FI63159C - Anvaendning av ett meristem paoverkande aemne foer impregnering av foer odling av skogsplantor avsedd behaollare av cellulosamaterial - Google Patents

Description

ί- _______ ra1 „„ KU ULUTUSJULKAISU /7Λ cq 11 utlAggningsskrift 63159 C Patentti ayönnelty 1Q 05 1933

Patent iseddeiat ^ ^ (S1) K».ik.3/Int.a.3 A 01 N 29/04, A 01 G; 9/10 SUOMI—FINLAND (M) 79027Ö (22) HatMmbpUvi—Ameknlnpd«g 29.01.79 (23) Alkupllvi—<Ulcl|tMcadag 29.01.79 (41) Tullut lulkiMk·) — Mhrlt ofUntllf 0g

Pstontti. ja rekisterihallitus (44) NU)UvUulpanoa „ kmd4Malm,n * ‘

Patent* och registerstyreltan Antokin uttag<l ock utUkrtft·* pebUnrsd 31 · 01.03 (32)(33)(31) pyydetty «uolktut —Begird priortMt 17*02.78

Ruotsi-Sverige(SE) 78OI8L1-3 (71) Munksjö AB, Barnarpsgatan 39» S-552 56 Jönköping, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Bengt Hdkan Hultin, Hedemora, Ruotsi-Sverige(SE) (7I+) Leitzinger Oy (54) Meristeemiin vaikuttavan aineen käyttö puuntaimien viljelyyn tarkoitetun selluloosamateriaalista olevan säiliön kyllästämiseksi - Användning av ett meristem päverkande ämne för impregnering av för odling av skogs-plantor avsedd beh&llare av cellulosamaterial

Yhä lisääntyvä metsätalouden rationalisointi vaatii mekanisoitumista, johon kuuluu tietystikin lisääntyvä koneiden käyttö myös puuntainten käsittelyssä. Jotta koneilla voitaisiin käsitellä puuntaimia, on niiden oltava niin pakattuja, että ne sietävät mekaanista käsittelyä. Viime vuosina onkin siksi sijoitettu puuntaimet sellaiseen käsittelyyn sopiviin säiliöihin. Näiden säiliöiden seinämät ovat selluloosaa. Niiden yhteydessä kuitenkin esiintyy lukuisia vaikeuksia, joista eräs on se, että puuntaimien juuret tunkeutuvat säiliön selluloosaseinämien läpi, joka mm. voi aikaansaada, että useampien säiliöiden juuret nivoutuvat yhteen ja sitä paitsi voivat säiliöstä tulevat juuret tunkeutua läheisten säiliöiden seinämien läpi niin, että säiliöt on vaikea erottaa toisistaan.

Tätä varjopuolta on yritetty eliminoida eri tavoin. Niipä on suunniteltu kunkin säiliön ympäri muodostettavaksi ilmarako, mutta sen olisi oltava toivotun tehon aikaansaamiseksi suhteellisen leveä, minkä vuoksi tilantarve tulisi epäsuotavan suureksi. Edelleen on ajateltu mahdollisuutta leikata esiinpistävät puuntaimien juuret poikki säiliöiden erottamiseksi, mutta se vaatii monimutkaisia mekaanisia laitteita, jotka ovat kalliita hankkia ja herkkiä käyttöhäiriöille. Lisäksi ei ole suotavaa "pätkiä" juuria.

63159

Edelleen on otettava huomioon juurten kuiturakenne. Jos säiliöt muotoillaan niin, että juuret eivät voi tunkeutua niiden seinämien läpi, esimerkiksi käytettäessä homogeenista muovia, juuret kasvavat ympäri, ts. seuraavat säiliön sisäseiniä, jolla on haitallinen vaikutus juurijärjestelmän kehitykselle luonnollisessa ympäristössä, ts. sen jälkeen, kun istutus on suoritettu.

On myös yritetty löytää aineita säiliön seinämien kyllästämiseksi niin, että muodostettaisiin este juurien läpitunkeutumiselle.

Siinä on kuitenkin esiintynyt suuria ongelmia ajatellen kyllästys-aineen myrkyllisyyttä. Sellaisista aineista voidaan mainita esimerkkinä kupariyhdisteet, jotka todella estävät juurten läpitunkeutumi-sen, mutta aiheuttavat taimien myrkyttymistä, jotka näin on saatettu alttiiksi liian voimakkaalle negatiiviselle vaikutukselle. Sellaisia aineita ei näin ollen voida käyttää.

Aivan odottamatta on osoitautunut, että 5,5'-dikloori-2,2'-dihydroksi-dlfenyylimetaani sen johdannainen tai suolat antavat toivotun tuloksen ja keksintö tarkoittaakin siten meristeemiin vaikuttavan aineen käyttöä seinämien pohjan ja alustan kyllästämiseen säiliöäsäi, joka on tarkoitettu puuntaimien viljelyyn ja joka on selluloosama-teriaalia tai vastaavaa, jolloin keksintö tarkoittaa, että meris-temiin vaikuttavana aineena käytetään 5,5'-dikloori-2,2'-dihydrok-si-difenyylimetaania, sen johdannaisia tai suoloja vähintään 0,5 g/m , sopivammin 0,70 g/m selluloosamateriaaliin, jonka pintapaino on vähintään 50 g/m , jolloin meristeemi tilapäisesti lakkaa vaikuttamasta juurijärjestelmän kasvua stimuloivasti.

Sopiva tapa tämän kyllästämisen suorittamiseksi on, että käytetään emäksistä 5,5'-dikloori-2,2'-dihydroksi-difenyylimetaanin liuosta, jolla selluloosamateriaali kyllästetään ja sen jälkeen kyllästetty selluloosamateriaali kuljetetaan happamen nesteen läpi, jolloin 5,5'-dikloori-2,2'-dihydroksi-difenyylimetaani imeytyy kantimen kuituihin, ts. säiliöseinämän selluloosakuituihin.

Keksinnön muut tunnusmerkit ilmenevät alivaatimuksista.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa: 63159

Kuvio 1 esittää erilaisten kasvien, edullisimmin puuntainten viljelyyn käytetyn viljelysalustan 1 yhtä kulmaa. Tämä alusta muodostuu useammista säiliöistä 2, jotka on järjestetty kehikkoon tai ympäröivään laatikkoon 3. Tästä kuviosta pitäisi ilman erityistä selitystä ymmärtää ne ongelmat, joita saattaa esiintyä, jos kasvien juuret eri säiliöissä 2 kasvavat seinämien läpi tai jos ne tunkeutuvat säiliön pohjan läpi ja siihen verkkoon, joka tavallisesti muodostaa ympäröivän laatikon 3 pohjan. Nämä ongelmat on, kuten yllä olevasta ilmenee ja kuten jäljempänä tullaan vielä selvittämään, ratkaistu esillä olevalla keksinnöllä.

Kuvio 2 esittää erästä esimerkkiä laitteesta, jota voidaan ajatella käytettäväksi selluloosamateriaalin kyllästämiseen keksinnön mukaisesti. Rainamainen selluloosamateriaali 4 kelataan rullalta 5 ja ohjataan lukuisten kääntörullien kautta kylpyyn 6, jossa on emäksistä 5,5'-dikloori-2,2'-dihydroksi-difenyyli-metaania. Sen jälkeen materiaali 4 ohjataan happameen kylpyyn 7 5,5-dikloori-2,2'-dihydroksi,difeny^limetaanin imeyt-tämiseksi materiaalin kuituihin. Tämän käsittelyn jälkeen ma-teriaaliraina 4 kulkee edelleen muutamien kääntötelojen kautta ja kierretään rullalle 8. Koska tässä yhteydessä ovat tärkeitä vain itse kyllästys ja imeyttäminen 5,5'-dikloori-2,2'-dihydroksi-difenyylimetaanilla, on yksityiskohtaisempi eri kääntötelojen ja kuivaussylintereiden kuvaus katsottu tarpeettomaksi. Kuitenkin on huomautettava, että 5,5'-dikloori-2,2'-dihydroksi-difenyylimetaaniliuos ei saa olla liian emäksistä, koska se vaatisi suurten happomäärien käyttöä, joka ei ole mielekästä kustannusten kannalta katsoen.

Mekanismia, joka vaikuttaa puuntaimien juurijärjestelmään viljeltäessä sellaisia taimia säiliössä 2, jossa on selluloosaseinämät, jotka on kyllästetty keksinnön mukaisesti, ei ole täysin tutkittu, mutta uskottava teoria on seuraavanlainen. Jokaisessa juurenkärjessä on ns. meristeemi, joka ohjaa juuren kehitystä. Meristeemi luovuttaa juurieritettä, ravinneaineiden liuottamiseksi ympäröivästä aineksesta niin, että nämä aineet voivat siirtyä juuriin ja edistää niiden kasaamista. Tämä juurierite muuttaa pH-arvoa, joka aikaansaa sen, että :5.,,5 '-dikloori-2,2 ' -dihydroksi-difenvvlimetaania liukenee sellaisia määriä, jotka vaikuttavat meristeemiin siten, että juurenkasvu tilapäisesti lakkaa. On kuitenkin osoittautunut, että kun taimi poiste- 4 63159 taan säiliöstä 2 esimerkiksi istutettaessa, 5,5'-dikloori-2,2'-dihydroksi-difenyylimetaani - niissä vähäisissä tiiviysmäärissä kuin tässä on kysymys - eliminoituu ja juuret voivat kehittyä normaalisti. Toisin sanoen 5,5'-dikloori-2,2'-dihydroksi-difenyylimetaa-nllla ei ole vaikutusta sen jälkeen, kun kyllästetty selluloosasei-nämä on poistettu. Tässä yhteydessä on sanottava, että on myös kokeiltu mahdollisuuksia päällystää säiliön seinämät muovilla. Silloin kuitenkin on katsottava olevan kyseessä sellaisen toimenpiteen, jota voidaan nimittää väliaikaisesti "lamaannuttamiseksi".

Keksinnöllä aikaansaadaan siten aine, joka estää juurten kehittymisen säiliön seinämän ja/tai säiliön pohjan välittömässä läheisyydessä niin kauan kuin puuntaimet ovat säiliössä 2 ilman, että tällä on mitään vahingollista vaikutusta juurten jatkuvaan kehitykseen sen jälkeen, kun taimi on saatettu luonnolliseen ympäristöön. Tämä pätee myös, jos 5,5'-dikloori-2,2'-dihvdroksi-fenyylimetaanilla kyllästettyä paperia käytetään rajoittamaan siemenpohjaa alustaa vasten esim. silloin, kun kasvilaatikoiden 3 pohja 3a on rei'itetty tai verkkomainen. Kuitenkin on osoittautunut, että keksinnöllä saadaan muitakin etuja. 5,5'-dikloori-2,2'-dimetoksi-difenyylimetaani nimittäin tappaa loisia, esimerkiksi sieniä ja bakteereja, millä seikalla on suuri merkitys kahdessakin mielessä. Nämä loiset eivät nimittäin vain hajota säiliön seinämien selluloosaa niin, että niiden kestävyys vähenee, vaan ne käyttävät sitä paitsi sitä ravintoa, jota viljelykselle tuodaan ja joka on tarkoitettu puuntaimille. Niinpä tuleekin nyt annettu ravinto käytetyksi täysin puuntaimien hyväksi. Lopuksi on huomautettava, että 5,5'-dikloori-2,2'-dihydroksi-difenyylimetaani jää pysyvästi kantimeensa kyllästämisen jälkeen, minkä vuoksi kyllästettyjen säiliöiden ollessa kyseessä ei synny minkäänlaisia varastointivaikeuksia. On myös huomautettava, että suoritetuissa kokeissa ei ole voitu havaita 5,51-dikloori-2,2'-dihydroksi-difenyylimetaani11a olevan mitään myrkkyvaikutuksia ihmiseen.

Keksintöä voidaan luonnollisestikin muodostella monin tavoin jäljempänä olevien patenttivaatimusten puitteissa.

Niinpä on huomautettava, että tietyissä yhteyksissä voidaan tyytyä siihen, että koko ympäröivän viljelylaatikon 3 alle saatetaan arkki keksinhön mukaisella menetelmällä käsiteltyä materiaalia. Myöskin voidaan ajatella käytettäväksi muutakin materiaalia kuin selluloosaa, esimerkiksi muovia.

5 63159

Kokeet diklorofeenikäsitellyllä seinämällä 1 · Kokeiden suoritus

Metsätaimien kasvatukseen tarkoitetut polyetyleenilaminoiduista o paperiseinämistä (15 g muovia ja 100 g paperia/m ) muodostetut säiliöt upotettiin diklorofeenin emäksiseen liuokseen. Liuoksen pitoisuus ja upotusaika valittiin sellaiseksi, että eri koejaksoissa seinämiin imeytettiin 0 - 3 % diklorofeenia taulukon 1 mukaisesti. Diklorofofeeni saostettiin paperiseinämään etikkahapon avulla, minkä jälkeen säiliö kuivattiin huoneen lämpötilassa.

Taulukko 1. Koejaksojen kuvaus

Koejakso 12345 % diklorofeeni 0 0,5 1,0 2,0 3,0 Säiliöt täytettiin tämän jälkeen kasvatusturpeella (Hasselfors KOI) ja kostutettiin. Tammikuun viimeisenä päivänä kylvettiin mäntysiemeniä säiliöön ja idättäminen aloitettiin. Kokeet suoritettiin ilmastoidussa kammiossa, jossa kasvuolosuhteet vastasivat keskikesää eteläisessä Norlannissa. Noin 75 vuorokautta idätyksen aloituksesta käynnistettiin kasvun päättymisohjelma, joka vähitellen muuttui talviohjelmaksi.

Taimet istutettiin kahdessa kenttäkokeessa 17. päivänä kesäkuuta. Istutuksen yhteydessä taimet laboratorioanalysoitiin tarkasti, kuten selviää kohdasta 2.

Kenttäkokeissa osa taimista kaivettiin ylös juurikasvun kehityksen seuraamista varten ja lisäksi seurattiin tainten maanpäällistä kehitystä. Nämä kokeet on tarkemmin kuvattu kohdissa 3 ja 4. Istutuksen yhteydessä poistettiin seinämä, jolloin juuriohjaus päättyi.

2. Laboratorioanalyysit ilmastoidussa kammiossa suoritetun viljelyn päätyttyä.

Taulukossa 2 on esitetty suoritetut mittaukset ja niiden tulokset.

·.' «f.· 63159

Taulukko 2.

Koejakso 1234 5 Oleellinen taso^'

Taimikorkeus 6,9 8,0 7,0 6,5 5,8 xx

Halkaisija mm 2,1 2,1 2,1 2,1 2,0 ei oleell.

Kuivapaino maanpääll.

g/taimi 0,88 1,03 1,06 1,06 1,01 ei oleell.

Kuivapaino, juuri g/taimi 0,20 0,25 0,27 0,24 0,19 xx c...... 2)

Semamapaino g/taimi 0,70 0,78 0,90 1,34 1,60 xxx

Juurien lukumäärä seinämän kohdalla per cm^ 2,01 2,21 1,01 0,83 0,39 xxx 1) Oleellinen taso koejaksojen välillä 2) Säiliön paino viljelyn päätyttyä

Todennäköisesti 3 % diklorofeenia on sellainen taso, joka vaimentaa taimen kehitystä. Muissa suhteissa on kemiallisesti käsitelty seinämä positiivisesti vaikuttanut taimien kehitykseen. Diklorofeenin juuria ohjaava vaikutus on erittäin selvä ja sopiva määrä on noin 1 % (koejakso 3). Diklorofeeni on tehokas fungisidi, joka vähensi selluloosattajoamista seinämistä, kun diklorofeenipitois^uutta nostettiin.

3. Juuritutkimukset ensimmäisenä kenttävuotena kyllästetyt seinämät po istettu ina.

Erityiseen kenttäkokeeseen valittiin 20 tainta, joista puolet istutuksen jälkeen nostettiin 4. päivänä elokuuta ja loput myöhäis-syksyllä, kun taimien kasvu oli päättynyt. Tainten noston yhteydessä tehtiin joukko mittauksia, minkä lisäksi tainten lähtökorkeus . ja halkaisija mitattiin istutuksen yhteydessä. Koetulokset on annettu seuraavissa taulukoissa.

a) Taimet nostettu 4. päivänä elokuuta.

Taulukpssa 3 on annettu noston yhteydessä mitatut arvot.

63159

Taulukko 3

Koejakso 1'/ 2 3 4 5 Oleellinen taso Lähtökorkeus cm 6,3 7,2 7,1 7,2 5,3 xx Lähtöhalkaisija mm 2,2 2,1 1,9 2,0 1,9 ei oleell.

Korkeuden kasvu cm 6,3 6,7 6,0 5,2 5,8 ei oleell.

Maanpääll. osien paino g/taimi 2,1 3,0 2,0 2,7 2,3 ei oleell.

Neulaspituus mm 20 24 22 22 20 ei oleell.

Juuripaakun paino g/taimi 0,35 0,46 0,39 0,50 0,43 ei oleell.

Juuret paakun alla g/taimi 0,64 0,58 0,47 0,51 0,42 x

Juurien kokonaispaino g/taimi 1,0 1,0 0,9 1,0 0,9 ei oleell.

Tulokset osoittavat, että ainoastaan juuripaakun ulkopuolella olevat juuret koejaksoissa eroavat toisistaan. Koejakso 5, jossa diklorofeenipitoisuus on 3 S, osoittaa alinta arvoa. Koejaksossa 5 kauttaaltaan saadut alemmat mittausarvot saattavat johtua tämän jakson vaimennetusta taimien kehityksestä viljelyaikana. Yhteenvetona voidaan kuitenkin sanoa, että mitään oleellisia eroja koejaksojen välillä ei ole havaittu. Tämän vahvistaa myöskin neulasten pituus-mittaukset .

b) Myöhäissyksyllä tapahtuva tainten nosto.

Tämän kokeen yhteydessä saadut mittatulokset on annettu taulukossa 4. Mitään oleellisia eroja ei koejaksojen välillä voitu todeta. Koejaksoissa neulasten pituudet eivät oleellisesti eroa toisistaan, mikä selvästi osoittaa, että kasvukyvyssä ei ole eroja.

® ' , 4 · }’ jl 8

Taulukko 4 63159

Koejakso 12 3 45 Oleellinen taso Lähtökorkeus cm 7,2 7,5 7,3 6,7 6,1 ei oleell.

Lähtöhalkaisija mm 2,3 2,1 2,0 2,2 2,0 ei oleell.

Korkeuden kasvu cm 8,2 7,5 6,4 7,2 6,6 ei oleell.

Maanpääll. osien paino g/taimi 5,1 4,8 4,2 5,3 3,9 ei oleell.

Neulaspituus mm 55 44 54 59 54 ei oleell.

Juuripaakun paino g/taimi 0,76 0,80 0,76 0,79 0,62 ei oleell.

Juuret paakun alla g/taimi 1,03 0,94 0,79 1,14 0,92 ei oleell.

Juurien kokonaispaino g/taimi 1,8 1,7 1,6 1,9 1,5 ei oleell.

4. Korkeusmittaus ensimmäisen kenttäkauden päätyttyä.

Erillisenä kenttäkokeena istutettiin 300 tainta niiden pitkäaikaisen kasvulisäyksen seuraamiseksi. Kokeen tuloksena voitiin todeta, että erot loppukorkeuksissa johtuvat pääasiassa lähtökorkeuksien eroista. Tainten korkeus yhden kenttäkauden jälkeen on annettu taulukossa 5.

Taulukko 5.

Koejakso 12 3 45 Oleellinen taso Lähtökorkeus cm 6,7 7,6 7,0 7,0 6,2 xx Lähtöhalkaisija mm 2,1 2,1 2,0 2,0 2,1 ei oleell.

Loppukorkeus cm 11,9 13,9 11,5 11,7 11,1 . xxx

Uersopituus cm 5,2 6,0 4,6 4,8 5,0 5. Yhteenveto

Kokeiden tulokset osoittavat, että diklorofeenillä käsitelty säiliöseinämä on selvästi vaikuttanut seinämän vieressä olevien juurten lukumäärään. Lisäksi ovat seinämään saakka ulottuneet juuret huomattavasti lyhyempiä, jolloin juuri epämuodostumien esiintyminen huomattavasti vähenee. Lisäksi diklorofeenin käytte ,! 1 s ·' 63159 esitetyssä määrissä ei vaikuta taimien maanpäällisiin osiin. Istutuksen jälkeen keksinnön mukaan käsitellyssä säiliössä viljelty kasvi kehittyy täysin normaalisti.

. ‘, f '

Claims (4)

10 Patenttivaatimukset 6315 9

1. Meristeemiin vaikuttavan aineen käyttö puuntaimien viljelyyn tarkoitetun selluloosamateriaalista tai vastaavasta olevan säiliön seinämien, pohjan ja alustan kyllästämiseksi, tunnettu siitä, että meristeemiin vaikuttavana aineena käytetään 5,5'-dikloori-2,2'-dihydroksi-difenyylimetaania, sen johdannaisia tai suoloja vähintään 0,5 g/m , sopivimmin 0,70 g/m selluloosa- 2 materiaaliin, jonka pintapaino on ainakin 50 g/m , jolloin meristeemi tilapäisesti lakkaa vaikuttamasta juurijärjestelmän kasvua stimuloivasti.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen käyttö, tunnettu 2 siitä, että käytetään enintään 20,0 g/m 5,5’-dikloori-2,2'- dihydroksi-difenyylimetaan ia se 1luloosamateriaa li in, jonka 2 pintapaino on ainakin 50 g/m .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että selluloosamateriaali kyllästetään 5,5'-dikloori-2,2'-dihydroksi-difenyylimetaanin emäksisellä liuoksella ja sen jälkeen käsitellään hapattavalla aineella 5,5'-dikloori-2,2 '-dihydroksi-difenyylimetaanin imeyttämiseksi selluloosama-teriaaliin .

4. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen käyttö, tunnettu siitä, että kyllästetään muovipäällysteistä selluloosamateriaalia.