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Dokumentenidentifikation DE69429275T2 22.08.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0724385
Titel GRANULÄRE FORMULIERUNG VON NEMATODEN MIT HOHER LAGERSTABILITÄT
Anmelder Certis USA, LLC, Columbia, Md., US
Erfinder SILVER, C., Scott, Bend, US
Vertreter Blumbach, Kramer & Partner GbR, 81245 München
DE-Aktenzeichen 69429275
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 12.08.1994
EP-Aktenzeichen 949252589
WO-Anmeldetag 12.08.1994
PCT-Aktenzeichen PCT/US94/09109
WO-Veröffentlichungsnummer 0009505077
WO-Veröffentlichungsdatum 23.02.1995
EP-Offenlegungsdatum 07.08.1996
EP date of grant 28.11.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.08.2002
IPC-Hauptklasse A01N 25/12
IPC-Nebenklasse A01N 63/00   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft Verfahren und Zusammensetzungen zur Lagerung und Verteilung pestizider oder herbizider Nematoden, insbesondere entomopathogener Nematoden zur Verwendung als landwirtschaftliche Schädlingsbekämpfungsmittel. Insbesondere betrifft die Erfindung neue Verfahren zur Herstellung von Körnchen und zur Formulierung von Nematoden zu solchen Körnchen für eine längere Lagerung und bequeme Anwendung.

Der Bedarf für die Verwendung entomopathogener Nematoden in Zusammensetzungen zur landwirtschaftlichen Schädlingsbekämpfung wurde klar festgestellt (Gaugler et al., Entomopathogenic nematode in biological control, CRC Press, 1990). Die allgemeine Klassifikation "Nematoden" umfasst Rundwürmer in einer erstaunlichen Vielfalt, die eine Größe im Bereich von ultramikroskopisch bis zu Würmern mit einer Länge von mehreren Fuß (1 Fuß = 30,5 cm) aufweisen. In vielen Fällen sind diese Organismen parasitär und deren Parasitismus- Mechanismen und deren Ziele sind so vielfältig wie ihre Größenbereiche. Während viele Nematodenarten selbst Pflanzenpathogene und eine landwirtschaftliche Plage sind, hat eine relativ gutmütige Gruppe von Nematoden, die Schädlingsinsekten infizieren, eine nützliche Funktion. Insbesondere wurde eine Bekämpfung bzw. Kontrolle eines Insektenbefalls von Pflanzen unter Verwendung des "infektiösen juvenilen" (IJ) Stadiums dieser entomopathogenen Nematoden versucht. In dieser Form dringt die infektiöse juvenile Nematode durch den Verdauungskanal oder das Stigma in das Wirtsinsekt ein, verlässt seine Schutzhülle und dringt in das Hemocoel des Wirtsinsekts ein. An dieser Stelle setzt die Nematode symbiotische Bakterien frei, die eine Septikämie induzieren, die den Wirt tötet. Dadurch wird der Körper des Wirts für eine Nahrungsaufnahme und Reproduktion der Nematode geeignet gemacht. Mehrere Generationen können sich in dem Wirtsinsekt aufhalten, bis der Nahrungsverbrauch und die Überpopulation die Produktion einer neuen Generation von IJ-Stadien auslöst. Die neuen IJ's müssen dann frische Wirte finden. In dem IJ-Stadium nehmen die Nematoden keine Nahrung auf, hängen jedoch von dem internen Nahrungsvorrat ab. Sie brauchen jedoch Sauerstoff und, solange sie nicht in einen kryptobiotischen ausgetrockneten Zustand versetzt worden sind, erfordern auch die Gegenwart von Wasser. Ein Hauptproblem, das mit der Verwendung von IJ-Nematoden als Pestizide zusammenhängt, besteht in der Notwendigkeit, die IJ's über einen längeren Zeitraum in einem lebens- bzw. wachstumsfähigen Zustand zu halten. Die IJ's können nicht einfach dadurch lebensfähig gehalten werden, dass man sie z. B. von einer künstlichen Kultur erntet und sie in einen Behälter einbringt. Die Mehrzahl der so hergestellten IJ's wird innerhalb von Stunden absterben. Versuche, dieses Problem zu überwinden, umfassten die Induktion eines "kryptobiotischen" Zustands durch Dehydratisierung oder ein anderes Mittel, das den Stoffwechsel bis zu dem Punkt vermindert, bei dem die IJ-Nematode im Wesentlichen inert wird. Es ist bekannt, dass die Nematoden im Boden in einem solchen kryptobiotischen Zustand unter trockenen klimatischen Bedingungen existieren können. Die Statistik dieses Vorgangs ist jedoch nicht für die Konservierung einer großen Zahl von IJ's günstig. Alternative Trocknungsmöglichkeiten, die mit einer gewissen Effizienz zu einem kryptobiotischen Zustand führen, sind z. B. in der EP- A-256,873 beschrieben.

Bei einem alternativen Ansatz werden die IJ's auf verschiedenen feuchten Materialien mit großer Oberfläche gelagert. Beispielsweise beschreibt Finney, US-PS 4,417,545, ein Verfahren und eine Verpackung zur Lagerung und dem Transport von Nematoden, die im Wesentlichen einen wasserrückhaltenden Schaumsandwich umfasst. Während von diesem Behälter gesagt wird, das er zur "Lagerung von Nematoden geeignet" ist, wurden lediglich Nematodeneier getestet. Es ist bemerkenswert, dass sich nur ein Schaum zur Aufrechterhaltung der Lebensfähigkeit von Eiern als geeignet erwiesen hat, selbst wenn die Lagerung bei einer niedrigen Temperatur von -5ºC durchgeführt wurde.

Yukawa, US-PS 4,765,275, beschreibt ein Verpackungssystem für die Lagerung und den Transport von Nematoden, bei dem Nematoden homogen mit Materialien gemischt werden, die als Adsorptionsmittel (z. B. Aktivkohle) bezeichnet werden, und als Suspension unter Bedingungen gelagert werden, die ein Mikrobenwachstum verhindern.

Nelsen et al., US-PS 4,615,883, beschreiben eine Formulierung, bei der die IJ's in ein Alginatgel eingekapselt werden, das durch Zugeben von Calciumionen zu einer Natriumalginatsuspension der Nematoden erhalten wird. Bei diesen Zubereitungen werden Kapseln mit einem Durchmesser von 0,5 bis 5 mm gebildet, von denen gesagt wird, dass sie die Lagerfähigkeit der IJ's verbessern. Die Verwendung von Alginatgelen und anderen Einkapselungsmaterialien zur Einkapselung lebender Gewebe oder Zellen (obwohl nicht spezifisch IJ's) wurde ausführlich in der Literatur beschrieben, vgl. z. B. die US-Psen 4,409,331, 4,407,957, 4,391,909, 4,352,883, 4,663,286, 4,778,749, 4,798,786, 4,803,168, 4,806,355, 4,647,536 und 4,814,274. Alle diese Dokumente beschreiben Verfahren zur Einkapselung lebender Zellen oder Gewebe in verschiedenen polymeren Kapseln. Der Zweck dieser Kapseln besteht in jedem Fall darin, die Lebensfähigkeit des lebenden Gewebes zu konservieren und die Verwendung solcher Gewebe in der beabsichtigten Anwendung zu erleichtern.

Die US-Patentanmeldung mit der Nr. 07/313,594, angemeldet am 21. Februar 1989, die demselben Anmelder gehört und hier unter Bezugnahme einbezogen ist, beschreibt ein Verpackungsverfahren für IJ's in einer reversibel vernetzten Matrix, die in einem Stützsieb eingebettet ist. Das Sieb, das die Flächenkörpermatrix enthält, wird einfach an die Stelle des Endgebrauchs gelegt und die Anwendung von Wasser und eines aktiven Mittels, das die Vernetzung rückgängig macht, setzt die eingebetteten Nematoden von der Folie frei.

Die US-PS 5,170,744 (15. Dezember 1992), die mit der vorliegenden Anmeldung verbunden ist, beschreibt einen bequemeren und effektiveren Weg zur Konservierung der Lebensfähigkeit von IJ-Nematoden durch Immobilisieren der Nematoden in einem pseudoplastischen Gel, das auf dem Feld durch Anwenden einer geeigneten Scherkraft verteilt werden kann. Während die Nematoden in der Matrix eingebettet sind, sind diese immobilisiert, was zu einem verringerten Metabolismus und einer verbesserten Lebensfähigkeit führt. Durch die Verflüssigung des Trägermediums können die Nematoden einfach an die gewünschte Stelle abgegeben werden.

Bedding, US-PS 5,042,427, beschreibt eine Reihe von Produkttypen, die durch Mischen von IJ's mit einem Absorptionsmaterial (Ton) erhalten werden, um überschüssige Oberflächenfeuchtigkeit zu entfernen und eine partielle Entwässerung zu erzeugen. Es sind sowohl homogene als auch nicht-homogene Gemische von Nematoden und Absorptionsmitteln beschrieben, wie z. B. ein Sandwich, das aus einer Nematodenschicht zwischen zwei Tonschichten besteht. Es sind keine Körnchen beschrieben. Diesen Produkten fehlt entweder der Vorteil einer Dispergierbarkeit in Wasser oder eines direkt angewandten Korns. Von den Tonschichten wird gesagt, dass sie etwa 2 cm dick sind, was wahrscheinlich als starke Barriere gegenüber einer Sauerstoffdiffusion dient. Dies wirft bei der Verwendung dieser Formulierung Fragen bezüglich einer angemessenen Sauerstoffversorgung der Nematoden auf.

Eine andere Arbeit beschreibt Verfahren zur Herstellung von Stärkekörnchen, die verschiedene Biobekämpfungsmittel enthalten, wie z. B. Bakterien. Nematoden wurden nicht spezifisch angegeben (US-PS 4,859,377).

Capinera et al., J. Agric. Entomol., 4, 337 (1987) beschreiten eine Pellet- Nematodenformulierung, bei der Pellets in Alfalfamehl, Weizenmehl und anderen Komponenten enthalten sind.

Connick et al., Biological Control, 1, 281-287 (1991) beschreiben den Einschluss von mycoherbiziden Pilzen in einem nudelartigen Weizenmehlteig. Der Teig, der für die Unkrautvernichtung verwendet wird, wurde luftgetrocknet und zu Körnchen vermahlen, die durch Sieben größenmäßig getrennt wurden.

Connick et al., US-Patentanmeldung 07/560,792 (angemeldet am 9. Juli 1990, lizensiert an U.S. Agricultural Research Service) beschreiben ein extrudiertes oder geformtes Körnchenartiges Produkt, in dem Nematoden innerhalb einer Weizenglutenmatrix gleichförmig verteilt sind. Die Formulierung umfasst auch einen Füllstoff und ein Feuchthaltemittel, um das Überleben der Nematoden zu verbessern. Die Körnchen werden dann zu einem niedrigen Feuchtigkeitsgehalt getrocknet, um eine Migration der Nematoden zu verhindern und das Risiko einer mikrobiellen Kontamination zu vermindern. Getrocknete Körnchen sind sehr schwierig aufzulösen. Selbst nach dem Eintauchen der Körnchen in Wasser für 48 Stunden wurde nur eine teilweise Auflösung erreicht. Die angegebenen Überlebensraten der Nematoden waren relativ gering. Ferner scheint es, als ob dieses Produkt auf die direkte Anwendung auf den Boden beschränkt ist und nicht bei Sprühanwendungen verwendet werden kann.

Bei vielen der vorstehend beschriebenen Formulierungen sind die Nematoden oder andere Organismen homogen in der Zusammensetzung verteilt. Dies stellt eine Problemquelle dar, wie es nachstehend diskutiert wird, welche die vorliegende Erfindung überwunden hat.

Ein bisher im Stand der Technik noch nicht erfolgreich gelöstes Problem besteht in der Nematodenmigration aus den gegenwärtig auf dem Markt erhältlichen Zubereitungen. Beispielsweise wandern Nematoden frei aus den "Nudel"-Körnchen von Connick (Connick et al., vorstehend), solange diese nicht ausreichend getrocknet sind, um die Nematoden zu inaktivieren. Nematoden, die an eine Oberfläche wandern, überleben typischerweise nicht lange. Sobald sie sich an der Oberfläche befinden, nehmen die Nematoden häufig ein adaptives Verhalten an, das als "Niktation" bekannt ist, d. h., sie stehen auf einem Ende und schwenken ihre Körper aktiv in der Luft. Die Niktation erhöht die Stoffwechselgeschwindigkeit dramatisch, wie es durch den Sauerstoffverbrauch festgestellt werden kann, wodurch der Zeitraum verkürzt wird, für den die anfänglich festgelegte Menge an Energiereserven vor deren Erschöpfung ausreichen wird. Ferner wird das Austrocknen von Nematoden zu einem signifikanten Problem, sobald sie direkt der Luft ausgesetzt werden. Bei vielen kommerziell wertvollen Nematoden, wie z. B. Steinernema carpocapsae, führt das Lufttrocknen zum Tod. Ferner werden Nematoden von der Oberfläche des Produkts sowie auf die und potentiell aus der Verpackung wandern, in der sie ursprünglich enthalten waren. Nematoden, welche die Sicherheit ihres formulierten Produkts verlassen, unterliegen schnell einer tödlichen Austrocknung. Die vorliegende Erfindung ist teilweise auf diese Probleme des Standes der Technik gerichtet.

Die Erfindung stellt Zusammensetzungen und Verfahren zu deren Herstellung bereit, wobei die Zusammensetzungen Körnchen sind, die biologische Organismen einschließen, die als Herbizide oder Pestizide geeignet sind, insbesondere nützliche infektiöse juvenile Nematoden. Die Zusammensetzung und das entsprechende Verpackungsmittel sind für die Lagerung, den Transport und die Abgabe geeignet. Die bereitgestellten Verfahren und Formulierungen sind zweckmäßig und effektiv und für eine Herstellung in großem Maßstab, Langzeitlagerung und Verteilung von Nematodenzubereitungen geeignet.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Lagerungszusammensetzung pestizider oder herbizider lebensfähiger Nematoden bereit, die aus einem Pulver oder einem Gemisch von Pulvern gebildete Körnchen umfasst, in denen ein weicher Kern eingeschlossen ist, der eine Menge lebensfähiger Nematoden enthält.

Die Nematoden werden vorzugsweise in einem partiell ausgetrockneten Zustand gehalten, wodurch die Stoffwechselaktivität vermindert und die Überlebensfähigkeit bei der Lagerung verlängert wird. Der Austrocknungsgrad kann durch eine geeignete Auswahl der trockenen Pulverzusammensetzung und den Verarbeitungsverfahren gesteuert werden.

In der vorstehenden Zusammensetzung ist das Pulver vorzugsweise aus einem Silicamaterial. einer Diatomeenerde, einer Hydroxyethylcellulose, einem Ton, einem vorgelierten Ton, einem Lignosulfonat, einer modifizierten Stärke, einer vorgelierten Stärke, einem superabsorbierenden Material oder einer Kombination davon ausgewählt.

Die vorstehende Zusammensetzung kann ferner ein oder mehrere antibakterielle(s) Mittel, antimykotische(s) Mittel, Feuchthaltemittel, Stabilisierungsmittel, Viskositätsindexverbesserer, Benetzungsmittel oder andere(s) Tensid(e) und UV-Licht-absorbierende(s) Mittel enthalten, das/die gegenüber den biologischen Organismen nicht toxisch ist/sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Nematoden der Zusammensetzung nützliche Nematoden, insbesondere entomopathogene Nematoden. Vorzugsweise sind die Nematoden infektiöse juvenile Nematoden. Bevorzugte entomopathogene Nematoden sind von der Familie Steinernematidae oder Heterorhabditidae. In einer anderen Ausführungsform ist die Nematode eine molluskizide Nematode von der Familie Phasmarhabditidae.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Nematoden infektiöse juvenile Formen entomopathogener Nematoden oder molluskizider Nematoden.

Die Suspension enthält Nematoden in einer Konzentration von vorzugsweise etwa 10&sup5; bis etwa 2 · 10&sup6; pro Gramm der Suspension, mehr bevorzugt etwa 8 · 10&sup5; bis 10&sup6; pro Gramm.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Lagerungszusammensetzung pestizider oder herbizider lebensfähiger Nematoden, umfassend das In- Kontakt-Bringen einzelner Tropfen oder Tröpfchen einer wässrigen Suspension, welche die Nematoden enthält, mit einem Pulver, derart, dass das Pulver jeden der Tropfen vollständig umgibt, wobei die Feuchtigkeit innerhalb der Tropfen in das Pulver gezogen wird, wodurch das Pulver eine verfestigte Umhüllung bildet, welche die Nematoden-enthaltenden Tropfen umgibt, wobei die Zusammensetzung und die Menge an Pulver ausgewählt werden, um die ursprüngliche Wasseraktivität der Körnchen zu bestimmen.

Die Nematoden sind vorzugsweise nützliche Nematoden, mehr bevorzugt infektöse juvenile entomopathogene Nematoden, vorzugsweise von der Familie Steinernematidae oder Heterorhabditidae.

In dem vorstehend genannten Verfahren enthält die Suspension Nematoden in einer Konzentration von vorzugsweise etwa 10&sup5; bis etwa 2 · 10&sup6; pro Gramm der Suspension, mehr bevorzugt etwa 8 · 10&sup5; bis 10&sup6; pro Gramm.

In den vorstehend genannten Verfahren kann das In-Kontakt-Bringen durch manuelles Aufbringen der Tropfen auf das Pulver durchgeführt werden; und/oder wobei das Pulver zum Zeitpunkt des In-Kontakt-Bringens in Bewegung (entweder durch Rotation oder durch Schwingung) ist; und/oder wobei das In-Kontakt-Bringen durch Sprühen von Tröpfchen der Suspension in einen fallenden Pulverstrom durchgeführt wird (der Pulverstrom kann auf eine rotierende oder schwingende Oberfläche fallen, wobei auf der Oberfläche die Verfestigung der Körnchen stattfindet); oder wobei das In-Kontakt-Bringen durch Aufbringen von Tröpfchen auf ein Pulver durchgeführt wird, das in einer mit Luft suspendierten Fließbettvorrichtung oder Gegenstromfließbettvorrichtung suspendiert ist.

Bei den vorstehenden Verfahren ist das Pulver vorzugsweise aus einem Silicamaterial, einem Ton, einem vorgelierten Ton, einer Diatomeenerde, einer Hydroxyethylcellulose, einem Lignosulfonat, einer modifizierten Stärke, einer vorgelierten Stärke, einem superabsorbierenden Material oder einer Kombination von einem oder mehreren davon ausgewählt.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Bekämpfung von Schädlingen, vorzugsweise Insekten, welches das Aufbringen einer Zusammensetzung, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, auf eine Pflanze oder ein Feld umfasst, um die Schädlinge zu bekämpfen. Das Aufbringen kann vor den Anzeichen eines Schädlingsbefalls durchgeführt werden, um den Befall zu verhindern, oder nach einem solchen Befall. Bei diesem Verfahren stammen die Nematoden vorzugsweise aus der Familie Steinernematidae, Heterorhabditidae oder Phasmarhabditidae.

Bei dem Verfahren zur Schädlingsbekämpfung kann die Zusammensetzung in Form von Körnchen auf den Boden aufgebracht oder in Wasser gelöst und als Flüssigkeit aufgebracht. werden, vorzugsweise als Sprühnebel auf den Boden oder auf Pflanzen.

Fig. 1a und 1b sind schematische Zeichnungen eines Körnchens, das einen "weichen" Nematodenkern enthält.

Fig. 2 ist eine schematische Zeichnung eines Verfahrens zur Herstellung von Körnchen mit weichem Kern, die Nematoden enthalten.

Fig. 3 zeigt ein Schema einer schwingenden Umlaufsiebeinrichtung, die zur Herstellung von Körnchen mit weichem Kern verwendet wird.

Fig. 4 zeigt diagrammartig eine Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung von Körnchen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bildung von Körnchen umfasst das In-Kontakt-Bringen einzelner Tropfen oder Tröpfchen eines wässrigen Mediums, das pestizide oder herbizide Nematoden enthält, mit einem Pulver, derart, dass das Pulver den Tropfen vollständig umgibt, und dass Feuchtigkeit von dem Tropfen in das Pulver gezogen wird, um eine verfestigte Hülle des Pulvers um die innerhalb des Tropfens enthaltenen Nematoden zu bilden. Dies führt zu Körnern, von denen jedes einen "weichen Kern" des wässrigen Mediums mit den Nematoden enthält, der innerhalb des Körnchens eingeschlossen ist. Der Begriff "Körnchen" soll ein kleines Korn oder Pellet bezeichnen. Mit dem Ausdruck Körnchen mit "weichem Kern" wird ein Körnchen bezeichnet, bei dem die zugesetzten Nematoden, die anfänglich in der wässrigen Suspension, um die sich das Körnchen ausbildet, nicht homogen verteilt sind, innerhalb des zentralen Bereichs des Körnchens lokalisiert sind, und zwar in einem größeren Ausmaß, wie dies allein durch Zufall geschehen würde. Die in der wässrigen Suspension suspendierten Nematoden werden folglich von dem Pulver "eingekapselt", was bedeutet, dass sie in einem weichen Kern konzentriert sind, der vollständig von dem Pulvermaterial umgeben wird, das Wasser von dem ursprünglich eingebrachten Tropfen gezogen hat. Die Kontrolle der Wassermenge, die von dem Tropfen entfernt wird, führt dazu, dass die eingekapselten Organismen in einem teilweise ausgetrockneten Zustand vorliegt.

Dieses Verfahren ist besonders zur Formulierung von Körnchen geeignet, die pestizide oder herbizide Nematoden für eine längere Lagerung und bequeme Feldaufbringung enthalten. Der Begriff "pestizid" soll Nematoden bezeichnen, die jegliche in dem Fachgebiet bekannte Schädlinge schädigen oder töten können, und zwar von Mollusken über Insekten bis hin zu Säugern. Der Begriff "herbizid" soll Nematoden bezeichnen, die jegliches unerwünschte Pflanzenwachstum inaktivieren oder abtöten können. Die Verfahren und Zusammensetzungen sind breit anwendbar, beispielsweise bei der Formulierung von Körnchen, die herbizide Pilze oder Bakterien zur Verwendung bei der Unkrautbekämpfung, entomopathogene Nematoden zur Vernichtung von Schädlingsinsekten oder molluskizide Nematoden zum Vernichten von Schnecken- oder Nacktschneckenschädlingen enthalten. Die Körnchen können auch Organismen enthalten, die nach der Aufnahme für Säuger, wie z. B. Mäuse, pathogen sind.

Ein erfindungsgemäßes Körnchen ist schematisch in den Fig. 1a und 1b veranschaulicht. Das mit diesem Verfahren gebildete neue Produkt ist als einfach verteilbares Insektenpestizid in der Landwirtschaft oder dem Gartenbau nützlich.

In einer bevorzugten Ausführungsform wurde das erfindungsgemäße Verfahren zur Formulierung nützlicher Nematoden in einem Körnchen verwendet, wenn das wässrige Material eine Suspension von infektiösen juvenilen Nematoden (IJ's) umfasst. Mit nützlichen Nematoden ist jegliche Nematodenart gemeint, die Schädlinge infiziert und die in der Landwirtschaft oder dem Gartenbau z. B. durch die Bekämpfung des Schädlingsbefalls bei Pflanzen eine nützliche Funktion hat. Bevorzugte Arten nützlicher Nematoden sind entomopathogene Nematoden.

Wie es vorstehend im einleitenden Teil erläutert wurde, können nur bestimmte Mitglieder der "Nematoden"-Klassifizierung parasitär auf Insekten wirken und diese töten. Die am gebräuchlichsten verwendete Art für diesen Zweck ist Steinernema carpocapsae, die auch als Neoplectana carpocapsae bekannt ist. Besonders geeignet sind auch S. reobravis, S. feltiae (N. bibionis), N. glaseri, S. scapterisci, Heterorhabditis heliothidis und H. bacteriophae. Zusätzliche Arten umfassen: N. menozzi (S. kraussei), N. kirjanovae (S. glaseri), N. georgica (S. bibionis), N. dutkyi, H. bacteriophora, H. boptha, H. hambletoni, Filipjevimermis leipsandra, Reesimermis nielseni (Romanomermis culicivorax), Diximermis petersoni, Hexamermis arvalis, Mermis nigrescens und Pheromermis pachysoma. Die vorstehende Liste ist nicht erschöpfend und das Verfahren und die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist auf entomopathogene Nematoden im Allgemeinen anwendbar.

Die vorliegende Erfindung ist auch bei der Vernichtung von nicht-Insekten-Schädlingen geeignet, die gegenüber einer Nematodeninfektion empfindlich sind. Folglich können erfindungsgemäß auch molluskizide Nematoden hergestellt werden, die Nacktschnecken oder Schnecken vernichten. Solche Nematoden sind vorzugsweise Mitglieder der Familie Phasmarhabditidae, wie z. B. Phasmarhabditis hermaphrodita.

Der Begriff "infektiös juvenil" oder "IJ" bezieht sich auf einen entomopathogenen Nematoden, der sich gewöhnlich in dem dritten Larvenstadium befindet, das durch die Retention der Kutikula oder Hülle des zweiten Stadiums nach der Häutung zu dem dritten Stadium gekennzeichnet ist. In diesem Entwicklungsstadium können IJ's eine vertikale oder horizontale Migration durchführen. Sie hängen jedoch von dem internen Nahrungsvorrat ab und nehmen keine Nahrung auf. Nematoden sind in diesem Stadium ihres Lebenszyklus infektiös.

Verfahren zur Kultivierung entomopathogener Nematoden zur Erzeugung von Larven in dem IJ-Stadium sind bekannt. Im Allgemeinen hat man lange vermutet, dass es erforderlich ist, ein substratgestütztes Medium bereitzustellen, welches die symbiotischen Bakterien enthält, die dafür erforderlich sind, dass lJ's ihre entomopathogenen Effekte ausüben können. Kürzlich wurde jedoch gefunden, dass es möglich ist, solche IJ's in flüssigem Medium zu kultivieren, vgl. z. B. die US-PS 5,023,183. Die Nematoden werden durch ein beliebiges zweckmäßiges Verfahren bis zu dem IJ-Stadium gezüchtet, mit Standardverfahren geerntet und in Wasser oder einem Puffer suspendiert. Bevorzugte Konzentrationen von IJ's zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung liegen zwischen etwa 10&sup5; und 2 · 10&sup6; Nematoden pro Gramm der wässrigen Suspension. Mehr bevorzugt liegen die Nematoden in einer Konzentration von etwa 8 · 10&sup5; bis 10&sup6; IJ's pro Gramm der wässrigen Suspensior vor.

Herstellung der Körnchen

Die Suspension der geernteten Nematoden wird dann mit einem Pulver unter Bedingungen in Kontakt gebracht, die zur Bildung von Körnchen führen, in denen eine kleine Menge eines wässrigen Mediums eingeschlossen oder eingekapselt ist, welches die IJ-Nematoden enthält.

Das Pulver kann ein Material oder eine Kombination verschiedener Materialien sein, einschließlich Silicamaterial, Lignosulfonat, Kieselerde, Ton, vorgelatinierter Ton, usw. Die nachstehende Tabelle I nennt eine Reihe bestimmter Typen von Materialien, die allein oder in Kombination verwendet werden können, um erfindungsgemäße Körnchen herzustellen. Bei jedem Typ sind ein oder mehrere spezielle Beispiele angegeben, die mit ihrem Handelsnamen bezeichnet sind. Dem Fachmann ist klar, dass erfindungsgemäß eine große Zahl zusätzlicher Typen von Pulvermaterialien verwendet werden kann, mit der Maßgabe, dass sie gegenüber den Nematoden, die sie einkapseln, nicht toxisch sind.

Tabelle I

Die Eigenschaften des fertiggestellten körnchenförmigen Produkts, die durch die Wahl des Pulvers modifiziert werden können, umfassen die Auflösungsgeschwindigkeit, die mechanische Festigkeit, die visuelle Erscheinung (Farbe, Textur), die zurückgehaltene Feuchtigkeit, die anfängliche Wasseraktivität, die mikrobielle Stabilität und die Verträglichkeit mit der Überlebensfähigkeit der Nematoden. Eigenschaften, welche die Einfachheit der Herstellung beeinflussen, umfassen die Geschwindigkeit der Wasserabsorption, die Schüttdichte, die Hydrophobie und die Verträglichkeit mit anderen Pulvern in der Formulierung. Dem Fachmann ist bekannt, welche Pulver oder Pulverkombination ausgewählt werden muss, um die gewünschten Eigenschaften der Körnchen zu erhalten und das Herstellungsverfahren zu optimieren.

Zur zweckmäßigen Herstellung der erfindungsgemäßen Nematodenkörnchen mit weichem Kern kann eine Vielzahl spezieller bekannter Vorrichtungen verwendet werden. In einer Ausführungsform können Tröpfchen einer Nematoden-enthaltenden wässrigen Suspension einzeln auf ein Bett eines Pulvers oder von Pulvern in einer feststehenden Platte oder einer feststehenden Pfanne getropft werden und dann schwach verwirbelt werden, um sicherzustellen, dass die Tröpfchen vollständig von den trockenen Pulvern bedeckt sind. Wenn dieses Material gesiebt wird, um nicht gebrauchtes Pulver von den zugegebenen Tröpfchen zu trennen, wird sich zeigen, dass die ursprünglichen Tröpfchen einheitlich mit einer Pulverschicht eingekapselt sind, in die überschüssige Feuchtigkeit diffundiert ist. Es zeigt sich, dass die Nematoden innerhalb der ursprünglichen wässrigen Suspension fest in der Mitte des neu gebildeten Körnchens gebunden sind und dass sie mehr oder weniger alle gleichmäßig innerhalb ihrer neuen Umgebung geschützt sind. Durch Auswahl der verwendeten Pulver oder durch anschließende Kontrolle des Feuchtigkeitsgehalts können die Nematoden gegebenenfalls einer partiellen Trocknung unterworfen werden.

Die Körnchen werden auch zweckmäßig in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt, bei dem eine Vielzahl herkömmlicher oder speziell dafür vorgesehener Agglomerationsvorrichtungen verwendet wird, wie z. B. Drehpfannen und -trommeln, Strangpressen, Bandmischer, Paddelmischer und entsprechende Vorrichtungen, die gewöhnlich zur Herstellung von agglomerierten und/oder beschichteten Produkten verwendet werden.

In einer anderen Ausführungsform werden Körnchen durch Sprühen einer Nematodenenthaltenden wässrigen Suspension in einen fallenden Strom von pulverförmigem Material hergestellt, wobei die Einkapselung während des "Flugs" stattfindet. Eine als Continental BlenderTM (Continental Product Co., Osseo, WI) bekannte Vorrichtung wurde bei diesem Verfahren verwendet. In einer anderen Ausführungsform können die Tropfen durch Sprühen in ein Pulver aufgebracht werden, das in einer bekannten mit Luft suspendierten Fließbettvorrichtung oder Gegenstromfließbettvorrichtung in Luft suspendiert ist.

Die Festigkeit und Erscheinung von Körnchen, die durch eines der vorstehenden Verfahren hergestellt worden sind, können durch einen weiteren Schritt weiter modifiziert werden, bei dem die neu gebildeten Körnchen entweder gerollt, getaumelt, in Schwingung versetzt oder auf andere Weise manipuliert werden, um die Verdichtung und Verfestigung der Pulverpartikel zu erleichtern.

Die Körnchen können durch ein zweites Beschichtungsverfahren weiter modifiziert werden, bei dem der ursprünglichen Einkapselungsschicht eine Flüssigkeits- oder Pulverschicht hinzugefügt wird. Diese zusätzliche Schicht kann verwendet werden, um die mechanische Festigkeit zu verbessern, die Auflösungseigenschaften zu modifizieren, die Wasserverlusteigenschaften zu modifizieren, gegen eine mikrobielle Kontamination zu schützen, usw. Ein bevorzugtes Material zur Herstellung einer zweiten Beschichtung der Körnchen ist Aerosil R974TM, ein hochdisperses hydrophobes Silicamaterial, das die Körnchenoberfläche bezüglich einer Verminderung der Haftung zwischen den Körnchen und einer Verbesserung der Erscheinung verbessert.

Die Größe der Körnchen wird zum Teil von der Tropfengröße und der Natur des jeweiligen verwendeten Pulvers oder der jeweiligen verwendeten Pulverkombination bestimmt. Bei kommerziell erhältlichen Sprühdüsen ist es am zweckmäßigsten, einzelne Tröpfchen der wässrigen Suspension mit durchschnittlichen Durchmessern von etwa 0,05 bis 1,2 mm zu erzeugen. Tröpfchen mit dieser Größe werden im Allgemeinen zu fertiggestellten Körnchen mit durchschnittlichen Durchmessern von etwa 1 bis 10 mm führen. Gegebenenfalls können durch Variieren der Herstellungsbedingungen größere oder kleinere Körnchen hergestellt werden.

Die Anzahl der Nematoden pro Körnchen (oder pro Einheitsgewicht des fertiggestellten Produkts) kann durch Einstellen der Nematodenkonzentration in der einzukapselnden wässrigen Suspension gesteuert werden. Beispielsweise kann bei der Nematodenart Steinernema carpocapsae eine Suspension einige Hundert bis einige Millionen IJ's pro Gramm der Suspension enthalten. Dem Fachmann ist klar, dass größere oder kleinere Nematodenarten abhängig von ihrer relativen Größe verschiedene Bereiche aufweisen werden. Vorzugsweise werden wasserdispergierbare Körnchen aus einer Suspension formuliert, die etwa 10&sup6; IJ's pro Gramm enthält. Körnchen, die für eine direkte Anwendung gestaltet sind (ohne vorhergehende Lösung in Wasser) werden optimal bei niedrigeren Nematodenkonzentrationen hergestellt, so dass bei einer geeigneten Endkonzentration eine einheitliche Grundabdeckung erreicht wird.

Höhere Lebensfähigkeiten von Nematoden in den Körnchen sind erwünscht. Vorzugsweise beträgt die Lebensfähigkeit nach dem Lagerungszeitraum mehr als 50 %, mehr bevorzugt mehr als 70%. Natürlich kann die Anwendung einer größeren Zahl von Körnchen eingesetzt werden, um eine niedrigere Lebensfähigkeit beim Erreichen eines festgelegten Niveaus der Aufbringung von lebensfähigen Nematoden auf eine gegebene Fläche eines Bodens oder eines Pflanzenmaterials auszugleichen.

Der relative Anteil von Pulver zu Nematoden in den einzelnen Körnchen kann durch die Konzentration der Nematoden in der ursprünglichen Suspension beeinflusst werden. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn der prozentuale Anteil des Gesamtvolumens, das von den Nematoden eingenommen wird, relativ zu dem freien Wasser hoch ist. Eine solche Suspension sollte Körnchen erzeugen, die jeweils ein großes, Nematoden-enthaltendes Zentrum und eine relativ dünne einkapselnde Pulverschicht aufweisen. Umgekehrt sollten Körnchen, die von einer verdünnteren Nematodensuspension hergestellt worden sind, relativ kleine, Nematoden-enthaltende Zentren und eine relativ dicke einkapselnde Pulverschicht aufweisen.

Die Menge der mechanischen Energie, die auf die neu gebildeten Körnchen übertragen wird, kann die Verdichtung der Pulver beeinflussen und dadurch die mechanische Festigkeit und die Auflösungseigenschaften der Körnchen modifizieren. Im Allgemeinen erzeugt das Aufbringen von zusätzlicher Energie Körnchen mit größerer Härte, höherer Dichte und verminderter Dispergierbarkeit.

Die Körnchenzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung bestehen folglich aus einem zentralen Kern, der größtenteils aus im Wesentlichen reinen Nematoden zusammengesetzt ist und der von einer Schicht angefeuchteten gepulverten Materialien umgeben und vollständig eingekapselt ist, die mit den Techniken, die mit der Körnchenbildung zusammenhängen, zusammengebracht worden sind, so dass sie eine kontinuierliche Schutzbeschichtung um den zentralen Nematodenkern bilden. Die Nematoden im Zentrum können partiell ausgetrocknet sein oder nicht, wobei der Grad der Austrocknung der Auswahl der Materialien und dem Herstellungsverfahren unterliegt.

Die wässrige Nematodensuspension kann zusätzlich andere lösliche oder unlösliche Materialien enthalten, wie z. B. Füllstoffe und Viskositätsindexverbesserer, die zu den physikalischen Eigenschaften der Körnchen beitragen. Folglich kann eines oder mahrere Pulver, z. B. ein Lignosulfonat vor dem In-Kontakt-Bringen der Tröpfchen mit der Pulvermasse in der wässrigen Suspension suspendiert werden. Es können ein oder mehrere Benetzungsmittel oder andere Tenside vorliegen, um die Tröpfchengröße oder die Art und Weise, in der die Tröpfchen versprüht werden, zu modifizieren. Beispiele bekannter Tenside umfassen Morwet EFWTM und Morwet 3008TM (Witco). Viskositätsindexverbesserer wie z. B. Nalcotrol® (Nalco Corporation), Polyacrylsäuren und biologische Gummis wie z. B. Xanthan können verwendet werden. Die wässrige Suspension kann Polymere wie z. B. Polyvinylpyrrolidon-Copolymere oder -Blockpolymere umfassen, um z. B. die Tröpfchengröße zu erhöhen und ein Verwehen während des Sprühens zu vermindern. Die Tröpfchengröße kann auch durch die Natur der tröpfchenbildenden mechanischen Vorrichtung moduliert werden, wie z.B. der Düsengröße der Sprühvorrichtung.

Die Einkapselungsschicht hält die Nematoden physisch zurück und verhindert eine Wanderung. Die Einkapselungsschicht puffert auch gegen die Änderungen des Produkt- Feuchtigkeitsniveaus, indem sie sowohl als dynamisches Reservoir als auch als Aufnahmebereich für überschüssige Feuchtigkeit dient. Die Einkapselungsschicht stellt ferner einen physischen Schutz gegen ein mechanisches Zerreißen bereit. Da die Schicht alle Nematoden vollständig einkapselt, sind sie im Wesentlichen alle gleich geschützt.

Durch eine geeignete Auswahl der Formulierungsmaterialien können die Körnchen so gestaltet werden, dass sie einfach in Wasser dispergiert werden (sich darin lösen) oder dass sie besser für ein direktes Aufbringen auf den Boden mit herkömmlichen landwirtschaftlichen Streugeräten geeignet sind.

Der relativ geringe Abstand zwischen den Nematoden und der äußeren Fläche des Körnchens stellt nur ein geringes Hindernis für die Sauerstoffdiffusion dar und die Zwischenräume zwischen den Körnchen stellen selbst dann einen zweckmäßigen Weg für die Sauerstoffdiffusion bereit, wenn die Körnchen in einer Schüttverpackung enthalten sind.

Die erfindungsgemäßen Verfahren und Zusammensetzungen überwinden ein schwerwiegendes Problem des Standes der Technik, das darin besteht, dass eine Nematodenmigration und ein Absterben der Nematoden aufgrund einer anschließenden Austrocknung stattfindet. Die Körnchen mit weichem Kern, in denen die Nematoden in hoher Konzentration im Zentrum vorliegen, schließen eine Migration von Nematoden vom Inneren zu der Oberfläche oder darüber hinaus nahezu aus. Dies stellt eine signifikante Verbesserung gegenüber vorhandenen Produkttypen dar. Da nahezu jede Nematode in der vorliegenden Zusammensetzung tief innerhalb des Zentrums zusammengelagert ist und durch eine einkapselnde Barriere an der Migration gehindert ist, wird jede Nematode gleichermaßen an einer Migration aus dem Körnchen gehindert. Während sich die Nematode innerhalb des Körnchens befindet, liegt die Nematode typischerweise in einem Zustand der partiellen Austrocknung vor. Dies steht im Gegensatz zu Produkttypen, bei denen Nematoden gleichförmig und homogen dispergiert sind und bei denen diejenigen Nematoden, die sich näher an der Oberfläche befinden, mehr zu einer Migration neigen und schlechteren Feuchtigkeitsbedingungen ausgesetzt sind als dies bei den Nematoden der Fall ist, die innerhalb der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung zentraler gehalten werden.

Es sollte beachtet werden, dass die Nematodenkonzentration innerhalb des Körnchenzentrums ein Weg ist, um ein natürliches und wichtiges Anpassungsverhalten von Nematoden zu erleichtern, das als "Aggregation" bekannt ist (Gaugler et al., Entomopathogenic nematode in biological control, CRC Press, 1990). Die Aggregation kann durch eine mechanische Empfindlichkeit oder eine Tastempfindlichkeit ausgelöst werden und erhöht die Überlebensfähigkeit durch den Schutz der Nematoden vor einem Austrocknen und vor Sonnenlicht. Die Nematoden am Rand der Aggregationen sterben gewöhnlich, was zur Bildung einer natürlichen Barriere gegen ungünstige Umweltbelastungen führt, so dass die Überlebensfähigkeit innerhalb der Zusammenballung größer ist als diejenige isolierter Individuen auf dem gleichen Substrat. Folglich ahmt die Konzentration von Nematoden innerhalb des Zentrums einer eingekapselten Masse, wie es hier beschrieben worden ist, eine natürlich vorkommende Aggregation nach.

Da sich ferner die Nematoden innerhalb des Körpers einer infizierten Insektenlarve oder -made reproduzieren, nimmt deren Anzahl innerhalb des Körpers stark zu, bis nahezu alles, was übrigbleibt, eine Masse von zentral lokalisierten Nematoden innerhalb einer einkapselnden Hülle ist. Unter natürlichen Bodenbedingungen kann diese Ansammlung partiell ausgetrocknet werden, wenn die Feuchtigkeit nach und nach an die Umgebung abgegeben wird. Wie bei den hier beschriebenen Körnchen kann dieser Feuchtigkeitsverlust sehr langsam stattfinden, so dass sich die Nematoden für eine lange Überlebenszeit in einem partiell ausgetrockneten Zustand anpassen können.

Im Gegensatz dazu führen die nicht eingekapselten Nematoden nicht nur eine Niktation, sondern auch eine freie Migration durch, wenn Steinernema carpocapsae-Nematoden mit trockenen Pulvern, wie z. B. den hier beschriebenen, homogen gemischt (und nicht eingekapselt) werden. Der Peak-Sauerstoffbedarf hatte einen hohen Wert von 5,69 ml Sauerstoff/Million Nematoden/Tag. Der Sauerstoffverbrauch nach 14 Tagen hatte einen hohen Wert von 1,39 ml Sauerstoff/Million Nematoden/Tag und war etwa 3,5 bis 7-mal so hoch wie bei Nematoden, die erfindungsgemäß eingekapselt worden sind. Die Lebensfähigkeit von gelagerten Nematoden fiel bei homogen gemischten Formulierungen signifikant schneller als bei eingekapselten Körnchen und fiel gewöhnlich innerhalb von etwa 6 Wochen oder viel schneller bei 25ºC unter die ökonomisch akzeptablen Schwellen.

Die wässrige Lösung, in der die Nematoden suspendiert sind und die in dem Körnchen eingekapselt ist, kann ferner eine oder mehrere zusätzliche Komponente(n) enthalten, die dabei unterstützen, die Nematoden vor einer unerwünschten Austrocknung oder Kontamination zu schützen. Beispielsweise kann ein bakterizides oder fungizides Antibiotikum zugesetzt werden, um eine Infektion zu verhindern, mit der Maßgabe, dass dieses Antibiotikum für die Nematoden nicht toxisch ist. In Fällen, bei denen eine bakterielle Kontamination oder eine Kontamination mit Pilzen ein Problem darstellen kann, können die Bestandteile der Formulierung vor der Zugabe von Nematoden oder vor der Herstellung der Körner sterilisiert werden, mit der Maßgabe, dass die Sterilisationsverfahren die Körnchen-bildenden Eigenschaften des Pulvers oder die Wirksamkeit des Endprodukts nicht negativ beeinflussen.

Die wässrige Suspension kann auch ein oder mehrere Feuchthaltemittel oder gegen eine Austrocknung wirkende Materialien enthalten. Feuchthaltende Materialien können unter anderem Glycerin, Zucker wie z. B. Saccharose, Invertemulsionen und Celluloseether umfassen.

Die wässrige Lösung kann auch ein oder mehrere Stabilisierungsmittel enthalten, die bezüglich der biologischen Aktivität der IJ's inert sind. Solche Stabilisierungsmittel oder Füllstoffe können die physikalischen Eigenschaften der Körnchen beeinflussen oder auch nicht. Geeignete Stabilisierungsmittel sind vorzugsweise hohe Konzentrationen von Kohlenhydratmaterialien, wie z. B. 10 bis 20% Saccharose oder 20 bis 30% Dextran. Die Zugabe von Stabilisierungsmitteln erhöht die Brauchbarkeit der Formulierung. Die Dichte sollte 1,03 bis 1,1 g/ml betragen.

Die Körnchen können ein Material enthalten, das entweder in das Pulver oder in die wässrige Suspension eingebracht wird und das die Nematoden vor ultraviolettem Licht schützt, wenn diese auf den Boden aufgebracht werden. Beispiele für geeignete UV-absorbierende Materialien sind Lignosulfonate.

Erfindungsgemäße frisch hergestellte Körnchen werden typischerweise einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 35 bis 55%, mehr bevorzugt von etwa 40 bis 45% aufweisen, einschließlich der Feuchtigkeit in den Nematoden selbst. Die "Wasseraktivität", die ein Maß für das freie reaktive Wasser ist, frisch hergestellter Körnchen fällt typischerweise in den Bereich von 0,930 bis 0,995 und vorzugsweise in den Bereich von 0,96 bis 0,98 für Formulierungen, welche die Nematode Steinernema carpocapsae enthalten. Sowohl die Eigenschaft des Feuchtigkeitsgehalts als auch die der Wasseraktivität kann durch das Absorptionsvermögen des trockenen Formulierungspulvers oder der entsprechenden Pulver, durch den Wassergehalt der verwendeten wässrigen Nematodensuspension und durch das Ausmaß des Wasserverlusts, der während der Herstellung auftritt, beeinflusst werden.

Die erfindungsgemäßen Verfahren und Zusammensetzungen stellen folglich Nematoden in einem Körnchen bereit, wobei die Nematoden innerhalb des Kerns des Körnchens in einem "weichen Kern" eingekapselt sind, der eine kleine Menge eines wässrigen Materials umfasst, in dem sie ursprünglich suspendiert waren. Der "weiche Kern" wird von einer Beschichtung aus einem Material oder Materialien mit variierender Dicke umgeben und geschützt, das keine oder relativ wenige Nematoden enthält. Der Erfinder hat beobachtet, dass auf diese Weise formulierte Nematoden eine verlangsamte Stoffwechselgeschwindigkeit aufweisen, die z. B. durch einen verminderten Sauerstoffverbrauch gemessen wird. Folglich leben sie nicht nur länger, sondern bewahren auch ihre Pathogenität länger, was eine längere Lagerung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ermöglicht. Wenn die Nematoden in die Umgebung freigesetzt werden, stehen ihnen potentiell größere Energiespeicherreserven zur Verfügung, als dies bei Nematoden der Fall ist, die konventioneller gelagert werden.

Aufgrund der Natur und der Größe der erfindungsgemäßen Körnchen ist es im Vergleich zu anderen Formulierungen auch relativ einfach, die Sauerstofferfordernisse von Nematoden in dieser Formulierung zu erfüllen. Der Sauerstoffverbrauch der Nematoden ist in den ersten Tagen nach der Herstellung der Körnchen am größten und der Peakwert dafür kann bei etwa 3,0 ml Sauerstoff/Million Nematoden/Tag bei Steinernema carpocapsae liegen. Die Geschwindigkeit des Sauerstoffverbrauchs fällt schnell und innerhalb etwa einer Woche fällt die Geschwindigkeit auf etwa 0,2 bis 0,4 ml Sauerstoff/Million Nematoden/Tag. Je niedriger die Geschwindigkeit des Sauerstoffverbrauchs ist, desto länger können die Nematoden mit ihrer anfänglich festgelegten Menge an Stoffwechselenergiequellen (hauptsächlich Lipide) überleben. Die Geschwindigkeit des Sauerstoffverbrauchs in den erfindungsgemäßen Körnchenformulierungen sind mindestens so niedrig oder niedriger wie die Geschwindigkeit in den meisten untersuchten stabilen Produkten. Auf dieser Basis kann erwartet werden, dass die Nematoden in erfindungsgemäßen Körnchenformulierungen mindestens 6 Monate bei 25ºC überleben werden.

Überraschenderweise haben die erfindungsgemäßen Körnchenformulierungen verglichen mit anderen Produkttypen eine außergewöhnlich gute Thermostabilität. Es wurde gefunden, dass einige Proben für mehr als 7 Wochen bei 30ºC stabil sind.

Vorzugsweise liegen die in der Erfindung verwendeten infektiösen juvenilen Nematoden in einem Zustand der partiellen Austrocknung vor, der durch eine oder mehrere der nachstehenden Überlebenseigenschaften definiert ist:

(i) mehr als 90% überleben, wenn sie

(1) 6 Wochen bei 25ºC oder

(2) 4 Wochen bei 30ºC gehalten werden, oder

(ii) die infektiösen juvenilen Formen erfordern weniger als 1 ml O&sub2; pro 10&sup6; Nematoden pro Tag, wenn sie bei 25ºC gelagert werden.

Erfindungsgemäß können zwei oder mehr verträgliche Arten entomopathogener Nematoden in einem einzelnen Körnchen kombiniert werden. Ferner kann eine oder mehr Arten von Nematoden mit verträglichen biologischen oder chemischen Pestiziden oder Herbiziden kombiniert werden, um die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Produkte zu erweitern.

Verpackung der Körnchen

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können in einer beliebigen Weise verpackt werden, die mit einer verlängerten Überlebensfähigkeit und der Aufrechterhaltung der Lebensfähigkeit der Nematoden verträglich ist. Folglich werden die Körnchen z. B. in Flaschen eingebracht, die vorzugsweise aus Polypropylen hergestellt sind und Volumina im Bereich von etwa 50 ml bis etwa 4 Liter aufweisen. Der Deckel der Flaschen ist so gestaltet, dass er eine angemessene Sauerstoffversorgung der eingekapselten Nematoden ermöglicht. Demgemäß weist der Deckel vorzugsweise eine poröse Kunststoffkappe auf, die einen Gasaustausch zwischen der Umgebung und der Flasche ermöglicht. Um ein bestimmtes Niveau der Wasseraktivität aufrechtzuerhalten und einen Wasserverlust zu verhindern, kann die Verpackung eine Einrichtung zum Aufrechterhalten der Feuchtigkeit in dem gewünschten Bereich enthalten, wie z. B. einen Feuchtigkeitsvorrat, ein Absorptionsmaterial, das Wasser enthält, usw.

Die Anzahl der Körnchen pro Flasche ist vorzugsweise derart, dass jede Flasche zwischen etwa 10 Millionen und 250 Millionen Nematoden enthält.

Die Flasche kann speziell angepasst sein, um die Körnchen auf den Boden aufzubringen, oder um sie in andere Behälter einzubringen, die Wasser für die Flüssigaufbringung der Nematoden auf den Boden oder auf Pflanzen enthalten. Folglich kann z. B. das Oberteil der Flasche durch ein speziell angepasstes Oberteil für das direkte Aufbringen des Flascheninhalts ersetzbar sein.

Aufbringen von Körnchen, die Nematoden enthalten

Erfindungsgemäße Körnchen können in der Landwirtschaft oder beim Gartenbau verwendet werden, um Schädlingsinsekten zu vernichten. Die vorliegende Erfindung stellt daher ein Verfahren zur Kontrolle bzw. Vernichtung von Schädlingen bereit, welches das Aufbringen einer pestizid wirksamen Menge einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung auf eine Pflanze oder ein Feld umfasst, um die Schädlinge zu kontrollieren bzw. zu vernichten. Eine "pestizid" wirksame Menge von Körnchen ist als diejenige Menge an Körnchen definiert, die ausreichend Nematoden enthalten, die zu einem signifikanten Niveau der Schädlingskontrolle bzw. -vernichtung in Bereich relativ zu einem unbehandelten Bereich führt. Die tatsächliche Menge kann mit den in den Körnchen enthaltenen speziellen Nematodenarten sowie mit den Bodenbedingungen und anderen Umweltbedingungen variieren.

Zwei bevorzugte Arten des Aufbringens der Körnchen in der Landwirtschaft umfassen die Verbreitung der Körnchen in Körnchenform oder die Dispergierung der Körnchen in Wasser und Sprühen des Wassers oder Aufbringen des Wassers auf eine andere Weise auf die Pflanze oder den Boden. Die erfindungsgemäßen Körnchen weisen nicht nur den Vorteil auf, dass sie einfach transportiert werden können, sondern sie sind auch besonders einfach entweder in intakter Körnchenform oder als Sprühnebel zu verwenden.

Nachdem die Erfindung allgemein beschrieben worden ist, kann die Erfindung leichter durch die nachstehenden Beispiele verstanden werden, die lediglich der Veranschaulichung dienen.

Beispiele

Die nachstehenden Beispiele 1 bis 9 werden angegeben, um die Herstellung der Nematoden-enthaltenden Körnchen unter Verwendung verschiedener Gemische von Pulvern und verschiedener Nematodenarten zu veranschaulichen. Es wurden viele zusätzliche Kombinationen mit ähnlichen Ergebnissen verwendet. Aus Gründen der Kürze werden hier nicht alle Beispiele erläutert.

In den nachstehenden Beispielen 1 bis 9 wurden die Körnchen im Wesentlichen wie folgt hergestellt. Das Gemisch von Pulvern (in jedem Beispiel angegeben) wurde in eine Pfannenagglomerationsvorrichtung mit einem Durchmesser von etwa 40,64 cm (16 Inch) in einer Dicke von mehreren Inch eingebracht. Die Pfanne wurde um etwa 45º bis 55º aus der horizontalen geschwenkt und um ihre Achese mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 bis 40 U/min gedreht.

Die wässrige Suspension von IJ-Nematoden in der angegebenen Konzentration wurde tropfenweise von einer Spritzenspitze aufgesprüht. Sobald sich Körnchen gebildet hatten, wurde das Gemisch von Körnchen und nicht-körnchenförmigem Pulver durch ein Sieb geschickt, das die Körnchen zurückhielt, wodurch das Pulver wiederverwendet werden konnte.

Die Körnchen wurden für verschiedene Zeiträume bei 5ºC, 25ºC und 30ºC gelagert. Proben von 1,5 g der Körnchen wurden wie gezeigt im Allgemeinen wöchentlich hinsichtlich ihrer Lebensfähigkeit (ausgedrückt als % Lebensfähigkeit) und der Wasseraktivität (in Einheiten) getestet. In manchen Proben wurde auch der Sauerstoffbedarf getestet und in der Einheit ml O&sub2;/Million Nematoden/Tag ausgedrückt.

In mehreren Proben wurde die Pathogenität der Nematoden durch eine einzelne Infektion von 96 Wachsmottenlarven mit 96 einzelnen Nematoden getestet. Der Pathogenitätstest war "bestanden", wenn mindestens 50% der Nematoden die Larven innerhalb von 72 Stunden infiziert und getötet hat.

Bei den Beispielen 1 bis 16 wird Steinernema carpocapsae verwendet.

Beispiel 1

Pulverzusammensetzung: 50% Celatom FW60TM, 33,3% Cellosize QP-52000-HTM, 16,7% Mira-capTM.

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 630000/g

Beispiel 2

Pulverzusammensetzung: 50% Hicel 915TM, 33,3% Cellosize QP-52000-HTM, 16,7% MiracapTM

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 460000/g

Beispiel 3

Pulverzusammensetzung: 50% Hicel 915TM 33,3% Cellosize QP-52000-HTM, 16,7% Marasperse N-22TM.

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 490000/g

Beispiel 4

Pulverzusammensetzung: 43% Celation FW60TM, 28,5% Cellosize QP-4400-HTM, 28,5% Mira-capTM.

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 540000/g

Beispiel 5

Pulverzusammensetzung: 43% Celatom FW-60TM, 14,2% Cellosize QP-4400-HTM, 14,2% Cellosize QP-52000-HTM, 28,6% Mira-capTM.

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 450000/g

Beispiel 6

Pulverzusammensetzung: 50% Hicel 915TM 33,3% Lignosol SFX-65TM 16,7% Mira-capTM

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 460000/g

Beispiel 7

Pulverzusammensetzung: 50% Hicel 915TM 33,3% Lignosol SFX-65TM 16,6% Mira-capTM Nematoden in 5% Lignosol SFX-65TM.

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 490000/g

Beispiel 8

Pulverzusammensetzung: 50% Hicel 915TM 33,3% Lignosol SFX-65TM 16,7% Mira-capTM.

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 550000/g

Beispiel 9

Pulverzusammensetzung: 37,5% Hicel 915TM, 36% Lignosol SFX-65TM, 3,1% Norlig 11DATM, 20,1% Min-U-GelFGTM, 3,1% Ultrasperse MTM, 0,2% Topsin 70WPTM.

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 560000/g

Beispiel 10

Pulverzusammensetzung: 37,5% Hicel 915TM, 36% Lignosol SFX-65TM, 3,1% Norlig 11DAIM, 20,1% Min-U-Gel FGTM, 3,1% Ultrasperse MTM, 0,2% Sorbinsäure.

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 580000/g

Beispiel 11

Pulverzusammensetzung: 37,5% Hicel 915TM, 36% Lignosol SFX-65TM, 3,1% Norlig 11DATM, 20,1% Min-U-Gel FGTM, 3,1% Ultrasperse MIM, 0,2% Methylpanaben.

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 520000/g

Beispiel 12

Pulverzusammensetzung: 37,5% Hicel 915TM, 36% Lignosol SFX-65TM, 3,1% Norlig 11DATM, 20,1% Min-U-Gel FGTM, 3,1% Ultrasperse MTM, 0,2% Kupfersulfat.

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 490000/g

Beispiel 13

Pulverzusammensetzung: 49,8% Hicel 915TM, 16,7% Lignosol SFX-65TM, 16,7% Maracarb N-1TM, 16,7% Mira-capTM 0,2% Sorbinsäure.

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 350000/g

Beispiel 14

Pulverzusammensetzung: 32,8% Hicel 9151M, 26% Min-U-GelTM, 8,5% Lignosol SFX-65TM, 3% Norlig 11 DATM, 3% Ultra-sperse MTM, 13% Celite 209TM, 2,5% Morwet EFWTM, 2,5% Morwet 3008TM, 8,5% Maracarb N-1TM, 0,2% Sorbinsäure.

Beispiel 15

Pulverzusammensetzung: 32,7% HiSil 915TM, 12,9 Celite 209TM 8,5% Lignosol SFX-65TM, 8,5% Maracarb N-1TM, 3% Norlig 11DATM, 5,3% MiracapTM, 3,0% Ultrasperse MIM, 26,1% Min-U-GelTM.

Beispiel 16

Pulverzusammensetzung: 57,1% HiSil 915TM 28,6% Lignosol SFX-65TM 14,3% MiracapTM.

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 580000/g

Beispiel 17

Steinernema feltiae

Pulverzusammensetzung: 39,3% Celite 209TM, 27,7% Attagel 50TM, 11,0% Lignosol SFX- 65TM 11,0% MiracapTM, 11,0% StarDri 10TM.

Nematodenkonzentration in den Körnchen: 318000/g

Beispiel 18

Steinernema scapterisci

Pulverzusammensetzung: 39,3% Celite 209TM 27,7% Attagel 50TM, 11,0% Lignosol SFX- 65TM 11,0% MiracapTM, 11,0% StarDri 10TM.

Beispiel 19

Steinernema riobravis

Pulverzusammensetzung: 39,3% Celite 209TM 27,7% Attagel 50TM 11,0% Lignosol SFX- 65TM, 11,0% MiracapTM, 11,0% StarDri 10TM

Beispiel 20 Manuelle Herstellung von Nematodenkörnchen durch Schwingungsgranulierung

Eine beschichtete Kuchenform mit einem Durchmesser von 20,32 cm (8 Inch) wurde horizontal in einem Labor-Vortexmischer befestigt. In die Form wurden pulverförmige Materialien eingebracht und der Mischer wurde bei der optimalen Geschwindigkeit betrieben, so dass das Pulver in der Form aufgewirbelt und verwirbelt wurde. Durch Plazieren einer Hand an der Außenseite der Form wurden die Pulver noch heftiger in der Form umhergeschleudert und flossen als breites Band über einen beträchtlichen Teil der Formoberfläche.

Den bewegten Pulvern wurde tropfenweise eine Nematodenaufschlämmung zugesetzt. Einzelne Tröpfchen rollten schnell umher und wurden einheitlich von dem Pulver bedeckt, absorbierten das überschüssige Wasser und bildeten diskrete Körnchen. Neu gebildete Körnchen rollten in der Form umher und wurden aufgewirbelt. Ein Prallblech wurde verwendet, um die neu gebildeten Körnchen von dem Bereich abzulenken, bei dem zusätzliche Aufschlämmung zugetropft wurde, um die Erzeugung von Körnchen mit verschiedener Größe zu vermeiden.

Beispiel 21 Herstellung von Nematodenkörnchen durch Schwingungsgranulierung in einem kontinuierlichen Verfahren

Die Fig. 2 und 3 veranschaulichen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausbildung und gegebenenfalls Beschichtung von Körnchen in einem kontinuierlichen Verfahren. Bei dem Verfahren werden zwei Schwingungssiebeinrichtungen und eine Schwingungssieb- Fördereinrichtung verwendet. Um unbeschichtete Körnchen herzustellen, ist nur eine einzelne Pfanne erforderlich. Die Pfanne kann durch Beschichten mit einem nicht-klebenden Material oder mit einem Teflonfilm vorbehandelt werden, und zwar über der gesamten Oberfläche oder über dem Bereich, auf dem der Beschichtungssprühnebel auftrifft.

Die Nematodenaufschlämmung wird in Form einzelner Tropfen auf Pulver innerhalb der Pfanne getropft. Entlang eines Radius wird ein schmales rechteckiges Tropfenmuster ausgerichtet. Frisches oder zurückgewonnenes Pulver wird kontinuierlich auf den Auftreffbereich des Pulvers (vgl. Fig. 3) direkt "stromaufwärts" von dem "Auftreffbereich des Sprühnebels" getropft. Durch geeignet angeordnete Strömungsablenkeinrichtungen wird die Trennung der dichten Körnchen von dem leichteren Pulver erleichtert. Die Ablenkeinrichtungen feiten das Pulver in die Richtung der Mitte zurück, während Körnchen über diese hinweg gelangen, sich in Richtung des Umfangs bewegen und schließlich durch das "Körnchenentnahmeloch" fallen (Fig. 3).

Eine unpassierbare "Rückhaltebarriere" (Fig. 3) bildet einen Durchgang, der zu dem "Körnchenentnahmeloch" führt und andererseits ein Hindernis gegenüber Pulvern und Körnchen, die noch nicht in den Raum des Durchgangswegs gewandert sind. Abgelenkte Materialien werden näher an die Außenkante umgeleitet, um ein Wiedereintreten in die "Pulverauftreffzone" zu verhindern.

Material, das durch die Körnchenentnahmelöcher fällt, trifft auf das Sieb auf, das ein Sieb mit kleiner Maschenweite oder eine Kombination aus einem gröberen Sieb und einem darunterliegenden Sieb mit kleiner Maschenweite ist. Die Körnchen werden schließlich einer Feinsiebung unterworfen, um Feinanteile und nicht körnchenförmiges Pulver zu entfernen. Die Körnchen werden von diesem Sieb entfernt, während Feinanteile in einer Bodenpfanne gesammelt und zusammen mit frischem Pulver der Granulierungspfanne wieder zugeführt wird.

Eine Schwingungssiebfördereinrichtung wird verwendet, um zu große Körner ("übergroße Teilchen" ("overs")) von den Körnchen mit der richtigen Größe zu trennen. Wenn eine zweite Beschichtungsschicht erwünscht ist, werden die durch dieses Sieb hindurchtretenden Körnchen auf eine zweite entsprechend modifizierte Pfanne aufgebracht, die Pulver für eine zweite Beschichtung enthält.

Das Endprodukt, das Nematoden-enthaltende Körnchen mit der richtigen Größe umfasst, wird gesammelt und verpackt.

Beispiel 22 Rotationsverfahren

Fig. 4 veranschaulicht ein zusätzliches Verfahren und eine zusätzliche Vorrichtung zur Ausbildung von Körnchen in einem kontinuierlichen Verfahren. Der Beschichtungsvorgang findet in einem gewinkelten rotierenden Pfannensatz statt. Der Pfanne wird frisches Pulver kontinuierlich bei der 12-Uhr bis 15-Uhr Position zugesetzt. Bei der Rotation der Pfanne fließt ein Pulverstrom von dem Oberteil zu dem Unterteil der Pfanne. Der Sprühnebel der Nematodenaufschlämmung wird auf diesen Pulverstrom gerichtet.

Die Sprühvorrichtung ist so gestaltet, dass sie einzelne Tropfen der Nematodenaufschlämmung erzeugt, die rasch von dem Pulver unter Bildung von Körnchen beschichtet werden. Diese weichen Körnchen werden kompakter und erhalten eine höhere Dichte, wenn sie in dem unteren linken Abschnitt der Pfanne gegeneinander rollen. Vollständig ausgebildete und gehärtete Körnchen werden kontinuierlich aus der Pfanne entfernt und durch eine Rutsche in Lagerbehälter geführt.

Um die einzelnen trockenen Bestandteile zu mischen und einen kontinuierlichen Pulverstrom zu der Granulierpfanne zu schicken sind zusätzliche Geräte erforderlich, die routinemäßig zur Handhabung von Pulvern verwendet werden.

Während diese Erfindung bezüglich spezieller Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte beachtet werden, dass sie weiter modifiziert werden kann. Diese Anmeldung soll jegliche Variationen, Verwendungen oder Anpassungen der Erfindung umfassen, die im Allgemeinen den erfindungsgemäßen Prinzipien folgen und sie umfasst bekannte Abwandlungen, die auf die essentiellen Merkmale angewandt werden können.


Anspruch[de]

1. Eine Lagerungszusammensetzung pestizid oder herbizid einsetzbarer Nematoden, die aus einem Pulver oder einem Gemisch von Pulvern gebildete Körnchen umfasst, in denen ein weicher Kern eingeschlossen ist, der eine Menge wachstumsfähiger Nematoden enthält.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Körnchen eine Wasseraktivität im Bereich von 0,930 bis 0,995 aufweisen.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Pulver aus einem Silicamaterial, einem Ton, einem vorgelierten Ton, einer Diatomeenerde, einer Hydroxyethylcellulose, einem Lignosulfonat, einer modifizierten Stärke, einer vorgelierten Stärke, einem superabsorbierenden Material oder einer Kombination davon ausgewählt ist.

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die ferner ein oder mehrere antibakterielle(s) Mittel, antimykotische(s) Mittel, Tensid(e), Viskositätsindexverbesserer, Stabilisierungsmittel und UV-Licht-absorbierende(s) Mittel umfasst, das/die gegenüber den Nematoden nicht toxisch ist/sind.

5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Nematoden infektiöse juvenile Formen entomopathogener Nematoden oder molluskizider Nematoden sind.

6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, wobei sich die infektiösen juvenilen Nematoden in einem Zustand der partiellen Austrocknung befinden, der durch eine oder mehrere der nachstehenden Überlebenseigenschaften definiert ist:

(i) mehr als 90% überleben, wenn sie

(1) 6 Wochen bei 25ºC oder

(2) 4 Wochen bei 30ºC gehalten werden, oder

(ii) die infektiösen juvenilen Formen erfordern weniger als 1 ml O&sub2; pro 10&sup6; Nematoden pro Tag, wenn sie bei 25ºC gelagert werden.

7. Ein Verfahren zur Herstellung einer Lagerungszusammensetzung pestizid oder herbizid einsetzbarer Nematoden, umfassend das In-Kontakt-Bringen einzelner Tropfen einer wässrigen Suspension, welche die Nematoden enthält, mit einem Pulver, derart, dass das Pulver jeden der Tropfen vollständig umgibt, wobei die Feuchtigkeit innerhalb der Tropfen in das Pulver gezogen wird, wodurch das Pulver eine verfestigte Umhüllung bildet, welche die Nematoden-enthaltenden Tropfen umgibt, wobei die Zusammensetzung und die Menge an Pulver ausgewählt werden, um die ursprüngliche Wasseraktivität der Körnchen zu bestimmen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die ursprüngliche Wasseraktivität im Bereich von 0,930 bis 0,995 liegt.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Nematoden infektiöse juvenile Formen entomopathogener oder molluskizider Nematoden sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das In-Kontakt-Bringen durch manuelles Aufbringen der Tropfen auf das Pulver durchgeführt wird; und/oder

wobei das Pulver zum Zeitpunkt des In-Kontakt-Bringens in Bewegung ist; und/oder

wobei das In-Kontakt-Bringen durch Sprühen von Tröpfchen der Suspension in einen fallenden Pulverstrom durchgeführt wird; oder

wobei das In-Kontakt-Bringen durch Aufbringen von Tröpfchen auf ein Pulver durchgeführt wird, das in einer mit Luft suspendierten Fließbettvorrichtung oder Gegenstromfließbettvorrichtung suspendiert ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das Pulver aus einem Silicamaterial, einem Ton, einem vorgelierten Ton, einer Diatomeenerde, einer Hydroxyethylcellulose, einem Lignosulfonat, einer modifizierten Stärke, einer vorgelierten Stärke, einem Tensid, einem superabsorbierenden Material oder einer Kombination von einem oder mehreren davon ausgewählt ist.

12. Ein Verfahren zur Kontrolle von Schädlingen, welches das Aufbringen einer pestizid wirksamen Menge der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auf eine Pflanze oder ein Feld umfasst, um die Schädlinge zu kontrollieren.







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