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Verfahren und Mittel zum Verhindern oder Hemmen der Keimung von Pflanzensamen
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Verhindern oder Hemmen des Keimens von Samen im Boden oder andern Nährböden und ein Mittel zur Durchführung des Verfahrens. Insbesondere betrifft die Erfindung ein neues Verfahren zur Bekämpfung von Unkraut und andern unerwünschten Pflanzen in Pflanzenkulturen.
Die bekannten Herbicide sind wirksam gegen eine grössere oder kleinere Anzahl Pflanzenarten und wirken gewöhnlich bei allen Wachstumsstufen der Pflanzen auf diese ein, obgleich sie in manchen Fällen in den ersten Wachstumsstufen stärker wirksam sind als in späteren Wachstumsstadien. Deshalb können solche Herbicide entweder nur in Pflanzenkulturen angewendet werden, die unempfindlich gegen das in Frage stehende Herbicid sind, oder sie müssen vor dem Säen oder Setzen der Nutzpflanzen oder wenigstens, bevor die Samen der letzteren keimen, angewendet werden.
Zum Unterschied dazu gestattet das Verfahren der vorliegenden Erfindung, das Wachstum aller Arten von Samenpflanzen bei einer Entwicklungsstufe zu vernichten, wobei es praktisch für die Pflanzen in andern Wachstumsstufen unwirksam und nicht schädigend ist.
Es wurde gefunden, dass das Keimen von Pflanzensamen in einem Nährboden, insbesondere im natür- lichen Boden, durch Behandlung des Bodens mit o-Aminobenzolsulfonamiden, die mit Halogen in der 5-Stellung substituiert sind (d. h. 5-Halogen-orthanilamide), der allgemeinen Formel
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worin X ein Halogenatom bedeutet, verhindert oder gehemmt werden kann. Alle vier möglichen 5-Halogen-orthanilamide scheinen gleich wirksam zu sein, man zieht es aber vor, die Chlor-oder Bromverbindung zu verwenden, da diese billiger herzustellen sind als die Fluor- oder Jodverbindungen.
Die genannten Verbindungen sind in Wasser sehr wenig löslich. Aus diesem Grunde verwendet man zweckmässig die Verbindungen in Form ihrer wasserlöslichen Salze. Am leichtesten löslich unter den wasserlöslichen Salzen sind die Aminsalze und die Alkalimetallsalze, d. h. die Triäthanolaminsalze oder Natriumsalze.
Die anzuwendende Menge der in Frage stehenden Verbindungen kann in Abhängigkeit von den Samenarten, deren Keimung verhindert werden soll, vom Feuchtigkeitsgrad im Nährboden und andern Variablen variieren. Allgemein wurde gefunden, dass Mengen von 5 bis 50 kg der aktiven Verbindung (d. h. ausschliesslich des salzbildenden Teils) genügen, um eine vollständige Verhinderung der Keimung der im Nährboden befindlichen Samen hervorzubringen, vorausgesetzt, dass die Bedingungen für die Behandlung befriedigend sind, d. h., dass eine genügende Menge Wasser im Boden vorhanden ist.
Zweckmässig werden 15 - 20 kg aktive Verbindungen pro Hektar verwendet, da gefunden wurde, dass diese Menge genügt, um wenigstens. 951o der keimende Samen im Nährboden zu vernichten.
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Es sind bereits verschiedene Unkrautbekämpfungsmittel ähnlicher Zusammensetzung bekanntgeworden. So kennt man z. B. ein Verfahren, bei dem zum Entfernen von Unkraut von Wegen, Plätzen usw.
Amide aromatischer Sulfosäuren verwendet werden. Dieses bekannte Verfahren kann aber nur für die Ver- nichtung der ganzen Vegetation an Ort und Stelle benutzt werden und ist für die Hemmung oder Verhinderung einer Keimung ohne Beschädigen einer erwünschten, bereits gekeimten Vegetation nicht anwendbar. Es ist auch ein Unkrautbekämpfungsmittel bekannt, dessen wirksamer Bestandteil verschiedene Amide
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oxylgruppen enthaltenden organischen Rest und n eine ganze Zahl bezeichnet. Dieses bekannte Mittel kann sowohl selektiv als auch für die Vernichtung des gesamten Pflanzenwuchses angewendet werden, d. h. es wirkt auf die bereits gekeimten oder herangewachsenen Pflanzen und kann für den Zweck, dem das Verfahren und Mittel gemäss der vorliegenden Erfindung dient, nicht angewendet werden.
Ferner kennt man selektive Herbicide, deren wirksame Bestandteile aromatische Sulfamide der Formel
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Keimung von Unkräuternvon Herbiciden verwendet werden können, wobei sie mit Erfolg insbesondere in zweijährigen oder perennie- renden Kulturen oder in einjährigen Kulturen von Pflanzen angewendet werden können, die in ihrem Wachstum die Keimungsstufe hinter sich gebracht haben. Demgemäss besteht ein besonderes Merkmal der Erfindung in der Vernichtung bzw. Abtötung keimender Samen oder Sämlinge unerwünschter Pflanzen in Pflanzenkulturen nach der Keimungsstufe durch Behandlung der Kultur mit einem 5-Halogen-orthanilamid.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Mittel oder ein Präparat zur Durchführung des Verfahrens, wobei das Mittel als aktiven Bestandteil ein oder mehrere 5-Halogen-orthanilamide der allgemeinen Formel
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enthält, in der X ein Halogenatom bedeutet, zusammen mit einem Verdünnungsmittel oder einem Trägerstoff. Zweckmässigerweise ist das Halogenatom Chlor oder Brom.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform liegt die aktive Komponente des Präparates In Form eines wasserlöslichen Salzes vor, zweckmässig in Form eines Aminsalzes, z. B. des Triäthanolaminsalzes, oder eines Alkalimetallsalzes, wie z. B. des Natriumsalzes, wobei der Verdünnungs-oder Trägerstoff aus Wasser besteht. Es kann auch ein Dispergiermittel in dem Präparat enthalten sein.
In einigen Fällen kann es zweckmässig sein, das Präparat in Form eines trockenen, pulverigen Mittels anzuwenden. In diesem Falle ist die aktive Komponente vorteilhafterweise in Form eines wasserlöslichen Salzes, zweckmässig eines Aminsalzes oder eines Alkalimetallsalzes, anwesend, und das Verdünnungsmittel oder der Trägerstoff besteht aus einem festen, pulverförmigen Material. Es kann auch ein Netzmittel und bzw. oder ein Dispergiermittel in dem Präparat enthalten sein. Das feste pulverförmige Material kann aus einem Material bekannter Art, wie z. B. Kaolin, Diatomeenerde oder zweckmässig aus einem landwirtschaftlichen Düngemittel oder einem Gartendünger bestehen. Das Präparat kann darüber hinaus bekannte Herbicide und bzw. oder Fungicide enthalten.
Es wurden Versuche zum Vergleich der herbiciden und phytotoxischen Wirkungen der in den Mitteln gemäss der Erfindung benutzten Verbindungen und gewisser bekannter Verbindungen durchgeführt. Auf den Boden einer Petrischale wurde Filtrierpapier (90 mm Durchmesser) gelegt und gleichmässig mit einer geeignet zusammengesetzten Lösung der zu testenden Verbindung befeuchtet (gewöhnlich ein Salz, d. h. das Triäthanolaminsalz). Bei Benutzung eines von Wasser verschiedenen Lösungsmittels wurde dasselbe abgedampft. Eine gemessene Menge von Samen der Poa trivialis, einer gewöhnlichen Grasart, wurde auf dem Filtrierpapier verteilt, und wenn dieses noch nicht feucht genug war, wurde letzteres mit Leitungswasser angefeuchtet. Danach wurde die Schale in der Dunkelheit bei einer Temperatur von 250C aufbewahrt.
Nach 7 Tagen wurde die Gesamtmenge aller Sämlinge (nur der grünen Teile, d. h. derjenigen oberhalb der Samen) der Schale gemessen und mit der entsprechenden Menge der Sämlinge von Samen verglichen, die in ähnlichen nur mit Wasser behandelten Schalen gekeimt wurden. In Tabelle 1 ist die Menge der aktiven Komponente pro Petrischale angegeben, bei der eine 500/oigne Verhinderung der Keimung festgestellt wird.
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Tabelle l
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<tb>
<tb> Verbindung <SEP> mg <SEP> akti <SEP> :
<SEP> e <SEP> Komponente <SEP> pro <SEP> Petrischale,
<tb> die <SEP> eine <SEP> 50% <SEP> igue <SEP> Verhinderung <SEP> der
<tb> Keimung <SEP> von <SEP> Poa <SEP> trivialis <SEP> ergeben
<tb> 2, <SEP> 4-Dichlorphenoxy- <SEP>
<tb> - <SEP> essigsäure <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP>
<tb> 3-Amintriazol <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP>
<tb> bis-Chloralharnstoff <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP>
<tb> Bromacet-di-n-butyramid <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP>
<tb> Dichloressigsäure <SEP> 1
<tb> Trichloressigsäure <SEP> 0, <SEP> 25 <SEP>
<tb> 2 <SEP> -Amino <SEP> -5 <SEP> -chlorbenzol- <SEP>
<tb> - <SEP> sulfonamid <SEP> 0, <SEP> 008 <SEP>
<tb> 2-Amino-5-brombenzolsulfonamid <SEP> 0, <SEP> 008 <SEP>
<tb>
Die Tabelle zeigt, dass die zwei Komponenten der allgemeinen Formel 25mal so wirksam in bezug auf die Verhinderung der Keimung von Poa trivialis sind,
als es bei den besten der getesteten herbiciden
Verbindungen der Fall war.
Andere Versuche wurden zur Beurteilung der Wirksamkeit der Verbindungen der allgemeinen Formel auf verschiedene Unkräuter durchgeführt. Die Versuche (screening tests) wurden in der folgenden Weise durchgeführt :
Die zu testenden Pflanzen wurden in Töpfe oder Holzkästen gesetzt ; der Boden in diesen Töpfen oder Holzkästen wurde unmittelbar vor dem Setzen oder bald nach dem Setzen mit der in Frage stehenden Verbindung in geeigneter Form, gewöhnlich in Form des Salzes mit Triäthanolamin oder NaOH in wässeriger Lösung behandelt. Bei mehreren Pflanzen wurden Wiederholungsversuche angestellt, und in allen Fällen wurden Kontrollversuche durch Einsetzen von Pflanzen derselben Art in unbehandeltem Boden derselben Zusammensetzung durchgeführt. Der Boden wurde während der Versuchsperiode in allen Kästen oder Töpfen ziemlich feucht gehalten.
Die Ergebnisse dieser Experimente wurden an Hand von Beobachtungen nach folgendem Schema eingestuft : +++ = volle Keimung ++ = schwächere Keimung + = geringe Keimung (+) = einige Probeexemplare keimen und gehen bald ein (-) = keine Keimung.
Eine Aufstellung der Ergebnisse, die man an Hand einer grossen Reihe von Versuchen wie vorbeschrieben erhalten hat, sind in Tabelle 2 unten wiedergegeben. Diese Tabelle zeigt das Ergebnis nach der Behandlung des Bodens mit verschiedenen Mengen der in Frage stehenden Verbindungen, wobei die Mengen in kg aktive Komponente pro Hektar berechnet wurden. Die meisten der Experimente wurden mit 2-Ami- no-5-chlorbenzolsulfonamid (5-Chlororthanilamid) in Form eines Salzes durchgeführt.
Mit 5-Brom-orthanilamid wurden praktisch identische Ergebnisse erzielt.
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Tabelle 2
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<tb>
<tb> Unkrautarten <SEP> kg <SEP> aktive <SEP> Komponente <SEP> pro <SEP> Hektar <SEP> : <SEP>
<tb> 0 <SEP> 2 <SEP> 6 <SEP> 18 <SEP>
<tb> Avena <SEP> fatua <SEP> L. <SEP> +++ <SEP> +++ <SEP> +
<tb> Poa <SEP> trivialis <SEP> L. <SEP> +++ <SEP> + <SEP> (+)
<tb> Lolium <SEP> perenne <SEP> L. <SEP> +++ <SEP> + <SEP> (+)
<tb> Rumex <SEP> crispus <SEP> L. <SEP> +++ <SEP> ++ <SEP> (+) <SEP>
<tb> Chenopodium <SEP> album <SEP> L. <SEP> +++ <SEP> ++-)-- <SEP>
<tb> Agrostemma <SEP> githago <SEP> L. <SEP> +++ <SEP> ++ <SEP> + <SEP> (+) <SEP>
<tb> Geranium <SEP> sep. <SEP> +++ <SEP> ++ <SEP> (+) <SEP>
<tb> Daucus <SEP> carota <SEP> 1.
<SEP> +++ <SEP> ++ <SEP> + <SEP> (+) <SEP>
<tb> Plantago <SEP> major <SEP> L.-H-+ <SEP> ++ <SEP> (+) <SEP>
<tb> Galinsoga <SEP> parviflora <SEP> Cav. <SEP> +++ <SEP> ++ <SEP> ++ <SEP> Senecio <SEP> vulgaris <SEP> L. <SEP> +++ <SEP> ++ <SEP> +
<tb>
Tabelle 2 umfasst einen weiten Bereich des Pflanzensystems und zeigt, dass die Verbindungen gleich wirksam sind gegen zweikeimblättrige und einkeimblättrige Pflanzen einschliesslich verschiedener Grasarten. Dies unterscheidet deutlich die beanspruchren Präparate von den meisten bekannten selektivenHerbiciden. Es muss ferner erwähnt werden, dass die in Tabelle 2 aufgeführten Pflanzen bedeutende und schädliche Unkrautarten darstellen. Die 5-Halogen-orthanilamide sind auf diese Weise wirksam, indem sie auf jene und andere Unkrautarten in ihrem frühesten Wachstumsstadium einwirken.
Es wurden auch Feldversuche durchgeführt. Flächen von je 10 m2 wurden für die Vergleichsversuche verwendet. Am 8. April wurden die Flächen mit 8 l einer Lösung verschiedener Konzentrationen von 5-Brom-orthanilamid [die Flüssigkeit enthielt auch ein Dispergiermittel (Tween 80) 1 besprüht. Es wurde ein Sprühapparat bekannter Art verwendet und eine Anzahl Flächen blieben unbehandelt. Die Konzentrationen desOrthanilamids entsprechen 2, 6, 18 und 54 kg/ha. Die Tagestemperatur beim Sprühen betrug 4-60C ; während der folgenden Tage fiel eine beträchtliche Menge Regen. Die Ergebnisse wurden zwischen 15. und 17. Juli ermittelt. Auf jedem Feld von 10 m wurden drei Flächen von je 0, 1 m2 ausge- wählt.
Die genannten Flächen lagen in der Diagonale und es wurde die Anzahl von Exemplaren einjähriger Unkrautpflanzen aller Art auf jeder Fläche von 0, 1 m2 gezählt. Zur Kontrolle wurden ähnliche Flächen in unbehandelten Feldern in der Nähe der behandelten Felder herangezogen. Auf dieser Basis wurde
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ten, auf den unbehandelten Flächen bedeuten.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 3 wiedergegeben.
Tabelle 3
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<tb>
<tb> Menge <SEP> 5-Brom-orthanilamid <SEP> in <SEP> kg <SEP> (ha <SEP> 2 <SEP> 6 <SEP> 18 <SEP> 54 <SEP>
<tb> Verhinderung <SEP> der <SEP> Keimung <SEP> in <SEP> % <SEP> 0 <SEP> 30 <SEP> 95 <SEP> 100
<tb>
Es ergibt sich, dass unter den in der Praxis des Gartenbaues oder der Landwirtschaft vorherrschenden Umständen diese Verbindungen imstande sind, das Keimen einjähriger Unkräuter aller Arten praktisch
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vollkommen zu verhindern, wenn sie in entsprechenden Dosen angewendet werden.
Da eine Verhinderung der Keimung zu etwa 900/0 in nahezu allen Fällen befriedigend ist, ergibt sich aus Tabelle 3, dass eine
Menge von 15 bis 20 kg/ha in den meisten Fällen eine geeignete Menge darstellt, obgleich eine Abhän- gigkeit von klimatischen und edaphischen (bodenbedingten) Faktoren diese Grenzen etwas verändern kann.
Es ist jedoch Bedingung, dass dem Boden während der Behandlung mit den in Frage stehenden Verbindungen oder bald darauf verhältnismässig grosse Mengen Wasser zugeführt werden. Dies wurde an Hand von andern Experimenten festgestellt, in denen die Verbindungen dem Boden in einer Trockenperiode ohne nachfolgende Bewässerung zugeführt wurden ; in diesen Fällen wurde keine merkliche Wirkung beobachtet.
Mehrere Nutzpflanzen und Unkräuter in gutem Wachstums zustand wurden mit den 5-Halogen-ortha- nilamiden behandelt, um die Phytotoxizität dieser Verbindungen gegen solche Pflanzen festzustellen. Es wurde nun in einem Fall eine schädliche Wirkung beobachtet, nämlich beiZittauer Zwiebeln ; das Wachstum wurde durch die Behandlung mit den vorgenannten Verbindungen in Mengen von etwa 20 kg/ha deutlich gehemmt.
Die 5-Halogen-orthanilamide behalten im Boden ihre den Keimungsprozess verhindernde Wirkung mindestens 4-5 Monate bei.
Die Art der physiologischen Wirkung der 5-Halogen-orthanilamide ist nicht bekannt. Es scheint, als ob sie nur während oder unmittelbar nach der Keimung der Samen wirken und dass sie etwa als den Stoffwechsel beeinträchtigende Stoffe während der Keimung anzusehen sind.
Um die Keimung von Samen im Boden zu verhindern oder stark zu hemmen, muss der Boden mit geeigneten Präparaten der Verbindungen der vorgenannten allgemeinen Formel behandelt werden. Da : Besprühen ausgewachsener Pflanzen oder sogar junger Pflanzen und von solchen Jungpflanzen, die die erste Sämlingsstufe überschritten haben, mit den in Frage stehenden Verbindungen, hatte, wie festgestellt wurde, sowohl auf Teile oberhalb des Bodens als auch auf unterirdische Teile der Pflanzt I1 keine Wir'.. : g bzw. wenigstens keine merkliche Wirkung. Diese Verbindungen sind für Tiere in der Konzentration, in der sie für landwirtschaftliche oder gärtnerische Zwecke angewendet werden, nicht toxisch.
Daraus ergibt sich, dass die Verbindungen dem Boden schon kurze Zeit nach der Keimung der Nutzpflanzen oder in gewöhnlichen Blumenbeeten usw. zugesetzt werden können.
Dies ist für den Landwirt und der Gärtner nützlich, weil verschiedene Unkräuter einschliesslich einer Anzahl einjähriger und zweijähriger Arten ein ernstes Problem in vielen mehrjährigen oder einjährigen Nutzpflanzenkulturen darstellen. In einigen Fällen könnet'die Unkräuter natürlich durch bekannte-selektive Unkrautvernichtungsmittel, z. B. Herbicide von der Art der Hormone, behandelt werden. In den meisten Fällen wirken sich jedoch solche Herbicide auf die Nutzpflanzen schädlich aus und können daher nicht verwendet werden ; insbesondere können sie nicht in sehr frühen Wachstumsstadien der Nutzpflanzen angewendet werden.
Daher werden viele Anpflanzungen und Kulturen in Blumengärten, Gewächshäusern, Rübenfeldem usw. noch mit der Hand oder mit geeigneten Maschinen vom Unkraut befreit, obgleich es
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