DE4008116C1

DE4008116C1 - Verfahren zum sterilisieren von erde mit heissem wasser

Info

Publication number: DE4008116C1
Application number: DE19904008116
Authority: DE
Inventors: Katsuto Kuniyasu; Kazufumi Nishi; Youji Momota; Sadao Takeshita
Original assignee: NORINSUISANSHO NOGYO KENKYU SE
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 1990-02-08
Filing date: 1990-03-14
Publication date: 1991-04-18
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: NL190689B; JPH03259021A; NL9000522A; NL190689C; JPH0763280B2

Description

Die Erfindung, ein Verfahren zum Sterilisieren oder Keimfreimachen von Erde, die von pathogenen Organismen oder Krankheitserregern befallen ist, insbesondere ein Verfahren zum Sterilisieren von Erde mit heißem Wasser.

Ein Feld, das von pathogenen Organismen befallen ist, wird mit chemischen oder physikalischen Methoden sterilisiert, beispielsweise durch Ausräuchern mit Chloropikrin oder durch Dampfsterilisierung. Mit diesen Verfahren werden jedoch für die Erde nützliche Mikroorganismen, beispielsweise Antagonisten, ebenfalls sterilisiert, so daß die Wirkung der pathogenen Organismen noch um ein Vielfaches verschlimmert wird.

Zur Lösung dieses Problems hat man daran gedacht, die Temperatur des Dampfes zu reduzieren, indem man Luft hinzumischt, um die Sterilisierung von nützlichen Mikroorganismen zu verhindern. Die Sterilisierung mit Luft-Dampf-Gemischen erfordert jedoch sehr große und klobige Vorrichtungen. Außerdem müssen entsprechende Rohrleitungen in der Erde vorgesehen sein, um den Dampf tief in die Erde hinein einzubringen. Infolgedessen sind hohe Kosten und erheblicher Arbeitsaufwand erforderlich, um eine Sterilisierung mit Luft-Dampf-Gemischen durchzu führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sterilisierung von Erde oder Böden anzugeben, das sich bei niedrigen Kosten in einfacher Weise durchführen läßt.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Sterilisieren von Erde angegeben, das folgende Schritte umfaßt: Transportieren eines Boilers zu der zu behandelnden Erde; Anbringen von mindestens einem Sprinklerschlauch auf einer Oberfläche im Bereich der zu behandelnden Erde; Abdecken der Oberfläche mit einer wärmeisolierenden Plane oder Folie; Berieselung der Oberfläche der zu behandelnden Erde vom Boiler aus durch den Sprinklerschlauch mit heißem Wasser bei etwa 80°C; Unterbrechen der Berieselung, wenn die Temperatur der Erde in einer Tiefe von 20 cm bis 30 cm höher wird als eine vorgegebene letale Temperatur, vorzugsweise 55°C. Eine solche Temperatur von 55°C stellt eine letale Temperatur für die meisten pathogenen Pilze und Nematoden dar.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die zu behandelnde Oberfläche der Erde mit der wärmeisolierenden Plane oder Folie luftdicht abgedeckt.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Heißwasser-Berieselungs anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine Draufsicht zur Erläuterung einer möglichen Anordnung von Sprinklerschläuchen;

Fig. 3 eine Seitenansicht im Schnitt der Anordnung gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht im Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 2;

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung des zeitlichen Temperaturverlaufes in der Erde;

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des Auftretens von Red Crown Rot bei Sojabohnen, hervorgerufen durch Caloncetria crotalariae in künstlich beimpfter Erde;

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung des gleichen Zusammenhanges, aber bei natürlich befallener Erde eines Feldes;

Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Sterilisierungswirkungen bei Nematoden; und in

Fig. 9a und 9b Diagramme zur Erläuterung der Sterilisierungs- wirkungen bei Fusarium Wilt von Spinat, hervorgerufen durch Fusarium oxysprou spinaciae.

Im folgenden wird auf die Anlage gemäß Fig. 1 Bezug genommen. Man erkennt einen Boiler 1 und einen Kraftstofftank 2, die auf einer Plattform 3a eines Wagens 3 montiert sind. Der Wagen 3 hat einen Handgriff 3b, ein Paar Vorderräder 3c und ein Paar Hinterräder 3d.

Der Boiler 1 weist einen Wassereinlaß 4, einen Wasserauslaß 5, ein Reduzierventil 6 sowie ein Sicherheitsventil 7 an einer seiner Seiten auf. An der anderen Seite sind ein Heißwasser- Auslaßrohr 8 mit einem Heißwasserauslaß 10, einem Ventil 9 und einer Heißwasser-Auftragspumpe 11 vorgesehen. Der Boiler 1 ist ferner mit einer Heißwassersteuerung 12 mit Überlauf sowie einem Schaltpult 13 ausgerüstet, welches einen Betriebsschalter, eine Betriebslampe, eine Kraftstofflampe, einen Temperatur- Einstellknopf und weitere Bestätigungs- und Einstelleinrichtungen aufweist.

Der Heißwasserauslaß 10f ist an das eine Ende eines flexiblen Verlängerungsschlauches 15 über Verbinder 14 und 16 anschließbar, welche eine Kupplung bilden. Das andere Ende des Ver längerungsschlauches 15 ist an entsprechende Berieselungs- oder Sprinklerschläuche bzw. -rohre 18 aus flexiblem Kunststoff angeschlossen, wobei es sich im vorliegenden Falle z. B. um ein Paar von solchen Sprinklerschläuchen 18 handeln kann. Diese Sprinklerschläuche sind auf dem Boden von zu sterilisierender Erde S angeordnet und mit Verbindern 17 und 19, die eine Kupplung bilden, an den Verlängerungsschlauch 15 angeschlossen. Das andere Ende jedes Sprinklerschlauches 18 ist mit einem Stopfen 21 verschlossen.

Eine Vielzahl von Auslaßöffnungen 20 sind in beiden Seitenbereichen jedes Sprinklerschlauches 18 ausgebildet, um das heiße Wasser auf die Oberfläche der zu behandelnden Erde S austreten zu lassen. Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel werden die nachstehend angegebenen Werte verwendet: Der Durchmesser der Austrittsöffnungen 20 beträgt 1 mm, und der Abstand zwischen den Austrittsöffnungen 20 ist etwa 12 cm. Der Durchmesser des Sprinklerschlauches 18 beträgt 3,4 cm, und seine Länge beträgt etwa 10 bis 20 m oder mehr, um eine Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten vorzunehmen.

Der Wagen 3 wird zu einer Stelle in der Nähe der zu behandelnden Erde S gebracht. Der Boiler 1 wird über den Wassereinlaß 4 mit Wasser versorgt, und die Sprinklerschläuche 18 werden über dem Verlängerungsschlauch 15 an den Heißwasserauslaß 10 angeschlossen. Wie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt, wird die Oberfläche der zu sterilisierenden Erde S mit einer gegebenenfalls transparenten, wärmeisolierenden Plane oder Folie 22 aus Kunstharz abgedeckt, und zwar im wesentlichen in luftdichter Weise, indem man die Umfangskante der Plane oder Folie 22 mit Erde S′ abdeckt, wie es in Fig. 3 und 4 schematisch angedeutet ist.

Die Temperatur, der Wasserdurchsatz und der Druck des heißen Wassers, mit dem die Berieselung erfolgen soll, werden eingestellt durch Betätigung des Schaltpultes 13, und man läßt das heiße Wasser durch die Austrittsöffnungen 20 austreten. Die Temperatur des austretenden Wassers beträgt etwa 80°C. Die Berieselung mit dem heißen Wasser wird unterbrochen, wenn die Temperatur der Erde in einer Tiefe von etwa 30 cm einen vorgegebenen Grenzwert erreicht, beispielsweise höher wird als 55°C. Dieser Temperaturgrenzwert kann in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten gewählt werden. In vielen Fällen hat sich der angegebene Wert von 55°C als optimal erwiesen und wird daher bevorzugt.

Bei einem Anwendungsbeispiel eines zu behandelnden Beetes mit einer Länge von 10 m und einer Breite von 75 cm wurde die Berieselung durchgeführt für eine Dauer von 1 bis 1,5 Stunden unter Verwendung von heißem Wasser mit etwa 68 l/m² und Kerosin in einer Menge von 0,5 bis 1,1 l/m². In Abhängigkeit von den Bodenbedingungen, der Temperatur der Atmosphäre usw. wird die gewünschte Temperatur des zu beheizenden Bodens geändert.

Nach der Sterilisierung werden die Sprinklerschläuche 18 von der zu behandelnden Erde S entfernt, wobei man die Plane oder Folie 22 an ihrem Platz läßt. Die Plane oder Folie 22 wird in ihrer Position gelassen, um den entsprechenden Bereich für eine lange Zeitdauer luftdicht zu halten, um die Sterilisierungs wirkung zu erhöhen.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des Temperaturverlaufes in der Erde, und zwar in verschiedenen Tiefen, in Abhängigkeit von der Zeit. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird die Erde in einer Tiefe von 5 cm und 10 cm bei einer höheren Temperatur als 55°C für eine Zeitdauer gehalten, die 3 Stunden überschreitet. Insbesondere gilt, daß die tiefe Schicht die Temperatur länger als 5 Stunden hält.

Versuche zeigten, daß die pathogenen Organismen von Fusarium Wilt, die in abgestorbenen Wurzeln von Tomaten blieben, vollständig abstarben durch die Sterilisierung nach 3 bis 4 Stunden bei 55°C, nach 1,5 Stunden bei 60 bis 65°C, nach 1 Stunde bei 70°C, nach 25 Minuten bei 75°C und nach 15 Minuten bei 80°C, vgl. Tabelle 1.

Tabelle 1

Überlebensrate in %

In der Erde, die mit dem Verfahren zur Sterilisierung gemäß der Erfindung behandelt war, zeigten 20% der Tomatenpflanzen Erkrankungen bzw. einen Befall. 6% der Pflanzen starben 4 oder 5 Monate nach der Transplantation bzw. dem Umsetzen der Tomatenpflanzen ab. Im Gegensatz dazu war es so, daß in der Erde, die mit Chloropikrin behandelt war, und in der unbehandelten Erde sämtliche Pflanzen abstarben, siehe die nachstehende Tabelle 2.

Tabelle 2

Zahlen in Klammern sind Prozentsätze von abgestorbenen Pflanzen. Zahlen ohne Klammern sind Prozentsätze von Pflanzen mit Befall.

Tabelle 3 zeigt die Sterilisierungswirkung auf andere Pilze als Fusarium.

Tabelle 3

Überlebensrate in %

Durch die Behandlung mit heißem Wasser bei 55°C für die Dauer 1 Stunde wird der Befall von Sojabohnen mit Red Crown Rot erheblich reduziert, wie sich aus den Diagrammen in Fig. 6 und 7 entnehmen läßt.

Die Fig. 9a und 9b zeigen die Sterilisierungswirkung auf pathogene Organismen von Fusarium Wilt bei verschiedenen Sorten von Spinat.

Tabelle 4 zeigt die Population von Pilzen und Bakterien in der Erde. Aus dieser Tabelle 4 ergibt sich, daß eine große Anzahl von für den Boden nützlichen Mikroorganismen in der Erde bleiben, die mit dem Sterilisierungsverfahren gemäß der Erfindung behandelt war.

Tabelle 4

Obwohl Wurzelknoten-Nematoden durch die Sterilisierung abstarben, starben frei lebende Nematoden nicht ab, wie sich aus Fig. 8 ergibt.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß für den Boden nützlichen Mikroorganismen in einem hohen Anteil in dem Boden bleiben, auch wenn die Erde mit dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt wurde.

Claims

1. Verfahren zum Sterilisieren von Erde, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Bereitstellen eines Boilers bei der zu behandelnden Erde und Anschließen an einen Sprinklerschlauch;
- Anbringen des Sprinklerschlauches auf der Oberfläche im Bereich der zu behandelnden Erde;
- Abdecken der Bodenoberfläche mit einer wärmeisolierenden Plane oder Folie;
- Berieseln der Bodenoberfläche der zu behandelnden Erde von dem Boiler aus durch den Sprinklerschlauch mit heißem Wasser von etwa 80°C;
- Beenden der Berieselung, wenn die Temperatur der Erde in einer Tiefe von 20 cm bis 30 cm einen vorgegebenen Grenzwert, insbesondere einen Wert von mehr als 55°C überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenoberfläche der zu behandelnden Erde mit der wärmeisolierenden Plane oder Folie luftdicht abgedeckt wird.