DD255870A1

DD255870A1 - Mittel zur erhoehung der salztoleranz von kulturpflanzen

Info

Publication number: DD255870A1
Application number: DD29832886A
Authority: DD
Inventors: Hans Bergmann; Hans Eckert; Klaus Kachel; Klaus Weber; Renate Roth; Hartmut Wozniak; Ulf Thust; Guenter Schoeppe
Original assignee: Forschzent Bodenfruchtbarkeit
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1988-04-20

Abstract

Die Erfindung betrifft Mittel zur Erhoehung der Salztoleranz von Kulturpflanzen, vorzugsweise von Getreide auf NaCl-versalzten Boeden. Als Wirkstoffe enthalten sie ein Gemisch aus Monoethanolamin der Formel I und 2-Chlorethylphosphonsaeure der Formel II, wobei Monoethanolamin als freie Base oder als Salz einer Mineralsaeure in diesem Gemisch vorliegen kann. Formeln (I), (II)

Description

und 2-Chlorethylphosphonsäure der Formel Il

Cl - CH₀ - GH₅ - P = O (II)

² N

OH

enthalten, wobei Monoethanolamin als freie Base oder als Salz einer Mineralsäure in diesem Gemisch vorliegen kann.

Ausführungsbeispiel Beispiel 1: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf das Keimlingswachstum von Getreide unter Salzstreß

Untersuchungen zum Keimlingswachstum sind in Petrischalen vorgenommen worden. Zu diesem Zwecke wurde Saatgut von Winterweizen (cv. Alcedo) und Sommergerste (cv. Salome) entwederfür 5 Stunden in destilliertem Wasser oder in Salzlösungen vorgequollen. Ein Teil der Wasser- oder Salzlösung wurde vor dem Einquellen der Körner mit unterschiedlichen Mengen der erfindungsgemäßen Mittel versetzt. Im Anschluß an die Vorquellphase sind die Körner auf feuchtes Filterpapier in verschlossenen Petrischalen gelegt worden. Die Bestimmung des Keimungsgrades und des Keimlingswachstums erfolgte 48 Stunden nach dem Auslegen der Körner in die Petrischalen (Kultivierung bei 23⁰C in Dunkelkammer). Aus diesen Untersuchungen geht hervor (Tab. I und II), daß die erfindungsgemäßen Mittel die pflanzliche Toleranz gegenüber Salzbelastung deutlich verbesserten, so daß die durch Alkalisalze — insbesondere NaCI — verursachte Keimhemmung im Ergebnis der Mittelanwendung verringert oder aufgehoben wurde. Die erfindungsgemäßen Mittel waren in geeigneter Konzentration wirksamer als Kinetin, Chlorcholinchiorid und das teuere Gibberellin A₃. Für die Erzielung der Toleranzeffekte mit dem neuen Mittel waren keine höheren Mittelmengen gegenüber den Vergleichssubstanzen erforderlich.

Tabelle I: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf das Keimlingswachstum von Winterweizen unter Salzstreß

Mittel	Konzentrationen¹¹	Keimlingsmasse (rel.)	mit Salz²¹
		ohne Salz
a) erfindungsgemäß			117*
Gemisch von EA	1·1<Γ⁵/1·10~^βιτιοΙ·Γ¹	95
und E³'	(EA/E)		107
EA	1-10"⁵mol-r¹	80	105
E	1-10"⁶IHoI-I"¹	98
b) Vergleichssubstanzen			94
Kinetin	1-10"⁴(20ppm)	87	115*
Gibberellin A₃	3-10"⁵(10ppm)	101	110
	3-10"⁴{100ppm)	103	94
Chlorcholinchiorid	1-10"⁴(15ppm)	99	97
	1-10"³(150ppm	91
c) ohne Mittel			100
Kontrolle	—	100	(55 mg/
		(70 mg/	1OPfI.)
		1OPfI.)

♦ GD_5%(rel.) = 15,0.

1 Ausgewiesene Konzentration des erfindungsgemäßen Mittels (a) war in Konzentrationsreihen am wirkungsvollsten. Konzentrationen der Vergleichssubstanzen (b) beziehen sich auf positive Effekte aus Literaturquellen.

2 Salzgehalt: 0,3% NaCI, 0,15% KCI.

3 EA = Monoethanolamin, E = 2-Chlorethylphosphonsäure.

Tabelle II: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf das Keimlingswachstum von Sommergerste unter Salzstreß

Mittel	Konzentration¹¹	Keimlingsmasse (rel.)	mit Salz²¹
		ohne Salz
a) erfindungsgemäß			121*
Gemisch von EA	1 10~^&/1- 10"⁷IHoI-P¹	107	118*
und E³¹	1 ·10~⁴/1 -10"⁵FHOl-P¹	107
	(EA/E)		. 110
EA	1-10"⁶FHOl-P¹	93	111
	I-10~⁴mol-P¹	93	102
E	1-10"⁶FHOl-P¹	100	103
	1-10"⁴IHOl-I"¹	91

	Konzentration¹¹	Keimlingsmasse (rel.)	-3- 255 870
Mittel		ohne Salz
			mit Salz²¹
b) Vergleichssubstanzen	1 -1CT⁴(20ppm)	75
Kinetin	3· KT⁵ClOppm)	108	84
Gibberellin A₃	3-1(T⁴(1u0ppm)	103	115^(+l
	1-10~⁴(15ppm)	98	110
Chlorcholin-	1· 1(T³ (150 ppm)	103	103
chlorid			114
c) ohne Mittel	-	100
Kontrolle		(79 mg/	100
		1OPfI.)	(65 mg/
		1OPfI.)

* GD_5% (rel.) = 15,2; (+) Sicherungsgrenze.

1 Ausgewiesene Konzentration der erfindungsgemäßen Mittel (a) war in Konzentrationsreihen am wirkungsvollsten. Konzentrationen der Vergleichssubstanzen (b) beziehen sich auf positive Effekte aus Literaturquellen.

2 Salzgehalt: 0,5⁰ZoNaCI₁O₁IB⁰ZoKCI.

3 EA = Monoethanolamin, E = 2-Chlorethylphosphonsäure. ' _#

Beispiel 2: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Salztoleranzindex (STI) von Sommergerste

Der Einfluß des erfindungsgemäßen Mittels auf die Wasserausnutzung im Ertragsbildungsprozeß wurde im Beispiel 2 in einem Gefäßversuch ermittelt. Die Pflanzenanzucht erfolgte auf Quarzsand (6,5 kg Quarzsand/Gefäß). In jedem Mitscherlichgefäß sind 15 Pflanzen bei folgender Düngung/Gefäß: 1,63g N; 0,49g P; 0,62g K; 0,58g Ca; 0,26g Mg; 0,12ml FeCI₃ als 10%ige Lösung; 0,12 ml A-Z (a)-Lösung nach HOAGLAND (1:20 verdünnt), kultiviert worden. Das in Gefäßkulturen verbrauchte Wasser (aktuelle Evapotranspiration) ist durch täglich wiederholte Wägung der Gefäße ermittelt und im Anschluß an jede Wägung ersetzt worden. Das Transpirationsquantum pro Mitscherlichgefäß wurde durch Subtraktion des Evapotranspirationsanteils vom Wasserverbrauch/Gefäß errechnet. Der Salzstreß wurde durch ein Salzgemisch induziert. Aus diesen Untersuchungen geht hervor (Tab.Ill), daß das erfindungsgemäße Mittel den Salztoleranzindex, gemessen am Gerstenertrag, erhöhte. Der Salztoleranzindex (STI) wurde wie folgt ermittelt: Kornertrag bei Streß

STI = Kornertrag ohne Streß

Tabelle III: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Salztoleranzindex (STI) von Sommergerste

Mittel (mg. Gefäß"¹)

Streßbedingungen¹

STI

ohne ohne _EA/E2)3) (6/0,5) EA (6) E(D

kein Streß mit Streß mit Streß

mit Streß

1,00 0,79 0,95*

0,89⁽⁺⁾ 0,81

Gibberellin A₃ (5) (Vergleichssubstanz)

mit Streß

0,75

* a < 0,05; (+) Sicherungsgrenze.

1 Streßbedingungen wurden über den osmotischen Druck der Bodenlösung bestimmt. Bei der Streßvariante wies der osmotische Druck 0,4MPa auf, bei der nicht gestreßten Variante 0,2MPa (beteiligte Ionen: Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, CP, NOi, HPO²T, SO²").

2 Erklärung der Abkürzungen s.Tab. I.

3 Anwendung des tertiären Phosphatsalzes von EA.

Claims

Mittel zur Erhöhung der Salztoleranz von Kulturpflanzen, vorzugsweise von Getreide auf NaCI-versalzten Böden, gekennzeichnet dadurch, daß sie neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoffe ein Gemisch aus Monoethanolamin der Formel I

HO-CH₂-CH₂-NH₂ (I)

und
2-Chlorethylphosphonsäure der Formel Il

Cl - CH₂ - CH^kT0

enthalten, wobei Monoethanolamin als freie Base oder als Salz einer Mineralsäure in diesem Gemisch vorliegen kann.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindungsgemäßen Mittel können zur Verbesserung der Toleranz von Kulturpflanzen gegenüber Salzbelastung, insbesondere bei NaCI-Belastung, angewendet werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß etwa 1 Milliarde Hektar landwirtschaftlicher Nutzfläche der Erde ertragssenkende Salzgehalte im Bodensubstrat aufweisen und daß durch Zusatzbewässerung sowie Mineraldüngung dieser Flächenanteil noch zunimmt. Auch in humiden Klimazonen steigt die Salzkonzentration im Bodenwasser während zeitweiliger Trockenheit auf pflanzenphysiologisch ungünstige Werte an. Besonders salzempfindlich sind dabei bekanntlich keimende Pflanzen sowie Jungpflanzen. Zur Abschwächung dieser ertragssenkenden Salzeffekte werden zum Beispiel Bodenbehandlungen mit Gips vorgenommen, die aber mit einem enormen Transport- und Energieaufwand verbunden sind. Ferner wird versucht, durch Züchtung von salztoleranten Pflanzen das Salzproblem zu lösen.

Wesentliche Züchtungserfolge liegen aber bekanntlich noch nicht vor. Mit Hilfe von Phytohormonen und synthetischen Wirkungsanaloga der Phytohormone zeichnet sich dagegen ein Lösungsweg ab (DD-PS 218260, DD-PS 217408, DD-PS 217409, DD-PS 217410). Auch bei Anwendung von wachstumsregulierend wirkenden quaternären Ammoniumbasen ist bekanntlich eine Erhöhung der pflanzlichen Salztoleranz erreichbar (DD-PS 215686, DD-PS 215688). Die Wirkung der Phytohormone und synthetischen Wachstumsregulatoren ist jedoch unter bestimmten Bedingungen unzureichend. Die Wirkungsunsicherheit der Gibberellineund Cytokinine mit Phytohormoncharakter beruht u.a. darauf, daß diese Substanzen gleichzeitig die Transpiration erhöhen und dadurch die Wasserstatusstabilität der Pflanzen erniedrigt wird. Bei Anwendung des Wachstumshemmers Chlorcholinchlorid kann unter Salzbedingungen die Schwelle von wachstumshemmenden Einflüssen überschritten werden, so daß dann keine Ertragsvorteile durch Mitteleinsatz resultieren. Femer ist die Herstellung von Phytohormonen sehr kostenaufwendig und der Einsatz von Chlorcholinchlorid mit toxikologischen Problemen behaftet. Toxikologisch ungünstig sind auch salzstreßabschwächende Hydroxylaminderivate (DD-PS 216159) zu bewerten.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, neue Mittel zur Erhöhung der Salztoleranz von Kulturpflanzen, vorzugsweise für NaCI-versalzte Böden, zu entwickeln.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel zur Erhöhung der Salztoleranz von Kulturpflanzen, vorzugsweise von Getreide auf NaCl-versalzten Böden zu entwickein, die kostengünstig herstellbar sowie toxikologisch unbedenklich sind und in der salzempfindlichen Keimungs- und Jungpflanzenphase besonders streßabschwächend wirken. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mittel zur Erhöhung der Salztoleranz von Kulturpflanzen neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoffe ein Gemisch aus Monoethanolamin der Formel I

HO-CH₂-CH₂-NH₂ (I)