WO2000064838A1 - Verfahren zur förderung des pflanzenwachstums durch stärkung der erdreich-mikroorganismenflora - Google Patents

Verfahren zur förderung des pflanzenwachstums durch stärkung der erdreich-mikroorganismenflora Download PDF

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WO2000064838A1
WO2000064838A1 PCT/EP2000/003446 EP0003446W WO0064838A1 WO 2000064838 A1 WO2000064838 A1 WO 2000064838A1 EP 0003446 W EP0003446 W EP 0003446W WO 0064838 A1 WO0064838 A1 WO 0064838A1
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soil
plant
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Bettina Kopp-Holtwiesche
Doris Bell
Stephan Von Tapavicza
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Cognis Deutschland Gmbh
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    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D3/00—Calcareous fertilisers
    • C05D3/02—Calcareous fertilisers from limestone, calcium carbonate, calcium hydrate, slaked lime, calcium oxide, waste calcium products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05D—INORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C; FERTILISERS PRODUCING CARBON DIOXIDE
    • C05D9/00—Other inorganic fertilisers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05G—MIXTURES OF FERTILISERS COVERED INDIVIDUALLY BY DIFFERENT SUBCLASSES OF CLASS C05; MIXTURES OF ONE OR MORE FERTILISERS WITH MATERIALS NOT HAVING A SPECIFIC FERTILISING ACTIVITY, e.g. PESTICIDES, SOIL-CONDITIONERS, WETTING AGENTS; FERTILISERS CHARACTERISED BY THEIR FORM
    • C05G5/00—Fertilisers characterised by their form
    • C05G5/20—Liquid fertilisers
    • C05G5/27—Dispersions, e.g. suspensions or emulsions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40—Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Definitions

  • the technical teaching described below relates to the area of promoting healthy plant growth.
  • the teaching according to the invention particularly wants the natural interaction of the two factors to promote plant growth, on the one hand, and to strengthen plant defense against a wide variety of harmful effects, such as mechanical stresses, e.g. Support and promote hail stress, dry stress and / or pathogen infestation on roots and / or parts of plants above ground.
  • the invention is further based on the task of being able to use at least largely natural substance-based components as valuable substances or mixtures of substances to solve this problem, which do not lead to any additional stress on the work area concerned. This applies to the areas of soil and plants as well as to the areas of humans and animals that are in contact with them, as well as the groundwater problems that must always be taken into account in connection with agricultural processes.
  • the technical teaching described below thus fulfills an important requirement for the area of agro-biological and agro-chemical processes, whereby on the one hand an optimization of the desired economic technical results is possible without having to ignore the aspect of economy.
  • Practically all components of the multi-substance system used according to the invention can be designed as natural substance-based chemicals.
  • the source of these components is healthy plant growth.
  • mineral-based basic components are used as essential components of the multicomponent mixtures described below.
  • the teaching according to the invention on the one hand connects natural cycles for bound carbon and uses the components separated therefrom and adapted to the requirements according to the invention for the plant structure and the maintenance of healthy plant growth.
  • the invention relates to a method for increasing plant growth by primary growth promotion of the soil microorganism flora at least in the area of the plant root. This is achieved by the introduction of aqueous preparations containing (a) ecologically compatible wetting agents of the O / W type.
  • the method according to the invention is characterized in that in order to improve plant strengthening against damage such as mechanical stress, dry stress and / or pathogen infestation, water-soluble and / or largely water-insoluble but plant-available compounds of silicon into the soil at the same time and / or with a time offset - hereinafter also as Substrate designated - be entered
  • DE 44 37 313 describes the use of selected, phosphorus and nitrogen-containing components from the class of the phospholipids to improve plant growth. By adding these phospholipids to the substrate on which the plants grow or are supposed to grow, the growth of these plants can be improved. It is believed that this growth increase with stimulation the microorganisms living in the substrate.
  • the main phospholipids to be considered are lecithin, lecithin hydrolyzates and chemically modified lecithins.
  • German patent application DE 191 01 127 is a low-foaming wetting aid in the form of a highly concentrated, yet flowable and pourable aqueous concentrate based on surfactants for intensifying the penetration and spreading of water in the area of plant rooting during irrigation, containing as ecologically compatible surfactant component Al- kyl (poly) glycoside compounds of the O / V type - hereinafter also referred to as "APG compounds” - olefinically unsaturated alcohols as foam inhibitors / defoamers and lower water-soluble alcohols as viscosity regulators.
  • APG compounds olefinically unsaturated alcohols as foam inhibitors / defoamers and lower water-soluble alcohols as viscosity regulators.
  • the technical teaching of the earlier application DE 197 48 884 for promoting and maintaining plant growth by controlling the natural growth processes in the substrate is based on the concept of primarily promoting, controlling and ensuring the growth of microorganisms in the soil by introducing a multicomponent mixture described below.
  • the disclosure of this earlier application is hereby also made the subject of the disclosure of the present invention.
  • the primary promotion of microorganism growth is to be ensured in particular in the rhizosphere area and thus in the area of the substrate permeated by the plant roots which is crucial for plant growth.
  • the plant uses the increased nutrient supply in the soil due to the stimulated microorganisms. However, this can lead to an imbalance in the plant uptake of other micro and trace elements - similar to N-emphasized fertilization.
  • the enormous vigor of the plant to be observed can therefore result in the plant tissue being nutrient-rich but poor in structural elements which the plant usually develops. This makes the plant susceptible to mechanical stress, e.g. hail, dry stress and / or pathogen attack, e.g. Infested by pathogenic fungi.
  • the aim of the teaching according to the invention is, in addition to the measures described above to promote plant growth, to introduce active substances / components or formulations into the soil which contribute to a substantial strengthening of the plant.
  • the teaching according to the invention is based on the knowledge that this objective can be achieved by selecting and offering a specific additional nutrient element for plant growth.
  • This additional nutrient element for plant growth which determines the teaching according to the invention is silicon.
  • the teaching according to the invention provides for water-soluble and / or largely water-insoluble but plant-available silicon compounds to be introduced into the soil at the same time and / or with a time offset to the introduction of the previously defined auxiliaries for promoting plant growth.
  • the teaching according to the invention combines this general specialist knowledge with the measures described at the outset for promoting the growth of the soil microorganism fiora, in particular in the area of the plant roots and thus for the secondary promotion of plant growth and plant health.
  • the combination of measures according to the teaching of DE 197 48 884 with the simultaneous and / or time-delayed addition of water-soluble and / or largely water-insoluble but plant-available compounds of silicon into the soil or into the substrate can be particularly important.
  • Suitable water-soluble silicon compounds are, in particular, the alkali silicates and here in turn preferably the sodium and / or potassium silicates, which are also referred to as water glasses. Also suitable are alkali metal silicates, but also silica sols and the resulting silica gels, as are known from the relevant prior art of soil preparation for promoting the plant zen growth are known.
  • the chemical identification of water-soluble silicate compounds and in particular sodium and / or potassium water glasses can be found, for example, in the publication H. Weldes "Properties of Soluble Silicates" in INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY, VOL. 61 NO. 4 April 1969, pages 29 ff, in particular Table III and IV, loc. Cit., Page 31.
  • alkali metal silicate compounds show a high degree of water solubility as so-called water glasses
  • the silicates with polyvalent cations in particular alkaline earth metals such as calcium and / or magnesium, but also iron
  • alkaline earth metals such as calcium and / or magnesium, but also iron
  • Plant-available components are, for example, alkaline earth metal compounds of silicic acid such as metallurgical lime, but also rock flour such as clay and potassium-containing silicate rock flour (feldspar, mica), see. for example Heyland, general crop production, loc. cit., page 380.
  • the additional supply of silicon according to the invention for the stabilization and promotion of plant growth in the sense of the teaching of DE 197 48 884 is, however, not limited to the previously mentioned silicon components of inorganic origin. It is known that selected plants are capable of enriching the silicon content in the aerial plant body. Examples of this are nettles and / or horsetail. Accordingly, the teaching according to the invention provides, in addition to or instead of the inorganic silicon sources, to also use corresponding plant-available silicon sources of plant origin, residues and / or extracts of the plant groups mentioned being particularly suitable and being able to be introduced into the soil as part of the teaching according to the invention.
  • water-soluble silicon compounds are introduced into the soil as an aqueous solution, and preferably at least partly together with the wetting agents of the O / W type. It is usually for the entry of water-insoluble silicon compounds prefers to add these in very fine form to the ground. It may further be preferred to make this entry at least in part before the entry of the aforementioned components to (a) and optionally (b) and / or (c) into the soil.
  • the amounts of silicon components to the substrate which are preferably to be used are essentially determined by the water solubility of the silicon component (s) under operating conditions. Basically, the rule applies here that water-soluble components can be used in substantially smaller amounts than the water-insoluble silicon-based components which are to be applied or introduced into the soil in the form of finely divided solids.
  • the amounts to be used can differ, for example, by at least 1 to 2 powers of ten. For example, the following applies:
  • Potassium water glass with a content of 10% by weight of silicon as an example of water-soluble silicates can be used in preferred embodiments of the soil application in amounts of approximately 0.1 to 5 g / m 2 - or 1 to 50 kg / ha. If, on the other hand, cottage lime is added to the soil - calcium silicate with a content of approx. 44% by weight CaO - application amounts (per year) of at least 2 to 2.5 t / ha can be suitable.
  • the wetting agents or surfactants mentioned here belong in particular to the classes of anionic surfactants and / or nonionic surfactants.
  • An important prerequisite is their ecological compatibility and thus, in particular, sufficient biodegradability in the substrate.
  • Rapidly and completely biodegradable surfactant compounds from the class of nonionic surfactants are a preferred class of the auxiliary substances mentioned here.
  • Suitable anionic surfactants are, for example, soaps, but also biodegradable alkyl sulfates, especially fatty alcohol sulfates. In the context of the present technical teaching, the use of soaps as an ecologically compatible wetting agent is particularly preferred.
  • the soaps are generally known compounds, with potassium soaps of fatty acids having 6 to 18 and preferably 8 to 14 carbon atoms being preferred in the context of the present technical teaching. It is further preferred to use mixtures of such soaps with other ecologically compatible wetting agents of group (a), the combination of soaps with the alkyl oligoglycoside compounds described below being particularly preferred here. If soaps and nonionic wetting agents of the O / W type are used together, it is furthermore particularly preferred that the quantitative ratio between soap and nonionic wetting agents is in the weight ratio 1: 1 to 1: 3 and in particular in the range from 1: 1 to 1: 2.
  • Petrochemical-based surfactants which are difficult or only incompletely degradable, for example alkylbenzene sulfonate or alkyl ether sulfates, are less suitable.
  • Suitable representatives can be the partial esters of phosphoric acid with fatty alcohols, and in particular corresponding partial esters with straight-chain fatty alcohols, preferably of natural origin and thus an even carbon number.
  • Corresponding esters of shorter-chain fatty alcohols for example those with 6 to 10 carbon atoms in the fatty alcohol molecule, are suitable, for example.
  • alkyl phosphates with longer fatty alcohol residues with, for example, 12 to 24 carbon atoms are also fundamentally suitable. The same applies - albeit less preferred - to the comparable fatty alcohol ether phosphates.
  • Biodegradable surfactants of substance class (a) which are particularly preferred according to the invention are corresponding compounds of at least predominantly nonionic character, which are furthermore preferably at least predominantly of natural substance-based origin and have preferred HLB values in the range from 10 to 18.
  • alkyl (oligo) glucoside compounds as component (a), the alkyl radical of which is at least predominantly derived from straight-chain fatty alcohols.
  • component (a) the alkyl radical of which is at least predominantly derived from straight-chain fatty alcohols.
  • Compounds of this type - also referred to as APG components or compounds according to current usage - are surfactant auxiliaries for a wide range of uses. A number of factors are important for their practical use on a large industrial scale today: APG-based wetting agents can be known to be fully natural product-based.
  • reaction products by reacting fatty alcohols with glucose, oligoglu- coses or - with simultaneous degradation of the chain length - with polyglycosides such as starch as reaction products of the general formula RO- (G) x , in which R is a primary, preferably straight-chain and aliphatic hydrocarbon radical with at least 6 carbon atoms, preferably with 8 to 24 carbon atoms and in particular 8 to 18 carbon atoms, and G stands for a glycose unit with 5 or 6 carbon atoms, preferably for glucose.
  • R is a primary, preferably straight-chain and aliphatic hydrocarbon radical with at least 6 carbon atoms, preferably with 8 to 24 carbon atoms and in particular 8 to 18 carbon atoms
  • G stands for a glycose unit with 5 or 6 carbon atoms, preferably for glucose.
  • the degree of oligomerization x - and thus the DP value - which indicates the distribution of monoglycosides and oligoglycosides is usually a value between 1 and 10 in the surfactant class concerned here and is, for example, in the range from about 1.2 to 5, preferably in the range from about 1, 2 to 4 and in particular in the range of 1, 2 to 2.
  • APG compounds of the type concerned here see for example the publication by Hill et. al. "Alkyl Polyglycosides", VCH-Veriagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1997.
  • the entry of the components to (a) is associated with the simultaneous and / or time-delayed entry of the components specified below in detail to (b) and / or (c).
  • the C source essential for organotrophic growth according to the invention are the lipophilic hydrocarbon residues with fat structure present in this component and thus the comparatively increased concentration of the energy-supplying C-H groups.
  • these hydrocarbon residues with a fat structure can be saturated and / or at least partially olefinically unsaturated. Further considerations regarding the physico-chemical nature of this component, which will be dealt with in the following, can also be decisive here.
  • Preferred components for (b) are oil-soluble, however biologically compatible organic compounds with fat residues of the type mentioned, which have at least 6 C atoms and in particular at least 8 C atoms.
  • Corresponding components that are at least predominantly based on natural substances are of particular importance.
  • Particularly important representatives of the class of substances to (b) mentioned here are corresponding hydrocarbon compounds which are at least partially functionalized with oxygen as a hetero atom.
  • Typical examples of components of this type are fatty alcohols and / or fatty acids or their derivatives and / or salts.
  • Suitable fatty alcohol or fatty acid derivatives are their esters, ethers and / or amides.
  • the fatty alcohols and the esters of fatty acids with monofunctional and / or polyfunctional alcohols.
  • the term fatty acid esters encompasses both the full esters and the partial esters.
  • Surfactant-based aqueous preparations and, in particular, corresponding aqueous APG-based wetting aids are generally distinguished by the high foaming power of these non-ionic surfactants based on APG.
  • this can represent a pronounced burden.
  • foam brakes or defoamers Fatty alcohols, partial esters of in particular lower polyfunctional alcohols - e.g. Glycerin and fatty acids and especially their mixtures fulfill this task.
  • they are the C suppliers desired according to the invention for stimulating and increasing the growth of microorganisms in the soil and are therefore optimal representatives for the components of (b) in the sense of the definition according to the invention.
  • aqueous APG concentrates with defoamers / foam brakes on an alcohol basis and / or on the basis of partial esters of fatty acids and polyhydric alcohols, especially glycerol, can lead to the formation of gels which are no longer flowable.
  • by adding limited amounts of lower mono- and / or polyfunctional alcohols, for example by adding limited amounts of ethanol to the gel-like thickened concentrate it is possible to ensure the flowability and pourability again in the area of room temperature.
  • the valuable substances or mixtures of substances to be used in the specific individual case as mixture component (b) are thus determined in preferred embodiments not only by considerations for optimizing this component as a carbon supplier for the growth of microorganisms.
  • the pour points are at least partially equal to / less than 25 to 30 ° C and in particular equal to / less than 10 to 15 ° C.
  • Suitable components are, for example, olefinically unsaturated C 2 . 2 - fatty alcohols of natural origin, in particular at least predominantly C-ie / i ⁇ fatty alcohols with a high degree of olefinic double bonds and solidification ranges equal to / less than 20 ° C., preferably equal to / less than 10 to 15 ° C.
  • Preferred multicomponent mixtures for this component (b) in the sense of the definition according to the invention are mixtures of fatty alcohols with partial esters of saturated and in particular at least partially olefinically unsaturated fatty acids with polyfunctional alcohols with 2 to 6 carbon atoms and in particular 3 to 5 carbon atoms.
  • glycerol partial esters of fatty acids of natural origin can be important mixture components for blending with corresponding fatty alcohols, preferred embodiments being about equal amounts of fatty alcohol and fatty acid partial esters or corresponding substance mixtures with a multiple of the partial ester, based on the fatty alcohol.
  • Suitable mixtures of fatty alcohol to fatty acid partial glyceride are, for example, in the range from about 1: 1 to 1:10, preferably 1: 1 to 1: 5 and in particular from about 1: 1 to 1: 3 parts by weight.
  • such fatty acid partial esters can also be used alone as component (s) for (b).
  • Corresponding representatives with pour points in the aforementioned areas are preferred.
  • Re (c) "Compounds of P and / or N containing at least partially lipophilic residues and, if desired, further macro- and / or micronutrients for carriers containing plant growth"
  • the teaching of the invention provides for selected valuable substances or mixtures of valuable substances from the range of fertilizers which contain phosphorus and / or nitrogen to be introduced into the substrate to be treated.
  • Components that are carriers of these two elements can be preferred representatives of this class of substances. If desired, in this context - i.e. Proportionate components of component (c) - other macro- and / or micronutrients for plant growth containing carriers are used.
  • this valuable component (s) to (c) can take place simultaneously and in connection with the entry of the valuable materials to (b) and the ecologically compatible wetting agents used to (a).
  • oil-soluble compounds of P and / or N are used as component (c) which has at least some lipophilic residues.
  • Particularly preferred representatives of these auxiliaries are therefore the phospholipids described in the publication DE 44 37 313 cited at the beginning and / or their derivatives as essential representatives of these components to (c).
  • the subject matter of the disclosure of this DE 44 37 313 is hereby also expressly made the subject of the disclosure within the framework of the teaching according to the invention, so that essential aspects are only emphasized below in part.
  • the lipophilic and flowable components for (c) are now preferably provided as carbon suppliers for the growth of microorganisms. Lipophilic molecular parts of the components acc. (c) associate with the lipophilic residues of the hydrocarbon type from the C suppliers to (c) in the sense of the teaching according to the invention.
  • Mobilization takes place in an unpredictable way and strengthening of the microorganism strains of the diverse populations living in the soil, which - in exchange with the plant root - lead to the sustainable strengthening and increase of plant growth. It is clear that this means that the acceleration of growth acts at least in its initial phases independently of the organic compounds present in the soil, such as plant or root residues and the like. Nevertheless, in the further course, the composting process (mineralization) taking place in the soil is accelerated and dead plant material is returned to the biological cycle more quickly. Plant nutrients defined in the substrate become available again. The ventilation of the soil or the substrate on which the plants grow is improved, the water balance is made more uniform.
  • Preferred components for material class (c) are esters of phosphoric acid with 1- and / or polyhydric alcohols, which have lipophilic residues in their molecular structure.
  • Suitable phosphoric acid esters in this sense are accordingly partial esters of fatty alcohols, which enter the required lipophilic portion into the phosphoric acid ester molecule via the hydrocarbon residue of the fatty alcohol.
  • Partial esters of phosphoric acid with straight-chain fatty alcohols which have preferably been prepared at least to a substantial extent using C ⁇ -io fatty alcohols and / or their lower ethoxyates, can be particularly suitable here.
  • the phosphoric acid esters of higher fatty alcohols with, for example, 12 to 24 carbon atoms are also suitable, with particular importance being attached to olefinically unsaturated fatty alcohol residues.
  • Phospholipids and phospholipid derivatives are, however, particularly preferred phosphoric acid esters for the subclass of valuable substances (c). As is known, these are amphiphilic substances that are obtained from plant or animal cells. Preferred phospholipids in the sense of the teaching according to the invention are corresponding compounds of plant origin or phospholipid derivatives obtained therefrom. A particularly preferred representative of this class of substances for (c) are Glycerophospholip.de, which are usually also referred to as lecithin. The sphingophospholipids are less preferred.
  • Known and usable substances here are the diacylphospholipids, phosphatidylcholines, phosphatidylethanolamines, Phosphatidylinositoie, phosphatidylserines, phosphatidylglycerols, phosphatidylglycerol phosphates, diphosphatidylglycerol, N-acylphosphatidylethanolamine and phosphatidic acid.
  • the phosphatidylglycerides which are commercially available as vegetable or animal lecithins and zephalins, are technically accessible and available in large quantities.
  • compositions are obtained, for example, from oils such as corn oil or cottonseed oil or soybean oil.
  • Components according to the invention for subclass (c) can be enzymatically hydrolyzed glycerophospholipids (enzymatically hydrolyzed lecithin) which have a more hydrophilic character due to the elimination of a fatty acid ester.
  • the only exceptions are products that have lost their phosphoric acid residue due to the enzymatic hydrolysis.
  • Preferred components for (c) are lecithin, lecithin hydrolyzates and / or chemically modified lecithins. These compounds can also be used in a mixture with other N-containing components, urea and / or urea derivatives in particular being preferred here. Further examples of such additional components are amino alcohols such as ethanolamine and related compounds. Diglycerin is also particularly suitable as an additive, preferably in combination with APG compounds.
  • the teaching according to the invention provides for a quantity matching of component (s) to (b) to the amounts of P and, if appropriate, further macro- and / or micronutrients entered by the mixture component to (c).
  • the carbon for the microorganism growth source to (b) is used in such minimum amounts that - based on the phosphorus P introduced via the mixture component (c) - the weight ratio of C: P is at least in the range from about 5 to 10: 1 and preferably is at least about 20 to 25: 1.
  • embodiments may be preferred in which significantly higher C: P ratios are ensured.
  • Important lower limit values are 40: 1 and preferably in the range of at least 50: 1.
  • C P weight ratios of about 100: 1 to 500: 1 or even more in the range men of the teaching of the invention.
  • quantity adjustments of the component mixtures introduced into the substrate are adjusted so that weight ratios of P: N: C in the range of at least about 1:10:10 to 1:10:100 are set.
  • the materials of value (b) used according to the invention are completely degradable to CO 2 , H 2 O and biomass. As a result, it is ensured that no inert or ecotoxicologically questionable degradation products accumulate in the soil when they are used.
  • the components containing lipophilic residues to (b) migrate only slowly in the soil; they tend to attach to lipophilic or oleophilic surfaces and thus in particular to root surfaces. They are practically not washed out into the groundwater and are not toxic, so that their use is also harmless for this reason.
  • the surfactants for (a) from the class of the APG compounds of the O / W type are usually present in amounts of about 5 to 45% by weight, preferably in the range of about 10 to 40% by weight - again based on the anhydrous mixture of recyclable materials - used.
  • a range of up to about 40% by weight preferably the range in amounts of 1 to 30% by weight, usually applies.
  • the components used for (c) - i.e. the compounds of P and / or N - which have at least some lipophilic residues can make up up to 40% by weight and preferably 3 to 30% by weight in the multi-substance mixture. All of the numerical ranges mentioned here refer to the mixing ratios in the water-free mixture of materials.
  • the teaching according to the invention provides for the previously defined multicomponent mixtures according to the invention to be used at the same time and / or with a time delay together with other, in particular synthetic, crop protection agents.
  • other, in particular synthetic, crop protection agents for example, a combination with the corresponding nematicides, herbicides, fungicides and the like.
  • an essential element of the teaching according to the invention can be seen in the following preferred additional teaching in this context:
  • these conventional components can be used in a reduced amount.
  • use amounts of the synthetic crop protection components can be used, which only make up 50% to 75% of the usual use amounts.
  • chitins and / or in particular chitosans are used in admixture with and / or in addition to the components defined according to the invention, then amounts of at least 0.05% by weight and in particular amounts of at least 0.1 to 1% by weight come in each case based on the water-free multi-component mixture - for use. It is crucial that even such small amounts of the chitin or chitosan-based components can have a substantial influence on the course of life processes in the soil and in the plant, in particular promoting the growth of healthy microorganism flora and thus plant growth and suppressing the growth of pests becomes.
  • auxiliaries from the field of plant strengthening can be added to the multicomponent mixtures described so far.
  • plant strengthening agents containing vitamin E, surface-active agents and, if appropriate, further formulation auxiliaries are described in a carrier suitable for application to plants, based on an aqueous solvent system in particular.
  • non-phytotoxic antioxidants can also be used, vitamin C and / or carotenoids being described in particular here.
  • Aqueous-based emulsions of the above-described main components in the sense of the teaching of the invention, which are designed according to the invention, can also be designed to be more potent in this sense.
  • 10-day-old bean seedlings (Phaseolus vulgaris) were separated in cultivation pots with a soil-sand mixture and watered with a surfactant potassium water glass solution as a plant-strengthening component.
  • test part A the chlorophyll fluorescence was measured 4, 24, 48 and 96 hours after application of the paraquat stressor.
  • test section B chlorophyll fluorescence was measured 24, 48, 72 and 120 hours after application of the botrytis stressor. All measurements were carried out with a fluorescence measuring device with exclusion of light at room temperature.
  • the chlorophyll fluorescence was determined as described in the specialist literature on plants which had been darkly adapted for 30 minutes (for example: (1) Koch, C, G. Noga, G. Strittmatter (1994): Photosynthetic electron transport is differentially affected during eariy stages of cultivar / Race specific interactions between potato and Phytophthora infestans. Planta 193: 551-557; (2). Schmitz, M., G. Noga (1998); a-Tocopherol reduced environmental stress and improved fruit quality; Acta Hort. 466: 89-94, ISHS 1998).
  • the intensity of the fluorescence is regarded as a measure of the resistance of the plant, ie the higher the fluorescence, the stronger / healthier the plant.
  • the plants treated with stressor paraquat fluoresced less strongly than the plants not exposed to the stressor.
  • the plants treated with the test substance potassium water glass showed significantly higher fluorescence than the stressed plants.
  • Low doses of potassium water glass led to similarly good fluorescence values as the undressed control.
  • the plants treated with the test substance potassium water glass showed significantly better root growth than the untreated control plants and than the plants stressed with the herbicide paraquat (cf. Table 2). With an increasing amount of silicon, higher root weights were also determined.
  • the intensity of the fluorescence is taken as a measure of the resistance of the plant, i.e. the higher the fluorescence, the stronger / healthier the plant.
  • the plants treated with the biotic stressor Botrytis cinerea fluoresced less strongly than the plants not exposed to the stressor.
  • the plants treated with the test substance potassium water glass showed significantly higher fluorescence than the stressed plants (Table 3).
  • Examples 1 to 3 above show mixtures of water glass and the combination of potassium soaps with APG compounds.
  • Examples 4 to 5 show that the combination with further auxiliaries, here preferably the diglycerides and valuable substances of type (c), are also possible.
  • the diglycerin can act as an emulsion mediator and then, as here in Example 5, make the use of potassium soap unnecessary.
  • the aqueous water glass solution is introduced and the soap is dissolved therein, and then the APG or the APG / diglycerin / lecithin mixture is added.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Steigerung des Pflanzenwachstums durch primäre Wachstumsförderung der Erdreich-Mikroorganismenflora wenigstens im Bereich der Pflanzenwurzel mittels Eintrag wässriger Zubereitungen, enthaltend (a) ökologisch verträgliche Netzmittel vom O/W-Typ, wobei zeitgleich und/oder zeitversetzt wasserlösliche und/oder weitgehend wasserunlösliche, dabei jedoch pflanzenverfügbare Verbindungen des Siliciums in den Erdboden eingetragen werden.

Description

VERFAHREN ZUR FÖRDERUNG DES PFLANZENWACHSTUMS DURCH STÄRKUNG DER ERDRE- ICH-MIKROORGANISMENFLORA
Die im nachfolgenden geschilderte technische Lehre betrifft den Bereich der Förderung des gesunden Pflanzenwachstums. Die erfindungsgemäße Lehre will dabei insbesondere das natürliche Zusammenspiel der beiden Faktoren Förderung des Pflanzenwachstums einerseits sowie Stärkung der Pflanzenabwehr gegen unterschiedlichste Schadeinwirkungen wie mechanische Beanspruchungen, z.B. Hagelstreß, Trok- kenstreß und/oder Pathogenbefall an Wurzel und/oder oberirdischen Pflanzenteilen unterstützen und fördern. Die Erfindung geht dabei weiterhin von der Aufgabenstellung aus, als Wertstoffe bzw. Wertstoffgemische zur Lösung dieser Aufgabenstellung wenigstens weitgehend Naturstoff-basierte Komponenten einsetzen zu können, die zu keiner zusätzlichen Belastung des hier betroffenen Arbeitsbereiches führen. Das gilt sowohl für die Bereiche von Boden und Pflanze als auch für die damit in Kontakt stehenden Bereiche von Mensch und Tier, sowie die im Zusammenhang mit landwirtschaftlichen Prozessen immer zu berücksichtigende Grundwasserproblematik.
Die im nachfolgenden geschilderte technische Lehre erfüllt damit eine heute wichtige Anforderung für den Bereich agro-biologischer und agro-chemischer Prozesse, wobei einerseits eine Optimierung der angestrebten wirtschaftlich technischen Ergebnisse möglich wird, ohne dabei den Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit außer Acht lassen zu müssen. Praktisch sämtliche Komponenten des erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Mehrstoffsystems können als Naturstoff-basierte Chemikalien ausgestaltet sein. Quelle für diese Komponenten ist einerseits das gesunde Pflanzenwachstum. Zusätzlich damit werden im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre mineralisch basierte Grundkomponenten als wesentliche Bestandteile der im nachfolgenden beschriebenen Mehrkomponentengemische eingesetzt. Die erfindungsgemäße Lehre schließt dabei einerseits naturgegebene Kreisläufe für gebundenen Kohlenstoff zusammen und verwendet die daraus abgetrennten und den erfindungsgemäßen Anforderungen angepaßten Komponenten für den Pflanzenaufbau und die Pflege eines gesunden Pflanzenwachstums. Zum anderen werden mineralisch basierte Hilfskomponenten der Pflanze bzw. der Pflanzenwurzel zugeführt. Es leuchtet sofort ein, daß damit für die Pflanzenaufzucht nicht nur zusätzliche ökologische Belastungen ausgeschlossen, sondern positive Eingriffe ermöglicht werden, die helfen können heute bereits bestehende Schäden zu mildern und abzubauen. Die Lehre der Erfindung baut auf einer Reihe technischer Entwicklungen der Anmelderin auf, die anteilsweise Gegenstand entsprechender Veröffentlichungen und anteilsweise Gegenstand älterer Patentanmeldungen sind. Im nachfolgenden wird auf diese Grundlagen noch im einzelnen Bezug genommen werden. Zunächst aber gilt zur erfindungsgemäßen Lehre:
Gegenstand der Erfindung
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Steigerung des Pflanzenwachstums durch primäre Wachstumsförderung der Erdreich-Mikroorganismenflora wenigstens im Bereich der Pflanzenwurzel. Erreicht wird das durch Eintrag wäßriger Zubereitungen enthaltend (a) ökologisch verträgliche Netzmittel vom O/W-Typ. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Pflanzenstärkung gegen Schadeinwirkungen wie mechanische Beanspruchung, Trockenstreß und/oder Pathogenbefall zeitgleich und/oder zeitversetzt wasserlösliche und/oder weitgehend wasserunlösliche, dabei jedoch pflanzenverfügbare Verbindungen des Siliciums in den Erdboden - im nachfolgenden auch als Substrat bezeichnet - eingetragen werden
Diese Maßnahmen sind bevorzugt verbunden mit gleichzeitigem und/oder zeitversetztem Eintrag von (b) lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur aufweisenden und sowohl aerob als auch anaerob abbaubaren organischen Verbindungen als zusätzliche Kohlenstofflieferanten für das Wachstum der Mikroorganismenflora und/oder (c) wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisenden Verbindungen des P und/oder N und gewünschtenfalls weitere Makro- und/oderMikronährstoffe für das gesunde Pflanzenwachstum.
Einzelheiten zur erfindungsgemäßen Lehre
Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Lehre wird im nachfolgenden zunächst in kurzer Zusammenfassung auf wesentliche Elemente des einschlägigen druckschriftlichen Standes der Technik sowie auf den Gegenstand der schon zuvor erwähnten älteren Anmeldungen der Anmelderin auf dem hier betroffenen Arbeitsgebiet eingegangen.
Die DE 44 37 313 beschreibt die Verwendung ausgewählter, Phosphor und Stickstoff enthaltender Komponenten aus der Klasse der Phospholipide zur Verbesserung des Pflanzenwachstums. Durch Zusatz dieser Phospholipide zum Substrat, auf dem die Pflanzen wachsen oder wachsen sollen, läßt sich das Wachstum dieser Pflanzen verbessern. Dabei wird vermutet, daß diese Wachstumssteigerung mit einer Stimulierung der im Substrat lebenden Mikroorganismen zusammenhängt. Als Phospholipide kommen in erster Linie Lecithin, Lecithinhydrolysate und chemisch modifizierte Lecit- hine in Betracht.
Gegenstand der deutschen Patentanmeldung DE 191 01 127 ist eine schaumarme Netzhilfe in der Angebotsform eines hochkonzentrierten, gleichwohl fließ- und gießfähigen wäßrigen Konzentrats auf Tensidbasis zur Intensivierung des Eindringens und Spreitens von Wasser im Bereich der Pflanzenverwurzelung bei deren Bewässerung, enthaltend als ökologisch verträgliche Tensidkomponente Al- kyl(poly)glykosidverbindungen vom O /V-Typ - im nachfolgenden auch als "APG- Verbindungen" bezeichnet -, olefinisch ungesättigte Alkohole als Schaumbremse/Entschäumer und niedere wasserlösliche Alkohole als Viskositätsregler.
Die technische Lehre der älteren Anmeldung DE 197 48 884 zur Förderung und Pflege des Pflanzenwachstums durch Steuerung der natürlichen Wachstumsprozesse im Substrat geht von der Konzeption aus, primär eine Förderung, Steuerung und Sicherstellung des Mikroorganismenwachstums im Boden durch Eintrag eines nachfolgend geschilderten Mehrkomponentengemisches zu bewirken. Die Offenbarung dieser älteren Anmeldung wird hiermit auch zum Gegenstand der Offenbarung der jetzt vorliegenden Erfindung gemacht. Die primäre Förderung des Mikroorganismenwachstums soll dabei insbesondere im Rhizosphärenbereich und damit in dem für das Pflanzenwachstum entscheidenden Bereich des mit den Pflanzenwurzeln durchsetzten Substrats sichergestellt werden. Die Lehre dieser älteren Anmeldung wird dabei durch zwei übergeordnete Konzeptionen gelenkt: Zusammen mit Phosphor (P) und Stickstoff (N) enthaltenden Trägerstoffen und gewünschtenfalls weiteren Pflanzen-Makro- und/oder Mikronährstoffen sollen jetzt ausgewählte Kohlenwasserstoffreste enthaltende Verbindungen als zusätzliche C-Lieferanten für das Wachstum der Mikroorganismenflora in den Boden eingetragen werden. Gleichzeitig soll durch die Zubereitung dieser Wachstumshilfsstoffe und ihrer Anwendungsform deren optimierte Spreitung im Wurzelbereich einschließlich des Eintrages in den Rhizosphärenbereich des Substrats ermöglicht werden. Die Lehre dieser älteren Anmeldung ist gekennzeichnet durch den Eintrag wäßriger Zubereitungen, enthaltend
ökologisch verträgliche Netzmittel vom OΛ/V-Typ zusammen mit
lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur aufweisenden und sowohl aerob als auch anaerob abbau- baren organischen Verbindungen als zusätzliche C-Lieferanten für das Wachstum der Mikroorganismenflora,
verbunden mit gleichzeitigem und/oder zeitlich versetztem Eintrag von
wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisende und dabei bevorzugt öl- lösliche Verbindungen des P und/oder N sowie gewünschtenfalls weitere Makro- und/oder Mikronährstoffe für das Pflanzenwachstum enthaltenden Trägerstoffen.
Wenn auch durch eine solche Stärkung der gesunden natürlichen Mikroorganismenflora des Bodens und damit insbesondere entsprechender Bakterienstämme in dem Rhizosphärebereich der wachsenden Pflanze positive Wirkungen in Richtung auf gesundes Pflanzenwachstum erreicht werden können, so sieht die Lehre der vorliegenden Erfindung gerade hier nun doch noch einmal eine substantielle Erweiterung der technischen Möglichkeiten vor: Das durch die stimulierten Mikroorganismen erhöhte Nährstoffangebot im Boden wird von der Pflanze bevorzugt genutzt. Dies kann jedoch - ähnlich einer N-betonten Düngung - zu einem Ungleichgewicht in der pflanzlichen Aufnahme weiterer Mikro- und Spurenelemente führen. Die zu beobachtende enorme Wüchsigkeit der Pflanze kann demnach zur Folge haben, daß das pflanzliche Gewebe nährstoffreich, aber arm an Strukturelementen ist, welche die Pflanze üblicherweise ausbildet. Dadurch wird die Pflanze anfällig gegenüber mechanischer Beanspruchung, beispielsweise Hagel, gegenüber Trockenstreß und/oder Pathogenbefall, z.B. Befall durch pathogene Pilze.
Ziel der erfindungsgemäßen Lehre ist, zusätzlich zu den zuvor geschilderten, das Pflanzenwachstum fördernden Maßnahmen, Wirkstoffe/Komponenten bzw. Formulierungen in den Boden einzubringen, die zu einer substantiellen Stärkung der Pflanze beitragen.
Der erfindungsgemäßen Lehre liegt die Erkenntnis zugrunde, daß diese Zielvorstellung durch Auswahl und Angebot eines bestimmten zusätzlichen Nährelements für das Pflanzenwachstum gelöst werden kann. Dieses die erfindungsgemäße Lehre bestimmende zusätzliche Nährstoffelement für das Pflanzenwachstum ist das Silicium. Die erfindungsgemäße Lehre sieht dementsprechend vor, zeitgleich und/oder zeitversetzt zum Eintrag der zuvor definierten Hilfsstoffe zur Förderung des Pflanzenwachstums wasserlösliche und/oder weitgehend wasserunlösliche, dabei jedoch pflanzenverfügbare Verbindungen des Siliciums in den Erdboden einzutragen. Durch Aufnah- me eines solchen Siliciumangebots über die Pflanzenwurzel wird eine deutliche Verbesserung der Widerstandskraft der Pflanze gegen Schadeinwirkungen wie mechanische Beanspruchung, Trockenstreß und/oder Pathogenbefall erreicht.
Silikate stellen bekanntlich in der Regel den überwiegenden Teil der anorganischen Bodenbestandteile dar. Gleichwohl wird in einer umfangreichen Literatur über eine Wachstums- und ertragsfördernde Wirkung von Silicium-Komponenten auf landwirtschaftliche Kulturen berichtet. Verwiesen sei in diesem Zusammenhang beispielsweise auf die Veröffentlichung K.Schaller et. al. "Anreicherung von Silicium in den Blättern von Müller-Thurgau und Silvaner im Verlaufe zweier Vegetationsperioden und in Abhängigkeit einer Silikatdüngung" in Vitic.Enol.Sci. 45 (1990), Seiten 128 bis 134 und insbesondere auf die in diesem Zusammenhang zitierte umfangreiche einschlägige Literatur, a.a.O., Kapitel 6, Seite 134. Weitere Hinweise der Fachliteratur finden sich beispielsweise in der Veröffentlichung Heyland et al., Landwirtschaftliches Lehrbuch "Allgemeiner Pflanzenbau", Verlag E. Ulmer, Stuttgart, 7. Auflage, Seiten 31 bis 33 und 380/384. Aus der umfangreichen Patentliteratur seien als Beispiele benannte die DE-OS 1 542 907 und die DD-PS 142 802.
Die erfindungsgemäße Lehre verbindet dieses allgemeine Fachwissen mit den eingangs geschilderten Maßnahmen zur Wachstumsförderung der Erdreich- Mikroorganismenfiora, insbesondere im Pflanzenwurzelbereich und damit zur sekundären Förderung des Pflanzenwachstums und der Pflanzengesundheit. Besondere Bedeutung kann der Kombination von Maßnahmen gemäß der Lehre der DE 197 48 884 mit dem erfindungsgemäß jetzt vorgesehenen zeitgleichen und/oder zeitversetzten Zusatz von wasserlöslichen und/oder weitgehend wasserunlöslichen, dabei jedoch pflanzenverfügbaren Verbindungen des Siliciums in den Erdboden bzw. in das Substrat zukommen.
Zur Beschaffenheit geeigneter wasserlöslicher Siliciumverbindungen sowie wenigstens weitgehend wasserunlöslicher Siliciumverbindungen, die jedoch das Silicium in pflanzenverfügbarer Form der wachsenden Pflanze anbieten, kann auf das allgemeine Fachwissen verwiesen werden. Hier sei nur grob zusammenfassend ausgeführt:
Als wasserlösliche Siliciumverbindungen kommen insbesondere die Alkalisilikate und hier wiederum bevorzugt die Natrium- und/oder Kaliumsilikate in Betracht, die auch als Wassergläser bezeichnet werden. Geeignet sind weiterhin Alkalimetasilikate, aber auch Kieselsäuresole und die daraus entstehenden Kieselsäuregele, wie sie aus dem einschlägigen Stand der Technik der Bodenaufbereitung zur Förderung des Pflan- zenwachstums bekannt sind. Die chemische Identifizierung wasserlöslicher Silikatverbindungen und insbesondere der Natrium- und/oder Kaliumwassergläser findet sich beispielsweise in der Veröffentlichung H. Weldes "Properties of Soluble Silicates" in INDUSTRIAL AND ENGINEERING CHEMISTRY, VOL. 61 NO. 4 April 1969, Seiten 29 ff, insbesondere Tabelle III und IV, a.a.O., Seite 31. Ausführliche Angaben zur Wasseriöslichkeit solcher Natrium- und/oder Kaliumwassergläser finden sich in dieser Veröffentlichung insbesondere in dem Unterkapitel "Sodium and Potassium Silicate Solutions" a.a.O. Seiten 35 bis 38. Zur Vervollständigung der Erfindungsoffenbarung werden die Sachaussagen dieser Literaturstelle hiermit ausdrücklich auch zum Gegenstand der Erfindung gemacht.
Während die Alkalimetallsilikatverbindungen als sogenannte Wassergläser eine hohe Wasseriöslichkeit zeigen, sind die Silikate mit mehrwertigen Kationen, insbesondere der Erdalkalimetalle wie Calcium und/oder Magnesium, aber auch Eisen, weitgehend wasserunlöslich. Das Fachwissen unterscheidet hier zwischen pflanzenverfügbaren und gering oder kaum pflanzenverfügbaren Silikaten. Pflanzenverfügbare Komponenten sind beispielsweise Erdalkalimetallverbindungen der Kieselsäure wie Hüttenkalk aber auch Gesteinsmehle wie Tonerde und kalihaltige Silikatgesteinsmehle (Feldspate, Glimmer), s. beispielsweise Heyland, Allgemeiner Pflanzenbau a.a.O., Seite 380.
Das erfindungsgemäße zusätzliche Angebot von Silicium für die Stabilisierung und Förderung des Pflanzenwachstums im Sinne der Lehre der DE 197 48 884 beschränkt sich allerdings nicht auf die bisher genannten Siliciumkomponenten anorganischen Ursprungs. Es ist bekannt, daß ausgewählte Pflanzen zur Anreicherung des Siliciumgehaltes im oberirdischen Pflanzenkörper befähigt sind. Beispiele hierfür sind Brennesseln und/oder Schachtelhalm. Die erfindungsgemäße Lehre sieht dementsprechend vor, neben oder anstelle der anorganischen Siliciumquellen auch entsprechende pflanzenverfügbare Siliciumquellen pflanzlichen Ursprungs einzusetzen, wobei insbesondere Rückstände und/oder Extrakte der angesprochenen Pflanzengruppen in Betracht kommen und im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre mit in den Boden eingetragen werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lehre werden wasserlösliche Siliciumverbindungen als wäßrige Lösung und dabei bevorzugt wenigstens anteilsweise gemeinsam mit den Netzmitteln vom O/W-Typ in den Boden eingetragen. Für den Eintrag von wasserunlöslichen Siliciumverbindungen ist es in der Regel bevorzugt diese in feinstteiliger Form dem Erdboden zuzusetzen. Dabei kann es weiterhin bevorzugt sein, diesen Eintrag wenigstens anteilsweise vor dem Eintrag der zuvor benannten Komponenten zu (a) und gegebenenfalls (b) und/oder (c) in den Boden vorzunehmen.
Die jeweils bevorzugt einzusetzenden Mengen an Siliciumkomponenten zum Substrat werden in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lehre wesentlich durch die jeweils vorliegende Wasserlöslichkeit der Siliciumkomponente(n) unter Einsatzbedingungen bestimmt. Grundsätzlich gilt hier die Regel, daß wasserlösliche Komponenten in substantiell geringeren Mengen eingesetzt werden können, als die in Form feinteili- ger Feststoffe in den Boden auf- bzw. einzutragenden wasserunlöslichen Silicium- basierten Komponenten. Die jeweils einzusetzenden Mengen können sich dabei beispielsweise um wenigstens 1 bis 2 Zehnerpotenzen voneinander unterscheiden. So gilt beispielsweise das Folgende:
Kaliumwasserglas mit einem Gehalt von 10 Gew.-% Silicium als Beispiel für wasserlösliche Silikate, kann in bevorzugten Ausführungsformen der Bodenapplikation in Mengen von etwa 0,1 bis 5 g/m2 - bzw. 1 bis 50 kg/ha - zum Einsatz kommen. Wird demgegenüber Hüttenkalk dem Boden zugesetzt - Caiciumsilikat mit einem Gehalt von ca. 44 Gew.-% CaO - so können Einsatzmengen (pro Jahr) von wenigstens 2 bis 2,5 t/ha geeignet sein.
Zur Definition und Spezifizierung der erfindungsgemäß einzusetzenden Grundkomponenten zu (a) bzw. der optionalen Komponenten (b) und/oder (c), gelten grundsätzlich die Angaben der bereits mehrfach benannten älteren DE 197 48 884. Die Offenbarung dieser älteren Patentanmeldung wird hiermit ausdrücklich zum Gegenstand auch der erfindungsgemäßen Erfindungsoffenbarung gemacht. Zur Vervollständigung der Sachangaben zu den jetzt erfindungsgemäß einzusetzenden Mehrkomponentengemische sei zusammenfassend dargestellt:
Zu (a) "ökologisch verträgliche Netzmittel vom O/W-Typ"
Die hier angesprochenen Netzmittel bzw. Tenside ordnen sich insbesondere den Klassen anionischer Tenside und/oder nichtionischer Tenside zu. Eine wichtige Voraussetzung ist ihre ökologische Verträglichkeit und damit insbesondere eine hinreichende biologische Abbaubarkeit im Substrat. Biologisch schnell und vollständig abbaubare Tensidverbindungen aus der Klasse nichtionischer Tenside sind eine bevorzugte Stoffklasse der hier angesprochenen Hilfsstoffe. Geeignete anionische Tenside sind beispielsweise Seifen, aber auch biologisch abbaubare Alkylsulfate, insbesondere Fettalkoholsulfate. Im Rahmen der vorliegenden technischen Lehre ist die Verwendung von Seifen als ökologisch verträgliches Netzmittel besonders bevorzugt. Bei den Seifen handelt es sich um allgemein bekannte Verbindungen, wobei im Rahmen der vorliegenden technischen Lehre insbesondere Kaliumseifen von Fettsäuren mit 6 bis 18 und vorzugsweise 8 bis 14 Kohlenstoffatomen bevorzugt sind. Weiterhin ist es bevorzugt, Mischungen derartiger Seifen mit anderen ökologisch verträglichen Netzmitteln der Gruppe (a) einzusetzen, wobei hier insbesondere die Kombination von Seifen mit den weiter unten beschriebenen Alkylo- ligoglycosidverbindungen besonders bevorzugt ist. Werden Seifen und nichtionische Netzmittel vom O/W-Typ gemeinsam eingesetzt ist es weiterhin besonders bevorzugt, daß das Mengenverhältnis zwischen Seife und nichtionischen Netzmittel im Gewichtsverhältnis 1 : 1 bis 1 : 3 und insbesondere im Bereich von 1 : 1 bis 1 : 2 liegt. Schwer bzw. nur unvollständig abbaubare Tenside auf petrochemischer Basis, beispielsweise Alkylbenzolsulfonat oder Alkylethersulfate sind weniger geeignet. Geeignete Vertreter können sein die Partialester der Phosphorsäure mit Fettalkoholen und dabei insbesondere entsprechende Partialester mit geradkettigen Fettalkoholen, bevorzugt natüriichen Ursprungs und damit gerader Kohlenstoffzahl. Geeignet sind hier beispielsweise entsprechende Ester kürzerkettiger Fettalkohole, etwa solcher mit 6 bis 10 C-Atomen im Fettalkoholmolekül. Aber auch Alkylphosphate mit längeren Fettalkoholresten mit beispielsweise 12 bis 24 C-Atomen sind grundsätzlich geeignet. Entsprechendes gilt - wenn auch weniger bevorzugt - für die vergleichbaren Fettalko- holetherphosphate.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte biologisch abbaubare Tenside zur Stoffklasse (a) sind entsprechende Verbindungen wenigstens überwiegend nichtionischen Charakters, die weiterhin bevorzugt zum wenigstens überwiegenden Anteil Naturstoff- basierten Ursprungs sind und dabei bevorzugte HLB-Werte im Bereich von 10 bis 18 aufweisen.
Erfindungsgemäß ist es besonders bevorzugt, als Komponente (a) wenigstens anteilsweise und dabei insbesondere wenigstens überwiegend Alkyl(oligo)glukosid- Verbindungen einzusetzen, deren Alkylrest sich wenigstens überwiegend von geradkettigen Fettalkoholen ableitet. Verbindungen dieser Art - nach heutigem Sprachgebrauch auch als APG-Komponenten bzw. -Verbindungen bezeichnet - sind tensidi- sche Hilfsstoffe eines breiten Einsatzbereiches. Für ihren heute im großtechnischen Maßstab stattfindenden Einsatz in der Praxis sind eine Mehrzahl von Faktoren wichtig: Netzmittel auf APG-Basis können bekanntlich voll Naturstoff-basiert sein. Sie fal- len als Reaktionsprodukte durch Umsetzung von Fettalkoholen mit Glukose, Oligoglu- kosen oder auch - bei gleichzeitigem Abbau der Kettenlänge -mit Polyglykosiden wie Stärke als Reaktionsprodukte der allgemeinen Formel R-O-(G)x an, in der R einen primären, bevorzugt geradkettigen und aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit wenigstens 6 C-Atomen, vorzugsweise mit 8 bis 24 C-Atomen und insbesondere 8 bis 18 C-Atomen, bedeutet und G für eine Glykoseeinheit mit 5 oder 6 C-Atomen, vorzugsweise für Glukose, steht. Der Oligomerisierungsgrad x - und damit der DP-Wert - der die Verteilung von Monoglykosiden und Oligoglykosiden angibt, ist in der hier betroffenen Tensidklasse üblicherweise ein Wert zwischen 1 und 10 und liegt beispielsweise im Bereich von etwa 1 ,2 bis 5, vorzugsweise im Bereich von etwa 1 ,2 bis 4 und insbesondere im Bereich von 1 ,2 bis 2. Auf das umfangreiche Fachwissen und Schrifttum zur Herstellung und Beschaffenheit von APG-Verbindungen der hier betroffenen Art kann verwiesen werden, siehe beispielsweise die in Buchform erschienene Veröffentlichung von Hill et. al. "Alkyl Polyglykosides", VCH-Veriagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1997.
In der erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform ist der Eintrag der Komponenten zu (a) verbunden mit dem gleichzeitigen und/oder zeitversetztem Eintrag der nachfolgend im einzelnen angegebenen Komponenten zu (b) und/oder (c).
Zu (b) "lipophile Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur aufweisende organische Verbindungen"
Ein wichtiges Charakteristikum für diese Zusatzkomponenten zu (b) ist der Bestimmungsparameter, daß sie durch natürliche Abbauprozesse sowohl aerob als auch anaerob abbaubar sind. Die für das organotrophe Wachstum erfindungsgemäß wesentliche C-Quelle sind die in dieser Komponente vorliegenden lipophilen Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur und damit die vergleichsweise erhöhte Konzentration der Energie liefernden C-H-Gruppierungen. Wie schon zuvor ausgeführt, können diese Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur gesättigt und/oder auch wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigt sein. Weiterführende Überlegungen zur physikalischchemischen Beschaffenheit dieser Komponente, auf die im Nachfolgenden noch eingegangen wird, können hier mitbestimmend sein.
Bevorzugte Komponenten zu (b) sind Öl-lösliche, dabei jedoch biologisch verträgliche organische Verbindungen mit Fettresten der angegebenen Art, die wenigstens 6 C- Atome und insbesondere wenigstens 8 C-Atome, aufweisen. Dabei ist der Einsatz entsprechender Komponenten auf Basis geradkettiger Kohlenwasserstoffreste bzw. KW-Verbindungen bevorzugt. Insbesondere Bedeutung haben entsprechende Komponenten, die wenigstens überwiegend Naturstoff-basiert sind.
Besonders wichtige Vertreter der hier angesprochenen Stoffklasse zu (b) sind entsprechende Kohlenwasserstoffverbindungen, die wenigstens anteilsweise mit Sauerstoff als Heteroatom funktionalisiert sind. Typische Beispiele für Komponenten dieser Art sind Fettalkohole und/oder Fettsäuren bzw. ihre Derivate und/oder Salze. Geeignete Fettalkohol- bzw. Fettsäurederivate sind deren Ester, Ether und/oder Amide. Besondere Bedeutung kommt im Rahmen der Erfindung den Fettalkoholen und den Estern von Fettsäuren mit einfunktionelien und/oder mehrfunktionellen Alkoholen zu. Der Begriff der Fettsäureester umfaßt dabei beim Einsatz mehrfunktioneller Alkohole sowohl die Vollester wie die Partialester. Welche speziellen Komponenten im jeweilig konkreten Einzelfall die bevorzugten Vertreter sind, wird gegebenenfalls durch Sekundäreffekte und damit durch das Vorliegen von gegebenenfalls gewünschten Synergismen innerhalb des Gesamtsystems bestimmt. Lediglich beispielhaft sei hier auf entsprechende Aussagen der DE 19701127 eingegangen:
Tensidbasierte wäßrige Zubereitungen und insbesondere entsprechende wäßrige APG-basierte Netzhilfsmittel zeichnen sich in der Regel durch das hohe Schaumvermögen dieser niotensidischen Hilfsmittel auf APG-Basis aus. Für das erfindungsgemäß betroffene Arbeitsgebiet kann das eine ausgesprochene Belastung darstellen. Hier stellt sich die zusätzliche Aufgabe durch Mitverwendung sogenannter Schaumbremsen bzw. Entschäumer Abhilfe zu schaffen. Fettalkohole, Partialester von insbesondere niederen mehrfunktionellen Alkoholen - z.B. Glycerin - und Fettsäuren und insbesondere ihre Abmischungen erfüllen diese Aufgabe. Gleichzeitig sind sie aber die erfindungsgemäß gewünschten C-Lieferanten für die Anregung und Steigerung des Mikroorganismenwachstums im Boden und damit optimale Vertreter für die Komponenten zu (b) im Sinne der erfindungsgemäßen Definition.
Die Abmischung wäßriger APG-Konzentrate mit Entschäumern/Schaumbremsen auf Alkoholbasis und/oder auf Basis von Partialestern von Fettsäuren und mehrwertigen Alkoholen, insbesondere Glycerin, kann allerdings zur Ausbildung nicht mehr fließfähig eingedickter Gele führen. Durch Zusatz begrenzter Mengen niederer mono- und/oder mehrfunktioneller Alkohole, z.B. durch Zusatz begrenzter Mengen an Etha- nol zum gelförmig verdickten Wertstoffkonzentrat, wird es dann allerdings möglich auch im Bereich der Raumtemperatur die Fließ- und Gießfähigkeit wieder sicherzustellen. Die im konkreten Einzelfall als Mischungskomponente (b) einzusetzenden Wertstoffe bzw. Wertstoffgemische werden somit in bevorzugten Ausführungsformen nicht nur durch Überlegungen zur Optimierung dieser Komponente als Kohlenstofflieferant für das Mikroorganismenwachstum bestimmt. Mitentscheidend können Sekundäreffekte wie Schaumarmut des wäßrigen Mehrkomponentengemisches, Homogenisierung des lipophile Komponenten zusammen mit Netzmitteln vom O/W-Typ in wäßriger Phase enthaltenden Mehrkomponentengemisches und Applizierbarkeit im Sinne der Verdünnung mit weiterem Wasser und anschließendem Ausbringen durch Gießen und/oder Sprühen sein. Die zuvor benannte DE 19701127 beschäftigt sich insbesondere mit diesen Aspekten. Zum Zwecke der Vervollständigung der Erfindungsoffenbarung wird der Gegenstand dieser Veröffentlichung hiermit ausdrücklich auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindungsoffenbarung gemacht.
Insbesondere für den störungsfreien Eintrag der wasserbasierten Stoffgemische in das Erdreichsubstrat und den Transport der Kohlenstofflieferanten zur Mischungskomponente (b) im Sinne der erfindungsgemäßen Definition kann es wichtig sein, solche Komponenten zu (b) auszuwählen die wenigstens anteilsweise Stockpunkte gleich/kleiner 25 bis 30°C und insbesondere gleich/kleiner 10 bis 15°C, aufweisen. Geeignete Komponenten sind hier beispielsweise olefinisch ungesättigte Cι2.2 - Fettalkohole natüriichen Ursprungs, insbesondere wenigstens überwiegend C-ie/iβ- Fettalkohole mit hohem Grad olefinischer Doppelbindungen und Erstarrungsbereichen gleich/kleiner 20°C, vorzugsweise gleich/kleiner 10 bis 15°C. Bevorzugte Mehrkomponentengemische zu diesem Bestandteil (b) im Sinne der erfindungsgemäßen Definition sind Abmischungen von Fettalkoholen mit Partialestern von gesättigten und insbesondere wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigten Fettsäuren mit mehrfunktionellen Alkoholen mit 2 bis 6 C-Atomen und insbesondere 3 bis 5 C-Atomen. So können insbesondere Glycerinpartialester von Fettsäuren natürlichen Ursprungs wichtige Mischungskomponenten für die Abmischung mit entsprechenden Fettalkoholen sein, wobei in einer Ausführungsform etwa gleiche Mengen an Fettalkohol und Fettsäurepartialester oder aber entsprechende Stoffgemische mit einem mehrfachen des Partialesters, bezogen auf den Fettalkohol, bevorzugte Stoffgemische sind. Geeignete Abmischungen von Fettalkohol zu Fettsäurepartialglycerid liegen beispielsweise im Bereich von etwa 1 :1 bis 1 :10, vorzugsweise 1 :1 bis 1 :5 und insbesondere von etwa 1 :1 bis 1 :3 Gewichtsteilen. Wie zuvor angegeben, können aber solche Fettsäurepartialester auch alleine als Komponente(n) zu (b) zum Einsatz kommen. Bevorzugt sind auch hier entsprechende Vertreter mit Stockpunkten in den zuvor genannten Bereichen. Zu (c) "Wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisende Verbindungen des P und/oder N und gewünschtenfalls weitere Makro- und/oder Mikronährstoffe für das Pflanzenwachstum enthaltende Trägerstoffe"
Die Lehre der Erfindung sieht in einer bevorzugten Ausführungsform vor, in das zu behandelnde Substrat ausgewählte Wertstoffe bzw. Wertstoffgemische aus dem Bereich der Düngemittel einzutragen, die Phosphor und/oder Stickstoff enthalten. Komponenten, die Träger dieser beiden Elemente sind, können bevorzugte Vertreter dieser Stoffklasse sein. Gewünschtenfalls können in diesem Zusammenhang - d.h. als anteilige Bestandteile der Komponente (c) - weitere Makro- und/oder Mikronährstoffe für das Pflanzenwachstum enthaltende Trägerstoffe zum Einsatz kommen. Zunächst einmal gilt hier allerdings:
Der Eintrag dieser Wertstoffkomponente(n) zu (c) kann gleichzeitig und verbunden mit dem Eintrag der Wertstoffe zu (b) und der eingesetzten ökologisch verträglichen Netzmittel zu (a) erfolgen. Möglich ist aber auch der zeitlich versetzte Eintrag dieser Wertstoffkomponenten zu (c) oder aber auch eine Kombination eines solchen zeitlich versetzten Eintrages mit dem gleichzeitigen Eintrag der Komponenten zu (a), (b), und (c).
In einer besonders wichtigen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, als wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisende Komponente (c) Öl-lösliche Verbindungen des P und/oder N einzusetzen. Besonders bevorzugte Vertreter dieser Hilfsstoffe sind damit die in der eingangs zitierten druckschriftlichen Veröffentlichung DE 44 37 313 beschriebenen Phospholipide und/oder deren Abkömmlinge als wesentliche Vertreter dieser Komponenten zu (c). Der Gegenstand der Offenbarung dieser DE 44 37 313 wird hiermit ebenfalls ausdrücklich zum Gegenstand der Offenbarung im Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre gemacht, so daß nachfolgend nur noch auszugsweise wesentliche Gesichtspunkte besonders herausgestellt werden. Bereits in dieser Druckschrift wird herausgestellt, daß sich die Wirkung der zugesetzten Phospholipide auf die mikrobielle Bodenflora unter anderem darin äußert, daß im Boden vorhandene organische Verbindungen und Pflanzenreste schneller abgebaut werden, wobei es zu einer Zunahme an Bodenbakterien kommt. Im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre sind jetzt als Kohlenstofflieferanten für das Mikroorganismenwachstum bevorzugt zusätzlich die lipophilen und fließfähigen Komponenten zu (c) zur Verfügung gestellt. Lipophile Molekülanteile der Komponenten gem. (c) assoziieren sich mit den lipophilen Resten vom Kohlenwasserstofftyp aus den C-Lieferanten zu (c) im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre. In nicht vorhersehbarer Weise findet dabei eine Mobilisierung und Stärkung gerade der Mikroorganismenstämme der vielgestaltigen im Boden lebenden Populationen statt, die - im Austausch mit der Pflanzenwurzel - zur nachhaltigen Stärkung und Steigerung des Pflanzenwachstums führen. Es leuchtet ein, daß hierdurch die Wachstumsbeschleunigung wenigstens in ihren Anfangsphasen unabhängig von den im Boden vorliegenden organischen Verbindungen wie Pflanzen- bzw. Wurzelresten und dergleichen wirkt. Gleichwohl wird im weiteren Verlauf auch hier der im Boden ablaufende Kompostierungsprozeß (Mineralisierung) beschleunigt und abgestorbenes Pflanzenmaterial schneller dem biologischen Kreislauf wiederzugeführt. Im Substrat festgelegte Pflanzennährstoffe werden wieder pflanzenverfügbar. Die Durchlüftung des Bodens bzw. des Substrats, auf dem die Pflanzen wachsen, wird verbessert, der Wasserhaushalt wird gleichmäßiger gestaltet.
Bevorzugte Komponenten zur Wertstoffklasse (c) sind Ester der Phosphorsäure mit 1- und/oder mehrwertigen Alkoholen, die in ihrer Molekülstruktur lipophile Reste aufweisen. In Betracht kommen dabei insbesondere auch entsprechende Partialester der Phosphorsäure, die dann in der Regel in Form ihrer (Partial)-Salze zum Einsatz kommen.
Geeignete Phosphorsäureester in diesem Sinne sind dementsprechend Partialester von Fettalkoholen, die über den Kohlenwasserstoffrest des Fettalkohols in das Phosphorsäureestermolekül den geforderten lipophilen Anteil eintragen. Besonders geeignet können hier insbesondere Partialester der Phosphorsäure mit geradkettigen Fettalkoholen sein, die bevorzugt wenigstens zu einem substantiellen Anteil unter Verwendung von Cβ-io-Fettalkoholen und/oder ihren niederen Ethoxyiaten hergestellt worden sind. Grundsätzlich geeignet sind aber auch die Phosphorsäureester höherer Fettalkohole mit beispielsweise 12 bis 24 C-Atomen, wobei hier insbesondere auch entsprechend olefinisch ungesättigten Fettalkoholresten besondere Bedeutung zukommen kann.
Besonders bevorzugte Phosphorsäureester zur Wertstoffunterklasse (c) sind allerdings Phospholipide und Phospholipidderivate. Hierbei handelt es sich bekanntlich um amphiphile Substanzen, die aus pflanzlichen oder tierischen Zellen gewonnen werden. Bevorzugte Phospholipide im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre sind entsprechende Verbindungen pflanzlichen Ursprungs bzw. daraus gewonnene Phospholipidderivate. Ein besonders bevorzugter Vertreter dieser Stoffklasse zu (c) sind die Glycerophospholip.de, die üblicherweise auch als Lecithin bezeichnet werden. Weniger bevorzugt sind die Sphingophospholipide. Bekannte und einsetzbare Substanzen sind hier die Diacylphospholipide, Phosphatidylcholine, Phosphatidylethanolamine, Phosphatidylinositoie, Phosphatidylserine, Phosphatidylglycerine, Phosphatidylglyce- rinphosphate, Diphosphatidylglycerin, N-Acylphosphatidylethanolamin und Phosphati- dinsäure. Bevorzugt sind die Monoacylphospholipide, Lysophosphatidylcholine, Lyso- phosphatidylethanolamine, Lysophosphatidyl- inositole, Lysophosphatidylserine, Lysophosphatidylglycerole, Lysophosphatidylgly- cerophosphate, Lysodiphosphatidylglyerine, Lyso-n-acylphosphatidylethanolamine und Lysophosphatidinsäure. Technisch zugänglich und in großen Mengen verfügbar sind die Phosphatidylglyceride, die als pflanzliche oder tierische Lecithine und Zepha- line im Handel sind. Diese Zubereitungen werden beispielsweise aus ölen wie Mais- keimöl oder Baumwollsaatöl oder Sojaöl gewonnen. Erfindungsgemäß bevorzugte Komponenten zur Unterklasse (c) können enzymatisch hydrolisierte Glycerophospho- lipide (enzymatisch hydrolisiertes Lecithin) sein, die aufgrund der Abspaltung eines Fettsäureesters einen hydrophileren Charakter aufweisen. Ausgenommen sind dabei lediglich solche Produkte, die durch die enzymatische Hydrolyse ihren Phosphorsäurerest verloren haben.
Bevorzugte Komponenten zu (c) sind Lecithin, Lecithin-Hydrolysate und/oder chemisch modifizierte Lecithine. Diese Verbindungen können auch in Abmischung mit weiteren N-haltigen Komponenten verwendet werden, wobei hier insbesondere Harnstoff und/oder Harnstoffderivate bevorzugt sein können. Weitere Beispiele für solche Zusatzkomponenten sind Aminoalkohole wie Ethanolamin und verwandte Verbindungen. Besonders geeignet ist weiterhin Diglycerin als Zusatzstoff, vorzugsweise in Kombination mit APG-Verbindungen.
In einer bevorzugten Ausführungsform sieht die erfindungsgemäße Lehre eine Mengenabstimmung der Komponente(n) zu (b) auf die durch die Mischungskomponente zu (c) eingetragenen Mengen an P und gegebenenfalls weiteren Makro- und/oder Mikronährstoffe vor. Die Kohlenstoff für das Mikroorganismenwachstum liefernde Quelle zu (b) wird in solchen Mindestmengen eingesetzt, daß - bezogen auf den über die Mischungskomponente (c) eingetragenen Phosphor P - das Gewichtsverhältnis von C:P wenigstens im Bereich von etwa 5 bis 10:1 und vorzugsweise bei wenigstens etwa 20 bis 25:1 liegt. Je nach Bodenbeschaffenheit und dabei insbesondere je nach Art und Menge des im Bodenbereich vorliegenden organisch gebundenen Kohlenstoffs können allerdings Ausführungsformen bevorzugt sein, in denen wesentlich höhere C:P- Verhältnisse sichergestellt sind. So liegen wichtige untere Grenzwerte hier bei 40:1 und vorzugsweise im Bereich von wenigstens 50:1. Ein sehr viel größerer Überschuß des C-Lieferanten ist dabei in der Regel weiterhin möglich, so daß hier C:P- Gewichtsverhältnisse von etwa 100:1 bis zu 500:1 oder auch noch darüber im Rah- men der erfindungsgemäßen Lehre liegen. Durch optimierte Spreitung dieses dem Mikroorganismen-Wachstum gut zugänglichen C-Lieferanten im Erdboden und durch seinen Transport bis in den Bereich der Rhizosphere wird damit die Anregung und Unterstützung des organotrophen Mikroorganismenwachstums im Sinne der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung verwirklicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform für die Wertstoffgemische aus den Komponenten (a) sowie den bevorzugten mitverwendeten Komponenten zu (b) und/oder (c) werden Mengenabstimmungen der in das Substrat eingetragenen Komponentengemische so eingestellt, daß Gewichtsverhältnisse von P:N:C im Bereich von wenigstens etwa 1 :10:10 bis 1 :10:100 eingestellt sind.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Wertstoffe zu (b) mit ihren lipophilen Resten vom Fettcharakter und der aeroben als auch der anaeroben Abbaubarkeit sind vollständig zu CO2, H2O und Biomasse abbaubar. Als Ergebnis ist sichergestellt, daß sich bei ihrem Einsatz keine inerten oder ökotoxikologisch bedenklichen Abbauprodukte im Boden anreichern. Die lipophile Reste enthaltenden Komponenten zu (b) wandern im Boden nur langsam, sie tendieren dazu sich an lipophile bzw. oleophile Oberflächen und damit insbesondere auch an Wurzeloberflächen anzulagern. Sie werden praktisch nicht in das Grundwasser ausgewaschen und sind nicht toxisch, so daß ihre Anwendung auch aus diesem Grunde unbedenklich ist.
Die Tenside zu (a) aus der Klasse der APG-Verbindungen vom O/W-Typ werden üblicherweise in Mengen von etwa 5 bis 45 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von etwa 10 bis 40 Gew.-% - wiederum bezogen auf das wasserfreie Wertstoffgemisch - zum Einsatz gebracht. Bei der bevorzugten Mitverwendung der Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur aufweisenden und sowohl aerob als auch anaerob abbaubaren organischen Verbindungen zu (b) gilt üblicherweise ein Bereich bis etwa 40 Gew.-%, vorzugsweise der Bereich in Mengen von 1 bis 30 Gew.-%. Auch die mitverwendeten Komponenten zu (c) - d.h. die wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisenden Verbindungen des P und/oder N - können im Mehrstoffgemisch bis zu 40 Gew.-% und vorzugsweise 3 bis 30 Gew.-% ausmachen. Alle hier benannten Zahlenbereiche beziehen sich auf die Mischungsverhältnisse im wasserfreien Wertstoffgemisch.
Die erfindungsgemäße Lehre sieht in einer weiteren Ausführungsform vor, die zuvor definierten erfindungsgemäßen Mehrkompoπentengemische zeitgleich und/oder zeitversetzt zusammen mit weiteren, insbesondere synthetischen Pflanzenschutzmitteln zum Einsatz zu bringen. In Betracht kommt hier z.B. eine Kombination mit entspre- chenden Nematiziden, Herbiziden, Fungiziden und dergleichen. Ein wesentliches Element der erfindungsgemäßen Lehre ist in diesem Zusammenhang aber in der nachfolgenden bevorzugten zusätzlichen Lehre zu sehen: Bei der Abmischung der erfindungsgemäßen Wertstoffgemische mit konventionellen Pflanzenschutzmitteln können diese konventionellen Komponenten in verringerter Menge eingesetzt werden. So können in der Praxis Anwendungsmengen der synthetischen Pflanzenschutzkomponenten zur Mitverwendung kommen, die nur noch 50% bis 75% der üblichen Einsatzmengen ausmachen.
Auf eine interessante zusätzliche Wertstoffkomponente, die in diesem Zusammenhang mitverwendet werden kann, sei hier besonders eingegangen. Hierbei handelt es sich um Wertstoffkomponenten mit Chitin und/oder Chitosan-Struktur, wobei hier sowohl Verbindungen mit Polymerstruktur, insbesondere aber entsprechende Verbindungen mit Oligomerstruktur in Betracht kommen.
Die Verwendung von mehrkomponentigen Wertstoffgemischen, wenigstens überwiegend organischen Ursprungs zur Aufzucht und Pflege von Nutz- und Zierpflanzen unter gleichzeitiger Förderung sowohl des Pflanzenwachstums als auch der Pflanzengesundheit, gegenüber Schaderregern insbesondere aus den Bereichen der Pilzkrankheiten, Bakteriosen und/oder Virosen, unter Mitverwendung solcher Wertstoffkomponenten mit Chitin und/oder Chitosan-Struktur und gleichzeitig mit Oligomer- und/oder Polymerstruktur in Kombination mit gleichzeitigem und/oder zeitversetztem Auftrag von erfindungsgemäß definierten Tensidkomponenten zur zuvor geschilderten Unterklasse (a) und lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur aufweisenden und dabei aerob als auch anaerob abbaubaren organischen Verbindungen im Sinne der vorher gebrachten Definition zu Komponenten gemäß (b) ist Gegenstand der älteren Anmeldung gemäß DE 198 49 253 (H 3695) der Anmelderin. Die Offenbarung dieser älteren Anmeldung wird hiermit ausdrücklich auch zum Gegenstand der Offenbarung der hier diskutierten weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen technischen Lehre gemacht. Insbesondere wird auf die ausführlichen Angaben dieser älteren Anmeldung zu dem druckschriftlichen Stand der Technik zum Einsatz von Chitin/Chitosan-basierten Derivaten im Gebiet des Pflanzenschutzes verwiesen. Hier sei nur kurz zusammenfassend wiederholt:
Aus dem einschlägigen druckschriftlichen Stand der Technik ist bekannt, daß durch Mitverwendung von Chitin und Chitin-basierten Derivaten - hier insbesondere Chito- sanen - im Agrikulturbereich substantielle Verbesserungen erzielt werden können, die sich einerseits als gesteigerte Pflanzengesundheit, insbesondere aber auch als Stei- gerung des Ernteertrags kennzeichnen. Aus der umfangreichen Literatur sei beispielsweise verwiesen auf die Veröffentlichung Zbigniew S. Karnicki et al., "CHITIN WORLD", Wirtschaftsverlag NW, Verlag für neue Wissenschaft GmbH, D, Bremerhaven, 1994. Verwiesen sei hier beispielsweise auf die Veröffentlichung Henryk Po- spieszny et al. "NEW APPLICATIONS OF CHITOSAN IN AGRICULTURE" a.a.O., Seiten 246 bis 254 und die dort zitierte Literatur. Verwiesen sei weiterhin auf die Veröffentlichung "Applications of Chitin and Chitosan", M.F.A. Goosen ed., Technomic Publishing Company Inc. Lancaster, USA, Chapter 8, Donald Freepons "Enhancing Food Production with Chitosan Seed-Coating Technology" sowie auf die weiteren Veröffentlichungen der gleichen Literaturstelie Chapter 1 , Q. Li et al. "Applications and Properties of Chitosan"; Chapter 2, Shigehiro Hirano "Applications of Chitin and Chitosan in the Ecological and Environmental Fields" sowie Chapter 11 , Henryk Struszczyk et al. "New Applications of Chitin and Its Derivatives in Plant Protection". Verwiesen sei schließlich auf die Veröffentlichung in Academic Press. Inc. 1984, Seiten 291 ff, Lee A. Hadwiger et al. "CHITOSAN, A NATURAL REGULATOR IN PLANT-FUNGAL PATHOGEN INTERACTIONS, INCREASES CROP YIELDS", sowie auf die druckschriftliche Veröffentlichung in "Biotechnology Annual Review Volume 2", Elsevier Science B.V. 1996, "Chitin biotechnology applications", Verfasser SHIGEHIRO HIRANO a.a.O. Seiten 237 bis 258.
Die hier zitierte Literatur zeigt, daß dem Naturstoff-gebundenen Chitin bzw. daraus abgeleiteten Derivaten und dabei insbesondere dem durch Deacetylierung gewonnenen Chitosan sowohl in Oligomer- als auch in Polymerform ausgesprochene Aktivität im Geschehen der Pflanzenaufzucht im Sinne ausgeprägter Aktivität gegen Schaderreger, insbesondere aus den Bereichen der Pilzkrankheiten, der Bakteriosen und/oder Virosen zukommt.
Werden Chitine und/oder insbesondere Chitosane in Abmischung mit und/oder zusätzlich zu den erfindungsgemäß definierten Komponenten eingesetzt, dann kommen hier Mengen von wenigstens 0,05 Gew.-% und insbesondere Mengen von wenigstens 0,1 bis 1 Gew.-% - jeweils bezogen auf das wasserfreie Mehrkomponentengemisch - zum Einsatz. Entscheidend ist, daß auch schon derart geringe Einsatzmengen der Chitin- bzw. Chitosan-basierten Komponenten den Ablauf der Lebensprozesse im Boden und in der Pflanze substantiell beeinflussen können, wobei insbesondere das Wachstum der gesunden Mikroorganismenflora und damit das Pflanzenwachstum gefördert und das Wachstum von Schädlingen unterdrückt wird. In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lehre können den bisher geschilderten Mehrkomponentengemische zusätzliche Hilfsstoffe aus dem Bereich der Pflanzenstärkung zugesetzt werden. Als charakteristisches Beispiel sei hier auf die Mitverwendung von umweltverträglichen Antioxidantien, insbesondere aus den Bereichen der Tocopherole und/oder der Ascorbinsäure bzw. ihrer Derivate verwiesen. Aus dem einschlägigen druckschriftlichen Stand der Technik sei beispielsweise verwiesen auf die DE 44 37 945 A1 , in der Pflanzenstärkungsmittel enthaltend Vitamin E, oberflächenaktive Mittel und gegebenenfalls weitere Formulierungshilfsstoffe in einem zur Applikation an Pflanzen geeigneten Träger auf Basis eines insbesondere wäßrigen Lösungsmittelsystems beschrieben sind. Zusätzlich können nicht-phytotoxisch wirkende Antioxidanien miteingesetzt werden, wobei hier insbesondere Vitamin C und/oder Carotinoide beschrieben sind. Erfindungsgemäß ausgebildete wäßrig basierte Emulsionen der zuvor beschriebenen Hauptkomponenten im Sinne der Lehre der Erfindung können auch in diesem Sinne zusätzlich wirkungsverstärkt ausgebildet sein.
B e i s p i e l e
Bodenapplikation Kaliumwasserglas
Bei Pflanzen führt Streß zur Auslenkung physiologischer Vorgänge. Die Abweichungen vom normalen Stoffwechselgeschehen treten auf, noch bevor die betroffene Pflanze offensichtliche Schadsymptome aufweist (z.B. Welke, Nekrosen, Chlorosen). Jeglicher Streß, der direkt oder indirekt in die Abläufe der Photosynthese eingreift, zieht Veränderungen der Chlorophyll-Fluoreszenz-Emission nach sich. In zahlreichen Untersuchungen konnte die Wirkung verschiedener Stressoren auf Pflanzen anhand von Fluoreszenzmessungen dokumentiert werden. Dazu zählen Einflußfaktoren wie Kälte, Hitze, Ozon, Wassermangel, Schwefeldioxid, Herbizide, Tenside (als Beispiele für abiotischen Streß) oder phytopathogene Pilze (als Beispiel für biotischen Streß).
Maßnahmen, die zu einer Minderung des Stresses oder einer Steigerung der Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegenüber abiotischen oder biotischen Faktoren beitragen könnten, kommt daher in der angewandten und insbesondere in der ökologisch ausgerichteten Pflanzenschutz-Forschung steigende Bedeutung zu.
Methode:
10 Tage alte Bohnenkeimlinge (Phaseolus vulgaris) wurden in Anzuchtgefäßen mit Felderde-Sand-Gemisch vereinzelt und mit tensidischer Kaliumwasserglas-Lösung als pflanzenstärkender Komponente begossen.
Dabei wurden folgende Mengen Kaliumwasserglas (in Klammern: Reinsubstanz Silizium) eingesetzt: 0,2 g/m2 (0,02 g Si/m2) = 2 kg/ha
1 ,0 g/m2 (0,1 g Si/m2) = 10 kg/ha 5,0 g/m2 (0,5 g Si/m2) = 50 kg/ha
Nach 7 Tagen Einwirkungszeit wurde ein Primärblatt der Pflanze mit 0,3 mmol/l Pa- rraaqquuaatt aallss aabbiioottiisscchheemm SSttrreeßß ((== V Veerrssuucchhsstteeiill AA)) bbzzww.. m miitt E Botrytis cinerea (106 Spo- ren/Blatt) als biotischem Streß (= Versuchsteil B) behandelt.
Im Versuchsteil A erfolgte 4, 24, 48 und 96 Stunden nach Applikation des Stressors Paraquat je eine Messung der Chlorophyllfluoreszenz. Im Versuchsteil B erfolgte 24, 48, 72 und 120 Stunden nach Applikation des Stressors Botrytis je eine Messung der Chlorophyllfluoreszenz. Alle Messungen fanden mit einem Fluoreszenzmeß-Gerät unter Lichtausschluß bei Raumtemperatur statt. Die Bestimmung der Chlorophyll-Fluoreszenz wurde wie in der Fachliteratur beschrieben, an für 30 Minuten dunkel-adaptierten Pflanzen durchgeführt (z.B.: (1 ) Koch, C, G. Noga, G. Strittmatter (1994): Photosynthetic electron transport is differentially affected during eariy stages of cultivar/Race specific interac- tions between potato and Phytophthora infestans. Planta 193: 551-557; (2). Schmitz, M., G. Noga (1998); a-Tocopherol reduced environmental stress and improved fruit quality; Acta Hort. 466: 89-94, ISHS 1998).
Ergebnisse: Teil A: Paraguat
Die Intensität der Fluoreszenz wird als Maß für die Widerstandsfähigkeit der Pflanze angesehen, d.h. je höher die Fluoreszenz, um so kräftiger / gesünder die Pflanze. Die mit Stressor Paraquat behandelten Pflanzen fluoreszierten erwartungsgemäß schwächer als die nicht dem Stressor ausgesetzten Pflanzen. Die mit der Prüfsubstanz Kaliumwasserglas behandelten Pflanzen zeigten deutlich höhere Fluoreszenz als die gestreßten Pflanzen. Niedrige Dosierungen Kaliumwasserglas (0,2 und 1 ,0 g/m2) führten zu ähnlich guten Fluoreszenzwerten wie die ungestreßte Kontrolle.
Tabelle 1: Einfluß einer Bodenbehandlung mit ausgewählten Pflanzenstärkungsmitteln auf die relative Chlorophyllfluoreszenz von Phaseolus vulgaris, 7 Tage nach Behandlung mit dem Pflanzenstärkungsmittel; n=8.
Figure imgf000023_0001
Die mit der Prüfsubstanz Kaliumwasserglas behandelten Pflanzen zeigten deutlich besseres Wurzelwachstums als die unbehandelten Kontrollpflanzen und als die mit dem Herbizid Paraquat gestreßten Pflanzen (vgl. Tab. 2). Mit steigender Menge Silicium wurden auch höhere Wurzelgewichte ermittelt.
Tabelle 2: Einfluß einer Bodenbehandlung mit ausgewählten Pflanzenstärkungsmitteln auf das Wurzelgewicht von Phaseolus vulgaris, 20 Tage nach Behandlung; n=8.
Figure imgf000023_0002
Teil B: Botrytis
Die Intensität der Fluoreszenz wird als Maß für die Widerstandsfähigkeit der Pflanze angesehen, d.h. je höher die Fluoreszenz, um so kräftiger / gesünder die Pflanze. Die mit dem biotischen Stressor Botrytis cinerea behandelten Pflanzen fluoreszierten erwartungsgemäß schwächer als die nicht dem Stressor ausgesetzten Pflanzen. Die mit der Prüfsubstanz Kaliumwasserglas behandelten Pflanzen zeigten deutlich höhere Fluoreszenz als die gestreßten Pflanzen (Tab. 3).
Tabelle 3: Einfluß einer Bodenbehandlung mit ausgewählten Pflaπzenstärkungsmit- teln auf die relative Chlorophyllfluoreszenz von Phaseolus vulgaris, 7 Tage nach Behandlung mit dem Pflanzenstärkungsmittel; n=8
Figure imgf000024_0001
Weitere erfindungsgemäße tensidische Wasserglaslösungen sind in der Tabelle 4 dargestellt.
Tabelle 4:
Figure imgf000025_0001
* APG in 63%-iger Lösung
Die obigen Beispiele 1 bis 3 zeigen Mischungen aus Wasserglas und der Kombination von Kaliumseifen mit APG-Verbindungen. Die Beispiele 4 bis 5 zeigen, daß auch die Kombination mit weiteren Hilfsstoffen, hier vorzugsweise den Diglyceriden sowie Wertstoffen des Typs (c) möglich sind. Das Diglycerin kann als Emulsionsvermittler fungieren und dann, wie hier im Beispiel 5, die Mitverwendung von Kaliumseife überflüssig machen.
Zur Herstellung wird die wäßrige Wasserglaslösung vorgelegt und darin die Seife gelöst und anschließend das APG bzw. die APG/Diglycerin/Lecithinmischung zugegeben.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Verfahren zur Steigerung des Pflanzenwachstums durch primäre Wachstumsförderung der Erdreich-Mikroorgansimenflora wenigstens im Bereich der Pflanzenwurzel mittels Eintrag wäßriger Zubereitungen, enthaltend
(a) ökologisch verträgliche Netzmittel vom O/W-Typ
dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Pflanzenstärkung gegen Schadeinwirkungen wie mechanische Beanspruchung, Trockeπstreß und/oder Pathogenbefall zeitgleich und/oder zeitversetzt wasserlösliche und/oder weitgehend wasserunlösliche, dabei jedoch pflanzenverfügbare Verbindungen des Siliciums in den Erdboden eingetragen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig und/oder zeitversetzt
(b) lipophile gesättigte und/oder olefinisch ungesättigte Kohlenwasserstoffreste mit Fettstruktur aufweisenden und sowohl aerob als auch anaerob abbaubaren organischen Verbindungen als zusätzliche Kohlenstofflieferanten für das Wachstum der Mikroorganismenflora
und/oder
(c) wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisenden Verbindungen des P und/oder N und gewünschtenfalls weitere Makro- und/oderMikronährstoffe für das gesunde Pflanzenwachstum
eingetragen werden.
Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als wasserlösliche Siliciumverbindungen Alkalisilikate, insbesondere Natrium- und/oder Kalium-Wassergläser, Alkali-Metasilikate und/oder KieselsäuresoleΛgele eingebracht werden, während als wasserunlösliche Siliciumverbindungen entspre- chende Gesteinsmehle wie Tonerde, Kali-haltige Silikatgesteinsmehle und/oder Erdalkalimetallverbindungen der Kieselsäure wie Hüttenkalk eingesetzt werden, wobei aber auch Rückstände und/oder Extrate von Pflanzen mit angereichertem Siliciumgehalt - z.B. von Brennesseln und/oder Schachtelhalm - in den Boden eingetragen werden können.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wasserlösliche Siliciumverbindungen als wäßrige Lösung und dabei bevorzugt wenigstens anteilsweise gemeinsame mit den Netzmitteln vom O/W-Typ in den Boden eingetragen werden, während es für den Eintrag von wasserunlöslichen Siliciumverbindungen bevorzugt sein kann, diese in feinstteiliger Form dem Erdboden zuzusetzen, bevor die Komponenten zu (a), (b) und gegebenenfalls (c) in den Boden eingetragen werden.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einsatz wasserunlöslicher Siliciumkomponenten diese als feinteilige Feststoffe in die oberen Bodenschichten eingearbeitet werden.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Eintrag von wasserlöslichen Verbindungen des Siliciums, z.B. Wassergläsern, als Siliciumquelle diese in Mengen von 0,2 bis 10 g/m2, vorzugsweise in Mengen von 1 bis 5 g/m2, bezogen jeweils auf Wasserglas als Festsubstanz auf bzw. in den Boden eingebracht werden.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, daß weitgehend wasserunlösliche Verbindungen des Siliciums wie Hüttenkalk in Mengen von wenigstens 200 bis 250 g/m2 und Jahr aufgebracht werden.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente (a) biologisch abbaubare Tenside wenigstens überwiegend nichtionischen Charakters eingesetzt werden, die weiterhin bevorzugt zum wenigstens überwiegenden Anteil Naturstoff-basierten Ursprungs sind und dabei bevorzugter HLB-Werte im Bereich von 10 bis 18 aufweisen.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente (a) wenigstens anteilsweise, bevorzugt wenigstens überwiegend Al- kyl(oligo)glukosid-Verbindungen (APG-Verbindungen) eingesetzt werden, de- ren Alkylrest sich wenigstens überwiegend von geradkettigen Fettalkoholen ableitet.
10. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß APG- Verbindungen aus Glukose und insbesondere Naturstoff-basierten Fettalkoholen mit wenigstens 6 C-Atomen, vorzugsweise mit 8 bis 24 C-Atomen und DP- Werten im Bereich von 1 ,2 bis 5 eingesetzt werden.
11. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente (a) Seifen eingesetzt werden, wobei es besonders bevorzugt ist, die Seifen in Kombination mit APG-Verbindungen einzusetzen.
12. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß als wenigstens anteilig lipophile Reste aufweisende Verbindungen der Komponente (c) Öl-lösliche Verbindungen des P und/oder N eingesetzt werden.
13. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponente (c) Lecithin, Lecithin-Hydrolysate und/oder chemisch modifizierte Lecithine - bevorzugt in Abmischung mit weiteren N-haltigen Makronährstoffen - eingesetzt werden, wobei insbesondere Harnstoff und/oder Harnstoffderivate als weitere N-haltige Komponenten, verwendet werden können.
14. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Komponenten zu (b) eingesetzt werden, die wenigstens anteilsweise mit Sauerstoff als Heteroatom funktionalisiert sind, wobei der Einsatz von Fettalkoholen und/oder Fettsäuren bzw. ihren Derivaten, wie entsprechenden Estern bzw. Partialester, Ethern und/oder Amiden, bevorzugt ist.
15. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten zu (b) wenigstens überwiegend Naturstoff-basiert sind.
16. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten zu (b) wenigstens anteilsweise Stockpunkte gleich/kleiner 25 bis 30°C und insbesondere gleich/kleiner 10 bis 15°C aufweisen.
17. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Komponenten zu (b) olefinisch ungesättigte Cι2.24-Fettalkohole natürlichen Ursprungs, insbesondere wenigstens überwiegend Ci6.i8-Fettalkohole mit hohem Grad olefinischer Doppelbindungen und Erstarrungsbereichen gleich/kleiner 20°C, vorzugsweise gleich/kleiner 10 bis 15°C, und/oder Fettsäurepartialester wie Glycerinmonooleat, eingesetzt werden, wobei Abmischungen solcher Komponenten zu (b) bevorzugt sein können.
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