WO2015172964A1 - Ertragssteigerung durch sophorolipide - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to the use of sophorolipids to increase the yield of agricultural crops.
- Agricultural crops also referred to as crops, are currently treated during their growing season by numerous means.
- pesticides are used to protect crops against fungal pathogens, or to control insect infestation, or to eliminate unwanted companion crops that are in competition with crops.
- US 2005/0266036 A1 describes biological wetting agents produced by microbes for use against pests, e.g. of roundworms.
- the wetting agents or microorganisms that produce the wetting agents are placed almost as biopesticides directly on the pests to directly combat them. Examples are given only for the use of rhamnolipids against house flies, cockroaches and roundworms, as well as against existing mushroom spores on pumpkins. It is reported that Rhamnolipids show pesticidal activity due to their cell wall penetrating effect.
- Sophorolipids have anti microbial effects
- US 2005/0164955 and US 2013/0085067 describe such effects against various human and plant pathogenic organisms in the form of MIC (minimal inhibitory concentration) values, ie in artificial test systems.
- MIC minimum inhibitory concentration
- US Pat. No. 7,994,138 B2 describes rhamnolipids as insecticides, herbicidal, fungicidal and nematicidal agents.
- Rhamnolipids are commercially available as biofungicides, for example under the name ZONIX (Jeneil Biotech, Saukville, WI, USA).
- Glycolipids such as sophorolipids and rhmanolipids are known as adjuvants (ie, not self-acting additives) to pesticides JP 2012-530202, US 2012/0220464, US 2012/002241, US 2005/0266036. In these applications, the disease-control effect of the pesticides to be used is enhanced. No statement is made about the production of biomass or fruit yield.
- rhamnolipids have phytotoxic (plant-damaging) side effects.
- the fungicides of the new class of carboximides are attributed, after foliar application, to an improvement in the grain yield of cereals (Berduga, CA. et al., "Effects of the SDHI fungicidal bixafen on development and yield of wheat", Julius- Kuhn-Archiv 438 (2012)
- a disadvantage of all known in the prior art uses of glycolipids and in particular sophorolipids is that they are always used in combination with pesticides.This is dependent or independent of a disease infestation, so often prophylactically.
- One object of the present invention is the yield of crop plants Description of the invention:
- the present invention is therefore the use of sophorolipids to increase the yield of agricultural crops
- An advantage of the use according to the invention of sophorolipids is that yield increases in agricultural crops are achieved even if the plant pathogen is not combated, or the clinical picture is not changed.
- a further advantage of the use according to the invention of the sophorolipids is that the use of pesticides, preferably fungicides, can be omitted even if a corresponding clinical picture is formed, as is caused by harmful organisms, preferably fungi, and yet an increase in yield is achieved. This avoids disadvantages of using pesticides, such as side effects and additional costs.
- Seed treatment with sophorolipids surprisingly accelerates and enhances the initial development of plants in rooting and shoot formation.
- sophorolipids corresponds to this substance class owing to the favorable ecotoxicological profile and the very good biodegradability (see M. Renkin, 2003. "Envionmental profile of sophorolipid and rhamnolipid biosurfactants", La Rivista Italiana delle Sostanze Grasse.Vol.80 / 4 Pages 249-252) the basic idea of ecologically oriented sustainable plant production. Examples:
- sophorolipid delivery compositions The solids content of the sophorolipid delivery compositions is explained in terms of the sum of all sophorolipids plus the components from the biotechnological process that were not separated, in a solution, emulsion or dispersion.
- Table 3 Comparative preparation, not according to the invention
- the fungicide Fung-2 significantly improved the clinical picture of the leaves compared to the control.
- the grain yield increased by 2.8 dt / ha.
- the yields from the combination of the fungicide with 237/488 g / ha of sophorolipids (SL) were further increased (by 4 and 9.1 dt / ha compared to Fung-2 alone), although this further increase in yield does not correlate with any improvement in the clinical picture.
- a dose-dependency of the sophorolipid could not be determined in this concentration range.
- Sophorolipid SL-2 when used alone increased yields by more than 10 dt / ha compared to untreated control. No change in the clinical picture was observed by SL-2, since the disease infestation of the leaves with that in the Control was the same. Thus, the increase in yield through SL-2 is not due to an improvement in the clinical picture.
- the fungicide Fung-4 was diluted at 200 l / ha in appropriate plots at growth stage R-1 (beginning of flowering) and 21 days later and applied to the plants.
- SL-3 and SL-5 were sprayed alone without Fung-4.
- the grain yields of this legume were weighed after harvesting the culture.
- the application rates of the agents and the results are listed in Table 6.
- Table 7 shows the increase in yield due to the use of sophorolipids. There was no increase in yield when the fungicide was used.
- the application rate of SL-3 corresponds to 195 g of SL active component per ha.
- Table 8 Grain yields and clinical picture of the leaves according to Example 5:
- Example 7 Winter barley - net spot disease (not according to the invention)
- Table 10 shows that there was an increase in yield of 5.7 dt / ha under the treatment with the fungicide, at the same time the clinical picture was significantly improved.
- the combined use of the fungicide with the commercial adjuvant resulted in a further improvement of the clinical picture. This is an expected US 2012/0220464 picture.
- Example 8 Use as cereal seed treatment agent
- the sophorolipids SL-5, SL-7 and the fungicide Fung-5 were sterile-filtered before pouring the liquid agar into the glass jars (at 40 ° C) the still liquid agar in the appropriate concentrations (on the volume of added agar calculated). Then the seeds were placed on the agar. Seed treatment was simulated by this procedure, since the agents could then directly influence the germination as well as the initial growth of the plants. The further cultivation of the plants took place over a period of 10 days at ambient temperatures in the laboratory. In the agar-grown plants, the number of lateral roots formed was counted after 10 days. In addition, the shoot length was measured.
- Example 9 Synergies with fungicides for yield formation in barley and tomato
- Spray applications with the test substances dissolved in water were administered to the leaves of barley and tomato with the equivalent of 200 l / ha of spray liquor, calculated on the surface of the pots, when they had reached the 3-4 leaf growth stage. Growth evaluations were made 21 days after application - during these 21 days the plants were in the above climatic chambers.
- the shoot growth was determined by cutting off the above-ground shoot parts at the boundary to the substrate and then immediately determining the fresh weight. To determine the shoot growth, the difference between the mean values of four test plants of the application experiments with the controls was formed. The excess yield refers to the mean of the mass per plant.
- Tables 12 and 13 show that co-application of sophorolipid and a carboximide-class fungicide resulted in a synergistic increase in yield in the form of the biomass of the plants.
Landscapes
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Sophorolipiden zur Ertragssteigerung von Kulturpflanzen.
Description
Ertragssteigerung durch Sophorolipide
Gebiet der Erfindung:
Die Erfindung betrifft die Verwendung von Sophorolipiden zur Ertragssteigerung von landwirtschaftlichen Nutzpflanzen.
Stand der Technik:
Landwirtschaftliche Nutzpflanzen, auch als Kulturpflanzen bezeichnet, werden in der heutigen Zeit während ihrer Vegetationszeit mit zahlreichen Mitteln behandelt. So werden zum Beispiel Pestizide angewendet, um die Kulturpflanzen gegen pilzliche Erreger zu schützen, oder um Insektenbefall zu bekämpfen, oder um unerwünschten Begleitwuchs auszuschalten, der in Konkurrenz zur Kulturpflanze steht.
US 2005/0266036 A1 beschreibt biologische Netzmittel, die durch Mikroben hergestellt werden, für den Einsatz gegen Schädlinge, z.B. von Fadenwürmern. Hierbei werden die Netzmittel oder die Mikroorganismen, die die Netzmittel produzieren quasi als Biopestizide direkt auf den Schädlingen platziert, um diese direkt zu bekämpfen. Beispiele werden nur angegeben für den Einsatz von Rhamnolipiden gegen Hausfliegen, Schaben und Fadenwürmer, sowie gegen existente Pilzsporen auf Kürbis. Es wird beschrieben, dass Rhamnolipide aufgrund ihrer zellwandpenetrierenden Wirkung eine Pestizide Wirksamkeit aufzeigen.
Sophorolipide weisen anti mikrobielle Wirkungen auf, US 2005/0164955 und US 2013/0085067 beschreiben derartige Wirkungen gegen diverse human und pflanzenpathogene Organismen in Form von MIC (minimale inhibitorische Konzentration)- Werten, also in artifiziellen Testsystemen.
Um das landwirtschaftliche Potential und die Wirkungen von Substanzen beurteilen zu können, müssen neben Labor- und Gewächshausuntersuchungen realistische Anwendungen in der Landwirtschaft am Beispiel von Feldversuchen durchgeführt werden.
US 7,994,138 B2 beschreibt Rhamnolipide als Insektizide, herbizide, fungizide und nematizide Wirkstoffe. Rhamnolipide werden als Biofungizide zum Beispiel unter dem Namen ZONIX (Fa. Jeneil Biotech, Saukville, Wl, USA) kommerziell vertrieben.
Glykolipide wie zum Beispiel Sophorolipide und Rhmanolipide sind als Adjuvantien (also nicht selbst wirksame Zusatzstoffe) zu Pestiziden bekannt JP 2012-530202, US 2012/0220464, US 2012/002241 , US 2005/0266036. In diesen Anwendungen wird die krankheitsbekämpfende Wirkung der anzuwendenden Pestizide verstärkt. Keine Aussage wird zur Produktion von Biomasse oder Fruchtertrag getroffen.
Synergismus in Bezug auf Ertragssteigerungen bei landwirtschaftlichen Nutzpflanzen ist von Sophorolipiden mit Pestiziden im Stand der Technik nicht beschrieben. Rhamnolipide wurden in einer neueren Studie charakterisiert als Immunstimulantien in Pflanzen (Varnier et al., 2009: Bacterial rhamnolipids are novel MAMPs conferring resistance to Botrytis cinerea in grapevine. Plant Cell Environ. 32:178-193). Nachteilig berichtet wird über das Risiko, dass Rhamnolipide dabei unerwünschte negative Wirkungen auf die Biomasseproduktion und den Ernteertrag in Kulturpflanzen haben könnten oder dass durch die Induktion von Immunreaktionen in Pflanzen Beeinträchtigungen des pflanzlichen Stoffwechsels auftreten könnten, die zu einer Verminderung der Erträge und/oder der Qualität von Ernteprodukten führen können. Laut US 7,994,138 weisen Rhamnolipide phytotoxische (pflanzenschädigende) Nebenwirkungen auf. Den Fungiziden der neuen Klasse der Carboximide wird nach Blattapplikation eine Verbesserung des Kornertrags von Getreide zugeschrieben (Berduga, CA. et al.,„Effects of the SDHI fungicide bixafen on development and yield of wheat", Julius-Kühn-Archiv 438 (2012) 295). Nachteilig bei allen im Stand der Technik bekannten Verwendungen von Glykolipiden und insbesondere Sophorolipiden ist, dass sie immer in Kombination mit Pestiziden eingesetzt werden. Dies geschieht abhängig oder unabhängig von einem Krankheitsbefall. Häufig also prophylaktisch. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es den Ertrag von Kulturpflanzen zu steigern. Beschreibung der Erfindung:
Überraschenderweise wurde gefunden, dass Sophorolipide in der Lage sind diese Aufgabe zu lösen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist deshalb die Verwendung von Sophorolipiden zur Ertragssteigerung landwirtschaftlicher Nutzpflanzen
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung von Sophorolipiden ist, dass Ertragssteigerungen bei landwirtschaftlichen Nutzpflanzen auch dann erzielt werden, wenn das Pflanzenpathogen nicht bekämpft wird, bzw. das Krankheitsbild nicht verändert wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung der Sophorolipide ist, dass die Anwendung von Pestiziden bevorzugt von Fungiziden auch bei Ausbildung eines entsprechenden Krankheitsbildes, wie es von Schadorganismen, bevorzugt Pilzen hervorgerufen wird, unterbleiben kann und trotzdem eine Ertragssteigerung erzielt wird. Damit werden Nachteile der Anwendung von Pestiziden, wie z.B. Nebenwirkungen und zusätzliche Kosten vermieden.
Weiterhin vorteilhaft ist, dass die erfindungsgemäße Verwendung von Sophorolipiden nicht auf die Ausbringung auf die oberirdischen Teile der bereits gekeimten und/oder gewachsenen Pflanze beschränkt ist, sondern auch als Saatgutbehandlungsmittel verwendet werden kann. Die Verwendung als Saatgutbehandlungsmittel hat den Vorteil, dass die Anwendung technisch vereinfacht wird, z.B. weil ein Aussprühen auf einem Getreidefeld entfällt. Weiterhin vorteilhaft ist die Verwendung als Saatgutbehandlungsmittel weil die Anwendungsmenge verringert werden kann. Ein weiterer Vorteil ist das geringe ökotoxologische Potential der Sophorolipide, z.B. gegenüber den Organismen Daphnia magna oder Tetrahymena thermophila. Dies bietet den Vorteil, dass auch in Gebieten, in denen die Landwirtschaft in Bezug auf die Anwendung von Pestiziden reguliert und/oder beschränkt ist, auf entsprechende Ertragsteigerung nicht verzichtet werden muss.
Weiterhin sind Sophorolipide in der Nahrungsmittelproduktion vorteilhaft, da sie sehr gut biologisch abgebaut (biodegradability) werden (OECD 301 F) und keine bedenklichen Metaboliten akkumuliert werden (OECD 303 A). Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verwendung von Sophorolipiden ist, dass auch dann eine Ertragssteigerung erfolgt, wenn Sophorolipide als Adjuvantien im Sinne US 2012/0220464. verwendet werden. Hierbei kann die Applikation der Pestizide prophylaktisch wie auch kurativ erfolgen. Bevorzugt werden landwirtschaftliche Nutzpflanzen verwendungsgemäß behandelt, wenn sie von pflanzenpathogenen Organismen befallen sind. Weiter bevorzugt wird durch die
verwendungsgemäße Behandlung das Krankheitsbild, welches durch die pflanzenpathogenen Organismen hervorgerufen wird, durch Sophorolipide nicht beeinflusst.
Weiter bevorzugt werden die Sophorolipide erfindungsgemäß in Mengen von 50 bis 1000 g/ha SL-Aktivkomponente, bevorzugt von 75 bis 750 g/ha und insbesondere bevorzugt von 100 bis 500 g/ha angewendet.
„Ertragssteigernde Wirkung" bezieht sich auf die vermehrte Bildung von gesamter Biomasse oder auf Teile einer Kulturpflanze, wie z.B. Wurzellänge und Wurzelanzahl oder auch die Sprosslängen, und/oder sie bezieht sich auf Fruchtsteigerung wie z.B. Kornerträge, und/oder sie bezieht sich auf eine Qualitätsverbesserung der genannten Pflanzenteile.
Sofern im Umfang dieser Erfindung auf Naturstoffe Bezug genommen wird, z.B. Glucose, sind grundsätzlich alle Isomeren damit gemeint, bevorzugt sind die jeweils in der Natur vorkommenden Isomere, im hier genannten Falle also das D-(+)-Glucose. Zur Definition von Naturstoffen wird auf den Umfang des „Dictionary of Natural Products", Chapman and Hall/CRC Press, Taylor and Francis Group, z.B. in der online Ausführung von 201 1 : http://dnp.chemnetbase.com/ verwiesen. „Landwirtschaftliche Nutzpflanzen" oder„Kulturpflanzen", die Begriffe werden im Umfang der Erfindung synonym verwendet, werden im Acker-, Obst- und/oder Gemüseanbau kultiviert und/oder zur Gewinnung nachwachsender Rohstoffe der Energiegewinnung, wie zum Beispiel auch in Kultur gepflanzte Baum- und Forstplantagen. Beispiele sind Getreidearten, wie Mais, Weizen, Gerste, Roggen, Hafer, Triticale, Reis, sowie der Leguminosen, wie Sojabohne, Gartenbohne u.a., Knollenfrüchte wie Kartoffeln, Wurzelfrüchte wie Zuckerrüben, Ölpflanzen, wie Raps, Sonnenblume u.a., Faserpflanzen, wie Baumwolle u.a., sowie energie-liefernde Pflanzen, wie Miscanthus, Gemüsearten wie Tomate, Salat, Kohl, u.v.a., Obstbaumkulturen wie Apfel, Birne, Orange, Zitrone, u.v.a. oder Plantagenkulturen wie Kaffee, Tee, Palmen (aller Arten), Bananen und vieles mehr, sowie Forstkulturen. Forstkulturen können Kulturen in Baumschulen und Forstwäldern sein.
Im Umfang der Erfindung wird unter Pflanzenkrankheiten ein durch Schadorganismen hervorgerufenes Krankheitsbild verstanden. Schadorganismen können mikroskopischer oder makroskopischer Natur sein. Mikroskopische Schadorganismen sind z.B. pflanzenpathogene Organismen, makroskopische Schadorganismen sind z.B. Schadinsekten.
„Pflanzenpathogene Organismen" können sein z.B. Bakterien, Actinomyceten, Nematoden, Pilze und/oder Viren, die gegebenfalls Krankheitsbilder, wie z.B. Mehltau, Rost, und dergleichen hervorrufen, bevorzugt Mikroorganismen, bevorzugt pilzliche Organismen wie z.B. Schadpilze der Gattungen Blumeria, Erysiphe, Puccinia, Phakopsora, Hemileia, Uromyces, Oidium, Septoria, Fusarium, Rhizoctonia, Alternaria, Helminthosporium, Bipolaris, Thielaviopsis, Botrytis, Phytophthora, Venturia, Plasmopor, Peronospora, Mycospherella, Verticillium, Tilletia, Pythium und andere.
Schadinsekten können diejenigen sein, die fressend und/oder kauend und /oder saugend oder sonst wie Kulturpflanzenbiomasse zerstören, oder durch solche Angriffe auf Pflanzen direkt oder indirekt durch Übertragung von Krankheiten Schaden anrichten. Dazu zählen Larven, Käfer, Fliegen, Wanzen, Milben, und dergleichen.
Bevorzugt werden die Sophorolipide und/oder deren Zusammensetzungen erfindungsgemäß gemeinsam mit Pestiziden welche gegen pflanzenpathogene Organismen gerichtet sind bevorzugt gegen pilzliche Organismen eingesetzt.
Unter Sophorolipiden wird im Umfang dieser Erfindung die Substanzklasse verstanden, die auf dem Naturstoff Sophorose basiert, wobei die Sophorose mit einer Hydroxy-Fettsäure derivatisiert ist, die mindestens 6 und maximal 31 -Kohlenstoffatome aufweist und optional ein oder mehrfach ungesättigt ist.
Sophorose ist ein Disaccharid aus zwei Glucose Molekülen, welche glycosidisch verbunden sind. Bevorzugt ist diese Bindung eine 1— >2-glycosidische Bindung, mehr bevorzugt eine 1— >2-beta-glycosidische Bindung. Weiterhin bevorzugt handelt es sich bei dem Diglucosid um ein Bis-4CrDiglucosid.
Die Glucosemoleküle können ihrerseits an den verbleibenden Hydroxygruppen unabhängig voneinander substituiert sein, bevorzugt verethert und/oder verestert, insbesondere bevorzugt unabhängig voneinander substituiert an beiden C-6-Hydroxygruppen. Bevorzugte Ethergruppen sind Methyl-, Ethyl-, Propyl und/ oder Butylether, mehr bevorzugt sind die Methylether. Bevorzugte Ester sind die der Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure, Buttersäure, Valeriansäure, Isovaleriansäure, Adipinsäure und / oder Isoadipinsäure, mehr bevorzugt sind die Acetate.
Die Hydroxy-Fettsäure ist glycosidisch (also über die Hydroxygruppe) an die Sophorose an der verbleibenden anomeren Hydroxygruppe des Di-Glucosids gebunden, bevorzugt ist die
Hydroxy-Fettsäure beta-glycosidisch gebunden, insbesondere ist die Hydroxy-Fettsäure beta-glycosidisch an das 1— >2-beta-Diglucosid gebunden. Bevorzugt weist die Hydroxy- Fettsäure eine Kettenlänge von 6 bis 31 Kohlenstoffatomen auf, dabei kann sie weiter substituiert sein unter der Maßgabe, dass die maximale Kohlenstoffatomanzahl von 31 C- Atomen nicht überschritten wird. Bevorzugte Substituenten sind Methylgruppen. Die Hydroxy-Fettsäure kann gesättigt oder ungesättigt sein.
Die Säuregruppe der Hydroxy-Fettsäure kann frei sein oder verestert sein, bevorzugte Ester sind Methyl-, Ethyl-, und Hexylester. Weiterhin kann die Säuregruppe ein Lakton bilden, bevorzugt ein Lakton mit einer Hydroxygruppe des Glucoserestes, an den sie nicht schon glycosidisch gebunden ist, bevorzugt an die 4-Hydroxygruppe des Glucoserestes, an den sie nicht schon glycosidisch gebunden ist.
Bevorzugt ist die Hydroxy-Fettsäure eine 17-Hydroxy-octadecen-9-säure, bevorzugt 17- Hydroxy-octadecen-9(Z)-säure oder deren Ester wie oben definiert oder ein entsprechendes Lakton wie oben definiert.
Unter Sophorolipidsäure (SLA) werden die Sophorose-Fettsäure Konjugate verstanden, die eine freie Säuregruppe aufweisen.
Unter Sophorolipidlakton (SLL) werden die Sophorose-Fettsäure Konjugate verstanden, deren Säuregruppe im obigen Sinne ein Lakton gebildet hat.
Unter Sophorolipidestern (SLE) werden die Sophorose-Fettsäure Konjugate verstanden, deren Säuregruppe mit einem Alkohol verestert ist. Bevorzugte Ester sind Methyl- (SLEM), Ethyl- (SLEE), und Hexylester (SLEH).
Insbesondere bevorzugt sind die Sophorolipide der Formel (I):
R1 und R2 unabhängig voneinander entweder H, Methylgruppen und/ oder Acetylgruppen sind,
R31 H,
R32 H, eine Methyl-, Ethyl- oder Hexylgruppe ist,
R31 und R32 können gemeinsam eine Bindung darstellen,
R4 unabhängig voneinander eine gesättigte oder ungesättigte zweiwertige/zweibindige, verzweigte oder unverzweigte organische Gruppe ist, bevorzugt ist die organische Gruppe eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 28 Kohlenstoffatomen, die gegebenen falls durch Amin-, Ester-, Amid- oder Thioestergruppen unterbrochen sein kann, mehr bevorzugt ist die organische Gruppe eine Alkylengruppe oder Alkenylengruppe mit 2 bis 28
Kohlenstoffatomen bevorzugt mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, mehr bevorzugt mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen, insbesondere bevorzugt mit 14 bis 16 Kohlenstoffatomen, wobei die Alkenylengruppe gegebenfalls mehrfach ungesättigt ist, bevorzugt ist die Alkenylengruppe einfach ungesättigt,
insbesondere ist die Alkenylengruppe eine 17-yl-heptadeca-9-en-1 -yl gruppe, bevorzugt eine 17-yl-heptadeca-9-en-1 -yl gruppe.
R5 H oder eine Methylgruppe, bevorzugt eine Methylgruppe ist, mit der Maßgabe, dass die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in den Gruppen R4 und R5 die Zahl 29 nicht überschreitet.
Für den Fall, dass R31 und R32 gemeinsam eine Bindung darstellen, handelt es sich um eine Laktonstruktur.
Für den Fall, dass R4 ungesättigt ist, handelt es sich bevorzugt um Doppelbindungen, mehr bevorzugt um Z-konfigurierte Doppelbindungen, für den Fall mehrerer Doppelbindungen ist bevorzugt mindestens eine der Doppelbindungen Z-konfiguriert.
Insbesondere bevorzugt sind Sophorolipide der Formel (II)
Die Sophorolipide können synthetischer oder teilsynthetischer Natur sein oder auch als Naturstoff aus einem Lebewesen der Biosphäre oder einer anderen Quelle isoliert worden sein. Bevorzugt werden die Sophorolipide auf biotechnologischem Wege gewonnen. Bevorzugt werden die Sophorolipide mit Hilfe von nicht humanpathogenen Pilzen (Risikoklasse 1 , TRBA 460) hergestellt, besonders bevorzugte Organismen sind Yarrowia lipolytica, Candida apicola, C. bororiensis, C. bombicola, Wickerhamiella domercqiae oder Burkholderia spec, insbesondere bevorzugt ist Candida bombicola, welche z.B. auch synonym als Torulopsis bombicola oder Starmerella bombicola bezeichnet wird.
Weiterhin bevorzugt werden die biotechnologischen Produkte ohne Isolierung der einzelnen darin enthaltenen Naturstoffe verwendet, Zur Derivatisierung mit Hilfe chemischer Reaktionen wird das biotechnologische Produkt ohne Isolierung verwendet. So sind z.B. Ester der Sophorolipide durch Umsetzung der biotechnologischen Produkte mit Veresterungsreagenzien zugänglich. Veresterungsreagenzien sind dem Fachmann bekannt, z.B. Säureanhydride, Säurechloride oder aktivierte Säuren. Sophorolipide (SL) im Sinne der Erfindung sind Mischungen von Substanzen wie sie oben dargelegt sind. Bevorzugt enthalten Sophorolipide (SL) die oben definierten SLA, SLL und/oder SLE
Besonders bevorzugt sind Sophorolipidsäuren in denen die Reste R1 und R2 sowie die Reste R31 und R32 gleich Wasserstoff, der Rest R5 eine Methylgruppe und der Rest R4 gleich einem Alkylenrest oder Alkenylenrest mit 15 Kohlenstoffatomen, bevorzugt einem Alkenylenrest, insbesondere bevorzugt einem Pentadec-8-enylenrest, wobei die Zählung innerhalb des Alkenylenrestes an der Bindungsstelle des Carbonylkohlenstoffes beginnt. Insbesondere enthalten die Sophorolipid-Bereitstellungszusammensetzungen neben den Sophorolipiden auch freie Fette, Fettsäuren und/oder Öle aus dem biotechnologischen
Prozess wie sie in US 2012/0220464 beschrieben sind. Diese freien Fette, Fettsäuren und/oder Öle sind nicht an die Sophorolipide gebundenen.
Aktivstoffe sind solche, die in den individuellen Ländern für die Anwendung auf Pflanzen und Kulturen zugelassen und/oder registriert und/oder gelistet sind, um Pflanzen gegen Schaden zu schützen, oder um den Ertragsverlust durch Schädlinge oder dergleichen bei einer Kultur zu vermeiden, oder um unerwünschten Begleitwuchs, wie Unkräuter und/oder Ungräser auszuschalten, oder um die Pflanze mit Nährstoffen (auch Düngemittel genannt) zu versorgen.. Aktivstoffe können synthetischer Art, wie auch biologischer Art sein. Aktivstoffe können auch Extrakte sein, oder Naturstoffe, oder antagonistisch aktive Organismen. Sie werden gewöhnlich auch als Pestizide oder Pflanzenschutzmittel bezeichnet. Generell sind Aktivstoffe zwecks Handhabung und Effizienz in Formulierungen eingearbeitet.
Pflanzenschutzmittelformulierungen werden für ihre Anwendung auf Pflanzen oder Pflanzenteile meist vor dem üblichen Aussprühen über Düsen mit Wasser verdünnt und enthalten neben der wirksamen Komponente auch andere Hilfsmittel, wie Emulgatoren, Dispergierhilfsstoffe, Antifrostmittel, Entschäumer, Biozide und oberflächenaktive Substanzen wie Tenside. Aktivstoffe, insbesondere Fungizide, Insektizide und Nährstoffe können auch allein oder in Kombination und versehen mit obig angegebenen anderen Hilfsmitteln auf Samen (Saatgut) von Pflanzen aufgebracht werden mit verschiedenen Methoden. Solche Methoden werden auch Saatgutbehandlungsmethoden genannt. Die Saatgutbehandlung mit Fungiziden und Insektiziden kann Pflanzen im frühen Stadium des Wachstums vor Krankheiten und Insekten befall schützen. Aktivstoffe sind beispielhaft in The Pesticide Manual', 15th edition, 2009, The British Crop Protection Council, oder in The Manual of Biocontrol Agents', 2004, The British Crop Protection Council aufgelistet. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht nur auf die aufgeführten Aktivstoffe, sondern schließt auch die des Standes der Technik mit ein. Bei Sophorolipiden erklärt sich deren Aktivkomponentengehalt durch den Gehalt in Gew.-% der Summe aller Sophorolipide, bevorzugt bezogen auf die Summe von SLA, SLL und SLE.
Die Pestizide, die nach ihrem Anwendungsgebiet im Pflanzenschutz benannt sind, und die mit Sophorolipiden kombiniert werden können, schließen folgende Klassen ein: alle Akarizide (AC), Algizide (AL), Attraktanzien (AT), Repellenten (RE), Bakterizide (BA), Fungizide (FU), selektive Herbizide (HE), Insektizide (IN), Mittel gegen Schnecken (Molluskizide, MO), Nematizide (NE), Rodentizide (RO), Sterilisierungsmittel (ST), Viridizide (VI),
Wachstumsregulatoren (PG), Pflanzenstärkungsmittel (PS), Mikronährstoffe (MI) und Makronährstoffe (MA). Diese Bezeichnungen und die Anwendungsgebiete sind dem Fachmann bekannt. Aktivstoffe werden allein oder in Kombinationen mit anderen Aktivstoffen eingesetzt. Bevorzugte Pestizide sind FU, IN, PG, MI und besonders Fungizide und Instektizide, insbesondere bevorzugt Fungizide.
Die verwendungsgemäßen Zusammensetzungen können
Bereitsstellungszusammensetzungen und Anwendungdungszusammensetzungen sein, sie unterscheiden sich durch ihren unterschiedlichen Gehalt an Sophorolipiden. Die vorgenannten und folgenden Spezifizierungen beziehen sich auf beide Formen der Zusammensetzungen, wenn nicht ausdrücklich die Begriffe
„Bereitstellungszusammensetzung" oder„Anwendungszusammensetzung" genannt werden.
Bereitstellungszusammensetzungen:
Weiterhin bevorzugt ist die erfindungsgemäße Verwendung von Zusammensetzungen zur Bereitstellung der Sophorolipide aus dem Produktionsprozess zur Herstellung von Anwendungszusammensetzungen enthaltend die Aktivkomponenten, die Sophorolipide (SL), mit einem Gehalt von 5 bis 98 Gew.-% bevorzugt einen Gehalt von 20 bis 80 Gew.-% und besonders bevorzugt von 30 bis 70 Gew.-% aufweisen bezogen auf die Gesamtzusammensetzung.
Beim Feststoffgehalt der Sophorolipid-Bereitstelungszusammensetzungen erklärt sich deren Gehalt in Gew.-% bezogen auf die Summe aller Sophorolipide plus der Komponenten, die nicht abgetrennt wurden, aus dem biotechnologischen Prozess bezogen die verwendete Lösung, Emulsion und/oder Dispersion der Sophorolipide in einem Lösemittel, Emulsionsmittel und/oder Dispersionsmittel.
Anwendungszusammensetzungen:
Weiterhin bevorzugt ist die erfindungsgemäße Verwendung von Zusammensetzungen zur Anwendung an der Kulturpflanze mit einen Gehalt von 0,001 bis 1 Gew.-% an Aktivkomponenten, den Sophorolipiden (SL), bevorzugt 0,01 bis 0,7 Gew.-% und insbesondere bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtzusammensetzung. Bevorzugt werden diese Anwendungszusammensetzungen durch Verdünnen der Bereitstellungszusammensetzungen mit Wasser hergestellt.
Bevorzugt werden die Sophorolipide in Zusammensetzungen mit Fungiziden der Klasse der Strobilurine, der Triazole, der Carboximide, der Benzophenone, der Morpholine und der Kontaktfungiziden, wie Chlorothalonil erfindungsgemäß verwendet. Weiterhin bevorzugt ist die erfindungsgemäße Verwendung von Sophorolipiden in Zusammensetzungen, die neben einem Pestizid weitere Zusatzstoffe enthalten. Bevorzugt sind die Zusatzstoffe Adjuvantien, Emulgatoren und/oder Formulierungshilfsstoffe.
Weiterhin ist die erfindungsgemäße Verwendung von Zusammensetzungen enthaltend Sophorolipide mit einem Fungizid, wobei die Sophorolipide mit dem Fungizid einen synergistischen Effekt in der Ertragssteigerung aufweisen. Bevorzugt weisen die Zusammensetzungen enthaltend Sophorolipide und mindestens ein Carboximid einen synergistischen Effekt in der Ertragssteigerung auf. Bevorzugt ist die Ertragssteigerung eine Steigerung der Biomasse.
Als Synergismus wird im Umfang der Erfindung verstanden, dass die Wirkung der Kombination von Pestizid und Sophorolipid größer ist, als die zu erwartende additive Wirkung der Einzelkomponenten. Nach Berenbaum (M.C. Berenbaum:„What is Synergy?" Pharmacological Reviews, Vol 1989, No. 41 , Seite 98, Paragraph (g)) handelt es sich um einen synergistischen Effekt, wenn die Wirkung (oder„Effekt") E(da,db) > E(da) + E(db), wobei E(da,db) die Wirkung der Kombination zweier Komponenten (a, b) bei definierten Dosierungen (d) ist und E(da) und E(db) die Wirkungen der Einzelmomponenten bei den geprüften Dosierungen darstellen. Insbesondere bevorzugt sind verwendungsgemäße Zusammensetzungen enthaltend Carboximide und Sophorolipide.
Weiterhin bevorzugt ist die erfindungsgemäße Verwendung von Sophorolipiden und/oder deren Zusammensetzungen auf Blättern von Kulturpflanzen und / oder als Saatgutbehandlungsmittel.
Weiterhin bevorzugt ist die Verwendung von Sophorolipiden zur Saatgutbehandlung in Dosierungen von 0,1 bis 5 g, bevorzugt 0,5 bis 3 g, insbesondere bevorzugt von 0,7 bis 1 ,5 g Aktivkomponente pro Kilogramm Saatgut.
Bevorzugt ist weiterhin die erfindungsgemäße Verwendung von Zusammensetzungen wonach die Ertragssteigerung auf einer Fruchtsteigerung beruht.
Ebenfalls bevorzugt ist die erfindungsgemäße Verwendung von Zusammensetzungen wonach die Ertragssteigerung auf einer Steigerung der Bewurzelung von Samen und Saatgut beruht. Saatgutbehandlung ist die Behandlung von Samen wie z.B. Getreidekörnern, Maiskörnern usw., häufig wird im Stand der Technik auch der Begriff Saatgutbeizung oder einfach nur Saatbehandlungsmittel verwendet.
Eine Saatgutbehandlung mit Sophorolipiden beschleunigt und verbessert überraschenderweise die Anfangsentwicklung von Pflanzen in der Wurzel- und Sprossbildung.
Die im Rahmen der Erfindung durchgeführten Freilandversuche zeigen, dass Sophorolipide eine ertragssteigernde Wirkung für landwirtschaftliche Nutzpflanzen haben. Diese Ertragssteigerung wurde sowohl in Kombination mit Aktivstoffen als auch ohne Aktivstoffe erzielt. Weiterhin wurde nachgewiesen, dass die ertragssteigernde Wirkung der Sophorolipide auch dann eintrat, wenn die Pestizide, insbesondere Fungizide ihre Pestizide Wirkung nicht zeigen konnten wegen Abwesenheit von Schaderregern. Die Beispiele zeigen, dass die Anwendung von Sophorolipiden zur Ertragssteigerung landwirtschaftlicher Nutzpflanzen für eine Vielzahl von Kulturpflanzen möglich ist. Die Wirkung ist an einkeimblättrigen und zweikeimblättrigen Pflanzen gleichermaßen zu beobachten. Da sich die synergistischen Effekte bei zwei verschiedenen Kulturpflanzen, zweier unterschiedlicher Gruppen der Bedecktsamer, sowohl einkeimblättrig als auch zweikeimblättrig, eingestellt haben, kann davon ausgegangen werden, dass synergistische Effekte auch mit anderen Pflanzen möglich sein werden. Weiterhin ist anzunehmen, dass auch andere Pestizide Aktivstoffe mit Sophorolipiden synergistische Effekte zeigen, wenn die Sophorolipide mit ca. 50 - 500 g /ha Aktivstoff, insbesondere aber mit 100 - 200 g/ha Aktivstoff in Kombination eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung von Sophorolipiden und die erfindungsgemäße Verwendung von Zusammensetzungen enthaltend mindestens ein Sophorolipid werden nachfolgend beispielhaft beschrieben, ohne dass die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sein soll. Sind nachfolgend Bereiche, allgemeine Formeln oder Verbindungsklassen angegeben, so sollen diese nicht nur die entsprechenden Bereiche
oder Gruppen von Verbindungen umfassen, die explizit erwähnt sind, sondern auch alle Teilbereiche und Teilgruppen von Verbindungen, die durch Herausnahmen von einzelnen Werten (Bereichen) oder Verbindungen erhalten werden können. Werden im Rahmen der vorliegenden Beschreibung Dokumente zitiert, so soll deren Inhalt vollständig zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Erfindung gehören. Werden nachfolgend %-Angaben gemacht, so handelt es sich, wenn nicht anders angegeben, um Angaben in Gewichts-%. Bei Zusammensetzungen beziehen sich die %-Angaben, wenn nicht anders angegeben auf die Gesamtzusammensetzung. Werden nachfolgend Mittelwerte angegeben, so handelt es sich, wenn nicht anders angegeben, um Massenmittel (Gewichtsmittel). Werden nachfolgend Messwerte angegeben, so wurden diese Messwerte, wenn nicht anders angegeben, bei einem Druck von 101325 Pa und einer Temperatur von 25 °C ermittelt.
Die erfindungsgemäßen Sophorolipide können in allen Kulturpflanzen eingesetzt werden, bei denen Ertragssteigerungen zum wirtschaftlichen Erfolg des Anwenders beitragen, z.B. bei allen Körnerfrüchten bei denen die Körner oder Samen geerntet und verwertet werden, wie bei Getreidearten, Leguminosen, Raps, Sonnenblumen, Baumwolle, aber auch wenn die Biomasseproduktion von Interesse ist, wie bei Gemüse oder Grasarten, oder industriell genutzten Pflanzen, oder bei Forstpflanzen. Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Sophorolipide in Kombination oder als Koformulierung mit Aktivstoffen eingesetzt werden, die für die Kontrolle von Pilzen, Viren, Bakterien oder Insekten geeignet sind, oder selektiv, ohne die Kultur zu beschädigen, als Herbizid eingesetzt werden. Entwicklungen von Ko-Formulierungen oder kombiniertem Einsatz sind denkbar mit z.B. Stoffen, die Agenzien enthalten, die systemisch erworbene Resistenz (systemic aquired resistance) durch Steuerung des Salicylsäure-Stoffwechsels oder induzierte Resistenz (induced systemic resistance) durch Modulation des Jasmonsäurehaushalts in Pflanzen bewirken, wie zum Beispiel durch DCINA (2,6- Dichlorisonikotinsäure), BTH (Benzo(1 ,2,3)-thiadiazolcarbothionsäure-S-methylester) oder durch„growth promoting rhizosphere bacteria", oder Mittel, die Pflanzenwurzeln besiedelnde Rhizobakterien bzw. Pilze enthalten.
Die erfindungsgemäße Verwendung der Sophorolipide entspricht auf Grund des günstigen ökotoxikologischen Profils und der sehr guten biologischen Abbaubarkeit dieser Substanzklasse (siehe M. Renkin, 2003. „Envionmental profile of sophorolipid and rhamnolipid biosurfactants", La Rivista Italiana delle Sostanze Grasse. Vol. 80/4. Seiten 249- 252) dem Grundgedanken der ökologisch orientierten nachhaltigen Pflanzenproduktion.
Beispiele:
Feldversuche und Gewächshaus sowie Laborversuche wurden angelegt, in denen die Kulturpflanzen am Beispiel der Getreidearten (Gerste und Weizen), der Leguminose (Soja) und von Gemüse (Tomate) in unterschiedlichen Wachstumsstadien mit verschiedenen Sophorolipidproben behandelt wurden. Die Anwendung der Sophorolipidproben erfolgte allein oder in Kombination mit kommerziellen Pflanzenschutzmitteln, die Aktivstoffe enthielten (Fungizide) oder auch Mischungen von Aktivstoffen.
Tabelle 1 : Verwendete Pflanzenschutzmittel der Beispiele 1 bis 9:
Code HandelsPestizide Hersteller
bezeichnung
Fung-1 Amistar Opti 250 g/l Azoxystrobin Syngenta,
+ 500 g/l Chlorothalonil Basel Schweiz
Fung-2 Nativo 500 g/l SC Trifloxystrobin Bayer CropScience,
+ 250 g/l EW Tebuconazol Monheim, Deutschland
Fung-3 Capalo 75 g/l Metrafenon BASF,
+ 62.5 g/l Epoxyconazol Ludwigshafen, Deutschland
+ 200 g/l Fenpropimorph
Fung-4 Stratego YLD 375 g/l Trifloxystrobin BayerCropScience,
+ 125 g/l Prothioconazol Monheim, Deutschland
Fung-5 Seguris 125 g/l Isopyrazam Syngenta
+ 90 g/l Epoxyconazol Basel, Schweiz
Tabelle 2: Identität der verwendungsgemäßen Sophorolipidzusammensetzungen
Sophorolipid Zusammensetzung der
Bereitstellungszusammensetzung
Sophorolipid Ethyl Ester (SEE) 100% Feststoff, davon 70 Gew.-% Sophorolipid
Aktivkomponente
Mischung von SLL (60 Gew.-%) wässrig mit 45 Gew.-% Feststoffanteil; und SLA (40 Gew.-%) ca. 35 Gew.-% Sophorolipid Aktivkomponente im wässrigen Produkt,
plus 2,6 Gew.-% Öl
SL-3 Mischung von SLL (40 Gew.-%) wässrig mit 41 Gew.-% Feststoffanteil;
und SLA (60 Gew.-%) ca 39 Gew.-% Sophorolipid-Aktivkomponente im wässrigen Produkt;
plus 0,5 Gew.-% Öle
Mischung von SL L(60 Gew.-%) wässrig mit 40 Gew.-% Feststoffanteil; und SLA (40 Gew.-%) im wässrigen Produkt 38 Gew.-% Sophorolipid
Aktivkomponente;
plus 7 Gew.-% Öle
SL-5 Mischung von SLL (20 Gew.-%) wässrig mit 41 Gew.-% Feststoffanteil;
und SLA (80 Gew.-%) ca. 39 Gew.-% Sophorolipid Aktivkomponente im wässrigen Produkt;
plus <1 Gew.-% Öle
SL-6 Mischung von SLL (30 Gew.-%) wässrig mit 50 Gew.-% Feststoffanteil;
und SLA (70 Gew.-%) im wässrigen Produkt 40 Gew.-% Sophorolipid
Aktivkomponente;
plus 10 Gew.-% Öle
SL-7 Mischung von SLL (10 Gew.-%) wässrig mit 40 Gew.% Feststoffanteil; ca. 38% und SLA (90 Gew.%) Sophorolipid Aktivkomponente im wässrigen
Produkt; <1 % Öl
Der Feststoffgehalt der Sophorolipid-Bereitstellungszusammensetzungen erklärt sich bezogen auf die Summe aller Sophorolipide plus der Komponenten aus dem biotechnologischen Prozess, die nicht abgetrennt wurden, in einer Lösung, Emulsion oder Dispersion.
Tabelle 3: Vergleichspräparat, nicht erfindungsgemäß
Code Handelsbezeichnung Hersteller
AA-3 Break-Thru S240 Organo-modifiziertes Evonik Industries AG
Trisiloxan (765 g/l
Wirkstoffgehalt)
Allgemeine Beschreibung der Feldversuche
Die Anlage von Feldversuchen zur Prüfung von Fungiziden in Getreidearten oder Leguminosenarten ist dem Fachmann im Prinzip bekannt, so dass hier nur zusammenfassend die Vorgehensweise beschrieben wird:
In Feldern mit gleichmäßig gewachsenem Getreide (Gerste, Weizen) und Leguminosen (Sojabohnen) wurden Parzellen von 10 bis 37 m2 in vierfach wiederholten Blöcken randomisiert verteilt. Die Pflanzen in den vier Parzellen jeder Behandlung wurden ohne oder mit Fungiziden (Tabelle 1 ) oder Sophorolipidproben (Tabelle 2) oder Adjuvant (Tabelle 3) allein oder in Kombination Fungizid mit Sophorolipid beziehungsweise Adjuvant besprüht. Für das Besprühen wurden die Produkte mit Wasser verdünnt (Anwendungszusammensetzung) und in einer Wassermenge von 100 bis 300 l/ha mittels einer Düse auf die Pflanzen ausgebracht. In einigen Fällen wurde die Besprühung im Abstand von 2 bis 3 Wochen wiederholt. Das Krankheitsbild durch Pilzbefall auf den Blättern der Kulturpflanzen wurde an unterschiedlichen Tagen nach der Besprühung der Pflanzen an einer repräsentativen Anzahl Pflanzen in jeder Parzelle in der dem Fachmann bekannten Weise bestimmt. Der Befall in der gänzlich unbehandelten Kontrolle wurde ebenfalls bonitiert. Das Krankheitsbild wird als Summe der befallenen Flächen durch eine und/oder mehrere Krankheiten angegeben (in % der Blattfläche). Diese Methode ist für den Fachmann verständlich.
Zum Zeitpunkt der Körnerreife der Getreide und der Leguminose wurden die Parzellen jeder Behandlung geerntet und die Korngewichte wurden je Parzelle gewogen. Die Feuchtigkeit der Körner wurde bestimmt und die Erträge pro Parzelle für ein bestimmtes gleichmäßiges Feuchtegewicht berechnet, um Ungleichmäßigkeiten im Feuchtegewicht zwischen den Einzelparzellen auszugleichen. Diese Vorgehensweise ist dem Fachmann geläufig. Danach wurde aus dem Korngewicht pro Parzelle die Ertragsleistung aus den 4 Parzellen gemittelt und auf eine einheitliche Flächengröße von einem Hektar hochgerechnet. Diese Vorgehensweise ist dem Fachmann ebenfalls bekannt.
Die Infektion mit den Pflanzenpathogenen wurde nicht induziert, sondern fand aus der Umwelt statt.
Beispiel 1: Sommerweizen - Rost und Septoria
In einem Feld mit Sommerweizen der Sorte„SY 200" wurden in entsprechenden Parzellen bei Beginn der Kornausbildung (Wachstumsstadium, WS 73) und bei Milchreife des Korns (WS 83) das Fung-2 und SL-1 mit 200 l/ha verdünnt und auf die Pflanzen ausgebracht. Das Krankheitsbild der Blätter, welches durch Weizenrost und Weizen-Septoria hervorgerufen wurde, wurde 7 Tage nach der ersten Applikation auf dem zweiten Blatt unter dem Fahnenblatt bestimmt und 14 Tage nach der ersten Applikation der Befall durch beide Krankheiten auf dem ersten Blatt unter dem Fahnenblatt. Das Krankheitsbild wird als Summe der Befallsfläche durch beide Krankheiten angegeben (in % der Blattfläche, die infiziert war durch beide Krankheiten). Diese Methode ist für den Fachmann verständlich. Die Kornerträge wurden nach der Ernte der Kultur gewogen. Die Aufwandmengen der Mittel und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgeführt.
Tabelle 4: Kornerträge und Krankheitsbild der Blätter nach Beispiel 1 :
Behandlung Kornertrag [dt/ha] Krankheitsbild [%]
7 Tage 14 Tage
Unbehandelt 62,8 45 85
800 ml Fung-2 / ha 66,3 10 30
500 g SL-1 / ha 67,1 30 90 entspricht 350 g/ha SL Aktivkomponente Die Ergebnisse zeigen, dass die Erträge unter der Behandlung mit Fung-2 um 3,5 dt / ha gegenüber den unbehandelten Parzellen anstieg; dieses könnte möglicherweise auf die Kontrolle der Pathogene in den Parzellen zurückgeführt werden. Die Anwendung des Sophorolipids SL-1 steigerte die Erträge um 4,3 dt / ha, also über den Wert, der unter der Behandlung mit dem Fungizid allein erreicht wurde. Dies kann nicht auf eine Verbesserung des Krankheitsbildes zurückgeführt werden, da dieses in den Parzellen nahezu identisch mit dem in den unbehandelten Parzellen war.
Beispiel 2: Sommerweizen - Rost und Septoria
In einem Feld mit Sommerweizen der Sorte„ACA 901 " wurden in entsprechenden Parzellen bei Beginn der Kornausbildung (Wachstumsstadium, WS 73) und bei Milchreife des Getreidekorns (WS 83) das Fung-2 zusammen mit verschiedenen Mengen SL-3 und SL-4 mit 200 l/ha verdünnt und auf die Pflanzen ausgebracht. SL-2 wurde mit 1 100 ml/ha allein ebenfalls mit 200 l/ha verdünnt gesprüht. Das Krankheitsbild der Blätter, welches durch Rost und Septoria hervorgerufen wurde, wurde 14 Tage nach der ersten Applikation auf dem Fahnenblatt (FB) und dem ersten Blatt unter dem Fahnenblatt (FB-1 ) bestimmt. Der Krankheitsbefall in % jeden Blattes ist die Summe des Befalls durch beide Krankheiten. Die Kornerträge wurden nach der Ernte der Kultur gewogen. Die Aufwandmengen der Mittel und die Ergebnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt.
Tabelle 5: Kornerträge und Krankheitsbild der Blätter nach Beispiel 2:
Behandlung Kornertrag Krankheitsbild [%]
[dt/ha]
FB FB-1
Unbehandelt 60,7 15 40
800 ml Fung-2 / ha 63,5 0 5
800 ml Fung-2 + 1250 ml SL-3 / ha 67,5 0 2
entsprechen 488 g/ha SL Aktivkomponente
800 ml Fung-2 + 625 ml SL-4 / ha 68,7 0 7
entsprechen 237 g/ha SL Aktivkomponente
1 100 ml SL-2 / ha 71 ,1 10 40
entsprechen 385 g/ha SL Aktivkomponente Wie aus der Tabelle 5 hervorgeht, verbesserte das Fungizid Fung-2 das Krankheitsbild der Blätter bedeutend gegenüber der Kontrolle. Der Kornertrag steigerte sich dabei um 2,8 dt/ha. Die Erträge durch die Kombination des Fungizids mit 237 / 488 g/ha von Sophorolipiden (SL) weiter gesteigert (um 4 bzw. 9,1 dt/ha gegenüber Fung-2 allein), wobei dieser weitere Ertragsanstieg mit keiner Verbesserung der Krankheitsbildes korreliert. Eine Dosisabhängigkeit des Sophorolipids konnte in diesem Konzentrationsbereich nicht festgestellt werden. Das Sophorolipid SL-2 erhöhte bei alleiniger Anwendung die Erträge um mehr als 10 dt/ha gegenüber unbehandelter Kontrolle. Es wurde keine Veränderung des Krankheitsbildes durch SL-2 beobachtet, da der Krankheitsbefall der Blätter mit dem in der
Kontrolle gleich war. Somit ist die Ertragssteigerung durch SL-2 nicht auf eine Verbesserung des Krankheitsbildes zurückzuführen.
Beispiel 3: Sojabohnen -ohne Krankheiten
In einem Feld mit Sojabohnen wurden in entsprechenden Parzellen bei Wachstumsstadium R-1 (Beginn Blüte) und 21 Tage später das Fungizid Fung-4 mit 200 l/ha verdünnt und auf die Pflanzen ausgebracht. SL-3 und SL-5 wurden allein ohne Fung-4 gesprüht. Während der Versuchszeit wurden die Pflanzen auf Krankheiten beobachtet, die aber nicht auftraten. Die Kornerträge dieser Leguminose wurden nach der Ernte der Kultur gewogen. Die Aufwandmengen der Mittel und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 aufgeführt.
Die Anwendungsmenge von SL-3 und SL-5 entspricht 487,5 g SL Aktivkomponente pro ha.
Tabelle 6: Kornerträge nach Beispiel 3:
Behandlung Kornertrag [dt/ha]
Unbehandelt 37,0
350 ml Fung-4 / ha 37,3
1250 ml SL-3 / ha 38,7
1250 ml SL-5 / ha 38,5 In diesem Versuch mit Sojabohnen traten keine Krankheiten auf. Dem entsprechend konnte das Fungizid auch keine Wirkung in Bezug auf eine Krankheit entfalten. Eine Ertragssteigerung durch Fung-4 allein gegenüber der Kontrolle wurde nicht beobachtet. Wurden jedoch die beiden Sophorolipide allein verwendet, dann erhöhten sich die Erträge im Bereich von 1 ,2 bis 1 ,7 dt/ha. Die Ertragssteigerungen wurden allein durch die Sophorolipide erzielt.
Beispiel 4: Winterweizen - Septoria tritici
In einem Feld mit Winterweizen der Sorte„Cubus" wurden in entsprechenden Parzellen bei Vegetationsbeginn im Frühjahr bei Wachstumsstadium 33 (Pflanzen haben 3 Knoten gebildet) und 20 Tage später jeweils die Fungizidkombination Fung-3 allein, oder zusammen mit SL-2 mit 200 l/ha verdünnt und auf die Pflanzen ausgesprüht. Das Krankheitsbild der Blätter wurde 13 Tage nach der ersten Spritzung auf dem zweiten Blatt unter dem Fahnenblatt und 13 Tage nach der zweiten Spritzung auf dem ersten Blatt unter dem
Fahnenblatt auf eine Krankheit, verursacht durch den Pilz Septoria tritici, bestimmt. Die Kornerträge wurden nach der Ernte der Parzellen gewogen. Die Aufwandmengen der Mittel und die Ergebnisse sind in Tabelle 7 aufgeführt. Die Anwendungsmenge von SL-2 entspricht 192,5 g SL Aktivkomponente pro ha.
Tabelle 7: Kornerträge und Krankheitsbild der Blätter nach Beispiel 4:
Behandlung Kornertrag [dt/ha] Krankheitsbild [%], Krankheitsbild [%],
erste Bonitur zweite Bonitur
Unbehandelt 36,9 23,8 18,5
1000 ml Fung-3 / ha 36,4 14,3 9,5
1000 ml Fung-3 39,4 14,3 6,3
+ 550 ml SL-2 / ha
Tabelle 7 zeigt die Ertragssteigerung aufgrund der Verwendung von Sophorolipiden. Unter der Anwendung des Fungizides war keine Ertragssteigerung feststellbar.
Beispiel 5: Wintergerste - Mehltau und Netzflecken
In einem Feld mit Wintergerste der Sorte„Friderikus" wurde eine einzige Besprühung der Blätter im Wachstumsstadium 39 bis 41 (Fahnenblatt voll entwickelt, Beginn des Ährenschiebens) vorgenommen. Die Pflanzen wurden dazu entweder mit 1 ,5 l/ha Fung-1 behandelt, oder allein mit 0,5 l/ha SL-3 mit 200 l/ha verdünnt ausgebracht. Das Krankheitsbild der Pflanzen wurden 14 Tage nach der Applikation untersucht auf den Befall mit Mehltau (Blumeria graminis) und die Netzfleckenkrankeit (Pyrenophora teris) und 29 Tage nach der Applikation nur auf die Netzfleckenkrankheit. Nach der Ernte erfolgte die Kornertragsmessung. Die Aufwandmengen der Mittel und die Ergebnisse sind in Tabelle 8 aufgeführt.
Die Anwendungsmenge von SL-3 entspricht 195 g SL Aktivkomponente pro ha.
Tabelle 8: Kornerträge und Krankheitsbild der Blätter nach Beispiel 5:
Behandlung Kornertrag Krankheitsbild [%] Krankheitsbild [%] Krankheitsbild [%]
[dt/ha] Mehltau, Netzflecken, Netzflecken, erste Bonitur erste Bonitur zweite Bonitur
Unbehandelt 60,4 17 5 7
1 ,5 1/ha Fung-1 65,3 1 1 0 4
0,5 l/ha SL-3 67,3 17 3 6
Die Ergebnisse der Tabelle 8 zeigen, dass die Erträge unter der Behandlung mit Fung-1 um 4,9 dt / ha gegenüber den unbehandelten Parzellen anstieg; dieses kann möglicherweise auf die teilweise Kontrolle der Pflanzenpathogene zurückgeführt werden. Das Sophorolipid SL-3 allein erhöhte die Erträge um 6,9 dt / ha. Diese Steigerung kann nicht auf eine Verbesserung des Krankheitsbildes zurückgeführt werden, da dieses nahezu identisch mit dem der unbehandelten Kontrolle war.
Beispiel 6: Wintergerste
In einem Feld mit Wintergerste der Sorte „Lomerit" wurde eine einzige Anwendung des Fung-1 allein oder zusammen mit den Sophorolipiden SL -1 oder SL-6 ausgebracht, bei Wachstumsstadium 39 (Fahnenblatt voll entwickelt). In diesem Versuch trat nach der Behandlung in den unbehandelten Kontrollen ein mittelstarker bis starker Befall mit verschiedenen Krankheiten der Gerste auf, die auch zu verschiedenen Zeitpunkten bonitiert wurden. Das Fungizid allein kontrollierte diese Krankheiten nicht vollständig. Die Anwendungsmengen der Sophorolipide lagen bei 175 g/ha (SL-1 ) und bei 200 g/ha (SL-6). Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 dargestellt.
Tabelle 9: Kornerträge nach Beispiel 6:
Behandlung Kornertrag [dt/ha]
Unbehandelt 45,5
1 ,5 1/ ha Fung-1 50,6
1 ,5 I / ha Fung-1 + 250 gl ha SL-1 55,6
entspricht 175 g/ha SL Aktivkomponente
1 ,5 1/ ha Fung-1 + 500 ml / ha SL-6 57,0
entspricht 200 g/ha SL Aktivkomponente
Die Kornerträge wurden unter der Fungizidbehandlung um 5,1 dt ha erhöht. Sophorolipide erhöhten die Erträge um weitere 5 dt/ha (SL-1 ) und 6,4 dt/ha (SL-6).
Beispiel 7: Wintergerste - Netzfleckenkrankheit (nicht erfindungsgemäß)
In einem Feld mit Wintergerste der Sorte „Lomerit" wurde eine einzige Anwendung des Fung-1 allein oder zusammen mit einem kommerziellen Adjuvant (BREAK-THRU S240, Evonik Industries AG) ausgebracht. Dabei wurden die Mittel in 200 l/ha gelöst und auf die Pflanzen gesprüht im Wachstumsstadium 39 (Fahnenblatt voll entwickelt). 28 Tage nach der Applikation wurde auf dem Blatt unter dem Fahnenblatt das Auftreten der Netzfleckenkrankheit bonitiert. Die Kornerträge wurden nach der Ernte gemessen. Die Ertragsergebnisse sind in Tabelle 10 dargestellt.
Tabelle 10: Kornerträge nach Beispiel 7:
Behandlung Kornertrag [dt/ha] Krankheitsbild [%],
Unbehandelt 33,5 20
1 ,5 l / ha Fung-1 39,2 9,3
1 ,5 l / ha Fung-1 + 0,2 l/ha AA-3 38,3 5,8
Tabelle 10 zeigt, dass unter der Behandlung mit dem Fungizid eine Ertragsteigerung von 5,7 dt/ha auftrat, gleichzeitig aurde das Krankheitsbild deutlich verbessert. Die kombinierte Anwendung des Fungizids mit dem kommerziellen Adjuvant führte zu einer weiteren Verbesserung des Krankheitsbildes. Dies ist ein nach US 2012/0220464 zu erwartendes Bild.
Eine weitere Ertragsteigerung durch das Adjuvant ist nicht beobachtet worden.
Kommerziell verfügbare Adjuvantien können die Wirkung von Fungiziden zur Krankheitsbekämpfung verstärken, eine ertragssteigernde Wirkung wird damit aber nicht erzielt.
Beispiel 8: Anwendung als Getreidesaat-Behandlungsmittel
Im Labor wurden Gerstensamen der Sorte„Lawina" oberflächensterilisiert (2 min, 70 Vol.-% Ethanol; 1 ,5 h, 6 Gew.-% wässrige Natriumhypochloritlösung; 4 h waschen in Wasser mit mindestens dreimaligem Wasserwechsel) und für mindestens 3 Tage auf mit 1 mM CaS04 befeuchtetem Filterpapier in einer feuchten Kammer vorbehandelt. Die weitere Anzucht erfolgte steril in Gläsern auf Agar (bestehend aus 0,4 Gew.-% Gelrite® (Warenzeichen der Carl Roth, GmbH + Co. KG), mit 2,15 g/l MS-Salze (Murashige and Skoog basal salt mixture (MS) Firma Sigma-Aldrich Nr. M 5524; http://www.sigmaaldrich.com/life-science/molecular- biology/plant-biotechnology/tissue-culture-protocols/murashige-skoog.html).
Die Sophorolipide SL-5, SL-7 und das Fungizid Fung-5 wurden kurz vor dem Ausgießen des flüssigen Agars in die Glasgefäße (bei 40 °C) dem noch flüssigen Agar steril-filtriert in den entsprechenden Konzentrationen (auf das Volumen des zugegebenen Agars berechnet) beigefügt. Dann wurden die Samen auf den Agar gelegt. Durch diese Vorgehensweise wurde eine Saatgutbehandlung simuliert, da die Mittel dann direkt einen Einfluss auf die Keimung sowie das Anfangswachstum der Pflanzen nehmen konnten. Die weitere Anzucht der Pflanzen erfolgte über einen Zeitraum von 10 Tagen bei Umwelttemperaturen im Labor. Bei dem auf Agar angezogenen Pflanzen wurden nach 10 Tagen die Anzahl der gebildeten Seitenwurzeln gezählt. Zusätzlich wurde die Sprosslänge gemessen.
Tabelle 1 1 : Keimung und Wachstum gemäß Beispiel 8
Behandlung Konzentration Anzahl Wurzeln Sprosslänge [cm]
([mg/l] Agar)
Kontrolle - 7 1 ,7
SL-5 500 9 2,8
entsprechen 195 mg
SL Aktivkomponente
pro I Agar
SL-5 1000 9 2,3
entsprechen 390 mg
SL Aktivkomponente
pro I Agar
SL-7 500 10 3,2
entsprechen 190 mg
SL Aktivkomponente
pro I Agar
Fung-5 500 7 1 ,6
Tabelle 1 1 zeigt, dass die Sophorolipide sowohl das Wurzelwachstum als auch die Sprosslänge verstärkten und erhöhten damit die Biomasseproduktion der Pflanzen. Das Fungizid Fung-5 zeigte auf diese Parameter keinen Einfluss.
Beispiel 9: Synergien mit Fungiziden zur Ertragsbildung in Gerste und Tomate
Gerste der Sorte "Lawina" wurde in einer Mischung aus zwei Teilen Blähton Seramis® (Warenzeichen der Seramis GmbH, Mogendorf, Deutschland) und einem Teil Oil Dri (Damolin GmbH, Oberhausen, Deutschland) ausgesät und in einer Klimakammer bei 22°C/18°C Tag/Nacht Zyklus, 69 % relativer Luftfeuchte und einer Photoperiode von 14 h (240 μηηοΙ * m"2 * s"1 Photonenstromdichte, PFD) angezogen mit jeweils drei Pflanzen pro Topf. Die Pflanzen wurden wöchentlich mit 20 ml einer 0,25 Gew.-% Wuxal Top N Lösung (Schering N/P/K: 12/4/6) gedüngt.
Tomaten der Sorte„Moneymaker" wurden in Frustorfer Erde flormaris®, Spezialmischung „fein" (Warenzeichen der Flormaris GmbH + Co. KG, Wangerland, Deutschland) ausgesät. Als die Wurzeln eine Länge von ca. 1 cm erreicht hatten, wurden die Pflanzen in Töpfen
vereinzelt, die als Substrat 200 ml einer Mischung aus zwei Teilen Blähton (Seramis) und einem Teil Terra Green® (Warenzeichen der Oil-Dri Corp., Chicago, USA) enthielten. Während der gesamten Kultur- und Prüfungszeit waren die Pflanzen in obig genannter Klimakammer.
Sprühapplikationen mit den in Wasser gelösten Testsubstanzen wurden mit dem äquivalent von 200 l/ha Spritzbrühe, berechnet auf Oberfläche der Töpfe, zu den Blättern von Gerste und Tomate verabreicht, als diese das 3-4-Blatt-Wachstumsstadium erreicht hatten. Wachstumsauswertungen wurden 21 Tage nach der Applikation gemacht - während dieser 21 Tage standen die Pflanzen in obigen Klimakammern.
Das Sprosswachstum wurde bestimmt, indem die oberirdischen Sprossteile an der Grenze zum Substrat abgeschnitten und dann sofort das Frischgewicht bestimmt wurde. Zur Ermittlung des Sprosszuwachses wurde die Differenz der Mittelwerte aus vier Versuchspflanzen der Anwendungsexperimente mit den Kontrollen gebildet. Der Mehrertrag bezieht sich auf den Mittelwert der Masse pro Pflanze.
Die Ergebnisse sind in den Tabellen 12 und 13 dargestellt. Die Dosierungen waren in Bezug auf SL-7 in allen Versuchen identisch, wie in Tabelle 12 angegeben.
Tabelle 12: Sprosszuwachs von Gerste gemäß Beispiel 9
Behandlung Dosierung [l/ha] Sprosszuwachs [g/Topf] Mehrertrag [g]
SL-7 0,25 0,51
entsprechen 95 g SL
Aktivkomponente pro ha
SL-7 0,5 0,36
entsprechen 190 g SL
Aktivkomponente pro ha
Fung-5 1 ,0 0,55 -
SL-7 + Fung-5 0,25 + 1 ,0 1 ,27 + 0,21
SL-7 + Fung-5 0,5 + 1 ,0 0,95 + 0,04
Tabelle 13: Sprosszuwachs von Tomate gemäß Beispiel 9
Behandlung Dosierung [l/ha] Sprosszuwachs [g/Topf] Mehrertrag [g]
SL-7 0,25 0,18 -
SL-7 0,5 0,53 -
Fung-5 0,5 0,54 -
SL-7 + Fung-5 0,5 + 0,5 1 ,1 1 + 0,04
Tabellen 12 und 13 zeigen, dass die gemeinsame Anwendung von Sophorolipid und einem Fungizid der Carboximid Klasse zu einer synergistischen Steigerung des Ertrages in Form der Biomasse der Pflanzen führte.
Da sich die synergistischen Effekte bei zwei verschiedenen Kulturpflanzen, zweier unterschiedlicher Gruppen der Bedecktsamer, sowohl einkeimblättrig als auch zweikeimblättrig, eingestellt haben, kann davon ausgegangen werden, dass synergistische Effekte auch mit anderen Pflanzen möglich sein werden. Weiterhin ist anzunehmen, dass auch andere Pestizide Aktivstoffe mit Sophorolipiden synergistische Effekte zeigen, wenn die Sophorolipide mit ca. 50 - 500 g /ha Aktivstoff, insbesondere aber mit 100 - 200 g/ha Aktivstoff in Kombination eingesetzt werden.
Claims
Patentansprüche:
1 . Verwendung von Sophorolipiden zur Ertragssteigerung landwirtschaftlicher Nutzpflanzen. 2. Verwendung von Sophorolipiden nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die landwirtschaftlichen Nutzpflanzen von pflanzenpathogenen Organismen befallen sind.
3. Verwendung von Sophorolipiden nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Krankheitsbild nicht beeinflusst wird.
4. Verwendung von Sophorolipiden nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Sophorolipide in Dosierungen von 50 bis 1000 g Aktivkomponente pro ha, bevorzugt von 75 bis 750 g /ha, insbesondere bevorzugt von 100 bis 500 g/ha verwendet werden.
5. Verwendung von Sophorolipiden nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Sophorolipide in Dosierungen von 0,1 bis 5 g, bevorzugt 0,5 bis 3 g, insbesondere bevorzugt von 0,7 bis 1 ,5 g Aktivkomponente pro Kilogramm Saatgut verwendet werden.
6. Verwendung von Sophorolipiden nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in Zusammensetzungen dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzungen neben Sophorolipiden mindestens ein Pestizid enthalten, das gegen pflanzenpathogene Organismen bevorzugt gegen pilzliche Organismen gerichtet ist.
7. Verwendung von Zusammensetzungen nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Fungizid ausgewählt ist aus der Klasse der Strobilurine, der Triazole, der Carboximide, der Benzophenone, der Morpholine und der Kontaktfungizide, wie Chlorothalonil.
8. Verwendung von Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzungen weitere Zusatzstoffe enthalten, wie Adjuvantien, Emulgatoren und/oder Formulierungshilfsstoffe.
9. Verwendung von Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 6 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzungen enthaltend Sophorolipide mit einem Fungizid einen synergistischen Effekt in der Ertragssteigerung aufweisen.
10. Verwendung von Zusammensetzungen nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzungen enthaltend Sophorolipide mit einem Carboximid einen synergistischen Effekt in der Ertragssteigerung bevorzugt in der Steigerung der Biomasse aufweisen.
1 1 . Verwendung von Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 6 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzungen auf Blättern von Kulturpflanzen aufgebracht werden und / oder als Saatgutbehandlungsmittel dienen. 12. Verwendung von Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 6 bis 1 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzungen zur Bereitstellung der Sophorolipide aus dem Produktionsprozess zur Herstellung von Anwendungszusammensetzungen einen Gehalt von Aktivkomponenten, den Sophorolipiden (SL), in der Bereitstellungszusammensetzung von 5 bis 98 Gew.-% bevorzugt einen Gehalt von 20 bis 80 Gew.-% und besonders bevorzugt von 30 bis 70 Gew.-% aufweisen bezogen auf die Gesamtzusammensetzung.
13. Verwendung von Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 6 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Anwendungszusammensetzungen zur Anwendung an der Kulturpflanze einen Gehalt von 0,001 bis 1 Gew.-% an Aktivkomponenten, den
Sophorolipiden (SL), aufweisen, bevorzugt 0,01 bis 0,7 Gew.-%, insbesondere bevorzugt 0,1 bis 0,5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtzusammensetzung.
H. Verwendung von Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 6 bis 9 und 1 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Ertragssteigerung auf einer Fruchtsteigerung beruht.
15. Verwendung von Zusammensetzungen nach einem der Ansprüche 6 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Ertragssteigerung auf einer Steigerung der Bewurzelung von Samen und Saatgut beruht.
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