DD277831A1 - Mittel zur erhoehung der stresstoleranz von kulturpflanzen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Mittel zur Erhoehung der Stresstoleranz von Kulturpflanzen, insbesondere zur Erhoehung der Salz- und Trockentoleranz von Kulturpflanzen. Als Wirkstoff enthalten diese Mittel ein Gemisch aus Fettsaeuren und Ethanolamin der allgemeinen Formel IHOCH2CH2NR1HOCH2CH2N(Formel I) R2in der R1 Wasserstoff, Methyl(CH3) oder Hydroxyethyl (HOCH2CH2) stehen kann. Hierbei koennen die Ethanolamine als freie Basen oder als Salze von Mineralsaeuren vorliegen. In diesen Fettsaeuren/Ethanolamin-Gemischen wurden vorzugsweise pflanzliche Fettsaeuregemische aus Samen von Brassica napus ssp. napus cv. Sollux mit einem C22:1-Anteil von 35% und dabei insbesondere Fettsaeuregemische mit einer auf 85% angereicherten Fettsaeurefraktion verwendet. Diese Fettsaeuregemische koennen in Form der freien Saeuren oder als Kaliumsalze vorliegen.

Description

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz von Kulturpflanzen, insbesondere zur Erhöhung der Trocken- und Salztoleranz, zu entwickeln, deren Anwendung zur Förderung der biologischen Stuflproduktion führt und bereits bei geringer Dosis eine signifikante biologische Aktivität entwickelt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz von Kulturpflanzen neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoff ein Gemisch aus Fettsäuren und Ethanolamin der allgemeinen Formel I

HO - GH₂ -CH₂-H. _(FormoM)

enthalten, in der R, = Wasserstoff, MdIIyI(CH₃-) oder Hydroxyethyl (HO-CHr-CHH bedeucen und ebenso für R₂ = Wasserstoff, MethyHCHH oder Hydroxyethyl (HO-CH₇-CHH stehen können.

Die Ethanolamine liegen in diesem Gemisch als freie Basen oder Salze von Mineralsäuren vor.

Als Fettsäuren wurden vorzugsweise pflanzliche Fettsäuregemische aus Samen von B: assica napus ssp. napus, cv. Sollux mit einem C_n ,-Anteil von >35% und dabei insbesondere Fettsäuregemische mit einer auf > 85% angereicherten CjM-Fettsäurefraktion verwendet. Die Fettsäuregemische können in Form der freien Säuren oder als Kaliumsalze vorliegen.

Ausführungbbeispiel

Die in den Anwendungsbeispielen eingesetzten Fettsäuregemische wiesen folgende Zusammensetzung auf:

1. Fettsäuregdmisch I (ohne C₂; ,-Anreicherung) Cig ο 3,6%

C₁₈, 13,4%

C₁₆₂ 14,9%

C₈₃ 21,8%

C₂₂, 46,2 %

Bei Anwendung von Kaliumsalz lag ein Fettsäure-Kalium-VerhältnisIm/m) von 1,0m"¹13 vor.

2. Fettsäuregemisch Il (mit C₂₂, Anreicherung) C₁₆, 1.17o

Ci₈, 3,,

C,β} 3,

C₁₈₃ 6,!

C₂₂, 85,2%

Bei Anwendung als Kaliumsalz lag ein Fettsäure- Kalium-Verhältnis (m/m) von 1:0,12 vor.

Die Herstellung der Fettsäuregeniische und die Anreicherung von Erucasäuro erfolgte nach bekannten Verfahren gem.

BEILSTEIN: Hdb. Organische Chemie 4.Auflage Berlin, 1918. -S.472-473.

Beispiel 1 Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel juf das Keimlingswachstum von Sommergerste unter Salzstreß

Untersuchungen zum Keimlingswachstum sind in Petrischalen vorgenommen worden. Zu diesem Zwecke wurde Saatgut von Sommergerste (cv. Salome für 5 Stunden entweder in destilliertem Wasser oder in Salzlösungen vorgequollen. Einem Teil der Wasser- oder Salzlösungen wurde vor dem Einquellen der Körner unterschiedliche Mengen der erfindungsgemäßen M ttel zugesetzt. Im Anschluß an die Vorquellphase sind die Körner auf angefeuchtetes Filterpapier in Petrischalen ausgelegt' vorden. Die Keimung der Körner erfolgte bei 23'C in einer Kammer mit sehr hoher relativer Luftfeuchtigkeit im .lunkoln. 48 Stunden nach der Aussaat der Körper wurde das Keimlingswachstum bestimmt. Aus diesen Untersuchungen geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Mittel die Toleranz der Keimlingspflanzen gegenüber Salzbelastung deutlich \ erbesserten, so daß .lie durch Alkalisalze, insbesondere aber durch NaCI verursachten Keimhemmungen verringert odi-r aufgehoben wu'den. Die erfind'ingsgemäßen Mittel wiesen eine höhere biologisc ie Aktivität pro mol als die Vergleichest.ustanz Monoethanolaniin auf, bzw. entfalteten eine mit dem teuren Gibberellin A₃ vergleichbare Wirkung (T&belle 1).

Beispiel 2 Der Einfluß der erfindungsgomäßen Mittel auf den Ertrag von Kulturpflanzen unter Streßbedingungen

Der Einfluß rinr orfindungsnemäiien Mittel wurde in Feldversuchen unter zeitweiliger Trockenheit wahrend der Hauptpuriode der Produktbildung von Kartoffeln, Getreide und Zuckerrüben durchgeführt. Die Feldversuche sind nach Standordschrifton angelegt worden (Parzellengrößo 15m², 4 Wiederholungen!. Die Düngung und Bestandsführung der Versuche erfolgto nach Normativen für hohe trtragsleistungen pro Flächeneinheit.

Aus den Feldversuchen unter Belastungsbcdingungen (Streß) geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Mittel bei Kartoffeln (Tabelle 2) eine seh' günstige Ertragssteigerung um 9% bei hohem Ertragsniveau bewirkten. Die Wirkung des erfindungsgemäßen Mittels lag auch über den Ertragseffekten der in diesen Präparaten enthaltenen Einzelkomponenten. Bei Zuckerrüben und Winterweizen (Tabelle 2, Tabelle 3) ergab sich ein ähnlicher Trend bezüglich der ertragspositiven Streßabschwächung, wobei auch in diesem Beispiel die Wirkung des erfindungsgemäßen Mittels über <\ar\ Effekten der Vergleichssubstenzen lag.

Tabelle 1: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf das Keimlingswachstum von Sommergerstenpflanzen unter Salzstreß

Mittel"	Konzentration	Keimlingswachstum (rel.)	mit SaIi7'
	(ppm)	ohne Salz
a) erfindungsgemäß			113,0
FeHsäuregemischl/	0,8/0,2	102,9	122,1*
Monoethanolamin	8/2	107.7	119,2·
	80/20	102,8	112,9
	2E0/60	97,2
b) Vergleichsprüfglieder			104,3
Monoethanolamin	60	103	115'
Gibberellin A3	10	108	108
Fettsäuregeriisch I	8	97	103
Fettsäuregemisch Il	?50	98
c) ohne Mittel			100
Kontrolle	-	100	) (62,9 mg/10 Pil.)
		(75,5 mg/10 Pf.

1) Geprüfte Konzentrationen der Vfltgleichssubstanzcn bezichen sich aut Literaturangaben oder Datum aus PatentEchriften.

2) Salzkonzentration: 0,5 % NaCI und 0,15 °o KCI

' Signifikanz α ί 0,05.

Tabelle 2: Der Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Ertrag von Kartofföln und Winterweizen unter Streßbedingungen

Fruchtart (Sorte)	Mittel"	Bestimmungs	Erträge (dt-ha ')	mit
Stai dort	Dosis(kgha ')	größen	ohna	Präparat
			Präparat	306
Kartoffeln (Sola)	FSIaIsK-SaIz	Knollenertrag	244
D 3, sehr trocken	+ MEA(0,05+1,5)			616*
Kartoffeln (Karpina)	FSIaIsK-SaIz	Knollenertrag	566
V 1, zeitweilig trocken	+ MEA (0,02+1,5)			6081'1
	MEA(1,5, Vergleichs	Knollenertrag	566
	variante)			587
	FSIaIsKSaIz	Knotlenertrag	566
	(0,02)			77,1
Winterweizen (Alcedo)	FSIIaIf freie Säuren	Kornertrag	72.8
	t MEA/DEA/TEA
	(0,5 f 3,0)			74,1
	ΜΠΑ/DEA/TEA	Kornertrag	72,8
	(3,0)			74,6
	FS Il als freie Säuren	Kornertrag	72,8
	'0,5)

1) FSI Fettsauf eg< mschl; FSH - Fottsäuregemischll; MEA- Monoethanolamin; MEADEA/TEA = Gemisch aus Mono·, Di-und Triethanolamin

(gleiche Masseanl ile); K-SaIi Kaliumsalz

* Signifikanz η - 0.0Ί. Cl Signifikanz * -.-: 0,1.

Tabelle 3: Der Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf don Ertrag von Zuckerrüben (Sorte Ponemo)

Mittel"	Dosis	Streß-	Bostimmungs-	Erträgoldtha ')	mi!
	(kg ha ')	intensität	größen	ohne	Präparat
				Präparat
Serie I
aj eriindungsgemäß					101,5
FSIIaIsKSaIz	0,5	Trockenstreß	Rohzucker	96,4
♦ MEA als Phosphat	3,0	» osmct. Streß
		Juli/August
Ij) Vcrglelchspräparate					97,2
MEA	1,5		Rohzucker	96,4	97,4
MEA als Phosphat	3,0		Rohzucker	96,4	97,6
Chlorcholinchlorid	1,5		Rohzucker	96,4
Seriell
a) orfindungsgemäß					1353
FSIIaIsKSaIz	0,1	starker kurzzeitiger	Gesemt-	1260
.MEA	2,0	Trockenstreß und	frischmassc
		Hitzsstreß
b) Vergleichspräparate					1335
FSIIaIsK-SaIz	0,1			1260	1327
MEA	2,0			1260

11 FSH Fettsauregemisch Il; MEA als Phosphat ' tcitiares Phosphat voo Monoethanolamin; KSaIz == Kaliums.ilz.

Claims (2)

1. Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz von Kulturpflanzen, insbesondere zur Erhöhung der Trocken- und Salztoleranz von Kulturpflanzen, gekennzeichnet dadurch, daß sie neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoff ein Gemisch aus Fettsäuren und Ethanolamin der allgemeinen Formel I

110 - CHj - OH₂ - M., (Formell)

in der R₁ = Wasserctoff, MeIhVl(CH₃-) oder Hydroxyethyl (HO-CH₂-CH₂-) bedeuten und ebenso für R₂ = Wasserstoff, Methyl-fCHr-) oder Hydroxyethyl (HO-CH₂-CH₂-) stehen kann, enthalten. Hierbei können die Ethanolamine als freie Basen oder als Salze von Mineralsäuren vorliegen.

2. Mittel gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in diesen Fetisäure-Ethanolamin-Gemischen vorzugsweise pflanzliche Fettsäuregemische aus Samen von Brassica napus ssp. napus cv. Sollux mit einem C_22:1-Anteii vor. >35% und dabei insbesondere Fettsäuregemische mit einer auf >85% angereicherten C_22;i-Fettsäur«fraktion verwendet werden. Diese Fettsäuregemische können in Form der freien Säuren oder als Kaliumsalze vorliegen.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz von Kulturpflanzen. Es kann insbesondere zur Verbesserung der Toleranz bei Kulturpflanzen gegenüber abiotischen Stressoren in der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion angewendet werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß Ert^ragsdepressionen vorrangig durch physiologische Trockenheit verursacht werden. Darüber hinau? weisen etwa 1 Milliarde ha landwirtschaftlicher Nutzfläche der Erde ertragssenkende Salzgehalte im Bodensubstrat auf. Auch in humiden Klimazonen stoigt die Salzkonzentration im Bodenwasser während zeitweiliger Trockenheit,vor allem bei hoher Mineraldüngung, auf pflanzenphysiologisch ungünstige Werte an. Besonders salzempfindlich sind dabei bekanntlich keimende Pflanzen sowie Jungpflanzen. Zur Abschwächung dieser errtragssenkenden Salzeffekte werden beispielsweise Bodenbehandlungen mit Gips vorgenommen, die aber mit einem enormen Transport- und Energieaufwand verbunden sind. Es ist ferner bekannt, durch Züchtung von salztoleranten Pflanzen das Salzproblem zu lösen. Wesentliche Erfolge konnten auf diesem Wege aber noch nicht erreicht werden. Durch Einsatz von Phytohormonon und synthetischen Wirkungsanaloga der Phytohormone sind bekanntlich Verbesserungen möglich (DDPS 218260, DD-PS 217408, DD-PS 217409 und DD-PS 217410). Auch bei Anwendung von wachstumsregulierend wirkenden quarternären Ammoniumbasen ist bekanntlich eine Erhol."ng der pflanzlichen Salztoleranz erreichbar (DD-PS 215686, DDPS 215688). Die Wirkung der Phytohormone und synthetischen Wachstumsregulatoren ist jedoch unter bestimmten Bedingungen unzureichend. Die Wirkungsunsicherheit der Gibberelline und Cytokinine mit Phytohormonchara«ter beruht u. a. darauf, daß diese Substanzen gleichzeitig die Transpiration erhöhen und dadurch die Wasserstatusstabilität der Pflanzen erniedrigt wird. Bei Anwendung des Wachstumshommors Chlorcholinchlorid kann unter Salzbedingungen die Schwelle von wachstumshemmenden Einflüssen überschritten weiden, so daß dann keine Ertragsvortoilo durch Mi'.teleinsatz resultieren. Ferner ist die Herstellung von Phytohormonen sehr kostenaufwendig und der Einsatz von Ctilorcholinchlorid mit toxikologischen Problemen bßhaftet. Toxikologisch ungünstig sind auch salzstroßabschwächendi Hydroxylamind'.rivate (DD-PS 216159) zu bewerten. Durch Anwendung von Ursssinoliden ki.nn dia Salztoleranz, Kälteresistenz und Resistenz gagenüber Herbiziden bei Kulturpflanzen unter Umgehung toxikologischer Nachteile erhöht werden (JP-PS 60-113567, DE-OS 3533633). Zugleich wird in Einzelpflanzenexperimenten unter bestimmten Voraussetzungen c'ie biologische Stoffproduktion von Getreide und Kartoffeln mit höherer Signifikanz als bei Phytohormonen gesteigert (DE-OS 3533633, JP-PS 57-118503). Dieser Biomasseanstieg erfolgt jedoch ohne nachweisbaren positiven Einfluß auf den Pflanzenwasserhalt. Eine Salztoleranzverbesserung, die zugleich mit einer ertragssteigernden Wasserhaushaltscptimierung gekoppelt ist, wird durch biogeno und synthetische Ethanolamine an Einzelpflanzen und in Feldbeständen erreicht (OD-PS 255871, DD-PS 151104), wobei die Aufwandmengen üblichen Normen für Wachstumsregulatoren entsprechen und die molaro biologische Aktivität Standardwerte nicht übersteigt. Aus umwelthygienischor Sicht sind aber hohe biologische Wirkungen bei geringem Mittelaufwand anzustreben. Die gemäß DD-PS 226471 angewendeten Fettsäuregemische mikrobieller Herkunft wiesen chargenabhängig ein sehr unterschiedliches Fettsäurespektrum auf, so daß unterschiedliche biologischo Wirkungen ermittelt wurden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz von Kulturpflanzen, insbesondere zur Erhöhung der Salz- und Ttockentoleranz zu schaffen, die kostengünstig herstellbar sind und toxikologisch günstige Eigenschaften besitzen sowie hinsichtlich des Umweltschutzes unbedenklich sind.