DE2301528A1

DE2301528A1 - Verfahren zur wachstumskontrolle von wasserpflanzen

Info

Publication number: DE2301528A1
Application number: DE2301528A
Authority: DE
Inventors: Charles G Wilson
Original assignee: Aquashade Inc
Current assignee: Aquashade Inc
Priority date: 1972-01-14
Filing date: 1973-01-12
Publication date: 1973-07-19
Also published as: US4042367A; JPS4875339A; CA1008688A; FR2168054B1; GB1374375A; FR2168054A1; JPS5910765B2

Description

*) "*ί Π 1

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys.-Da. K Dipl.-Ing. R A.^eickmann, Dtpl.-Chem. &. HuIer

8 MÖNCHEN 86, DEN

POSTFACH *6Ö 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

H/Ba/bgr
Case: 33-3^2-B

Aquäshade Inc.
117 Bellair Drive,
Dobbs Ferry, Iff.Y.10522, V.St.A.

Verfahren zur Wachstumskontrolle von Wasserpflanzen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wachstumskontrolle von Wasserpflanzen, insbesondere von Unkraut, Algen oder anderem unerwünschten Pflanzenwachstum.

Die Eutrophierung von Binnengewässern stellt ein ernsthaftes Problem dar. Sie wird durch Abwässer verursacht, die große Mengen Phosphate oder andere Pflanzennährstoffe mit sich führen und so das Wachstum von Algen, Unkraut oder anderen Pflanzen im V/asser beschleunigen. Dies beeinträchtigt nieht nur das andere Leben im Wasser, indem z.B. den Fischen der lebensnotwendige Sauerstoff entzogen wird, sondern behindert auch die Schiffahrt und Fischerei. Daneben wird meist die Wasserzirkulation in einem Ausmaß unterdrückt, daß das Gewässer "umkippt" und fault.

In kleineren Seen und Teichen kann das übermäßige Unkrautwachs-

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-turn praktisch das gesamte Wasservolumen ausfüllen, so daß es

ist,, in den Gewässern zu fischen, zu schwimmen oder Soöfcen zu fähren. Außerdem ist das Wasser unansehnlich -νίηύ nimnit e-inen ifaulen Geschmack an.

'Erfindung 1st es daher, ein Verfahren zur Wachs-%uÄäköntrolle von Wasserpflanzen zu schaffen, das mit geringem ^Kostenaufwand durchführbar ist., keine schädlichen Auswirkungen •%u-f iMönsclien oder das Tierleben hat und dem Wasser eine gefällige ^:Farbe verleiht.

■-(iegen?ötänd der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Wachstümskörftrolle von Wasserpflanzen, das dadurch gekennzeichnet ist-, daß man das umgebende Wasser mit einem Farbstoff färbt, der in dem von den Pflanzen zur Photosynthese verwendeten Wellen- -längeribereieh Licht absorbiert.

Auf diese Weise wird Licht der für das Pflanzenwachstum eriforde-rlichen Wellenlänge von den Pflanzen abgeschirmt, so daß das Wachstum weitgehend gehemmt oder völlig unterdrückt wird. Um das Pflanzenwachstum in einem erträglichen Rahmen zu halten, kann die Färbung so oft als nötig während der Wachstumsperiode wiederholt werden. Vorzugsweise färbt man das Wasser mit Farbstoffen, die einen blauen bis grünen Farbton ergeben. Be- ^sonders bevorzugt sind blaue Farbtöne, da sie eine schöne Wasserfärbung ergeben und gleichzeitig übermäßiges Pflanzen- -Wachstum unterdrücken.

Vorzügsweise färbt man das Wasser durch Verteilen des Farbstoffs auf der Wasseroberfläche in unmittelbarer Nachbarschaft des zu erwartenden Pflanzenwachstums. Die Erstbehandlung erfolgt hierbei ■vorzugsweise vor dem Aufkeimen der Pflanzen und hängt von zählreichen verschiedenen Faktoren ab, z.B. den Klimaverhältnissen, den mittleren Wassertemperaturen, der Unkrautart und

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3 -

der Wassertiefe. In erster Linie richtet sich jedoch der Aufkeimzeitpunkt nach der Wassertemperatur und der Art und Weise, wie die jeweiligen Pflanzen auf gewisse Wassertemperaturen durch Aufkeimen reagieren. Bildet sich auf den Binnengewässern im Winter eine Eisdecke aus, so bringt man den Farbstoff vorzugsweise kurz vor der Eisschmelze im Frühling auf der Eisfläche auf. Wasserunkräuter keimen üblicherweise einige Wochen nach diesem Zeitpunkt auf.

In Klimaregionen, in denen sich keine Eisschichten ausbilden, z.B. in subtropischen oder tropischen Gebieten, muß die Aufkeimperiode gegebenenfalls empirisch bestimmt werden. Sollten die Pflanzen während der Wachstumsperiode unerwünscht schnell wachsen, so wird die Färbung wiederholt. Das Wachstum kann hierbei durch bloßen Augenschein überwacht werden. Man kann jedoch auch die Färbung in bestimmten Zeitabständen während der Wachstumsperiode wiederholen, wobei der gewählte Zeitabstand z.B. von den jeweiligen Farbstoffen, den jeweiligen Pflanzen, der Dauer der Wachstumsperiode, der Größe des Gewässers und dem Zirkulationsgrad des Gewässers abhängt.

üblicherweise hängt die Färbungshäufigkeit proportional von der Länge der Wachstumsperiode der Wasserpflanzen ab. Hierbei ist zu beachten, daß die Wachstumsperiode der meisten Pflanzen bekanntlich von der geographischen Lage abhängt. In polnahen Gebieten ist die Wachstumsperiode kürzer; dasselbe gilt für Binnengebiete im Vergleich zu Küstengebieten derselben geographischen Breite. Die Wachstumsperiode nimmt außerdem mit steigender Meereshöhe ab. Vorherrschende Winde, Dürren und Passatwinde können ebenfalls die Wachstumsperiode beeinflussen. Überschlägig kann man für Wasserpflanzen dieselbe Wachstumsperiode wie für Landpflanzen annehmen.

Die meisten grünen Wasserpflanzen, einschließlich der meisten

- 4 309829/1148

i/Γ —

Algen, verwenden für die Photosynthese entweder rotoranges Licht (etwa 65OQ 8) oder blauviolettes Licht (etwa 4500 8). Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Farbstoffe absorbieren daher vorzugsweise den größten Teil des Lichts in' diesen Wellenlängenbereichen. Als idealer Farbstoff ist hierbei ein grüner Farbstoff zu bezeichnen, der denselben Farbton besitzt, wie die zu bekämpfenden Pflanzen. Andererseits ist Grün keine gefällige Wasserfarbe. Bla.ue Farbstoffe besitzen im Gegensatz dazu brauchbare Lichtfiltereigenschaften und verleihen außerdem dem Wasser eine gefällige Farbe. Aus diesem Grunde verwendet man vorzugsweise entweder nur einen blauen Farbstoff oder ein Färbstoffgemisch, das hauptsächlich aus einem blauen Farbstoff und daneben aus einem gelben Farbstoff besteht. Der gelbs Farbstoff verbessert hierbei die Absorption im blauen Bereich des Spektrums und verursacht lediglich eine leichte Grüntönung der vom blauen Farbstoff bewirkten Blaufärbung.

Vorzugsweise setzt man Farbstoffe von guter Lichtechtheit ein, um eine längere Wirkungsdauer im gelösten Zustand zu erreichen. Natürlich soll der Farbstoff wasserlöslich sein.

Die verwendeten Farbstoffe oder Farbstoffgemische dürfen gegenüber Tieren, Menschen, Fischen und anderen Lebewesen nicht giftig sein. Vorzugsweise besitzen die Farbstoffe auch keine Pflanzentoxizität, so daß die wachtums-kontrollierenden Eigenschaften lediglich auf der Lichtfilterwirkung des Farbstoffes beruhen.

Im folgenden sind bevorzugte Beispiele geeigneter wasserlöslicher, blauer, grüner und gelber Farbstoffe zusammengestellt:

1. Colour Index-Säureblau 34; Nr. 42645

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H₅C₂

Jf V- CIL - H-/ \ -

C =

= N - CH₂ -

2. Colour Index-Säureblau 9» Nr. 42090 Andere Bezeichnungen: "C.I. Pood Blue 2"; "Food, Drug and

Cosmetic Blue 1 (PD&C Blue 1)"

N -CH₂

3. Colour Index-Säureblau 5; Nr, 42052 Andere Bezeichnungen: "D&C Blue 7" (Natriumsalz); D&C Blue 8

(Calciumsalz)

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4« Colour Index-LebensmitteigeIb 3; Nr. 15985 Andere Bezeichnungen: "FD&C Yellow 6"

N=N

5. Colour Index-Säure ge Ib 23; Nr.

Ändere Bezeichnungen: "C.I. Yellow 4"; "PD&C Yellow 5";

"Tartrazine".

HO

11

N = H - C-

Vorzugsweise vermischt man einen der vorstehenden blauen Farbstoffe mit einem der vorstehenden gelben Farbstoffe in einer Menge, daß das Farbstoffgemisch eine attraktive Blau-Grün- Färbung des Wassers ergibt.

Andere geeignete Farbstoffe sind in den folgenden Tabellen zusammengestellt:

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Tabelle I - Geeignete Farbstoffe

Colour Index Nr.:	Lichtecht- heit "/	Colour Index- Bezeichnung	Farbton
42650	1	Lebensmittelviolett 1	hellblauviolett
42650	1	Säureviolett 17	hellblauviolett
I658O	4	Säureviolett; 3	blauviolett
15715	4-5	Säure s chwar ζ 3 4	blaugrau
I756O		Säureschwarζ 84	grau
263IO	5	Säureschwarζ 27	schwarzbraun
27065	unbekannt	Säureschwarζ 20	s chwarζviolett
20350	5-6	Säureschwarζ 17	rötlich schwarz
26990	7	Säureschwarz 32	grünlich schwarz
275IO	6-7	Säureschwarζ 5	schwarz
20470	7	Säureschwarζ 1	blauschwarz
65OO8	unbekannt	Säureschwarζ 97	graugrün
27275	6	Säureschwarζ 36	grünlich schwarz
42055	2	Säuregrün 7	hellblaugrün
42055	2	Lösungsmittelgrün 15	hellgrün
42085	2	Säuregrün 3	hellgrün
42085	2	Lebensmittelgrün 1	hellgrün
II838	6-7	Säuregrün 62	olivbraun
10020	6-7	Säuregrün	geIbgrün
42045	1	Säureblau 1	hellgrünblau
42045	1	Lebensmittelblau 3	hellblau
42645	1	Säureblau 15	hellblau
50230	3	Säureblau l8	rötlich marineblau
16595	1	Säureblau 4	rötlich blau
17185	4-5	Säureblau 6	marineblau

'/ die Skala reicht von 1 bis 8; höhere Werte bedeuten bessere Lichtechtheit

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Tabelle II - Farbtöne

_Lichtechthei

Grünblaue Töne

3 * ■	1	Töne	2
8	6	1
'23	5-6	2
32	2	3
52	4-5	2
74	1	4
106	6	4-5
148	2	5-6
158A	VJl	3
185	5	Marineblaue Töne
Rotblaue
10
17
31
59
84
92
126
156
206

2
5-6

6-7
6-7

5 9

26 38 58 81

125 150

171 197

13 19 56 62 88 101

131 166

20 60 114 172 184 201

4-5 5-6 3-4 4-5 6-7 8

3 6-7

7 11 27 40 70

103 128 158 175 275

124 149 170

29 87 115 173 187 202

2-

5 4

4-5 5 6

2-3 1 6

4-5 4

5 1

6-7

7-8 3-4

3 6-7

309829/1

Tabelle II (Fortsetzung)

"~ Lieht.ehtheit ξ££?' Lichtechtheit

Blaugrüne Töne

9 2 11 3 12 6

13 2 19 3 20 3

25 5 27 6 30 3

31 4 33 3-4 34 2

35 5-6 37 5-6 39 1

40 5 44 6 48 3

50 2-3

Grüntöne

2	5	VJl	2-3	6	CVJ
8	3	10	8	14	1
15	4	16	2	17	5
21	6	22	2	23	5-6
24	5-6	26	7	28	6
29	4	32	6-7	36	6
38	6	41	5-6	42	6
43	6-7	45	5-6	47	2
49	5	52	6	54	6
58	7	59	6-7	63	7
64	6	67	3	68	-
GeIbgrüne	Töne
4	6	46	5-6	55	4-5
57	6-7 .
Grautöne

65 106

134 4-5 136 6-7 140 6-7

103	VG	■ 104
121	-	122
136	6-7	140

- 10 -

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Tabelle II (Fortsetzung):

Farbton	Lichtechtheit	5	4	Farbton-	Lichtechtheit	Farbton-	Lichtechtheit
nummer		-	6	nummer		nummer
olivbraune Töne	Töne	3-4
51	3	7	56	mittel	60	6-7
65	6-7	schwarze Töne	66	5
Graugrüne	Töne.
39	6-7	49	6-7	62	6-7
64	5-6	71	-
Blaugraue	6-7
44-	2	47	3	50	4
53	5-6	57	5-6	58	6-7
60 ,	-	61	6-7	72	-
79	"-	83	6	92	3-4
98	6-7	99 -	6	101	6
112	Rötlich schwarze Töne	114	6	115	6
123	4	133	6	135	6
148	22	184	-
8.7
146	12	6	13	7-8
Grünlich	35	6	43	7-8
88	3	110	- -
147	7-8

7-8
6-7

3
7-8

144

6-7

3 3

49 73 96

6-7

'3

- 11 -

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- li -

J.' CLJ. U \J\JII^ γ	iichtechthe	12	Lichtechtheit	nummer	Lichtechtheit
Bläutöne		24
2	5	34	2	14	5
22	3	37	2	25	4-5
33	5	45	1-2	35	3-4
36	5	48	6	41	5
43	4	51	4	46	4-5
47	4	55	3	49	5
50	5	64	6-7	53	5-6
54	4-5	68	5-6	61	4
63	3-4	72	5-6	66	6
67	4-5	78	5-6	69	4-5
71	5-6	82	5-6	76	6
77	5-6	90	5	79	4
80	4-5	96	4	83	2-3
86	2	100	3	91	2
93	-	107	6-7	97	2
99	1-2	110	3	102	3-4
104	1	119	3	108	2
109	2-3	123	1	111	5-6
112	5	130	3	121	4
122	5	136	4-5	127	5
129	4-5	139	5-6	133	5-6
134	2	143	4-5	137	5-6
138	5	147	5	140	5-6
141	5	153	6	144	6
145	6	159	2	151	6-7
152	6-7	163	6	154	5
155	5-6	174	6	160	■ 5-6
161	5-6	181	5	164	5-6
169	6-7	186	3	176	4-5
179	4-5	6	182	6
183	6	6-7	191

- 12 -

309829/ 1-1 A 8

X' CtX LJ IS W J. 1	Lichtechtheit	1	6	X^-CL-L U UWl	Lichtechtheit	•	6-7	X CJ,X WVUIl nummer	Lichtechtheit
192	-	2	5	195	2		4-5	198	6
199	6	5	—	200	6-7	VJI	203	6
204	6-7	3	205	6	5	209	6
212	6	3	213	4	7	214 '	5-6
215	5-6	5	217	4-5	7	273	-
274	-	6-7	276
Rötlich	marineblaue Töne	6-7
39	4	5-6	42	1	44	4-5
85	2	Blauschwarze Töne	95	4-5	98	5
105	5	3	113	1	116	VJl
117	4	11	120	6	132	3
135	4-5	25	157	5	165	3-4
168	6-7 .	188	5-6	193	7
216	-		7
Blauviolette Töne		7
24	25		31	5
32	33		.35	1-2
36	38	5	41	5
43	48	7-8	49	1-2
50	51	5	56	6
60	63	72	1
74 .	81	83	7
84	88	92	⁶-7
98

6	8	7
18	24	5
26	26A	5

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- 13 -

Liohfchthelt

26b	5	28	5	31	6
40	6	41	6-7	42	4
78	5	86	4	90	5-6
94	3	143	2-3
Schwarztöne
2	4	7	3-4	9	5
10	6	16	8	19	6-7
21	6	23	gut	29	3
30	6-7	33	6	37	it
38	4	51	5	52	7
55	6	56	-	59	-
63	7	67	4	68	3
77	3-4	89	3	102	VG
105	-	109	-	113	6
117	7	118	-	119	- -
120	-	125	ι»	126	11
128	8	129	6-7	130	6-7
131	5-6	132	6	138	7-8
139	7	145	2-3	I83	-
185	_

Die Farbtöne In Tabelle II können an Hand der Farbton-Gruppenbezeichnung den entsprechenden Farbstoffen in Tabelle I zugeordnet werden. Z.B. bezieht sich der Ausdruck "grünblaue Töne" im ersten Teil der Tabelle II auf "Säureblau 1" in Tabelle I. Die "marineblauen Töne" sind Abschattierungen von "Säureblau 6".

- Ik -

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Die im Verfahren der Erfindung angewandte Farbstoffmenge ist im folgenden auf acre-yards bezogen, d.h. auf eine Wasseroberfläche von 1 acre (= 0,405 Hektar) und eine Wassertiefe von 1 yard (= 0*914 m). In dieser Maßeinheit besitzt eine Wassermenge mit, einer Oberfläche von 1 acre und einer· mittleren Tiefe von 1,85 m ein Volumen von 2 acre-yards. Es müssen daher 0,9 kg Farbstoff auf der Wasseroberfläche verteilt werden, um eine Färbstoffkonzentration von 0,45 kg/acre-yard zu erzielen.

Versuche haben ergeben, daß das Wachstum von Wasserunkräutern bereits bei einer Färbstoffmenge von etwa 0,45 kg/acre-yard deutlich gehemmt wird. Die erforderliche Mindestmenge ist jedoch für das jeweilige Gewässer im einzelnen experimentell zu bestimmen.

Zweckmäßig bringt man den Farbstoff im Bereich von der Uferlinie bis zu einer Wässertiefe von etwa 1,85 m aus, es sei denn, das Unkraut wächst noch in größerer Wassertiefe. Ist im gesamten See Algenwachstum vorhanden, so erstreckt sich die Behandlung über die gesamte Seefläche.

Die beschriebene Arbeitsweise hat den Vorteil, daß in Seen mit Wassertiefebereichen über 1,85 m die Farbstoffkonzentration in den von Unkräutern bewachsenen Gebieten genügend lange Zeit ausreichend hoch bleibt, obwohl der Farbstoff in die nicht behandelten Seegebiete diffundiert. Dies beruht darauf, daß nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren eine Färbstoffmenge angewandt wird, die zur Färbung des gesamten Sees ausreicht. Obwohl sich also die Behandlung lediglich auf die flacheren Seengebiete beschränkt, kann die Farbstoff konzentration durch Diffusion in tiefere Wasserschichten nicht unter den zur Wachstumshemmung der Wasserpflanzen erforderlichen Wert sinken. Weist z.B. ein 4,05 Hektar großer und durchschnittlich 5,50 m tiefer See in nur

- 15 -

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der Seefläche eine Wassertiefe von 1,85 ι auf, so werden 27,2 kg Farbstoff gleichmäßig über diese 3O£ der Seefläche verteilt. Die Farbstpffkonzentration liegt dann wesentlich über dem erforderlichen Wert, erlaubt jedoch eine Diffusion in tiefere Wasserschichten, ohne die Lichtfilterwirkung übermäßig zu beeinträchtigen.

Zum Färben des Wassers kann man den Farbstoff lediglich auf der Wasseroberfläche verteilen oder aber man gibt ihn in einen Nesseltuchsack und hängt diesen an einem Schwimmkörper, z.B. einem Autoschlauch, in das Wasser. Der Schwimmkörper wird mit Hilfe eines Boots oder vom Ufer aus durch das Wasser geschleppt, wobei sich der Farbstoff löst und im Wasser verteilt.

In Gegenden, in denen sich eine genügend dicke Eisschicht auf der Wasseroberfläche ausbildet, kann man das Färbstoffpulver unmittelbar vor dem zu erwartenden Brechen des Eises gleichmäßig auf der Eisoberfläche verteilen. Schmilzt das Eis, so löst sich der Farbstoff langsam und diffundiert in das Wasser, wo er das Aufkeimen der Pflanzen verzögert, sobald sich das Wasser erwärmt.

Der !Farbstoff kann natürlich auch leicht dadurch verteilt werden daß man ihn in Wasser löst und dann die erhaltene Lösung auf der Oberfläche der Wassermasse verteilt.

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Das Beispiel erläutert die Erfindung.

Beispiel

Ein blauer Farbstoff, vermutlich "Säureblau 3^" der CB. Dolge Company, Westport, Connecticut (Handelsname "Dolge Lake Dye") wurde im April 1971 in einem See in der Nähe von Miami, Florida, angewandt. Der See besitzt eine Fläche von" 0,405 Hektar

und eine mittlere Wassertiefe von 1,50 m. Der Farbstoff wurde in.einer Menge von etwa 0,9 kg/O,4O5 Hektar auf die gesamte Wasseroberfläche aufgebracht. Er verlieh dem Wasser eine gefällige blaue Tönung und hemmte das Unkrautwachstum im See drastisch. Dieselbe Farbstoffmenge wurde noch zweimal in 4-monatigem Abstand während der Wachstumsperiode angewandt. Der See blieb sichtbar frei von Unkraut; außerdem ließ sich keine Schädigung von Land- oder Wassertieren feststellen.

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Claims

Patentansprüche ;

(ij Verfahren zur Wachstumskontrolle von Wasserpflanzen, dadurch gekennzeichnet, daß man das umgebende Wasser vor dem Aufblühen der Pflanzen mit einem Farbstoff färbt, der in dem zur Photosynthese verwendeten Wellenlängenbereich Licht absorbiert. .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Wasser vor dem Aufkeimen der Pflanzen und nach der Eisschmelze, färbt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Wasser während der Wachstumsperiode der Pflanzen mehrmals färbt, wobei die Häufigkeit von der Dauer der Wachstumsperiode abhängt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Wasser vor dem Aufkeimen der Pflanzen in unmittelbarer Nähe des Pflanzenwachstums blau bis grün färbt, das Wachstum der Pflanzen verfolgt und - im Falle eines zu schnellen Wachstums - die Färbung mehrmals während der Wachstumsperiode der Pflanzen wiederholt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen blauen, einen grünen und/oder ein Gemisch aus einem blauen und einem gelbenrFarbstoff verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Farbstoff verwendet, der den größten Teil des Lichts im Wellenlängenbereich von etwa 6500 S und etwa 4500 8 absorbiert.

- 18 -

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- ia - ■
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Colour-Index-Farbstoffe Säureblau 9» Säureblau 5 und/oder Säureblau 34 verwendet.
8. Terfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Färbstoffgemisch verwendet, das hauptsächlich aus den Colour-Index-Farbstoffen Säureblau 9» Säureblau 5 und/oder Säureblau 34 und daneben aus den Colour-Index-Farbstoffen Lebensmittelgelb 3 und/oder Säuregelb 23 besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den Farbstoff in einer Menge von mindestens 0,45 kg/acre-yard auf dem Wasser verteilt.
10. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Färben des Wassers das Farbstoffpulver auf der Wasseroberfläche verteilt oder einen das Farbstoffpulver enthaltenden, durchlässigen Tauchbehälter durch das Wasser bewegt oder den Farbstoff auf einer das Wasser bedeckenden Eisfläche verteilt, so daß er sich bei der Eisschmelze im Wasser löst.

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