DE3751155T2 - Spender für die verzögerte Freisetzung von Insektensexualpheromonen. - Google Patents
Spender für die verzögerte Freisetzung von Insektensexualpheromonen.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spender für verzögerte Freisetzung eines Sexualpheromons oder Sexuallockstoffes von Insekten, und insbesondere einen Spender, der einen Sexuallockstoff eines Insektenschädlings während einer langen Zeitspanne mit einer konstanten oder kontrollierten Geschwindigkeit verzögert abgeben kann, um die Population der Insektenspezies zu kontrollieren.
- Es war ein wichtiges technisches Problem, ein Verfahren zu entwickeln, um eine Sexuallockstoffverbindung eines Insektenschädlings einer besonderen Spezies mit einer konstanten Geschwindigkeit während einer langen Zeitspanne in das Feld verzögert abzugeben. Es wird zum Beispiel bereits praktiziert, eine Spenderform herzustellen, welche eine Sexuallockstoffverbindung enthält, von welcher die Sexuallockstoffverbindung verdampft und mit kontrollierter Geschwindigkeit abgegeben wird. Es wäre wünschenswerterweise ideal, falls die Geschwindigkeit der Lockstoffemission auf einem Pegel gehalten werden könnte, um die erwünschte Wirkung während einer notwendigen Zeitspanne unter meteorologisch verschiedenen Bedingungen, wie z.B. Temperatur, Feuchtigkeit, Windgeschwindigkeit und dergleichen, aufrecht zu erhalten. Wenn Spenderkörper mit Barrierwänden aus dem gleichen polymeren Material zum Einschließen verschiedener Sexuallockstoffverbindungen verwendet werden, können jedoch keine befriedigenden Ergebnisse hinsichtlich der Emissionsgeschwindigkeit für alle Arten von Lockstoffverbindungen erzielt werden, da die Geschwindigkeit der Lockstoffemission für die eine Sexuallockstoffverbindung zu groß sein kann, während die Geschwindigkeit für die andere zu klein sein kann.
- Wenn die Geschwindigkeit der Lockstoffemission aus einem Spender zu groß ist, ist die Betriebsdauer der Spenderform natürlich unzweckmäßig kurz. Wenn die Emissionsgeschwindigkeit zu gering ist, kann ein ökonomischer Nachteil entstehen, weil ein beträchtlicher Teil der Sexuallockstoffverbindung, die anfangs in der Spenderform enthalten ist, noch nach dem Verstreichen der notwendigen Zeitspanne unausgenützt darin zurückbleiben kann.
- Eine unzweckmäßig kurze Betriebsdauer einer Spenderform kann einen unökonomisch großen Verbrauch von Arbeitskraft verursachen, da die Verteilung der Spenderformen über das Feld während einer Saison, in welcher die Wirkung der Sexuallockstoffverbindung durchgehend gegeben sein sollte, einige Male wiederholt werden muß. Außerdem kann ein ernstes Problem manchmal verursacht werden, und zwar daß die gewünschte Wirkung der Lockstoffverbindung im letzten Stadium der Betriebsdauer der Spenderform aufgrund einer Erschöpfung der in der Spenderform enthaltenen Lockstoffverbindung nicht länger gegeben sein kann.
- Natürlich muß die Anzahl der Spenderformen einer Sexuallockstoffverbindung, die über ein Einheitsgebiet des Feldes verteilt werden soll, so klein wie möglich sein, vorausgesetzt, daß die Wirkung der Lockstoffverbindung nicht so sehr beeinträchtigt wird. Unglücklicherweise wurde bis jetzt keine Spenderform entwickelt, welche die notwendige Geschwindigkeit der Lockstoffemission während der Saison sogar bei einem einzigen Mal einer Verteilung einer relativ kleinen Zahl der Spenderformen im Feld halten kann.
- Die Erfinder haben früher eine Spenderform zur verzögerten Freisetzung einer Sexuallockstoffverbindung von Insekten entwickelt, welche durch Füllen eines Rohres aus Polyethylen mit einem Innendurchmesser von 0,8 mm, einem Außendurchmesser von 1,45 mm und einer Länge von 200 mm mit der Sexuallockstoffverbindung hergestellt wird, und haben einen Feldtest durch Verwenden einer Anzahl solcher Spender durchgeführt (U.S.P. 4,600,146). In dem Feldtest, der im Staate Arizona, U.S.A., durchgeführt wurde, und zwar mit dem Ziel, die Population des rosaroten Samenkapselwurms zu kontrollieren, wurden 894 Spender, jeder mit 72 mg Z,Z/E-7,11-Hexadecadienylacetat als der Sexuallockstoff der Insekten gefüllt, pro Hektar Feld verteilt. In diesem Fall wurde die Geschwindigkeit der Lockstoffemission auf etwa 0,6 mg/Tag für jeden Spender während einer Zeitspanne von etwa 30 Tagen gehalten, wobei ausreichend hohe Unterbrechungswirkungen auf die Kontakte zwischen den Geschlechtern der Insekten gegeben waren. Unglücklicherweise wurde die Geschwindigkeit der Lockstoffemission auf 0,4 mg/Tag oder weniger für jeden Spender nach Verstreichen von 50 Tagen herabgesetzt, so daß die erwünschte Unterbrechungswirkung auf die Kontakte nicht länger voll entfaltet war [Journal of Economic Entomology, Band 78, Nr. 6, Seiten 1431 - 1436 (1985)]. Die europäische Patentanmeldung 0 160 151 offenbart Sexuallockstoffspender, die aus einem polymeren Material gebildet sind.
- Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine neue Spenderform für eine verzögerte Freisetzung einer Sexuallockstoffverbindung von Insekten mit einer konstanten Geschwindigkeit während einer Zeitspanne von 3 Monaten oder sogar länger in das Feld verzögert freizusetzen.
- Die vorliegende Erfindung stellt daher einen Spender zur Verfügung, der eine Sexuallockstoffverbiiidung einer Insektenspezies enthält, um die Sexuallockstoffverbindung verzögert freizusetzen, daß sie die Barrierenwand aus einem polymeren Material durchdringt und aus der Außenoberfiäche des Spenders freigesetzt wird, welcher eine Kapazität aufweist, die ausreicht, mindestens 100 mg der Sexuallockstoffverbindung aufzunehmen und eine Außenoberfiäche von S mm² besitzt, wobei das Verhältnis von S zur Menge W in mg der darin enthaltenen Sexuallockstoffverbindung im Bereich von 4 bis 11 ist, von welchem das Gleichgewichtsquellen des polymeren Materials, welches die Barrierenwand bildet, mit der Sexuallockstoffverbindung, die darin enthalten ist, bei 20ºC im Bereich von 2 bis 6 Gew.-% ist.
- Der Spender der Erfindung für ein verzögertes Freisetzen einer Sexuallockstoffverbindung von Insekten liegt in einer Schlauchform oder Röhrenform vor und besitzt eine Barrierenwand aus einem polymeren Material, durch welches die Sexuallockstoffverbindung, die darin enthalten ist, dringt und von der Außenoberfiäche mit einer konstanten Geschwindigkeit während einer Zeitspanne in die Atmosphäre freigesetzt wird.
- Die Betriebsdauer der erfinderischen Spenderform für eine verzögerte Freisetzung der Sexuallockstoffverbindung hängt von der Wahl des polymeren Materials ab, welches die Barrierenwand bildet, um die jeweilige Sexuallockstoffverbindung auf die Dimensionen des Spenders abzustimmen.
- Es ist für den erfinderischen Spender absolut notwendig, daß das polymere Material, welches die Barrierenwand bildet, zwischen 2 und 6 Gew.-% der Sexuallockstoffverbindung, die darin enthalten ist, im Gleichgewicht bei 20ºC abgibt. Dieses Merkmal wird hier allgemein als Gleichgewichtsquellen bezeichnet. Es ist hinsichtlich der Dimensionen auch absolut notwendig, daß das Verhältnis von S/W im Bereich von 4 bis 11 sein sollte, und zwar unter der Annahme, daß der Spender eine Außenobeffläche von S mm² besitzt und die Menge der darin enthaltenen Sexuallockstoffverbindung W mg ist. Die erwünschte Stabilität in der Emissionsgeschwindigkeit der Sexuallockstoffverbindung wird nur dann erzielt, wenn diese Anforderungen 3 Monate der Betriebsdauer des Spenders oder länger erfüllt werden. Es ist anzunehmen, daß der oben erwähnte Feldtest in Arizona keine voll zufriedenstellenden Ergebnisse ergeben konnte, weil die im Test verwendeten Spender den S/W-Wert von 12,7 außerhalb des oben erwähnten Bereiches hatten, welcher Bereich absolut notwendig ist, um eine konstante Emissionsgeschwindigkeit der Sexuallockstoffverbindung während einer langen Zeitspanne zu erzielen.
- Wenn die äußere Oberfläche S des Spenders zu groß ist, um einen Wert von S/W von größer als 11 zu ergeben, würde die Geschwindigkeit der Lockstoffemission außerordentlich groß sein, und zwar mit einem großen Unterschied zwischen den anfänglichen und den letzten Stadien der Betriebsdauer des Spenders, so daß die Betriebsdauer unzweckmäßig verringert würde. Wenn der Wert S/W andererseits zu klein ist, würde die Geschwindigkeit der Lockstoffemission zu gering sein, so daß die erwünschte Konzentration der Sexuallockstoffverbindung in der Atmosphäre über dem Feld nicht gehalten werden könnte.
- Das Gleichgewichtsquellen des polymeren Materials, welches die Barrierenwand bildet, kann bestimmt werden, indem Chips des polymeren Materials in die Sexuallockstoffverbindung eingetaucht und die Gewichtszunahme der Chips im Gleichgewicht gemessen wird. Der Wert des so bestimmten Gleichgewichtsquellens ist ein bestimmender Faktor für die Konzentration der Sexuallockstoffverbindung in den Barrierewänden des Spenders.
- Unter der Annahme, daß die Konzentration der Sexuallockstoffverbindung in der Umgebungsatmosphäre um den Spender vernachlässigbar klein ist, kann die Verdampfüngsgeschwindigkeit ΔM der Sexuallockstoffverbindung bei einer Temperatur tºC als eine Funktion von Pt.S.C ausgedrückt werden, in welcher Pt der Dampfdruck der Sexuallockstoffverbindung bei tºC ist, S die Außenoberfläche des Spenders ist und C die Konzentration der Sexuallockstoffverbindung in der Barrierenwand ist. Pt ist nämlich ein Wert, der der jeweiligen Sexuallockstoffverbindung inhärent ist, S ist ein Wert, der von den Dimensionen des Spenders bestimmt wird, und C ist ein Wert, der durch die Kombination der Sexuallockstoffverbindung mit dem polymeren Material, welches die Barrierenwand bildet, festgelegt wird. Wenn die Art der Sexuallockstoffverbindung und die Dimensionen der Spenderform vorgegeben sind, ist dementsprechend die Konzentration C der Sexuallockstoffverbindung in der Barrierenwand der bestimmende Faktor für die Verdampfüngsgeschwindigkeit der Sexuallockstoffverbindung aus dem Spender.
- Mit anderen Worten liefert der Wert C ein Mittel zum Abschätzen der Betriebsdauer des Spenders. Im erfinderischen Spender kann die Geschwindigkeit der Lockstoffemission auf einem konstanten Pegel während einer langen Zeitspanne kontrolliert werden, und zwar sogar dann, wenn die Menge der Sexuallockstoffverbindung, die in einem Spender enthalten ist, 100 mg oder größer ist, wobei eine geeignete Länge der Betriebsdauer des Spenders durch geeignetes Auswählen des oben erwähnten S/W-Wertes und des Gleichgewichtsquellens des polymeren Materials, welches die Barrierenwand bildet, mit der Sexuallockstoffverbindung.
- Das Gleichgewichtsquellen des polymeren Materials mit der Sexuallockstoffverbindung sollte bei 20ºC vorzugsweise im Bereich von 2 bis 6 Gew.-% sein. Wenn das Gleichgewichtsquellen des polymeren Materials kleiner als 2 Gew.-% ist, würde die Geschwindigkeit der Lockstoffemission unzweckmäßig gering sein, während andererseits ein Gleichgewichtsquellen von größer als 6 Gew.-% eine unzweckmäßig hohe Geschwindigkeit der Lockstoffemission ergeben wurde.
- Das Gleichgewichtsquellen eines polymeren Materials ist ein Parameter, der von der Art des polymeren Materials und dem Löslichkeitsparameter und dem molaren Volumen der Sexuallockstoffverbindung bestimmt wird. Polymere Materialien, die zur Verwendung in der Erfindung geeignet sind, sind z.B. Polyethylen, Polypropylen, Copolymere aus Ethylen und Vinylacetat, Polyvinylchlorid, Zelluloseacetat, formalinisierter Polyvinylaikohol und dergleichen, von welchen Polyethylen und Copolymere aus Ethylen und Vinylacetat, welche 20 Gew.- % oder eine kleinere Menge Vinylacetat enthalten, besonders bevorzugt sind.
- Die Sexuallockstoff-Substanz, die im erfinderischen Spender enthalten ist, kann eine einzelne Substanz mit einer Wirksamkeit als Sexuallockstoff sein oder kann ein Gemisch aus zwei oder mehreren Arten solcher Verbindungen sein. Wenn die Sexuallockstoffverbindung bei Aussetzung an ultraviolettes Licht für eine fotochemische Zersetzung anfällig ist, kann die fotochemische Zersetzung verringert werden, indem eine Barrierenwand aus einem polymeren Material gebildet wird, welches Material mit einem Absorptionsmittel für ultraviolettes Licht, einem Farbstoff oder einem Pigment gemischt ist, oder indem die Sexuallockstoffverbindung als solche mit einem Absorptionsmittel für ultraviolettes Licht oder einem Antioxidans gemischt wird. Die Sexuallockstoffverbindung, die im Spender enthalten ist, kann ferner gegebenenfalls mit einem Füllstoff gemischt oder mit einem Lösungsmittel verdünnt sein, und zwar gemäß dem Bedarf.
- Der erfindungsgemäße Spender zur verzögerten Freisetzung einer Sexuallockstoffverbindung sollte, obwohl dies nicht beschränkend ist, in einer kugeligen, ellipsoiden, zylindrischen oder plättchenähnlichen Form mit einem Hohlraum, der von den Barrierenwänden aus dem polymeren Material umgeben ist, vorliegen, wobei die Sexuallockstoffverbindung darin enthalten ist. Eine bevorzugte Form des Spenders ist eine Kapillarröhre mit einem Innendurchmesser von 0,8 mm oder größer, welche an beiden Enden abgedichtet ist. Es ist ferner optional, daß der erfindungsgemäße Spender eine andere modifizierte Konfiguration aufweist, um ein Eingreifen oder Aufhängen der Spender an oder auf den Baumzweigen in Obstgärten zu erleichtern. Es ist zum Beispiel ein möglicher Weg, daß zwei oder mehrere der Spender jeweils in der Form einer Kapillarröhre, enthaltend eine andere Sexuallockstoffverbindung als die anderen, miteinander kombiniert und als ein integraler Körper verwendet werden.
- Gemäß der Erfindung kann jeder der Spender die darin enthaltene Sexuallockstoffverbindung mit einer konstanten Geschwindigkeit von 0,6 mg pro Tag sogar nach drei Monaten oder mehr abgeben. Dementsprechend stellen die erfindungsgemäßen Spender zum verzögerten Freisetzen einer Sexuallockstoffverbindung ein Mittel zur Verfügung, um eine ausreichende Wirkung einer Unterbrechung des Kontaktes zwischen verschiedenen Geschlechtern von Insekten während der Saison durch ein einziges Aufstellen mit einer relativ kleinen Verteilungsdichte über das Feld im Bereich von zum Beispiel 200-1.500 pro Hektar zu erreichen.
- Außerdem stellt die vorliegende Erfindung ein Mittel zur Verfügung, um das schwierige Problem im Stand der Technik zu überwinden, daß, wenn ein Spender eine große Menge, z.B. 100 mg oder mehr, der Sexuallockstoffverbindung enthält, die Geschwindigkeit der Lockstoffabgabe daraus zwischen der früheren Hälfte und der letzteren Hälfte der Lebensdauer des Spenders beträchtlich differiert.
- Im folgenden werden Beispiele angegeben, um die erfindungsgemäßen Spenderformen detaillierter zu veranschaulichen, aber nicht, um den Umfang der Erfindung auf irgendeine Weise zu beschränken.
- Eine Portion von 120 mg Z,Z/E-7,11-Hexadecadienylacetat als der Sexuallockstoff des rosaroten Samenkapselwurms wurde in eine Kapillarröhre aus Polyethylen hoher Dichte mit einem Außendurchmesser von 2,3 mm, einem Innendurchmesser von 1,5 mm und einer Länge von 80 mm eingebracht, und die Röhre wurde durch Schweißen an beiden Enden abgedichtet, wodurch ein Spender der Sexuallockstoffverbindung erhalten wurde. Die äußere Oberfläche dieser Spenderform S war 580 mm², so daß der Wert S/W gleich 4,8 war. Ein Chip des gleichen Polyethylens mit hoher Dichte mit den Abmessungen 20 mm mal 20 mm mal 1 mm wurde bei 20ºC in die Sexuallockstoffverbindung eingetaucht, und das Gleichgewichtsquellen des Polymers in der Lockstoffverbindung wurde aus der Gewichtszunahme des Chips bestimmt, wobei ein Wert von 2,9 Gew.-% erhalten wurde.
- Der Spender wurde in einem Luftstrom mit einer Geschwindigkeit von 0,5 Meter/Sekunde bei 30ºC gehalten, und die Geschwindigkeit der Lockstoffabgabe daraus wurde aus der Gewichtsabnahme des Spenders berechnet. Die Ergebnisse waren, daß die Geschwindigkeit 0,96 mg/Tag, 0,72 mg/Tag, 0,64 mg/Tag oder 0,52 mg/Tag nach 30 Tagen, 60 Tagen, 90 Tagen bzw. 120 Tagen war. Die Menge der Lockstoffverbindungen, die in der Kapillarröhre nicht-freigesetzt zurückblieb, war nach 120 Tagen 24 mg. Daraus wurde geschlossen, daß der erfindungsgemäße Spender die Sexuallockstoffverbindung mit einer ganz zufriedenstellend einheitlichen Geschwindigkeit während einer langen Zeitspanne von beinahe vier Monaten freisetzen konnte.
- Ein Spender wurde auf ähnliche Weise wie Beispiel 1 hergestellt und enthielt 120 mg E,E-8,10-Dodecadienol als den Sexuallockstoff für die Apfelmotte. Die Kapillarröhre war in diesem Fall aus einem Copolymer aus 97% Ethylen und 3% Vinylacetat und hatte einen Außendurchmesser von 1,60 mm, einen Innendurchmesser von 0,96 mm und eine Länge von 200 mm. Die Außenoberfiäche S des auf diese Weise hergestellten Spenders war 1.005 mm², so daß der Wert S/W gleich 8,4 war. Das Gleichgewichtsquellen des Copolymers in der Sexuallockstoffverbindung war 3,2 Gew.-%.
- Die Geschwindigkeit der Lockstoffabgabe im Laufe der Tage wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt, wobei die Ergebnisse von 1,08 mg/Tag, 0,75 mg/Tag, 0,62 mg/Tag und 0,44 mg/Tag nach 30 Tagen, 60 Tagen, 90 Tagen bzw. 120 Tagen erhalten wurden, so daß geschlossen wurde, daß die Geschwindigkeit der Lockstoffabgabe während 90 Tagen oder länger mindestens 0,6 mg/Tag war.
Claims (8)
1. Vorrichtung zur verzögerten Freisetzung eines Dampfes eines Sexuallockstoffes eines
Insektes, umfassend einen Spender aus einem polymeren Material, der eine
Sexuallockstoffverbindung enthält, welche von seiner äußeren Oberfläche in Dampfform abgegeben wird,
wobei
- die Kapazität des Spenders genügend groß ist, um mindestens 100 mg der
Sexuallockstoffverbindung zu enthalten,
- das polymere Material bei 20ºC im Gleichgewicht zwischen 2 und 6 Gew.-% der
Sexuallockstoffverbindung absorbiert, und
- das S/W-Verhältnis im Bereich von 4 bis 11 ist, wobei S die in mm² ausgedrückte
äußere Oberfläche des Spenders ist und W die in mg ausgedrückte Menge der
Sexuallockstoffverbindung ist, die im Spender enthalten ist.
2. Vorrichtung, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei der Spender aus Polyethylen,
Polypropylen, einem Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, Polyvinylchlorid, Zelluloseacetat oder
formalisiertem Polyvinylalkohol hergestellt ist.
3. Vorrichtung, wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, in welcher die Barrierenwand des
Spenders aus einem mit einem UV-Absorptionsmittel, einem Farbstoff oder einem Pigment
gemischten polymeren Material hergestellt ist.
4. Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht, wobei die
Sexuallockstoffverbindung mit einem UV-Absorptionsmittel oder einem Antioxidans gemischt ist, welche
mit einem Füllstoff vermengt oder mit einem Lösungsmittel verdünnt sind.
5. Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 4 beansprucht, wobei der Spender ein
Kapillarrohr mit einem Innendurchmesser von mindestens 0,8 mm ist, welches an beiden Enden
abgedichtet ist.
6. Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 5 beansprucht, welche zwei oder
mehrere Spender umfaßt, die als integraler Körper kombiniert sind.
7. Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht, wobei der Spender aus
einem Polyethylen hoher Dichte hergestellt ist und der Sexuallockstoff
Z,Z/E-7,11-Decadienylacetat ist.
8. Vorrichtung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 6 beansprucht, wobei der Spender aus
einem Copolymer aus 97% Ethylen und 3% Vinylacetat hergestellt ist und der Sexuallockstoff
E,E-8,10-Dodecadienol ist.
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