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Dokumentenidentifikation DE3752261T3 19.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000608915
Titel Saat-Vorbehandlung
Anmelder FOOD INVESTMENTS LTD., King's Lynn, Norfolk, GB
Erfinder Rowse, Hugh Robert, Oxhill, Warwick, GB
Vertreter WUESTHOFF & WUESTHOFF Patent- und Rechtsanwälte, 81541 München
DE-Aktenzeichen 3752261
Vertragsstaaten DE, FR, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 23.07.1987
EP-Aktenzeichen 941033938
EP-Offenlegungsdatum 03.08.1994
EP date of grant 17.03.1999
EPO date of publication of amended patent 06.12.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.04.2007
IPC-Hauptklasse A01C 1/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Diese Erfindung betrifft die Vorbehandlung von Saatgut, so dass eine raschere und gleichmäßigere Keimung nach der Aussaat im Freiland oder Gewächshaus eintritt, sowie Verfahren zur Behandlung von Saatgut z.B. mit Fungiziden.

Verfahren zur Beschleunigung der Keimung von Saatgut sind seit vielen Jahren bekannt. Verfahren, die eine teilweise Hydration der Samen gefolgt von einer Rücktrocknung auf den ursprünglichen Feuchtigkeitsgehalt beinhalten, werden manchmal als "Samenhärtung" bezeichnet, die typischerweise darin besteht, dass das Saatgut eine Reihe von Quell- und Trocknungszyklen durchläuft. Die Vorbehandlung des Saatguts kann durch teilweise Hydration der Samen durch Kontakt mit osmotischen Lösungen erfolgen, wonach die Samen auf den ursprünglichen Wassergehalt rückgetrocknet werden können. In kleinem Maßstab können Samen vorbehandelt werden, indem sie auf saugfähiges Papier gelegt werden, das mit der osmotischen Lösung gesättigt ist. Prinzipiell kann Saatgut im großem Maßstab vorbehandelt werden, indem es in die belüftete osmotische Lösung getaucht wird, was in der Praxis jedoch schwer zu verwirklichen ist, da die osmotischen Lösungen dazu neigen, bei Belüftung zähflüssig zu werden und zu schäumen.

Bisher ist noch kein Verfahren bekannt geworden, das bei Durchführung mit großen Mengen hinreichend praktikabel und kontrollierbar, reproduzierbar und wirksam ist, so dass es in großem Maßstab in die Praxis umgesetzt werden kann.

Die vorliegende Erfindung stellt nunmehr ein Verfahren zur Vorbehandlung von Saatgut bereit, umfassend das Inberührungbringen des Saatguts mit einer Wassermenge, die ausreicht, um den Gehalt davon auf ein gewünschtes Niveau anzuheben, wobei das gewünschte Niveau dasjenige ist, das erforderlich ist, um das Saatgut vorzubehandeln, jedoch nicht ausreicht, um dieses keimen zu lassen, was es dem Saatgut ermöglicht, die erforderliche Wassermenge aufzunehmen, und, nachdem die erforderliche Wassermenge aufgenommen wurde und der Hydratationsvorgang beendet ist, das Beibehalten des Saatguts in einer Rührbewegung über eine Zeitspanne von einem oder mehreren Tagen durch Aufbewahrung des Saatguts, das einen Vorratsbehälter teilweise füllt und Rotieren des Behälters um eine im Wesentlichen horizontale Achse.

Die Weiterführung der Rühr- bzw. Umwälzbewegung des Saatguts nach Beendigung des Hydrationsprozesses verhindert die Bildung von Gradienten des Wassergehalts durch Verdampfung und Kondensation. Des weiteren scheint das Wachstum von Pilzfäden unterbunden zu werden.

Die obigen Hinweise auf "Wasser" sollten dahingehend verstanden werden, dass sie sich allgemein auf wässerige Medien beziehen, z.B. Lösungen, die Fungizide oder andere aktive Materialien enthalten, sowie auf Wasserdampf und Wasser in flüssiger Form.

Der Prozess der vorliegenden Erfindung kann bis zum Erhalt von Saatgut durchgeführt werden, das bis zu einem Punkt gequollen ist, ab dem es bei weiterer Wasserzufuhr rasch keimen würde.

Vorzugsweise erfolgt die Rühr- bzw. Umwälzbewegung in der Weise, dass sie ein Zusammenballen des Saatguts durch Pilzfäden verhindert.

Das Saatgut wird vorzugsweise mehrere Tage in einer Rühr- bzw. Umwälzbewegung gehalten.

Die Umwälzbewegung kann über eine Zeitspanne von mindestens einer Woche, z.B. zwei Wochen, andauern.

Die Umwälzbewegung kann in einem aus Glas oder Aluminium bestehenden Behälter oder in einem mit Aluminium ausgekleideten Behälter ausgeführt werden.

Die Wassermenge kann ein Behandlungsmittel für Saatgut, z.B. ein Fungizid enthalten.

Da sich an die Anwendung von Fungizid enthaltendem Wasser während der Vorbehandlung des Saatguts eine Zeitspanne anschließt, in der die Samen eine gewisse Entwicklung erfahren, kann auch der Beginn der Entwicklung von Pilzsporen eintreten. Dadurch kann der Pilz leichter durch das Fungizid angegriffen werden, was die Möglichkeit eröffnet, den Pilz vor der Aussaat abzutöten.

Nach dieser Umwälzbewegung kann das Saatgut wieder auf einen niedrigeren Wassergehalt rückgetrocknet werden, um die Lagerung zu erleichtern. Wahlweise kann das Saatgut unmittelbar nach der Umwälzbewegung ohne Trocknung ausgesät werden.

Zur Vorbehandlung von Samen gemäß der Erfindung werden die Samen vorzugsweise so in eine Samen-Behandlungskammer eingebracht, dass diese teilweise gefüllt ist. Danach werden die Samen vorzugsweise in einer Rühr- bzw. Umwälzbewegung gehalten, während sie mit Wasser in Kontakt gebracht werden.

Vorzugsweise wird die Samen-Behandlungskammer gedreht, um die Umwälzbewegung zu erzeugen. Das auf diese Weise erzeugte Umwälzen kann sehr sanft erfolgen und birgt ein geringeres Risiko, das Saatgut zu verletzen als die Berührung mit einem beweglichen Rührelement.

Die Samen-Behandlungskammer hat vorzugsweise die Form eines waagrecht angeordneten Zylinders, und die Drehung erfolgt um dessen waagrechte Achse. Ein Abstreiferelement kann vorgesehen werden, um Samen von der aufsteigenden Wand einer solchen zylindrischen Kammer abzulösen.

Das eingeleitete Wasser kann über einen Abschnitt der Kammerwand oberhalb des Saatgutpegels in der Kammer verteilt werden.

Wenn der so erzeugte Wasserfilm das Samenbett in der Kammer passiert, bleiben Samen an der feuchten Kammerwand haften, wodurch die Umwälzwirkung der Drehung verstärkt und eine sehr gleichmäßige Wasseraufnahme des Saatguts ermöglicht wird.

Feuchtigkeit wird vorzugsweise auf eine kontrollierte Weise in die Kammer eingeleitet, damit sie mit den Samen in flüssiger Form z.B. als Nebel oder Oberflächenfilm in Berührung kommt, wovon das Saatgut Feuchtigkeit bis zu einer vorgegebenen Menge absorbiert, jedoch weiterhin frei fließt. Durch diese Methode kann man sich die Tendenz des trockenen Saatguts, Wasser beim erstmaligen Kontakt mit Wasser rasch zu absorbieren, zu Nutze machen, aber die Hydration auf einem Feuchtigkeitsniveau zu beenden, das eine vorzeitige Keimung verhindert.

Vorzugsweise ist der Kontakt die einzelnen Samen mit dem flüssigen wässerigen Medium zeitlich begrenzt oder intermittierend, und das Wasser sollte hinreichend gleichmäßig verteilt werden, damit die Samen nicht örtlich so nass werden, dass sie verklumpen, sondern weiterhin frei fließen. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass eine relative Bewegung zwischen einer Wasserschicht und dem zu behandelnden Saatgut vorgesehen wird, so dass die Samen mit der Wasserschicht oder dem Wasserfilm auf die gewünschte Weise in Berührung bzw. nicht mehr in Berührung kommen. Somit wird das Wasser gleichmäßig auf die sich in ständiger Bewegung befindlichen Samen verteilt, die dadurch in einem frei fließenden Zustand bleiben.

Die Menge des in die Kammer eingeleiteten Wassers wird vorzugsweise durch Wiegen der Kammer überwacht, und die Gewichtsmessungen dienen vorzugsweise zur Regelung des Durchsatzes des eingeleiteten Wassers.

Das Wasser kann als Dampf oder Wasserdampf eingeleitet werden und als dünner Film auf dem Kammerwandabschnitt kondensieren, um das verteilte flüssige Wasser bereitzustellen. Dieses Verfahren kann reguliert werden, um auf der Kammerwand einen extrem feinen Wasserfilm, nicht mehr als ein Beschlagen der Wand, bereitzustellen, sofern gewünscht. So kann beispielsweise ein Dampfkessel periodisch als Reaktion auf die Gewichtsmessungen aktiviert und deaktiviert werden, um den Durchsatz des in Form von Dampf eingeleiteten Wassers zu regeln.

Wahlweise kann Wasser in Form von flüssigem Wasser direkt eingesprüht oder anderweitig auf das Saatgut oder an die Wand der Kammer geleitet werden. Das Wasser kann oberhalb des Saatgutpegels in der Kammer an die Kammerwand eingeleitet werden, z.B. aus einer Vielzahl zur Kammerwand gerichteten Rohren mit feinen Bohrungen.

Das Wasser kann an die Kammerwand gepumpt werden, und der Wasserdurchsatz kann durch Steuern der Pumpe geregelt werden.

Die Samen-Behandlungskammer besteht vorzugsweise als Aluminium oder ist damit ausgekleidet.

Die Behandlungskammer kann eine horizontale rotierende Trommel sein, die auf einer mit einem Mikrocomputer verbundenen elektronischen Waage montiert ist, so dass der Feuchtigkeitsgehalt der Samen kontinuierlich überwacht werden kann. Wasser kann der Trommel mittels eines Geräts zugeführt werden, das winzige Wasserdampfmengen freisetzt, die als dünner Film (Nebel) auf der Innenfläche der Trommel kondensieren. Wenn sich die Trommel dreht, wird der dünne Feuchtigkeitsfilm zu den Samen am Boden der Trommel mitgenommen. Die Absorption von Feuchtigkeit bewirkt, dass die Samen an der Trommel haften bleiben und mit der sich bewegenden Oberfläche bis zu einem Abstreifer nach oben steigen, durch den sie wieder zum Boden der Trommel herunterfallen, wo sie sich innig mit der Saatgutmenge in der Trommel vermischen. Der Durchsatz der Dampf- oder Nebelerzeugung kann durch den Computer gesteuert werden, so dass der Wassergehalt des Saatguts einem vorgegebenen Verlauf folgt.

Wahlweise kann die Bewegung der Samen in der Trommel so überwacht werden, dass die Zugabe von übermäßig viel Wasser verhindert wird. Das Wasser kann auf diese Weise mit einem Durchsatz zugeführt werden, der von den Samen absorbiert werden kann, anstatt einem vorgegebenen Verlauf zu folgen, so dass die Zugabe von Wasser verlangsamt oder unterbrochen werden kann, wenn die Samen beginnen, nicht mehr frei zu fließen.

Es versteht sich, dass die Einbeziehung eines Steuerungssystems in die Vorrichtung zur Durchführung des der vorliegenden Erfindung entsprechenden Verfahrens weitreichende Änderungen der Betriebsbedingungen, Quell- und Trocknungszyklen sowie anderer Prozessparameter gestattet, so dass ein weiter Bereich von Saatgutsorten behandelt werden kann, von denen zahlreiche eventuell besondere Anforderungen stellen. Die Zufuhr von Wasser zu den Samen kann je nach Saatgutsorte und anderen Umständen verschiedene Strategien erforderlich machen. Beispielsweise kann ein kurzer Zyklus von ca. 24 Stunden für bestimmte Saatgutsorten am besten geeignet sein. Auch hier kann ein Wasserdurchsatz, der sich entweder an einem Verlauf mit konstantem Durchsatz, einer Exponentialkurve oder einer anderen Form von Quellverlauf orientiert, wie erforderlich programmiert werden.

Der Prozess zur Vorbehandlung des Saatguts gemäß der vorliegenden Erfindung vermeidet die Verwendung übermäßiger Mengen der Quellflüssigkeit. Bei den meisten Anwendungen wird die Menge des hinzugefügten Wassers, das aus der Dampfphase kondensiert sein kann, von den Samen aufgesaugt werden, so dass wenig oder kein überschüssiges Wasser verbleibt. Dieses Merkmal der Erfindung hat den Vorteil, dass zusätzliche zur Behandlung des Saatguts erforderliche Substanzen wie beispielsweise Fungizide kostengünstiger eingesetzt werden können.

Durch Hinzufügen kontrollierter Mengen von Fungiziden oder anderen Substanzen zum Saatgut während der Behandlung führt das Aufsaugen des Wassers dazu, dass die zugefügte Substanz in die Samen transportiert wird, wobei geringe oder keine Rückstände verbleiben. Fungizide und/oder andere Behandlungssubstanzen lassen sich durch die hierin beschriebenen Verfahren im dem Saatgut zugeführten Wasser auf problemlose Weise lösen oder suspendieren.

Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert; es zeigen:

1, 2 und 3 jeweils eine Längsansicht und zwei Ansichten der gegenüberliegenden Stirnseiten einer Saatgut-Behandlungstrommel und der zugehörigen Ausrüstung;

4 eine detaillierte Ansicht eines Dampfeinspritzrohrs zur Verwendung in der in 1 dargestellten Saatgut-Trommel;

5 ein schematisches Diagramm des gesamten Systems mit der in 1 dargestellten Saatgut-Trommel, einem Steuerungssystem und sonstiger zugehöriger Ausrüstung;

6 das Diagramm eines Computerprogramms;

7 eine Ansicht ähnlich derjenigen von 1 eines zweiten Beispiels einer Saatgut-Behandlungstrommel; und

8 eine Ansicht ähnlich derjenigen von 3 der Trommel in 8.

Wie aus 1 bis 3 ersichtlich ist, handelt es sich bei der Saatgut-Behandlungskammer um eine zylindrische Trommel 1 aus Aluminium mit einer stirnseitigen Abdeckung 2 an ihrem rechten Ende (2) und einer partiellen stirnseitigen Abdeckung 3 an ihrem linken Ende (3). Die Abdeckung 3 hat eine mittige Öffnung 4, durch die sich ein Dampfeinspritzrohr 5 erstreckt, dessen Konstruktion in 4 detailliert dargestellt ist.

Die Trommel 1 ist drehbar auf zwei Scheibenpaaren 6 und 7 gelagert, wobei jedes Paar mittels einer drehbaren Welle verbunden ist. Das Scheibenpaar 6 dient als Antriebsscheiben, die von einem Motor 8 getrieben werden, während es sich bei dem anderen Paar 7 um freilaufende Scheiben handelt. Der Motor 8 und die Antriebsbaugruppe sind am geschlossenen Ende der Trommel 1 angeordnet. Die Baugruppe umfasst eine angetriebene Scheibe 9, eine Spannscheibe 10 und eine Antriebsscheibe 11, die koaxial zu den auf der Welle sitzenden Scheiben 6 angeordnet ist und die Welle antreibt.

Innerhalb der Trommel 1 wird ein länglicher flexibler Abstreifer 12 von einem Winkeleisen 13 gehaltert und steht in Berührung mit der Zylinderinnenfläche der Trommel 1, um an der Trommel anhaftende Samen zu entfernen, wenn sich diese dreht.

Wie aus 4 ersichtlich ist, weist das Dampfgeneratorsystem ein Dampfeinspritzrohr 5 in Form eines gekippten L auf, dessen senkrechter Schenkel 14 als Wasservorratsbehälter dient und einen Tauchsieder 15 enthält. Die Wasserzufuhr in den Schenkel erfolgt aus einem Gerät 16 mit konstantem Pegel. Der waagrechte Schenkel 17 weist an seiner Oberseite eine Reihe von Dampfauslasslöchern 18 auf. Die Temperaturüberwachung erfolgt mittels des Thermistors 19 am Schenkel 17 und eines weiteren Thermistors 20 in dem im Schenkel 14 enthaltenen Wasser. Wie aus 3 ersichtlich ist, wird das Dampfeinspritzrohr 5 im oberen Teil der Trommel 1 gehaltert, so dass aus den Löchern 18 eingeleiteter Dampf auf die obere Innenfläche der Trommel 1 auftrifft und kondensiert, um einen Feuchtigkeitsfilm auf dieser Innenfläche zu bilden, die sich dann nach unten bewegt, wenn die Trommel entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert.

Wie aus 5 ersichtlich ist, ist die Trommel 1 auf einer Waage 21 montiert, so dass bei im unteren Teil der Trommel befindlichem Saatgut, das wie nachfolgend beschrieben einer Quelloperation unterzogen wird, das kumulative Gewicht des Saatguts kontinuierlich überwacht und entsprechend einem vorgegebenen Quellverlauf oder -zyklus geregelt werden kann. Das Steuerungssystem weist einen Computer 22, einen Drucker 23, eine A/D-Steuerungs-Schnittstelle 24 und eine Spannungsversorgung 25 auf.

Ein Beispiel eines Computerprogramms zur Verwendung gemäß der Erfindung ist in 6 dargestellt.

Der Drucker 23 dient zum Ausdrucken der Einzelheiten des Quellprogramms (z.B. Probengewicht und Referenz, Anfangswassergehalt des Saatguts, erforderlicher Wassergehalt des Saatguts, Dauer und Art des Quellverlaufs). Außerdem druckt er in zeitlichen Abständen die verschiedenen Temperaturen und Gewichte aus, um eine Aufzeichnung bereitzustellen, aus der die korrekte Einhaltung des Quellverlaufs hervorgeht.

Die Betriebsweise des Systems ist wie folgt.

Das zu behandelnde Saatgut wird in den Boden der Trommel 1 eingebracht und langsam mittels eines auf der oberen Innenfläche der Trommel kondensierten Wasserfilms, der durch die Drehung der Trommel in das Saatgut mitgenommen wird, hydriert. Mit der Absorption von Feuchtigkeit bleiben die Samen an der aufsteigenden Fläche der Trommel 1 haften. Der Abstreifer 12 entfernt die Samen von der Trommeloberfläche, so dass sie zurückfallen und sich mit dem Rest der Saatgutcharge mischen. Dies sorgt für eine gute Durchmischung und stellt sicher, dass alle Samen mit dem Wasserfilm in Kontakt kommen. Der Prozess ermöglicht außerdem eine sehr allmähliche Hydration, so dass die Samen zu keinem Zeitpunkt zu nass erscheinen oder aneinander kleben. Die Dampfabgabe und -kondensation ist mit dem Auge nicht erkennbar.

Dampf aus dem Dampfgenerator wird über die Dampfauslasslöcher 18 in das Innere der Trommel 1 geleitet. Der Thermistor 19 misst die Temperatur am Schenkel 17 des Rohrs 5. Bei aus den Löchern 18 austretendem Dampf beträgt die Temperatur nahezu 100°C. Der Computer 22 überwacht den Ausgang vom Thermistor 19, und wenn kein Wasser erforderlich ist, regelt er die Einschaltdauer des Heizelements 15 in der Weise, dass genügend Dampf in das Rohr 5 geliefert wird, um es auf einer festen Haltetemperatur zu halten, aber nicht genug, um auf der Trommel zu kondensieren. Der Zweck, das System für die Dampferzeugung auch dann "unmittelbar in Bereitschaft" zu halten, wenn kein Wasser erforderlich ist, ist, ein rasches Ansprechen zu erzielen, wenn Wasser zum Saatgut hinzuzufügen ist. Die Rückkopplung zwischen dem Thermistor 19 und dem Heizelement 15 stellt sicher, dass die Bedingung "unmittelbare Bereitschaft zur Dampferzeugung" selbst dann aufrechterhalten bleibt, wenn sich die äußeren Bedingungen ändern, z.B. wenn kaltes Wasser vom Gerät 16 in den Schenkel 14 eintritt.

Der Ausstoß von Wasserdampf ist von null bis zu einem maximalen Durchsatz regelbar und wird durch die Wattzahl des Heizelements 15 bestimmt. Sehr hohe Durchsätze würden die Temperatur in der Trommel 1 wegen der durch die Kondensation freigesetzten latenten Wärme erhöhen. Aus diesem Grund können für den Einsatz im großen Maßstab andere Verfahren zur Erzeugung des Wasserfilms bevorzugt werden. Wahlweise könnte die Außenseite der Trommel 1 gekühlt werden.

Wird kein Wasser in die Trommel eingeleitet, verlieren die Samen in Abhängigkeit von der Umgebungsfeuchte Wasser. Der Computer kann in jedem beliebigen Quell- und Trocknungsverlauf programmiert werden. Gemäß einer Strategie nimmt das Saatgut in der kürzestmöglichen Zeit z.B. in etwa 24 Stunden so viel Wasser wie möglich auf, ohne dass eine anschließende Keimung verursacht wird. Es ist notwendig, im Voraus zu bestimmen, wie viel Wasser die Samen in 24 Stunden absorbieren können. Schätzwerte wurden aus Experimenten gewonnen, bei denen eine Saatgutprobe Wasser aus einer Polyethylenglycollösung durch eine Membran absorbiert.

Wie aus 7 und 8 ersichtlich ist, ähnelt eine alternative Form einer Vorrichtung zur Vorbehandlung von Saatgut für die erfindungsgemäße Verwendung zwar derjenigen von 1 bis 3, setzt jedoch ein alternatives Verfahren für die Einleitung von Wasser in die Behandlungstrommel ein. Der Dampfgenerator und das Dampfrohr 5 werden durch eine Pumpe 28 ersetzt, beispielsweise eine peristaltische Pumpe, die über ein durch die Öffnung 4 in die Behandlungstrommel geführtes Rohr 30 mit einem Verteiler 26 neben der Trommelwand verbunden ist. Der Verteiler 26 hat eine Vielzahl Auslässe, von denen ein jeder mit einem Kunststoffrohr 27 mit einer sehr feinen Bohrung verbunden ist, die sich an die Trommelwand anlegend verlegt sind. Die Bohrung der dünnen Rohre 27 kann so gewählt sein, dass winzige Wassertropfen von der Trommel abgesaugt werden, wenn diese rotiert. Diese Rohre 27 können beispielsweise einen Innendurchmesser von ca. 0,4 mm und verallgemeinert einen Innendurchmesser im Bereich von 0,1 bis 1 mm haben.

Alternativ kann eine Mehrkanalpumpe verwendet werden, wobei jeder Kanal ein Rohr mit feiner Bohrung aufweist, das von der Pumpe zur Kammerwand führt, wodurch die Verwendung eines Verteilers 26 vermieden und die Gefahr einer ungleichen Strömung durch die einzelnen Rohre mit feiner Bohrung verringert wird.

Die erforderliche Gesamtmenge Wasser kann berechnet und es kann dafür gesorgt werden, dass diese mit einem konstanten Durchsatz von der Pumpe 28 über eine zu wählende Zeitspanne z.B. 24 Stunden durch Einregeln der Pumpleistung gefördert wird. Alternativ können auch komplexere Hydrationsprogramme angewendet werden. Zu diesem Zweck kann die Pumpe 28 von einer Steuerungseinheit 29 gesteuert werden, so dass sie auf eine vom Benutzer gewählte Weise mit einer Pumpleistung in Abhängigkeit von der Zeit arbeitet. Ist die Pumpe 28 nicht fähig, einen exakt vorgegebenen Ausstoß zu fördern, kann die Behandlungsvorrichtung auf einer Waage montiert und das Gewicht des von der Pumpe gelieferten Wassers direkt überwacht werden, und ein Gewichtssignal kann zur Steuerungseinheit 29 zurückgeführt werden, um die Betriebsleistung der Pumpe zu steuern.

Nach der Hydration des Saatguts wird dieses so in einen Glas- oder Aluminiumbehälter gebracht, dass dieser zum Teil gefüllt ist, der auf einem nahezu senkrechten Drehtisch (nicht dargestellt) etwa zwei Wochen lang um eine waagrechte Achse rotiert. Danach kann es unmittelbar ausgesät oder rückgetrocknet werden, um die Lagerung zu erleichtern. Das Saatgut kann jedoch auch ohne Trocknung über eine Zeitspanne von mehreren Wochen bei kühlen Bedingungen z.B. bei 0°C gelagert werden. Der Zweck des rotierenden Drehtisches ist, die Samen in relativer Bewegung zu halten, um geringfügige Temperaturgradienten zu vermeiden, die Kondensation im Behälter und damit die Keimung einiger Samen zu Lasten der anderen verursachen würden. Es hat sich außerdem gezeigt, dass die Rotation das Wachstum von Pilzfäden in der Charge verhindert. Drehzahlen von 0,1 bis 10, z.B. 4 bis 5 U/min, sind geeignet.

Die Anwendung des dieser Erfindung entsprechenden Prozesses bei der Vorbehandlung von Saatgut wird nunmehr anhand der folgenden Beispiele erläutert.

BEISPIEL 1

Eine Probe von 10 g Lauchsamen mit einem ursprünglichen Wassergehalt von 9% (der Wassergehalt wird stets auf Basis des Trockengewichts angegeben) wurde in der Vorrichtung gemäß 1 bis 6 behandelt. Der Computer wurde auf einen linearen Anstieg des Wassergehalts so programmiert, dass die Samen über eine Zeitspanne von 20 Stunden einen Wassergehalt von 90% erreichten. Der Wassergehalt der Samen nach der Behandlung betrug 89,9%. Die behandelten Samen wurden dann entwickelt, indem sie in der um die horizontale Achse rotierenden Trommel zwei Wochen lang bei 22°C mit einer Drehzahl von etwa 5 U/min in einer Taumelbewegung gehalten wurden.

Es wurden Keimtests durchgeführt mit:

  • 1. den unbehandelten Samen;
  • 2. den behandelten Samen nach einer zweiwöchigen Entwicklung, jedoch ohne Trocknung (behandelt, ungetrocknet);
  • 3. den behandelten Samen nach einer zweiwöchigen Entwicklung, nachdem sie auf einen Wassergehalt von 9% rückgetrocknet worden waren.

Die Tests erfolgten, indem man zwei identische Proben von jeweils 150 Samen auf feuchtem Filterpapier bei 20°C keimen ließ. Die gekeimten Samen wurden täglich gezählt und entfernt, bis keine Samen mehr keimten. Aus den Ergebnissen wurden drei Parameter berechnet:

  • 1. Der Prozentsatz der gekeimten Samen.
  • 2. Die mittlere Keimdauer derjenigen Samen, die keimten.
  • 3. Die Standardabweichung der Keimdauern, die ein Maß für die Gleichmäßigkeit der Keimung darstellt.

Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 dargestellt. Diese zeigt nur ein Beispiel aus zahlreichen Datensätzen. Diese weisen sämtlich eine übereinstimmende Verkürzung der Keimdauer und einer Verringerung der Standardabweichung auf und entweder eine geringe Auswirkung auf die oder eine Zunahme der Keimfähigkeit.

BEISPIEL 2 Lauchsamen – Keimung von 10 Cultivaren

Verschiedene Cultivare (Varietäten) oder sogar verschiedene Samenlose desselben Cultivars können sich darin unterscheiden, wie sie auf die Vorbehandlung ansprechen. Zum Nachweis dafür, dass das Ergebnis von Beispiel 1 nicht nur auf ein Cultivar beschränkt ist, wurde ein Experiment durchgeführt, bei dem die Samen von zehn Lauch-Cultivaren entweder durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit Hydration gefolgt von zweiwöchiger Um-Wälzbewegung (im folgenden als Trommel-Vorbehandlung bezeichnet) oder durch Planieren der Samen auf Filterpapier, das mit einer Lösung Polyethylenglycol 20.000 zur Erzeugung eines osmotischen Potentials von 1,5 MPa (im folgenden als PEG-Vorbehandlung bezeichnet) vorbehandelt wurden. Bei diesem und bei den späteren Beispielen erfolgte die Umwälzbewegung bei 15°C. Nach zweiwöchigem Verbleib auf dem Filterpapier wurden die Samen entfernt und gewaschen. Einige Samen aus beiden Verfahren wurden rückgetrocknet, andere ungetrocknet belassen, so dass sich insgesamt vier Vorbehandlungen ergaben (PEG-Vorbehandlung, getrocknet; Trommel-Vorbehandlung, getrocknet, PEG-Vorbehandlung, ungetrocknet; Trommel-Vorbehandlung, ungetrocknet). Die Keimtests erfolgten auf nassem Filterpapier bei 20°C.

Tabelle 2 zeigt die Auswirkungen der Behandlungen auf die Keimfähigkeit. Der Unterschied zwischen den Vorbehandlungen war gering, alle erhöhten die Keimfähigkeit von durchschnittlich ca. 88% auf etwa 92%. Die Auswirkungen auf die Keimdauer sind in Tabelle 3 dargestellt. Hier zeigen sich deutliche Unterschiede zwischen den Behandlungen, wobei das ungetrocknete Saatgut rascher keimte als das getrocknete, und das trommelbehandelte (getrocknet oder ungetrocknet) rascher keimte als das entsprechende PEG-vorbehandelte Saatgut. Das ungetrocknete trommelbehandelte Saatgut keimte von allen am schnellsten, wobei die mittlere Dauer 0,59 Tage im Vergleich zu einem Mittelwert von 3,61 Tagen für das unbehandelte Saatgut betrug. Die Standardabweichung der Keimdauer ist ein Maß für die Streuung oder die Gleichmäßigkeit der Keimung. Niedrige Werte gelten als gut, da sie ein Potential für die Erzeugung einer gleichmäßigen Art anzeigen. Die Standardabweichung der Keimdauer ist in Tabelle 4 dargestellt. Die Tendenz ist hier ähnlich wie die bei der Keimdauer festgestellte, nämlich dass ungetrocknete Samen bessere Werte als getrocknete, und trommelbehandelte Samen bessere Werte als PEG-behandelte aufweisen. Die Gleichmäßigkeit der Keimung, die auf Basis dieses Parameters gemessen wurde, war beim trommelbehandelten ungetrockneten Saatgut um durchschnittlich etwa das Zehnfache höher (d.h. hinsichtlich der Standardabweichung reduziert in dieser Größenordnung).

Die Trommel-Vorbehandlung erweist sich also für einen Bereich von zehn Lauch-Cultivaren als effektiv, und für alle Cultivare führt sie zu Ergebnissen, die mindestens gleich gut wie und häufig besser als bei der PEG-Vorbehandlung sind.

Legende

  • Contr
    = unbehandelte Samen
    PD
    = PEG-vorbehandelte Samen (getrocknet)
    DD
    = trommelvorbehandelte Samen (getrocknet)
    PU
    = PEG-vorbehandelte Samen (ungetrocknet)
    DU
    = trommelvorbehandelte Samen (ungetrocknet)

Legende

  • Contr
    = unbehandelte Samen
    PD
    = PEG-vorbehandelte Samen (getrocknet)
    DD
    = trommelvorbehandelte Samen (getrocknet)
    PU
    = PEG-vorbehandelte Samen (ungetrocknet)
    DU
    = trommelvorbehandelte Samen (ungetrocknet)

Legende

  • Contr
    = unbehandelte Samen
    PD
    = PEG-vorbehandelte Samen (getrocknet)
    DD
    = trommelvorbehandelte Samen (getrocknet)
    PU
    = PEG-vorbehandelte Samen (ungetrocknet)
    DU
    = trommelvorbehandelte Samen (ungetrocknet)

BEISPIEL 3 Lauch – Auswirkungen von Temperatur und Wasserdruck auf die Keimfähigkeit vorbehandelter und naturbelassener Samen.

Bei Beispiel 2 im Rahmen der Tests mit zehn Cultivaren wurden die fünf Samenproben bei 20°C und einem Wasserdruck von null zum Keimen gebracht, wobei es sich hierbei um Bedingungen handelt, die bei im Freiland ausgesäten Samen wahrscheinlich kaum vorzufinden sind. Die Auswirkungen von vier Temperaturen (5, 10, 15 und 20°C) und fünf Stufen des Wasserdrucks (0; 0,1; 0,2; 0,3 und 0,4 MPa) wurden für die vier vorbehandelten Samenproben und die unbehandelte Samenprobe geprüft. Die Auswirkungen auf die Keimfähigkeit, die Keimdauer und die Standardabweichung der Keimdauer sind in Tabellen 5, 6 bzw. 7 dargestellt. Bei allen drei Parametern zeigten trommelvorbehandelte Samen eine Tendenz zum günstigeren Verhalten als PEG-vorbehandelte Samen, und ungetrocknete Samen verhielten sich besser als getrocknete. Die stärkste Auswirkung auf die Keimfähigkeit ergab sich bei niedrigen Temperaturen und niedrigen Wasserdrücken. So keimte z.B. das ungetrocknete trommelvorbehandelte Saatgut bei 5°C und 0 oder 0,1 MPa ungefähr etwa 20 mal so schnell wie das unbehandelte Saatgut unter den gleichen Bedingungen.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Trommel-Vorbehandlung im allgemeinen bessere Ergebnisse erzielte als die PEG-Vorbehandlung und dass die am stärksten ausgeprägten Auswirkungen auf die Keimfähigkeit am ehesten unter Bedingungen mit niedriger Temperatur und niedrigem Wasserdruck, die typischerweise bei Frühsaaten vorliegen, auftreten.

Legende

  • Contr
    = unbehandelte Samen
    PD
    = PEG-vorbehandelte Samen (getrocknet)
    DD
    = trommelvorbehandelte Samen (getrocknet)
    PU
    = PEG-vorbehandelte Samen (ungetrocknet)
    PU
    = PEG-vorbehandelte Samen (ungetrocknet)
    DU
    = trommelvorbehandelte Samen (ungetrocknet)

Legende

  • Temp
    = Temperatur in °C
    Contr
    = unbehandelte Samen
    PD
    = PEG-vorbehandelte Samen (getrocknet)
    DD
    = trommelvorbehandelte Samen (getrocknet)
    PU
    = PEG-vorbehandelte Samen (ungetrocknet)
    DU
    = trommelvorbehandelte Samen (ungetrocknet)

Legende

  • Temp
    = Temperatur in °C
    Contr
    = unbehandelte Samen
    PD
    = PEG-vorbehandelte Samen (getrocknet)
    DD
    = trommelvorbehandelte Samen (getrocknet)
    PU
    = PEG-vorbehandelte Samen (ungetrocknet)
    DU
    = trommelvorbehandelte Samen (ungetrocknet)

BEISPIEL 4 Lauch – Verhalten von im Freiland ausgesäten Saatgut.

In der Trommel vorbehandelte Samen wurden mit Samen verglichen, die zwei Wochen in einer belüfteten PEG-Lösung vorbehandelt wurden. Dieses Vorbehandlungsverfahren ist wahrscheinlich die wichtigste Alternative zur Trommel-Vorbehandlung für die Vorbehandlung von Saatgut im großem Maßstab. Die Auswirkung auf die Auflaufdauer und die Standardabweichung der Auflaufdauer von zwei Samenlosen mit nomineller Keimfähigkeit von 66% und 90% sind in Tabelle 8 dargestellt. Die Wetter- und Bodenbedingungen haben zweifellos einen großen Einfluss auf das Verhalten der vorbehandelten Samen im Freiland, jedoch beweisen die Ergebnisse dieses Beispiels, dass sämtliche Vorbehandlungen die Auflaufdauer um etwa drei bis vier Tage verkürzten, dass die Standardabweichung der Auflaufdauer bei vorbehandelten Samen jedoch die Tendenz hatte, zuzunehmen.

BEISPIEL 5

Bei einer Demonstration im Labor ähnlich derjenigen für Lauch in Beispiel 3 wurde die Auswirkung von Temperatur und Wasserdruck auf die Keimfähigkeit von unbehandelten und trommelvorbehandelten Zwiebelsamen untersucht. Die Auswirkungen auf die Keimfähigkeit, Keimdauer und die Standardabweichung der Keimdauer sind in Tabelle 9, 10 bzw. 11 dargestellt. Die Verbesserungen der Keimfähigkeit waren im allgemeinen geringer als bei Lauch, aber immer noch durchaus beachtlich. Ungetrocknete Samen keimten rascher und gleichmäßiger als getrocknete Samen.

Legende

  • Temp
    = Temperatur in °C
    Contr
    = unbehandelte Samen
    DD
    = trommelvorbehandelte Samen (getrocknet)
    DU
    = trommelvorbehandelte Samen (ungetrocknet)

Legende

  • Temp
    = Temperatur in °C
    Contr
    = unbehandelte Samen
    DD
    = trommelvorbehandelte Samen (getrocknet)
    DU
    = trommelvorbehandelte Samen (ungetrocknet)

Legende

  • Temp
    = Temperatur in °C
    Contr
    = unbehandelte Samen
    DD
    = trommelvorbehandelte Samen (getrocknet)
    DU
    = trommelvorbehandelte Samen (ungetrocknet)

Im Gegensatz zum Experiment im Labor war das Verhalten der trommelvorbehandelten im Freiland ausgesäten Zwiebelsamen sehr gut. Bei einer Demonstration, die die Verwendung eines Startdüngers (oder Wasser) unterhalb des Samens während des Eindrillens beinhaltete, trieben getrocknete und ungetrocknete trommelvorbehandelte Samen im Durchschnitt um 2,4 bis 4,7 Tage früher als die unbehandelten Samen (Tabelle 12). Wie bei Lauch hatten die Vorbehandlungen nur geringe Auswirkungen auf die Streuung des Auflaufens im Freiland. Die vorteilhaften Auswirkungen des Startdüngers schienen sich zu denjenigen der Vorbehandlung zu addieren, so dass die Zugabe von 8 ml/m Startdünger bei unbehandelten Samen das mittlere Gewicht der Setzlinge von 0,13 g bis 0,18 g erhöhte, wobei das Gewicht der Setzlinge bis auf 0,31 g gesteigert wurde, wenn ungetrocknetes trommelvorbehandeltes Saatgut mit 8 ml/m Startdünger verwendet wurde.

BEISPIEL 6 Rosenkohl

Tabelle 13 zeigt die Auswirkung der Trommel-Vorbehandlung auf Rosenkohlsamen, die bei 10°C und ohne Wasserdruck zum Keimen gebracht wurden. Wenn die Samen auf einen Wassergehalt von 79% quollen, keimte etwa ein Drittel von ihnen innerhalb einer Woche während des Taumelprozesses, aber die Keimdauer der restlichen ungetrockneten Samen sank von 3,4 auf 0,51 Tage. Zweiwöchiges Umwälzen anstelle von einwöchigem brachte keine zusätzlichen Vorteile. Wenn die Samen auf einen niedrigeren Wassergehalt (74,9%) gequollen wurden, keimten nur etwa 5% der Samen während des Umwälzens, und die Keimdauer sank nach ein.

BEISPIEL 7 Möhren

Es war angenommen worden, dass lösliche Keimungsinhibitoren in Möhrensamen die fünf Trommel-Vorbehandlungsprozesse stören könnten. Bei der herkömmlichen Vorbehandlung werden diese Inhibitoren durch die PEG-Lösung ausgewaschen und stellen demzufolge kein Problem dar. Versuche, bei denen Möhrensamen bei 10°C und ohne Wasserdruck in verschiedenen Abständen auf feuchtem Filterpapier zum Keimen gebracht wurden, konnten jedoch keinerlei Einfluß der Vereinzelung auf die Keimfähigkeit nachweisen, was darauf schließen läßt, dass lösliche Inhibitoren kein Problem sind.

Die Ergebnisse eines Einzelexperiments mit Trommel-Vorbehandlung sind in Tabelle 14 dargestellt. Schon allein eine 24-stündige Trommel-Vorbehandlung ohne weiteres Taumeln reduzierte die Keimdauer von 6,8 auf 4,9 Tage. Weiteres Umwälzen der feuchten Samen um ein bis zwei Wochen verkürzte die Keimdauer auf 2,3 bzw. 1,9 Tage. Der Trommel-Vorbehandlungsprozess ist bei Möhrensamen eindeutig wirksam. Unbehandelte Samen (7,04 Feuchtigkeitsgehalt) 0 Wochen Keimfähigkeit 92,3 Zeit bis zur Keimung (Tage) 6,78 Standardabweichung Keimdauer (Tage) 1,95

BEISPIEL 9 Pilzbefall

Es hat sich gezeigt, dass im allgemeinen der Prozentsatz der Samen mit Pilzbefall von den erfindungsgemäßen Prozessen entweder unbeeinflusst bleibt oder sogar verringert wird. Dies steht in deutlichem Gegensatz zur Vorbehandlung mit PEG (entweder auf Papier oder in einer Flüssigkeitsmenge), bei der Pilzbefall immer zunimmt. Bei einem Versuch wurde eine Probe der mit der im Samen übertragenen Krankheit "Stielfäule" infizierten Zwiebelsamen in einer Aluminiumkammer trommelvorbehandelt, der sich eine Entwicklungsphase durch Umwälzen anschloss wie zuvor beschrieben, und bei den behandelten Samen ließ sich keine Spur der Infektion feststellen. Beim einem Vergleichsversuch wurde festgestellt, dass die Samen rasch durch Pilzfäden zusammenhaften, wenn sie nach der Hydration nicht durch Taumeln umgewälzt werden.

Es zeigt sich also, dass das Pilzwachstum durch den oben beschriebenen Taumelprozess und/oder durch Berührung der Samen mit Aluminium oder einer Quelle davon während der Hydration und/oder des Umwälzens unterbunden werden kann und dass solche Prozesse zum Unterbinden des Pilzwachstums innerhalb des Anwendungsbereichs der Erfindung liegen.


Anspruch[de]
Verfahren zur Vorbehandlung von Saatgut, umfassend das Inberührungbringen des Saatguts mit einer Wassermenge, die ausreicht, um den Gehalt davon auf ein gewünschtes Niveau anzuheben, wobei das gewünschte Niveau dasjenige ist, das erforderlich ist, um das Saatgut vorzubehandeln, jedoch nicht ausreicht, um dieses keimen zu lassen, was es dem Saatgut ermöglicht, die erforderliche Wassermenge aufzunehmen, und, nachdem die erforderliche Wassermenge aufgenommen wurde und der Hydratationsvorgang beendet ist, das Beibehalten des Saatguts in einer Rührbewegung über eine Zeitspanne von einem oder mehreren Tagen durch Aufbewahrung des Saatguts, das einen Vorratsbehälter teilweise füllt und Rotieren des Behälters um eine im Wesentlichen horizontale Achse. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Rührbewegung derart ist, dass sie ein Zusammenballen des Saatguts durch Pilzfäden verhindert. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rührbewegung mindestens eine Woche, vorzugsweise zwei Wochen, andauert. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rührbewegung in einem aus Glas oder Aluminium bestehenden Behälter oder in einem mit Aluminium ausgekleideten Behälter ausgeführt wird. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wassermenge ein Behandlungsmittel für Saatgut, beispielsweise ein Fungizid, enthält. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Saatgut nach der Rührbewegung wieder getrocknet wird.






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