Archiv für die Kategorie ‘Wirkung des Wasserdampf’

Abtötungstemperaturen pflanzenkrankheitserregender Organismen

Samstag, 15. August 2009

Die Effektivität eines thermischen Bodenentseuchungsverfahrens, wie Dämpfen mit Heißdampf, ist prinzipiell abhängig von der eingesetzten Energie bzw. Wirktemperatur und der Einwirkungsdauer. Das bedeutet, dass ein vergleichbares Resultat zum einen erzielt werden kann, egal ob geringere Energie über lange Zeit, oder hohe Energien über kurze Zeit hinweg zum Einsatz gebracht werden.

Generelle Angaben über die benötigte Einwirkzeit bei bestimmten Temperaturen zur Abtötung spezifischer Phytopatogene (Pflanzenkrankheitserreger) zu erstellen wird insbesondere dadurch erschwert, dass man bei diesen es häufig mit verschiedenen Entwicklungsstadien zu tun hat, die unterschiedlich hitzeresistent sein können. Dabei sind insbesondere Dauer- oder Überwinterungsformen äußerst widerstandsfähig. Daduch  ist ein konkreter Abtötungspunkt für viele Organismen nicht eindeutig bestimmbar. Angegebene Werte sind daher nur Anhaltspunkte:

Hier eine Auflistung von bodenbürtigen Organismen und deren Abtötungspunkt bei 30minütiger Wirkdauer (nach G.B. Bollen):

  1. Bis 55°C:
    Parasitäre Nematoden (außer Pratylenchus), saprophage Nematoden, Verticilium albo-atrum, Didymella lycopersici, Cylindrocarpon destructans, Thilaviopsis basicola, Phytiumarten, Phytophtora, Pratylenchus, Kreuzkraut (Greiskräuter, darunter auch das giftige, leberschädigende Jakobskreuzkraut bzw. Jakobsgreiskraut) , Vogelmiere
  2. Bis 65°C:
    Fusarium oxysporum, Fusarium redolens, Verticilium dahliae, Botytis, cinerea, Phialophora cinerescens, Rhizoctonia solani, die meisten Penicillium- und Aspergillus- Arten, Ascomyceten, Algen, Bodeninsekten, Würmer, Schnecken, Tausendfüßler, Mosaikvirus
  3. Bis 75°C:
    pflanzenpathogene Bakterien, Penicillium- und Aspergillus- Arten mit deutlichen Fruchtkörpern, Kartoffel X-Virus
  4. Bis 90°C:
    Tomatenmosaikvirus, Gurkenvirus, fünf mesophile Schimmel, darunter Zellulosezersetzungsschimmel
  5. Über 90°C:
    sporenbildende Bakterien

Im Vergleich zeigen sich Pflanzenkrankheitserreger bedeutend empflindlicher als humusbildenende Organismen. Dies ist im Übrigen ebenso beim Einsatz von chemischen Präparaten erkennbar.  Höhere Organismen, wie die saprohagen oder parasitären Nematoden, sterben bereits ab Temperaturen bis 55°C ab.

Es wurde festgestellt, dass die Fäulnis verursachenden Arten von Phytium, Rhizoctonia und Botrytis bereits bei Temperaturen bis zu 55°C nach bis zu 30min Wirkdauer absterben. Zudem ist erwähnenswert, dass Pilze, die als Gegenspieler zu krankheitserregenden Arten wichtig für die Bodenrevitalisierung sind, wie z.B. Aspergillus- und Penicillium- Gattungen, recht hitzeresistent sind.

Gleiches gilt für die Bakterien. Für den Boden wichtige sporenbildende Arten sind extrem widerstandsfähig gegen Hitze und können selbst nach Behandlungen über 100°C sehr rasch eine neue Population aufbauen. Darunter ist insbesondere der Bacillus subtilis zu nennen, dessen Stämme pilzliche Krankheitserreger, wie Rhizoctonia, inSchach halten und bekämpfen können.

Pflanzenkrankheitserregende (phytopagogene) Bakterien sind dagegen recht empfindlich gegen Hitze. Es ist nicht bekannt, dass solche Arten Temperaturen von über 70°C bei besagter Wirkdauer überleben.

Die Forschungen zeigen, dass überwiegende Mehrzahl an phytopathogenen Organismen bei Temparturen bis 75°C abstirbt, sofern eine ausreichende Wirkzeit besteht.
Daher ist auch die Einbringung von Hitze zur Erwärmung des Bodens bis zu einer Temperatur von 98°C für dessen Behandlung ausreichend, um die Krankheiten zu beseitigen, dabei jedoch noch die Hilfreichen Organismen, wie die sporenbildenden Bakterien und Zellulose zersetzenden Pilze zu erhalten, die gegen die Wiederbesiedlung von Phytopatogenen einen gewissen natürlichen Schutz bieten.

Das Dämpfen mit Heißdampf erfüllt hier alle grundlegenden Anforderungen. Die hohe spezifische Wärme des Wassers sorgt dafür, dass bei der Kondensation bei 100°C und der darauf folgenden weiteren Abkühlung, dank des sehr hohen Energiegehalts, für eine lange Zeit ausreichend hohe Temperaturen im Boden bestehen, um eine optimale Abtötungs-Wirkung zu erzielen.
Andere thermische Verfahren, wie z.B. Heißluft-Einbringung, könnten dies im Vergleich zum Dämpfen nur mit extrem hohen Einbringungstemperaturen von über 2000°C oder bedeutend längerer Einbringungszeit erreichen, was jedoch mit hohen Risiken verbunden ist, insbesondere den Boden enorm auszutrocknen oder gar zu verbrennen und dadurch dessen Fruchtbarkeit zu gefährenden. Das Dämpfen ist daher zudem eine ausgesprochen bodenschonende Methode.

Zusammenfassend ist zu sagen, dass folglich das Dämpfen mit Heißdampf keine Sterilisation im eigentlichen Sinne im Boden bewirkt, da eine Vielzahl nützlicher Organismen die Hitzebehandlung überlebt. Das Gegenteil wäre, wie ausgeführt, auch gar nicht wünschenswert. Man erreicht mit dem Dämpfen jedoch eine weitgehende “Sterilisation”, jedoch nur in Hinblick auf die Pflanzenkrankheiten.

Die Wirkweise des Wasserdampfs im Boden

Samstag, 15. August 2009
Verdeutlichung der Energieaufnahme von Wasser während der Verdampfung

Verdeutlichung der Energieaufnahme von Wasser während der Verdampfung

Wasserdampf vernichtet rein physikalisch durch seine thermische Energie angesiedelte Pflanzenkultur- Schädlinge, wie Unkräuter, Pilze, Bakterien und Viren durch Degenerierung der Zellstrukturen.

Dabei zeichnet sich Wasserdampf durch eine hohe Wirksamkeit aus.

Dies ist insbesondere auf zwei Umstände zurückzuführen.
Zum einen ist die bedeutende Mehrzahl an organischen Phatogenen hitzeempfindlich und stirbt bei Überhitzung vollständig ab.
Zum anderen kann Wasserdampf bei einer im Verhältnis zu seinem hohem Energiegehalt, geringen Temperatur von lediglich 100°C während der Kondensation die nötige Hitze an die Umgebung abgeben, um eine Vernichtung der pflanzenschädlichen Substanzen und Organismen zu erwirken, ohne dabei den Boden selbst durch Verbrennen zu schädigen.

Das Dämpfen mit heißem Wasserdampf ist in biologischer Hinsicht nichtsdestotrotz eine Teilentkeimung. Wichtige hitzebeständige sporenbildende Bakterien beleben nach der Abkühlung wieder den Boden. Bodenermüdungen wird durch die Freisetzung von blockierten Nährstoffen begegnet.

Damit führt Dämpfen nachweislich zu einer besseren Startposition und schnellerem Wachstum der Pflanzen, und gleichzeitig zur Stärkung deren Widerstandsfähigkeit gegenüber Krankheiten und Schädlingen.
Die Anwendung von Heißdampf gilt heute sowohl bei den Praktikern als auch bei den Forschern übereinstimmend als das beste und wirksamste Mittel zur Hygienisierung kranker Böden, Anzucht-Erden und von Komposten.