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Diese Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Behandlung von Pflanzen oder von Feldfrüchten und eine Behandlungseinrichtung
für die
Behandlung von Pflanzen oder Feldfrüchten.
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Aktives Chlor in Form von hypochloriger
Säure,
hergestellt aus anorganischen und organischen Hypochloriten und
Quellen von aktivem Chlor wie Chlorgas, Natriumhypochlorit-Bleiche
(NaOCl), Calciumhypochlorit (Ca(OCl)2) und
den organischen chlorierten Isocyanuraten (Trichloro- und Natriumdichloro-S-triazine) wurden
für über 50 Jahre
für den
Schutz des Produkts nach der Ernte und für die Kontrolle von Pilzen
und Bakterien zur Verhinderung von Verfaulen verwendet. Aufgrund
der Phytotoxizität
wurden diese Verbindungen jedoch nicht beim Besprühen der
lebenden Feldfrüchte
für die
Kontrolle von Pilz- und Bakterienerkrankungen durch Ausnutzung der
bakteriziden und fungiziden Eigenschaften des aktiven Bestandteils
hypochlorige Säure verwendet.
Insbesondere Calciumhypochlorit wurde wegen der Unwägbarkeiten
beim Lösen
und Schwierigkeiten bei der Kontrolle der Konzentration nicht verwendet.
Calciumhypochlorit vom Produkttyp 65–70% enthält Natriumchlorid, welches
bei den hohen Konzentrationsspiegeln, die zur Bildung von hypochloriger
Säure für das Abtöten von
Pilzen und Bakterien notwendig sind, phytotoxisch ist.
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Diese Erfindung stellt ein Verfahren
zur Verwendung von Calciumhypochlorit in millimolaren Mengen für die Behandlung
von Pflanzen oder Feldfrüchten
auf dem Feld bereit. Erfindungsgemäß wird die Pflanzenzelloberfläche der
Feldfrüchte
gegen millimolare Mengen von nicht-ionisierter, kovalent gebundener,
hypochloriger Säure,
Calcium- und Hydroxidionen in einer idealen physiologisch ausgewogenen
Form exponiert. Da hypochlorige Säure unstabil ist, sich verflüchtigt und
leicht durch Licht zerstört
wird, beinhaltet die erfindungsgemäße Methode die Verwendung eines
Benetzungsmittels, um den vollständigen
Kontakt zwischen Pflanzenzellwand und aktiver hypochloriger Säure, Calcium-
und Hydoxidionen zu gewährleisten.
Das Ergebnis der Behandlung ist die epidermale Verstärkung der
Pflanzenzellwand. Diese Erfindung unterscheidet sich daher von bekannten
Methoden, bei denen mikrobielle Organismen durch hypochlorige Säure abgetötet werden.
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Die Erfindung stellt so ein Verfahren
zur Behandlung von Pflanzen oder Feld früchten bereit, welches den Schritt
der Exposition der Pflanzen oder Feldfrüchte gegen ein wässriges
Medium beinhaltet, welches Behandlungsmittel enthält, die
mindestens ein Benetzungsmittel, Calciumkationen und hypochlorige
Säure beinhalten,
und stellt daher eine Technik der Nicht-Ausnutzung oder des Ausschlusses
der bakteriziden und fungiziden Eigenschaften von hypochloriger
Säure dar,
wobei die Konzentration des Calciumhypochlorits und des Calciums
jeweils ungefähr
0,19–0,38
mM beträgt.
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Nach dem besten Wissen des Anmelders
können
Konzentrationen in diesem Spiegel, die gleich der physiologischen
Konzentration von Calcium in Pflanzen sind, nur in Übereinstimmung
mit der Methode und der Apparatur der Erfindung abgegeben werden.
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Daher wird im breitesten Sinne erfindungsgemäß ein Verfahren
zur Behandlung von Pflanzen und Feldfrüchten bereitgestellt, welches
den Schritt der Exposition der Pflanzen oder Feldfrüchte gegen
ein wässriges
Medium beinhaltet, welches Behandlungsmittel enthält, die
mindestens ein Benetzungsmittel und Calciumhypochlorit enthalten,
wobei die Konzentration des Calciumhypochlorits zwischen etwa 0,19
und 0,38 mM liegt.
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Das wässrige Medium kann ein Behandlungsstrom
sein, und die Exposition der Pflanzen oder Feldfrüchte gegen
das wässrige
Medium kann die Schritte einschließen
Erzeugung eines wässriges
Fließtroms
aus einer Wasserquelle;
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Einführen von Calciumhypochlorit
in den wässrigen
Fließtrom
zur Bildung eines Behandlungsstroms, wobei das Calciumhypochlorit
hypochlorige Säure,
Hypochloritionen, Calciumionen und Hydroxylionen produziert, wenn
es in den wässrigen
Fließtrom
eingeführt
wird, und das Calciumhypochlorit in den Fließtrom so eingeführt wird,
dass es einen Behandlungsstrom bildet, der eine Calciumhypochlorit-Konzentration
von etwa 0,19 bis 0,38 mM und eine Calcium-Konzentration von etwa
zwischen 0,19–0,38
mM aufweist;
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Zugabe des oder jedes Benetzungsmittels
gegebenenfalls zu dem Wasser, aus dem der Fließtrom erzeugt wird, oder zu
dem Fließtrom
oder zu dem Behandlungsstrom; und
Exponieren der Pflanze oder
Feldfrüchte
gegen den Behandlungsstrom.
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Das Calciumhypochlorit kann in den
wässrigen
Fließtrom
so eingeführt
werden, dass ein Behandlungsstrom gebildet wird, der eine Calciumhypochlorit-Konzentration von
zwischen etwa 0,25 und 0,30 mM und eine Calciumionen-Konzentration
zwischen etwa 0,25 und 0,30 mM aufweist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird typischerweise
für die
Behandlung von wachsenden Feldfrüchten
verwendet. Die Pflanzen oder Feldfrüchte werden daher typischerweise
wachsende Feldfrüchte
sein. Die Feldfrüchte
können
ausgewählt
werden aus Kartoffeln, Steinobst, Äpfeln, Trauben, Zwiebeln, Kürbissen
wie Gartenkürbissen,
Melonen und Kürbissen
(squashes), und Blattgemüse
wie Kohl, Salat, Rosenkohl und Blumenkohl oder beliebigen Feldfrüchte, die
leicht von Pathogenen oder Organismen angegriffen werden, einschließlich Blumen.
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Die Feldfrüchte können daher ausgewählt werden
aus Kartoffeln, Steinobst, Äpfeln,
Trauben, Zwiebeln, Kürbissen,
Blattgemüsen
und Blumen.
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Das Calciumhypochlorit kann in den
wässrigen
Fließtrom
unter Verwendung einer Apparatur zur gesteuerten Behandlung einer
Flüssigkeit
mit einer Flüssigkeitsbehandlungs-Substanz
von dem Typ eingeführt werden,
der in der Beschreibung von US-Patent Nr. 4,842,729 beschrieben
ist.
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Der Vorteil der Verwendung einer
Apparatur des Typs, der in US-Patent Nr. 4,842,729 beschrieben ist liegt
darin, dass die Zeit zwischen dem Kontakt des Wassers mit dem Calciumhypochlorit
zur Bildung der erforderlichen Hydrolyseprodukte und die Zeitverzögerung bis
zum Kontakt der Lösung
der Hydrolyseprodukte mit der Pflanze so kurz ist, dass das günstige Verhältnis der
Hydrolyseprodukte beihalten wird. Falls Calciumhypochlorit lediglich
mit Wasser gemischt würde,
würde dieses
lonisierungsverhältnis
von hypochloriger Säure, Hypochloritionen
und Calciumhydroxid aufgrund der Instabilität und Lichtempfindlichkeit
von hypochloriger Säure,
der Sedimentation von Calciumhydroxid, und aufgrund von Nebenreaktionen
von Calciumhypochlorit mit Substanzen im Wasserstrom ins Ungleichgewicht
geraten. Es ist gut dokumentiert, dass hypochlorige Säure und
Hypochlorit zahlreiche definierte und nicht definierte Produkte
mit Substanzen in Wasser bilden, und dass die Bildung dieser Nebenreaktionsprodukte
streng zeitabhängig
ist. Es ist auch gut bekannt, dass zur Bestimmung des Chlorbedarfs
von Wasser die Tests während
Zeitperioden von der Kontaktzeit bis zu Stunden nach der Kontaktzeit
durchgeführt
werden. Der Abstand zwischen der Apparatur, z. B. der Apparatur,
und den Sprühern
und dem Druck des Wassers und der Durchmesser der verwendeten Leitung
werden daher so ausgewählt,
dass eine kurze Verzögerung
zwischen der Bildung der Lösung
und dem Kontakt mit der Pflanze entsteht, wie im größeren Detail
unten beschrieben ist.
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Der wässrige Fließtrom wird typischerweise aus
Stadtleitungswasser oder aus Brunnenwasser produziert, das aus einem
Fluss, Stausee, Bohrloch oder Ähnlichem
entnommen wird. Das Benetzungsmittel, oder der obenflächenaktive
Stoff, kann ein Silikon-Polyether-Benetzungsmittel
sein. Es kann beispielsweise ein Silikon-Polyether-Copolymer und Alkohol-Ethoxylat
sein. Diese Benetzungsmittel sind besonders geeignet, da sie nicht
durch die oxidierenden Eigenschaften des Behandlungsstroms beeinträchtigt werden.
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Das wässrige Medium kann etwa 0,005–0,05% und
bevorzugt etwa 0,01% des Benetzungsmittels beinhalten.
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Das Verfahren kann daher die Zugabe
des Benetzungsmittels zum Wasser, aus dem der Fließstrom erzeugt
wird, oder zum Fließstrom
oder zum Behandlungsstrom in einer Menge umfassen, die ausreichend
ist zur Bildung einer Konzentration des Benetzungsmittels im Behandlungsstrom
von etwa 0,005–0,05%,
z. B. bevorzugt 0,01 %. Das Benetzungsmittel ist notwendig, um die
schnelle Ausbreitung des Behandlungsstroms über die vollständige Oberfläche der
Pflanze zu ermöglichen,
die behandelt wird. Die Gegenwart eines Benetzungsmittels, das die
rasche Ausbreitung des Behandlungsstroms über die Oberfläche der
Pflanze ermöglicht, so
dass die hypochlorige Säure
schnell ihre Wirkung entfalten kann, bevor sie sich verflüchtigt,
ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung.
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Die Exposition der Pflanze oder Feldfrüchte gegen
den Behandlungsstrom kann den Schritt des Versprühens des Behandlungsstroms
auf die Pflanze oder Feldfrüchte
mit Sprühmitteln
beinhalten. Der Behandlungsstrom kann beispielsweise auf die Pflanze
oder die Feldfrüchte
durch eine oder mehr Sprühdüsen gesprüht werden.
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Die Behandlungs-Substanz kann in
den Fließstrom
in einer Einleitungszone des Fließstroms eingeleitet werden.
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Die Erfindung erstreckt sich so auf
ein Verfahren zur Behandlung einer Pflanze oder von Feldfrüchten, wobei
das Verfahren die Schritte einschließt
Erzeugung eines wässrigen
Fließstroms
aus einer Wasserquelle;
Einführung von Calciumhypochlorit
in den wässrigen
Fließstrom
zur Bildung eines Behandlungsstroms, wobei das Calciumhypochlorit
ein gewünschtes
Verhältnis
von hypochloriger Säure,
Hypochloritionen, Calciumionen und Hydroxidionen bildet, wenn es
in den wässrigen
Fließstrom
eingeführt
wird, und das Calciumhypochlorit in den wässrigen Fließstrom so
eingeführt
wird, dass ein Behandlungsstrom gebildet wird, der eine Calciumhypochlorit-Konzentration
von zwischen ungefähr
0,19 und 0,38 mM und eine Calcium-Konzentration von zwischen etwa
0,19 und 0,38 mM aufweist; wobei die Einführung des Calciumhypochlorits
in den wässrigen
Fließstrom
mit Hilfe einer Apparatur zur gesteuerten Behandlung einer Flüssigkeit
mit einer flüssigen
Behandlungs-Substanz durchgeführt
wird, wobei die Apparatur einschließt
ein Gehäuse mit
einem ersten Teil, das einen Bereich zur Aufnahme eines Behälters und
eine Öffnung,
die in diesen Bereich führt,
ebenso wie einen zweiten Teil bereitstellt, der einen Flüssigkeitseinlass
und einen Flüssigkeitsauslass
aufweist, die einen Flüssigkeitsfließweg dazwischen
definieren, wobei der Bereich in Verbindung mit dem Flüssigkeitsfließweg steht;
einen
Behälter
für eine
Flüssigkeitsbehandlungs-Substanz,
wobei der Behälter
in dem Bereich zur Aufnahme des Behälters angeordnet ist und umfasst:
eine zylindrische Abstandshülse,
ein Endstück,
das ein erstes Ende der zylindrischen Abstandshülse abschließt, mindestens
eine Öffnung
in der Abstandshülse
in der Nähe
des ersten Endes, und Versiegelungsmittel zwischen dem ersten Ende
der Abstandshülse
und der Öffnung
und beweglich ist aus einer Ruheposition, bei der die Versiegelungsmittel
die Flüssigkeit
gegen den ersten Teil abdichten, um zu verhindern, dass Flüssigkeit
aus dem Fließweg
in die Öffnung
passiert, zu einer Betriebsposition, in der die Versiegelungsmittel
die kontrollierte Passage von Flüssigkeit
aus der Fließpassage über die
Versiegelungsmittel in und aus dem Inneren der Abstandshülse durch
die Öffnung
in der Abstandshülse
erlauben, wenn der Behälter
in der Betriebsposition ist;
mindestens eine Wasserbehandlungs-Substanz-Tablette,
die Calciumhypochlorit als aktive Behandlungssubstanz im Inneren
des Behälters
umfasst;
Ausrichtungsmittel im Inneren des Behälters, die
das erste Ende der Abstandshülse
weg von dem Flüssigkeitsfließweg ausrichten;
und
Betätigungsmittel
für das
Verschieben der Abstandshülse
zwischen der Ruheund Betriebsposition;
Zugeben mindestens eines
Benetzungsmittels wahlweise zu dem Fließstrom oder zu dem Behandlungsstrom; und
Behandlung
der Pflanzen oder Feldfrüchte
bzw. Feldfruchtpflanzen mit dem Behandlungsstrom.
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Entsprechend einem weiteren Aspekt
der Erfindung wird eine Behandlungs-Einrichtung für die Behandlung von Pflanzen
oder Feldfrüchten
bereitgestellt, wobei die Einrichtung einschließt
Mittel zur Einführung von
Calciumhypochlorit für
die Einführung
von Calciumhypochlorit in einen wässrigen Fließstrom,
um einen Behandlungsstrom zu erzeugen, wobei das Calciumhypochlorit
hypochlorige Säure,
Hypochloritionen, Calciumionen und Hydroxylionen bei der Einführung in
den wässrigen
Fließstrom
erzeugt,
eine Einführungsleitung,
wodurch während
der Verwendung der wässrige
Fließstrom
zu den Mitteln zur Einführung
des Calciumhypochlorits fließt;
eine
Auslassleitung, durch die während
der Verwendung der Behandlungsstrom aus den Mitteln für die Einführung des
Calciumhypochlorits fließt;
und
Auslassmittel, verbunden und in Fließkommunikation mit der Auslassleitung
für das
Richten des Behandlungsstroms auf Pflanzen oder Feldfrüchte.
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Die Behandlungs-Einrichtung kann
ein Mittel zur Einleitung von Benetzungsmitteln zur Einleitung des Benetzungsmittels
in einen des Fließstroms
und des Behandlungsstroms beinhalten. Stattdessen kann der wässrige Fließstrom aus
Wasser gebildet werden, und die Einrichtung kann ein Mittel zur
Einführung
des Benetzungsmittels zur Einführung
des Benetzungsmittels in das Wasser beinhalten.
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Das Mittel zur Einleitung von Calciumhypochlorit
kann eine Apparatur zur gesteuerten Behandlung einer Flüssigkeit
mit einer Flüssigkeitsbehandlungs-Substanz
von dem Typ sein, der in der Beschreibung des US-Patents Nr. 4,842,729
beschrieben ist.
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Die Einrichtung kann ein Mittel zur
Erzeugung eines Fließstroms
zur Erzeugung des wässrigen
Fließstroms
beinhalten. Das Erzeugungsmittel kann so angeordnet sein, dass ein
wässriger
Fließstrom
mit einem Druck von zwischen 40–80
psi erzeugt wird.
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Das Mittel zur Erzeugung des Fließstroms
kann eine Pumpe sein.
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Die Einrichtung kann ein Einwegventil
stromaufwärts
von Einleitungsmittel und stromabwärts vom Fließstrom erzeugenden
Mittel beinhalten.
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Die Auslassmittel können in
Form von mindestens einer Düse,
einem Sprühkopf
oder Ähnlichem,
typischerweise mehreren Düsen
in einer vorgewählten
Konfiguration vorliegen. Die oder jede Düse, Sprühkopf oder Ähnliches kann in einem Abstand
von etwa 1–2
m vom Calciumhypochlorit-Einleitungsmittel lokalisiert sein. Die
Düsen können ALBUZ-Mister-Düsen sein,
die relativ große
Tropfen produzieren und im Allgemeinen bei einem niedrigeren Druck
arbeiten als die meisten anderen Düsen.
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Die Einrichtung kann darüber hinaus
Filtermittel zum Filtern des Behandlungsstroms beinhalten.
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Die Erfindung erstreckt sich auf
Feldfrüchte-Besprühungs-Einrichtungen,
welche eine Apparatur zur gesteuerten Behandlung einer flüssigen Substanz
von dem Typ einschließen,
der in der Beschreibung von US-Patent Nr. 4,842,729 beschrieben
ist.
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Die Erfindung erstreckt sich weiter
auf eine Feldfrüchte-Besprühungs-Einrichtung,
welche einschließt
eine
Apparatur für
die gesteuerte Behandlung einer Flüssigkeit mit einer Flüssigkeitsbehandlungs-Substanz, wobei
die Apparatur einschließt
ein
Gehäuse
mit einem ersten Teil, das einen Bereich zur Aufnahme eines Behälters und
eine Öffnung,
die in diesen Bereich führt,
ebenso wie einen zweiten Teil bereitstellt, der einen Flüssigkeitseinlass
und einen Flüssigkeitsauslass
aufweist, die einen Flüssigkeitsfließweg dazwischen
definieren, wobei der Bereich in Verbindung mit dem Flüssigkeitsfließweg steht;
einen
Behälter
für eine
Flüssigkeitsbehandlungs-Substanz,
wobei der Behälter
in dem Bereich zur Aufnahme des Behälters angeordnet ist und umfasst:
eine zylindrische Abstandshülse,
ein Endstück,
das ein erstes Ende der zylindrischen Abstandshülse abschließt, mindestens
eine Öffnung
in der Abstandshülse
in der Nähe
des ersten Endes, und Versiegelungsmittel zwischen dem ersten Ende
der Abstandshülse
und der Öffnung,
und beweglich ist aus einer Ruheposition, bei der die Versiegelungsmittel
die Flüssigkeit
gegen den ersten Teil abdichten, um zu verhindern, dass Flüssigkeit
aus dem Fließweg
in die Öffnung
passiert, zu einer Betriebsposition, in der die Versiegelungsmittel
die kontrollierte Passage von Flüssigkeit
aus der Fließpassage über die
Versiegelungsmittel in und aus dem Inneren der Abstandshülse durch
die Öffnung
in der Abstandshülse
erlauben, wenn der Behälter
in der Betriebsposition ist;
Ausrichtungsmittel im Inneren
des Behälters,
die das erste Ende der Abstandshülse
weg von dem Flüssigkeitsfließweg ausrichten;
und
Betätigungsmittel
für das
Verschieben der Abstandshülse
zwischen der Ruheund der Betriebsposition;
eine Einlassleitung,
durch die ein wässriger
Fließstrom
in die Apparatur fließen
kann;
eine Auslassleitung, durch die der wässrige Fließstrom aus der Apparatur fließen kann;
und
Düsenmittel
in Fließverbindung
mit der Auslassleitung zum Sprühen
des wässrigen
Stroms auf Feldfrüchte.
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Der Flüssigkeitseinlass kann mit dem
Flüssigkeitsauslass
in Reihe angeordnet sein, so dass der Flüssigkeitsfließweg linear
ist. Die Zone oder Kammer kann eine längliche zylindrische Form aufweisen
und kann sich orthogonal zum Flüssigkeitsfließweg ausdehnen.
Sie kann zwischen dem Flüssigkeitseinlass
und dem Flüssigkeitsauslass
angeordnet sein.
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Die Kammer und der Fließweg können einen
kreisförmigen
Querschnitt aufweisen.
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Das Ausrichtungsmittel kann eine
im Inneren des Gehäuses,
zwischen dem Flüssigkeitseinlass
und dem Flüssigkeitsauslass
angeordnete Feder umfassen, die mit der Kammer in Reihe angeordnet
ist. Die Kammer genauso wie die Kammererweiterung können denselben
Durchmesser aufweisen.
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Das andere oder zweite Ende der zylindrischen
Abstandshülse
des Behälters
kann ebenfalls mit einem Endstück
verschlossen sein. Das Endstück
am zweiten Ende des Mantels kann fest mit der Abstandshülse verbunden
sein. Die Abstandshülse
und die Endstücke
können
aus Kunststoffmaterial sein, wobei das Endstück am zweiten Ende der Abstandshülse mit
der Abstandshülse
integral verbunden ist, z. B. verschweißt ist. Das Endstück kann
einen größeren Durchmesser
haben als die Abstandshülse,
so dass es radial von der Abstandshülse nach außen reicht. Die Abstandshülse kann
mit einer Vielzahl von Öffnungen
in der Nähe
des ersten Endes versehen sein, dass heißt sie kann in der Nähe zum ersten
Ende punktiert oder offen sein. Der offene Teil kann weniger als
die Hälfte
der Gesamtlänge
der Abstandshülse
darstellen, und sogar weniger als ein Fünftel der Gesamtlänge, d.
h. etwa 5–10%
seiner Länge.
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Das Versiegelungsmittel kann ein
O-Ring aus komprimierbarem Material sein, der in einer umlaufenden
Furche in der Abstandshülse
lokalisiert ist. Der O-Ring kann einen ringförmigen Körperbereich genauso wie einen
umlaufenden lippenartigen Bereich umfassen, der radial vom Körperbereich
nach außen
ragt.
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Die Apparatur kann Calciumhypochlorit
in Form von Tabletten beinhalten, die eine über der anderen im Korb angeordnet
sind.
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Typischerweise kann das Verhältnis des
Durchmessers des Behälters
zu seiner Länge
zwischen 1 : 2 und 1 : 4 liegen, z. B. etwa 1 : 3. Die Öffnungen
können
dem Umfang folgend voneinander im Abstand angeordnet sein, und können allgemein
quadratisch oder rechteckig sein, und Bodenkanten aufweisen, die
sich parallel zum ersten Ende des Mantels erstrecken, d. h. orthogonal
zu seiner Achse. Die Öffnungen
können
in einer Mehrzahl von axial beabstandeten Reihen angeordnet sein,
wobei die Öffnung
in einer Reihe in gleichem Abstand vom ersten Ende der Abstandshülse angeordnet
sind. Die Reihe an Öffnungen,
die am nächsten
zum ersten Ende der Abstandhülse
liegen, können
so positioniert sein, dass ihre Bodenkanten einen Abstand von 0,5–2 cm von
der Basis aufweisen, z. B. etwa 1 cm, die Breite der Furche, die
den Versiegelungsring aufnimmt, kann zwischen 2 und 5 mm betragen,
z. B. etwa 3 mm.
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Die Betätigungsmittel schließen ein
Verschlussmittel ein, das die Kammeröffnung abschließt, wobei das
Verschlussmittel einen kreisförmigen
Deckel und eine periphere Schürze
(skirt) umfasst, die vom Deckelbereich abhängt, wobei die Schürze so adaptiert
ist, dass sie um den Bereich des Körpers herumpasst, der die Öffnung der
Kammer darstellt. Das Betätigungsmittel
kann auch ein Außengewinde
auf dem Körper
um die Öffnung
herum und ein entsprechendes Innengewinde an dem Verschlussmittel
umfassen, wobei die Länge des
Korbs so ist, dass er aus dem offenen Ende der Kammer herausragt
und gegen die Unterseite des Deckelbereichs des Verschlussmittels
anstößt.
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Die Apparatur kann Versiegelungsmittel
beinhalten, die zwischen dem Gewinde auf dem Körperbereich angeordnet sind,
der die Kammeröffnung
darstellt, und dem freien Ende der Kammer, und die so angepasst
sind, dass die Flüssigkeit
gegen die innere Oberfläche
der Schürze
des Verschlussmittels zwischen dem Innengewinde an der Schürze und
dem Deckelbereich des Verschlussmittels dicht abgeschlossen wird.
Die Versiegelungsmittel können
einen ersten O-Ring aus komprimierbarem oder elastischem Material
umfassen, z. B. Kautschuk, der in einer umlaufenden Furche im Körper angeordnet
ist, genauso wie einen zweiten O-Ring, der um den ersten O-Ring
in der Furche angeordnet ist. Der zweite O-Ring kann aus weniger
elastischem Material sein als der erste O-Ring, z. B. aus Teflon
(Handelsname). In einer Ausführungsform
kann der zweite O-Ring einen ringförmigen Körperbereich und einen umlaufenden
flanschartigen Bereich aufweisen, der sich radial vom Körperbereich
nach auswärts
erstreckt. In einer weiteren Ausführungsform kann er einen ringförmigen Körper mit
einem peripheren Schlitz umfassen, so dass, wenn die Kammer unter
Druck gesetzt wird, Luft in den Schlitz eindringt und ein Aufklaffen
des Ringkörpers
und effektives Versiegeln gegen das Verschlussteil verursacht.
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Typischerweise bildet die oben beschriebene
Apparatur einen Teil einer Traktor gezogenen Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung.
Sie kann jedoch auch Teil einer handbetriebenen Sprüheinrichtung
sein. Eine Traktor gezogene Einrichtung umfasst typischerweise einen
Wassertank mit einer Kapazität
von zwischen etwa 500 und 2000 Litern und eine positive Druckpumpe,
die vom Stromanschluss des Traktors betrieben wird und die Wasser
aus dem Tank entnimmt und es durch Sprühdüsen verteilt. Die Düsen können von
dem Typ sein, der bei einem Druck von etwa 60–80 psi arbeitet, und sind
besonders geeignet für
die Verwendung mit der zuvor beschriebenen Apparatur. Die Düsen haben
typischerweise verschiedene Öffnungsgrößen und
können
typischerweise in geeigneten Konfigurationen in Abhängigkeit
von der Anwendung angeordnet sein. Die Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung, wie sie mit
dem meisten gebräuchlichen
verwendeten Equipment konsistent ist, schließt typischerweise einen Ausleger
ein, auf dem die Düsen
montiert sind. Der Ausleger kann beispielsweise ein sich lateral
erstreckender Ausleger sein, so dass mehrere Reihen von Feldfrüchten gleichzeitig
besprüht
werden können.
Statt dessen kann er ein vertikal oder diagonal angeordneter Sprühausleger zur
Besprühung
von Bäumen
in Obstgärten
sein. Anstelle eines Auslegers kann die Feldfrüchte- Besprühungseinrichtung mit vertikal
angebrachten Sprüheinrichtungen
oder lateralen Sprüheinrichtungen
für Obstgärten und
gegebenenfalls mit Türmen
zur Besprühung
eines Obstgartens von oben versehen sein. Die Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung
kann gegebenenfalls einen in der Leitung angeordneten Filter beinhalten,
um zu gewährleisten,
dass Partikel von Calciumhypochlorit, die aus Patronen austreten
können,
die Düsenöffnungen der
Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung
nicht blockieren.
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Typischerweise wird das Benetzungsmittel
in das Wasser im Tank eingeführt,
und die Apparatur wird zwischen der Pumpe und den Sprühdüsen oder
dem Ausleger installiert.
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Da es für das erfindungsgemäße Verfahren
wichtig ist, dass die Feldfrüchte
oder Pflanzen vollständig gegenüber dem
Behandlungsstrom exponiert werden, durch Verwendung von Düsen, die
relativ große
Tropfen bilden, welche ohne wesentlichen Verlust von hypochloriger
Säure effektiv
transportiert werden und dann schnell auf der Oberfläche der
Pflanze durch das Benetzungsmittel dispergiert werden. Die Konfiguration
des Auslegers und der Düsen
wird so eingestellt oder ausgewählt,
dass sie an die Erfordernisse von bestimmten Feldfrüchten oder
Pflanzen angepasst werden, so dass eine effektive Benetzung durch
den Behandlungsstrom erzielt wird.
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Die Kombination von Calcium mit der
Mittellamellen-Galakturon-Pektin-Struktur von Pflanzen ist seit langem
erkannt worden. Calcium hilft der Pflanze bei ihrer inhärenten Fähigkeit
zum Selbstschutz vor Angriffen durch Mikroorganismen, in dem die
Pektinstruktur unterstützt
und die Physiologie des Zellmetabolismus der Außenhaut unterstützt wird.
Die Funktion von Calcium in einer Pflanze, die gut bekannt und verbreitet
beschrieben ist, ist die Aufrechterhaltung der Zellunversehrtheit
durch Kombination mit Pektinen in einer als „Eierkarton"-Effekt beschriebenen
Weise, in der Calcium in den Räumen
zwischen zwei Galakturonsäureketten
durch Ausbildung eines Koordinationskomplexes mit den Hydroxyl-Sauerstoffen
und den Galakturon-Carboxylgruppen gehalten wird. Da die Bedeutung
von Calcium beim Schutz und der Verstärkung der äußeren Struktur von Pflanzen
erkannt wurde, wurden von Gärtnern
Versuche unternommen, Calcium künstlich
in die Zellwandstruktur einzubeziehen, d. h. das Besprühen von
Pflanzen und Produkten mit Calciumchlorid. Diese Versuche hatten
jedoch keinen Erfolg.
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Es ist auch bekannt, dass Calcium
als Zellregulator in seiner als Second-Messenger benannten Funktion in der
zellphysiologischen Funktion teilnimmt.
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Der Anmelder glaubt, dass die Kombination
von Calciumionen und Hydroxidionen in Verbindung mit hypochloriger
Säure und
Hypochloritionen entsprechend der Erfindung die Fähigkeit
der Pflanze zur Absorption und Bindung von Calciumionen in die Mittellamelle
erhöht.
Dies erhöht
die Fähigkeit
des Pflanzenzellgewebes zur Bindung von Wasser zur Aufrechterhaltung
ihrer physiologischen Prozesse. Dies geht aus 14 hervor,
welche die Beibehaltung der Blattentwicklung unter Wärmestress
in Kartoffelversuchen unter Verwendung dieser Epidermisverstärkungstechnik
zeigt. Dadurch wird die Pflanze befähigt, die normalen biologischen Funktionen
zu unterstützen
und einen Angriff von Mikroorganismen zu überstehen. Falls Läsionen an
der Pflanzenoberfläche
auftreten, wird darüber
hinaus die hypochlorige Säure
durch ihre oxidierende Natur Enzyme mobilisieren, die von der Pflanze
an der Läsionsstelle
exkretiert werden, die wiederum in Gegenwart von Calciumionen die
Versiegelung der Läsion
ermöglichen
und nachfolgend eine Barriere gegen Infektionen an der Läsion erzeugen.
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Aufgrund von zeitabhängigen und
unerwünschten
Nebenreaktionen von Calciumhypochlorit mit dem Fließstrom kann
das Verfahren die Einstellung der Flussrate des Fließstroms,
der Einführungsrate
des Calciumhypochlorit in den Fließstrom und die Anordnung der
Sprühmittel
an vorher bestimmten Positionen stromabwärts von der Einführungszone
umfassen, so dass der Behandlungsstrom, der eine Konzentration von
etwa 0,19–0,38
mM Calciumhypochlorit aufweist, auf die Pflanzen oder Feldfrüchte sehr
kurz nach Bildung des Behandlungsstroms aufgesprüht wird, typischerweise innerhalb
von Millisekunden nach der Produktion des Behandlungsstroms. Dieses
gewährleistet
minimale Nebenreaktionen des Calciumhypochlorits, bevor die Behandlungslösung in
Kontakt mit der Pflanze oder den Feldfrüchten kommt, und gewährleistet,
dass das Hydrolyse-lonisierungs-Verhältnis zwischen hypochloriger
Säure,
Hypochloritionen und Calciumhydroxid in den gewünschten Grenzen entsprechend
den Erfordernissen der Erfindung bleibt. Wenn beispielsweise das
Calciumhypochlorit in den Fließstrom
unter Verwendung der Apparatur eingeführt wird, sind die Düsen allgemein
in einem Abstand von etwa 1–3
m stromabwärts
vom Spender angeordnet, wenn der Druck des Fließstroms zwischen etwa 40 und
80 psi liegt, bei Verwendung einer Leitung mit einem Durchmesser
von etwa 1,8 cm.
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Das Verfahren wird typischerweise
unter Verwendung eines wässrigen
Fließstroms
mit einem pH zwischen etwa 6,8 und 7,4 durchgeführt. Dieser pH-Bereich ist
aufgrund des Anstiegs des pHs um etwa 0,2–0,3 geeignet, der durch die
Alkalinität
des Calciumhydroxids verursacht wird, welches gebildet wird, wenn
das Wasser in Kontakt mit dem Calciumhypochlorit kommt. Ein niedrigerer
pH dient auch zur Beschränkung
der lonisierung von hypochloriger Säure zu Hypochlorit.
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Die Erfindung wird nun durch ein
Beispiel unter Bezug auf die begleitenden Diagramm-Zeichnungen beschrieben,
in denen
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1 eine
schematische Ansicht einer ersten Konfiguration eines Traktors und
einer Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung
in Übereinstimmung
mit der Erfindung zeigt;
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2 eine
schematische Ansicht einer zweiten Konfiguration eines Traktors
und einer Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung
zeigt;
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3 eine
schematische Ansicht einer dritten Konfiguration eines Traktors
und einer Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung
zeigt;
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4 einen
Teilschnitt, explodiert, als Seitenansicht der Apparatur zeigt; 5 eine Teilschnitt-Seitenansicht des Spenders
aus 4 in zusammengebautem Zustand
zeigt;
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6 eine
Seitenansicht einer Apparatur zur gesteuerten Behandlung einer Flüssigkeit
mit einer Flüssigkeitsbehandlungs-Substanz
zeigt;
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7 einen
senkrechten Schnitt der Apparatur aus 6 zeigt;
-
8 teilweise
eine Endansicht der Apparatur aus 6 zeigt,
mit wegen der Klarheit ausgelassenen Details;
-
9 eine
vergrößerte Ansicht
eines Teils der in 7 gezeigten Apparatur
zeigt, wobei das obere Versiegelungsmittel in Übereinstimmung mit einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung ist;
-
10 eine
dreidimensionale Ansicht eines Korbs oder einer Patrone aus 7 zeigt;
-
11 teilweise
eine vergrößerte Seitenansicht
des Behälters
aus 6 zeigt, wobei ein Teil wegen der
Klarheit abgeschnitten ist;
-
12 eine ähnliche
Seitenansicht eines Behälters
entsprechend einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wie 11 zeigt;
-
13 eine
schematische Ansicht einer weiteren Konfiguration einer Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung
gemäß der Erfindung
zeigt;
-
14 ein
Graph ist, der die Wirkung von Konventionellem Besprühen und
Sprühen
in Übereinstimmung
mit der Erfindung auf die Kartoffelblätter-Entwicklung zeigt (einschließlich der
Wirkung von Wärmestress);
und
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15 ein
Graph ist, der die Wirkung von üblichem
Besprühen
und von Besprühen
in Übereinstimmung
mit der erfindungsgemäßen Methode
auf die Gewichtsentwicklung von Kartoffelknollen zeigt.
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In 1 bedeutet
Referenznummer 10 schematisch eine Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung, die von einem
Traktor 12 gezogen wird. Die Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung 10 beinhaltet
einen Tank 14, der an der Rückseite
des Traktors 12 montiert ist, und eine positive Druckpumpe oder
einen Luttenlüfter
(fan blower) 16, der mit dem Stromauslass (nicht gezeigt) des Traktors
12 verbunden ist, welche Wasser aus dem Tank 14 durch schematisch
durch die Pfeile 18, 20, 21 angedeutete Leitungen zu einem Satz
von speziellen Sprühdüsen 22,
die auf einem sich lateral erstreckenden Ausleger 24 angeordnet
sind, pumpt. Eine Apparatur des in US-Patent 4,842,729 beschriebenen
Typs, wie in weiterem Detail unten beschrieben, ist stromabwärts von der
Pumpe 16 angeordnet. Ein Filter 28 ist stromabwärts von der Apparatur 26 angeordnet.
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In 2 bedeutet
Referenznummer 50 schematisch eine zweite Konfiguration einer von
einem Traktor 12 gezogenen Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung. Dieselben
Nummern wurden verwendet, um dieselben oder ähnliche Merkmale der Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung
50 und 10 anzugeben. Die Einrichtung 50 unterscheidet sich von der
Einrichtung 10 nur dadurch, dass die Pumpe oder der Luttenlüfter 16
zwischen dem Traktor 12 und dem Wassertank 14 anstelle an der Rückseite
des Wassertanks 14 angeordnet sind.
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In 3 bedeutet
Referenznummer 60 schematisch eine dritte Konfiguration einer erfindungsgemäßen Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung.
Erneut wurden dieselben Nummern verwendet, um dieselben oder ähnliche
Merkmale der Einrichtung 60 und 10 anzugeben. Die Einrichtung 60
unterscheidet sich von der Einrichtung 10 darin, dass die Pumpe
oder der Luttenlüfter
16 zwischen dem Traktor 12 und dem Wassertank 14 angeordnet sind
und dass die Apparatur 26 und der Filter 28 an einer Seite des Tanks
14 angeordnet sind.
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In einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung (nicht gezeigt) wird eine der in 3 dargestellten Konfiguration ähnliche
Konfiguration in einer Hand-Sprüheinrichtung
verwendet.
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In 14 zeigt
Referenznummer 300 eine weitere Ausführungsform der Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung
in Übereinstimmung
mit der Erfindung. Die Ausführungsform
300 beinhaltet einen Tank 302 mit einer Kapazität von etwa 1000–1500 Litern.
Eine Zufuhrleitung 304 erstreckt sich über eine Zentrifugenpumpe 305 vom
Tank 302 zu einem Dreiwegeventil 306. Die Zentrifugenpumpe 305 hat
einen Arbeitsdruck von 60–70
psi und einen maximalen Arbeitsdruck von 6 Atmosphären (90
psi). Eine Apparatur 26 ist stromabwärts vom Dreiwegeventil 306
angeordnet. Die Leitung 304 führt
zu drei Auslassleitungen 308, 310, 312. Die Auslassleitung 308 ist über ein
Ventil 309 mit einem Paar sich lateral erstreckender Auslegersprüher 314,
316 verbunden, der Auslass 310 ist über ein Ventil 311 mit einem
zweiten Satz sich lateral erstreckender Auslegersprüher 318,
320 verbunden, und der Auslass 312 ist über ein Ventil 313 mit einem
dritten sich lateral erstreckenden Satz von Auslegersprühern 322,
324 verbunden. Die Auslegersprüher
haben jeweils eine Länge
von etwa 2 m, und jeder ist mit 6 in gleichem Abstand angeordneten
Sprühköpfen versehen,
die schematisch durch die schwarzen Punkte in der Zeichnung angedeutet
sind. In weiteren Ausführungsformen
(nicht gezeigt) sind die Auslegersprüher mit 4 oder 5 Sprühköpfen versehen.
Jedes der Paare von Auslegersprühern
ist etwa 0,5 m beabstandet, und der Abstand zwischen den äußeren Teilen
der Sprüher
314, 316 und 322, 324 beträgt
ungefähr
6 m. Die Düsen
sind etwa 50 cm voneinander entfernt angeordnet. Eine weitere Leitung
332 erstreckt sich vom Dreiwegeventil 306 zum Tank 302. Ein Niederdruckventil
328 ist mit der Leitung 332 stromaufwärts und stromabwärts vom
Dreiwegeventil 306 durch eine Leitung 330 verbunden. In einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung (nicht gezeigt) sind zwei Apparaturen 26 in der Leitung
304 stromabwärts
vom Dreiwegeventil 306 angeordnet. Eine Abwasserauslassleitung 336
erstreckt sich vom Tank 302, und ein Drainageventil 338 ist in einer
Drainageleitung 340 angeordnet, die von der Leitung 304 stromabwärts vom
Spender 26 sich erstreckt.
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Die Installation 300 liefert 68 I/Stunde
bei einem Druck von 28 psi, 83 I/Stunde bei einem Druck von 42 psi,
96 I/Stunde bei einem Druck von 56 psi, 107 I/Stunde bei einem Druck
von 70 psi und 118 I/Stunde bei einem Druck von 84 psi. Die Düsen sind
ALBUZ-Misters, die relativ große
Tropfen produzieren. Wenn 4 Düsen auf
jedem Ausleger verwendet werden, werden etwa 3210 I/Stunde abgegeben.
Bei einer typischen Traktorgeschwindigkeit von etwa 7,5 km/Stunde
wird ein Sprühvolumen
von etwa 1000 I/Hektar bereitgestellt. Falls die Traktorgeschwindigkeit
auf etwa 7,2 km/Stunde erhöht
wird, werden etwa 800 I/Hektar abgegeben. Die Ausleger sind etwa
25 cm über
den besprühten
Pflanzen angeordnet.
-
Im Allgemeinen wird die Apparatur
26 in der praktischsten Position zwischen der Pumpe und den Sprühern angeordnet.
Die Leitungen 18, 20, 21 werden typischerweise etwa 2,5 cm oder
etwa 1,9 cm Durchmesser aufweisen.
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In 4 und 5 schließt die Apparatur 26 einen oberen
zylindrischen Gehäuseteil
70 ein, in dem ein zylindrischer Korb oder eine zylindrische Patrone
72 angeordnet ist, in der Calciumhypochlorit-Tabletten 74 gehalten
werden, und einen unteren zylindrischen Leitungsteil 73. Der untere
Teil der Patrone 72 ist mit Öffnungen
76 versehen, und ein O-Ring 78 stellt eine Versiegelung zwischen
dem Korb 72 und dem Gehäuseteil
70 bereit. Die Patrone 72 ruht auf einer Feder 80 aus rostfreiem
Stahl, wie insbesondere aus 5 entnommen werden
kann, welche im Fließstrom
angeordnet ist, der schematisch durch die Pfeile 82 angedeutet wird.
Der Gehäuseteil
70 hat ein sich am Umfang entlang erstreckendes Schraubgewinde 84,
und die Apparatur 26 beinhaltet eine Kappe 86 mit einem komplementären Innenschraubgewinde
88, welches mit dem Schraubgewinde 84 verbunden werden kann, wie
in 5 gezeigt, und dient zur Einstellung
der Position des O-Rings 78 aufwärts
und abwärts
durch Komprimieren und Dekomprimieren der Feder 80.
-
Bei der Verwendung wird die Apparatur
26 so eingestellt, dass der O-Ring 78 leicht oberhalb des Fließwegs 82
des Behandlungsstroms angeordnet ist, wie in 5 angegeben.
Es wurde gefunden, dass dies die optimale Position zum adäquaten Dosieren
entsprechend der erfindungsgemäßen Methode
ist, und die Standardapparatur 26 muss nicht eingestellt werden,
wenn sie in der erfindungsgemäßen Methode
eingesetzt wird. Die im Fließstrom
82 unter der Patrone 72 gebildete Wasserturbulenz hilft bei der
Zufuhr von Wasser hinter den O-Ring 78 und in Kontakt mit den Calciumhypochlorit-Tabletten
74. Spender des Stands der Technik, die dem Anmelder bekannt sind,
beinhalten keine O-Ringe und können
keinen konsistenten Fließstrom
mit der gewünschten
Konzentration von Calciumhypochlorit typischenrweise von 0,19–0,38 mM
abgeben, wie es die Apparatur 26 kann. Falls die Konzentration von
Calciumhypochlorit nicht kontrolliert wird wie in der erfindungsgemäßen Methode,
können
akute Anstiege auf über
2 mM aktive Chloräquivalente
in einem erhöhten
pH im Behandlungsstrom und einem Anstieg von Hydroxid und Natriumchlorit-Konzentrationen
resultieren, die die Blätter
und Früchte
schädigen
würden.
Gleiche Ergebnisse können
nicht mit Natrumhypochlorit erzielt werden aufgrund von Zusammenbruch
der Zellwände
der Pflanze, der von Natriumionen verursacht wird, welche die Calciumionen
aus den Zellwänden
der Pflanze verdrängen,
da das Natriumkation elektropositiver ist als das Calciumkation.
-
Im Allgemeinen enthält eine
Calciumhypochlorit-Patrone 700 g Calcium als Calciumhypochlorit
als aktiven Bestandteil. Typischerweise enthält kommerzielles Calciumhypochlorit
etwa 70% Calciumhypochlorit und 30% inerte Bestandteile, von denen
Natriumchlorid mit 15% der hauptsächliche inerte Bestandteil
ist. Kommerzielles Calciumhypochlorit enthält auch Calciumhydroxid, Chlorite,
Carbonate und Chlorate, wobei der Rest Wasser ist. Eine Patrone
enthält
daher 490000 mg Calciumhypochlorit. Daher würden 9000 l Wasser, die durch die
Leitungen 18, 20, 21 bei einem Druck von 60–80 psi fließen, einen
Behandlungsstrom von 0,38 mM Calciumhypochlorit bilden.
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Eine detaillierte Beschreibung einer
Apparatur 110 zur Verwendung in der Erfindung zur gesteuerten Behandlung
oder Dosierung einer Flüssigkeit
mit einer Flüssigkeitsbehandlungs-Substanz,
d. h. eine Inline-Spender- oder Dosierungs-vorrichtung, ist unten
unter Bezug auf die 7–13 beschrieben.
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Die Apparatur 110 beinhaltet einen
T-förmigen
Körper,
der allgemein durch die Referenznummer 112 bezeichnet ist. Der Körper 112
beinhaltet einen hohlen zylindrischen Gehäusebereich 114, der einen kreisförmigen Querschnitt
aufweist und eine zylindrische Kammer 116 bildet. Der Gehäusebereich
hat an seinem freien Ende 115 eine Öffnung zu der Kammer. Das Gehäuse 112
beinhaltet auch einen hohlen zylindrischen Körperbereich 118 mit kreisförmigem Querschnitt,
der sich orthogonal zum Bereich 114 erstreckt und einen Flüssigkeitsfließweg 120
bildet, der mit der Kammer 116 in Verbindung steht. Der Bereich
118 hat einen Flüssigkeitseinlass
122 und ein Flüssigkeitsauslass
124, die linear miteinander angeordnet sind.
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Im Inneren der Kammer 116 ist ein
Behälter
in der Form eines zylindrischen Korbs einer Patrone oder eines Magazins
135 angeordnet. Der Korb 135 umfasst eine zylindrische Hülse mit
kreisförmigem
Querschnitt 136, und kreisförmige
unperforierte Endstücke
138, 140, die die jeweiligen Enden der Hülse abschließen. Typischerweise
können
die Komponenten des Korbs aus Kunststoffmaterial bestehen, z. B.
Polystyrol oder Ähnlichen,
und das Endstück
140 kann an die Hülse
136 angeschweißt
sein. Der Durchmesser des Endstücks
140 ist größer als
der der Hülse
136, so dass es einen umlaufenden Flansch bildet, der über die
Hülse 136
hinausragt. In der Nähe
des Endstücks
138 ist die Hülse
136 mit mehreren Öffnungen
142 versehen, d. h. sie ist punktiert, die Calciumhypochlorit-Tabletten
143 sind im Inneren des Korbs 135 angeordnet, wobei die Tabletten
eine über
der anderen angeordnet sind.
-
In einer weiteren Ausführungsform
kann das Endstück
140 auf die Hülse
136 geklammert werden.
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Eine umlaufende Furche 144 ist in
der Hülse
135 in der Nähe
des Endstücks
138 vorgesehen, und in der Furche 144 ist ein versiegelnder O-Ring
145 aus komprimierbarem Material lokalisiert, z. B. Polyethylen, gegebenenfalls
enthaltend einen Schmierstoff, z. B. enthaltend 25% EVA. Der O-Ring
145 umfasst einen kreisförmigen
Körperbereich
146, von dem radial nach außen
von der Furche an eine umlaufende lippenartige Ausbildung 147 hervorragt.
Eine Vielzahl von Vorsprüngen
149 ragen vom Endstück
138 in das Innere der Hülse 136,
und sie ragen in einem ausreichenden Abstand, d. h. etwa 1 cm, vom
Endstück
138 vor, so dass die unterste Tablette (nicht gezeigt), die auf
ihnen liegt, leicht oberhalb dem Niveau der untersten Kante 141
der Reihe von Öffnungen
142 angeordnet ist, die am nächsten
zum Endstück
138 liegen. Die Hülse
ist mit axial sich erstreckenden Verstärkungsrippen 147 versehen.
-
Wenn der Korb dann in seiner Ruheposition
ist, wie in 6 angegeben, wird die
unterste Tablette im Korb auf dieser Stützeinrichtung liegen, so dass
sie nicht mit irgendeiner Flüssigkeit
auf dem Boden des Korbs in Berührung
kommt. Falls die unterste Tablette in der Flüssigkeit liegen würde, würde das
erste Volumen von abgegebener Flüssigkeit
während
einem anschließendem
Behandlungsmodus eine außerordentlich
hohe Konzentration der Behandlungs-Substanz aufweisen. Diese Konzentration
kann Schäden
an Pflanzen verursachen, und der Versiegelungsring 145 verkörpert grundsätzlich die
Fähigkeit
des Systems, hohe Konzentrationsspiegel zu verhindern.
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Die Anordnung des Versiegelungsrings
145 ermöglicht
seine Wirkung als Einweg-Ventil, d. h. Flüssigkeit tritt aus dem Korb
135 aus, wenn er in Ruheposition ist, so dass die unterste Tablette
dann nicht in einer Flüssigkeitpfütze am Boden
des Korbs liegt, was zu Verschwendung führen würde. Ohne an irgendeine Theorie
gebunden zu sein, glaubt der Anmelder, dass die Wirkung des Versiegelungsrings
145 als Einweg-Ventil auf
dem Venturi-Effekt beruht, der im Fließweg 120 erzeugt wird, und/oder
auf einem leichten Druckaufbau in der Kammer 116 aufgrund von Zersetzung/Auflösung der
Pillen im Behälter
135.
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Eine Feder 150 ist im Bereich 118
lokalisiert, und stößt gegen
die Unterseite des Endstücks
138. Die Feder 150 drückt
den Korb 135 aus dem Fließweg
120. Die Feder vibriert auch aufgrund des Wasserflusses. Diese Vibration
hilft bei der Bewegung der Calciumpartikel und verhindert dadurch
Verstopfen der Oberfläche zwischen
dem Siegel und dem Körper.
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Die Apparatur 110 beinhaltet auch
ein Verschlussmittel, allgemein durch Referenznummer 160 bezeichnet.
Das Verschlussmittel 160 umfasst einen kreisför migen Abdeckbereich 162 und
eine periphere Schürze
164, die von dem Abdeckbereich abhängt. Der Abdeckbereich 164
ist mit einem Innengewinde 166 versehen, welches mit einem komplementären Außengewinde
168 verbunden ist, das um den Körperbereich
114 herum vorgesehen ist. Zwischen dem Gewinde 168 und dem freien
Ende 115 des Körperbereichs
114 ist eine umlaufende Furche 170 vorgesehen, in der ein Versiegelungs-O-Ring
172 mit kreisförmigem
Querschnitt aus elastisch komprimierbarem polymerem Material angeordnet
ist, z. B. Kautschuk. Auch in der Furche 170 angeordnet ist ein
O-Ring 174, der ein ringartigen oder ringförmigen Körperbereich 176 und einen umlaufenden flanschartigen
Bereich 178 umfasst, der radial vom Körperbereich 176 nach außen hervorragt,
und aus der Furche 170 hervorragt. Der Ring 174 kann aus weniger
elastischem polymerem Material bestehen, z. B. Teflon.
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Aus 10 ergibt
sich, dass in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung der
O-Ring 174 nur einen Körperbereich
175 umfassen kann, in dem ein ringförmiger Schlitz oder Schnitt
177 vorgesehen ist. Bei der Verwendung wird Pressluft in den Schlitz
eintreten und dadurch eine Expansion des Körpers und eine effektive Versiegelung
gegen die Schürze
164 bewirken.
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Bei der Verwendung wird der Korb
135 mit den darin angeordneten Calciumhypochlorit-Tabletten in die
zylindrische Kammer 116 eingeführt,
bis er gegen die Feder 150 stößt. Das
Verschlussmittel 160 wird dann auf den Körperbereich 114 gegen den Druck
der Feder 150 aufgeschraubt.
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Ein Propellerstrom (slip-stream)
von Flüssigkeit
passiert daher vom Fließweg
120 durch den Versiegelungsring 145 in den Korb 135 und aus dem
Korb 135 durch die Öffnung
142 hinaus, zurück
durch den Versiegelungsring 145 und zurück in den Fließweg.
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In der Praxis hat der Anmelder gefunden,
dass niedrige Dosierungsspiegel erzielt werden können, falls der Versiegelungsring
145 unmittelbar, d. h. 1–5
mm, oberhalb des Flüssigkeitfließwegs 120
positioniert wird. Ohne an eine Theorie gebunden zu werden, glaubt
der Anmelder, dass dies auf dem Propellerstrom von Wasser beruht,
der den Versiegelungsring 145 ausreichend deformiert, um ihn zu
passieren. Es wird angenommen, dass der Versiegelungsring 145 als
Einweg-Ventil wirkt, der der Flüssigkeit
die Rückkehr
in den Fließweg
ermöglicht,
wie zuvor beschrieben.
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Um den Grad der Dosierung zu monitorieren,
wird eine Dosierungsindikatorvorrichtung 180 bereitgestellt, d.
h. an der Außenseite
des Körperbereichs
114 eingeschrieben. Der Körper
kann daher aus transparentem Material, z. B. einem Acrylmaterial
bestehen. Wenn die Versiegelungsringlippe 147, die gefärbt sein
kann, so dass sie deutlich sichtbar ist, entgegengesetzt an einer
oberen Grenzmarkierung 182 angeordnet ist, ist der Korb dann in
seiner zurückgezogenen
Position, wie in 6 gezeigt, d. h.
es erfolgt keine Dosierung. Der Versiegelungsring 145 verhindert
dann jeden Flüssigkeitsfluss
entlang des Fließwegs
120 in den Korb. Wenn die Versiegelungsringlippe 147 gerade unterhalb
der oberen Markierung 182 angeordnet ist, wird ein niedriges Dosierungsniveau
dennoch erzielt, wie zuvor beschrieben. Dies ist die Position, die
beim Feldfrüchtebesprühen verwendet
würde.
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Die Apparatur 110 kann in einer Wasserflusslinie
z. B. einer Feldfrüchte-Besprühungseinrichtung
installiert werden mit einem Absperrhahn stromaufwärts von
der Apparatur.
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Um einen leeren Korb 135 zu entfernen,
d. h. ihn durch einen Korb, der frische Tabletten enthält, zu ersetzen,
braucht der Absperrhahn nur geschlossen zu werden, und das Verschlussmittel
160 muss abgeschraubt werden. Daher kann die Apparatur 110 einfach
und schnell gefüllt
werden. In Abhängigkeit
vom Pflanzenwachstum und der Traktorgeschwindigkeit würde ein
Korb oder eine Patrone für
etwa 5 Hektar Feldfrüchte verwendet.
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Die Vorrichtung 110 kann daher auch
leicht gereinigt werden, das heißt, falls es zu Dosierung von schmutzigem
Wasser verwendet wird und/oder falls die chemische Substanz der
Tabletten einen Rückstand oder
Schlamm hinterlässt,
lediglich durch Entfernen der Patrone.
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Typischerweise kann der Korb 130
die folgenden ungefähren
Dimensionen aufweisen:
Durchmesser | 6
cm |
Länge | 15
cm |
Größe der Öffnungen
42 | 0,5 × 1 cm |
Breite
des Siegelrings 45 | 3
mm |
Abstand
der untersten Kante | |
141
der untersten Öffnungen | |
142
vom Endstück
138 | 1
cm |
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DISKUSSION
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Der Anmelden glaubt, dass Parasiten
eine lebende Pflanze nicht angreifen können, wenn der Angriff nicht
durch Zellen ermöglicht
wird, welche durch physikalische oder weitere Schäden oder
Calciummangel in der Mittellamelle geschädigt wurden. Solche lokalisierten
Läsionen
oder Schadensgebiete oder Calciummangel- Mittellamellen würden einen Anfangspunkt für den Angriff
der Parasiten auf die Pflanze bilden. Im Fall von Feldfrüchten können solche
Schadensgebiete beispielsweise durch Hagel, durch Wundreiben des
Stängels oder
der Blätter
der Pflanze gegen Rankgitter, durch Windschaden, durch von Insekten
wie Käfer
oder Schnecken verursachte Schäden
oder jene weitere Ursache verursacht werden, die Schäden an der äußeren Schutzepidermis
der Pflanze hervorrufen. Der Anmelder glaubt, dass, wenn die natürlichen
physiologischen Verteidigungsmechanismen der Pflanze nicht durch
Bildung von schützendem
toten Zellgewebe in der Lage sind, den Schaden zu stoppen und zu
isolieren, die Zelle und schließlich
die Pflanze einem Angriff von Parasiten ausgesetzt ist.
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Daher unterscheidet sich das Besprühen von
Feldfrüchten
in Übereinstimmung
mit der erfindungsgemäßen Methode
vom üblichen
Besprühen
unter Verwendung von Pestiziden dahingehend, dass das Letztere allgemein
mit der Absicht der Aufrechterhaltung einer Restanwesenheit des
Pestizids auf der Pflanzenoberfläche
mit dem ausdrücklichen
Zweck des Abtötens
von Mikroorganismen durchgeführt
wird. Das Besprühen
der Feldfrüchte
in Übereinstimmung
mit der erfindungsgemäßen Methode
ist nicht auf die Organismen gerichtet, sondern wird zum Zweck der
Heilung von Läsionen
in der Pflanze und der Ermöglichung
der Pflanze zur Verstärkung
ihrer vollständigen äußeren Oberfläche durch
Calciumeinbau angewendet.
-
Wenn daher einen Pflanzenkrankheit
wie Phytophthera infestans oder Braunfäule oder Alternaria solani
oder Dürrfleckenkrankheit
bei Kartoffeln als Organismus klassifiziert wurde, der die Schutzepidermis
beispielsweise einer Kartoffelpflanze durchdringen kann, glaubt
der Anmelder, dass diese Organismen Phytophthera und Alternaria
die Kartoffelpflanze nur angreifen, wenn irgendeine Form von physikalischem
Schaden oder Läsion
oder Calciummangel an dieser Pflanze vorliegt. Der Anmelder glaubt,
dass die Behandlung der Pflanze mit den Hydrolyseprodukten von Calciumhypochlorit
wie vorstehend beschrieben die Wirkung hat, dass die Wunde oder
Läsion
durch Immobilisierung von Enzymen wie Amylase wie beispielsweise
Stärkeabbau-Amylase beim Trocknen
der Läsionen
geheilt wird, und die Polyphenoloxydase/Peroxydasewirkung kann durch
Stoppen der nekrotischen bräunenden
Reaktionen immobilisiert werden. Die Heilung der Läsionen würde diesen
Fäulnisorganismen
wie Phytophthera und Alternaria Eindringen in die Pflanzenzelle
verwehren. Dies wurde beim Schutz der Pflanzenzellwände wie
in 14 und 15 wie
unten dargestellt gezeigt. Zufällig
trat während
der Versuche, bei denen die in 14 und 15 dargestellten Ergebnisse erzielt wurden,
extreme Hitze auf, und die Figuren zeigen sowohl Erholung der Blätter, daher
verstarkte Physiologie, und Bildung von Knollen.
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Der Schutz der Pflanzenzellwände durch
Besprühen
mit Calciumhypochlorit wird in den Ergebnissen eines Versuchs gezeigt,
der bei Kartoffelfeldfrüchten
in der Negev-Wüste in Israel
unter Verwendung üblicher Sprays
und unter Verwendung der erfindungsgemäßen Methode wie in Tabelle
1 und in 14 und 15 dargestellt
durchgeführt
wurde.
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TABELLE
1
Feldexperiment-Ergebnis auf sandigem Boden in Negev Israel
(statistische Analyse durch Duncan Test). Art Ratte, 5 Pflanzen/m,
Dammhöhe
95 cm Bewässerung
100– 120%
Verdampfung
-
Die Hydrolyseprodukte von Calciumhypochlorit,
wie bei der Kontrolle von Phytophthera und Alternaria-Erkrankungen
bei Kartoffeln, ist nicht auf Kartoffeln beschränkt und kann beispielsweise
auf Fäulnisorganismen
wie Botrytis, Mucor, Penicillium, Alternaria und viele andere Pilze
angewendet werden, um den Zugang dieser Organismen zu den Pflanzenzellen
und dadurch Rückhalt
auf den Pflanzenblättern
oder Früchten
zu verhindern.
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Caciumhypochlorit, versprüht mit 1000–1500 Liter,
kann für
den Zellwandschutz nicht nur von Kartoffeln, sondern für alle Kürbisse,
Weintrauben, Zitrus, blättrige
Gemüse,
die Beerenfamilie und alle anderen Pflanzen angewendet werden, die
Fäulniserkrankungen
ausgesetzt sind. Die einzige Variable in diesem Fall wäre die Dichte
der Blätter,
und daher die Konfiguration der verwendeten Sprüheinrichtung, um die maximale und
vollständige
Benetzung der Pflanze zu erzielen, um Calcium- und hypochlorige
Säureionen
eine Oberfläche
der Wirkung und Absorption durch die Pflanzenzellwand zu ermöglichen.
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Es ist ein durch experimentellen
Erfolg illustrierter Vorteil der Erfindung, dass das Verfahren und
die Installation der Erfindung sogar schwierig zu kultivierenden
Pflanzen wie Kartoffeln, bei denen Phytophthera infestans sowohl
die Blätter
als auch die Knollen befällt,
ermöglicht,
effektiv behandelt zu werden. Das Benetzungsmittel führt zu einem
effektiven Kontakt zwischen der Pflanzenoberfläche und dem Behandlungsstrom, so
dass ein effektiver Kontakt der hypochlorigen Säure, die nur eine vorübergehende
Existenz aufweist, mit der Pflanzenoberfläche ebenfalls gewährleistet
wird. Der Anmelder hat auch überraschenderweise
durch das Experiment gefunden, dass eine effektive Absorption des
Calciums durch die Pflanze stattfindet, falls die Konzentration
von Calcium im Behandlungsstrom der physiologischen molaren Konzentration
von Calcium in der Pflanze ähnlich
ist, die in der Größenordnung
von 10 mM liegt. Bei 10 mM ist die Zellwand-Calciumstruktur zu jeder
Zeit im Gleichgewicht oder nahe daran. Eine Einstellung eines vollständigen Gleichgewichts
von sowohl gebundenem als auch löslichem
Zellcalcium kann durch Zufuhr von physiologischen Mengen von Calcium
bewirkt werden, und daher verwendet die Erfindung idealerweise Konzentrationen
von etwa 0,19–0,38
mM Calcium. Dies ist ein Vorteil gegenüber den Methoden des Standes
der Technik, bei denen Calcium in Form des Chlorids, Nitrats oder
Chelats bei Pflanzen angewendet wird und die dem Anmelder bekannt
sind, welche wesentlich größere Konzentrationen
von Calcium verwenden und die sich hauptsächlich als ineffektiv herausgestellt
haben. Ohne durch eine Theorie gebunden zu sein glaubt der Anmelder,
dass das extrem starke undisassoziierte Oxidationsmittel hypochlorige
Säure und
das negativ geladene Hypochlorition ein elektrisches Potential durch
die äußere Haut
erzeugen, das die Absorption und Bindung von Calciumionen in der
Mittellamellenstruktur ermöglicht.
Solche Aufnahme von Calcium wurde bisher noch nicht beschrieben.
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Es ist ein weiterer Vorteil der dargestellten
Erfindung, dass Calciumhypochlorit beträchtlich billiger ist als Fungizide,
die zuvor verwendet wurden. Der Anmelder hat gefunden, dass die
mit der erfindungsgemäßen Methode
zusammenhängenden
Kosten nur ein Fünftel
derjenigen sind, die mit der Verwendung von Pestiziden bei der Vor-Ernte-Anwendung auftreten.
Der Anmelder hat, wie in den Tabellen und Figuren gezeigt gefunden, dass
ein deutlicher Anstieg der Produktion von mehr als 30% und in einigen
Fällen
in der Größenordnung
von 100% erzielt werden kann, wenn Kartoffeln in Übereinstimmung
mit der erfindungsgemäßen Methode
behandelt wird. Die Erfindung ist jedoch auch für viele andere Feldfrüchte effektiv,
insbesondere Blattgemüse
und Salat, wie zuvor beschrieben. Die bei Kartoffeln durchgeführten Versuche
betonen die Wirksamkeit der Erfindung, da Phytophthera ein virulenter
Organismus ist, der sowohl die Blätter als auch die Knollen angreift
und auch die Erde kolonisieren kann. Es ist ein weiterer dargestellter
Vorteil der Erfindung, dass das Calcium, welches im Behandlungsstrom
vorliegt, teilweise durch die Pflanze absorbiert wird, wo es dem
Schutz der Mittellamelle der Pflanze dient.
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Es ist ein weiterer dargestellter
Vorteil der Erfindung, dass Calciumhypochlorit vom EPA der USA (40 CFR
180.1054) zur Verwendung auf landwirtschaftlichen Produkten, die
frei von chemischen Rückständen sind,
genehmigt wurde. Da die Verwendung von Calciumhypochlorit vom EPA
als frei von chemischen Rückständen genehmigt
wurde, kann dieses Verfahren auch am Tag der Ernte zur Entfernung
von Pestizidrückständen auf
den Feldfrüchten
verwendet werden, falls notwendig. Methoden des Standes der Technik,
die Pestizidrückstände auf
den Pflanzen hinterlassen, können
im Allgemeinen nicht weniger als 1 bis 2 Wochen vor der Ernte verwendet
werden aufgrund der Gefahren, die mit dem Vorhandensein von Pestizidrückständen auf
der Pflanze zusammenhängen.
Falls Feldfrüchte
einen Pestizidrückstand
aufweisen, der zu hoch ist, kann das dazu führen, dass die Feldfrüchte entweder
nicht kommerziell verkäuflich
sind oder sogar zerstört
werden müssen.
Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, dass das erfindungsgemäße Verfahren
eine Alternative zur Verwendung von organischen Pestiziden ist,
ohne dass die Abtötung
der relevanten Organismen angestrebt wird. Dies eliminiert auch
die Probleme, die mit Auslaufen und Einsickern der Pestizide in
Untergrundwassersysteme zusammenhängen.