr 10 μm oder weniger aufweisen, und die im Wesentlichen zusammenhängende hydrophobe Membran ungefähr 25 bis ungefähr 5000 Mikrogramm partikuläres Material/cm² der Oberfläche der gartenbaulichen Nutzpflanze umfasst.
In einer noch anderen Ausführungsform bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Steigern der Unterkühlung einer Pflanze auf Temperaturen unter ungefähr -2°C, umfassend das Verhindern der Bildung von an die Pflanze angrenzenden Eiskristallen durch Bilden einer im Wesentlichen zusammenhängenden hydrophoben Membran von teilchenförmigen Materialien, mitgerissen mit Luft, auf wenigstens einem Teil der Pflanze, der imstande ist, Wassertröpfchen zu tragen, wobei das partikuläre Material eine Teilchengrößenverteilung hat, worin bis zu ungefähr 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr 100 um oder weniger haben, und die im Wesentlichen zusammenhängende hydrophobe Membran eine Dicke ungefähr 10 μm bis ungefähr 10000 μm hat.
Zusammenfassung der Zeichnungen
1A bis 1C sind Bilder, welche Blätter wiedergeben, die gemäß Beispiel 3 behandelt sind.
2A bis 2C sind Bilder, welche Blätter wiedergeben, die gemäß Beispiel 4 behandelt sind.
3 erläutert die Bedeckung auf Blattoberflächen mit verschiedenen Materialien und Formulierungen.
4 erläutert die Bedeckung auf Blattoberflächen mit verschiedenen Materialien und Formulierungen.
5 erläutert die Bedeckung auf Blattoberflächen mit verschiedenen Materialien und Formulierungen.
6 erläutert die Bedeckung auf Blattoberflächen mit verschiedenen Materialien und Formulierungen.
7 erläutert behandelte Blätter und unbehandelte Blätter hinsichtlich des Gefrierens.
8 erläutert behandelte Blätter und unbehandelte Blätter hinsichtlich des Gefrierens.
9 erläutert behandelte Blätter und unbehandelte Blätter hinsichtlich des Gefrierens.
10 erläutert behandelte Blätter und unbehandelte Blätter hinsichtlich des Gefrierens.
11 erläutert behandelte Blätter und unbehandelte Blätter hinsichtlich des Gefrierens.
12 erläutert behandelte Blätter und unbehandelte Blätter hinsichtlich des Gefrierens.
13 erläutert behandelte Blätter und unbehandelte Blätter hinsichtlich des Gefrierens.
14 erläutert behandelte Blätter und unbehandelte Blätter hinsichtlich des Gefrierens.
15 erläutert das Gefrieren von behandelten und unbehandelten Blättern.
16 erläutert das Gefrieren von behandelten und unbehandelten Blättern.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Das "Unterkühlen", wie hierin verwendet, ist ein physikalisches Phänomen, in welchem flüssiges Wasser auf Temperaturen unter 0°C ohne die Bildung von Eis abkühlt. Die Bildung von Eis wird verhindert, da Eiskeime, die zum Induzieren des Gefrierens benötigt werden, nicht vorhanden sind, oder das Wasser von diesen Eiskeimen isoliert ist. Das Unterkühlen in Pflanzen ist ein erwünschtes Phänomen, da es nicht die Gefriertemperatur als solche ist, welche eine Schädigung hervorruft, sondern die Bildung von Eiskristal len auf/in der Pflanze bzw. den Pflanzen, welche Pflanzengewebe durch Austrocknung und/oder physikalisches Aufbrechen der Zellen schädigt und abtötet.
Die Pflanzen, die gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt werden können, umfassen gartenbauliche Nutzpflanzen und insbesondere aktiv wachsende landwirtschaftliche Nutzpflanzen, aktiv wachsende Zierpflanzen, fruchttragende, landwirtschaftliche Nutzpflanzen und fruchttragende Zierpflanzen und die Produkte davon. Landwirtschaftliche Nutzpflanzen sind Pflanzen, die verwendet werden, um verwendbare Produkte, wie Nahrungsmittelprodukte, Futterprodukte, Faserprodukte und Ähnliches, herzustellen. Zierpflanzen sind Pflanzen für die Dekoration oder für ästhetische Gründe.
Allgemeine Beispiele von Pflanzen umfassen Früchte, Gemüse, Bäume, Blumen, Sträucher, Büsche, Gräser, Wurzeln, Samen und andere Landschaftspflanzen und Zierpflanzen. Jeder Teil einer Pflanze kann gemäß der Erfindung behandelt werden, einschließlich Blätter, Zweige, Stämme, Baumstämme, Knospen, Blumen und Früchte, unabhängig davon, ob sie im ruhenden oder wachsenden Zustand sind. Spezielle Beispiele, die gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt werden können, umfassen Birnbäume, Apfelbäume, Orangenbäume, Grapefruitbäume, Mandarinenbäume, Nektarinenbäume, Pfirsichbäume, Kirschbäume, Pflaumenbäume, Lemonenbäume, Aprikosenbäume, Himbeerpflanzen, Erdbeerpflanzen, Blaubeerpflanzen, Brombeerpflanzen, Tomatenpflanzen, Mais, Bohnen, einschließlich Sojabohnen, Kürbis, Tabak, Rosen, Veilchen, Tulpen usw.
Die vorliegende Erfindung umfasst allgemein das Aufbringen von partikulären Materialien auf Pflanzen, was die Unterkühlungscharakteristiken der Pflanzen ergibt oder diese steigert, wodurch die Bildung von Eiskristallen auf den Pflanzen bei Temperaturen unter 0°C bei Atmosphärendruck verhindert wird. In einer Ausführungsform verhindern die Verfahren der vorliegenden Erfindung die Bildung von Eiskristallen auf behandelten Pflanzen bei Temperaturen unter ungefähr -2°C bei Atmosphärendruck. In einer anderen Ausführungsform verhindern die Verfahren der vorliegenden Erfindung die Bildung von Eiskristallen auf behandelten Pflanzen bei Temperaturen unter ungefähr -3°C bei Atmosphärendruck. In einer noch anderen Ausführungsform verhindern die Verfahren der vorliegenden Erfindung die Bildung von Eiskristallen auf behandelten Pflanzen bei Temperaturen unter ungefähr -4°C bei Atmosphärendruck. In einer bevorzugten Ausfüh rungsform verhindern die Verfahren der vorliegenden Erfindung die Bildung von Eiskristallen auf behandelten Pflanzen bei Temperaturen unter ungefähr -5°C bei Atmosphärendruck. In einer anderen Ausführungsform verhindern die Verfahren der vorliegenden Erfindung die Bildung von Eiskristallen auf behandelten Pflanzen bei Temperaturen bei oder unter ungefähr -6°C bei Atmosphärendruck.
Die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeigneten partikulären Materialien sind hydrophob. In einer Ausführungsform sind die partikulären Materialien in sich und aus sich selbst hydrophob (z.B. Mineraltalk). In einer anderen Ausführungsform sind die partikulären Materialien hydrophile Materialien, die durch Aufbringen einer äußeren Beschichtung eines geeigneten hydrophoben Netzmittels oder Kupplungsmittels (z.B. in einer Ausführungsform, wo ein partikuläres Material einen hydrophilen Kern und eine hydrophobe äußere Oberfläche hat) hydrophob gemacht werden.
Beispiele von hydrophoben Materialien umfassen Mineraltalk. Beispiele von partikulären, hydrophilen Materialien, die durch Aufbringen einer äußeren Beschichtung aus einem geeigneten hydrophoben Netzmittel oder Kupplungsmittel hydrophob gemacht werden, umfassen Mineralien, wie Calciumcarbonat, Talk, Kaolin (sowohl wasserhaltige Kaoline als auch calcinierte Kaoline, wobei calcinierte Kaoline bevorzugt sind), Bentonite, Tone, Pyrophillit, Dolomit, Siliciumdioxid, Feldspat, Sand, Quarz, Kreide, Kalkstein, ausgefälltes Calciumcarbonat, Diatomeenerde und Baryte; funktionale Füllstoffe, wie Aluminiumtrihydrat, pyrogenes Siliciumdioxid und Titandioxid.
Die Oberflächen der partikulären, hydrophilen Materialien können durch Kontakt mit wenigstens einem hydrophoben Netzmittel oder einem Kupplungsmittel hydrophob gemacht werden. Industrielle Mineralanwendungen, insbesondere in organischen Systemen, wie Kunststoffverbundstoffen, Filmen, organischen Beschichtungen oder Kautschuken, verwenden hydrophobe Oberflächenbehandlungen, um eine mineralische Oberfläche hydrophob zu machen, vgl. z.B. Jesse Edenbaum, Plastics Additives and Modifiers Handbook, Van Nostrand Reinhold, New York, 1992, Seiten 497 bis 500, was hierin durch Bezug für Lehren von solchen hydrophoben Oberflächenbehandlungsmaterialien und ihre Anwendung eingeschlossen ist.
Kupplungsmittel, wie Fettsäureverbindungen und Silanverbindungen, können verwendet werden, um die Oberfläche fester Teilchen zu behandeln, um die Oberflächen hydrophob zu machen. Solche hydrophoben Mittel sind im Stand der Technik bekannt. Beispiele umfassen organische Titanate, erhältlich unter der Handelsbezeichnung Tilcom^® von Tioxide Chemicals; organische Zirkonat- oder Aluminat-Kupplungsmittel, erhältlich von Kenrich Petrochemical, Inc.; organofunktionelle Silane, wie Vinyltriethoxysilan, Vinyltris-(2-methoxyethoxy)silan, γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilan, β-(3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilan, γ-Mercaptopropyltrimethoxysilan, γ-Aminopropyltriethoxysilan, N-β-(Aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilan und β-Mercaptoethyltriethoxysilan und Andere, erhältlich unter der Handelsbezeichnung Silquest^® von Witco oder Prosil^® von PCR; modifizierte Siliconflüssigkeiten, wie die DM-Flüssigkeiten, erhältlich von Shin Etsu; und Fettsäuren, wie doppelt gepresste Stearinsäure und dreifach gepresste Stearinsäure und Andere, erhältlich unter der Handelsbezeichnung Hystrene^® oder Industrene^® von Witco Corporation oder Emersol^®-Produkte von Henkel Corporation. In einer bevorzugten Ausführungsform sind Stearinsäure und Stearatsalze besonders wirksam, um eine Teilchenoberfläche hydrophob zu machen.
Beispiele von bevorzugten partikulären Materialien, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, die im Handel erhältlich sind, umfassen siloxanbehandelte, calcinierte Kaoline, erhältlich unter der Handelsbezeichnung Translink^® von Engelhard Corporation, Iselin, NJ; und Calciumcarbonat, erhältlich unter der Handelsbezeichnung Supercoat^®.
Die partikulären Materialien, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind fein verteilt. Der Ausdruck fein verteilt, wie hierin verwendet, bedeutet, dass die partikulären Materialien eine mittlere einzelne Teilchengröße (mittlerer Durchmesser) unter ungefähr 100 Mikron haben. In einer Ausführungsform haben die partikulären Materialien eine mittlere einzelne Teilchengröße von ungefähr 10 Mikron oder weniger. In einer anderen Ausführungsform haben die partikulären Materialien eine mittlere einzelne Teilchengröße von ungefähr 3 Mikron oder weniger. In einer noch anderen Ausführungsform haben die partikulären Materialien eine mittlere einzelne Teilchengröße von ungefähr 1 Mikron oder weniger.
Die Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung, wie hierin verwendet, werden mit einem Micromeritics Sedigraph 5100 Teilchengrößenanalysator gemessen. Die Messungen werden in entionisiertem Wasser für hydrophile Teilchen vorgenommen. Es werden Dispersionen hergestellt, indem 4 Gramm einer trockenen Probe in einem Kunststoffbecher abgewogen werden, ein geeignetes Dispergiermittel zugesetzt und auf die 80 ml Marke mit entionisiertem Wasser verdünnt wird. Die Aufschlämmungen werden dann gerührt und 290 Sekunden in ein Ultraschallbad eingebracht. Typischerweise wird ein 0,5 %-iges Tetranatriumpyrophosphat als Dispergiermittel für Kaolin verwendet, und ein 1,0 %-iges Calgon T wird für Calciumcarbonat verwendet. Typische Dichten für die verschiedenen Pulver werden in dem Sedigraph programmiert, z.B. 2,58 g/ml für Kaolin. Die Probezellen werden mit den Probeaufschlämmungen gefüllt, und die Röntgenstrahlen werden aufgezeichnet und in Teilchengrößenverteilungskurven durch die Stokes-Gleichung umgewandelt. Die mittlere Teilchengröße wird bei dem 50 %-Wert bestimmt.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat das partikuläre Material eine Teilchengrößenverteilung, worin wenigstens ungefähr 90 % der Teilchen eine Teilchengröße von unter ungefähr 100 Mikron haben. In einer anderen Ausführungsform hat das partikuläre Material eine Teilchengrößenverteilung, worin wenigstens ungefähr 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr 10 Mikron oder weniger haben. In einer noch anderen Ausführungsform hat das teilchenförmige Material eine Teilchengrößenverteilung, worin wenigstens ungefähr 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr 3 Mikron oder weniger haben. In einer noch anderen Ausführungsform hat das teilchenförmige Material eine Teilchengrößenverteilung, worin wenigstens ungefähr 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr 1 Mikron oder weniger haben.
Die Oberfläche einer Pflanze wird mit einer geeigneten Menge eines oder mehrerer partikulärer Materialien behandelt, die wirksam zum Steigern der Unterkühlungscharakteristiken der Pflanze ist. Die Menge der partikulären Materialien variiert in Abhängigkeit von einer Anzahl von Faktoren, wie der Identität des partikulären Materials, dem Pflanzentyp, der Temperatur, bei welcher die Bildung von Eiskristallen nicht erwünscht ist (z.B. – 2°C oder -4°C), und Ähnlichem. Die Menge des auf eine Pflanze aufgebrachten partikulären Materials zur Steigerung der Unterkühlung kann vom Fachmann bestimmt werden. Die partikulären Materialien werden auf eine Pflanze so aufgebracht, dass die gesamte oder ein Teil der Oberfläche der Pflanze bedeckt ist. Das Bedecken lediglich eines Teils der Pflanze kann wirksam sein, da z.B. weder die untere Oberfläche der Pflanze (die nicht direkt einer Wasserquelle, die gefrieren kann, wie Tau, ausgesetzt ist) nicht gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt zu werden braucht. Obwohl die volle Pflanzenbedeckung die Häufigkeit von Stellen, wo Eiskeimbildung auftreten kann, verringern kann, ist die vollständige Bedeckung der Pflanze in einigen Fällen unnötig (es ist bevorzugt, wenigstens einen wesentlichen Teil der oberen Oberfläche der Pflanze zu bedecken).
Die Aufbringung der partikulären Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung führt zur Bildung eines Rückstands, eines Schaums, einer Membran oder eines Films aus einer oder mehreren Schichten von partikulären Materialien auf der Pflanzenoberfläche. In einigen Fällen hierin umfasst die Verwendung eines der Ausdrücke Rückstand, Schaum, Membran oder Film die anderen drei Ausdrücke. Die Menge an partikulären Materialien ist ausreichend, um die Pflanzenoberfläche vollständig oder teilweise zu überziehen und um die Pflanzenoberfläche wasserabstoßend zu machen. Verschiedene Umweltbedingungen, wie Wind und Regen, können die Menge der partikulären Materialien auf Pflanzen verringern, und daher ist es in manchen Fällen bevorzugt, die Teilchen einmal oder mehrmals während der frostanfälligen Wachstumszeit der Pflanze aufzubringen, um die erwünschten Frostverhinderungswirkungen der vorliegenden Erfindung aufrechtzuerhalten.
Nachdem die partikulären Materialien auf eine Pflanze aufgebracht sind, wird die Aufschlämmung in Ausführungsformen, wo die partikulären Materialien als Aufschlämmung aufgebracht werden, trocknen gelassen (die flüchtigen Flüssigkeiten verdunsten), worin ein zusammenhängender oder im Wesentlichen zusammenhängender hydrophober Film der partikulären Materialien gebildet wird. Mit zusammenhängend (oder im Wesentlichen zusammenhängend) ist gemeint, dass der trockene Film, wo er aufgebracht ist, zusammenhängend (oder im Wesentlichen zusammenhängend) ist. So ist z.B. in einer Ausführungsform, wo das obere Drittel einer Frucht mit partikulärem Material gemäß der vorliegenden Erfindung bedeckt ist, der das obere Drittel der Frucht bedeckende Film zusammenhängend oder im Wesentlichen zusammenhängend, während die zwei Drittel der Unterseite der Frucht nicht mit dem partikulären Material bedeckt sind. In ähnlicher Weise ist in einer Ausführungsform, wo die obere Oberfläche oder der zum Himmel gerichtete Teil eines Blattes mit partikulärem Material gemäß der vorliegenden Erfindung bedeckt ist, der die obere Oberfläche oder den zum Himmel gerichteten Teil eines Blattes bedeckende Film zusammenhängend oder im Wesentlichen zusammenhängend, während die Unterseite oder der zur Erde gerichtete Teil eines Blattes nicht mit dem teilchenförmigen Material bedeckt ist. Typischerweise umfassen die Teile der Pflanzenoberfläche, die gemäß der vorliegenden Erfindung bedeckt oder behandelt sind, solche, die imstande sind, ein Wassertröpfchen zu tragen, wodurch der Kontakt zwischen Wasser und der Pflanzenoberfläche minimiert und/oder verhindert wird. Durch die Verhinderung der Anwesenheit oder der Ansammlung von Wassertröpfchen auf den Pflanzenoberflächen wird die Bildung von Eiskristallen und/oder Eiskeimstellen minimiert und/oder eliminiert.
Von dem bedeckten Teil einer Pflanzenoberfläche ist der Film aus partikulärem Material im Wesentlichen zusammenhängend dahingehend, dass er ungefähr 75 % bis ungefähr 100 % der Oberfläche bedeckt, und somit die Öffnungen oder nicht zusammenhängenden Bereiche des Films des partikulären Materials ungefähr 0 % bis ungefähr 25 % der Oberfläche ausmachen. In einer anderen Ausführungsform ist der Film des partikulären Materials im Wesentlichen zusammenhängend dahingehend, dass er ungefähr 90 % bis ungefähr 99,9 % der beschichteten Oberfläche bedeckt, und somit die Öffnungen oder die nicht zusammenhängenden Bereiche des Films des partikulären Materials ungefähr 0,1 bis ungefähr 10 % der beschichteten Oberfläche ausmachen. In einer noch anderen Ausführungsform ist der Film des partikulären Materials im Wesentlichen zusammenhängend dahingehend, dass er ungefähr 95 % bis ungefähr 99 % der beschichteten Oberfläche bedeckt, und somit die Öffnungen oder die nicht zusammenhängenden Bereiche des Films des partikulären Materials ungefähr 5 % bis ungefähr 1 % der beschichteten Oberfläche ausmachen.
In dem im Wesentlichen zusammenhängenden Film des partikulären Materials ist die maximale mittlere Größe (mittlerer Durchmesser) der Öffnungen, der Leerräume oder der nicht zusammenhängenden Bereiche in dem Film gewöhnlich kleiner als ungefähr 100 μm. In einer anderen Ausführungsform ist die maximale mittlere Größe von Öffnungen oder nicht zusammenhängenden Bereichen in dem Film des partikulären Materials gewöhnlich kleiner als ungefähr 10 μm. In einer noch anderen Ausführungsform ist die maximale mittlere Größe von Öffnungen oder nicht zusammenhängenden Bereichen in dem Film des partikulären Materials gewöhnlich kleiner als ungefähr 5 μm.
Die Dicke des aufgebrachten Films des partikulären Materials liegt im Bereich von ungefähr 1 μm oder 100 μm bis ungefähr 10000 μm. In einer anderen Ausführungsform liegt die Dicke des Films des partikulären Materials im Bereich von ungefähr 3 μm bis ungefähr 1000 μm. In einer noch anderen Ausführungsform liegt die Dicke des Films des partikulären Materials im Bereich von ungefähr 5 μm bis ungefähr 500 μm.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Menge von partikulärem Material so aufgebracht, dass der bedeckte Teil der Pflanzenoberfläche weiß oder transparent im Aussehen ist. In einer Ausführungsform werden ungefähr 25 bis ungefähr 5000 Mikrogramm partikuläres Material/cm² der Pflanzenoberfläche für Teilchen mit einer Dichte von etwa 2 bis 3 g/cm³ aufgebracht, um die Pflanzenoberfläche vollständig oder teilweise zu überziehen. In einer anderen Ausführungsform werden ungefähr 50 bis ungefähr 3000 Mikrogramm partikuläres Material/cm² der Pflanzenoberfläche für Teilchen mit einer Dichte von etwa 2 bis 3 g/cm³ aufgebracht, um die Pflanzenoberfläche vollständig oder teilweise zu überziehen. In einer noch anderen Ausführungsform werden ungefähr 100 bis ungefähr 500 Mikrogramm partikuläres Material/cm² der Pflanzenoberfläche für Teilchen mit einer Dichte von etwa 2 bis 3 g/cm³ aufgebracht, um die Pflanzenoberfläche vollständig oder teilweise zu überziehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die partikulären Materialien mit einer Pflanze in Kontakt gebracht, indem die partikulären Materialien als Aufschlämmung von fein verteilten Teilchen in einer flüchtigen Flüssigkeit, wie Wasser, einem niedrigsiedenden organischen Lösungsmittel oder Mischungen von niedrigsiedendem organischem Lösungsmittel/Wasser auf eine Pflanze aufgebracht werden. Die Aufschlämmung wird durch Vereinigen der partikulären Materialien, der Flüssigkeit und anderer optionaler Komponenten (wie Dispergiermittel) und Vermischen der Komponenten zur Bildung der Aufschlämmung hergestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird starkes Schermischen angewandt, um die die Aufschlämmung bildenden Komponenten zu vermischen. In einer anderen Ausführungsform werden die partikulären Materialien mit einer Pflanze durch Aufbringen der partikulären Materialien als Staub (in einem im Wesentlichen trockenen Zustand) auf eine Pflanze in Kontakt gebracht.
Die für die Zwecke dieser Erfindung verwendbaren partikulären Materialien können als Aufschlämmung von fein verteilten Teilchen in einer flüchtigen Flüssigkeit, wie Wasser, einem niedrigsiedenden organischen Lösungsmittel oder einer Mischung aus niedrigsiedendem organischem Lösungsmittel/Wasser und mitgerissen mit Luft zur Bildung eines Schaums aufgebracht werden. Adjuvanzien, wie oberflächenaktive Mittel, Dispergiermittel oder Netzmittel/Haftmittel können bei der Herstellung einer wässrigen Aufschlämmung, mitgerissen mit Luft, der partikulären Materialien dieser Erfindung eingearbeitet werden. Eine oder mehrere Schichten dieser Aufschlämmung können auf die Pflanzenoberfläche als Schaum gesprüht oder in anderer Weise aufgebracht werden. Die flüchtige Flüssigkeit wird vorzugsweise zwischen Überzügen eines Schaums verdunsten gelassen.
Eine oder mehrere Schichten dieser Aufschlämmung können auf die Pflanzenoberfläche gesprüht oder in sonstiger Weise aufgebracht werden. In einer anderen Ausführungsform können zwei oder mehrere Schichten dieser Aufschlämmung auf die Pflanzenoberfläche aufgebracht werden. Die flüchtige Flüssigkeit wird vorzugsweise zwischen Überzügen verdunsten gelassen, wenn zwei oder mehrere Schichten unter Verwendung einer Aufschlämmung aufgebracht werden. Der erhaltene Rückstand der Behandlung gemäß der vorliegenden Erfindung ist hydrophob. Das Aufbringen von Teilchen als Staub, obwohl nicht notwendigerweise industriell in großem Maßstab praktisch aufgrund von Wanderung und Einatmungsgefahren, ist eine Alternative zur Verwendung einer Aufschlämmung zum Aufbringen der partikulären Materialien auf Pflanzen.
Additive oder Adjuvanzien, wie oberflächenaktive Mittel, Dispergiermittel oder Netzmittel/Haftmittel (Klebstoffe) können in die Aufschlämmung der partikulären Materialien eingearbeitet werden. So umfassen z.B. Haftmittel, die mit den hydrophoben partikulären Materialien vermischt werden können (typischerweise in Form einer Aufschlämmung mit 3 % oder mehr Feststoffen in Wasser), um das gleichmäßige Besprühen von Pflanzen zu unterstützen, Materialien auf Pflanzenölbasis, wie Baumwollsamenöl und andere im Handel erhältliche, nicht-benetzende Haftmittel. In einer Ausführungsform beträgt die Menge von verwendeten Additiven ungefähr 0,1 Gew.-% bis ungefähr 50 Gew.-% der partikulären Materialien. In einer anderen Ausführungsform beträgt die Menge der verwendeten Additive ungefähr 0,1 Gew.-% bis ungefähr 25 Gew.-% der partikulären Materialien.
Die niedrigsiedenden organischen Flüssigkeiten sind vorzugsweise mit Wasser mischbar und enthalten 1 bis ungefähr 6 Kohlenstoffatome. Der Ausdruck niedrigsiedend, wie hierin verwendet, soll organische Flüssigkeiten bedeuten, die einen Siedepunkt von allgemeinen nicht mehr als ungefähr 100°C haben. Diese Flüssigkeiten fördern die Fähigkeit der partikulären Materialien, in einem fein verteilten Zustand ohne signifikante Agglomeration zu verbleiben. Beispiele von niedrigsiedenden organischen Flüssigkeiten umfassen Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol, i-Propanol, Butanol, i-Butanol und Ähnliche, Ketone, wie Aceton, Methylethylketon und Ähnliche, und cyclische Ether, wie Ethylenoxid, Propylenoxid und Tetrahydrofuran. Kombinationen der vorstehend genannten Flüssigkeiten, mit oder ohne Wasser, können ebenfalls verwendet werden. Methanol ist eine bevorzugte niedrigsiedende organische Flüssigkeit.
Niedrigsiedende organische Flüssigkeiten können verwendet werden, um das Aufbringen der partikulären Materialien durch Sprühen auf Pflanzen zu erleichtern. Typischerweise werden die niedrigsiedenden organischen Flüssigkeiten in einer Menge verwendet, die ausreichend ist, um eine Dispersion des partikulären Materials zu bilden. In einer Ausführungsform beträgt die Menge der niedrigsiedenden organischen Flüssigkeit ungefähr 0 % bis ungefähr 30 % (Volumenprozent) der Dispersion (Aufschlämmung). In einer anderen Ausführungsform beträgt die Menge der niedrigsiedenden organischen Flüssigkeit ungefähr 3 % bis ungefähr 5 % (Volumenprozent) der Dispersion. In einer noch anderen Ausführungsform beträgt die Menge der niedrigsiedenden organischen Flüssigkeit ungefähr 3,5 % bis ungefähr 4,5 % (Volumenprozent) der Dispersion.
In Ausführungsformen, wo eine niedrigsiedende organische Flüssigkeit verwendet wird, wird das partikuläre Material vorzugsweise zu einer niedrigsiedenden organischen Flüssigkeit zur Bildung einer Aufschlämmung zugesetzt, und dann wird die Aufschlämmung mit Wasser verdünnt, um eine wässrige Dispersion zu bilden. Die erhaltene Aufschlämmung enthält die Teilchen in fein verteilter Form, worin die meisten (wenigstens ungefähr 90 Gew.-%) der Teilchen auf eine Teilchengröße von weniger als ungefähr 100 Mikron oder weniger dispergiert sind.
Die partikulären Materialien, die insbesondere zur Verwendung in dieser Erfindung geeignet sind, sind inert und nicht-toxisch. Wie hierin verwendet, sind inerte, partikuläre Materialien Teilchen, die nicht-phytotoxisch sind. Die partikulären Materialien sind vor zugsweise nicht-toxisch, was bedeutet, dass die partikulären Materialien in den Mengen, die für eine wirksame gesteigerte Unterkühlung zum Verhindern von Gefrierschäden benötigt werden, als nicht schädlich für Tiere, die Umgebung, den Anwender und den Endverbraucher angesehen werden.
Die Erfindung bezieht sich auf behandelte Pflanzen und insbesondere auf behandelte gartenbauliche Nutzpflanzen, worin die Oberfläche einer Pflanze mit einem oder mehreren partikulären Materialien behandelt ist. Die erfindungsgemäße Behandlung beeinträchtigt den Gasaustausch auf der Oberfläche der behandelten Pflanze nicht merkbar. Die Gase, welche durch die Teilchenbehandlung (oder den Rückstand der Teilchenbehandlung) hindurchgehen, sind solche, wie sie typischerweise durch die Oberfläche von lebenden Pflanzen ausgetauscht werden. Beispiele solcher Gase umfassen Wasserdampf, Kohlendioxid, Sauerstoff, Stickstoff und flüchtige organische Komponenten.
Die folgenden Beispiele erläutern die Verfahren der vorliegenden Erfindung. Falls in den folgenden Beispielen, in der Beschreibung und in den beigefügten Patentansprüchen nicht anders angegeben, beziehen sich sämtliche Teile und Prozentangaben auf das Gewicht, Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben, und Drucke sind bei oder nahe Atmosphärendruck.
BEISPIEL 1
"Red Delicious"-Apfelbäume erhalten die folgenden Behandlungen: 1) Aufbringung von herkömmlichen Pflanzenbehandlungsanwendungen gemäß der Anwesenheit von wirtschaftlichen Konzentrationen von Schadorganismen unter Verwendung der Virginia, West Virginia and Maryland Cooperative Extension 1997 Spray Bulletin for Commercial Tree Fruit Growers Publikation 456-419; 2) keine Behandlung; und 3) wöchentliche Anwendung von Translink^® 77, beginnend am 11. März, wenn die Pflanzen in einem Ruhezustand sind. Die Behandlung (3) bringt 25 Pfund Material, suspendiert in 4 Gallonen Methanol und zugesetzt zu 100 Gallonen Wasser, auf. Diese Behandlung wird in einer Menge von 125 Gallonen/Morgen unter Verwendung eines Obstbaumsprühers durchgeführt. Die Behandlungen werden in einer randomisierten, vollständigen Blockanordnung mit 4 Replikationen und 3 Bäumen/Parzelle angeordnet. Die Behandlungen werden nicht bewässert und erhalten 21,58 cm Niederschlag von Mai bis zum 30. August (des selben Jahres). Früchte werden bei der Reife geerntet, und die Fruchtzahl wird bei der Ernte bestimmt. Die Daten werden unter Verwendung einer Varianzanalyse unter Verwendung einer randomisierten, vollständigen Blockanordnung analysiert. Tabelle 1

Behandlung Fruchtzahl/Baum

1) Herkömmlich 322

2) Kontrolle 246

3) Translink^® 77 382
Die Anwendung von Translink^® 77 vor dem Aufbrechen der Knospen und das Auftreten eines strengen Frostes am 9. April (desselben Jahres) mit einer Minimaltemperatur von 20°F mäßigen den Frostschaden, wie es sich durch eine größere Fruchtzahl (382) zeigt, welche die Reife erreichen, im Vergleich zu der herkömmlichen Kontrolle (322) und der nicht behandelten Kontrolle (246). Die nicht behandelte Kontrollfruchtzahl ist gegenüber der herkömmlichen Zahl durch zusätzlichen Fruchtfall verringert, der durch Krankheit und Insektenschädigung hervorgerufen wird.
BEISPIEL 2
"Seckel"-Birnbäume erhalten die folgenden Behandlungen: 1) Aufbringung von herkömmlichen Pflanzenbehandlungsanwendungen gemäß der Anwesenheit von wirtschaftlichen Konzentrationen von Schadorganismen unter Verwendung der Virginia, West Virginia and Maryland Cooperative Extension 1997 Spray Bulletin for Commercial Tree Fruit Growers Publikation 456-419; 2) keine Behandlung; und 3) wöchentliche Anwendung von Translink^® 77, beginnend am 29. April; 4) wöchentliche Anwendung von calciniertem Kaolin (Satintone^® 5HP), beginnend am 29. April; 5) wöchentliche Anwendung von behandeltem Calciumcarbonat (Supercoat^®, erhältlich von English China Clay), beginnend am 29. April; und 6) wöchentliche Anwendung von Translink^® 37, beginnend am 29. April (alle Angaben des 29. April beziehen sich auf dasselbe Jahr). Die Behandlungen 3, 5 und 6 umfassen die Anwendung von 25 Pfund Material, suspendiert in 4 Gallonen Methanol und zu 100 Gallonen Wasser zugesetzt. Die Behandlung (4) verwendet 25 Pfund Material, suspendiert in 100 Gallonen Wasser unter Zugabe von 27 Unzen Ninex^® MT-603 und 2 Pinten Toximul^®. Diese Behandlungen werden in einer Menge von 125 Gallonen/Morgen unter Verwendung eines Obstbaumsprühers durchgeführt. Die Behandlungen sind in einer randomisierten, vollständigen Blockanordnung mit zwei Replikationen und 4 Bäumen/Parzelle angeordnet. Ein Frost von 25°F tritt am 23.
Oktober (desselben Jahres) auf, und eine Gefrierschädigung der Blätter wird am 28.
Oktober (desselben Jahres) bewertet. Die Gefrierschädigung wird bewertet, indem 40 Blätter/Parzelle (10 von jedem Baum) gesammelt werden. Die Blätter mit Nekrose auf dem Blattrand bis zum mittleren Blattnerv, die sich zu der abaxialen Seite des Blattes erstreckt, zeigen Gefrierschädigung. Ungeschädigte Blätter haben diese Nekrose nicht.

Jedes Blatt wird als geschädigt oder ungeschädigt kategorisiert, und der ungeschädigte Prozentsatz aus jeder Parzelle wird unter Verwendung einer Bildanalyse berechnet. Die Daten werden unter Verwendung einer Varianzanalyse mit einer randomisierten, vollständigen Blockanordnung analysiert.

Behandlung	Blattschädigung (% der Gesamtfläche)
1) Herkömmlich	63
2) Nicht behandelte Kontrolle	83
3) Translink^® 77	21
4) Satintone^® 5HB	61
5) Supercoat^®	18
6) Translink^® 37	19

Die Anwendung von hydrophoben Teilchen (Translink^® 77, Translink^® 37 und Supercoat^®) verringern die Gefrierschädigung im Vergleich mit der nicht behandelten Kontrolle oder der herkömmlichen Behandlung. Die Anwendung eines hydrophilen Materials (Satintone^® 5HB) verringert die Gefrierschädigung im Vergleich mit den herkömmlichen Behandlungen nicht.
BEISPIEL 3
Ein Eiskeimbakterien (Pseudomonas syringae) enthaltendes 5 μl Wassertröpfchen wird auf jedes von zwei Tomatenblättern (Lycopersicon esculentum) aufgebracht. Ein Blatt wird unbehandelt gelassen, während das andere Blatt mit einer Suspension von Translink^® 77 vor der Zugabe des Wassertröpfchens überzogen wird. Die Suspension wird hergestellt durch Vereinigen von 9 g Translink^® 77 mit 12 ml Methanol und Zugabe dieser Mischung zu 88 ml Wasser. Das Tomatenblatt wird bis zum Ablaufen mit dieser Suspension besprüht und trocknen gelassen. Die Blätter werden in eine Umweltkammer eingebracht, und die Temperatur wird mit einer Geschwindigkeit von 8°C/h abgekühlt bis die Blatt- und Lufttemperatur sich bei 0°C äquilibriert haben. Eine Inframetrics 760 Infrarot-Videokamera und -Recorder werden verwendet, um die Temperatur der Luft, des Blattes und des Wassertröpfchens aufzuzeichnen, wenn die Temperatur erniedrigt wird. Wenn sich Eis bildet, wird Wärme aufgrund von Schmelzwärme des Wassers freigesetzt, und so steigt die Temperatur des gefrierenden Gewebes oder des Wassers. In den folgenden Beispielen wird Gefrieren durch das Auftreten der Exotherme, verbunden mit Eisbildung definiert, und ein gefrorenes Gewebe hat eine höhere Temperatur als ein nicht gefrorenes Gewebe. Falls ein Gewebe bei Temperaturen von weniger als 0°C nicht gefriert, zeigt dies an, dass Unterkühlung auftritt. Im Beispiel 3 wird die Lufttemperatur auf -5,5°C erniedrigt.
1 zeigt allgemein die Fähigkeit von Translink^® 77, das Gefrieren von Tomatenblättern zu blockieren. 1A zeigt ein unbehandeltes Blatt (links) und ein mit Translink^® 77 behandeltes Blatt (rechts) nach dem Aussetzen einer Temperatur von -6,0°C. Das unbehandelte Blatt ist aufgrund von Gefrierschädigung vollständig mit Wasser getränkt, während das mit Translink^® 77 behandelte Blatt ungeschädigt ist. In 1A zeigt das unbehandelte Blatt auf der linken Seite die Tränkung mit Wasser aufgrund von Gefrierschädigung, während das behandelte Blatt, welches zur Entfernung der Teilchen gewaschen ist, keine Gefrierschädigung zeigt. Die Wassertröpfchen gefrieren bei annähernd -1,5°C.
1 B zeigt ein Infrarotbild eines unbehandelten Blattes (links) und eines mit Translink^® 77 behandelten Blattes (rechts), was das Gefrieren und die Exotherme des unbehandelten Blattes zeigt, welche die Temperatur des Blattes (links) erhöht. Das behandelte Blatt (rechts) ist bei -3,2°C aufgrund von gesteigerter Unterkühlung nicht gefroren. Der schwarze Punkt auf jedem Blatt bedeutet das auf die Blattoberfläche aufgebrachte Wassertröpfchen. In der 1 B induziert die Anwesenheit eines gefrorenen Tröpfchens auf dem unbehandelten Blatt (links) ein Gefrieren durch das Blatt hindurch, während das behandelte Blatt keine Eisbildung auf dem Blatt zeigt. Das Blatt auf der linken Seite ist wärmer aufgrund der Gefrierexotherme als das Blatt auf der rechten Seite, welches unterkühlt, aber nicht gefroren ist.
1 C zeigt ein Infrarotbild eines unbehandelten Blattes (links) und eines mit Translink^® 77 behandelten Blattes (rechts), was ein Gefrieren und die Exotherme des unbehandelten Blattes anzeigt, welche die Temperatur des Blattes (lins) erhöht. Das behandelte Blatt (rechts) ist bei -5,5°C aufgrund der gesteigerten Unterkühlung nicht gefroren. Der schwarze Punkt auf jedem Blatt gibt das auf die Blattoberfläche aufgebrachte Wassertröpfchen wieder. 1 C zeigt ferner, dass das behandelte Blatt (rechts) auf -5,5°C ohne Eisbildung abgekühlt ist, während das unbehandelte Blatt (links) gefroren ist und eine wärmere Temperatur (annähernd -3,5°C) hat.
BEISPIEL 4
Ganze Tomatenpflanzen werden mit Translink^® 77, wie in Beispiel 3 beschrieben, behandelt. Die behandelten und unbehandelten Pflanzen werden mit Wasser, das Eiskeimbakterien enthält, besprüht und in eine Umweltkammer verbracht, und die Temperatur wird bei 8°C/h abgekühlt, bis sich die Pflanzen- und Lufttemperatur bei 0°C äquilibrieren. Eine Inframetrics 760 Infrarot-Videokamera und -Recorder werden verwendet, um die Temperatur der Luft, des Blattes und des Wassertröpfchens aufzuzeichnen, wenn die Temperatur erniedrigt wird.
2 zeigt allgemein die Fähigkeit von Translink^® 77, das Gefrieren von ganzen Tomatenpflanzen zu blockieren. 2A zeigt eine unbehandelte Pflanze (links) und eine mit Translink° 77 behandelte Pflanze (rechts) nach dem Aussetzen einer Temperatur von -6,1°C. Die unbehandelte Pflanze ist vollständig mit Wasser getränkt und schlaff aufgrund von Gefrierschädigung, während die mit Translink^® 77 behandelte Pflanze ungeschädigt ist. 2A erläutert, dass die unbehandelte Pflanze (links) durch Gefrieren abgetötet wird, während die behandelte Pflanze (rechts) keine Schädigung nach dem Aussetzen einer Temperatur von -6,1 °C zeigte.
2B zeigt ein Infrarotbild einer unbehandelten (rechts) und einer mit Translink^® 77 behandelten Pflanze (links), was das Gefrieren und die Exotherme der unbehandelten Pflanze zeigt, welche die Temperatur der Pflanze (rechts) erhöht. Die behandelte Pflanze (links) ist bei annähernd -2°C aufgrund der gesteigerten Unterkühlung nicht gefroren. 2B erläutert, dass die unbehandelte Pflanze (rechts) bei annähernd -2°C gefroren ist und wärmer ist als die behandelte Pflanze (links) aufgrund der Gefrierexotherme.
2C zeigt ein Infrarotbild einer unbehandelten Pflanze (rechts) und einer Translink^® 77 behandelten Pflanze (links), was das Gefrieren und die Exotherme der unbehandelten Pflanze zeigt, welche die Temperatur des Blattes (rechts) erhöht. Das behandelte Blatt (links) ist bei -6,1 °C aufgrund der gesteigerten Unterkühlung nicht gefroren. 2C erläutert, dass die behandelte Pflanze (links) bei -6,1°C nicht gefroren verbleibt im Vergleich zu der unbehandelten Pflanze (rechts).
BEISPIEL 5
Zwei hydrophobe Materialien (Translink^® 77 und Supercoat^®), zwei hydrophile Materialien (Satintone^® 5HB und Supermite^®) und ein im Handel erhältliches Produkt, welches die Regelung des Gefrierens behauptet (Frost Shield^®) werden verglichen. Die hydrophoben Partikel werden unter Verwendung von 4 verschiedenen Methodiken hergestellt: 1) das Material wird auf die Pflanzen gestäubt; 2) 3 g Material werden heftig mit 100 ml Wasser geschüttelt und unter Schütteln auf die Pflanzen gesprüht; 3) 3 g Material werden heftig mit 100 ml Wasser, das 0,5 ml Baumwollsamenöl enthält, geschüttelt, und die Suspension wird unter Schütteln auf die Pflanzen gesprüht; und 4) 3 g Material werden mit 4 ml Methanol gemischt, und diese Mischung wird zu 96 ml Wasser zugesetzt. Die hydrophilen Materialien werden ähnlich zu 1), 2) und 3) vorstehend hergestellt und aufgebracht. Ein Blatt wird unbehandelt gelassen, während das andere Blatt mit einem der Materialien überzogen wird. Das Tomatenblatt wird bis zum Ablaufen mit der Suspension besprüht und trocknen gelassen. Ein Eiskeimbakterien (Pseudomonas syringae) enthaltendes 5 μl Wassertröpfchen wird auf eines von zwei Tomatenblättern (Lycopersicon esculentum) aufgebracht. Die Blätter werden in eine Umweltkammer verbracht, und die Temperatur wird mit 8°C/h gekühlt, bis sich die Blatt- und Lufttemperatur bei 0°C äquilibrieren. Eine Inframetrics 760 Infrarot-Videokamera und -Recorder werden verwendet, um die Temperatur der Luft, des Blattes und des Wassertröpfchens aufzuzeichnen, wenn die Temperatur erniedrigt wird. Die Lufttemperatur wird auf -5,0°C erniedrigt. In allen Fällen gefrieren mit hydrophoben Teilchen behandelte Blätter nicht, während die unbehandelten Blätter und die hydrophil behandelten Blätter gefrieren.
Die 3 bis 6 erläutern die Bedeckung der Blattoberfläche mit den verschiedenen Materialien und Formulierungen. Es wird darauf hingewiesen, dass unvollständige Bedeckung in den hydrophoben Behandlungen vorkommt, dass dies aber nicht die Unterkühlung in dem Bereich von 0 bis -5,0°C verringert. Die 7 bis 14 erläutern, dass mit hydrophoben Teilchen behandelte Blätter nicht gefrieren, während die unbehandelten Blätter gefrieren. Die 15 und 16 erläutern, dass mit hydrophilen Teilchen behandelte Blätter und FrostShield^® (4 Unzen FrostShield^®/2 Quart Wasser, aufgebracht bis zum Abtropfen) in ähnlicher Weise wie die unbehandelten Blätter gefrieren.
3 zeigt allgemein die Bewertung von Supercoat^®-Formulierungen. 3A zeigt eine mit Supercoat^® behandelte Pflanze, aufgebracht als Staub, 3B zeigt eine mit Supercoat^® behandelte Pflanze, aufgebracht in einer Wassersuspension, 3C zeigt eine mit Supercoat^® behandelte Pflanze, aufgebracht in einer Wassersuspension mit 0,5 % Baumwollsamenöl, und 3D zeigt eine mit 3 % Supercoat^® behandelte Pflanze, anfänglich suspendiert in Methanol und die Suspension zu Wasser zugesetzt.
4 zeigt allgemein die Bewertung von Translink^® 77-Formulierungen. 4A zeigt eine mit einer Staubformulierung behandelte Pflanze, 4B zeigt eine mit Translink^® 77 behandelte Pflanze, aufgebracht in einer Wassersuspension, 4C zeigt eine mit Translink^® 77 behandelte Pflanze, aufgebracht in einer Wassersuspension mit 0,5 Baumwollsamenöl, und 4D zeigt eine mit Translink^® 77 behandelte Pflanze, suspendiert in Methanol und die Suspension zu Wasser zugesetzt.
5 zeigt allgemein die Bewertung von Supermite^®-Formulierungen. Die obere Pflanze ist mit einer Staubformulierung behandelt, die mittlere Pflanze ist mit Supermite^®, aufgebracht in einer Wassersuspension, behandelt, und die untere Pflanze ist mit Trans link® 77, aufgebracht in einer Wassersuspension mit 0,5 % Baumwollsamenöl, behandelt.
6 zeigt allgemein die Bewertung von Satintone 5HB^®-Formulierungen. Die obere Pflanze ist mit einer Staubformulierung behandelt, die mittlere Pflanze ist mit Satintone 5HB^®, aufgebracht in einer Wassersuspension, behandelt, und die untere Pflanze ist mit Satintone 5HB^®, aufgebracht in einer Wassersuspension mit 0,5 % Baumwollsamenöl, behandelt.
7 zeigt allgemein Infrarotbilder von Pflanzen, die mit Supercoat^®, aufgebracht als Staub, behandelt wurden. Das obere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefrierprotokolls gezeigt. Die Pflanzen sind nicht gefroren. Das untere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefriervorgangs gezeigt. Das unbehandelte Blatt ist gefroren und zeigt eine Gefrierexotherme, während das behandelte Blatt bei -5,0°C ungefroren verbleibt. Die kreisförmigen Punkte auf jedem Blatt sind Wassertröpfchen, welche Eiskeimbakterien enthalten.
8 zeigt allgemein Infrarotbilder von Pflanzen, die mit Supercoat^® behandelt wurden, aufgebracht als Feststoffe (3 % Gew./Gew.), suspendiert in Methanol und Wasser. Das obere unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefrierprotokolls gezeigt. Die Pflanzen sind ungefroren. Das untere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefriervorgangs gezeigt. Das unbehandelte Blatt ist gefroren und zeigt eine Gefrierexotherme, während das behandelte Blatt bei -2,5°C ungefroren verbleibt. Die kreisförmigen Punkte auf jedem Blatt sind Eiskeimbakterien enthaltende Wassertröpfchen.
9 zeigt allgemein Infrarotbilder von Pflanzen, die mit Supercoat^®, aufgebracht in Wasser mit 0,5 % Baumwollsamenöl, behandelt wurden. Das obere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefrierprotokolls gezeigt. Die Pflanzen sind ungefroren. Das untere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefriervorgangs gezeigt. Das unbehandelte Blatt ist gefroren und zeigt eine Gefrierexotherme, während das behandelte Blatt bei -4,5°C un gefroren zurückbleibt. Die kreisförmigen Punkte auf jedem Blatt sind Eiskeimbakterien enthaltende Wassertröpfchen.
10 zeigt allgemein Infrarotbilder von Pflanzen, die mit Supercoat^®, aufgebracht in Wasser, behandelt wurden. Das obere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefrierprotokolls gezeigt. Die Pflanzen sind ungefroren. Das untere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefriervorgangs gezeigt. Das unbehandelte Blatt ist gefroren und zeigt eine Gefrierexotherme, während das behandelte Blatt bei -2,8°C ungefroren verbleibt. Die kreisförmigen Punkte auf jedem Blatt sind Eiskeimbakterien enthaltende Wassertröpfchen.
11 zeigt allgemein Infrarotbilder von Pflanzen, die mit Translink^® 77, suspendiert in Methanol und zugesetzt zu Wasser, behandelt wurden. Das obere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefrierprotokolls gezeigt. Die Pflanzen sind ungefroren. Das untere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefriervorgangs gezeigt. Das unbehandelte Blatt ist gefroren und zeigt eine Gefrierexotherme, während das behandelte Blatt bei -4,5°C ungefroren verbleibt. Die kreisförmigen Punkte auf jedem Blatt sind Eiskeimbakterien enthaltende Wassertröpfchen.
12 zeigt allgemein Infrarotbilder von Pflanzen, die mit Translink^® 77 behandelt wurden, aufgebracht in Wasser mit 0,5 % Baumwollsamenöl. Das obere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefrierprotokolls gezeigt. Die Pflanzen sind ungefroren. Das untere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefriervorgangs gezeigt. Das unbehandelte Blatt ist gefroren und zeigt eine Gefrierexotherme, während das behandelte Blatt bei -4,5°C ungefroren verbleibt. Die kreisförmigen Punkte auf jedem Blatt sind Eiskeimbakterien enthaltende Wassertröpfchen.
13 zeigt allgemein Infrarotbilder von Pflanzen, die mit Translink^® 77, aufgebracht in Wasser, behandelt sind. Das obere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefrierprotokolls gezeigt. Die Pflanzen sind ungefroren. Das untere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefriervorgangs gezeigt. Das unbehandelte Blatt ist gefroren und zeigt eine Gefrierexotherme, während das behandelte Blatt bei -4°C ungefroren verbleibt. Die kreisförmigen Punkte auf jedem Blatt sind Eiskeimbakterien enthaltende Wassertröpfchen.
14 zeigt allgemein Infrarotbilder von Pflanzen, die mit Translink^® 77, aufgebracht als Staub, behandelt wurden. Das obere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefrierprotokolls gezeigt. Die Pflanzen sind ungefroren. Das untere, unbehandelte Blatt (links) und das behandelte Blatt (rechts) sind während eines Gefriervorgangs gezeigt. Das unbehandelte Blatt ist gefroren und zeigt eine Gefrierexotherme, während das behandelte Blatt ungefroren bei -5°C verbleibt. Die kreisförmigen Punkte auf jedem Blatt sind Eiskeimbakterien enthaltende Wassertröpfchen.
15 zeigt allgemein Infrarotbilder von Tomatenblättern während eines Gefrierprotokolls. Im oberen Teil sind Frühstufen des Gefrierens gezeigt, wenn ein tatsächliches Gefrieren noch nicht auftritt. Blätter (a) unbehandelt, (b) mit FrostShield^®, (c) mit Supermite^®, aufgebracht als Staub, (d) mit Supermite^®, aufgebracht in Wasser, (e) mit Supermite^®, aufgebracht in Wasser mit 0,5 % Baumwollsamenöl, (f) mit Translink^® 77, suspendiert in Methanol und Wasser, behandelt, sind gezeigt. Im unteren Teil sind alle Blätter gefroren, ausgenommen Translink^® 77, welches bei -4,2°C ungefroren ist.
16 zeigt allgemein Infrarotbilder von Tomatenblättern während eines Gefrierprotokolls. Im oberen Teil sind Frühstufen des Gefrierens gezeigt, wenn tatsächliches Gefrieren noch nicht auftritt. Blätter (a) unbehandelt, (b) mit FrostShield^®, (c) mit Satintone 5HB^®, aufgebracht als Staub, (d) mit Satintone 5HB^®, aufgebracht in Wasser, (e) mit Satintone 5HB^®, aufgebracht in Wasser mit 0,5 % Baumwollsamenöl, (f) mit Translink^® 77, suspendiert in Methanol und Wasser, behandelt, sind gezeigt. Im unteren Teil sind alle Blätter gefroren, ausgenommen Translink^® 77, welches bei -4,2°C ungefroren ist.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen erläutert worden ist, wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Modifikationen davon für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ersichtlich werden. Es wird daher darauf hingewie sen, dass die hierin beschriebene Erfindung solche Modifikationen, wie sie in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen, umfassen soll.

Claims

Verfahren zum Verbessern der Unterkühlung einer Pflanze auf Temperaturen unter ungefähr -2°C, umfassend: Verhindern der Bildung von an die Pflanze angrenzenden Eiskristallen durch Bilden einer im Wesentlichen zusammenhängenden hydrophoben Membran aus partikulären Materialien auf Teilen der Pflanze, die im Stande sind, Wassertröpfchen zu tragen, wobei das partikuläre Material eine Teilchengrößenverteilung aufweist, worin bis zu ungefähr 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr 100 μm oder weniger aufweisen, und die im Wesentlichen zusammenhängende hydrophobe Membran eine Dicke von ungefähr 1 μm bis ungefähr 1000 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das partikuläre Material hydrophob ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das partikuläre Material verhindert, dass sich Wasser auf der Oberfläche der Pflanze ansammelt.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das partikuläre Material die Ausbreitung von Eis durch eine Pflanzen-Kutikula, eine Spaltöffnung oder eine Läsion in der Kutikula der Pflanze verhindert.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das partikuläre Material eine Teilchengrößenverteilung aufweist, worin bis zu ungefähr 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr 10 μm oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das partikuläre Material einen hydrophilen Kern und eine hydrophobe äußere Oberfläche aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, worin der hydrophile Kern wenigstens einen Vertreter aus der Gruppe von Calciumcarbonat, Glimmer, Kaolin, Bentonit, Pyrophyllit, Siliciumdioxid, Feldspat, Sand, Quarz, Kalk, Kalkstein, Diatomeenerde, Baryt, Aluminiumtrihydroxid und Titandioxid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, worin der hydrophile Kern wenigstens einen Vertreter aus der Gruppe von Calciumcarbonat, Glimmer, Talk, wasserhaltigem Kaolin, calciniertem Kaolin, Bentoniten, Pyrophyllit, Dolomit, Siliciumdioxid, Feldspat, Sand, Quarz, Kalk, Kalkstein, gefälltem Calciumcarbonat, Diatomeenerde, Baryten, Aluminiumtrihydroxid, pyrogenem Siliciumdioxid und Titandioxid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, worin die hydrophobe äußere Oberfläche wenigstens einen Vertreter aus der Gruppe von organischen Titanaten, organischen Zirconatoder Aluminat-Haftvermittlern, organofunktionellen Silanen, modifizierten Siliconfluiden und Fettsäuren und Salzen davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Pflanze wenigstens ein Vertreter aus der Gruppe von einer aktiv wachsenden landwirtschaftlichen Nutzpflanze, einer früchtetragenden landwirtschaftlichen Nutzpflanze, einer aktiv wachsenden Zierpflanze und einer früchtetragenden Zierpflanze ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Pflanze wenigstens ein Vertreter aus der Gruppe von Früchten, Gemüsen, Bäumen, Blumen, Gräsern, Wurzeln, Samen und Landschafts- und Zierpflanzen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das partikuläre Material eine mittlere individuelle Teilchengröße von ungefähr 3 μm oder weniger aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, worin der hydrophile Kern wenigstens einen Vertreter aus der Gruppe von Calciumcarbonat und calciniertem Kaolin umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das partikuläre Material wenigstens einen Vertreter aus der Gruppe von hydrophob behandeltem Calciumcarbonat und hydrophob behandeltem calcinierten Kaolin umfasst.
Verfahren zum Verbessern der Unterkühlung einer gartenbaulichen Nutzpflanze auf Temperaturen unter ungefähr -3°C, umfassend: Verhindern der Bildung von an die gartenbauliche Nutzpflanze angrenzenden Eiskristallen durch Auftragen einer Aufschlämmung, die partikuläre Materialien und eine Flüssigkeit umfasst, auf Teile der gartenbaulichen Nutzpflanze, die im Stande sind, Wassertröpfchen zu tragen; und Verdunstenlassen der Flüssigkeit unter Bildung einer im Wesentlichen zusammenhängenden hydrophoben Membran aus partikulären Materialien auf der gartenbaulichen Nutzpflanze, wobei das partikuläre Material eine Teilchengrößenverteilung aufweist, worin bis zu ungefähr 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr 10 μm oder weniger aufweisen, und die im Wesentlichen zusammenhängende hydrophobe Membran eine Dicke von ungefähr 3 μm bis ungefähr 1000 μm aufweist
Verfahren nach Anspruch 15, worin die partikulären Materialien einmal oder mehrmals während der Vegetationszeit der gartenbaulichen Nutzpflanze aufgetragen werden.
Verfahren nach Anspruch 15, worin das partikuläre Material eine Teilchengrößenverteilung aufweist, worin bis zu ungefähr 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr 3 μm oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 15, worin das partikuläre Material einen hydrophilen Kern und eine hydrophobe äußere Oberfläche aufweist.
Verfahren nach Anspruch 18, worin der hydrophile Kern wenigstens einen Vertreter aus der Gruppe von Calciumcarbonat, Glimmer, Kaolin, Bentonit, Pyrophyllit, Siliciumdioxid, Feldspat, Sand, Quarz, Kalk, Kalkstein, Diatomeenerde, Baryt, Aluminiumtrihydroxid und Titandioxid aufweist.
Verfahren nach Anspruch 15, worin die im Wesentlichen zusammenhängende hydrophobe Membran nicht zusammenhängende Flächen mit einer durchschnittlichen Größe von weniger als ungefähr 100 μm umfasst.
Verfahren zum Verbessern der Unterkühlung einer gartenbaulichen Nutzpflanze auf Temperaturen unter ungefähr -4°C, umfassend: Verhindern der Bildung von an die gartenbauliche Nutzpflanze angrenzenden Eiskristallen durch Auftragen einer Aufschlämmung, die partikuläre Materialien, eine Flüssigkeit und ein Adjuvans umfasst, auf Teile der gartenbaulichen Nutzpflanze, die im Stande sind, Wassertröpfchen zu tragen; und Verdunstenlassen der Flüssigkeit unter Bildung einer im Wesentlichen zusammenhängenden hydrophoben Membran aus partikulären Materialien auf der gartenbaulichen Nutzpflanze, wobei das partikuläre Material eine Teilchengrößenverteilung aufweist, worin bis zu ungefähr 90 Gew. % der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr 10 μm oder weniger aufweisen, und die im Wesentlichen zusammenhängende hydrophobe Membran ungefähr 25 bis ungefähr 5000 Mikrogramm partikuläres Material/cm² der Oberfläche der gartenbaulichen Nutzpflanze umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, worin das partikuläre Material verhindert, dass sich Wasser auf der Oberfläche der Pflanze ansammelt.
Verfahren nach Anspruch 21, worin das partikuläre Material eine Teilchengrößenverteilung aufweist, worin bis zu ungefähr 90 Gew. % der Teilchen eine Teilchengröße von ungefähr 1 μm oder weniger aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 21, worin das partikuläre Material einen hydrophilen Kern und eine hydrophobe äußere Oberfläche aufweist.
Verfahren nach Anspruch 24, worin der hydrophile Kern wenigstens einen Vertreter aus der Gruppe von Calciumcarbonat, Glimmer, Kaolin, Bentonit, Pyrophyllit, Siliciumdioxid, Feldspat, Sand, Quarz, Kalk, Kalkstein, Diatomeenerde, Baryt, Aluminiumtrihydroxid und Titandioxid umfasst.
Verfahren nach Anspruch 21, worin die im Wesentlichen zusammenhängende hydrophobe Membran nicht zusammenhängende Flächen mit einer durchschnittlichen Größe von weniger als ungefähr 100 μm umfasst.