DD258171A1 - Mittel zur erhoehung der stresstoleranz und der ertragswirksamen wasserausnutzung bei kulturpflanzen - Google Patents

Mittel zur erhoehung der stresstoleranz und der ertragswirksamen wasserausnutzung bei kulturpflanzen Download PDF

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DD258171A1
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DD30056087A
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Beate Voigt
Barbara Vier
Hans Bergmann
Gerd Meisgeier
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Akad Wissenschaften Ddr
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Abstract

Die Erfindung betrifft Mittel zur Erhoehung der Stresstoleranz und der ertragswirksamen Wasserausnutzung bei Kulturpflanzen, insbesondere Getreide. Die erfindungsgemaessen Mittel enthalten neben ueblichen Hilfs- und Traegerstoffen als Wirkstoff Hopanoide, insbesondere Hop-22(29)-en. Die Wirkstoffe sind ebenfalls in Form der hopanoidhaltigen Lipidextrakte einsetzbar.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Mittel, die bei landwirtschaftlichen Kulturpflanzen zur Verbesserung der Ausnutzung von Wasser im Prozeß der biologischen Stoffproduktion angewendet werden.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Der gegenwärtige Stand der technischen Lösungen ist vor allem dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe von transpirationssenkenden Mitteln eine verbesserte Wasserausnutzung erreicht werden soll. Für diese Zielstellung werden Mittel eingesetzt, die entweder zu einer drastischen Verminderung der Stomataapertur der Blätter führen oder die Ausbildung von Molekularfilmen mit geringer Wasserdampfdurchlässigkeit ermöglichen. Zu den stomataschließenden Chemikalien gehören u.a. Phenylquecksilberacetat, aliphatische Epoxy-, Hydroxy- und Ketomonocarbonsäuren (DD-PS 96002, DD-PS 75420, DE-OS 1767829), Decenylbernsteinsäure und einige Alkylsulfonate. Wasserdampfschwerdurchlässige Filme bilden beispielsweise Alkohole mit einer Kettenlänge von Cn bis C22 im Gemisch mit Ethylenoxid und Ölsäure sowie Organo-Siliciumverbindungen (US-PS 2333887, US-PS 2923095) und Paraffinwachse (DE-OS 1767100).
Der Nachteil der drastisch transpirationshemmenden synthetischen Wirkstoffe besteht darin, daß parallel zur Transpiration die Photosynthese und biologische Stoffproduktion gehemmt werden. Unter Klimabedingungen mit nur zeitweiliger mäßiger Trockenheit führt die effektorbedingte Photosyntheseeinschränkung vielfach zu Ertragsdepressionen in der Pflanzenproduktion. Außerdem ist die Herstellung der meisten synthetischen Wirkstoffe kostspielig, oder es ergeben sich aus toxikologischen, arbeitshygienischen oder ökologischen Gründen Einsatzbedenken.
Weiterhin werden mikrobiell erzeugte Produkte genutzt, um den Ertrag der Kulturpflanzen auch bei zeitweilig ungünstigen klimatischen Bedingungen zu stabilisieren. So wird Biolipidextraktausdermikrobiellen Gewinnung von Futtereiweiß zu erhöhen (DD-PS 253729). Da Biolipidextrakt neben Hefelipiden 40 bis 50% einer Erdöldestillatfraktion enthält, ist ein Einsatz bei Aufwandmengen bis zu 10Gew.-%in den wäßrigen Spritzbrühen (200 bis 400 l/ha) aus ökologischer Sicht nachteilig. Die Nutzung mikrobiell gewonnener Fettsäuregemische im Kettenlängenbereich von C12 bis C1S mit einem Anteil an Ci7:i-Fettsäure von 25 bis 35% und an C17-Fettsäuren insgesamt von 30 bis 45% (DD-PS 226472) oder Fettsäuregemischen mit einem Anteil von C18bis C22-Fettsäuren>.70% und einem obligatorioschen Anteil an C22:1-Fettsäure, vorzugsweise > 45% (DD-PS 226471) hat den Nachteil, daß die Zusammensetzung der Fettsäuregemische in Abhängigkeit von den Kultivierungs- und Aufarbeitungsbedingungen größeren Schwankungen unterliegen kann. Bei dem hohen Anteil an ungesättigten Fettsäuren können Veränderungen durch Autoxidationsprozesse erfolgen.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, Mittel zur Erhöhung der Wasserausnutzung im Prozeß der biologischen Stoffproduktion bei begrenztem Wasserangebot für landwirtschaftlich wichtige Kulturpflanzen zu entwickeln, die kostengünstig herstellbar, toxikologisch, arbeitshygienisch sowie hinsichtlich des Umweltschutzes unbedenklich sind.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel zur Erhöhung der Wasserausnutzung im Stoffbildungsprozeß von Kulturpflanzen zu entwickeln, deren Anwendung nicht zur Hemmung der biologischen Stoffproduktion führt und bereits bei geringer Dosis eine hohe biologische Aktivität entfaltet.
Erfindungsgemäß enthalten derartige Mittel neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoff Hopanoide, insbesondere Hop-22(29)-en.
Hopanoide stellen pentacyclische Triterpenoide dar, die in zahlreichen Prokaryonten unterschiedlicher taxonomischer Gruppen gefunden wurden (M.Rohmeretal., J. Gen. Microbiol. 130 [1984], 1137-1150). Aus den Lipidextrakten hopanoidbildender Bakterien kann beispielsweise Hop-22(29)-en einfach gewonnen werden (DD-PS 241426). Es ist aber auch möglich, den hopanoidhaltigen Lipidextrakt unmittelbar einzusetzen. Dabei kann durch weitere biologisch aktive Stoffe im Lipidextrakt, wie Ubichinone (DE-OS 2156676), die ertragssteigernde Wirkung der Hopanoide noch unterstützt werden.
Hopanoide, insbesondere Hop-22(29)-en, stellen gegenüber Luft- und Lichteinwirkung sehr stabile Verbindungen dar, so daß bei Lagerung beziehungsweise im agrochemischen Verfahren die biologische Wirksamkeit unverändert erhalten bleibt.
Ausführungsbeispiele:
Beispiel 1: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Ertrag von Sommergerste (Sorte Lada) unter Streßbelastung
Der Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Ertrag von Sommergerste wurde in einem Gefäßversuch ermittelt. Die Pflanzenanzucht erfolgte mit einem Substratgemisch aus Quarzsand und Lößschwarzerde (im Massenverhältnis 2:1; 6,5 kg lufttrockene Substratmasse). In jedem Mitscherlichgefäß wurden 15 Getreidepflanzen kultiviert.
Düngung/Gefäß : 1,60g N (V2 davon als Kopfdüngung); 0,66g P; 1,50g K (V3 davon als Kopfdüngung); 0,32g Mg; 1 ml A-Z
(a)-Lösung nach HOAGLAND (1:50 verdünnt).
Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Durch die erfindungsgemäßen Mittel werden bei vergleichsweise geringer Wirkstoffkonzentration (Standard:Ethanolamin) eine Erhöhung des Kornertrages bis zu 7,9% und der Gesamtbiomasse bis zu
5,1% erzielt.
Tabelle 1: Wirkstoffeinfluß auf den Ertrag von Sommergerste (Sorte Lada)
Variante11
Dosis mg/Gefäß
Korn-TM g/Gefäß
Stroh-TM g/Gefäß
Bio-TM g/Gefäß
Kontrolle 46,4(100) 37,9(100) 84,3(100)
Hop-22(29)-en 0,4 107,9+ 101,6 105,1
Hop-22(29)-en 0,004 103,9 100,8 102,5
Lipidextrakt21 1,0 104,1 101,0 103,2
EA 10,0 105,2 105,3 105,2
Anmerkungen: ^
1) Die Varianten waren in bestimmten Entwicklungsstadien nicht ausreichend mit Wasser versorgt. (Streßvarianten)
2) Hop-22(29)-en-Anteil 15,0%
+) signifikante Ergebnisse bei α = 0,05
Beispiel 2: Einfluß von Hop-22(29)-en auf die Wasserausnutzung von Sommergerste (Sorte Lada) unter Streßbelastung Der Einfluß von Hop-22(29)-en auf die Wasserausnutzung wurde in einem Gefäßversuch ermittelt. Die Pflanzenanzucht (bis FEEKES-Stadium 2) erfolgte auf Quarzsand (6,5kg Quarzsand/Gefäß). In jedem Mitscherlichgefäß wurden 25 Pflanzen bei folgender Düngung/Gefäß kultiviert: 0,63g N; 0,49g P; 0,62g K; 0,58g Ca; 0,26g Mg; 0,12ml FeCI3 als 10%ige Lösung; 0,12ml A-Z (a)-Lösung nach HOAGLAND (1:20 verdünnt). Das in den Gefäßkulturen verbrauchte Wasser (aktuelle Evapotranspiration) wurde durch täglich wiederholte Wägung ersetzt.
Das Transpirationsquantum pro Mitscherlichgefäß wurde durch Subtraktion des Evapotranspirationsanteils vom Wasserverbrauch/Gefäß errechnet.
Die Ausnutzung des angeeigneten Wassers in der biologischen Stoffproduktion (WUE) wurde wie folgt errechnet: _ erzeugte Biotrockenmasse (g Gesamtbiomasse)
Transpirationsquantum (kg in Vegetationszeit)
Die Prüfergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt. Bei Verwendung von Hop-22(29)-en konnte der WUE-Wert bis zu 50% verbessert werden. In analogen Versuchsanlagen wurde mit CCC eine WUE-Erhöhung in der Größenordnung von 5 bis 10% erzielt.
Tabelle 2: Einfluß von Hop-22(29)-en auf die Wasserausnutzung (WUE) und das Sproß- und Wurzelwachstum bei Sommergerste (Sorte Lada) unter Streßbedingungen
Variante
Dosis mg/Gefäß
Sproß-TM mg/Pflanze
Wurzel-TM mg/Pflanze
WUE
mg Gesamt-TM/g H2O
Kontrolle 86,2
100,0
Hop-22(29)-en 100 84,7
1 93,9
0,1 98,2
36,2 100,0
96,4 104,1 111,8
23,0 100,0 149,1 120,0 102,2

Claims (3)

1. Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz und der ertragswirksamen Wasserausnutzung bei landwirtschaftlichen Kulturpflanzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoff Hopanoide enthalten.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Wirkstoff hopanoidhaltige Lipidextrakte enthalten.
3. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Wirkstoff Hop-22(29)-en enthalten.
DD30056087A 1987-03-09 1987-03-09 Mittel zur erhoehung der stresstoleranz und der ertragswirksamen wasserausnutzung bei kulturpflanzen DD258171A1 (de)

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