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Verfahren zur Förderung des Wachstums von Pflanzen Es wurde bereits
vorgeschlagen, zur Förderung des Pflanzenwachstums Mittel zu verwenden, wie Pflanzenhormone,
die vorzugsweise in Wasser unlöslich oder schwerlöslich sind, oder die Pflanzen
mit Heteroauxinen, Hefeautolysaten oder Stoffen zu behandeln, die die Entwicklung
von schädlichen Mikroorganismen verhindern. Man hat auch schon Zuckerarten, insbesondere
reduzierende Zuckerarten, zu diesem Zweck als Behandlungmittel verwendet.
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Alle diese Mittel wurden den Pflanzen willkürlich zugegeben, gegebenenfalls
beliebig miteinander gemischt. Es wurde auch bereits versucht, eine Steigerung der
Erträge von Kulturpflanzen dadurch zu erreichen, daß man das Saatgut vor dem Aussäen
bzw. die jungen Pflanzen vor dem Auspflanzen mit einer Mischung von verschiedenen
ausgewählten Bodenbakterien und solcher Pilze und Algen, die mit diesen Bodenbakterien
in Symbiose leben, behandelt hat. Auch hier wird also eine Mischung verschieden
wirkender Stoffe verwendet.
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Über die Wirkung von Pilzen der Gruppe Saccharomyces oder Torulopsis
in Form ihrer Extrakte, d. h. über die Wirkung von Stoffen, die nach ihrer Zerstörung
durch einen Hydrolysevorgang (Autolyse) verbleiben, ist ebenfalls mit Bezug auf
das Wachstum von Pflanzen in verschiedenen Veröffentlichungen berichtet worden.
Es wurde jedoch festgestellt, daß ein auf die vorstehende Weise hergestellter Extrakt
nur eine beschränkte und vorübergehende aktivierende Wirkung besitzt. Darüber hinaus
zerfällt ein solcher Extrakt, wenn er im Boden mit den Pflanzen zusammengebracht
wird, sehr schnell in einfachere chemische Verbindungen, z. B. Aminosäuren und Ammoniumsalze,
die keine wesentliche aktivierende Wirkung mehr auf das Pflanzenwachstum ausüben.
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Zum Beispiel hat L u n d e g ä r d h über die Behandlung von Samen
mit solchen Extrakten berichtet (Akad. Handl. Och. Tiskr., Stockholm, l934), ferner
Härte l (Phyton, Austria, 1950), Haupt (Unterdrückung der Blütenentwicklung bei
Pflanzen, Ber. der Deutschen Bot. Gesellschaft, 1954), Warnock (Agric. Journ., 1956),
Einfluß auf das Wachstum von Pollenschläuchen, u. a.
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L u n d e g ä, r d h kommt in seiner Veröffentlichung zu folgender
Schlußfolgerung: »Die Extrakte werden keinen großen Erfolg in ihrer Anwendung in
der Landwirtschaft haben«, und Härte l schließt: »Ihre Wirkung auf die Entwicklung
von Gersten-, Mais-, Spinat- und Bohnensamen ist bei ersteren nicht nennenswert
und bei den letzteren auffallend wachstumverzögernd.« Ein anderer Pilz, Gibberella
fujikuroi, ist in der Literatur als Erzeuger einer Substanz, die das Pflanzenwachstum
fördert, eingehend abgehandelt worden. Diese Gibberellinsäure o. dgl. wird in die
Gruppe der Phytohormone eingereiht, das sind hormonale Körper, die das Wachstum
der Pflanzen regulieren und über die Zellen der Blätter, Stengel und Wurzeln wirken.
Die Hauptwirksamkeit äußert sich in einer Streckung der Zellen der Blätter, wobei
sich kein stärkerer Einfluß auf die Entwicklung der Wurzeln zeigt oder eine Anreicherung
an Trockensubstanz hervorgerufen wird (B r i a n, E n d e v o u r, 1957; West (Journ.
Chem. Educ., Januar 1958). Ferner berichtet W i tt w e r (Michigan State University)
in seinen Studien über die Anwendung dieses Reizstoffes im Gartenbau. Es ist notwendig,
regelmäßig mindestens einmal in der Woche die Pflanzen damit zu begießen, um den
Längenstreckeffekt aufrechtzuerhalten. Abgesehen davon war es ihm nicht möglich,
eine Ertragssteigerung an geernteten Früchten nachzuweisen.
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Ein weiteres Phytohormon, die 3-Indolessigsäure, wurde in bezug auf
ihre praktische Anwendung geprüft. H o p k i n s kommt in einer Veröffentlichung
(Can. Journ. Res., 1940) zu folgendem Ergebnis: »Wird Gerstensamen mit dieser aktiven
Substanz in Form eines abgemessenen Pulvers behandelt, so erfährt das Längenwachstum
eine 3%ige Zunahme, während das Trockengewicht des Strohs um 100/0 ansteigt.« Er
konnte jedoch keine günstige Beeinflussung in bezug auf eine Erhöhung der Gerstenkornerträge
nachweisen.
Es wurde nun ein Verfahren zur Förderung des Wachstums
von Pflanzen gefunden, bei dem eine spezifische Wachstumsförderung erreicht wird,
weil durch das Behandlungsmittel eine biologische Bindung zwischen den Mikroorganismen
und dem behandelten Gut hergestellt wird. Durch diese Bindung wurden das Wachstum
und die physiologischen Zellfunktionen geändert, was sich an einer schnelleren Entwicklung
des Zellgewichtes und einer Erhöhung der Ernteerträge erkennen läßt.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Förderung des Pflanzenwachstums
durch einmalige Behandlung. von Saatgut vor der Aussaat oder von wachsenden Pflanzen
mit wäßrigen Suspensionen oder pulverförmigen Präparaten von lebenden Mikroorganismen,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Behandlung mit aktiven lebenden Hefen der
Saccharomyces- oder Torulopsis-Familien erfolgt. Die lebenden und aktiven Hefepilze
können in Pulverform mit genau definierter Korngröße und einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt
gelagert und angewandt werden, so daß eine genaue Dosierung ohne Schwierigkeit möglich
ist.
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Zur Behandlung von Pflanzen wird vorzugsweise die zu behandelnde Pflanze
mit einer wäßrigen Suspension berieselt. Dabei kann man ohne weiteres auch nach
einer eben erfolgten Umpflanzung von z. B. Zier- und Gartenpflanzen eine solche
Behandlung vornehmen.
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Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Förderung
des Wachstums von Pflanzen zeigt das Verfahren der Erfindung den. Vorteil, daß das
Behandlungsmittel eine einzige genau definierte Substanz ist, die in kritischen
Dosen angewandt werden kann.
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Durch die erfindungsgemäße Behandlung werden eine stärkere Entwicklung
des Wurzelsystems und eine Erhöhung des Chlorophyllgehaltes der Blätter der behandelten
Pflanzen erreicht. Weiterhin wird durch die Behandlung die Biosynthese der Kohlenhydrate
oder der Aminosäuren usw. beschleunigt. Die Wachstumszeit der Pflanzen wird verkürzt,
und trotzdem erhält man Ernteertragssteigerungen sowohl in bezug auf das Gewicht
als auch die Nutzbarkeit (z. B. in bezug auf die Kohlenhydratausbeute bei Zuckerrüben),
die höher und besser sind als die bisher erreichten. Bei der erfindungsgemäßen Behandlung
wurde eine Streckung der Zellen und auch eine Gewichtserhöhung der Trockensubstanz
bei den behandelten Pflanzen festgestellt. Eine übermäßige Verlängerung der Pflanzentriebe
konnte nicht beobachtet werden. Die Pflanzen haben jedoch kräftigere Stengel und
die Blätter eine größere Oberfläche. Wie Vergleichsversuche zeigen, haben die behandelten
Pflanzen eine tiefere Grünfärbung als die unbehandelten Pflanzen. Dies läßt sich
damit erklären, daß die behandelten Pflanzen bestrebt sind, die für die Photosynthese
nötigen Pigmente anzureichern. So zeigen die Blätter der Zuckerrübe nach der Behandlung,
verglichen mit unbehandelten Pflanzen, eine mittlere Zunahme von 10% des Gehaltes
an a- und 190% an fl-Chlorophyll. Durchschnittlich vergrößert sich die Blattoberfläche
um etwa 29D/0, und das Trockengewicht der Blätter erhöht sich um mehr als 50%.
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An erfindungsgemäß behandelten grünen Erbsenpflanzen (Pisum sativum),
die 45 Tage alt waren, wurde sogar eine Steigerung des Trockengewichtes von mehr
als 120% festgestellt. Darüber hinaus waren die Früchte auffallend vergrößert und
die Erträge ebenfalls stark erhöht. Auch die Erträge an Samen waren wesentlich höher,
ganz abgesehen von der Beschleunigung der vegetativen Entwicklung, die auf einen
Bruchteil der normalen Entwicklung reduziert worden war.
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Die erfindungsgemäßen Hefearten werden zweckmäßig in Mengen von 0,05
bis 2,5'% angewandt, wobei die kritischen Dosen, wie bereits ausgeführt, in Abhängigkeit
von den zu behandelnden Pflanzen jeweils durch Versuche ermittelt werden müssen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wurde an verschiedenen Getreidearten,
Gemüsen aller Art, Futterpflanzen, Blumen und sonstigen Nutzpflanzen erprobt. Die
Wirkung der Hefearten ist, unabhängig von ihrer Anwendung in Pulverform oder in
Form einer wäßrigen Suspension, immer gleich und auch unabhängig davon, ob das Saatgut
oder die Pflanzen als solche behandelt werden.
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Das Saatgut kann nach der Erfindung wie folgt behandelt werden: A.
Das Saatgut wird innerhalb verschiedener Zeiträume mit der aktiven Lösung oder Suspension
der Hefearten in Berührung gebracht, wobei die Reaktionszeit umgekehrt proportional
der Konzentration an aktiven Hefearten ist. Es wurden Versuche mit Konzentrationen
zwischen 0,05 und 20/e und mit Behandlungszeiten von 2 bis 15 Stunden durchgeführt.
Eine solche feuchte Behandlung ist insbesondere bei Zuckerrübensaat oder -pflanzen
besonders wirksam.
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B. Nach der erfindungsgemäßen feuchten Behandlungsweise werden die
Samen wechselnde Zeiträume lang in der Suspension der aktiven Hefearten bewegt.
In diesem Fall ist die Behandlungszeit von der Konzentration der aktiven Hefearten
unabhängig. Von großer Bedeutung ist jedoch die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit
bewegt wird. Wesentlich ist, daß eine solche Geschwindigkeit gewählt wird, daß eine
abreibende Wirkung auf die Samenoberfläche nicht erfolgt. Der Kreislauf der Flüssigkeitsbewegung
je Minute kann zwischen 15 und 200 schwanken; bei den vorstehend angeführten Konzentrationen
zwischen 0,05 und 2%. Die Reaktionszeit beträgt weniger als 1 Stunde. Ein solches
Verfahren wurde insbesondere bei Erbsen- und Bohnensamen durchgeführt und dabei
festgestellt, daß die einmal angewendeten Suspensionen ein zweites Mal nicht eingesetzt
werden können, weil die Samen während der Behandlung störende Stoffe abspalten.
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C. Nach einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die, wie vorstehend beschrieben, feuchtbehandelten Samen nach der Behandlung
schonend getrocknet. Es wurde festgestellt, daß durch eine solche schonende Trocknung
die Wirksamkeit der Hefearten erhalten bleibt und beispielsweise nach 3 Monaten
Lagerung noch unverändert weiterbesteht.
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D. Für die erfindungsgemäße Trockenbehandlung mit den Hefearten wurden
mit Gerstensamen (Hordeum vulgaris) Versuche durchgeführt. Unterwirft man den Gerstensamen
einer Behandlung mit den pulverförmigen aktiven Hefearten, so bleibt ein Teil der
Hefearten an der
Samenoberfläche haften und löst bei der Aussaat
des Samens unter üblichen Bedingungen die gewünschten Ergebnisse aus. Bei einer
solchen Trockenbehandlung hängt die Haftfähigkeit des Hefepulvers von seinem Feuchtigkeitsgehalt
und der Korngröße ab. Der kritische Feuchtigkeitsgehalt für eine solche Behandlung
schwankt zwischen 6 und 14%, und die Hefekörner müssen durch ein Sieb einer lichten
Maschenweite von 0,175 mm hindurchgehen. Die Trockenbehandlung nach der Erfindung
kann bei allen Samenarten angewandt werden, die eine rauhe Oberfläche aufweisen
oder mit einem feinen Haarkleid umgeben sind. Wesentlich ist, daß die aktiven lebenden
Hefearten gleichförmig und homogen vorliegen.
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E. Nach der Erfindung kann man die wachsenden Pflanzen auch mit wäßrigen
Suspensionen der Hefeartenberieseln. Eswurden mehrerePflanzenarten nach 1monatigem
Wachstum einer einmaligen Berieselung mit Lösungen und Suspensionen dervorherstehend
beschriebenenHefeartenunterworfen, wobei je Hektar 25 cbm Hefelösung oder -su.spension
angewendet wurden. Dabei wurde festgestellt, daß eine solche Behandlung, insbesondere
bei Zierpflanzen, zweckmäßig ist. Auch noch kurze Zeit nach der Verpflanzung konnte
bei derart behandelten Pflanzen ein Erblühen erreicht werden.
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Für sämtliche der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen
Verfahrens wurde der Boden in der für die speziell behandelte Pflanze üblichen Weise
vorbereitet. Um die gewünschten Ergebnisse zu erhalten, war in allen Fällen immer
nur eine einmalige Behandlung erforderlich. Nachstehend werden die erfindungsgemäß
erhaltenen Ergebnisse beispielsweise in Tabellenform angeführt:
| Ergebnisse bei Behandlung von Erbsen (Pisum sativum) |
| Zahl der Pflanzen Gesamtgewicht Zahl der Früchte Zahl der Samen |
| Unbehandeltes Saatgut ....... . ... 24
1759 81 284 |
| Behandeltes Saatgut |
| (feuchte Behandlung) . . . . . . . . . . 26(10,8% ) 283 g (1600/0)
125 (1540/0) 406 (1430/0) |
| (Die in Klammern angegebenen Zahlen entsprechen der prozentualen
Zunahme.) |
| Ergebnisse bei Behandlung von Bohnen (Phaseolus vulgaris) |
| Fruchtgewicht |
| Zahl der Pflanzen Zahl der Früchte Fruchtgewicht in o/o |
| zur Kontrollpflanze |
| Unbehandeltes Saatgut . . . . . . . . . . . 101 174 120 g 100 |
| Naßbehandlung A von Saatgut .... 58 271 211 g 307 |
| Naßbehandlung B von Saatgut .... 69 357 240 g 378 |
| Naßbehandlung C von Saatgut .... 60 314 380 g 535 |
Bei Zuckerrüben (Beta vulgaris) wurden nach 4monatiger Vegetationsperiode folgende
Ergebnisse beobachtet:
| Prozentuale |
| Erhöhung |
| Gewicht des Zucker- |
| der Zucker- gehaltes, |
| Rüben gehalt verglichen |
| mit un- |
| behandelten |
| Rüben |
| Unbehandeltes Saat- |
| gut . . . . . . . . . . . . . 575 g 16,571/o 100% |
| Naßbehandlung A |
| von Saatgut ..... 901 g 16,24% 1531/o |
| Naßbehandlung B |
| von Saatgut ..... 825 g 16,64% 145% |
| Berieselung der |
| Pflanzen nach |
| 30 Tagen Wachs- |
| tum . . . . . . . .. .. . 658 g 16,59°/o 128% |
| Naßbehandlung A |
| des Saatgutes |
| unter anschließen- |
| der Berieselung |
| nach 30 Tagen . . 834 g 16,12 0/0 140% |
Mit der Steigerung des Zuckergehaltes läuft eine Erhöhung des Gehaltes an Aminosäuren
im Zuckersaft parallel. Die angeführten Zahlen zeigen, daß bei behandelten Pflanzen
eine erhebliche Steigerung der Erträge pro Hektar erreicht wird.
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Ferner konnte bei Zuckerrüben nachgewiesen werden, daß diese nach
der Behandlung wesentlich unempfindlich gegen Trockenheit sind.
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5 Monate alte Pflanzen zeigten folgende Ergebnisse:
| Prozentuale |
| Erhöhung |
| Gewicht des Zucker- |
| der Zucker- gehaltes, |
| Rüben gehalt verglichen |
| mit un- |
| behandelten |
| Rüben |
| Unbehandeltes Saat- |
| gut . . . . . . . . . . . . . 405 g 18,5% 1000/0 |
| Naßbehandlung A |
| von Saatgut ..... 1189 g 16,81/o 268% |
| Naßbehandlung B |
| von Saatgut ..... 1012 g 15,3 % 2071/o |
Aus der chemischen Analyse ist zu schließen, daß auf Grund der Steigerung der photosynthetischen
Kraft,
der größeren Oberfläche der Blätter und der stärkeren Entwicklung der Wurzeln der
Gesamtmetabolismus der behandelten Pflanzen wachstumfördernde Impulse erhalten hat,
die sich nicht nur in der Steigerung des Kohlenhydrat- und Eiweißgehaltes der Zuckerrüben
äußern, sondern sich auch auf alle sonst biosynthetisch gebildeten Pflanzenstoffe
auswirkt. So erklärt sich z. B., daß auch der Fettgehalt bei behandeltem Ölsamen
höher ist als bei unbehandeltem. Bei Pflanzen der Familie Gramineae ist eine besonders
auffällige Gewichtszunahme festzustellen. Bei behandelter Gerste von 5 Monaten (Hordeum
sativum) wurde eine Gewichtszunahme der Samen zwischen 30 und 60,% festgestellt.
Sowohl Zuckerrüben als auch Gerste zeigten nach der erfindungsgemäßen Behandlung
eine positive Frostresistenz.
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Es ist bereits aus der deutschen Patentschrift 878 355 bekannt, die
Steigerung der Erträge von Kulturpflanzen durch Anwendung von Mischungen von verschiedenen
ausgewählten Bodenbakterien zu erreichen. Bei der Behandlungsmischung handelt es
sich um Bodenbakterien in Mischung mit Pilzen und Algen, die gegebenenfalls in Mischung
mit wachstumfördernden Stoffen angewendet werden müssen.
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Im übrigen hat man bisher Hefen noch nicht als Mittel zur Behandlung
von Pflanzen verwendet, und es ist auch nicht bekannt, daß die erfindungsgemäßen
Hefearten in Symbiose mit Bodenbakterien leben.
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Gegenüber dem älteren Verfahren besitzt das Verfahren der Erfindung
folgende Vorteile: 1. Die Behandlung des Saatgutes erfolgt mit einer einzigen Substanz;
2. durch die erfindungsgemäße Behandlung wird das Wurzelsystem stärker entwickelt;
3. durch die stärkere Entwicklung der Wurzeln und die von den Hefearten ausgeübte
Wirkung wird der Chlorophyllgehalt der Blätter der behandelten Pflanzen erhöht:
4. gleichzeitig wird die Biosynthese der Kohlenhydrate oder der Aminosäuren u. dgl.
in den behandelten Pflanzen beschleunigt; 5. aus den Merkmalen 2, 3 und 4 ergibt
sich, daß das Wachstum der Pflanzen beschleunigt wird, d. h. die Pflanzen entwickeln
sich in kürzerer Zeit als nicht behandelte Pflanzen; 6. die Ernteerträge und der
Nutzbarkeitseffekt (beispielsweise die Kohlenhydratausbeute bei Zuckerrüben) wird
gegenüber unbehandelten Pflanzen erhöht.
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Die vorstehenden Ausführungen gelten auch mit Bezug auf die deutsche
Patentschrift 123 749. Diese bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem eine Einwirkung
der Flüssigkeit auf das Saatgut bis zur Vollendung des Quellaktes erfolgt. Erfindungsgemäß
wird eine solche Quellung vermieden, da bekanntlich ein bereits quellender Samen
beim Trocknen mit Bezug auf seine verschiedenen Eigenschaften Schaden erleidet oder
sogar zerstört wird. In der USA.-Patentschrift 1411088 ist eine Düngemischung und
ihre Anwendung beschrieben. Dabei wird die Hefe oder Hefesubstanz den Samen oder
Pflanzen nicht als aktiver Körper zugegeben, sondern die Hefe wird mit Kohlenhydraten
gezüchtet und anschließend noch gemischt und getrocknet. Die erhaltene Mischung
wird dem Boden zugegeben, um den CO,-Gehalt darin zu erhöhen, so daß angeblich das
Wachstum gefördert werden soll.
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Es handelt sich hierbei nicht um eine direkte Behandlung von Samen
oder Pflanzen, wie beim Erfindungsgegenstand, bei dem nicht sekundär, sondern primär
eine Hefewirkung auf den Samen oder auf die Pflanze stattfindet. Welche Ergebnisse
nach dem bekannten Verfahren erreicht wurden, ist nicht bekannt. Auf jeden Fall
ist nicht daran zu zweifeln, daß die eingesetzten Mengen des Behandlungsmittels
wesentlich größer sind als die Mengen des erfindungsgemäß eingesetzten Mittels,
das in so geringen Mengen angewendet wird, daß von einer Düngewirkung nicht gesprochen
werden kann.