DE19833770A1 - Verfahren zur Vertilgung von Pflanzen angreifenden Schädlingen - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vertilgung von Schädlingen, die mit Organen zur tra­ chealen Atmung ausgestattet sind, wie Blattläuse, grüne Raupen, Armeewürmer etc., die sich auf den verschieden­ sten Arten von Pflanzen ansammeln, wie zum Beispiel eßba­ ren Kräutern oder grünem Gemüse, Wurzelgemüse etc.

Die konventionelle Wasserkultur beinhaltet den Gebrauch eines Wassergefäßes, das innerhalb des weitläufigen Ge­ wächshauses aufgestellt wird. Die Kulturlösung wird in das besagte Wassergefäß eingefüllt. Pflanzenwurzeln werden direkt in dieselbe Kulturlösung eingetaucht und nehmen auf diesem Weg die in ihr enthaltenen Nährstoffe auf. Daher ist es nicht nötig, Pflanzenschutzmittel, Dünger etc. anzuwen­ den, wie sie bei Bodenkulturen verwendet werden. Viele der Gebäude, die für die Wasserkultur genutzt werden, sind je­ doch offen, und daher wirken oft Schädlinge, wie Blattläu­ se, grüne Raupen und dergleichen als Parasiten für die Pflanzen. Hinzu kommt, daß, falls das für die Kultur ge­ nutzte Gebäude geschlossen ist, Schädlinge mit Sämlingen von außerhalb in das Gebäude getragen werden können.

Daher wurde bisher ein Insektizid oder Insektenabwehrmit­ tel benutzt, um solche Schädlinge zu vertilgen. Im Ergebnis bleiben die angewandten landwirtschaftlichen Chemikalien selbst bei im Wasser angebautem Gewächs in Form von Rückständen vorhanden. So entstand ein Problem, das gelöst werden mußte.

Aufgaben und Zusammenfassung der Erfindung

Insekten wie Blattläuse, grüne Raupen etc. haben Öffnungen auf ihrer Körperoberfläche, die als Atemlöcher bezeichnet werden. Von diesen Atemlöchern aus erstrecken sich fein­ verästelte Tracheen in ihr Körpergewebe. Sauerstoff wird von außerhalb durch die Atemlöcher über die Tracheen in das Gewebe eingeführt. Dann wird Kohlendioxid durch die Atemlöcher nach außen abgegeben. Das ist die sogenannte tracheale Atmung. Wenn Insekten daher für die benötigte Zeit in der Lösung aufbewahrt werden, sterben sie ab, da ihr Gasaustausch durch ihre Atemlöcher unmöglich gemacht wird. Die Zeitdauer, die zum Beispiel benötigt wird, um Blattläuse zu töten, beträgt drei bis vier Stunden; bei Ar­ meewürmern 30 Minuten bis zwei Stunden. Diese Tatsache lehrt, daß, wenn es das einzige Ziel ist, Schädlinge zu ver­ nichten, es ausreicht, von Schädlingen befallene Pflanzen für eine längere Zeitdauer unterzutauchen. Es entsteht je­ doch das Risiko, daß auch die Pflanzen einen schweren Schaden erleiden, wenn sie für lange Zeit sorglos in der Lö­ sung gehalten werden.

Vom Standpunkt der Pflanzenphysiologie aus wird noch weiter auf die oben genannten Risiken für die Pflanzen Be­ zug genommen. Wenn Pflanzen in wäßrige Lösung getaucht werden, wird der Gasaustausch der Pflanzen durch die Öff­ nungen in ihren Blättern unmöglich gemacht und bringt ihre Photosynthese zu einem Ende. Aber selbst wenn die Pflan­ zen ihre Photosynthese abbrechen, können sie ihre Photo­ synthese wieder aufnehmen, falls die Pflanzenzellen wei­ terleben, sobald sie aus der wäßrigen Lösung genommen werden, nachdem sie in ihr für eine längere Zeit aufbewahrt wurden. Daher können sie wieder auf normale Art und Wei­ se wachsen. Diese Tatsachen sind wohlbekannt. In diesem Fall wird das Leben oder der Tod der Pflanzen, die in die wäßrige Lösung getaucht worden sind, vom osmotischen Druck der besagten wäßrigen Lösung gesteuert. Und dieser osmotische Druck wird durch die Konzentration der besag­ ten Lösung bestimmt. Dies ist ebenfalls bekannt.

Im allgemeinen variiert der osmotische Druck der Zellflüs­ sigkeit je nach Art der Pflanze. Aber er liegt in der Regel um 5 bis 10 Atm unter der Normaltemperatur, und die Kon­ zentration der Zellflüssigkeit liegt bei 0,2 bis 0,8 Mol/l. Es ist daher wichtig, wie der osmotische Druck und die Kon­ zentration der wäßrigen Lösung im Vergleich dazu bestimmt werden.

In Anbetracht des oben Genannten wird keine Diffusion des Wassers zwischen der wäßrigen Lösung und den Pflanzen­ zellen verursacht, wenn Pflanzen in die wäßrige Lösung getaucht werden, die die gleiche Konzentration wie die Zellflüssigkeit hat, nämlich im osmotischen Druck gleich dem der Zellflüssigkeit. Daher leben die Pflanzen weiter und behalten ihre Form.

Weiterhin ist es Tatsache, daß, wenn die Pflanzen in eine wäßrige Lösung getaucht werden, die eine niedrigere Kon­ zentration als die Zellflüssigkeit aufweist, nämlich einen niedrigeren osmotischen Druck als die Zellflüssigkeit, die Pflanzenzellen durch ihre halbdurchlässige Zellmembranen Wasser von der wäßrigen Lösung absorbieren und ihr Pro­ toplasma innerhalb ihrer Zellen anschwillt. Übrigens sind Pflanzenzellen mit Zellwänden ausgestattet, die aus durch­ lässigem elastischem Gewebe außerhalb der besagten Zell­ membranen bestehen. Durch diese Tatsache übt das ange­ schwollen Protoplasma einen sich ausbreitenden Druck auf die oben genannten Zellwänden aus. Durch diese Wirkung des Protoplasmas üben die Zellwände ihrerseits Druck auf das Protoplasma aus, um so ihren ursprünglichen Zustand zurückzugewinnen. Beim Anschwellen der Zellen nimmt ih­ re Konzentration darin ab. Daraufhin erniedrigt sich ihr os­ motischer Druck. Mit dem Fallen des osmotischen Druckes erhöht sich der durch das Anschwellen entstandene Druck. Wenn der mit dem besagten Anschwelldruck identische Wanddruck gleich dem osmotischen Druck innerhalb der Zelle wird, beenden die Zellen automatisch die Absorption von Wasser von außerhalb. Dann leben sie in einem ange­ schwollenen und angespannten Zustand weiter. Dieses Phä­ nomen tritt auch auf, wenn die Pflanzen in eine wäßrige Lö­ sung mit einer Konzentration 0, das heißt in Wasser, einge­ taucht werden.

Weiterhin tendiert im Fall, daß Pflanzen in eine wäßrige Lösung getaucht werden, die eine höhere Konzentration hat als die Zellflüssigkeit oder einen höheren osmotischen Druck als die Zellflüssigkeit, das Wasser innerhalb der Zelle zum Ausscheiden, und das Protoplasma schrumpft. Schließlich wird Plasmolyse bewirkt. Wenn die Plasmolyse noch in einer frühen Phase ist, kann ein erneutes Untertau­ chen in Wasser dazu führen, daß die von der Plasmolyse betroffenen Zellen in ihren früheren Zustand zurückverwan­ delt werden oder der Vorgang der Plasmolyse rückgängig gemacht wird. Dies ist die sogenannte Deplasmolyse. Wenn die Plasmolyse jedoch weiter fortgeschritten ist, kann der Vorgang bei viele Pflanzen nicht wieder rückgängig ge­ macht werden, und die Pflanzen sterben ab.

Daher ist es ein weiteres Untersuchungsgebiet zur Sicher­ stellung der Deplasmolyse, in welchem Grad die Konzen­ tration der besagten auf Wasser basierenden Lösung höher sein kann als die Konzentration der Zellflüssigkeit. Viele Experimente sind zu diesem Thema durchgeführt worden. Im Ergebnis wurde festgestellt, daß der zulässige obere Grenz­ wert der Konzentration derselben wäßrigen Lösung um 0,4 Mol/l höher als die Konzentration der Zellflüssigkeit liegen sollte, obwohl er je nach Art der Pflanze variiert.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah­ ren zur gründlichen Vernichtung von sich auf Pflanzen an­ sammelnden Schädlingen ohne Anwendung landwirtschaftli­ cher Chemikalien zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur gründlichen Vernichtung von sich auf Pflan­ zen ansammelnden Schädlingen zu schaffen, das keine bös­ artigen Nebenwirkungen auf die besagten Pflanzen hat.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur gründlichen Vernichtung von Schädlingen auf Pflanzen in Wasserkulturen durch das entwickelte Bekämp­ fungsverfahren zu schaffen.

Die diversen oben beschriebenen Aufgaben können durch die Verfahren der vorliegenden Erfindung zur Schädlings­ bekämpfung gelöst werden. Das besagte Verfahren zur Schädlingsbekämpfung umfaßt das Vornehmen einer Ein­ stellung, die bewirkt, daß die wäßrige Lösung zur Schäd­ lingsbekämpfung eine Konzentration im Bereich zwischen dem oberen Grenzwert, um 0,4 Mol/l höher als die Konzen­ tration der Zellflüssigkeit der von Schädlingen zu befreien­ den Pflanzen, und dem unteren Grenzwert von Konzentrati­ on 0 aufweist, und das Eintauchen und Aufbewahren besag­ ter von Schädlingen befallener Pflanzen in der auf die be­ sagte Konzentration eingestellten Lösung für eine Zeitdau­ er, die zur Vernichtung der besagten Schädlinge benötigt wird.

Entsprechend dem oben genannten Verfahren können da­ durch, daß man die Pflanzen in die wäßrige Lösung mit der innerhalb des obengenannten Bereichs eingestellten Kon­ zentration eintaucht, die sich auf besagten Pflanzen ansam­ melnden Schädlinge zu Tode erstickt werden, während die Zellen der besagten Pflanzen am Leben erhalten werden. Daher können lästige, sich auf Pflanzen ansammelnde Schädlinge vernichtet werden, ohne daß ein Schädlingsver­ nichtungsmittel angewendet oder den Pflanzen irgendein Schaden zugefügt wird.

Weiterhin wie oben erwähnt, beinhaltet das Verfahren zur Vertilgung von sich auf Pflanzen ansammelnden Schädlin­ gen bei Wasserkulturen, daß eine Einstellung vorgenommen wird, die bewirkt, daß die Konzentration der Kulturlösung zur Schädlingsbekämpfung innerhalb des Bereichs zwischen einem oberen Grenzwert, um 0,4 Mol/l höher als die Kon­ zentration der Zellflüssigkeit der von Schädlingen zu be­ freienden Pflanzen, und einem unteren Grenzwert von Kon­ zentration 0 liegt, und daß die von Schädlingen befallenen Pflanzen bei Wasserkulturen in die auf die besagte Konzen­ tration eingestellte Kulturlösung für eine Zeitdauer einge­ taucht werden, die zur Vernichtung der besagten Schädlinge benötigt wird.

Entsprechend dem oben genannten Verfahren wird die Kul­ turlösung für Wasserkulturen als wäßrige Lösung zur Be­ kämpfung von Schädlingen benutzt. Da die Pflanzen bei Wasserkulturen in diese Kulturlösung eingetaucht werden, wird die Arbeit für die eingetauchten Pflanzen vereinfacht, und Arbeitskraft kann eingespart werden. Außerdem wird nach Vernichtung der Schädlinge der Prozeß des Zurückfüh­ rens besagter Pflanzen in die vorherigen Wasserkultur ver­ einfacht.

Zusätzlich zur Kulturlösung, die bei Wasserkulturen ver­ wendet wird, kommen Wasser, Salzlösung, mit Zuckerrohr gesüßtes Wasser etc. speziell hergestellt als "wäßrige Lö­ sung zur Schädlingsvernichtung" gemäß der vorliegenden Erfindung zum Einsatz.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch die Pflanzen bei Was­ serkulturen.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt durch die Pflanzen bei der Be­ handlung zur Schädlingsvernichtung.

Fig. 3 zeigt den Drückrahmen in einer perspektivischen An­ sicht.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsfor­ men Beispiel 1

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die Kulturlösung 2, die Wasser und verschiedene Nährstoffe beinhaltet, in das kastenförmi­ ge Wassergefäß 1 gefüllt, dessen Deckel offensteht. Die rechteckige, schwimmende Pflanzplatte 3 aus geschäumten Styrol schwimmt auf der Oberfläche der Kulturlösung 2. Die Wurzelteile der Pflanzen 1 (wie zum Beispiel Spinatpflan­ zen) werden innerhalb der durchgehenden Poren in der Pflanzplatte 3 gehalten. Ihre Wurzeln tauchen in die Kul­ turlösung 2 unterhalb der Platte 3.

Die Konzentration der Spinat-Zellflüssigkeit ist 0,3 Mol/l. Jedoch wird die Konzentration der zur Schädlingsbekämp­ fung zu verwendenden Kulturlösung 2 auf 0,6 Mol/l einge­ stellt, was die der Zellflüssigkeit um 0,3 Mol/l übersteigt.

Beim Wachstumsprozeß innerhalb des Wassergefäßes 1 wer­ den sich auf den Pflanzen ansammelnde Blattläuse und grü­ ne Raupen auf die unten beschriebene Art und Weise ver­ nichtet. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird die gesamte Pflanzplatte 3 durch Anwendung des Drückrahmens 4 heruntergedrückt, und alle Pflanzen P werden in die Kulturlösung 2 einge­ taucht.

Nun wird auf den Drückrahmen 4 Bezug genommen. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der rechteckige Rahmen 5 etwas kleiner als die Pflanzplatte 3. Arme 6 erstrecken sich jeweils rechtwinklig zum rechteckigen Rahmen 5 an allen vier Ec­ ken des Rahmens 5. Gleichzeitig sind die Endstücke der Arme 6 als Anschlagstücke in Hakenform gebogen. Eine Festsetzschraube 8 ist an allen Anschlagstücken ange­ schraubt. Das Netz 9 aus Metalldraht, -faden oder ähnli­ chem wird von jedem der Arme 6 in seinem Mittelteil ge­ halten.

Während des Einsatzes wird der Rahmen 5 auf die vier Sei­ ten der Pflanzplatte 3 gestellt. Danach werden alle Arme 6 heruntergedrückt, und die Pflanzen P werden zusammen mit der Pflanzplatte 3 in die Kulturlösung 2 eingetaucht. Dann verhindert das Netz 9, daß die Pflanzen an die Oberfläche der Lösung steigen können. Während die Pflanzen in die Lösung 2 getaucht werden, werden die Festsetzschrauben 9 der über die Seitenwände des Kulturgefäßes 1 gehängten Anschlagstücke 7 an den Seitenwänden festgeschraubt. So­ mit ist der Drückrahmen 4 in Position fixiert.

Das beschriebene Eintauchverfahren für Pflanzen wurde vier Stunden und zehn Minuten lang bei einer Temperatur der Kulturlösung 2 von 20°C durchgeführt.

Durch oben beschriebenes Eintauchen diffundiert das Was­ ser innerhalb der Pflanzenzellen nach und nach in die Kul­ turlösung 2. Folglich schrumpfen ihre Protoplasmakomen, und schließlich wird die Plasmolyse herbeigeführt.

Die Plasmolyse, die innerhalb der Pflanzen stattfindet, wird jedoch in einer frühen Phasen beendet, und es entwickelt sich keine weitere bemerkbare Plasmolyse, die die Zellen zum Absterben zwingen würde, da die Konzentration der Kulturlösung 2 auf einen Wert um 0,3 Mol/l höher als die Konzentration der Zellflüssigkeit eingestellt ist, und der so die Deplasmolyse sicherstellt.

Bei Beginn des Untertauchens treibt ein Teil der noch le­ benden, sich auf den Pflanzen ansammelnden Schädlinge nach oben an die Oberfläche der Lösung. Nachdem sie für eine Weile auf der Oberfläche getrieben sind, ersticken sie zu Tode und sinken in der Lösung nach unten. Andererseits klammern sich die übrigen Schädlinge, deren tracheale At­ mung mittlerweile fast aussetzt, an den Pflanzen in der Kulturlösung fest. Nach circa einer Stunde ersticken die grünen Raupen, fallen von den Pflanzen ab und versinken. Nach etwa vier Stunden sind auch die Blattläuse zu Tode erstickt und schlagen den gleichen Weg ein.

Nach der Behandlung zur Schädlingsbekämpfung wird der Drückrahmen 4 angehoben, und die Pflanzen P kommen zu­ sammen mit der Pflanzplatte 3 nach oben an die Oberfläche der Kulturlösung 2. Danach werden die Pflanzen in den Zu­ stand der ursprünglichen Wasserkultur zurückversetzt, wie in Fig. 1 dargestellt.

Pflanzen nehmen durch ihre Wurzeln Wasser von der Lö­ sung für die Wasserkultur auf und leiten dieses Wasser zu jeder ihrer Zellen, die der Plasmolyse unterliegen und im frühen Stadium verharren. Dadurch unterliegt jede der Zel­ len der Deplasmolyse und wächst danach auf normale Weise weiter.

Beispiel 2

Auf gleiche Weise, wie in Fig. 1 gezeigt, bezieht sich das vorliegende Beispiel auf die Wasserkultur von Kopfsalaten in demselben Kulturgefäß 3 und Pflanzplatte 3. Dieses Bei­ spiel zeigt die Vernichtung von sich auf Kopfsalaten an­ sammelnden Blattläusen. Die Kulturlösung im Kulturgefäß 1 wird vorläufig in ein anderes Gefäß gebracht. Anstelle die­ ser Kulturlösung wird Wasser als wäßrige Lösung der Kon­ zentration 0 zur Schädlingsvertilgung in das Gefäß 1 gegos­ sen. Auf gleiche Weise wie beim anderen Beispiel wird der Drückrahmen 4 zusammen mit der Pflanzplatte 3 zum Ein­ tauchen der Pflanzen in das Wasser benutzt.

Das Eintauchen wurde vier Stunden lang bei einer Wasser­ temperatur von 18°C durchgeführt. Als Ergebnis dieses Eintauchens absorbieren die Pflanzenzellen das schädlings­ vertilgende Wasser, und ihr Protoplasma schwillt nach und nach an. Wenn die Zellen anschwellen, nehmen die Kon­ zentration und der osmotische Druck innerhalb der Zellen ab. Gleichzeitig nimmt der Anschwelldruck zu. Wenn der mit dem Anschwelldruck identische Wanddruck gleich dem osmotischen Druck innerhalb der Zelle wird, beenden sie die Absorption von Wässer von außerhalb und schwellen nicht mehr an. Andererseits sterben alle sich auf den Pflan­ zen ansammelnden Blattläuse nach vierstündigem Eintau­ chen ab und versinken.

Nach Beendigung des Eintauchens wird das Wasser aus dem Gefäß 1 abgelassen, und die im anderen Gefäß befindliche Kulturlösung wird in das Gefäß 1 zurückgegeben. Danach nimmt die Wasserkultur ihre Tätigkeit wieder auf. Jede we­ gen des während des Eintauchens absorbierten Wassers an­ geschwollene Pflanzenzelle kehrt nach und nach in den Normalzustand zurück.

Claims (2)

1. Verfahren zur Vertilgung von Pflanzen angreifenden Schädlingen, wobei eine Einstellung vorgenommen wird, die bewirkt, daß die wäßrige Lösung zur Schädlingsbe­ kämpfung eine Konzentration im Bereich zwischen dem oberen Grenzwert, um 0,4 Mol/l höher als die Konzentra­ tion der Zellflüssigkeit der von Schädlingen zu befreien­ den Pflanzen, und dem unteren Grenzwert von Konzen­ tration 0 aufweist, und dann die von Schädlingen befalle­ nen Pflanzen in der auf die besagte Konzentration einge­ stellten wäßrigen Lösung für eine Zeitdauer eingetaucht und aufbewahrt werden, die zur Vernichtung der Schäd­ linge benötigt wird, sowie dann die Pflanzen aus der wäß­ rigen Lösung herausgenommen werden.

2. Verfahren zur Vertilgung von Pflanzen angreifenden Schädlingen, wobei in der Wasserkultur bewirkt wird, daß die Pflanzen in die Kulturlösung eintauchen und daraus Nährstoffe durch ihre Wurzeln absorbieren, wobei eine Einstellung durchgeführt wird, die bewirkt, daß die obige Kulturlösung eine Konzentration im Bereich zwischen dem oberen Grenzwert, um 0,4 Mol/l höher als die Kon­ zentration der Zellflüssigkeit der Pflanzen, und dem unte­ ren Grenzwert von Konzentration 0 aufweist, und dann die besagten von Schädlingen befallenen Pflanzen in der besagten Kulturlösung für eine Zeitdauer eingetaucht und aufbewahrt werden, die zur Vernichtung der besagten Schädlinge benötigt wird, sowie dann die besagten Pflan­ zen aus der besagten Kulturlösung herausgenommen und dieselben Pflanzen in die ursprünglichen Wasserkultur­ medien zurückgegeben werden.