DE19858070A1 - Verfahren zur Unterdrückung von unerwünschtem Pflanzenwachstum - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird die Verwendung von wäßrigen Polyvinylacetatdispersionen, die als biologisch abbaubare Weichmacher Triester des Glycerins mit niederen aliphatischen Monocarbonsäuren, Citronensäuretriester mit niederen aliphatischen monofunktionellen Alkoholen und/oder epoxidierten Triglyceriden wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigter Fettsäuren enthalten, zur Unterdrückung des Wachstums unerwünschter Plfanzen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung wäßriger Polyvinylacetatdispersionen, die bestimmte Weichmacher enthalten, zur Unterdrückung von unerwünschtem Pflanzenwachstum sowie ein Verfahren zur Unterdrückung von unerwünschtem Pflanzenwachstum.

Im Pflanzenbau stellen Unkräuter schon von je her ein erhebliches Problem dar, da ihre Anwesenheit den Ertrag von Nutzpflanzen deutlich verringern kann. Es werden daher erhebliche Anstrengungen unternommen, um Unkräuter, die wohl am treffendsten als unerwünschte Pflanzen bezeichnet werden können, zu unterdrücken oder zu verhindern. Prinzipiell kann die Unkrautbekämpfung mit mechanischen oder chemischen Mitteln erfolgen. Unter chemischer Unkrautbekämpfung wird das Ausbringen von Chemikalien, den sogenannten Herbiziden, verstanden, die unerwünschten Pflanzenwuchs verhindern bzw. unterdrücken. Es sind eine Vielzahl Herbizide bekannt und im täglichen Gebrauch, allerdings ist deren Einsatz nicht immer unproblematisch, da die Wirkung häufig nicht selektiv genug ist, also auch Nutzpflanzen geschädigt werden können. Weiterhin ist es möglich, das Herbizide oder deren Abbauprodukte in den Nahrungskreislauf von Tieren oder des Menschen gelangen und schädigende Wirkung entfalten. Unter mechanischen Mitteln ist vor allem das Jäten zu verstehen, wobei die Unkräuter komplett entfernt werden können, oder aber unter die Erde gepflügt werden ("Hacken" oder "Grubbern"). Nachteilig bei diesen Methoden ist prinzipiell der hohe Arbeitsaufwand und die oftmals geringe Nachhaltigkeit. Die Vorteile der mechanischen Unkrautbekämpfung liegen unzweifelhaft in ihrer Selektivität und insbesondere der hohen Umweltverträglichkeit solcher Verfahren.

Besonders im Garten- und Obstbau wird zur Unterdrückung von Unkräutern das sogenannte "Mulchen" durchgeführt. Dazu wird der Boden um die Nutzpflanze mechanisch gejätet und anschließend die Bodenoberfläche mit einem Mulch, zum Beispiel gehäckseltem frischen Pflanzenmaterial, Torf, Kompost oder (Nadelholz-)Rinde bedeckt. Dieses Material bildet einen Schutzschicht auf dem Boden, die Licht fernhält und so das Anwachsen von Unkräutern erschwert oder verhindert. Wenn der Mulch noch biologisch leicht verfügbare Wertstoffe enthält führt das Mulchen auch zu einer Düngung des Bodens. Allerdings enthält Mulch auf Basis von Rinden überwiegend langsam abbaubare Bestandteile, insbesondere Cellulose sowie Lignin. Das Verrotten von Mulch erfolgt daher sehr langsam. Außerdem wird dabei Stickstoff und Phosphor aus dem Boden verbraucht, so daß der Verrottungsprozeß die Qualität des Bodens beeinträchtigen kann. Schließlich kann konventioneller Mulch Düngemittel absorbieren und somit die Effizienz von Düngemaßnahmen verringern. Außerdem ist das Mulchen oft nicht effektiv genug, um sicher das Wachstum unerwünschter Pflanzen zu verhindern. Somit muß in aller Regel weiter gejätet werden. Ein zusätzliches Problem besteht darin, daß das Aufbringen des Mulchs sorgfältig und gleichmäßig auf den Boden um die Nutzpflanzen aufgebracht werden muß und daher mit einem erhöhten Arbeitsaufwand verbunden ist. Eine andere Variante des Mulchens besteht im Abdecken des Bodens mit transparenten oder lichtundurchläßigen Plastikfolien. Allerdings eignet sich diese Verfahren nur für bestimmte Nutzpflanzen und es benötigt spezielle Maschinen zum Ausbringen der Folien. Die Folien können zu einem Hitzestau am Boden führen, der auch die Nutzpflanzen schädigen kann. Gleichzeitig wird der Feuchtigkeitsaustausch zwischen Boden und Atmosphäre verhindert. Außerdem sind nicht alle Folien biologisch abbaubar, so daß das Material nach dessen Einsatz in einem weiteren Arbeitsschritt wieder entfernt und ggf. entsorgt werden muß.

Es bestand daher Bedarf an einem verbesserten Verfahren zum Mulchen, wobei sowohl die Effizienz als auch die Handhabbarkeit verbessert werden sollten.

Es sind bereits Versuche unternommen worden, Mulch in flüssiger Form anzubieten. So beschreibt die US 4,705,816 wäßrige Dispersionen von Copolymeren, die weiterhin Tenside und 100 bis 1600 Teilen Feststoffe auf 100 Teile Polymere enthalten, als Flüssigmulch. Als geeignete Monomere werden C_4-6 Diolefine und C_8-12 Vinylaromaten oder C_3-9 Alkenylnitrile offenbart. Weiterhin wird die Mitverwendung von polymeren Bindern beschrieben, wobei als geeignete Verbindungen auch Copolymere aus Ethylen und Vinylacetat beschrieben werden.

Aus der EP 0 710 268 B1 der Anmelderin, ist bekannt, daß sich Polyvinylacetat (PVAc)- Dispersionen zum Befestigen von Erdreich und so zu dessen Schutz gegen Erosion nur dann eignen, wenn den Dispersionen ausgewählte Weichmacher zugesetzt werden. Die Verwendung von PVAc-Dispersionen gemäß der Lehre der EP 0 710 268 B1 soll primär zu einer Verfestigung des Erdreichs führen, gleichzeitig soll der Boden weiterhin ein ungestörtes und sogar optimiertes Pflanzenwachstum, insbesondere von Gräsern, ermöglichen. Die Lehre der EP 0 710 258 B1 sieht daher beispielsweise die Mitverwendung von Grassamen vor, die besonders schnell anwachsen und durch Wurzelbildung den verfestigenden Effekt der PVAc- Dispersion unterstützen sollen. Die Auftragsmenge gemäß der Lehre des europäischen Patents an PVAc-Dispersion liegt daher auch bei etwa 20 g Dispersion pro m² Boden. Somit ist diesem Dokument die Lehre zu entnehmen, daß durch die Bodenbehandlung mit PVAc- Dispersion keinerlei hemmender Einfluß auf das Pflanzenwachstum ausgeübt wird.

Es war daher überraschend, daß die Verwendung von PVAc-Dispersionen gemäß der Lehre der EP 0 710 268 B1 durchaus das Anwachsen von Pflanzensamen wirkungsvoll verhindert und sich derartige Dispersionen somit als Flüssigmulch für den Pflanzenbau eignen.

Beansprucht wird daher in einer ersten Ausführungsform die Verwendung von wäßrigen Polyvinylacetatdispersionen, die als biologisch abbaubare Weichmacher Triester des Glycerins mit niederen aliphatischen Monocarbonsäuren, Citronensäuretriester mit niederen aliphatische monofunktionelle Alkohole und/oder epoxidierte Triglyceride wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigter Fettsäuren enthalten, zur Unterdrückung des Wachstums unerwünschter Pflanzen.

Gemäß der Lehre der EP 0 710 268 B1 eignen sich drei naturstoffbasierte niedermolekulare Weichmachertypen für die Erfüllung des erfindungsgemäßen Anforderungsprofils: Die erste Gruppe umfaßt Triester des Glycerins mit niederen aliphatischen Monocarbonsäuren. Besonders geeignet sind entsprechende Glycerintriester von aliphatischen Monocarbonsäuren mit 2 bis 6 C-Atomen und insbesondere mit 2 bis 4 C-Atomen im Molekül. Ein besonders wichtiger Vertreter ist hier das Triacetin. Die zweite Gruppe erfindungsgemäß geeigneter Weichmacher ist durch Citronensäuretriester repräsentiert. Dabei kann die Citronensäure als solche, aber auch in der Form der an ihrer Hydroxylgruppe acylierten Variante vorliegen. Als esterbildende Alkohole zur Umsetzung mit den Carboxylgruppen der Citronensäure eignen sich insbesondere monofunktionelle aliphatische Alkohole mit 2 bis 6 C-Atomen und vorzugsweise entsprechende Alkohole mit 2 bis 4 C-Atomen. Sowohl in dieser Stoffklasse wie in der zuvor angegebenen Stoffklasse der Glycerintriester mit aliphatischen Monocarbonsäuren kann durch Wahl der Kettenlänge des jeweils zur Veresterung herangezo­ genen monofunktionellen Bestandteiles Einfluß auf die Flüchtigkeit und damit auf die Siedetemperatur der Weichmacherkomponente genommen werden. Im Falle der hier betroffenen Citronensäureester ist eine weitere Variationsmöglichkeit über die Kettenlänge des gegebenenfalls an die Hydroxylgruppe der Citronensäure gebundenen Acylrestes möglich. Hier kommen entsprechende Reste von monofunktionellen insbesondere gesättigten Carbonsäuren mit 2 bis 10 C-Atomen, gegebenenfalls aber auch Reste entsprechender Säuren mit noch höherer Kohlenstoffzahl in Betracht. Die dritte Weichmacherklasse im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns ist durch die epoxidierten Triglyceride wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigter Fettsäuren repräsentiert. Die aus praktischen und wirtschaftlichen Gründen wichtigsten Vertreter dieser Klasse sind epoxidiertes Rüböl und epoxidiertes Sojaöl, die als Handelsprodukte beispielsweise von der Anmelderin für die verschiedenartigsten Anwendungszwecke auf den Markt gebracht und vorgeschlagen sind. Gerade an dieser Unterklasse der erfindungsgemäß eingesetzten Weichmacher ist der Auswahlcharakter der erfindungsgemäßen Lehre sehr deutlich zu erkennen: Triglyceridester gesättigter und/oder ungesättigter Fettsäuren, insbesondere unter Normalbedingungen als Öle vorliegende entsprechende Triglyceride natürlichen Ursprungs, geben keine hinreichende Weichmacherwirkung in Abmischung mit PVAc-Homopolymeren. In nicht vorhersehbarer Weise wird durch die Epoxidierung wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigter Triglyceride dieser Art und insbesondere durch Epoxidierung des Rüböls ein Weichmacher geschaffen, der dem komplexen Anforderungskatalog entspricht, die hier gestellten Bedingungen erfüllt und gleichzeitig als Naturstoff natürlichen Abbauprozessen unterliegt.

Die zur Einstellung des Anforderungsprofils benötigte Menge an Weichmacher in den erfindungsgemäß verwendeten Arbeitsmitteln ist beschränkt. Im allgemeinen geben Weichmachermengen von etwa 1 bis 15 Gew.-% und vorzugsweise von etwa 3 bis 10 Gew.- % - Gew.-% jeweils bezogen auf die etwa 50 gew.-%ige PVAc-Homopolymer-Dispersion - hinreichende Ergebnisse. Besonders wichtig können Zusatzmengen im Bereich von etwa 5 bis 8 Gew.-% Weichmacher sein. Die in der Praxis einzusetzenden PVAc-Dispersionen sind die bekannten wäßrigen Zubereitungen, deren PVAc-Feststoffgehalt beispielsweise im Bereich von ca. 10 bis 65 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von ca. 35 bis 60 Gew.-% liegen kann. In der bisherigen Praxis des Auftrages von wäßrigen PVAc-Dispersionen wird häufig mit entsprechenden Feststoffgehalten im Bereich von 50 bis 60 Gew.-% gearbeitet. Grundsätzlich kann auch im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre davon Gebrauch gemacht werden.

Die Auftragsmenge an Dispersion, die notwendig ist, um den gewünschten Effekt zu erzielen, hängt wesentlichen von der Art des betroffenen Bodens ab. Typische Mengen liegen aber im Bereich von 50 bis 250 g/m² bezogen auf eine 50 bis 60 gew.-%ige PVAC-Dispersion, die im Gewichtsverhältnis 1 : 1 bis 1 : 10 mit Wasser verdünnt werden. Bezogen auf Aktivsubstanz PVAc/m² Boden sind Werte von 30 bis 120 und vorzugsweise 40 bis 80 g/m² bevorzugt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sieht die Erfindung vor, daß auch weitere Zusatzstoffe der erfindungsgemäß ausgewählten wäßrigen Imprägnier- und Bindemittelmassen biologisch abbaubar und damit bioverträglich sind. Hier sieht die Erfindung insbesondere die Mitverwendung von biologisch abbaubaren Schutzkolloiden zur Stabilisierung der wäßrigen PVAc-Dispersionen vor. Geeignete Schutzkolloide sind einerseits Polyvinylalkohol, andererseits aber auch Stärke und/oder wasserlösliche Stärkederivate, wobei die Stärke auch einem partiellen Molgewichtsabbau unterworfen sein kann. Grundsätzlich gilt allerdings insbesondere im Fall der Stärke und/oder wasserlöslichen Stärkederivate als Schutzkolloide, daß durch Einsatz zu großer Mengen dieser wasserlöslichen Komponenten eine Gefährdung der Filmstabilität gegen Erosion durch Beregnung und damit ein zu rascher Filmabbau verbunden sein kann. Es ist dementsprechend erfindungsgemäß bevorzugt, die Einsatzmengen der Schutzkolloide beziehungsweise Emulgatoren derart einzuschränken, daß die hinreichende Festigkeit des PVAc-Überzugs gegen die Bewitterungseinflüsse erhalten bleibt. Üblicherweise liegen hier die Mengen der Schutzkolloide beziehungsweise Emulgatoren bei höchstens etwa 5 Gew.-% und insbesondere im Bereich von etwa 0,5 bis 3 Gew.-% - Gew.-% jeweils bezogen auf PVAc-Feststoff.

Als weitere Zusatzstoffe im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre können faserförmige Feststoffe, wie Zellulose, Stärke, Lignosulfate, Lignin oder feingehäckselte Pflanzenreste in den Dispersionen enthalten sein. Sofern solche Zuschlagsstoffe eingesetzt werden, machen sie aber maximal 50 Gew.-% der Dispersion aus. Vorzugsweise wird auf diese Zusatzstoffe ganz verzichtet.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, daß Alkalimetallsilikate, vorzugsweise wasserlösliche Alkalimetallsilikate mitverwendet werden. Bei den Alkalimetallsilikaten handelt es sich um Natrium- oder Kaliumsilikate mit einem Molverhältnis SiO₂ : M₂O (Modul) von 2 : 1 bis 4 : 1, wobei M für ein Alkalimetallkation steht. Derartige Silikate werden in Pulverform, Granulatform oder vorzugsweise als wäßrige Lösungen vertrieben, die zwischen 20 und 60 Gew.-% des Silikats (bezogen auf Trockensubstanz) enthalten. Vorteilhaft ist es, Natriumsilikate des Molverhältnisses SiO₂ : Na₂O von 2 : 1 bis 3 : 1 auszuwählen. Es ist möglich den Dispersionen Agrochemikalien, wie Herbizide, beizumischen. Vorzugsweise sind die Dispersionen aber vollständig frei von weiteren Agrochemikalien.

Die erfindungsgemäße Lehre sieht vor, daß man die PVAc-Dispersionen auf den Boden um die Kulturpflanzen aufbringt. Es ist bevorzugt, daß der Boden vor der Behandlung mechanisch von Unkräutern gereinigt wurde. Die PVAc-Dispersionen werden dann in an sich bekannter Weise, vorzugsweise durch Sprühen oder Gießen, aufgetragen. Die PVAc- Dispersion dringt in den Boden ein und führt durch Austrocknen zu einer Filmbildung, die wirkungsvoll das Keimen und Anwachsen von Unkrautsamen verhindert. Es hat sich gezeigt, das durch das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere die zweikeimblättrigen Pflanzen, wie sie in der Regel von gängigen Unkräutern gebildet werden, z. B. Gundermann (Glechoma hederacea), Franzosenkraut (Galinsoga parviflora), Vogelmiere (Stellaria media), Hirtentäschel (Galium aparine), Gras (Wiesenrispe: Poa-Arten; z. B. Poa annua, Schwingel: Festuca Arten - Festuca perenne -, Weide/gras: Lolium perenne, Straußgras: Agrostis-Arten, Wiesenlieschgras: Phleum-Arten; z. B. Phleum pratense), Klebkraut (Galium aparine), Hahnenfuß (Ranunculus arvensis), am Keimen gehindert werden können.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Unterdrücken des Wachstums unerwünschter Pflanzen beansprucht, wobei man a) den zu behandelnden Erdboden weitgehend oder vollständig von unerwünschtem Pflanzenwuchs befreit und b) anschließend den Erdboden mit einer wäßrigen Polyvinylacetatdispersionen, die als biologisch abbaubare Weichmacher Triestern des Glycerins mit niederen aliphatischen Monocarbonsäuren, Citronensäuretriestern mit niederen aliphatischen monofunktionellen Alkoholen und/oder epoxidierten Triglyceriden wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigter Fettsäuren enthalten, in Kontakt bringt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahren wird zeitgleich oder zeitversetzt zum Schritt b) eine wäßrige Alkalimetallsilikatlösung auf den Erdboden aufgebracht. Es ist bevorzugt, zunächst den Erdboden mit einer wässrigen Alkalimetallsilikatlösung in Kontakt zu bringen und dann, zeitversetzt dazu, im Anschluß die PVAc-Dispersion aufzubringen. Die entsprechenden Lösungen, die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, enthalten die Alkalimetallsilikate in Mengen von 1 bis 25 Gew.-% Trockensubstanz und vorzugsweise bis zu 10 Gew.-% Trockensubstanz.

Beispiele

Der Versuch erfolgte auf einem Staudenbeet (überwiegend Rosen). Eine stark mit typischen Unkräutern (Klebkraut, Hirtentäschelkraut, Franzosenkraut, Vogelmiere) vergesellschaftete Beetfläche wurde in sechs Felder à 1,5 m² aufgeteilt und durch Jäten und Hacken soweit wie möglich von Unkraut befreit. Zwei der Felder dienten als unbehandelte Kontrolle, bei je zwei weiteren Feldern wurde die Menge an Flüssigmulch variiert. Die einzelnen Vergleichsfelder wurden randomisiert angelegt, um die optische Bonitur zu erleichtern.

Der Versuch wurde im Sommer bei trockenem Wetter und trockenem Erdboden durchgeführt. Die Bodenfeuchte betrug ca. 40% der maximalen Wasserhaltekapazität.

Auf die Fläche wurde eine 55 gew.-%-ige PVAc-Lösung, die zusätzlich 5 Gew.-Triacetin enthielt, im Verhältnis 1 : 10 mit Wasser verdünnt und ausgebracht. Dazu wurden jeweils 1 l dieser Lösung pro Quadratmeter ausgegossen. Die Membran war nach ca. 5 bis 6 Stunden ausgehärtet. Alle Flächen wurden im Lauf des Versuchs bedarfsmäßig gegossen und feucht gehalten. Die Bonitur erfolgte optisch.

Aus den Daten ergibt sich eine deutliche Reduktion des Begleitunkrautes in Abhängigkeit von der Auftragsmenge an Flüssigmulch. Negativeinflüsse auf die Stauden waren nicht festzustellen. Es handelte sich um ein mechanisches Unterdrücken der im Boden sich entwickelnden Unkräuter.

Claims (11)

1. Verwendung von wäßrigen Polyvinylacetatdispersionen, die als biologisch abbaubare Weichmacher Triester des Glycerins mit niederen aliphatischen Monocarbonsäuren, Citronensäuretriester mit niederen aliphatischen monofunktionellen Alkoholen und/oder epoxidierte Triglyceride wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigter Fettsäuren enthalten, zur Unterdrückung des Wachstums unerwünschter Pflanzen.

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Polyvinylaceatdispersionen eingesetzt werden, die als Weichmacher Glycerintriester von aliphatischen Monocarbonsäuren mit 2 bis 6, vorzugsweise 2 bis 4 C-Atomen im Molekül und insbesondere Triacetin, enthalten.

3. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Polyvinylacetatdispersionen eingesetzt werden, die als Weichmacher Citronensäuretriester mit aliphatischen monofunktionellen Alkoholen mit 2 bis 6 C- Atomen, vorzugsweise 2 bis 4 C-Atomen enthalten.

4. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Polyvinylacetatdispersionen eingesetzt werden, die als Weichmacher epoxidiertes Rüböl und/oder epoxidiertes Sojaöl enthalten.

5. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Polyvinylacetat-Dispersionen verwendet werden, die Weichmacher in Mengen von etwa 1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 3 bis 10 Gew.-% jeweils bezogen auf eine ca. 50 gew.-%ige wäßrige Polyvinylacetat-Dispersion enthalten.

6. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wäßrige Polyvinylacetat-Dispersionen mit Feststoffgehalten im Bereich von 10 bis 65 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 35 bis 60 Gew.-%, verwendet werden.

7. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß 50 bis 60 gew.-%ige wäßrige Polyvinylacetat-Dispersionen verdünnt mit Wasser im Gewichtsverhältnis von 1 : 1 bis 1 : 10 verwendet werden.

8. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch die wäßrigen Polyvinylacetat-Dispersionen das Wachstum von unerwünschten zweikeimblättrigen Pflanzen unterdrückt wird.

9. Verfahren zum Unterdrücken des Wachstums unerwünschter Pflanzen, dadurch gekennzeichnet, daß man

• a) den zu behandelnden Erdboden mechanisch weitgehend oder vollständig von unerwünschtem Pflanzenwuchs befreit und
• b) anschließend den Erdboden mit einer wäßrigen Polyvinylacetatdispersionen, die als biologisch abbaubare Weichmacher Triester des Glycerins mit niederen aliphatischen Monocarbonsäuren, Citronensäuretriestern mit niederen aliphatischen monofunktionellen Alkoholen und/oder epoxidierten Triglyceriden wenigstens anteilsweise olefinisch ungesättigter Fettsäuren enthalten, in Kontakt bringt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragsmenge auf den Boden im Bereich von 30 bis 120 g PVAc Aktivsubstanz/m² Boden liegt.

11. Verfahren nach Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß zeitgleich oder zeitverzögert zum Schritt b) eine Behandlung des Erdbodens mit einer wäßrigen Alkalimetallsilikatlösung erfolgt.