DE3752104T2 - Verfahren zur Erleichterung der Ernte von Nahrungserträgen - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft Verfahren zum Austrocknen des Blattwerks von Feldfrüchten und insbesondere Verfahren zur Erleichterung der Ernte von Feldfrüchten.
• Eine breite Vielfalt von Nahrungspflanzen besitzt reichliches Blattwerk, was die Ernte, insbesondere mit mechanischen Erntegeräten, behindert und die Kosten derselben erhäht. Eine Vielzahl von Verfahren und Zusammensetzungen ist erdacht worden, um das Blattwerk ausreichend auszutrocknen, um die Ernte zu erleichtern. Der Begriff "Austrocknen" wird hierin im landwirtschaftlichen Sinn verwendet, der typischerweise die Verringerung der überirdischen Biomasse in ausreichendem Maße bedeutet, um eine Beeinträchtigung der Ernte zu verringern, statt im strengen chemischen Sinn des Wortes. In der chemischen Terminologie bedeutet Austrocknung üblicherweise den Entzug von Wasser durch chemische Einwirkung. Zuckerrohr und andere Feldfrüchte, deren Produkt nicht durch Feuer geschädigt wird, sind durch Feuer entlaubt worden, obgleich dieses Verfahren heutzutage in vielen Bereichen verboten ist, um die Luftverschmutzung zu kontrollieren. Eine Vielzahl von chemischen Trockenmitteln sind eingesetzt worden, um die Masse zu verringern und die Handhabbarkeit des Kulturpflanzenblattwerkes zu verbessern. Beispiele sind Natriumchlorat, Endothall, Arsensäure und sec.-Butyl-2,4-dinitrophenol, vertrieben als Dinoseb , Synox und unter anderen Bezeichnungen.
• Schwefelsäure, aufgebracht in ausreichend hohen Dosisraten, trocknet Kulturpflanzenvegetation aus, aber die Verwendung von ausreichend starker Schwefelsäure in ausreichend hohen Raten bringt mehrere signifikante Probleme mit sich. Schwefelsäure schädigt den erntbaren Teil vieler Kulturpflanzen durch Oxidiations- und/oder Dehydratisierungsreaktionen, die charakteristisch für Schwefelsäure sind. Außerdem sind die Schwefelsäure-Dosisraten, die erforderlich sind, um schnelle Blattwerk-Austrocknung zu erreichen, beträchtlich, da die Säure durch Reaktion mit Blattwerk durch Oxidation und/oder Dehydratisierung verbraucht wird, und die mit der Verwendung großer Volumina konzentrierter Schwefelsäure in Zusammenhang bestehenden Gefahren sind gut bekannt und erfordern große Sorgfalt in der Anwendung, hochentwickelte teure Ausrüstung zum Aufbringen und Schutzkleidung und -vorrichtungen. Überdies kann die Verwendung derartiger Volumina Schwefelsäure zur Bodenübersäuerung und mit Säureablauf in Zusammenhang stehenden äkotoxischen Effekten führen. Andere chemische Erntehilfsstoffe, wie etwa die oben erwähnten Trockenmittel, leiden auch an einem oder mehreren Nachteilen. Mehrere sind relativ teuer, und alle sind potentiell toxisch. Einige werden auf den erntbaren Teil von Nahrungspflanzen mit offensichtlichen, unerwünschten Effekten transleziert. Zum Beispiel ist Arsensäure sowohl für Pflanzen als auch die Umwelt sehr toxisch und kann sowohl das erntbare Nahrungsmittelprodukt als auch die Umwelt kontaminieren. Natriumchlorat führt zur Hinzufügung von sowohl Natrium als auch Chlor zu Feldfrucht und Boden, was beides unerwünscht ist. Es ist auch explosiv und schwierig zu handhaben. Sec.-Butyl-2,4-dinitrophenol ist in neueren Studien als ein Carcinogen, Oncogen und Teratogen identifiziert worden. Die relativ langsame Aktivität mehrerer der chemischen Trokkenmittel ist ebenfalls nachteilig, da es allgemein wünschenswert ist, die Feldfrucht sobald wie möglich nach der Vorerntebehandlung zu ernten, d.h. innerhalb von 24 Stunden oder weniger. Einige Erntehilfsstoffe, wie etwa sec.-Butyl-2,4-dinitrophenol, erfordern jedoch Tage oder Wochen, um das Pflanzenblattwerk in ausreichendem Maße auszutrocknen, um die Ernte zu erleichtern, in Abhängigkeit vom Kulturpflanzentyp und den Feldbedingungen. Überdies verhindert die Resttoxizität mehrerer chemischer Erntehilfsstoffe wegen toxischer chemischer Rückstände auf dem Pflanzenblattwerk das Betreten der behandelten Felder durch Personal.
• Die Wünschbarkeit der Ernte so schnell wie möglich nach der Vorerntebehandlung beruht auf mehreren Faktoren, und Kartoffeln und Zuckerrüben sind klassische Beispiele. Bei diesen und anderen Kulturpflanzen ist es bevorzugt, das produktive Wachstum der Kulturpflanze bis zur Ernte zu fördern. Zerstörung des Pflanzenblattwerks beeinträchtigt oder beendet diesen Prozeß offensichtlich, und der Vergehen eines signifikanten Zeitraums zwischen der Vorerntebehandlung und der Ernte führt zu einem proportionalen wirtschaftlichen Verlust für den Anbauer und erhöht das Risiko des Verderbnisses der Feldfrüchte.
• Demgemäß besteht ein Bedürfnis nach einen nicht-toxischen, schnell-wirkenden, relativ preiswerten Erntehilfsstoff, der lebendes Nahrungspflanzenblattwerk schnell in ausreichendem Maße, um die Ernte zu erleichtern, austrocknet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Es ist nunmehr festgestellt worden, daß die Feldfruchternte von Feldfrüchten, die ausgewählt sind aus Kürbis, Melonen, Kartoffeln und Kombinationen davon, erleichtert werden kann durch Aufbringen einer wässrigen Lösung auf das Pflanzenblattwerk, die das Monoharnstoff-Addukt von Schwefelsäure enthält. Derartige Zusammensetzungen sind schnell-wirkend, und sie sind nicht-toxisch und relativ nicht-korrosiv gegenüber Personal, Ausrüstung und der Umwelt im Vergleich mit anderen Vorerntehilfsstoffen. Ihre Aufbringung auf das Pflanzenblattwerk führt nicht zur Translokation irgendwelchen toxischen Materials auf das Nahrungsmittelprodukt oder das Überdauern toxischer Rückstände auf Pflanzenblattwerk oder in der Umwelt. Im Gegenteil führt ihre Verwendung zur Hinzufügung von Nährstoff-Stickstoff und -Schwefel zum Boden. Insbesondere sind die nützlichen Zusammensetzungen aktiver in der Austrocknung von Pflanzenblattwerk, als dies Schwefelsäure ist, auf einer äquivalenten H&sub2;SO&sub4;- Basis, und sie sind viel leichter zu handhaben und stellen ein viel geringeres Risiko der Schädigung erntbarer Pflanzenteile dar, als dies Schwefelsäure tut.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Kurz gesagt stellt die Erfindung Verfahren zur Erleichterung der Ernte der oben spezifizierten Feldfrüchte und zum Ernten solcher Feldfrüchte zur Verfügung, welche das Aufbringen einer wässrigen Lösung auf das Blattwerk von Kulturpflanzen umfassen, die eine Kombination aus Harnstoff und Schwefelsäure enthält, in der das Hamstoff/H&sub2;SO&sub4;-Molverhältnis im Bereich von etwa 1/4 bis etwa 7/4 liegt. Die Verfahren sind besonders nützlich zur Erleichterung der Ernte und Beschleunigung schneller Austrocknung von Blattwerk bei einem Knollengewächs, das typischerweise reichlich Blattwerk aufweist, wie etwa Kartoffeln.
• Die nützlichen Harnstoff-Schwefelsäure-Erntehilfsstoffe sind wässrige Lösungen die eine Kombination von Harnstoff und Schwefelsäure, bei Vorhandensein oder Nichtvorhandensein anderer Komponenten, enthalten, in der das Harnstoff/H&sub2;SO&sub4;-Molverhältnis im Bereich von etwa 1/4 bis etwa 7/4 liegt. Diese relativen Anteile von Harnstoff und Schwefelsäure stellen sicher, daß zumindest ein Teil der Schwefelsäure als das Monoharnstoff-Adukt von Schwefelsäure vorliegt. Wir haben festgestellt, daß das Monoharnstoff-Addukt von Schwefelsäure das Blattwerk bei einer großen Vielzahl von Pflanzen wirkungsvoll und schnell austrocknet und dies ohne das Auftreten unerwünschter Reaktionen tut, wie etwa mit Schwefelsäure in Zusammenhang stehende Oxidation und Dehydratisierung, die die Säure per se verbrauchen und den erntbaren Teil der Kulturpflanze schädigen können. Das Monoharnstoff-Addukt liegt nicht vor in Zusammensetzungen, in denen das Harnstoff/H&sub2;SO&sub4;-Molverhältnis 2 oder mehr beträgt. In derartigen Zusammensetzungen liegt die gesamte Schwefelsäure als das Dihamstoff-Addukt vor. Das Diharnstoff-Addukt von Schwefelsäure ist weit weniger wirkungsvoll als das Monoharnstoff-Addukt für die Beschleunigung der Austrocknung des Blattwerks. Demgemäß sind die beanspruchten Zusammensetzungen diejenigen, in denen ein höherer Anteil an Schwefelsäure als das Monoharnstoff-Addukt vorliegt, d.h. Zusammensetzungen, die Harnstoff/H&sub2;SO&sub4;-Molverhältnisse im Bereich von etwa 1/2 bis etwa 3/2 aufweisen, am bevorzugtesten etwa 1/1 bis etwa 3/2. Im letzteren Fall liegt die gesamte Schwefelsäure als entweder das Mono- oder Diharnstoff-Addukt vor, und wenigstens 50% liegen als das Monoharnstoff-Addukt vor.
• Sehr geringe Konzentrationen von Harnstoff und Schwefelsäure sind in der Lage, signifikante Austrocknung von Pflanzenblattwerk zu bewirken. So können wässrige Lösungen, in denen der Harnstoff und die Schwefelsäure, in Kombination, etwa 1 Gew.-% oder mehr der Zusammensetzung ausmachen, eingesetzt werden. Höhere Konzentrationen fördern im allgemeinen eine schnellere Austrocknung und verringern das Risiko des Lösungsablaufs von Pflanzenblattwerk (und Verlust von aktivem Material). Demgemäß sind Lösungen bevorzugt, in denen der Harnstoff und die Schwefelsäure, in Kombination, wenigstens etwa 5 Gew.-% der Lösung ausmachen, während Lösungen, die 10% der Kombination aus Harnstoff und Schwefelsäure enthalten, am bevorzugtesten sind, insbesondere wenn geringere Sprühvolumina gewünscht sind. Die Harnstoff-Schwefelsäure-Komponente ist in Wasser sehr gut löslich, und hohe Konzentrationen können eingesetzt werden, obgleich oft Hochdruck-Sprühausrüstung erforderlich ist, um Zusammensetzungen aufzubringen, die mehr als 50% der Harnstoff- Schwefelsäure-Kombination enthalten, aufgrund ihrer relativ hohen Viskosität. So machen der Harnstoff und die Schwefelsäure, in Kombination, typischerweise etwa 5 bis etwa 80 Gew.-% der Lösung aus.
• Die Harnstoff-Schwefelsäure-Lösungen können fakultativ andere Komponenten enthalten, die der Austrocknungsaktivität jener Zusammensetzungen nicht entgegenstehen. Tenside und andere Lösungsmittel als Wasser erhöhen die Aktivität dieser Zusammensetzungen und beschleunigen im allgemeinen die Blattwerkaustrocknung unter ansonsten identischen Behandlungsbedingungen. Das Vorhandensein von Tensiden und/oder anderen Lösungsmitteln als Wasser (d.h. zusätzlich zu Wasser) ist besonders bevorzugt für die Behandlung von Blattwerk, das hydrophobe Substanzen enthält, wie etwa Lignine, Wachscuticula und/oder Fettmaterialien, wie etwa Lipide. Beispielhafte Lösungsmittel schließen organische und anorganische Lösungsmittel ein, in denen sowohl Harnstoff als auch Schwefelsäure (in der wässrigen Lösung) mischbar sind, wie etwa Dimethylsulfoxid, Alkohole, z.B. Methanol, Glykol, Aceton, Methylethylketon, Tetrahydrofuran und dergleichen. Ein oder mehrere derartige Lösungsmittel können über einen breiten Bereich von Konzentrationen Vorliegen, üblicherweise im Bereich von etwa 2 bis etwa 95 Gew.-%, bezogen auf das kombinierte Gewicht von Lösungsmittel, Harnstoff, Schwefelsäure und Wasser. Beispielhafte geeignete Tenside sind diskutiert in der mitanhängigen europäischen Patentanmeldung Nr. 86105942.6. Tenside können ebenfalls über einen breiten Bereich von Konzentrationen eingesetzt werden. Brauchbare Konzentrationen sind üblicherweise wenigstens etwa 0,1 und im allgemeinen etwa 0,1 bis etwa 10 Gew.-% Tensid, bezogen auf das kombinierte Gewicht von Tensid, Harnstoff, Schwefelsäure, Wasser und Lösungsmittel (falls vorhanden).
• Die Harnstoff-Schwefelsäure-Komponenten können mit irgendeinem aus der Vielzahl von Verfahren hergestellt werden. Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung von Harnstoff-Schwefelsäure- Komponenten, die frei von thermischen Zersetzungsprodukten sind, ist offenbart in US-A-4 445 925. Die Harnstoff-Schwefelsäure-Komponente kann auch erhalten werden durch schrittweises Zugeben von Harnstoff zu Schwefelsäure oder umgekehrt, in der Gegenwart oder Abwesenheit von Wasser und/oder anderem Lösungsmittel. Ausreichende Kühlung muß vorgesehen werden, um sicherzustellen, daß die Harnstoff-Schwefelsäure-Komponente sich nicht thermisch zersetzt. Wie offenbart in US-A-4 445 925, können die Harnstoff-Schwefelsäure-Zusammensetzungen bei Temperaturen unterhalb ihrer Explosionszersetzungstemperatur zersetzt werden. Signifikante Zersetzung beginnt bei etwa 80ºC (176ºF) aufzutreten. Überdies führt eine derartige thermische Zersetzung oft zur Bildung unerwünschter toxischer Materialien, wie etwa Sulfamidsäure und/oder Ammoniumsulfamat, die bekannte Herbizide sind und die Qualität der geernteten Feldfrucht beeinträchtigen können. Im allgemeinen ist das Vorhandensein solcher toxischen Komponenten nicht bevorzugt. Überdies verringert die Zersetzung von Schwefelsäure und Harnstoff die Konzentration der aktiven Komponenten in der Zusammensetzung und ist aus diesem Grunde weiter unerwünscht.
• Die beschriebenen Lösungen werden auf das Blattwerk von Nahrungspflanzen vor der Ernte in Dosisraten aufgebracht, die ausreichend sind, um die Ernte durch Blattwerk-Austrocknung zu erleichtern. Selbst bei sehr geringen Dosisraten trocknen diese Zusammensetzungen das Blattwerk schnell bis zu einem Ausmaß aus, das ausreichend ist, um die Beeinträchtigung der Erntebemühungen durch Blattwerk innerhalb von 48 Stunden oder weniger signifikant zu verringern. Höhere Dosisraten können eingesetzt werden, um signifikante Blattwerk-Austrocknung innerhalb von 24 Stunden oder weniger zu erreichen, und im wesentlichen vollständige Blattwerk-Austrocknung kann innerhalb von 4 Stunden oder weniger erreicht werden, wie in den folgenden Beispielen veranschaulicht ist. Im allgemeinen werden die Lösungen auf das Blattwerk in Raten aufgebracht, die wenigstens etwa 22,5 kg/ha (20 pounds pro acre) entsprechen, bezogen auf das kombinierte Gewicht von Harnstoff und Schwefelsäure. Schnellere Austrocknung wird bei Dosisraten von wenigstens etwa 56 kg/ha (etwa 50 pounds pro acre) erreicht, während Raten von wenigstens etwa 336 kg/ha (etwa 300 pounds pro acre) das Blattwerk von im wesentlichen allen Feldfruchtsorten schnell austrocknet. Typischerweise sind Dosisraten von etwa 56 bis 560 kg/ha (etwa 50 bis etwa 500 pounds pro acre) ausreichend, um die Feldfruchternte innerhalb von 24 Stunden oder weniger signifikant zu erleichtern, während Raten von 56 bis etwa 336 kg/ha (etwa 50 bis etwa 300 pounds pro acre) das meiste Nahrungspflanzenblattwerk schnell austrocknen).
• Die optimale Kombination von Lösungskonzentration und Dosisrate kann am besten für jede Kombination von Nahrungspflanze und Feldbedingungen bestimmt werden, indem Probeflächen der Pflanzenpopulation kurz vor der Ernte mit unterschiedlichen Lösungen mit variierender Konzentration der Harnstoff-Schwefelsäure-Komponente in verschiedenen Dosisraten behandelt werden und die Kombination von Behandlungsbedingungen ausgewählt wird, die am besten geeignet ist, den gewünschten Grad an Austrocknung in der optimalen Zeit zu erreichen.
• Die wässrigen Lösungen können auch das Pflanzenblattwerk mit typischen landwirtschaftlichen Blattwerksprühapparaten aufgebracht werden. Das Sprühvolumen wird vorzugsweise so eingestellt, daß Aufbringung der gewünschten Menge der Harnstoff- Schwefelsäure-Komponente auf das Feldfruchtblattwerk ohne übermäßiges Ablaufen bewirkt wird.
• Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter beschrieben, die für spezifische Modi der praktischen Umsetzung der Erfindung veranschaulichend und nicht als den Schutzumfang der Erfindung beschränkend gedacht sind.
BEISPIEL 1
• Das Blattwerk von Kartoffelpflanzen, die erntereif sind, kann in ausreichender Weise, um die Beeinträchtigung der Kartoffelernte durch das Blattwerk zu minimieren, ausgetrocknet werden, indem das Blattwerk mit 700 Liter/ha (75 gallons pro acre) einer wässrigen Lösung besprüht wird, die Harnstoff und Schwefelsäure enthält, in der der Harnstoff und die Schwefelsäure, in Kombination, 25 Gew.-% der Lösung ausmachen und in der das Harnstoff/H&sub2;SO&sub4;-Molverhältnis 1,1 ist. Vollständige Blattwerk- Austrocknung tritt innerhalb von 4 Stunden deutlich zutage, und die Kartoffel kann zu diesem Zeitpunkt mit minimaler Beeinträchtigung durch das Pflanzenblattwerk geerntet werden.

Claims (14)

1. Ein Verfahren zur Erleichterung der Ernte von Feldfrüchten, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die aus Kürbis, Melonen, Kartoffeln und Kombinationen derselben besteht, welches umfaßt, daß auf das Blattwerk besagter Feldfrüchte vor der Ernte eine ausreichende Menge einer wäßrigen Lösung, die das Monoharnstoff-Addukt von Schwefelsäure umfaßt, aufgebracht wird, um die Beeinträchtigung der Ernte besagter Feldfrüchte durch besagtes Blattwerk wesentlich zu verringern.

2. Ein Verfahren zum Ernten von Feldfrüchten, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die aus Kürbis, Melonen, Kartoffeln und Kombinationen derselben besteht, welches umfaßt, daß auf das Blattwerk besagter Feldfrüchte vor der Ernte eine Menge einer wäßrigen Lösung, die das Monoharnstoff-Addukt von Schwefelsäure umfaßt, aufgebracht wird, die wenigstens etwa 22,5 kg/ha (20 pounds pro acre) kombinierter, äquivalenter Menge Harnstoff und Schwefelsäure entspricht und ein Molverhältnis äquivalente Menge Harnstoff/H&sub2;SO&sub4; im Bereich von 1/1 bis 3/2 aufweist, was ausreichend ist, um die Beeinträchtigung der Ernte besagter Feldfrüchte durch besagtes Blattwerk innerhalb von 48 Stunden oder weniger wesentlich zu verringern, und daß besagte Feldfrüchte geerntet werden.

3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei besagte Lösung auf das Blattwerk besagter Feldfrüchte in einer Dosisrate aufgebracht wird, die wenigstens etwa 56 kg/ha (50 pounds pro acre) kombinierter, äquivalenter Menge Harnstoff und Schwefelsäure entspricht.

4. Ein Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei besagte Lösung frei ist von Zersetzungsprodukten von Harnstoff und Schwefelsäure.

5. Ein Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei besagte Lösung frei ist von Schwefelsäure und Ammoniumsulfamat.

6. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei besagte Lösung außerdem eine oberflächenaktive Substanz und/oder ein anderes Lösungsmittel als Wasser umfaßt.

7. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die äquivalente, kombinierte Konzentration von Harnstoff und Schwefelsäure in besagter Lösung wenigstens etwa 5 Gewichtsprozent beträgt und besagte Lösung auf besagtes Blattwerk in einer Dosisrate aufgebracht wird, die ausreichend ist, um Beeinträchtigung der Ernte besagter Feldfrüchte durch besagtes Blattwerk innerhalb von 24 Stunden oder weniger wesentlich zu verringern.

8. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei besagte Lösung auf besagtes Blattwerk in einer Rate aufgebracht wird, die ausreichend ist, um Beeinträchtigung der Ernte besagter Feldfrüchte durch besagtes Blattwerk innerhalb von nicht mehr als etwa 4 Stunden wesentlich zu verringern.

Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die gesamte äquivalente Menge Schwefelsäure in besagter Lösung als das Mono- oder Diharnstoff-Addukt von Schwefelsäure vorliegt.

10. Ein Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei besagte Feldfrucht innerhalb von 48 Stunden oder weniger geerntet wird, nachdem besagte Lösung aufgebracht ist.

11. Ein Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei besagte Feldfrucht innerhalb von 24 Stunden oder weniger geerntet wird, nachdem besagte Lösung aufgebracht ist.

12. Ein Verfahren nach Anspruch 1, wobei besagte Lösung auf besagtes Blattwerk in einer Dosisrate aufgebracht wird, die wenigstens 22,5 kg/ha (20 pounds pro acre) kombinierter, aquivalenter Menge Harnstoff und Schwefelsäure entspricht.

13. Ein Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei besagte Feldfrucht Kartoffeln umfaßt.

14. Ein Verfahren nach einem vorangehenden Anspruch, wobei besagte Lösung auf besagtes Blattwerk in einer Rate aufgebracht wird, die ausreichend ist, um die Beeinträchtigung des Erntens besagter Feldfrucht durch besagtes Blattwerk innerhalb von etwa 4 Stunden oder weniger wesentlich zu verringern.