PL B1. INSTYTUT PRZEMYSŁU ORGANICZNEGO, Warszawa, PL BUP 16/16

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl. A01M 1/02 ( ) A01N 25/18 ( ) A01N 31/06 ( ) A01P 19/00 ( ) (54) Dyspenser feromonowy wabiący chrząszcze kornika drukarza (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 16/16 (73) Uprawniony z patentu: INSTYTUT PRZEMYSŁU ORGANICZNEGO, Warszawa, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 12/17 (72) Twórca(y) wynalazku: JACEK GRODNER, Warszawa, PL MAREK SERWA, Warszawa, PL ANDRZEJ BARCZYK, Kolonia Suska, PL KRZYSZTOF ZWIERZYŃSKI, Warszawa, PL PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest dyspenser feromonowy wabiący chrząszcze kornika drukarza. Techniki zwalczania szkodników z wykorzystaniem związków semiochemicznych, zwłaszcza feromonów, stanowią najnowocześniejszą, selektywną i bezpieczną dla człowieka i środowiska naturalnego grupę metod ochrony roślin uprawnych, w tym także lasów i są powszechnie stosowane jako element tzw. zintegrowanych metod zwalczania szkodników (IPM). Przeglądowe omówienie znajduje się przykładowo w A. Kunca i inni, Škodlivé ćinitele lesṅych drevin a ochrona pred nim, Nãrodne Lesnicke Centrum, 2007 r. ( dostępne ). Znanych jest wiele feromonów działających jako przynęty na szkodniki wtórne występujące w drzewostanach iglastych. Wśród tych owadów największe problemy sprawia kornik drukarz (Ips typographus), który przy masowym pojawie powoduje znaczne szkody w drzewostanie lasów świerkowych i mieszanych z udziałem świerka. Kontrolę liczebności tego chrząszcza można dokonywać przez stosowanie różnego rodzaju pułapek zwalczających i prognozujących stan populacji kornika drukarza. Często wyłożonym drzewom pułapkowym (pułapki klasyczne) towarzyszą pułapki feromonowe, które zawierają najczęściej jako przynętę syntetyczny feromon agregacyjny szkodnika. Jego głównym składnikiem jest (S)-cis werbenol (R. Jakus i inni J. Appl. Entomol. 2002, 126, 306). Aktywność przynęty można znacząco wzmocnić po przez dodanie drugiego komponentu, takiego jak np. optycznie czynny (S)-ipsdienol (CAS ), który umożliwia uzyskanie mieszanki składników o synergicznym działaniu. Oba komponenty razem z 2-metylo-3-buten-2-olem (A. Bakke i inni Naturwissenschaften 1977, 64, 98) lub 2-metylo-3-butyn-2-olem (H. Erdmann i inni J. Chem. Ecol. 1987, 13, 1555) stanowią najczęściej spotykaną mieszankę feromonu agregacyjnego na kornika drukarza w komercyjnych dyspenserach. Mieszanina werbenolu, zwłaszcza cis-werbenolu wraz z racemicznym ipsdienolem oraz z metylobutenolem została ujawniona także w opisie nr PL Dla większej atrakcyjności wszystkie składniki tej mieszaniny muszą być obecne w odpowiednich ilościach, ponieważ kornik drukarz reaguje bardzo wrażliwie na proporcje składników w mieszance, co ma istotne znaczenie dla skutecznego działania pułapek. Ważnym elementem dyspensera feromonowego jest więc także odpowiedni dozownik, zapewniający długotrwałe, równomierne uwalnianie substancji czynnej. Znane są dozowniki w postajci torebki foliowej z polietylenu, w której znajduje się materiał chłonny nasycony feromonem. Przykładem tego jest dozownik dostępny pod nazwą Pheroprax (firma BASF AG), czy jeż firmy angielskiej AgriSense-BSC Ltd pod nazwą Ipsgone. Uwalnianie feromonu następuje wskutek dyfuzji przez folię polietylenową. Wadą tych dozowników jest to, że uwalnianie feromonu zależy w dużym stopniu od warunków pogodowych, co prowadzi do znacznego ograniczenia kontroli w uwalnianiu przynęty do środowiska naturalnego. Z tego powodu, a także innych (przede wszystkim zakończenia uwalniania się przynęty) okres działania tego typu dozowników nie przekracza z reguły 8 tygodni. Aby poprawić okres efektywnego działania dyspensera stosuje się inny rodzaj dozownika stanowiącego komorę na przynętę, wykonanego z tworzywa sztucznego, zwłaszcza kopolimerów olefiny i octanu winylu o zawartości octanu winylu 10-17% wag. (np. dyspenser Pheroprax ampułka firmy BASF AG) lub ze szkła w formie fiolki zakręcanej od spodu korkiem z odpowiednio dobraną membraną (dyspenser Langlock firmy Sitagro AG). Z wymienionych dyspenserów lepsze własności wabiące kornika drukarza posiada Pheroprax ampułka, który wykazuje wysoką aktywność wobec chrząszczy I. typographies przez cały ich okres wegetacyjny, tj tygodni. Dyspenser tego rodzaju jest przedstawiony w opisie zgłoszenia patentowego nr EP Zgodnie z powyższym zgłoszeniem, dyspenser ma jedną lub dwie komory o objętości od 0,1 do 5 ml, o grubości ścianki od 0,1 do 1 mm i jest wykonany z kopolimeru etylen/octan winylu o udziale octanu winylu w zakresie od 10 do 15%. W takim dyspenserze umieszcza się mieszaninę składającą się z S-cis-werbenolu i 2-metylo-3-biiten-2-olu i ipsdienolu. Kopolimer może być zabarwiony pigmentem nieorganicznym, w celu zapobiegania niekorzystnym skutkom działania światła. Podobne urządzenie zostało ujawnione w opisie patentowym nr EP , z tym, że w komorach umieszcza się inną mieszaninę feromonów, przeznaczoną do zwalczania rytownika pospolitego. Ipsdienol jest ważnym składnikiem feromonu kornika, jednak charakteryzuje się silną tendencją do polimeryzacji pod wpływem tlenu. Z tego powodu skuteczność wabienia kornika przez feromon nie jest równomierna w czasie wielotygodniowego uwalniania składników mieszaniny, co w konsekwencji może prowadzić do znacznie niższych odłowów szkodnika w pułapki od spodziewanych.

3 PL B1 3 Celem wynalazku było rozwiązanie tego problemu. Dyspenser feromonowy wabiący chrząszcze kornika drukarza posiada jedną komorę wypełnioną mieszaniną feromonową składającą się z (S)-cis-werbenolu, racemicznego ipsdienolu oraz 2- metylo-3-buten-2-blu i/albo 2-metylo-3-butyn-2-olu, wykonaną z lekko zabarwionego, transparentnego kopolimeru etylen/octan winylu o zawartości octanu winylu w zakresie od 10 do 20% wag. i według wynalazku charakteryzuje się tym, że mieszanina feromonowa umieszczona w komorze jest uprzednio wymieszana i odgazowana w warunkach gazu obojętnego oraz wprowadzona do komory w atmosferze gazu obojętnego, a komora jest wykonana z kopolimeru o wskaźniku szybkości płynięcia w zakresie od 3,6 do 14,8 g/10 min, oznaczanym zgodnie z ASTM D 1238 w 190 C i pod obciążeniem 2,16 kg. Korzystnie, gazem obojętnym jest argon. Korzystnie, wskaźnik szybkości płynięcia kopolimeru zawiera się w zakresie od 6,8 do 13,2 g/10 min. Korzystnie, komora dyspensera według wynalazku ma kształt prostopadłościenny z zaokrąglonymi narożnikami albo kształt rurkowy, o powierzchni przekroju poprzecznego w zakresie od 1 do 5 cm 2 i długości w zakresie od 20 do 60 mm. Dyspenser według wynalazku zawiera mieszaninę feromonową składającą się z 2 do 6% wag., korzystnie 4 do 5% wag. (S)-cis-werbenolu, 0,1 do 1% wag., korzystnie 0,3 do 0,8% wag. racemicznego ipsdienolu, 92 do 97 wag. 2-metylobut-3-yn-2-olu i/lub 2- metylobut-3-en-2-olu, w przeliczeniu na całkowitą masę mieszaniny feromonowej. Materiał z tworzywa sztucznego tworzący komorę korzystnie stanowi jasnobrązowy, transparentny kopolimer etylen/octan winylu o zawartości octanu winylu w zakresie od 13 do 18% wag. Udział środka barwiącego w kopolimerze nie powinien przekraczać 1% wag., a korzystnie zawiera się w zakresie od 0,001 do 0,1% wag. W dyspenserze według wynalazku co najmniej 90% powierzchni ścianek tworzących komorę ma grubość w zakresie od 0,1 do 1,5 mm, korzystnie w zakresie od 0,2 do 1,0 mm, a stosunek powierzchni ścianek tworzących komorę do wewnętrznej jej objętości mieści się w zakresie od 1 do 8 cm -1. Końcówka wlewowa do komory prostopadłościennej może być zamknięta w dowolny sposób, przykładowo metodą zgrzewania termicznego. Komora dyspensera korzystnie zawiera mieszaninę feromonową w ilości od 1 do 5 ml, korzystnie od 2 do 3 ml. Mieszanina feromonowa dyfunduje przez ścianki komory i jest w kontrolowany sposób uwalniania do otoczenia, podobnie jak w opisanych wcześniej, znanych urządzeniach tego rodzaju. Obecność gazu obojętnego w komorze i dobór kopolimeru etylen/octan winylu o odpowiednim wskaźniku szybkości płynięcia zapewnia ciągłe uwalnianie feromonu jeszcze po 14 tygodniach, w ilości i o składzie wymaganym dla skutecznego działania pułapki. Rozwiązanie to stało się możliwe, mimo ograniczonej ochrony przed światłem słonecznym, dzięki umieszczeniu w komorze dyspensera mieszaniny feromonowej wytworzonej w atmosferze gazu obojętnego, a więc bez obecności tlenu powietrza oraz wprowadzonej do komory dyspensera w takiej samej atmosferze. Atmosfera gazu obojętnego wewnątrz ampułki dozownika zabezpiecza składniki mieszanki feromonowej przed rozkładem. W szczególności dotyczy to ipsdienolu, który ma silną skłonność do polimeryzacji. Użycie dyspensera według wynalazku umożliwiło zastosowanie w kompozycji mieszanki feromonowej racemicznego ipsdienolu zamiast stosowanego dotychczas, znacznie droższego czystego enancjomeru (S)-ipsdienolu. Oprócz komory dyspenser według wynalazku może mieć również środki do umocowania urządzenia w pułapkach z przynętą, np. uchwyt z otworem dla przechodzących środków mocujących, takich jak drut i tym podobne. Urządzenie według wynalazku można w zwykły sposób stosować do zwalczania chrząszczy z gatunku Ips typographus. Na ogół stosuje się je razem ze sztucznymi pułapkami (np. segmentowa pułapka IBL-3, pułapka szczelinowa typu Theysohn) lub klasycznymi pułapkami na chrząszcze. Dyspenser według wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku fig. 1 oraz w poniższych przykładach. P r z y k ł a d 1 W kolbie trójszyjnej o poj. 500 ml umieszczono w atmosferze argonu 5,4 g (35,5 mmola) (S)-ciswerbenolu i 151,7 g (185 ml, 1,76 mola) 2-metylobut-3-en-2-olu, a następnie po rozpuszczeniu się osadu wkroplbno pod argonem 1,13 g (7,4 mmola) racemicznego ipsdienolu w temperaturze pokojowej. Całość mieszano za pomocą mieszadła magnetycznego przez 15 min i odgazowano przez zacią-

4 4 PL B1 gnięcie próżni (130 mm Hg) i wyrównanie ciśnienia, wprowadzając do kolby świeżą porcję argonu. Proces ten powtórzono jeszcze trzykrotnie. Przygotowaną mieszankę feromonową użyto do napełniania urządzeń z komorą (dyspenser DF), takich jakie przedstawiono na fig. 1, wykonanych z jasno brązowo zabarwionego, transparentnego kopolimeru octan winylu-etylen o następujących właściwościach: zawartość octanu winylu: 13-14% wag; wskaźnik szybkości płynięcia: g/10 min (w 190 C/2,16 kg zgodnie z ASTM D 1238). Dyspenser przedstawiony na rysunku posiadał w środkowej części komorę 2 o długości 33 mm, litą powierzchnię 3 z tego samego tworzywa z otworem na zawieszkę w dolnej części, a w górnej części wlewkę 1 do komory o średnicy wewnętrznej 3 mm. Średnia powierzchnia przekroju poprzecznego komory wynosiła ok. 2,4 cm 2, objętość komory około 6 ml. Grubość ścianek komory w połówce zwróconej do zawieszenia wynosiła 930 µm ± 50 µm. Przez wlewkę 1 do komory 2 wprowadzano argon, a następnie wysyconą argonem przygotowaną wcześniej mieszankę feromonową w ilości 3 ml, o składzie: 3,41% wag. (S)-cis-werbenolu, 0,71% wag. racemicznego ipsdienolu, 95,88% wag. 2-metylobut-3-en-2-olu. Następnie, wlewkę zaślepiano przez zgrzanie termiczne. P r z y k ł a d 2 Urządzenia napełnione feromonem (DF) badano w okresie około 1,5 miesiąca w warunkach komory klimatycznej z wymuszonym obiegiem powietrza, w temperaturze 25 C i stałej wilgotności 60%, w odstępach czasowych od 4 do 8 dni, pod kątem ubytku masy. W tym celu urządzenia zawieszano w komorze klimatycznej KBF-240 firmy BINDER GmbH. Wyniki podane w tabeli 1 stanowią pomiary dla trzech urządzeń, tj. 2 dyspenserów DF (DF i DF ) i, dla celów porównawczych, znanego, najskuteczniejszego obecnie na rynku, dyspensera dwukomorowego wykonanego z kopolimeru etylen/octan winylu (K), zawierającego mieszaninę (S)-cisverbenolu, (S)-ipsdienolu i 2-metylobut-3-en-2-olu, jednak bez obecności argonu. Wyniki badań przedstawiono również w formie graficznej na fig. 2. T a b e l a 1 Dane w tabeli 1 pokazują, że feromon ze znanego dyspensera K zakończył się uwalniać ponad 2 tygodnie wcześniej w porównaniu z dyspenserem DF. P r z y k ł a d 3 Urządzenia napełnione feromonem (DF) zawieszono w dwóch typach pułapek: IBL-3 firmy Z. D. CHEMIPAN i skrzyniowo-szczelinowo-pionowej (SSP) firmy Produkcyjno-Handlowo-Usługowej TIM z Gołaczew. Stanowiska umieszczono w starym drzewostanie świerkowym (wiek ok. 100 lat) na terenie Nadleśnictwa Browsk, w leśnictwie Jelonka; oddział 157B i 157D. Pułapki o różnej konstrukcji zawieszono naprzemiennie na wysokości 2 m nad ziemią w odległości m od siebie. Każdy z typów pułapek zastosowano z dyspenserem testowanym DF i porównawczym K w trzech powtórzeniach. Na powierzchni oddziału 157B zastosowano po jednej pułapce każdego typu z badanymi dyspenserami, natomiast na oddziale 157D użyto po dwie pułapki każdego typu na każdy rodzaj dyspensera. W każdym przypadku oznaczano liczbę schwytanych w pułapki kornika drukarza w określonym czasie oraz łączną liczbę schwytanych chrząszczy w czasie całego okresu badania. Wartości te podano w tabeli 2.

5 PL B1 5 T a b e l a 2 We wszystkich przypadkach (dla obu stanowisk i rodzajów pułapek), wielkości odłowów do pułapek zawierających dyspenser DF były lepsze o około 20% od znanego dyspensera K, co wskazuje na wyraźną tendencję do lepszej skuteczności wabienia chrząszczy.

6 6 PL B1 Zastrzeżenia patentowe 1. Dyspenser feromonowy wabiący i chrząszcze kornika drukarza, posiadający jedną komorę wypełnioną mieszaniną feromonową składającą się z (S)-cis-werbenolu, racemicznego ipsdienolu oraz 2-nietylo-3-buten-2-olu i/albo 2-metylo-3-butyn-2-olu, wykonaną z lekko zabarwionego, transparentnego kopolimeru etylen/octan winylu o zawartości octanu winylu w zakresie od 10 do 20% wag., znamienny tym, że mieszanina feromonową umieszczona w komorze (2) jest uprzednio wymieszana i odgazowana w warunkach gazu obojętnego oraz wprowadzona do komory (2) w atmosferze gazu obojętnego, a komora (2) jest wykonana z kopolimeru o wskaźniku szybkości płynięcia w zakresie od 3,6 do 14,8 g/10 min, oznaczanym zgodnie z ASTM D 1238 w 190 C i pod obciążeniem 2,16 kg. 2. Dyspenser według zastrz. 1, znamienny tym, że gazem obojętnym jest argon. 3. Dyspenser według zastrz. 1, znamienny tym, że wskaźnik szybkości płynięcia kopolimeru zawiera się w zakresie od 6,8 do 13,2 g/10 min. 4. Dyspenser według zastrz. 1, znamienny tym, że komora (2) ma kształt prostopadłościenny z zaokrąglonymi narożnikami albo kształt rurkowy. 5. Dyspenser według zastrz. 1, znamienny tym, że komora (2) ma powierzchnię przekroju poprzecznego w zakresie od 1 do 5 cm 2 i długość w zakresie od 20 do 60 mm. 6. Dyspenser według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera mieszaninę feromonową składającą się z 2 do 6% wag. cis-verbenolu, 0,1 do 1% wag. racemicznego ipsdienolu, 92 do 97 wag. 2-metylobut-3-yn-2-olu i/lub 2-metylobut-3-en-2-olu, w przeliczeniu na całkowitą masę mieszaniny feromonowej. 7. Dyspenser według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej 90% powierzchni ścianek tworzących komorę (2) ma grubość w zakresie od 0,1 do 1,5 mm, a stosunek powierzchni ścianek tworzących komorę do wewnętrznej jej objętości mieści się w zakresie od 1 do 8 cm -1. Rysunki

7 PL B1 7

8 8 PL B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 2,46 zł (w tym 23% VAT)