DD277832A1

DD277832A1 - Mittel zur erhoehung der stresstoleranz von kulturpflanzen

Info

Publication number: DD277832A1
Application number: DD32304088A
Authority: DD
Inventors: Hans Bergmann; Gundel Eckert; Edeltraud Jaeger; Annemarie Lindner; Arnold Ziese
Original assignee: Forschzent Bodenfruchtbarkeit
Priority date: 1988-12-13
Filing date: 1988-12-13
Publication date: 1990-04-18

Abstract

Die Erfindung betrifft Mittel zur Erhoehung der Stresstoleranz von Kulturpflanzen, insbesondere zur Erhoehung der Trockentoleranz und Hitzetoleranz von Getreidepflanzen. Als Wirkstoff enthalten diese Mittel 1-Isopropylamino-3-naphthyloxypropan-2-ol, insbesondere als Salz der Formel I. Eine Wirkungsverstaerkung von 1-Isopropylamino-3-naphthyloxypropan-2-ol der Formel I wird durch Kombination mit 1-Phenyl-1-hydroxy-N-methyl-2-(2-hydroxyethylamino)-propan der Formel II erreicht. Formeln I, II

Description

2. Mittel gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß durch Kombination mit 1 -Phenyl-1 -hydroxy-N-methyl-2-(2-hydroxyethylamino)-propan der Formel Il eine Wirkungsverstärkung erreicht wird.

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oh

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Erhöhung der Stroßtoleranz 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 Ertragsdepress onen vorrangig durch physiologische T'ockenheit verursacht werden. Darüber hinaus weisen etwa 1 Milliarde ha landwii ischaftlicher Nutzfläche der Erde ertragssenkende Salzgehalto im Bodensubstrat auf. Auch in humiden Klimazonen steigt die Salzkonzentratton im Bodenwasser währond zeitweiliger Trockenheit, vor allem bei hoher Mincraldüngung, auf pflanzcnphysiologisch ungünstige Werte an. Besonders salzempfindlich sind dabei bekanntlich keimende Pflanzen sowie Jungpflanzen. Zur Abschwächung dieser ertragssonkendon Salzeffekte werden beispielsweise Bodenbehandlungen mit Gips vorgenommen, die aber mit einem enormen Transport- und Energieaufwand verbunden sind. Es ist ferner bekannt, durch Züchtung von sblztoleranten Pf'anzen das Salzproblem zu lösen. Wesentliche Erfolge konnton auf diesem Wege aber noch nicht erreicht werden. Durch Einsatz von Phytohormonon und synthetischen Wirkungsanaloga der Phytohormone sind bekanntlich Verbesserungen möglich (DD-PS 218260, DDPS 217408, DDPS 217409 und DDPS 217410). Auch bei Anwendung von wachstumsreguliorend wirkenden quatornärnn Ammoniumbasen ist bekanntlich eine Erhöhung der pflanzlichen Salztoleranz erreichbar (DDPS 215686, DDPS 215688). Die Wirkung der Phytohormone und synthetischen Wachstumsregulatoren ist jedoch unter bestimmten Bedingungen unzureichend. Dio Wirkungsunsicherheit der Gibberelüne und Cytokinine mit Phytohormoncharakter beruht u. a. darauf, daß dinse Substanzen gleichzeitig die Transpiration erhöhon und dadurch die Wasserstatusstabilität der Pflanzen erniedrigt wird. Bei Anwendung des Wachstumshemmors Chlorcholinchlorid kann unter Salzbedingungen die Schwelle von wachstumshemmenden Einflüssen überschritten worden, so daß dann keine Ertragsvorteile durch Mitteleinsatz resultieren. Ferner ist die Herstellung von Phytohormonen sehr kostenaufwendig und der Einsatz von Chlorcholinchlorid mit toxikologischen Problemon behaltet. Toxikologisch ungünstig sind auch salzstroßabschwächende Hydroxylaminderivate (DD-PS 216159) zu bewerten. Durch Anwendung von Brassinoliden kann die Salztoleranz, Kälteresistenz und Resistenz gegenüber Horbiziden »oi Kulturpflanzen unter Umgehung toxikologischer Nachteile erhöht werden (JP-PS 60113567, DE-OS 3533633). Zugleich wird in Einzelpflanzenexperimonten unter bestimmten Voraussetzungen die biologische Stoffproduktion von Gotreido und Kartoffeln mit höherer Signifikanz als bei Phytohormonen gesteigert (DE-OS 3533633. JP-PS 57-118503). Dieser Ertragsanstieg ist jedoch infolge der hohen Präparatekosten nicht eindeutig effektiv. Eine Salztoloranzverbesserung, die zugleich nM einer ertragssteigernden Wasserhaushaltsoptimierung gekoppelt ist, wird durch biogone und symbolische Ethanolamine an Einzelpflanzen und in Feldbeständen erreicht (DD-PS 255871, DD-PS 151104), wobei dio Aufwandmengen üblichen Normen für Wachstumsregulatoren entsprechen und die molaro biologische Aktivität Standardworte nicht übersteigt. Aus umwolthygicnischcr Sicht sind aber hohe biologische Wirkungen bei geringem Mittelaufwand anzustreben. Die gemäß DD-PS 226471 angewendeten Fettsäuregemische mikrobioller Herkunft wiesen chargenabhängig ein sehr unterschiedliches Fottsäurespektrum auf, so daß unterschiedliche biologische Wirkungen ermittelt wurden.

Ziel der Erfinduno

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

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgab·. zugrunde, Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz von Kulturpflanzen, insbesondere zur Erhöhung dor Trockentoleranz und Hitzctoleranz von Getreidepflanzen, zu entwickeln, deren Anwendung zur Stabilisierung der Ertragsbildung führt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz von Kulturpflanzen neben üblichen Hills- und Trägerstoffen als Wirkstoff i-lsopropylamino-S-naphthyloxypropan^-ol, insbesondere als Salz der Formel I enthalt,

I Ci₁ Formel I)

s? V. _//^X**^!S;^ HC^--C^ 3 (χ : Säurerost, vorzugsweise Cl )

Eine Wirkungsverstärkung von i-lsopropylamino-Gnaphthyloxypropan^-older Formell wird durch Kombination mit 1-Phenyl-1 hydroxy-N-methyl-2(2-hydroxy(ithylamino-propan der Formel Il erreicht.

( \-C^- CU- N-CH₁-CH₁-OH ^lFmmem

OH CH₁ CW₃

Ausführungsboisp.Ha Beispiel 1 Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf die Wassi rausnutzung von Weizen im Jungpflanzenstadium

Der Einlluß der erfindungsgemäßen Mittel auf die Wasserausnutzung und jvif die biologische Stoffproduktion bei Sommorwoizen (cv. Hatri) wurde in Kloinstgofäßvorsuchon ermittelt. Dio Ptlanzenanzucht erfolgte auf Quarzsand (- 700g/ Gefäß; in jedem Gefäß waren 1Γ? Pflanzen bei folgender Düngung/Gefäß: 60mg N; 44mg P; 77 mg K; 31 mg Ca; 12mg Mg; 115μΙ FeCI₅ als 10°oige Lösung; 11ίϊμΙ A'Z (a)-Lösung nach HOAGLAND) kultiviert worden. Das in den Gefäßversuchon verbrauchte Wasser (aktuelle Evapotranspiration) ist durch täglich wiederholte Wägung der Gefäße ermittelt und im Anschluß an jede Wägurig ersetzt word' .ι

Die Wasscrausnutzung (WUE) ergab sich aus:

erzeugte Biomasso (Gesamtbiolrockenmj.ssui .

Wacsorverbrauch

Die WUE ist dabei ein wesentliches Kriterium zur Bewertung der Trockenstroßtoleranz.

Don Resultaten in Tabelle 1 zufolge erhöhen dio erfindungsgemäßen Mittel die Wasserausnutzung (WUE) um -20°o. Die biologische Wirksamkeit auf dieses Trockenstreßkriterium WUE ist dabei wesentlich höher als die Aktivität des bekannten Bioregulators CCC. Wesentlich ist ferner, daß dio hoho biologische Wiiksamkeit von 5 10 ⁴mol/l i-lsopropylamino-3-naphthyloxypropan-2-ol bei Dosisverminderung au' 1 · 10 ⁴mol/l erhalten bleibt bzw. geringfügig verbessert wird, wenn 1 10 Snol/I des gemäß Formel 2 ausgewiesenen 2-Hydro.xyothyianinopropan-Derivats zugesetzt worden.

Tabelle 1: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf die Wasserausnutzung von Weizenpflanzen

Mittel	Dosis	•	MO ⁴	Sproßbio	WUE	Wurzel
				trockenmasse		längen
	mol/l)"	-	(rel.)	(rel.)	(rel.)
a) erfindungsgemäß
- 1 lsopropylamino-3-	MO '		80	105	74
naphthyloxypropon-2-ol	5-10 "	109	121*	106
(Formell)	1-10 ⁴	103	111	106
- i-lsopropylamipo-3-
naaphthyloxypropan-2-ol	MO"⁴
plus		110	122·	107
2-Hydroxyethyl-aminopro-	MO ⁴
pan-Derivat
(Formelll)
- 2-Hydroxyethylaminopro-	1 -10 ⁴	104	109	105
pan-Derivat
(Formelll)
b) Vorgleichsprüfglieder
Chlorcholinchlorid	99	104	102
c) ohne Mittel
Kontrolle mit Streß	100	100	100
	(110mg/	(4.5g/kg	(24,8cm)
	Pflanze)	H₂O)

11 2 ml Losung/Gefäß • α - 0.05

Beispiel 2 Einfluß der erfindungsg«mäßen Mittel auf den Ertrag, die Wasserausnutzung und den N-Haushalt von Sommergorste

Der Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf Ertrag und physiologische Streßtoloranzparamcter wurde im Beispiel 2 im Gofäßvorsuch mit Sommergerste (cv. Trumpf) ermittelt. Die Pflanzenanzucht erfolgte in einem Sand/Bodon-Gomisch (2:1, m/m 6,9kg Substrattrcckenmasse pro Mitscherlichgefäß). Jo Kulturgeläß sind 15 Pflanzen bei folgendem Nährstoffangebot kultiviert worden: 0,7g N; 0.5g P; 1,5g K; 0,3g Mg; 0,6g Ca; 30mg Fe und Mikronährstoffo. Der Wasserverbrauch ist durch tägliche Wägung der Kulturgefaßc bestimmt worden und im Anschluß an jede Wägung ist der Wasserverlust (Evapotranspiration) ersetzt worden. Ab dem DC-Stadium 45 (Ährenschioben) wurden die Pflanzen Belastungsbedingungen (periodischer Wassermangel) und Temperaturen von 32...38X ausgesetzt. DieorfindunQsgemäßen Mittel wurden zu DC27 in wässeriger

Lösung auf die Blätter gesprüht (pro Gefäß 6mol/l Präparatelösung).

Die Bestimmung der WUE erfolgte nach Angaben gemäß Beispiel 1. N-Gehalte sind mit der Kjeldahl-Methode (Halbmtkro-

Vcrfuhren) bestimmt worden.

Den Ergebnissen der Tabelle 2 zufolge erhöhen die erfindungsgemäßen Mittel die Bicmassebildung und den Proteinertrag unter starker Umweltbelastung. Darüber hinaus wird der N-Gehalt unter Stroßbedingungon angehoben. Vergrößerte N-Gehalte bei gleichzeitig stoßendem Ertrag sind ein weiterer Indikator für strcßabschwächcndo Wirkungen des erfindungsgemäßen Mittels.

Tabelle 2: Einfluß der erfindungsgemäßon Mittel auf Ertrag, Wasserausnutzung und N-Haushalt von Sommergerste unter extremen Streßbedingungen

Mittel (Konzentration)"

Kornertrag

(rel.)

Ertrag oborird. Biomasso(TM) (rel.)

WUE

(rel.)

N-Gehalt

(%in Körnern)

Rohproteinertrag (rel.)

a) erfindungsgomäß i-lsopropylamino-3-naphthyloxypropan-2-ol (Formell)

(1 -10 ² mol/l)

b) Vergleichsprüfglied Chlorcholinchlorid (2-10 ' mol/l)

c) ohne Mittel Kontrollo

108

105

100

112'

104

100

2,37

2,10

2,07

(16.6g/Gofäß) (33,0g/Gefäß)

(3,4 g/kg H₂O) -

127*

108

100 (2,12g/Gofäß)

1) Applikation von C ml einer wasserigen Lösung pro Gefäß ': u 0,05 C): Sicherung über Konfidcniintervall

!3eicp!el 3

Einf Ιιιϋ der erfindungsgem&ßen Mittel auf Stoffaufnahme und Wurzelwachstum von Sommergerste

Die Versuchsdurchführung zu Beispiel 3 entsprach den Angaben unter Beispiel 2. Die Ernte des Pflanzenmaterials erfolgte jedoch schon zu DC-Stadium 70.

Tabelle 3: Einfluß der iüiitidungsgemäßen Mittel auf Wurzelwachstum und Stoffaufnahme von Sommergerstenpflanzen unter Streßbedinyungen

Mittel	Aufnahme	Wurzelmasse	Wasser
	quote für N		aneignung
	(rel.)	(rel.)	(rel.)
a) erfindungsgemäß"
1-lsopropylamino-3-	113	121	105
naphthyloxypropan-
2-ol (Formel I)
b) Vergleichsvariante
Chlorcholinchlorid	105	112	102
c) ohne Mittel
Kontrolle	100	100	100
	(0.47)"	(3,9 g/Gefäß)	(10,1 g/Gefäß)

1) Dosierung wie unter Tab. 2

2) Verhältniswahl von gedüngter /u aufgenommener NMenge

Die erfindungsgcmäßon Mittel erhöhen das Wurzelwachstum und die Stoffaufnahme als ein weiteres physiologisches Merkmal für eine potentielle Streßabschwächung.

Claims

1. Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz von Kulturpflanzen, insbesondere zur Erhöhung der Trockentoleranz und Hitzetoleranz von Getreidepflanzen, gekennzeichnet dadurch, daß sie neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoff 1-isopropylamino-3-naphthyloxypropan-2 el, insbesondere als Salz von HCI der Formel I enthalten

'_^_ £// (Formell)

" ^ "^ r Lj (^{χ :} Säurerest, vorzugsweise Cl")