DE69817839T2 - Verfahren zur erhöhung der photosynthese - Google Patents

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Verstärkung der Photosynthese von Gartenpflanzen.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Der verbesserte Ertrag oder die Pflanzenproduktivität ist ein gewünschter, den Gartenbau betreffender Effekt bei Gartenpflanzen, der im allgemeinen durch die Menge an Licht, Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit und andere, unkontrollierbare Umweltfaktoren, wenn Schädlinge, Wasser und Nahrung angemessen kontrolliert werden, begrenzt ist. Im allgemeinen wird ein Teilchenmaterial aus einer Reihe von Ursachen als eine Begrenzung der Pflanzenproduktivität gesehen. Siehe zum Beispiel, Farmer „The Effects of Dust on Vegetation – – A Review", Environmental Pollution 79 63–75(1993).
  • Der Stand der Technik hat die Photosynthese und die auf Pflanzen übertragenen Umwelteinflüsse diskutiert. Siehe, zum Beispiel; Nonomora und Benson, „Methods and compositions for enhancing carbon fixation in plants ", U.S. 5,597,400, Stanhill G., S. Moreshet und M. Fuchs. „Effect of Increasing Foliage and Soil Reflectivity on the Yield and the Water Use Efficiency of Grain Sorghum", Agronomy Journal 68: 329–332 (1976); Moreshet, S., Y. Cohen und M. Fuchs. „Effect of Increasing Foliage Reflectance on Yield, Growth, and Physiological Behavior of a Dryland Cotton Crop", Crop Science 19: 863–868 (1979), die darlegen, dass sich „innerhalb von 2 Tagen nach Versprühen des Kaolins die 14CO2-Aufnahme (Photosynthese) um mehr als 20% reduzierte" und „es sieht so aus, als würde das Kaolin-Versprühen die Verdunstung stärker reduzieren als die Photosynthese"; Bar-Joseph, M. und J. Frenkel, „Spraying citrus plants with kaolin suspensions reduces colonization by the spiraea aphid (Aphis citricola van der Goot)", Crop Protection 2 (3): 371–374(1983), die darlegen, dass „die Gründe dafür [Ertragszunahme von Stanhill, Ibid. und Moeshet, Ibid] sind ungewiss [weil die Photosynthese verringert wird], aber Aphid und Virus-Kontrolle können zu dieser Ertragszunahme beigetragen haben"; Rao, N. K. S., „The Effects of Antitranspirants on Leaf Water Status, Stomatal Resistance and Yield in Tomato", J. of Horticultural Science 60: 89–92(1985); Lipton, W. J. und F. Matoba, „Whitewashing to Prevent Sunburn of,Crenshaw' Melons", HortScience 6: 434–345(1971); Proctor, J. T. A. und L. L. Creasy, „Effect of Supplementary Light on Anthocyanin Synthesis in ,McIntosh' Apples", J. Amer. Soc. Hort. Sci 96: 523–526(1971), W. J. und D. W. Greene, „Effects of Summer Pruning on the Quality of,McIntosh' Apples", HortScience 17: 372–373.
  • Daher besteht dort noch ein Bedarf an kosteneffektiven, inerten, nicht-toxischen Verfahren zur Erhöhung der Photosynthese von Gartenpflanzen. Der Stand der Technik führt von der Verwendung von stark reflektierenden, inerten Teilchen der vorliegenden Erfindung insofern weit weg, dass das zunehmende Reflexionsvermögen das photosynthetisch aktive Licht reflektiert, so dass die Photosynthese verringert wird. Unerwarteterweise läuft die gegenwärtige Erfindung auf einen entgegengesetzten Effekt hinaus – erhöhte Photosynthese.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erhöhung der Photosynthese bei Gartenpflanzen bereitgestellt, das umfaßt, dass auf die Oberfläche der Gartenpflanze eine wirksame Menge von 25 bis 5.000 Microgramm Teilchenmaterial pro Quadratzentimeter Pflanzenoberfläche eines oder mehrerer stark reflektierender Teilchenmaterialien mit einer Block-Helligkeit von wenigstens etwa 90 aufgebracht wird, wobei die Teilchenmaterialien fein verteilt sind und einen Median-Wert der individuellen Teilchengröße unter 3 Micron haben, worin das Zeichenmaterial wenigstens geglühten Kaolin umfaßt, der auf die Oberfläche der Gartenpflanze in einer oder mehreren Schichten aufgebracht ist, um den Austausch von Gasen auf der Oberfläche der Pflanze zu ermöglichen.
  • Bevorzugte Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 3 dargelegt.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstärken der Photosynthese von Gartenpflanzen. Als Photosynthese wird der Vorgang bezeichnet, bei dem photosynthetische Pflanzen Sonnenenergie nutzen, um Kohlenhydrate und andere organische Moleküle aus Kohlenstoffdioxid und Wasser zu bilden. Im allgemeinen wird die Umwandlung von Kohlenstoffdioxid in derartige, organische Moleküle als Kohlenstoffbildung oder Photosynthese bezeichnet und tritt bei den meisten Pflanzen durch den reduktiven Pentose-Phosphatzyklus auf, im allgemeinen als C-3-Zyklus bezeichnet. Die Untersuchung des Kohlenstoff-Pfades in der Photosynthese vor vier Jahrzehnten (A. A. Benson (1951)), „Identification of ribulose in 14CO2 photosynthesis products", J. Am. Chem. Soc. 73: 2971; J. R. Quayle et al. (1954), „Enzymatic carboxylation of ribulose diphosphate", J. Am. Chem. Soc. 76: 3610, deckte die Natur des Kohlenstoffdioxid-Bindungsprozesses in Pflanzen auf. Die Effekte der verstärkten Photosynthese wurden typischerweise durch die zunehmenden Erträge/Produktivität, zum Beispiel durch zunehmende Frucht-Größe oder -Produktion (üblicherweise in Gewicht/Hektar(acre) gemessen), durch verbesserte Farbe, durch Erhöhen der löslichen Feststoffe, zum Beispiel Zucker, Säure und so weiter, und durch verminderte Pflanzentemperatur, beobachtet.
  • Die Gartenpflanzen, die diese Erfindung betreffen, sind aktiv wachsende und/oder Früchte tragende Acker- und Zierpflanzen und Produkte daraus, einschließlich solche, die gewählt sind aus der Gruppe, die besteht aus Früchten, Gemüsen, Bäumen, Blumen, Gräsern, Wurzeln, Samen und Landschafts- und Zierpflanzen.
  • Die Teilchenmaterialien, die für die Ziele dieser Erfindung nützlich sind, sind stark reflektierend. Wie hier eingesetzt, ist unter „hochreflekterierend" ein Material gemeint, das eine „Block-Helligkeit" von wenigstens etwa 90 aufbringt und mehr bevorzugt von wenigstens etwa 95, wie gemessen nach TAPPI Standard T 646. Messungen können durchgeführt werden an einem Reflektometer Technidyne S-4 Helligkeitstester, hergestellt von der Technidyne Corporation, das auf Intervalle kalibriert ist, die nicht größer als 60 Tage sind, unter Verwendung eines Helligkeits-Standards (Papier-Streifen- und Opalglas-Standards), zur Verfügung gestellt von dem Institut für Papierwissenschaften oder von der Technidyne Corporation. Ein Partikel-Block oder eine -Platte werden typischerweise aus 12 Gramm eines Trockenpulvers (< 1% freie Feuchtigkeit) präpariert. Die Probe wird locker in einer Zylinderfassung positioniert und ein Tauchkolben wird langsam über der Probe bei einem Druck von 203395 Pascal bis 210290 Pascal (29,5 bis 30,5 psi) abgesenkt und für etwa 5 Sekunden gehalten. Der Druck wird entspannt und die Platte wird auf Fehler hin untersucht. Es werden insgesamt drei Platten vorbereitet und drei Helligkeitswerte von jeder Platte durch Rotation der Platte um 120° zwischen den Lesevorgängen aufgezeichnet. Die neuen Werte werden dann gemittelt und protokolliert.
  • Die fein verteilten Teilchenmaterialien, die für die Ziele dieser Erfindung nützlich sind, können hydrophile oder hydrophobe Materialien sein, und die hydrophoben Materialien können an sich hydrophob sein und daraus bestehen, zum Beispiel, mineralischem Talk, oder sie können aus hydrophilen Materialien sein, die hydrophobisiert wurden, durch Gebrauch einer Außenbeschichtung mit einem geeigneten hydrophoben Benetzungsmittel (z. B. wenn das Teilchenmaterial einen hydrophilen Kern und eine hydrophobe äußere Oberfläche hat).
  • Typische hydrophile Teilchenmaterialien, wie sie für die Ziele dieser Erfindung verwendbar sind, umfassen: Mineralien wie Calciumcarbonat, Talk, Kaolin (sowohl wasserhaltige als auch geglühte Kaoline), Bentoniten, Tonen, Pyrophyllit, Siliciumoxid, Feldspat, Sand, Quarz, Kreide, Kalkstein, gefälltes Calciumcarbonat, Diatomeenerde, und Baryten; funktionale Füllstoffe wie beispielsweise Aluminiumtrihydrat, pyrogenes Siliciumdioxid und Titandioxid.
  • Die Oberflächen von derartigen Materialien können hydrophob durch Zugabe von hydrophoben Benetzungsmitteln gemacht werden. Viele mineralische, industrielle Anwendungen, besonders in solchen organischen Systemen wie Kunststoff-Komposite, Filmen, organischen Beschichtungen oder Kautschuken, sind gerade von solchen Oberflächenbehandlungen abhängig, um die mineralische Oberfläche hydrophob zu machen; siehe zum Beispiel Jesse Edenbaum, Plastics Additives and Modifiers Handbook, Van Nostrand Reinhold, New York, 1992, Seiten 497–500 über die Unterrichtung von derartigen Oberflächenbehandlungs-Materialien und deren Anwendung. Sogenannte Kupplungsnttel wie Fettsäuren und Silane werden im allgemeinen dazu verwendet, um die Oberfläche mit Feststoff-Partikeln als Füllstoffe oder Additive zu behandeln, gerichtet auf diese Industriezweige. Derartige hydrophobe Mittel sind im Stand der Technik gut bekannt und übliche Beispiele schließen dabei ein: organische Titanate wie Tilcom®, das erhalten wird von Tioxide Chemicals; organische Zirkonat- oder Aluminat-Kupplungsmittel, die erhalten werden von Kenrich Petrochemical Inc.; organofunktionelle Silane wie Silquest®-Produkte, die erhalten werden von Witco oder Prosil®-Produkte, die erhalten werden von PCR; modifizierte Silicon-Öle wie die DM-Flüssigkeiten, die erhalten werden von Shin Etsu; und Fettsäuren wie Hystrene® oder Industrene®-Produkte, die erhalten werden von der Witco Corporation oder Emersol®-Produkte, die erhalten werden von der Henkel Corporation (Stearinsäure und Stearatsalze sind besonders wirkungsvolle Fettsäuren und deren Salze, um eine Partikeloberfläche hydrophob zu machen).
  • Beispiele von bevorzugten Teilchenmaterialien, verwendbar für die Ziele dieser Erfindung, die kommerziell erhältlich von der Engelhard Corporation, Iselin, NJ, sind geglühte Kaoline, verkauft unter der Marke Satintone® und die Siloxan behandelten geglühten Kaoline, verkauft unter der Marke Translink®; und Calciumcarbonat, kommerziell erhältlich von English China Clay unter der Marke Atomite® und Supermite® und Stearinsäure behandelte Boden-Calciumcarbonate, kommerziell erhältlich von der English China Clay unter den Marken Supercoat® und Kotamite®.
  • Diese Bezeichnung „fein verteilt", wenn es hierin verwendet, bedeutet, dass die Teilchenmaterialien einen Median-Wert der individuellen Teilchengröße unter etwa 3 Micron und bevorzugter einen Median-Wert der Teilchengröße von ungefähr 1 Micron oder weniger haben.
  • Teilchengröße und Teilchengrößen-Verteilung, wie hierin verwendet, werden mit einem Micromeritics Sedigraph 5100 Partikelgrößen-Analysator gemessen. Die Messungen der hydrophilen Teilchen werden in entionisiertem Wasser aufgezeichnet. Die Dispersionen werden durch Einwaage von 4 Gramm der trockenen Probe in ein Kunststoff-Becherglas unter Zugabe des Dispergierers und durch Verdünnen auf 80 ml entionisiertem Wasser vorbereitet. Die Aufschlämmungen werden dann gerührt und in ein Ultraschall-Bad für 290 Sekunden überführt. Typischerweise wird für Kaolin dabei 0,5% Tetrasodiumpyrophosphat als Dispergierer verwendet; mit Calciumcarbonat wird 1,0% Calgon T verwendet. Typische Dichten für die verschiedenen Pulver werden in dem Sedigraphen vorgegeben, z. B. 2,58 g/ml für Kaolin. Die Probenzellen werden mit den Proben-Aufschlämmungen befällt und die Röntgenstrahlen werden aufgezeichnet und umgewandelt in Partikelgrößen-Verteilungskurven mittels der Stokes-Gleichung. Der Median-Wert der Teilchengröße wird beim 50%-Niveau erfaßt.
  • Vorzugsweise hat das Teilchenmaterial eine Teilchengrößen-Verteilung, worin bis 90 Gew.-% der Teilchen eine Teilchengröße unter ungefähr 3 Micron und bevorzugter von ungefähr 1 Micron oder weniger haben.
  • Die Teilchenmaterialien, insbesondere geeignet für eine Verwendung in dieser Erfindung, sind inert und nicht toxisch.
  • Wie hier verwendet, sind „inerte" Teilchenmaterialien, solche Teilchenmaterialien, die nicht phytotoxisch sind.
  • Die Teilchenmaterialien sind vorzugsweise nicht toxisch, das bedeutet, dass in den begrenzten Mengen, die benötigt werden für einen wirksamen erhöhenden, den Gartenbau betreffenden Effekt, derartige Materialien mit Rücksicht auf Tiere, die Umwelt, den Anwender und den Endverbraucher nicht schädlich sind.
  • Wie vorhergehend diskutiert wurde, betrifft diese Erfindung Gartenpflanzen, bei denen die Oberfläche der Pflanze mit ein oder mehr Teilchenmaterialien behandelt wird. Diese Behandlung sollte den Austausch von Gasen an der Oberfläche der Pflanzen nicht materiell beeinträchtigen. Die Gase, die die Teilchenbehandlung passieren, sind solche, die typischerweise durch die Oberflächenhaut von lebenden Pflanzen ausgetauscht werden. Typischerweise schließen solche Gase Wasserdampf, Kohlenstoffdioxid, Sauerstoff, Stickstoff und flüchtige organische Materialien ein.
  • Die Oberfläche von Gartenpflanzen wird mit einer Menge von einem oder mehreren hochreflektierenden Teilchenmaterialien) behandelt, die wirksam sind in einer Verstärkung der Photosynthese von Gartenpflanzen. Die Behandlungsbedeckung dieser Pflanzen liegt innerhalb des Fachwissens der üblichen Arten. Weniger als eine vollständige Pflanzenbedeckung liegt innerhalb des Bereichs dieser Erfindung und kann hochwirksam sein, zum Beispiel braucht weder die untere Oberfläche der Pflanze (die nicht direkt der Lichtquelle ausgesetzt ist) mit dem Verfahren dieser Erfindung behandelt sein, noch muß die obere Oberfläche der Pflanze komplett bedeckt sein; wenn auch vollständige Substratbedeckung zusätzlichen Nutzen bringt wie wirksame Krankheitskontrolle, glattere Fruchtoberfläche, verringertes Rinden- und Früchte-Einreißen und verringerte Rostbraun-Färbung. Bezug wird auf US-Patent Nr. 6,156,327 genommen, gleichzeitig hiermit eingereicht am 18. November 1997 mit dem Titel „Treated Horticultural Substrates", zu dessen Lehre betreffend Verfahren zum Erreichen dieser Vorteile. Das Verfahren dieser Erfindung kann in einem Überrest der Behandlung resultieren, bei dem eine Membran aus einer oder mehreren Schichten) von hochreflektierenden Teilchenmaterialien auf der Pflanzenoberfläche gebildet wird.
  • Die Teilchenmaterialien, die für die Ziele dieser Erfindung verwendbar sind, können als eine Aufschlämmung von fein verteilten Teilchen in einer flüchtigen Flüssigkeit wie Wasser, einem niedrig siedenden organischen Lösungsmittel oder einer niedrig siedenden organischen Lösungsmittel/Wasser-Mischung verwendet werden. Hilfsmittel wie Oberflächenbehandlungsmittel, Dispergierer oder Beschichter/Kleber (Kupplungsmittel) können bei der Vorbereitung einer wässrigen Aufschlämmung aus Teilchenmaterialien dieser Erfindung inkorporiert werden. Eine oder mehrere Schichten) dieser Aufschlämmungen können aufgesprüht oder anderweitig auf die Pflanzenoberfläche aufgebracht werden. Die flüchtige Flüssigkeit ermöglicht vorzugsweise das Verdampfen zwischen den Beschichtungsvorgängen. Der Überrest dieser Behandlung kann hydrophil oder hydrophob sein. Aufgebrachte Teilchen wie Staub, wenn auch nicht kommerziell anwendbar in großem Umfang aufgrund der Strömung und der Inhalationsgefahr, sind eine Alternative zur Durchführung des Verfahrens dieser Erfindung.
  • Beschichter/Kleber können mit hydrophilen Teilchen gemischt werden (3% oder mehr Feststoffe in Wasser) um beim Sprayen einheitliche Behandlungen von den Gartenbau betreffenden Substraten zu unterstützen, die da sind: modifizierte Phthalatglycerolalkydharze wie Latron B-1956 von Rohm & Haas Co.; auf Pflanzenöl basierenden Materialien (Cocodithalymid) mit Emulgatoren wie Sea-wet von Salsbury lab, Inc.; polymere Terpene wie Pinen II von Drexel Chem. Co.; nicht-ionischen Detergenzien (ethoxilierter Tallöl-Fettsäure) wie Toximul 859 und den Ninex-MT-600 Serien von Stephan.
  • Die Teilchenbehandlung kann aufgebracht werden in einer oder mehreren Schichten) an fein verteiltem Teilchenmaterial. Die Menge an aufgebrachtem Teilchenmaterial liegt innerhalb der Fähigkeiten des üblichen Durchschnittsfachmanns. Die Menge wird ausreichend sein, um die Photosynthese der Pflanze, auf welche diese Teilchen aufgebracht wurden, zu verbessern. Typischerweise wird diese Behandlung am wirksamsten sein, wenn die Pflanzenoberfläche dem Erscheinen nach weiß ist. Dies wird erreicht durch Aufbringen von etwa 25 bis etwa 5.000 Microgramm Teilchenmaterial/cm2 auf die Pflanzenoberfläche für Teilchen, die eine spezifische Dichte von ungefähr 2 bis 3 Gramm/cm2 haben, vorzugsweise von etwa 100 bis etwa 3.000 und besonders bevorzugt von etwa 100 bis etwa 500. Wenn die Helligkeit der hochreflektierenden Teilchen zunimmt, werden geringere Mengen von diesen helleren Teilchen benötigt, um für die Ziele dieser Erfindung wirksam zu sein. Außerdem können die, die Umwelt betreffenden Bedingungen wie Wind oder Regen die Pflanzenbedeckung der hochreflektierenden Teilchenmaterialien reduzieren und folglich liegt es innerhalb des Bereichs dieser Erfindung, die hochreflektierenden Teilchen einmal oder mehrmals während der Wachstumsperiode der Gartenpflanzen aufzubringen, um den gewünschten Effekt der Erfindung aufrecht zu halten.
  • Die niedrig siegenden organischen Flüssigkeiten, die in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, sind vorzugsweise mit Wasser mischbar und enthalten 1 bis 6 Kohlenstoffatome. Der Begriff „niedrig siedend", wie hier verwendet, soll bedeuten, dass organische Flüssigkeiten, die einen Siedepunkt im allgemeinen nicht größer als 100°C haben. Diese Flüssigkeiten ermöglichen den Teilchenfeststoffen in einer fein verteilten Form zu verbleiben, ohne merkliche Agglomeration. Derartige niedrig siedende organische Flüssigkeiten werden veranschaulicht durch: Alkohole wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Isobutanol und dergleichen, Ketone wie Aceton, Methyl-Ethyl-Keton und dergleichen, und cyclische Ether wie Ethylenoxid, Propylenoxid und Tetrahydrofuran. Kombinationen der oben genannten Flüssigkeiten können auch verwendet werden. Methanol ist die bevorzugte, niedrig siedende organische Flüssigkeit.
  • Niedrig siedende organische Flüssigkeiten können bei der Aufbringung von Teilchen auf Pflanzensubstrate für die Ziele dieser Erfindung verwendet werden. Typischerweise werden die Flüssigkeiten in einer Menge, die ausreichend ist um eine Dispersion von Teilchenmaterial zu bilden, verwendet. Die Flüssigkeitsmenge liegt typischerweise bei bis zu etwa 30 Vol.-% der Dispersion, vorzugsweise von etwa 3 bis etwa 5 Vol.-% und am meisten bevorzugt von etwa 3,5 bis etwa 4,5 Vol.-%. Das Teilchenmaterial wird vorzugsweise der niedrig siedenden organischen Flüssigkeit zugefügt, um eine Aufschlämmung zu bilden, und dann wird diese Aufschlämmung mit Wasser verdünnt, um eine wässrige Dispersion zu bilden. Die resultierende Aufschlämmung hält die Teilchen in einer fein verteilten Form zurück.
  • Die folgenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung von Ausführungsformen der Erfindung und beabsichtigen nicht, die Erfindung so, wie sie durch den, die Ansprüche bildenden Teil der Anmeldung umfaßt werden, zu beschränken.
  • Beispiel 1
  • „Red Delicious"-Apfelbäume erhielten die folgenden Behandlungen: 1) übliche Pestizid-Anwendungen, die aufgrund des Vorhandenseins von ökonomisch (relevanten) Niveaus an Schädlingen durchgeführt wurden, dabei verwendend Virginia, West Virginia und Maryland Cooperative Extension 1997 Spray Bulletin for Commercial tree Fruit Growers publication 456–419, 2) keine Behandlung, 3) wöchentliche Anwendung von Translink® 77, beginnend am 11. März 1997, 4) wöchentliche Anwendung von geglühtem Kaolin (Satintone® 5HP), beginnend am 29. April 1997, und 5) wöchentliche Anwendung von behandeltem Calciumcarbonat (Supercoat® – kommerziell erhältlich von der Firma English China Clay), beginnend am 29. April 1997. Bei den Behandlungen (3) und (5) wurde 11,34 kg (25 Pfund) an Material verwendet, das in 15,141(4 gal) Methanol suspendiert wurde und zu 378,5 1 (100 gal) Wasser hinzugefügt wurde. Bei der Behandlung (4) wurden 11,34 kg (25 Pfund) an Material verwendet, das in 378,4 1 (100 gal) Wasser mit dem Zusatz von 0,76 kg (27 oz) Ninex® MT-603 und 1,1 1 (2 pints) Toximul suspendiert wurde. Diese Behandlungen wurden in einer Rate von 1.169 1/Hektar (125 gal/acre) unter Verwendung einer Plantagen-Spühvorrichtung aufgebracht. Diese Mischung wurde mit einer Rate von 1.169 1/Hektar (125 gal/acre) unter Verwendung einer Plantagen-Sprügvorrichtung aufgebracht. Die Behandlungen wurden in einem zufällig angeordneten, abgeschlossenen Absperrungs-Plan mit 4 Parallelversuchen und 3 Bäumen pro Stück Land eingeordnet. Bei den Behandlungen wurde nicht bewässert und es wurden 21,58 cm mit dem Niederschlag vom 1. Mai bis 30. August 1997 erhalten. Die Früchte wurden bei Reife geerntet; die Fruchtzahl, das Gewicht und die Farbe wurden aufgezeichnet. Die Farbe wurde unter Verwendung eines Hunter-Farbmessers gemessen. Die Farb-Werte stellen Hunter „a"-Wert-Einheiten dar, bei denen ein ansteigender Wert eine Zunahme von roter Farbe darstellt. Die Photosynthese und die Spaltöffnungs-Leitfähigkeit wurden am 6. und B. August 1997 gemessen. Die Photosynthese- und die Spaltöffnungs-Leitfähigkeits-Daten wurden unter Verwendung eines Licor 6300 Photosynthese-Systems gesammelt. Ansteigende Photosynthese- und Spaltöffnungs-Leitfähigkeits-Werte stellen eine Erhöhung der Aufnahme von Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre bzw. der Verdunstung von Wasser aus den Blättern dar; beide Parameter spiegeln eine verbesserte Pflanzenproduktivität bei ansteigenden Werten wider. Bei den Behandlungen (1) und (3) wurde 2 mal täglich von 10 bis 11 Uhr und von 14 bis 15 Uhr gemessen. In jedem Landstück wurde an drei Bäumen mit 2 sonnenbeschienenen Blättern/Baum gemessen. Die Baldachin-Temperatur wurde unter Verwendung eines Everest Interscience (Modell 110) Infrarot-Thermometers mit einer Genauigkeit von +/–0,5°C gemessen, bei dem die Temperatur der Pflanzenoberfläche mit einem Durchmesser von ungefähr 1 m an der sonnenbeschienenen Seite des Baums bestimmt wurde. Die Daten für die Baldachin-Temperatur werden als die Differenz zwischen Blatt- und Luft-Temperatur dargestellt. Eine negative Baldachin-Temperatur kennzeichnet einen Baldachin, der aufgrund von Verdunstung und Wärmerückstrahlung kälter ist als die Lufttemperatur. Über die Daten wird in Tabelle I berichtet.
  • Tabelle 1
    Figure 00120001
  • Die Verwendung von hydrophobem Kaolin (Translink® 77) verbesserte im Vergleich zu konventionellem Management (51,6 vs 43,7 kg) den Ertrag, ohne eine bedeutsame Verringerung der Fruchtgröße (135 vs 136 g/Frucht).
  • Die Verwendung von hydrophobem Kaolin (Translink® 77) verbesserte im Vergleich zu konventionellem Management (23,9 vs 19,7) die Fruchtfarbe. Behandeltes CaCO3 (Supercoat® und geglühtes Kaolin (Satintone® 5HB)) verbesserte ebenfalls im Vergleich zu konventionellem Management (24,1 und 21,0 vs 19,7) die Farbe. Die unbehandelte Kontrolle verbesserte im Vergleich zu konventionellem Management (23,2 vs 19,7) die Farbe, aber dies kommt wahrscheinlich von der Entlaubung des Baums aufgrund dürftiger Schädlingskontrolle, weil keine Pestizide aufgetragen wurden (siehe Lord and Greene, Ibid.). Entlaubung, hervorgerufen durch Schädlingsschäden erhöhen die Lichteinwirkung auf die Fruchtoberfläche, die die Farbentwicklung verstärkt. Schädlingskontroll-Stufen waren in allen anderen Behandlungen angemessen und hatten keine Entlaubung zur Folge.
  • Der durchschnittliche Niederschlag von ungefähr 35,6 cm vom 1. April bis 30. August lag 40% unter normal.
  • Die Anwendung von Translink® 77 erhöhte die Photosynthese und die Spaltöffnungs-Leitfähigkeit und reduzierte die Pflanzentemperatur. Die Spaltöffnungs-Leitfähigkeit ist eine Messung der Breite der Spalten an der Unterseite des Blattes. Wasserverlust über Verdunsten tritt über die Spalten auf und wird über den Umfang der Spaltöffnung kontrolliert. Je größer der Umfang der Öffnung ist, umso größer ist die Spaltöffnungs-Leitfähigkeit und auch die Verdunstung ist größer. In der gleichen Weise ist der Umfang der Spaltöffnung größer, je größer der Zufluß an Kohlendioxid ist, der notwendig ist für die Photosynthese. Die Baldachin-Temperatur wurde durch die Anwendung von Translink® 77 aufgrund der ansteigenden Verdunstungskälte des Blatts verringert, auf eine erhöhte Spaltöffnungs-Leitfähigkeit bezogen, die aus der Anwendung von Translink® 77 resultiert. Die Anwendung von Calciumcarbonat (Supercoat®) verringerte vermutlich auch aufgrund der ansteigenden Verdunstungskälte des Blattes, bezogen auf die erhöhte Spaltöffnungs-Leitfähigkeit, die Pflanzen-Temperatur.
  • YAKIMA, WA
  • „Red Delicious"-Apfelbäume erhielten die folgenden Behandlungen: 1) keine Behandlung; diese unbehandelte Kontrolle war nicht den Schädlingen ausgesetzt, die den Grenzwert für Pestizid-Anwendung überschritt, 2) Anwendung von Translink® 77 am 5. April, am B. und 29. Mai; am 25. Juni; am 14. Juli; am 4. September, 3) Anwendung von Translink® 77 zu den gleichen Daten wie „(2)" und am 22. Mai, am 9. Juni und am 31. Juli. Bei den Behandlungen (2) und (3) wurden 11,34 kg (25 Pfund) an Material verwendet, das in 15,141(4 gal) Methanol suspendiert und zu 363,401(96 gal) Wasser hinzugefügt wurde. Diese Mischung wurde mit einer Rate von 935,4 l/Hektar (100 gal/acre) unter Verwendung einer Plantagen-Sprühvorrichtung aufgebracht. Die Behandlungen wurden in einem zufällig angeordneten, abgeschlossenen Absperrungs-Plan mit drei Parallelversuchen und 3 Bäumen/Land eingeordnet. Die Behandlungen wurden alle wöchentlich unter Verwendung einer Sprinkler-Bewässerung, die unterhalb der Bäume lokalisiert wurde, bewässert, um dem Wasserbedarf der Pflanzen zu entsprechen. Die Photosynthese und die Spaltöffnungs-Leitfähigkeit wurden am 17. bis 20. Juli 1997 gemessen. Die Photosynthese-Daten wurden unter Verwendung eines Licor 6300 Photosynthese-Systems gesammelt. Bei den Behandlungen (1), (2) und (3) wurde zweimal täglich von 10 bis 11 Uhr und von 14 bis 15 Uhr gemessen. In jedem Landstück wurden an 3 Bäumen mit 2 sonnenbeschienenen Blättern/Baum gemessen. Die Daten sind die Mittelwerte für alle Tage und Stunden der Proben. Die Baldachin-Temperatur wurde unter Verwendung eines Everest Interscience Infrared (Modell 110)-Thermometers mit einer Genauigkeit von +/–0,5°C gemessen, bei dem die Temperatur der Pflanzenoberfläche mit einem Durchmesser von ungefähr 1 Meter an der sonnenbeschienenen Seite des Baums bestimmt wurde. Die Daten für die Baldachin-Temperatur werden als die Differenz zwischen Blatt- und Lufttemperatur dargestellt. Eine negative Baldachin-Temperatur kennzeichnet einen Baldachin, der aufgrund von Verdunsten und Wärmerückstrahlung kälter ist als die Lufttemperatur. Die Baldachin-Temperaturdaten wurden vom 17. bis 20. August 1997 gesammelt. Die in Tabelle IV gezeigten Daten sind repräsentativ für den vollständigen Datensatz. Zur Erntezeit wurden zufällig 20 Früchte von jedem der 3 Bäume/Landstück gesammelt (Gesamtzahl von 180 Frucht/Behandlung). Die Früchte wurden gewogen und die Farbe bestimmt. Die Farbe wurde mit einem Hunter-Farbmesser bestimmt. Die Farb-Werte entsprechen Hunter „a"-Werten.
  • Tabelle 11
    Figure 00140001
  • Die Fruchtgröße wurde mit zunehmenden Anwendungen von Translink® 77 größer.
  • Die Bäume in der Studie hatten eine größere Fruchtgröße als die Studie in Kearneysville, WV aufgrund des Gebrauchs von Bewässerung. Die verringerte Baldachin-Temperatur von beiden Translink® 77-Behandlungen veranschaulicht, dass die Anwendung dieser Partikel die Pflanzentemperatur verringern kann.
  • Die Anwendung von Translink® 77 erhöht die Photosynthese und die Spaltöffnungs-Leitfähigkeit und reduzierte die Pflanzentemperatur. Die Baldachin-Temperatur wurde durch die Anwendung von Translink® 77 aufgrund der angestiegenen Verdunstungskälte des Blattes, bezogen auf erhöhte Spaltöffnungs-Leitfähigkeit, die aus der Anwendung von Translink® 77 folgte, verringert. Die Verringerung der Häufigkeit der Anwendung von 7 Auftragungen verringerte die Photosynthese, die Spaltöfnnung-Leitfähigkeit und die Baldachin-Temperatur im Vergleich mit 10 Auftragungen, was demonstriert, dass es eine vorteilhafte Antwort auf zunehmende Mengen von Translink® 77-Bedeckung gibt.
  • Beispiel 3
  • Santiago, Chile
  • Der „September Lady"-Pfirsich, eingeteilt in 4 m × 6 m, erhielt die folgenden Behandlungen: 1) übliche Pestizid-Anwendung, die aufgrund des Vorhandenseins von ökonomischen Niveaus an Schädlingen aufgebracht wurden, 2) keine Behandlung, 3) wöchentliche Anwendung von Translink® 77, beginnend am 29. Oktober 1996. Bei der Behandlung (3) wurden 11,34 kg (25 Pfund) an Material verwendet, das in 15,41(4 gal) Methanol suspendiert und zu 363,4 1 (96 gal) Wasser hinzugefügt wurde. Diese Mischung wurde in einer Rate von 935,4 l/Hektar (100 gal/acre) unter Verwendung einer Hochdruck-Handsprühvorrichtung aufgebracht. Die Behandlungen wurden wöchentlich unter Verwendung von Oberflächenbewässerung bewässert. Die Früchte wurden bei Reife geerntet und die Anzahl und das Gewicht gemessen. Die Daten werden in Tabelle III aufgeführt.
  • Tabelle III
    Figure 00160001
  • Der Gebrauch von hydrophobem Kaolin (Translink® 77) erhöhte im Vergleich zu der konventionellen Behandlung den Ertrag und die Kontrolle durch die zunehmende Anzahl von Frucht/Baum. Die Fruchtgröße wurde, wenn auch nicht statistisch, von 156 auf 137 Gramm aufgrund der größeren Fruchtzahl an dem Pfirsichbaum (94 vs 156) verringert.
  • Beispiel 4
  • Biglerville, Pa--Dan Pack Plantage
  • Die „Golden Delicious"-Äpfel erhielten 3 Anwendungen: 1) kommerzielle Pestizid-Anwendung, die gemäß des Vorhandenseins von ökonomischem Niveaus an Schädlingen aufgebracht wurde, unter Verwendung von Virginia, West Virginia und Maryland Cooperative Extension 1997 Spray Bulletin for Commercial tree Fruit Growers publication 456–419, 2) vollständige Rate von Translink® 77, und 3) die halbe Rate an Translink® 77. Bei den Behandlungen (2) und (3) wurden 11,34 (25) bzw. 5,67 kg (12,5 Pfund) an Material verwendet, das in 15,14 (4) bzw. 7,57 1 (2 gal) Methanol suspendiert und zu 378,5 1 (100 gal) Wasser hinzugefügt wurde. Diese Mischung wurde in einem Verhältnis von 1.870,8 1/Hektar (200 gal/acre) unter Verwendung einer Obstgarten-Sprühvorrichtung aufgebracht. Der behandelte Bereich war ein ungefähr 0,4 Hektar (1 acre) großes Landstück mit 2 Parallelversuchen von jeder Behandlung innerhalb eines zufälligen Absperrungsplans. Zur Erntezeit wurden die Landstücke kommerziell abgeerntet und durch eine kommerzielle Sortier-Linie weiterverarbeitet. Zum Zeitpunkt des Sortierens wurden 100 Früchte aus jedem Landstück zufällig ausgewählt, um die Fruchtgröße, die Farbe und die Oberflächenschäden zu bestimmen. Die Farbe wurde unter Verwendung eines Hunter-Farbmessers bestimmt. Die grünen Farb-Werte stellen Hunter „a"-Werte dar, bei denen höhere Werte mehr eine gelbe Farbe darstellen, was ein vorteilhaftes Merkmal bei „Golden Delicious"-Äpfeln ist. Über die Daten wird in Tabelle N berichtet.
  • Tabelle IV
    Figure 00170001
  • Die Anwendung von Translink® 77 mit der vollständigen und halben Rate reduzierte die grüne Farbe und Translink® 77 mit der vollen Rate erhöhte verglichen mit der halben Rate und der konventionellen Behandlung, die Fruchtgröße.
  • „Stayman"-Äpfel erhielten 2 Behandlungen: 1) übliche Pestizid-Anwendung, die aufgrund des Vorhandenseins von ökonomischen Niveaus an Schädlingen aufgebracht wurde, dabei verwendendend Virginia, West Virginia und Maryland Cooperative Extension 1997 Spray Bulletin for Commercial tree Fruit Growers publication 456–419, 2) bei einer Translink® 77-Behandlung wurden 11,34 kg (25 Pfund) an Material verwendet, das in 15,14 1 (4 gal) Methanol suspendiert und zu 363,4 1 (96 gal) Wasser hinzugefügt wurde. Die Mischung wurde mit einer Rate von 1.870,8 l/Hektar (200 gal/acre) unter Verwendung einer Plantagen-Sprühvorrichtung aufgebracht. Jede Behandlung wurde auf eine 0,405 Hektar (1 acre)-Absperrung ohne Zufallsprinzip aufgetragen. Die Äpfel wurden kommerziell geerntet und in einer kommerziellen Sortierlinie weiter verarbeitet. Die vorgestellten Daten stellen Prozent-Packouts von der kommerziellen Sortierlinie dar. Über die Daten wird in Tabelle V berichtet.
  • Tabelle V
    Figure 00180001
  • Die Anwendung von Translink® 77 erhöht den Packouts von größeren Früchten und verringert die Einbußen aufgrund zu kleiner Früchte (< 6,35 cm (< 2,5 inches)) im Vergleich zu konventioneller Behandlung.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Verstärken der Photosynthese von Gartenpflanzen, welches den Schritt umfaßt, daß man auf die Oberfläche der Gartenpflanze eine wirksame Menge von 25 bis 5.000 Mikrogramm Teilchenmaterial pro Quadratcentimeter Pflanzenoberfläche eines oder mehrerer stark reflektierender Teilchenmaterialien mit einer Block-Helligkeit von wenigstens etwa 90 aufbringt, wobei die Teilchenmaterialien feinteilig sind und einen Medianwert der individuellen Teilchengröße unter 3 Mikron haben, worin das Teilchenmaterial wenigstens geglühten Kaolin umfaßt, der auf die Oberfläche der Gartenpflanze in einer oder mehreren Schichten aufgebracht ist, um den Austausch von Gasen auf der Oberfläche der Pflanze zu ermöglichen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Teilchenmaterialien hydrophob sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Teilchenmaterialien hydrophil sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Teilchenmaterial einen hydrophilen Kern und eine hydrophobe Außenoberfläche umfaßt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, worin die hydrophilen Kernmaterialien weiter gewählt sind aus der Gruppe, die besteht aus Calciumcarbonat, Glimmer, Bentonit, Tonen, Pyrophyllit, Siliciumoxid, Feldspat, Sand, Quarz, Kreide, Kalkstein, Diatomeenerde, Baryt, Aluminiumtrihydrat, Titandioxid und Mischungen daraus.
  6. Verfahren nach Anspruch 3, worin die hydrophilen Materialien weiter gewählt sind aus der Gruppe, die besteht aus Calciumcarbonat, Talkum, Bentoniten, Tonen, Pyrophyllit, Siliciumoxid, Feldspat, Sand, Quarz, Kreide, Kalkstein, gefälltem Calciumcarbonat, Diatomeenerde, Baryten, Aluminiumtrihydrat, pyrogenem Silicium-oxid, Titandioxid und Mischungen daraus.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, worin die Materialien der hydrophoben Außenoberfläche gewählt sind aus der Gruppe, die besteht aus organischen Titanaten, organischen Zirconat- oder Aluminat-Haftvermittler, organofunktionellen Silanen, modifizierten Silicon-Fluiden und Fettsäuren und Salzen davon.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Gartenpflanze gewählt ist aus aktiv wachsenden oder Früchte tragenden Acker- und Zierpflanzen.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Gartenpflanze gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Früchten, Gemüsen, Bäumen, Blumen, Gräsern, Wurzeln, Samen und Landschafts- und Zierpflanzen.
  10. Verfahren nach Anspruch 4, worin die hydrophilen Kern-Teilchenmaterialien den geglühten Kaolin einschließen und weiter Calciumcarbonat einschließen.
  11. Verfahren nach Anspruch 3, worin die hydrophilen Teilchenmaterialien den geglühten Kaolin einschließen und weiter Calciumcarbonat einschließen.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Gartenpflanze eine aktiv wachsende oder Früchte tragende Gartenpflanze ist, die gewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Früchten, Gemüsen, Bäumen, Blumen, Gräsern, Wurzeln, Samen und Landschaftsund Zierpflanzen, die Teilchenmaterialien den geglühten Kaolin und gegebenenfalls Calciumcarbonat umfassen, die Teilchenmaterialien einen Medianwert der individuellen Teilchengröße von einem Mikron oder weniger aufweisen und worin die Teilchenmaterialien in einer oder mehreren Schichten) einmal oder mehrere Male während der Wachstumsperiode der Gartenpflanzen aufgebracht werden, was den Austausch von Gasen auf der Oberfläche der Pflanze ermöglicht.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, worin die feinteiligen Teilchenmaterialien einmal oder mehrere Male während der Wachstumsperiode der Gartenpflanze aufgebracht werden.
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