DE4008116C1

DE4008116C1 - METHOD FOR STERILIZING EARTH WITH HOT WATER

Info

Publication number: DE4008116C1
Application number: DE19904008116
Authority: DE
Inventors: Katsuto Kuniyasu; Kazufumi Nishi; Youji Momota; Sadao Takeshita
Original assignee: NORINSUISANSHO NOGYO KENKYU SE
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 1990-02-08
Filing date: 1990-03-14
Publication date: 1991-04-18
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: NL9000522A; JPH03259021A; NL190689C; NL190689B; JPH0763280B2

Abstract

To kill pathogenic bacteria and rematodes in contaminated soil a sprinkler hose from a portable boiler is laid on the earth surface, and the earth is sprayed with the hot water at over 80 deg.C, while the sprayed area is covered with a tarpaulin or other heat-loss resistant cover. When the temp. at a depth of 20-30 cm has reached a level above an arbitrary value, of eg 55 deg.C. it sprinkling treatment is ended. The cover may also resist air movement in or out. USE/ADVANTAGE - For agricultural ground. Sterilisation is simple and cheap.

Description

Die Erfindung, ein Verfahren zum Sterilisieren oder Keimfreimachen von Erde, die von pathogenen Organismen oder Krankheitserregern befallen ist, insbesondere ein Verfahren zum Sterilisieren von Erde mit heißem Wasser.The invention, a method for sterilizing or sanitizing from earth, from pathogenic organisms or pathogens is affected, in particular a method for Sterilize earth with hot water.

Ein Feld, das von pathogenen Organismen befallen ist, wird mit chemischen oder physikalischen Methoden sterilisiert, beispielsweise durch Ausräuchern mit Chloropikrin oder durch Dampfsterilisierung. Mit diesen Verfahren werden jedoch für die Erde nützliche Mikroorganismen, beispielsweise Antagonisten, ebenfalls sterilisiert, so daß die Wirkung der pathogenen Organismen noch um ein Vielfaches verschlimmert wird. A field that is infested with pathogenic organisms is sterilized with chemical or physical methods, for example by smoking with chloropicrin or through steam sterilization. With these procedures however microorganisms useful for the earth, for example Antagonists, also sterilized, so that the effect of the pathogenic organisms worsened many times over becomes.

Zur Lösung dieses Problems hat man daran gedacht, die Temperatur des Dampfes zu reduzieren, indem man Luft hinzumischt, um die Sterilisierung von nützlichen Mikroorganismen zu verhindern. Die Sterilisierung mit Luft-Dampf-Gemischen erfordert jedoch sehr große und klobige Vorrichtungen. Außerdem müssen entsprechende Rohrleitungen in der Erde vorgesehen sein, um den Dampf tief in die Erde hinein einzubringen. Infolgedessen sind hohe Kosten und erheblicher Arbeitsaufwand erforderlich, um eine Sterilisierung mit Luft-Dampf-Gemischen durchzu führen.To solve this problem one has thought of the temperature of the steam by adding air to it prevent the sterilization of useful microorganisms. However, sterilization with air-steam mixtures requires very large and bulky devices. In addition, corresponding Pipelines can be provided in the ground around the To bring steam deep into the earth. Consequently high costs and a lot of work are required, to carry out sterilization with air-steam mixtures to lead.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sterilisierung von Erde oder Böden anzugeben, das sich bei niedrigen Kosten in einfacher Weise durchführen läßt.The invention is therefore based on the object of a method for the sterilization of soil or soils can be carried out in a simple manner at low cost.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Sterilisieren von Erde angegeben, das folgende Schritte umfaßt: Transportieren eines Boilers zu der zu behandelnden Erde; Anbringen von mindestens einem Sprinklerschlauch auf einer Oberfläche im Bereich der zu behandelnden Erde; Abdecken der Oberfläche mit einer wärmeisolierenden Plane oder Folie; Berieselung der Oberfläche der zu behandelnden Erde vom Boiler aus durch den Sprinklerschlauch mit heißem Wasser bei etwa 80°C; Unterbrechen der Berieselung, wenn die Temperatur der Erde in einer Tiefe von 20 cm bis 30 cm höher wird als eine vorgegebene letale Temperatur, vorzugsweise 55°C. Eine solche Temperatur von 55°C stellt eine letale Temperatur für die meisten pathogenen Pilze und Nematoden dar.According to the invention, a method for sterilizing indicated by earth which comprises the following steps: transport a boiler to the earth to be treated; Attach of at least one sprinkler hose on one surface in the area of the earth to be treated; Covering the surface with a heat-insulating tarp or film; Sprinkling the surface of the soil to be treated from the boiler the sprinkler hose with hot water at about 80 ° C; Interrupt sprinkling when the temperature of the earth at a depth of 20 cm to 30 cm higher than a given one lethal temperature, preferably 55 ° C. Such Temperature of 55 ° C represents a lethal temperature for that most pathogenic fungi and nematodes.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die zu behandelnde Oberfläche der Erde mit der wärmeisolierenden Plane oder Folie luftdicht abgedeckt.According to a further aspect of the invention, the treating surface of the earth with the heat insulating Tarpaulin or film covered airtight.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in The invention is set out below, also with respect to others Features and advantages, based on the description of exemplary embodiments and with reference to the accompanying Drawings explained in more detail. The drawings show in

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Heißwasser-Berieselungs anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; Figure 1 is a side view of a hot water sprinkler system for performing the method according to the invention.

Fig. 2 eine Draufsicht zur Erläuterung einer möglichen Anordnung von Sprinklerschläuchen; Figure 2 is a plan view illustrating a possible arrangement of sprinkler hoses.

Fig. 3 eine Seitenansicht im Schnitt der Anordnung gemäß Fig. 2; Fig. 3 is a side view in section of the arrangement of FIG. 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht im Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 2; Fig. 4 is a side view in section along the line AA in Fig. 2;

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung des zeitlichen Temperaturverlaufes in der Erde; Fig. 5 is a diagram for explaining the temporal temperature profile in the earth;

Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung des Auftretens von Red Crown Rot bei Sojabohnen, hervorgerufen durch Caloncetria crotalariae in künstlich beimpfter Erde; Fig. 6 is a diagram for explaining the occurrence of red Red Crown soybeans caused by Caloncetria crotalariae in artificially inoculated soil;

Fig. 7 ein Diagramm zur Erläuterung des gleichen Zusammenhanges, aber bei natürlich befallener Erde eines Feldes; Fig. 7 is a diagram for explaining the same relationship, but with naturally infested soil of a field;

Fig. 8 ein Diagramm zur Erläuterung der Sterilisierungswirkungen bei Nematoden; und in Fig. 8 is a diagram for explaining the sterilization effects in nematodes; and in

Fig. 9a und 9b Diagramme zur Erläuterung der Sterilisierungs- wirkungen bei Fusarium Wilt von Spinat, hervorgerufen durch Fusarium oxysprou spinaciae. Fig. 9a and 9b are diagrams for explaining the sterilization effects in Fusarium Wilt from spinach, caused by Fusarium oxysprou spinaciae.

Im folgenden wird auf die Anlage gemäß Fig. 1 Bezug genommen. Man erkennt einen Boiler 1 und einen Kraftstofftank 2, die auf einer Plattform 3a eines Wagens 3 montiert sind. Der Wagen 3 hat einen Handgriff 3b, ein Paar Vorderräder 3c und ein Paar Hinterräder 3d. In the following, reference is made to the system according to FIG. 1. You can see a boiler 1 and a fuel tank 2 , which are mounted on a platform 3 a of a car 3 . The carriage 3 has a handle 3 b, a pair of front wheels 3 c and a pair of rear wheels 3 d.

Der Boiler 1 weist einen Wassereinlaß 4, einen Wasserauslaß 5, ein Reduzierventil 6 sowie ein Sicherheitsventil 7 an einer seiner Seiten auf. An der anderen Seite sind ein Heißwasser- Auslaßrohr 8 mit einem Heißwasserauslaß 10, einem Ventil 9 und einer Heißwasser-Auftragspumpe 11 vorgesehen. Der Boiler 1 ist ferner mit einer Heißwassersteuerung 12 mit Überlauf sowie einem Schaltpult 13 ausgerüstet, welches einen Betriebsschalter, eine Betriebslampe, eine Kraftstofflampe, einen Temperatur- Einstellknopf und weitere Bestätigungs- und Einstelleinrichtungen aufweist.The boiler 1 has a water inlet 4 , a water outlet 5 , a reducing valve 6 and a safety valve 7 on one of its sides. On the other side, a hot water outlet pipe 8 with a hot water outlet 10 , a valve 9 and a hot water application pump 11 are provided. The boiler 1 is also equipped with a hot water control 12 with an overflow and a control panel 13 , which has an operating switch, an operating lamp, a fuel lamp, a temperature setting button and further confirmation and setting devices.

Der Heißwasserauslaß 10f ist an das eine Ende eines flexiblen Verlängerungsschlauches 15 über Verbinder 14 und 16 anschließbar, welche eine Kupplung bilden. Das andere Ende des Ver längerungsschlauches 15 ist an entsprechende Berieselungs- oder Sprinklerschläuche bzw. -rohre 18 aus flexiblem Kunststoff angeschlossen, wobei es sich im vorliegenden Falle z. B. um ein Paar von solchen Sprinklerschläuchen 18 handeln kann. Diese Sprinklerschläuche sind auf dem Boden von zu sterilisierender Erde S angeordnet und mit Verbindern 17 und 19, die eine Kupplung bilden, an den Verlängerungsschlauch 15 angeschlossen. Das andere Ende jedes Sprinklerschlauches 18 ist mit einem Stopfen 21 verschlossen.The hot water outlet 10 f can be connected to one end of a flexible extension hose 15 via connectors 14 and 16 , which form a coupling. The other end of the Ver extension hose 15 is connected to appropriate sprinkler or sprinkler hoses or pipes 18 made of flexible plastic, in the present case, for. B. can be a pair of such sprinkler hoses 18 . These sprinkler hoses are arranged on the floor of soil S to be sterilized and connected to the extension hose 15 with connectors 17 and 19 , which form a coupling. The other end of each sprinkler hose 18 is closed with a plug 21 .

Eine Vielzahl von Auslaßöffnungen 20 sind in beiden Seitenbereichen jedes Sprinklerschlauches 18 ausgebildet, um das heiße Wasser auf die Oberfläche der zu behandelnden Erde S austreten zu lassen. Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel werden die nachstehend angegebenen Werte verwendet: Der Durchmesser der Austrittsöffnungen 20 beträgt 1 mm, und der Abstand zwischen den Austrittsöffnungen 20 ist etwa 12 cm. Der Durchmesser des Sprinklerschlauches 18 beträgt 3,4 cm, und seine Länge beträgt etwa 10 bis 20 m oder mehr, um eine Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten vorzunehmen.A plurality of outlet openings 20 are formed in both side regions of each sprinkler hose 18 in order to allow the hot water to escape onto the surface of the earth S to be treated. In a special exemplary embodiment, the values given below are used: the diameter of the outlet openings 20 is 1 mm and the distance between the outlet openings 20 is approximately 12 cm. The diameter of the sprinkler hose 18 is 3.4 cm and its length is approximately 10 to 20 m or more in order to adapt to the particular circumstances.

Der Wagen 3 wird zu einer Stelle in der Nähe der zu behandelnden Erde S gebracht. Der Boiler 1 wird über den Wassereinlaß 4 mit Wasser versorgt, und die Sprinklerschläuche 18 werden über dem Verlängerungsschlauch 15 an den Heißwasserauslaß 10 angeschlossen. Wie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt, wird die Oberfläche der zu sterilisierenden Erde S mit einer gegebenenfalls transparenten, wärmeisolierenden Plane oder Folie 22 aus Kunstharz abgedeckt, und zwar im wesentlichen in luftdichter Weise, indem man die Umfangskante der Plane oder Folie 22 mit Erde S′ abdeckt, wie es in Fig. 3 und 4 schematisch angedeutet ist.The carriage 3 is brought to a place near the earth S to be treated. The boiler 1 is supplied with water via the water inlet 4 , and the sprinkler hoses 18 are connected to the hot water outlet 10 via the extension hose 15 . As shown in FIGS. 2 to 4, the surface of the soil S to be sterilized is covered with an optionally transparent, heat-insulating tarpaulin or film 22 made of synthetic resin, essentially in an airtight manner, by using the circumferential edge of the tarpaulin or film 22 Earth S 'covers, as is indicated schematically in Fig. 3 and 4.

Die Temperatur, der Wasserdurchsatz und der Druck des heißen Wassers, mit dem die Berieselung erfolgen soll, werden eingestellt durch Betätigung des Schaltpultes 13, und man läßt das heiße Wasser durch die Austrittsöffnungen 20 austreten. Die Temperatur des austretenden Wassers beträgt etwa 80°C. Die Berieselung mit dem heißen Wasser wird unterbrochen, wenn die Temperatur der Erde in einer Tiefe von etwa 30 cm einen vorgegebenen Grenzwert erreicht, beispielsweise höher wird als 55°C. Dieser Temperaturgrenzwert kann in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten gewählt werden. In vielen Fällen hat sich der angegebene Wert von 55°C als optimal erwiesen und wird daher bevorzugt.The temperature, the water throughput and the pressure of the hot water with which the sprinkling is to take place are set by actuating the control panel 13 , and the hot water is allowed to exit through the outlet openings 20 . The temperature of the emerging water is about 80 ° C. The sprinkling with the hot water is interrupted when the temperature of the earth reaches a predetermined limit value at a depth of about 30 cm, for example higher than 55 ° C. This temperature limit can be selected depending on the particular circumstances. In many cases the indicated value of 55 ° C has proven to be optimal and is therefore preferred.

Bei einem Anwendungsbeispiel eines zu behandelnden Beetes mit einer Länge von 10 m und einer Breite von 75 cm wurde die Berieselung durchgeführt für eine Dauer von 1 bis 1,5 Stunden unter Verwendung von heißem Wasser mit etwa 68 l/m² und Kerosin in einer Menge von 0,5 bis 1,1 l/m². In Abhängigkeit von den Bodenbedingungen, der Temperatur der Atmosphäre usw. wird die gewünschte Temperatur des zu beheizenden Bodens geändert.In an application example of a bed to be treated with a length of 10 m and a width of 75 cm the sprinkling was carried out for a period of 1 to 1.5 Hours using hot water at about 68 l / m² and kerosene in an amount of 0.5 to 1.1 l / m². Dependent on the soil conditions, the temperature of the atmosphere, etc. becomes the desired temperature of the floor to be heated changed.

Nach der Sterilisierung werden die Sprinklerschläuche 18 von der zu behandelnden Erde S entfernt, wobei man die Plane oder Folie 22 an ihrem Platz läßt. Die Plane oder Folie 22 wird in ihrer Position gelassen, um den entsprechenden Bereich für eine lange Zeitdauer luftdicht zu halten, um die Sterilisierungs wirkung zu erhöhen. After sterilization, the sprinkler hoses 18 are removed from the soil S to be treated, leaving the tarp or sheet 22 in place. The tarpaulin or sheet 22 is left in place to keep the corresponding area airtight for a long period of time to increase the sterilizing effect.

Fig. 5 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des Temperaturverlaufes in der Erde, und zwar in verschiedenen Tiefen, in Abhängigkeit von der Zeit. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird die Erde in einer Tiefe von 5 cm und 10 cm bei einer höheren Temperatur als 55°C für eine Zeitdauer gehalten, die 3 Stunden überschreitet. Insbesondere gilt, daß die tiefe Schicht die Temperatur länger als 5 Stunden hält. Fig. 5 shows a diagram illustrating the temperature profile in the earth, in various depths, depending on the time. As can be seen from Fig. 5, the earth is kept at a depth of 5 cm and 10 cm at a temperature higher than 55 ° C for a period exceeding 3 hours. In particular, the deep layer holds the temperature for more than 5 hours.

Versuche zeigten, daß die pathogenen Organismen von Fusarium Wilt, die in abgestorbenen Wurzeln von Tomaten blieben, vollständig abstarben durch die Sterilisierung nach 3 bis 4 Stunden bei 55°C, nach 1,5 Stunden bei 60 bis 65°C, nach 1 Stunde bei 70°C, nach 25 Minuten bei 75°C und nach 15 Minuten bei 80°C, vgl. Tabelle 1.Experiments have shown that the pathogenic organisms of Fusarium Wilt that remained in dead roots of tomatoes, die completely after 3 to 4 hours of sterilization at 55 ° C, after 1.5 hours at 60 to 65 ° C, after 1 hour at 70 ° C, after 25 minutes at 75 ° C and after 15 minutes at 80 ° C, cf. Table 1.

Tabelle 1 Table 1

Überlebensrate in % Survival rate in%

In der Erde, die mit dem Verfahren zur Sterilisierung gemäß der Erfindung behandelt war, zeigten 20% der Tomatenpflanzen Erkrankungen bzw. einen Befall. 6% der Pflanzen starben 4 oder 5 Monate nach der Transplantation bzw. dem Umsetzen der Tomatenpflanzen ab. Im Gegensatz dazu war es so, daß in der Erde, die mit Chloropikrin behandelt war, und in der unbehandelten Erde sämtliche Pflanzen abstarben, siehe die nachstehende Tabelle 2.In the earth, according to the procedure for sterilization treated with the invention showed 20% of the tomato plants Diseases or an infestation. 6% of the plants died 4 or 5 months after the transplant or transfer of the tomato plants. In contrast, it was the case that in the soil treated with chloropicrin and in the untreated soil die off all plants, see the Table 2 below.

Tabelle 2 Table 2

Zahlen in Klammern sind Prozentsätze von abgestorbenen Pflanzen. Zahlen ohne Klammern sind Prozentsätze von Pflanzen mit Befall.Numbers in parentheses are percentages of dead plants. Numbers without parentheses are percentages of infected plants.

Tabelle 3 zeigt die Sterilisierungswirkung auf andere Pilze als Fusarium. Table 3 shows the sterilizing effect on other fungi as a fusarium.

Tabelle 3 Table 3

Überlebensrate in % Survival rate in%

Durch die Behandlung mit heißem Wasser bei 55°C für die Dauer 1 Stunde wird der Befall von Sojabohnen mit Red Crown Rot erheblich reduziert, wie sich aus den Diagrammen in Fig. 6 und 7 entnehmen läßt.Treatment with hot water at 55 ° C. for a period of 1 hour considerably reduces the infestation of soybeans with Red Crown Red, as can be seen from the diagrams in FIGS. 6 and 7.

Die Fig. 9a und 9b zeigen die Sterilisierungswirkung auf pathogene Organismen von Fusarium Wilt bei verschiedenen Sorten von Spinat. Figs. 9a and 9b show the sterilizing effect on pathogenic organisms Fusarium Wilt in different varieties of spinach.

Tabelle 4 zeigt die Population von Pilzen und Bakterien in der Erde. Aus dieser Tabelle 4 ergibt sich, daß eine große Anzahl von für den Boden nützlichen Mikroorganismen in der Erde bleiben, die mit dem Sterilisierungsverfahren gemäß der Erfindung behandelt war.Table 4 shows the population of fungi and bacteria down in the soil. From Table 4 it follows that a large number of microorganisms useful for the soil stay in the earth with the sterilization process was treated according to the invention.

Tabelle 4 Table 4

Obwohl Wurzelknoten-Nematoden durch die Sterilisierung abstarben, starben frei lebende Nematoden nicht ab, wie sich aus Fig. 8 ergibt.Although root node nematodes died from sterilization, free-living nematodes did not die, as can be seen in FIG. 8.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß für den Boden nützlichen Mikroorganismen in einem hohen Anteil in dem Boden bleiben, auch wenn die Erde mit dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt wurde.From the above description it follows that for the A high proportion of useful microorganisms in soil stay on the ground even if the earth is using the procedure of the invention has been treated.

Claims

1. Method for sterilizing soil, characterized by the following process steps:

- Provision of a boiler at the earth to be treated and connection to a sprinkler hose;
- Attach the sprinkler hose to the surface in the area of the earth to be treated;
- Cover the floor surface with a heat-insulating tarp or film;
- sprinkling the soil surface of the earth to be treated from the boiler through the sprinkler hose with hot water of about 80 ° C;
- End the sprinkling when the temperature of the earth at a depth of 20 cm to 30 cm exceeds a predetermined limit, in particular a value of more than 55 ° C.

2. The method according to claim 1, characterized, that the surface of the soil to be treated with the heat-insulating tarpaulin or film is covered airtight.