DE2619841A1

DE2619841A1 - Mittel zur regulierung des pflanzenwachstums

Info

Publication number: DE2619841A1
Application number: DE19762619841
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Luerssen; Fritz Dr Maurer
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1976-05-05
Filing date: 1976-05-05
Publication date: 1977-11-17

Description

Mittel zur Regulierung des Pflanzenwachstums
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von teilweise bekannten Phenylphosphonsäurederivaten als Wirkstoffe zur Regulierung des Pflanzenwachstums.
Die Verwendung der 2-Nitrophenylphosphonsäure als Bakterizid ist bereits vorbekannt vergleiche z. B. G. O.
Doak u. a. Antibiotics + Chemotherapy" 8, 342 -348 (195827.
Es ist weiterhin bekannt, daß Bernsteinsäure-2,2-dimethylhydrazid pflanzenwachstumsregulierende Eigenschaften besitzt (vgl. R. Wegler "Chemie der Pflanzenschutz-und Schädlingsbekämpfungsmittel", Band 2, Seite 265).
Ferner ist bekannt, daß die unsubstituierte Phenylphosphonsäure eine pflanzenwuchsregulierende Wirksamkeit aufweist (dgl. Deutsche Offenlegungsschrift 1 916 147). So können das Bernsteinsäure-2,2-dimethylhydrazid und die unsubstituierte Phenylphosphonsäure zur Hemmung des vegetativen Wachstums von Getreide, wie z. B. Gerste oder Weizen, verwendet werden. Die Wirkung dieser Stoffe ist jedoch, vor allem bei niedrigen Wirkstoffkonzentrationen und Aufwendungen, nicht immer ganz befriedigend.
Es wurde nun gefunden, daß die teilweise bekannten Phenylphosphonsäurederivate der Formel in welcher R für Wasserstoff oder Äthyl steht, R1 für Wasserstoff, Äthyl oder ein Natriumatom steht und R2 für Wasserstoff oder Chlor steht, starke pflanzenwachstumsregulierende Eigenschaften aufweisen.
Überraschenderweise zeigen die erfindungsgemäß verwendbaren Phenylphosphonsäurederivate eine bessere pflanzenwachstumsregulierende Wirkung als das aus dem Stand der Technik bekannte Bernsteinsäure-2,2-dimethylhydrazid und die ebenfalls bekannte unsubstituierte Phenylphosphonsäure, welches anerkannt gut wirksame Stoffe gleicher Wirkungsart sind. Die erfindungsgemäß verwendbaren Stoffe stellen somit eine wertvolle Bereicherungder Technik dar.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden Phenylphosphonsäurederivate sind durch die Formel (I) allgemein definiert.
Als Beispiele für die Verbindungen der Formel (I) seien im einzelnen genannt: 2-Nitrophenylphosphonsäure 2-Nitrophenylphosphonsäure-mono-natriumsalz 2-Nitro-4-chlor-phenylphosphonsäure-diäthylester 2-Nitro- 5-chlor-phenylphosphonsäure-diäthylester 2-Nitro-phenylphosphonsäure-diäthylester Die erfindungsgemäß verwendbaren Phenylphosphonsäurederivate der Formel (I) sind teilweise bekanntl~TTgl.
Tetrahedron Letters 1967 (21), 1987 - 89 sowie Antibiotics + Chemotherapy 8, 342 - 348 (1958)/. Ihre Verwendung zur Regulierung des Pflanzenwachstums ist jedoch neu.
Einzelne der erfindungsgemäß verwendbaren Phenylphosphonsäurederivate wurden bisher noch nicht vorbeschrieben; sie können aber in einfacher Weise nach bekannten T 11 17 1 - Verfahren hergestellt werden (vgl. z. B. die oben erwähnten Druckschriften). Man erhält sie zum Beispiel, wenn man ein Benzolderivat der Formel in welcher R2 die oben angegebene Bedeutung hat, in Gegenwart eines inerten Lösungsmittels, wie z. B.
Acetonitril, mit Triäthylphosphit umsetzt. Die dabei entstehenden Ester können nach üblichen Methoden in die freien Säuren überführt werden. Aus letzteren lassen sich die Natriumsalze nach bekannten Verfahren herstellen, z. B. dadurch, daß man die freie Säure in warmem Wasser mit Natriumhydrogencarbonat umsetzt. Die erfindungsgemäß verwendbaren Wirkstoffe greifen in den Metabolismus der Pflanzen ein und können deshalb als Wachstumsregulatoren eingesetzt werden.
Für die Wirkungsweise von Pflanzenwachstumsregulatoren gilt nach der bisherigen Erfahrung, daß ein Wirkstoff eine oder auch mehrere verschiedenartige Wirkungen auf Pflanzen ausüben kann.
Die Wirkungen der Stoffe hängen im wesentlichen ab von dem Zeitpunkt der Anwendung, bezogen auf das Entwicklungsstadium des Samens oder der Pflanze sowie von den auf die Pflanzen oder ihre Umgebung ausgebrachten Wirkstoffmengen und von der Art der Applikation. In jedem Fall sollen Wachstumsregulatoren die Kulturpflanzen in gewünschter Weise positiv beeinflussen.
Pflanzenwuchsregulierende Stoffe können zum Beispiel zur Hemmung des vegetativen Pflanzenwachstums eingesetzt werden. Eine derartige Wuchshemmung ist unter anderem bei Gräsern von wirtschaftlichem Interesse, denn durch eine Dämpfung des Graswachstums kann z.B. die Häufigkeit der Grasschnitte in Ziergärten, Park-und Sportanlagen oder an Straßenrändern reduziert werden. Von Bedeutung ist auch die Hemmung des Wuchses von krautigen und holzigen Pflanzen an Straßenrändern und in der Nähe von Uberlandleitungen oder ganz allgemein in Bereichen, in denen ein starker Bewuchs unerwünscht ist.
Wichtig ist auch die Anwendung von Wachstumsregulatoren zur Hemmung des Längenwachstums bei Getreide, denn durch eine Halm.
verkürzung wird die Gefahr des Umknickens ("Lagerns") der Pflanzen vor der Ernte verringert oder vollkommen beseitigt. Außerdem können Wachstumsregulatoren bei Getreide eine Halmverstärkung hervorrufen, die ebenfalls dem Lagern entgegenwirkt.
Eine Hemmung des vegetativen Wachstums erlaubt bei vielen Kulturpflanzen eine dichtere Anpflanzung der Kultur, so daß ein Mehrertrag bezogen auf die Bodenfläche erzielt werden kann.
Ein weiterer Mechanismus der Ertragssteigerung mit Wuchshemmern beruht darauf, daß die Nährstoffe in stärkerem Maße der Blüten-und Fruchtbildung zugute kommen, während das vegetative Wachstum eingeschränkt wird.
Mit Wachstumsregulatoren läßt sich häufig auch eine Förderung des vegetativen Wachstums erzielen. Dies ist von großem Nutzen, wenn die vegetativen Pflanzenteile geerntet werden. Eine Förderung des vegetativen Wachstums kann aber auch gleichzeitig zu einer Förderung des generativen Wachstums führen, so daß z.B.
mehr oder größere Früchte zur Ausbildung kommen.
Ertragssteigerungen können in manchen Fällen auch durch einen Eingriff in den pflanzlichen Stoffwechsel erreicht werden, ohne daß sich Änderungen des vegetativen Wachstums bemerkbar machen.
Wachstumsregulatoren können ferner eine Veränderung der Zusammensetzung der Pflanzen bewirken, um so eine bessere Qualität der Ernteprodukte herbeizuführen. So ist es beispielsweise möglich, den Gehalt an Zucker in Zuckerrüben, Zuckerrohr, Ananas sowie Zitrusfrüchten zu erhöhen oder den Proteingehalt in Soja oder Getreide zu steigern.
Unter dem Einfluß von Wachstumsregulatoren kann es zur Ausbildung parthenokarper Früchte kommen. Ferner kann das Geschlecht der Blüten beeinflußt werden.
Mit Wachstumsregulatoren läßt sich auch die Produktion oder der Abfluß von sekundären Pflanzenstoffen positiv beeinflussen. Als Beispiel sei die Stimulierung des Latexflusses bei Gummibäumen genannt.
Während des Wachstums der Pflanze kann durch Einsatz von Wachstumsregulatoren auch die seitliche Verzweigung durch eine chemische Brechung der Apikaldominanz vermehrt werden. Daran besteht z.B. Interesse bei der Stecklingsvermehrung von Pflanzen. Es ist jedoch auch möglich, das Wachstum der Seitentriebe zu hemmen, z.B. um bei Tabakpflanzen nach der Dekapitierung die Ausbildung von Seitentrieben zu verhindern und damit das Blattwachstum zu fördern.
Unter dem Einfluß von Wachstumsregulatoren kann der Blattbestand von Pflanzen so gesteuert werden, daß ein Entblättern der Pflanzen zu einem gewünschten Zeitpunkt erreicht wird. Eine derartige Entlaubung ist von Interesse, um eine mechanische Beerntung, z.B. bei Wein oder Baumwolle, zu erleichtern oder um die Transpiration zu einem Zeitpunkt herabzusetzen, an dem die Pflanze verpflanzt werden soll.
Durch Einsatz von Wachstumsregulatoren läßt sich der vorzeitige Fruchtfall verhindern. Es ist jedoch auch möglich, den Fruchtfall, - zum Beispiel bei Obst -, im Sinne einer chemischen Ausdünnung bis zu einem bestimmten Ausmaß zu fördern. Wachstumsregulatoren können auch dazu dienen, um bei Kulturpflanzen zum Zeitpunkt der Ernte die zum Ablösen der Früchte erforderliche Kraft zu vermindern, so daß eine mechanische Beerntung der Pflanzen ermöglicht beziehungsweise eine manuelle Beerntung erleichtert wird.
Mit Wachstumsregulatoren läßt sich ferner eine Beschleunigung oder auch eine Verzögerung der Reife des Erntegutes vor oder nach der Ernte erreichen. Dieses ist von besonderem Vorteil, weil sich dadurch eine optimale-Anpassung an die Bedürfnisse des Marktes herbeiführen läßt. Weiterhin können Wachstumsregulatoren in manchen Fällen die Fruchtausfärbung verbessern.
Darüberhinaus kann mit Hilfe von Wachstumsregulatoren auch eine zeitliche Konzentrierung der Reife erzielt werden. Damit werden die Voraussetzungen dafür geschaffen, daß z.B. bei Tabak, Tomaten oder Kaffee, eine vollständige mechanische oder manuelle Beerntung in nur einem Arbeitsgang vorgenommen werden kann.
Durch Anwendung von Wachstumsregulatoren kann auch die Samen-oder Knospenruhe der Pflanzen, also die endogene Jahresrhythmik, beeinflußt werden, so daß die Pflanzen, wie z.B. Ananas oder Zierpflanzen in Gärtnereien, zu einem Zeitpunkt keimen, austreiben oder blühen, an dem sie normalerweise hierzu keine Bereitschaft zeigen.
Mit Wachstumsregulatoren kann auch erreicht werden, daß der Austrieb von Knospen oder die Keimung von Samen verzögert wird, z.B.
um in frostgefährdeten Gebieten eine Schädigung durch Spätfröste zu vermeiden.
Wachstumsregulatoren können auch eine Halophilie bei Kulturpflanzen erzeugen. Damit werden die Voraussetzungen dafür geschaffen, daß eine Kultivierung von Pflanzen auf salzhaltigen Böden durchgeführt werden kann.
Mit Wachstumsregulatoren kann auch eine Frost- und Trockenresistenz bei Pflanzen induziert werden.
Die erfindungsgemäßen Wirkstoffe können in die üblichen Formulierungen übergeführt werden, wie Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, Pulver, Pasten und Granulate. Diese werden in bekannter Weise hergestellt, z. B. durch Vermischen der Wirkstoffe mit Streckmitteln, also flüssigen Lösungsmitteln, unter Druck stehenden verflüssigten Gasen und/oder festen Trägerstoffen, gegebenenfalls unter Verwendung von oberflächenaktiven Mitteln, also Emulgiermitteln und/oder Dispergiermitteln und/oder schaumerzeugenden Mitteln. Im Falle der Benutzung von Wasser als Streckmittel können z. B. auch organische Lösungsmittel als Hilfslösungsmittel verwendet werden. Als flüssige Lösungsmittel kommen im wesentlichen in Frage: Aromaten, wie Xylol, Toluol, Benzol oder Alkylnaphthaline, chlorierte Aromaten oder chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Chlorbenzole, Chloräthylene oder Methylenchlorid, aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclohexan oder Paraffine, z. B. Erdölfraktionen, Alkohole, wie Butanol oder Glycol sowie deren Äther und Ester, Ketone, wie Aceton, Methyläthylketon, Methylisobutylketon oder Cyclohexanon, stark polare Lösungsmittel, wie Dimethylformamid und Dimethylsulfoxid, sowie Wasser; mit verflüssigten gasförmigen Streckmitteln oder Trägerstoffen sind solche Flüssigkeiten gemeint, welche bei normaler Temperatur und unter Normaldruck gasförmig sind, z. B. Aerosol-Treibgase, wie Dichlordifluormethan oder Trichlorfluormethan; als feste Trägerstoffe: natürliche Gesteinsmehle, wie Kaoline, Tonerden, Talkum, Kreide, Quarz, Attapulgit, Montmorillonit oder Diatomeenerde und synthetische Gesteinsmehle, wie hochdisperse Kieselsäure, Aluminiumoxid und Silikate; als Emulgiermittel: nichtionogene und anionische Emulgatoren, wie PolyoxyMthylen-FettsEure-Ester,Polyoxyäthylen-Fettalkohol-Äther, z.B. Alkylaryl-polyglycol-ther, Alkylsulfonate, Alkylsulfate, Arylsulfonate sowie Eiweißhydrolysate; als Dispergiermittel: z. B. Lignin-Sulfitablaugen und Methylcellulose.
Die erfindungsgemäßen Wirkstoffe können in den Formulierungen in Mischung mit anderen bekannten Wirkstoffen vorliegen, wie Fungizide, Insektizide, Akarizide und Herbizide, sowie in Mischung mit Düngemitteln.
Die Formulierungen enthalten im allgemeinen zwischen 0,1 und 95 Gewichtsprozent Wirkstoff, vorzugsweise zwischen O,<) und 90 Gewichts prozent.
Die Wirkstoffe können als solche, in Form ihrer Formulierungen oder der daraus bereiteten Anwendungsformen, wie gebrauchsfertige Lösungen, emulgierbare Konzentrate, Emulsionen, Schäume, uspensionen, Spritzpulver, Pasten, lösliche Pulver, Stäubemittel und Granulate, angewendet werden. Die Anwendung geschieht in üblicher Weise, z.B. durch Gießen, Verspritzen, Versprühen, Verstreuen, Verstäuben, Verschäumen, Begasen u.s.w..Es ist ferner möglich, die Wirkstoffe nach dem Ultra-Low-Volume-Verfahren auszubringen, Pflanzen oder Pflanzenteile mit der Wirkstoff zubereitung oder dem Wirkstoff selbst zu bestreichen oder die Wiristoffzubereitung oder den Wirkstoff selbst in den Boden zu injizieren. Es kann auch das Saatgut der Pflanze behandelt werden.
Die eingesetzte Wirkstoffmenge kann in einem größeren Bereich variiert werden. Im allgemeinen verwendet man pro Hektar Bodenfläche zwischen 0,01 und 50 kg, vorzugsweise zwischen 0,05 und 10 kg an Wirkstoff.
Für die Anwendungszeit gilt, daß die Anwendung der Wachstumsregulatoren in einem bevorzugten Zeitraum vorgenommen wird,dessen genaue Abgrenzung sich nach den klimatischen und vegetativen Gegebenheiten richtet.
In den nachfolgenden Beispielen wird die Aktivität der erfindungsgemäßen Stoffe als Wachstumsregulatoren dargestellt, ohne die Möglichkeit weiterer Anwendung als Wachstumsregulatoren auszuschließen.
Beispiel A Wuchshemmung/Gers te Lösungsmittel: 10 Gewichtsteile Methanol Emulgator: 2 Gewichtsteile Polyäthylen-Sorbitan-Monolaurat Zur Herstellung einer zweckmäßigen Wirkstoff zubereitung vermischt man 1 Gewichtsteil Wirkstoff mit den angegebenen Mengen Lösungsmittel und Emulgator und füllt mit Wasser auf die gewunschte Konzentration auf.
Junge Gerstenpflanzen werden im 2-Blatt-Stadium mit der Wirkstoffzubereitung tropfnaß besprüht. Nachdem die unbehandelten Kontrollpflanzen eine Wuchshöhe von etwa 60 cm erreicht haben, wird bei allen Pflanzen der Zuwachs gemessen und die Wuchshemmung in * des Zuwachses der Kontrollpflanzen berechnet. Es bedeuten 100 % den Stillstand des Wachstums und 0 * ein Wachstum entsprechend dem der Kontrollpflanzen.
Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen und Resultate gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor.

Tabelle A Wuchshemmung/Gerste

Wirkstoff Wirkstoffkon- Wuchshemmung

zentration in % in %

(Kontrolle)

O OH

3 \ OH 0,05 5

(bekannt)

CH2 CH3 0

CB,-CO-NH-N, 0,05

CH,

CHZ-COOH

(bekannt)

0,05 40

2

102

(4)

T a b e 1 l e A (Fortsetzung) Wuchshemmung/Gerste

Wirkstoff Wirkstoffkon- IWuchshemmung

zentration in % in %

0

II

P s0 | 0,05 1 30

Cl a S 5

(1)

Beispiel B Wuchshemmun / Weizen Lösungsmittel: 10 Gewichtsteile Methanol Emulgator: 2 Gewichtsteile Polyäthylen-Sorbitan-Monolaurat Zur Herstellung einer zweckmäßigen irkstoffzubereitung vermischt man 1 Gewichtsteil Wirkstoff mit den angegebenen Mengen Lösungsmittel und Emulgator und füllt mit Wasser auf die gewünschte Konzentration auf.

Junge 'ieizenpflanzen werden im 2-Blatt-Stadium mit der Wirkstoffzubereitung tropfnaß besprüht. Nachdem die unbehandelten Kontrollpflanzen eine Achshöhe von etwa 60 cm erreicht haben, wird bei allen Pflanzen der Zuwachs gemessen und die Wuchshemmung in wo des Zuwachses der Kontrollpflanzen berechnet. Es bedeuten 100 % den Stillstand des Wachstums und 0 O/o ein Wachstum entsprechend dem der unbehandelten Kontrollpflanzen.
Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen und Resultate gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor.
Tabelle B Wuchshemmung/Weizen

Wirkstoff Wirkstoffkon- Wuchshemmung

zentration in % in %

(Kontrolle) O

OH

3

CH2-CO-WH-IDw 0,05 0

CH3

CH2-COGH

(bekannt)

OH

Ir 0,05 40

NO2

(3)

Beispiel C Wuchsbeeinflussung/Chrysanthemen Lösungsmittel: 10 Gewichtsteile Methanol Emulgator: 2 Gewichtsteile Polyäthylen-Sorbitan-Monolaurat Zur Herstellung einer zweckmäßigen Wirkstoffzubereitung vermischt man 1 Gewichtsteil Wirkstoff mit den angegebenen Mengen Lösungsmittel und Emulgator und füllt mit Wasser auf die gewünschte Konzentration auf.
10 cm hohe Chrysanthemenstecklinge werden mit den Wirkstoff zubereitungen tropfnaß besprüht. Nach 3 Wochen wird der Zuwachs gemessen und die Wuchsbeeinflussung in % des Zuwachses der Kontrollpflanzen berechnet. Dabei bedeutet O % ein Wachstum, das demjenigen der Kontrollpflanzen entspricht. Positive Werte kennzeichnen eine Wuchsförderung im Vergleich zu den Kontrollpflanzen während negative Werte entsprechend eine Wachstumshemmung anzeigen.
Wirkstoffe, Wirkstoffkonzentrationen und Resultate gehen aus der nachfolgenden Tabelle hervor.
Tabelle C Wuchsbeeinflussung/Chrysanthemen

Wirkstoff Wirkstoffkon- Wuchsbeeinflus-

zentration in % sung in %

(Kontrolle) O

0

II OH

P (oH 0,1 +30

°2

(3)

0

II OC2H5

Cl < OC2H5

N°2 0,1 -60

(1)

Herstellungsbeispiele Beispiel 1 Ein Gemisch aus 202,5 g (1 Mol) 4-Chlor-1,2-dinitrobenzol, 1 1 Acetonitril und 225 g (1,65 Mol) Triäthylphosphit wird unter Rückflußgekocht, bis kein Äthylnitrit mehr entweicht (ca. 5 Stunden). Dann destilliert man das Lösungsmittel im Vakuum ab. Der verbleibende Rückstand wird im Vakuum destilliert. Man erhält auf diese Weise 250 g (86 % der Theorie) eines Gemisches aus 4-Chlor- und 5-Chlor-2-nitrophenylphosphonsäurediäthylester in Form gelber Kristalle mit dem Schmelzpunkt 560C. Der Siedepunkt liegt bei 158-161 0C/O,01 Torr.
Beispiel 2 Ensprechend den Angaben im Beispiel 1 erhält man durch Umsetzung von Triäthylphosphit mit 1,2-Dinitrobenzol den 2-Nitrophenylphosphonsäure-diäthylester.
Ausbeute: 68 % der Theorie Schmelzpunkt: 49 0C Beispiel 3 200 g 2-Nitrophenylphosphonsäurediäthylester werden in 1 1 konzentrierter Salzsäure 5 Stunden unter Rückfluß gekocht. Dann destilliert man das Wasser im Vakuum ab, verreibt den Rückstand mit Äther und saugt ab. Man erhält so 122 g (78 % der Theorie) 2-Nitrophenylphosphonsäure in Form farbloser Kristalle mit dem Schmelzpunkt 199-2000C.
Beispiel 4 20.3 g (0,1 Mol) 2-Nitrophenylphosphonsäure werden zusammen mit 8,4 g (0,1Mol) Natriumhydrogencarbonat in 200 ml warmem Wasser gelöst. Nach Filtration destilliert man das Lösungsmittel im Vakuum ab. Zurück bleiben 22,5 g (berechnete Menge) 2-Nitrophenylphosphonsäuremononatriumsalz in Form farbloser Kristalle mit einem Schmelzpunkt )2500C.

Claims

Patentansprüche 1. Mittel zur Regulierung des Pflanzenwachstums, gekennzeichnet durch einen Gehalt an mindestens einem Phenylphosphonsäurederivat der Formel in welcher R für Wasserstoff oder Äthyl steht, R1 für Wasserstoff, Äthyl oder ein Natriumatom steht und R2 für Wasserstoff oder Chlor steht.
2. Mittel zur Hemmung des Wachstums und zur Beeinflussung des Habitus von höheren Pflanzen, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens ein Phenylphosphonsäurederivat gemäß Anspruch 1 enthält.
3. Verfahren zur Regulierung des Pflanzenwachstums, dadurch gekennzeichnet, daß man Phenylphosphonsäurederivate gemäß Anspruch 1 auf die Pflanzen oder ihren Lebensraum einwirken läßt.
4. Verwendung von Phenylphosphonsäurederivaten gemäß Anspruch 1 zur Regulierung des Pflanzenwachstums.
5. Verfahren zur Herstellung von pflanzenwachstumsregulierenden Mitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man Phenylphosphonsäurederivate gemäß Anspruch 1 mit Streckmitteln und /oder oberflächenaktiven Mitteln vermischt.