Capa de protección para plantas y árboles, su producción y uso.

Uso de una composición, que contiene al menos una sustancia generadora de SiO2,

para el revestimiento de semillas y/o plántulas de plantas, en donde se forma al menos un sol-gel con partículas a escala nanométrica mediante hidrólisis de al menos un precursor en agua y sobre la superficie se aplica al menos una capa a escala nanométrica del sol-gel.

Capa de protección para plantas y árboles, su producción y uso Objeto de la invención La invención se refiere al uso de una composición para el revestimiento de semillas y/o plántulas de plantas, así

como semillas y/o plántulas revestidas con una capa protectora producida de manera correspondiente. Antecedentes de la invención Cada año la agricultura a nivel mundial sufre pérdidas por valor de miles de millones causadas por plagas de plantas tales como, p. ej., hongos o plagas de insectos masticadores que atacan y dañan las hojas de las plantas útiles. Hasta ahora estas plagas de las plantas han sido combatidas con productos fitosanitarios, los cuales, según el índice de plaguicidas (Ministerio Federal de Protección al Consumidor y Seguridad Alimentaria, al 01.11.2007) , pertenecen a las áreas herbicidas contra malas hierbas insecticidas contra insectos nocivos, fungicidas contra los hongos patógenos, rodenticidas contra roedores, nematicidas contra nematodos (lombrices) , acaricidas contra ácaros/arácnidos, molusquicidas contra caracoles, bactericidas contra bacterias, agentes contra viroides, agentes contra virus, agentes para el injerto de la vid y el injerto de frutales y arbustos ornamentales, agentes para prevenir daños por

animales salvajes, agentes de cicatrización/tratamiento de heridas, reguladores del crecimiento, agentes para el tratamiento de semillas y plantas y agentes de desinfección del suelo. Todos los agentes y sustancias tienen en común excitan a la planta a proteger a medidas de defensa adecuadas o

exterminan las plagas. La hoja de la planta es, junto con el tallo y la raíz, uno de los tres órganos básicos de las plantas superiores y se denomina como tipo de órgano filoma. Las hojas son excrecencias laterales en los nudos del tallo. Las funciones originales de las hojas son la fotosíntesis (constitución de sustancias orgánicas con ayuda de la luz) y la transpiración (evaporación del agua, importante para la absorción y el transporte de nutrientes) . Las hojas aparecen sólo en el caso de cormofitas, es decir, en el caso de plantas de helecho (Pteridophyta) y plantas de semillas (Spermatophyta) . Por el contrario, en el caso de musgos y algas, en cuyo falo pueden aparecer, no obstante, estructuras en forma de hoja, las cuales, no obstante, sólo pueden ser consideradas analogías de las hojas. La riqueza de formas de hojas es enorme. En algunos casos, en el transcurso de la evolución se formaron también órganos de hojas que ya no tienen nada que ver con la función original de la hoja, a saber, la fotosíntesis y la transpiración: por ejemplo, pétalos, espinas en las hojas y zarcillos, así como escamas de las yemas. La hoja termina en el exterior con un tejido de cierre, la epidermis, la cual se compone de sólo una capa de células.

La epidermis posee hacia el exterior una capa cerosa impermeable al agua, la cutícula, la cual impide una evaporación no regulada. Las células de la epidermis no poseen, por regla general, cloroplastos (los componentes

de la célula en los que tiene lugar la fotosíntesis) . Excepciones de ello son la epidermis de higrofitos, helofitos e hidrofitos y, en parte, hojas de sombra, pero en particular las células oclusivas de los estomas que siempre contienen cloroplastos. Los estomas, sirven para la regulación del intercambio de gases, en primer lugar la entrega de vapor de agua. Según la distribución de los estomas, se diferencia entre hojas hipostomáticas (estomas en el envés de la hoja, forma más frecuente) , hojas anfistomáticas (estomas en ambas caras de las hojas) y hojas epistomáticas (estomas en la haz de la hoja, p. ej., en el caso de hojas flotantes) . Los apéndices formados por la epidermis se denominan pelos (tricomas) . Si en la formación están implicadas también capas de células subepidérmicas se habla de emergencias: ejemplos son espinas o coléteres. Como mesófilo se designa el tejido de asimilación. La mayoría de las veces está subdividido en el parénquima en empalizada ubicado por debajo de la epidermis superior, y el parénquima esponjoso ubicado por debajo. El parénquima en empalizada se compone de una a tres capas de células ricas en cloroplastos, alargadas y situadas perpendicularmente a la superficie de la hoja. En el parénquima en empalizada, cuya misión principal es la fotosíntesis, se encuentra aproximadamente el 80 por ciento de todos los cloroplastos. El parénquima esponjoso se compone de células de forma irregular, las cuales, en función de su forma, forman grandes espacios intercelulares. La misión principal del parénquima esponjoso es garantizar la ventilación del tejido parenquimatoso. Las células son relativamente pobres en cloroplastos. Los haces vasculares se encuentran a menudo en el límite entre parénquima en empalizada y parénquima esponjoso en el parénquima esponjoso superior. La estructura se asemeja a la de los haces vasculares en la estípula y es generalmente colateral. Los haces vasculares se ramifican desde la estípula y se prolongan a través del peciolo, sin giro alguno, en el limbo de la hoja. Con ello, el xilema está orientado hacia el haz de la hoja, y el floema hacia el envés de la hoja. Haces vasculares grandes están rodeados a menudo por una endodermis que aquí se denomina vaina del haz. La vaina del haz controla el intercambio de sustancias entre los haces vasculares y el mesófilo. Los haces vasculares terminan de forma ciega en el mesófilo. En este caso se reduce cada vez más el haz vascular, es decir, primeramente disminuyen los tubos cribosos y desaparecen, luego quedan en la parte del xilema sólo traqueidas helicoidales que finalmente terminan en ciego. Por norma general, toda la hoja está recorrida de forma tan densa por haces vasculares que ninguna célula de la hoja está distanciada más de siete células de un haz vascular. Los pequeños campos entre los haces vasculares que resultan de ello se denomina areolas o campos intercostales. La función de los haces vasculares es el transporte de agua y minerales a la hoja (a través del xilema) así como la retirada de productos de la fotosíntesis de la hoja (a través del floema) .

Un revestimiento como capa protectora de las hojas de plantas debe cumplir dos condiciones. Por una parte, se requiere una translucidez suficientemente grande con el fin de abastecer a los cloroplastos contenidos en la hoja de la planta con una radiación en el intervalo de 320 a 700 nm. Un revestimiento de acción por adsorción o reflexión a este intervalo de longitudes de onda perjudicaría el abastecimiento de energía de la célula vegetal. En el interior de los cloroplastos se encuentra como fase plasmática el estroma. Este estroma está recorrido por membranas tilacoides (invaginaciones de membrana) que, dispuestas una sobre otra varias veces a modo de rollo, forman el granum. La clorofila almacenada como pigmento en las membranas puede entonces adsorber de nuevo luz a partir del intervalo de longitudes de onda arriba mencionado y puede aprovechar la energía recogida para la producción de ATP (adenosina trifosfato) a partir de ADP (adenosina difosfato) y fosfato.

El segundo requisito que debe cumplir una capa protectora de las hojas de plantas a escala nanométrica es la función no perturbada de los estomas. A través de los estomas (en griego, stoma, boca) tiene lugar el intercambio de gases de una planta. Los estomas están formados normalmente por dos células en forma de judía, las células de guarda, que rodean a una abertura, la rendija. Si a ello se añaden las células que se encuentran alrededor de las células de guarda, se habla de un sistema estomáticof (complejo estomático) . Los propios poros son, bien mirado, los estomas propiamente dichos. Por norma general, las células de guarda se encuentran en la epidermis inferior de las hojas de plantas, en el caso de las hierbas en las dos caras de la hoja, y en el caso de plantas acuáticas sólo en el haz. El intercambio de gases con el aire circundante es particularmente importante para el abastecimiento con CO2. El dióxido de carbono es absorbido del aire por las plantas a través de los procesos de la fotosíntesis. Con el fin de que la difusión funcione óptimamente a través de las paredes celulares, éstas deben ser lo más finas o bien permeables posible. Células de este tipo evaporan sin embargo mucho agua, las plantas terrestres se secarían rápidamente con este tipo de hojas. A través de la separación del espacio intercelular en la hoja del aire externo seco, a través de los estomas, la planta adquiere un control sobre la pérdida de agua. Para los estomas son de importancia otros puntos: a través de los poros tiene lugar una evaporación (transpiración estomática o evaporación) , la cual crea un remolino mediante el cual el agua es transportada... [Seguir leyendo]

1. Uso de una composición, que contiene al menos una sustancia generadora de SiO2, para el revestimiento de semillas y/o plántulas de plantas, en donde se forma al menos un sol-gel con partículas a escala nanométrica mediante hidrólisis de al menos un precursor en agua y sobre la superficie se aplica al menos una capa a escala nanométrica del sol-gel.

2. Uso de la composición según la reivindicación 1, en donde la sustancia generadora de SiO2 se elige de

3. Uso de la composición según la reivindicación 1 ó 2, en donde la sustancia generadora de SiO2 contiene hasta 20% en peso de Al2O3, TiO2, ZrO2, MgO y/o V2O5, preferiblemente en relaciones de mezcla entre 0, 1% en peso y 50% en peso del grupo de Al2O3, TiO2, ZrO2, MgO y V2O5, de manera particularmente preferida en relaciones de mezcla entre 1% en peso y 20% en peso del grupo de Al2O3, TiO2 y ZrO2.

4. Uso de la composición según una de las reivindicaciones precedentes, para el revestimiento de semillas y/o plántulas de plantas de las familias Vitaceae (vitáceas) , Solanaceae (solanáceas) , Poaceae (poáceas) , Cucurbitaceae (cucurbitáceas) , Rosaceae (rosáceas) , Oleaceae (oleáceas) , Malvaceae (malváceas) , Ericaceae (ericáceas) , Palmaceae (palmáceas) , Lamiaceae (lamiáceas) y/o Cannabeaceae (canabeáceas) , y/o de los géneros trigo (Triticum) , centeno (Secale) , cebada (Hordeum) , arroz (Or y za) , maíz (Zea) , mijo (Sorghum, Panicum, Pennisetum) , avena (Avena) , picea (Picea) , alerce (Larix) , pino (Pinus) , pino Douglas (Pseudotsuga) , tejo (Taxus) , abeto (Abies) , enebro (Juniperus) , encina (Quercus) , castaño (Castanea) , fresno (Oleaceae) , algarrobo (Robinia) , olmo (Ulmus) , nogal (Juglandaceae) , cerezo (Prunus) , abedul (Betula) , aliso (Alnus) , tilo (Tilia) , chopo (Populus) , haya roja (Fagus) , sauce (Salix) , meranti (Shorea) , mahagoni (Meliaceae) , teca (Tectona) , balsa (Ochroma) , palisandro (Dalbergia) , balau amarillo (Shorea) , bongossi (Lophira) , abachíe (Triplochiton) , merbau (Intsia) , afzelia (Afzelia) y/o wengué (Milletia) .

5. Semilla y/o plántula, cuya superficie está revestida con una capa protectora que comprende al menos una capa de SiO2 a escala nanométrica, para lo cual al menos un sol-gel con partículas a escala nanométrica se forma mediante hidrólisis de al menos un precursor en agua y al menos una capa del sol-gel a escala nanométrica se aplica sobre la superficie.

6. Semilla y/o plántula según la reivindicación 5, en donde la capa de SiO2 presenta un grosor de 50 a 300 nm, de manera particularmente preferida entre 80 y 150 nm o entre 120 y 250 nm.

7. Semilla y/o plántula según la reivindicación 5 ó 6, en donde la capa de SiO2 se compone, al menos en parte, de R-SiOn y/o R2-SiOn, en donde R es H, alquilo, arilo, epoxi-alquilo, aminoalquilo y n es 1, 5 o mayor.

8. Semilla y/o plántula según una de las reivindicaciones 5 a 7, en donde la capa de SiO2 contiene Al2O3, TiO2, ZrO2, MgO y/o V2O5 en relaciones de mezcla arbitrarias, preferiblemente en relaciones de mezcla entre 0, 1% en peso y 50% en peso del grupo de Al2O3, TiO2, ZrO2, MgO y V2O5, de manera particularmente preferida en relaciones de mezcla entre 1% en peso y 20% en peso del grupo de Al2O3, TiO2 y ZrO2.

9. Semilla y/o plántula según una de las reivindicaciones precedentes, en donde la capa de SiO2 contiene adicionalmente al menos un principio activo antimicrobiano.

10. Semilla y/o plántula según una de las reivindicaciones 5 a 9, en donde la capa de SiO2 contiene 0, 1% en peso a 50% en peso, preferiblemente 1% en peso a 20% en peso, referido a la composición total, de al menos un

- 0 a 100% en peso, preferiblemente 1 a 99% en peso de tetraetoxisilano,

- 0 a 100% en peso, preferiblemente 1 a 99% en peso de trimetoximetilsilano,

- 0 a 100% en peso, preferiblemente 1 a 99% en peso de dimetoxidimetilisilano,

- 0 a 100% en peso, preferiblemente 1 a 99% en peso de polidimetilsiloxano,

- 0 a 100% en peso, preferiblemente 1 a 99% en peso de viniltrimetoxisilano,

- 0 a 100% en peso, preferiblemente 1 a 99% en peso de 3-aminopropiltrimetoxisilano,

- 0 a 100% en peso, preferiblemente 1 a 99% por ciento en peso de 3-metacriloxipropiltrimetoxisilano y/o

- 0 a 100% en peso, preferiblemente 1 a 99% en peso de 3-glicidiloxipropiltrimetoxisilano.

principio activo antimicrobiano en forma de quitosanos y derivados de quitosano catiónicos, aniónicos o no iónicos desacetilados y/o fenoles del grupo de los dihidroxidifenilmetanos, sulfuros de dihidroxidifenilo y dihidroxidifeniléteres halogenados y/o sales de amonio cuaternario sustituidas del ácido fosfórico alquilado, estando excluida una mezcla que contiene hasta 50% en peso de un quitosano, de una sal de quitosano, de un quitosano alquilado o acilado y/o de un quitosano reticulado.

11. Semilla y/o plántula según la reivindicación 9 ó 10, en donde el principio activo antibacteriano se elige de al menos dos compuestos de las tres clases de compuestos que figuran a continuación en forma de quitosanos y derivados de quitosano catiónicos, aniónicos o no iónicos desacetilados y/o fenoles del grupo de los dihidroxidifenilmetanos, sulfuros de dihidroxidifenilo y dihidroxidifenil-éteres halogenados y/o sales de amonio cuaternario sustituidas del ácido fosfórico alquilado.

12. Semilla y/o plántula según la reivindicación 10 u 11, en donde el dihidroxidifenilmetano, sulfuro de dihidroxidifenilo y dihidroxidifenil-éter halogenado se elige de 5, 5’-dicloro-2, 2’-dihodroxi-difenilmetano, 3, 5, 3’, 5’tetracloro-4, 4’-dihidroxidifenilmetano, 3, 5, 6, 3’, 5’, 6’-hexacloro-2, 2’-dihidroxi-difenilmetano, sulfuro de 5, 5’-dicloro2, 2’-dihidroxidifenilo, sulfuro de 2, 4, 5, 2’4’, 5’-hexaclorodihidroxi-difenilo, sulfuro de 3, 5, 3’, 5’-tetracloro-2, 2’-dihidroxi

difenilo, 4, 4’-dihidroxi-2, 2’dimetil-difenilmetano, 2’2-dihidroxi-5’, 5-difeniléter o 2, 4, 4’-tricloro-2’-hidroxi-difeniléter.

13. Semilla y/o plántula según una de las reivindicaciones 10 a 12, en donde en el caso del fenol se trata de 2, 4, 4’tricloro-2’-hidroxi-difeniléter.

14. Semilla y/o plántula según una de las reivindicaciones 10 a 13, en donde se trata de quitosanos y derivados de quitosano catiónicos, aniónicos o no iónicos desacetilados, preferiblemente de cloruro de trimetilquitosanio, el

yoduro de dimetil-N-alquil C2 a C12 quiitosanio, sales de quitosano cuaternarias con aniones del ácido fosfórico, sales sódicas de O-carboximetilquitina, O-acilquitosano, N, O-acilquitosano, N-3-trimetilamonio-2-hidroxipropil-quitosano y yoduro de O-TEAE-quitina.

15. Semilla y/o plántula según una de las reivindicaciones 9 a 14, en donde el principio activo antimicrobiano está

presente en relaciones de mezcla arbitrarias entre 0, 1% en peso y 99, 9% en peso, preferiblemente de 1% en peso 25 a 99% en peso.