DE10259197A1

DE10259197A1 - Pflanzensaatgutpellets und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE10259197A1
Application number: DE2002159197
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Fankhauser
Original assignee: Ipc Process-Center & Co GmbH; IPC Process Center GmbH and Co KG
Current assignee: Ipc Process-Center & Co GmbH; IPC Process Center GmbH and Co KG
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-07-15

Abstract

Die Erfindung betrifft Pflanzensaatgutpellets und Verfahren zur Herstellung solcher Pflanzensaatgutpellets. Gemäß der gestellten Aufgabe sollen die Pellets maschinell ausgesät werden können und gleichzeitig vor Befall von Pilzen, Insekten und/oder Mikroorganismen geschützt sein. Die erfindungsgemäßen Pflanzensaatgutpellets weisen dabei jeweils um mindestens ein Pflanzensamenkorn eine Umhüllung auf, die aus mindestens einem wasserlöslichen oder wasserquellbaren Binder sowie mindestens 50 Vol.-% natürlicher Lignocellulosefasern, in denen mindestens ein natürlicher Stoff mit biozider Wirkung immanent enthalten ist, gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft Pflanzensaatgutpellets sowie ein Herstellungsverfahren für solche Pellets. Dabei ist um mindestens einem Pflanzensamenkorn eine Umhüllung mit biozider Wirkung ausgebildet. Unter biozider Wirkung sollen die verschiedensten Befallmöglichkeiten von Pilzen, Insekten, Mikroorganismen (Bakterien) allein oder in Kombination verstanden werden, so dass Saatgut im Zeitfenster zwischen Ernte und Auskeimung vor einem entsprechenden Befall geschützt werden kann.

Hierzu wird bisher üblicherweise eine Behandlung des Saatgutes durch sogenanntes „Beizen" durchgeführt. Hierbei werden im Wesentlichen synthetische Stoffe mit entsprechender biozider Wirkung eingesetzt. Dabei sind zum einen die relativ hohen Kosten für solche Wirkstoffe nachteilig und zum anderen wird die Umwelt beim Einbringen eines so gebeizten Saatgutes in die Erde negativ beeinflusst.

Ein weiterer zu beachtender Aspekt besteht darin, dass herkömmliche Beizmittel auch temporär ihre Wirkung verlieren können, so dass zwischen Ernte und Aussaat häufig der Beizvorgang wiederholt werden muss.

Unter Berücksichtigung insbesondere des letztgenannten Aspektes ist es auch bekannt, biozide Wirkstoffe in einer Trägermatrix auf Samenkörner aufzubringen, so dass die Samenkörner von der die jeweiligen biozide Wirkstoffe enthaltenden Matrix umschlossen sind. In einer solchen Matrix können auch pflanzliche Fasern, die mit solchen synthetischen Wirkstoffen getränkt worden sind, enthalten sein.

Auch bei dieser Vorgehensweise sind die unerwünschte Umweltbelastung nicht vermeidbar und es besteht die Möglichkeit, dass die mit dem Saatgut in die Erde verbrachten Wirkstoffe zu einer Bodenkontamination führen.

Ein weiterer Aspekt, der bei einigen Pflanzensamenformen von Bedeutung ist, ist die äußere Gestalt der einzelnen Pflanzensamenkörner und insbesondere in Verbindung mit dieser Gestalt auch deren Konsistenz. So können bestimmte Pflanzensamensorten, wie dies beispielsweise Rübensamen sind, nicht ohne weiteres maschinell ausgesät werden, da sie erheblich von einer runden Form abweichen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein für die Umwelt verträgliches Pflanzensaatgutpellets zur Verfügung zu stellen, die maschinell ausgesät werden kön nen und vor Befall von Pilzen, Insekten und/oder Mikroorganismen geschützt sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäßen Pflanzensamenpellets können mit einem Verfahren, wie es in Anspruch 23 definiert ist, hergestellt werden. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen der Erfindung können mit den in den untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen erreicht werden.

Bei den erfindungsgemäßen Pflanzensaatgutpellets sind einzelne oder mehrere Pflanzensamenkörner gemeinsam von einer Umhüllung umschlossen. Dabei weist die Umhüllung eine biozide Wirkung auf, so dass die entsprechend behandelten Samenkörner vor einem Befall geschützt sind. Die Umhüllung wird im Wesentlichen aus einem wasserlöslichen oder in Wasser quellbarem Binder sowie mindestens 50 Vol.-% natürlicher Lignocellulosefasern gebildet. Unter natürlichen Lignocellulosefasern sollen dabei solche verstanden werden, die lediglich mechanisch zerkleinert worden sind und keinerlei chemischer oder thermischer Behandlung unterzogen wurden und die auch nicht zusätzlich mit Wirkstoffen behandelt worden sind.

Dadurch können die biozide Wirkung der immanent in der jeweiligen Lignocellulose enthaltenen natürlichen Stoffe, die infolge des Stoffwechsels beim Wachstum der jeweiligen Pflanzen gebildet worden sind, unmittelbar genutzt werden.

So ist es an sich bekannt, dass entsprechende Wirkstoffe in verschiedenen Holzarten enthalten sind.

Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Pflanzen saatgutpellets sollten bevorzugt möglichst feinvermahlene Lignocellulosefasern eingesetzt werden. Dies führt zur erleichterten Freisetzung von in ihnen enthaltenen Biozid wirkenden Stoffen. Außerdem erleichtert dies die biologische Umsetzung der Cellulose nach der Aussaat im Boden.

Die Lignocellulosefasern sollten möglichst eine maximale Länge von 1,5 mm, bevorzugt von 1 mm und ganz besonders bevorzugt von 0,5 mm und darunter liegend sowie eine maximale Dicke von 0,2 mm, bevorzugt von 0,1 mm und ganz besonders bevorzugt maximal 0,05 mm nicht überschreiten. In sehr feinfasriger Form können die einzelnen Lignocellulosefasern aber auch Längen von 0,05 und Dicken von 0,01 mm aufweisen.

Vorteilhaft sollte der Anteil an Lignocellulosefasern möglichst hoch, bevorzugt bei mindestens 75 Vol.-% in einer erfindungsgemäßen Umhüllung für Pflanzensaatgutpellets gehalten werden. Im Gegensatz dazu sollte der Anteil an eingesetztem Binder so klein als möglich eingestellt werden, wobei jedoch zu sichern ist, dass die Umhüllung allseitig geschlossen und zumindest insoweit hydrophob ist, dass eine Auflösung durch in Umgebungsluft vorhandener Feuchtigkeit verhindert, zumindest jedoch stark behindert werden kann.

Neben den toxikologisch und unter dem Umweltaspekt unbedenklichen Lignocellulosefasern sollte auch der eingesetzte Binder entsprechende Eigenschaften aufweisen.

Hier können verschiedene natürliche Polymere auf Kohlenhydratbasis, natürliche Proteine, natürliche, modifizierte oder synthetische Cellulose, aber auch reine synthetische Polymere oder Copolymere eingesetzt werden.

Beispiele für Polymere auf Kohlenhydratbasis sind Stärke, Gummi Arabicum, Karaya, Guar, Xanthan oder Alginat. Entsprechend geeignete Proteine sind z.B. Gelatine, Casein oder Zein.

Binder auf Basis modifizierter Cellulose können beispielsweise Methylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Carboximethylcellulose oder auf Basis modifizierter Stärke, gedämpfte oder oxidierte Stärke, Hydroxypropylstärke oder Methylstärke sein. Als polymere Binder können Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Polyvinylacetat, Polyacrylsäure oder entsprechende Copolymere davon eingesetzt werden.

Es besteht aber auch die Möglichkeit ein Gemisch von mindestens zwei der bezeichneten Binder, für die erfindungsgemäße Umhüllung von Pflanzensaatgutpellets einzusetzen.

Geeignete natürliche Stoffe mit biozider Wirkung, die in Lignocellulosefasern enthalten sein können, sind Sesquiterpene und Laktone. Des Weiteren können in den Lignocellulosefasern Podophyllotoxin, Eudesmol, Collumellarin, Callitrisin, Bulnesol oder ihre Derivate enthalten sein.

Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, Lignocellulosefasern einzusetzen, die aus dem Holz einer Callitrisart und insbesondere von Callitris intratropica gewonnen worden sind.

Es ist aber auch möglich und in einigen Fällen sicher auch vorteilhaft, für die erfindungsgemäße Umhüllung mindestens zwei unterschiedliche Lignocellulosefasern, die aus verschiedenen Hölzern gewonnen worden sind, einzusetzen. So können unter Umständen unterschiedliche biozide Wirkungen für die verschiedenen möglichen Befallsarten des Saatgutes ausgenutzt werden.

Es besteht außerdem die Möglichkeit, neben Binder und Lignocellulosefasern weitere Füllstoffe in die Umhüllung einzubetten. So können unterschiedliche mineralische aber auch organische Füllstoffe enthalten sein, mit denen z.B. eine wachstumsfördernde Wirkung nach dem Auskeimen des in den Boden verbrachten Saatgutes erreichbar ist.

Neben dem Aspekt, dass unterschiedliche Lignocellulosefaserarten in einer Umhüllung enthalten sind, besteht aber auch die Möglichkeit, den Anteil an darin enthaltenen Lignocellulosefasern zu variieren. So können beispielsweise eine Variation von Innen nach Außen vorgenommen werden, so dass der Lignocelluloseanteil im Inneren, also in unmittelbarer Nähe der jeweiligen Samenkörner oder an der äußeren Oberfläche der Umhüllung größer bzw. auch kleiner ist. Ein solcher variierter Lignocellulosefaseranteil kann in gradierter Form eingestellt sein.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Umhüllung aus einzelnen unmittelbar aufeinander ausgebildeten Schichten auszubilden, wobei in den einzelnen Schichten unterschiedliche Anteile von Lignocellulosefasern enthalten sein können. Dabei können auch Einzelschichten, in denen keine Lignocellulosefasern enthalten sind, ausgebildet sein. So kann bei empfindlichem Saatgut eine solche lignocellulosefaserfreie Schicht unmittelbar auf der Samenkornoberfläche aus gebildet sein, auf der dann mindestens eine weitere Schicht mit Lignocellulosefasern ausgebildet worden ist.

Insbesondere bei einer längeren Lagerung der erfindungsgemäßen Pflanzensaatgutpellets ist es vorteilhaft eine äußere Hüllschicht auf der Oberfläche der Umhüllung auszubilden. Diese äußere Hüllschicht sollte dann möglichst hydrophober sein, so dass die Resistenz gegen Umgebungsfeuchtigkeit, insbesondere gegen Luftfeuchtigkeit erhöht ist. Eine solche Hüllschicht kann aber auch verhindern, dass einzelne erfindungsgemäße Pflanzensaatgutpellets miteinander verklumpen oder verkleben, was beispielsweise bei einer maschinellen Aussaat hinderlich wäre.

Eine solche äußere Hüllschicht könnte beispielsweise aus Polyvinylalkohol auf der Umhüllung, die im Wesentlichen aus Lignocellulosefasern und beispielsweise einem zellulosebasierten Binder gebildet ist, ausgebildet worden sein.

Die einzelnen Pflanzensaatgutpellets sollten eine sphärische Außenkontur aufweisen. Eine solche sphärische Kontur sollte unabhängig von der jeweiligen Samenkorngestalt oder der Anzahl, der in einem Pellet enthaltenen Samenkörner eingehalten worden sein.

So sollte insbesondere dieser Aspekt auch bei einer erfindungsgemäß auf Rübensamen eingesetzten Umhüllung beachtet worden sein, so dass auch diese bis dato problematische Pflanzenart maschinell ausgesät werden kann.

Die erfindungsgemäßen Pflanzensamenpellets können so hergestellt werden, dass einzelne oder mehrere, mög lichst vorab miteinander verbundene Samenkörner mittels eines Beschichtungsstoffes, in Form einer Dispersion oder Emulsion auf die Oberfläche von Samenkörnern aufgebracht wird. Im Beschichtungsstoff sind neben dem mindestens einen bereits erwähnten Binder auch mindestens 30 Vol.-% Lignocellulosefasern enthalten.

Nach dem Aufbringen des Beschichtungsstoffes werden dann die flüssigen Bestandteile durch einen Trocknungsvorgang entfernt, so dass sich eine allseitig umschlossene Umhüllung um die jeweiligen Samenkörner ausbildet.

Der Anteil an Lignocellulosefasern im Ausgangbeschichtungsstoff sollen den Flüssigkeitsanteil, der bei der Trocknung entfernt wird, berücksichtigen.

Der Beschichtungsstoff kann durch ein- bzw. aufsprühen auf Samenkörner in eine entsprechend geeignete Vorrichtung, in der während der Beschichtung die Samenkörner in Bewegung gehalten werden, aufgetragen werden.

Für den Fall, dass in einem Pellet mehrere Samenkörner enthalten sein sollen, sollten diese Samenkörner vor der Beschichtung mit dem Beschichtungsstoff miteinander verklebt worden sein, wobei hierfür möglichst der gleiche oder ein ähnlicher Binder, der für die Ausbildung der Umhüllung eingesetzt wird, genutzt werden sollte.

Wird eine Umhüllung aus Einzelschichten hergestellt, die ähnlich wie eine Zwiebelschale unmittelbar übereinander ausgebildet sind, können die einzelnen Schichten eine unterschiedliche Konsistenz aufweisen.

So kann eine sukzessive Mehrfachbeschichtung mit einem Beschichtungsstoff unterschiedlicher Konsistenz durchgeführt werden. Dabei besteht beispielsweise die Möglichkeit, für die Ausbildung einzelner Schichten den Anteil an Lignocellulosefasern oder die jeweilige Lignocellulosefaserart im Beschichtungsstoff zu variieren.

Nachfolgend an die Ausbildung der Umhüllung, also auch im Anschluss an eine Trocknung kann eine hydrophobe, gegebenenfalls nur geringfügig hydrophobere äußere Hüllschicht als die Umhüllung, beispielsweise aus Polyvinylalkohol aufgebracht und auf der Umhüllung ausgebildet werden.

Claims

Pflanzensaatgutpellets, bei dem jeweils um mindestens ein Pflanzensamenkorn eine Umhüllung, die aus mindestens einem wasserlöslichen oder wasserquellbaren Binder sowie mindestens 50 Vol.-% natürlicher Lignocellulosefasern, in denen mindestens ein natürlicher Stoff mit biozider Wirkung immanent enthalten ist, gebildet ist.
Pflanzensaatgutpellets nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lignozellulosefasern fein vermahlen sind.
Pflanzensaatgutpellets nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lignozellulosefasern eine maximale Länge von 1,5 mm und eine maximale Dicke von 0,2 mm aufweisen.
Pflanzensaatgutpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umhüllung mindestens 75 Vol.-% Lignozellulosefasern enthalten sind.
Pflanzensaatgutpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Stoff mit biozider Wirkung Sesquiterpen und/oder Lakton enthalten ist.
Pflanzensaatgutpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als biozidwirkender Stoff Podophyllotoxin, Eudesmol, Collumellarin, Callitrisin, Bulnesol, ein Derivat dieser Stoffe oder eine Mischung davon enthalten ist.
Pflanzensaatgutpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lignozellulosefasern aus Holz einer Callitrisart in der Umhüllung enthalten sind.
Pflanzensaatgutpellets nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lignozellulosefasern aus Holz der Callitris intratropica in der Umhüllung enthalten sind.
Pflanzensaatgutpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder natürliche Polymere auf Kohlenhydratbasis oder natürliche Proteine enthalten sind.
Pflanzensaatgutpellets nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder Stärke, Gummi Arabicum, Karaya, Guar, Xanthan, Alginat, Gelatine, Casein und/oder Zein enthalten ist/sind.
Planzensaatgutpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder Cellulose, Stärke, modifizierte Stärke oder deren Derivate enthalten ist/sind
Planzensaatgutpellets nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder Methylcellulose, Hydroxypropylcellulose oder Carboximethylcellulose enthalten ist.
Pflanzensaatgutpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrroli don, Polyvinylacetat, Polyacrylsäure oder Copolymere davon enthalten ist.
Pflanzensaatgutpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder eine Kombination mindestens zwei der in den Ansprüche 10 bis 13 genannten Stoffe enthalten ist.
Pflanzensaatgutpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umhüllung zusätzlich mindestens ein Füllstoff enthalten ist.
Pflanzensaatgutpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umhüllung der Anteil an Lignozellulosefasern von außen nach innen verändert ist.
Pflanzensaatgutpellets nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Lignozellulosefasern innerhalb der Umhüllung von innen nach außen gradiert ist.
Pflanzensaatgutpellets nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb einer in Einzelschichten ausgebildeten Umhüllung der Anteil an Lignozellulosefasern in den einzelnen Schichten variiert.
Pflanzensaatgutpellets nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine lignocellulosefaserfreie Einzelschicht ausgebildet ist.
Pflanzensaatgutpellets nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umhüllung mindestens zwei unterschiedliche Lignocellulosefaserarten enthalten sind.
Pflanzensaatgutpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydrophobe äußere Hüllschicht auf der Oberfläche der Umhüllung ausgebildet ist.
Pflanzensaatgutpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Pellets unabhängig von Samenkorngestalt und/oder Anzahl der Samenkörper mit sphärischer Außenkontur gebildet sind.
Pflanzensaatgutpellets nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Samenkörner Zuckerrübensamen sind.
Verfahren zur Herstellung von Pflanzensamenpellets nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne oder mehrere miteinander verbundene Samenkörner mit einer Dispersion oder Emulsion aus mindestens einem Binder sowie mindestens 30 Vol.-% Lignocellulosefasern, in denen mindestens ein natürlicher Stoff mit biozider Wirkung immanent enthalten sind, als Beschichtungsstoff beschichtet und flüssige Bestandteile durch einen Trocknungsvorgang zur Ausbildung einer Umhüllung entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsstoff zur Ausbildung einer mehrschichtigen Beschichtung mit variablen Lignozellulosefaseranteilen auf Samenkörner aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungs stoff bei ständiger Bewegung der mit der Umhüllung zu versehenden Samenkörner aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Umhüllung eine hydrophobe äußere Hüllschicht aufgebracht wird.