DD277834A1 - Mittel zur erhoehung der stresstoleranz von kulturpflanzen - Google Patents

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DD277834A1 DD32304488A DD32304488A DD277834A1 DD 277834 A1 DD277834 A1 DD 277834A1 DD 32304488 A DD32304488 A DD 32304488A DD 32304488 A DD32304488 A DD 32304488A DD 277834 A1 DD277834 A1 DD 277834A1
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Hans Bergmann
Hans Eckert
Gerd Meisgeier
Horst Mueller
Dieter Roth
Claus Weber
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Forschzent Bodenfruchtbarkeit
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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 Fettsaeuregemische pflanzlicher Herkunft mit einem Anteil der C22:1-Fettsaeurefraktion von 35%. Diese pflanzlichen Fettsaeuregemische werden dabei vorzugsweise aus Samen von Brassica napus. ssp. napus cv. Sollux gewonnen und insbesondere als Kaliumsalz nach einer Anreicherung der C22:1-Fraktion in diesen Fettsaeuregemischen auf 85% verwendet.

Description

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz von Kulturpflanzen neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoff ein Fettsäuregemisch pflanzlicher Herkunft mit einem Masseantei' dsr Cj3 i-Fettsäurefraktion von >35%enthalten.
Dieses pflanzliche Fettsäuregemisch wird dabei vorzugsweise aus Samen von Brassica napus ssp. napus cv. Scllux gewonnen und als Kaliumsalz nach einer Anreicherung der C?2i-Fraktion im Fettsäuregemisch auf > 85% verwendet.
Ausführungsbeispiel
Die in den Anwendungsfällen eingesetzten Fettsäuregemische wiesen folgende Zusammensetzungen auf:
1. Fettseuregemiich I (ohne Anreicherung der C22 ,-Fraktion) Ci6o 3,6%
C18, 13,4%
C18, 14,9%
C183 21,8%
C22, 46,2 %
Bei Anwendung als Kaliumsalz isj ein Fettsäure/Kaliumverhältnis (m/m) von 1,0:0,13 vor.
2. Fettsäuiegemisch Il (mit Anreicherung der C?2 ,-Fraktion) C161 1,1%
C181 3,2%
C162 3,7%
C183 6,5%
C221 85.2%
Bei Anwendung als Kaliumsalz lag ein Fettsäure-/Kaliumverhältnis (m/m) von 1:0,12 vor.
Die Herstellung der Fettsäuregemische und die Anreicherung von Erucasäure erfolgte nach bekannten Verfahren gemäß BEILSTEIN: Hdb. Organische Chomie, 4. Aufl., Berlin 1918. - S.472-473.
Beispiel 1
Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Kornertrag von Sommergerste unter Streßbedingungen Der Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Kornertrag und den Streßindex wurde im Beispiel 1 in einem Gefäßversuch ermittelt. Dio Pflanzenanzucht erfolgt in einem Sand-/Boden-Gemisch (2:1, m/m, 6,9kg Substrattrockenmasse je nach Mitschorlichgefäß). Je Kulturgefäß sind 15 Pflanzen bei folgendem Nährstoffangobot kultiviert worden: 1,ög N, 0,5g P, ',4g K, 0,3g Mg, 0,6g Ca, 30mg Fe und Mikronährstoffe. Der Wasserverbrauch ist Inglich durch Wägung ermittelt worden und im Anschluß an jede Wägung ist der Wasserverlust (Evapotranspiration) ersetzt worden. Die Kontrollvariante wurdo a jf eine Sollbodenfeuchto von 60% o'er nutzbaren Wasserkapazität angefeuchtet. Die Streßvariante ist während der Produktbildungsphase in drei Trockenphasen von jeweils 1 Woche auf oinon oberen Feuchtesollwert von 35% nWK eingestellt worden. Zugleich wies die Bodenlösung der Kontrollvarianto einen mittleren osmotischen Druck von 0,2 MPa auf. Der osmotische Druck betrug bei der Streßvariante im Mittel der Produktbildungsphase 0,4MPa. Der Streßtoleranzindex (STI) wurde wie folgt ermittelt:
Kornertrag bei Streß (Kontroll- bzw. Wirkstoffvariante) Kornertrag ohne Streß (Kontrollvariante)
Zur Absicherung der Ergebnisse des Gefäßversuches wurde ein Feldversuch auf einem D2-Standort mit geringem Wasserboreitstellungsvermögen durchgeführt. Der Feldversuch ist nach Standardvorschriften angelegt worden. Düngung und Btstundesführung erfolgten nach Normativen für Höchsterträge.
In Gefäß- und Feldversuchen wurden die geprüften Mittel zu DC31 in wässeriger Lösung appliziert (Blattapplikation).
Aus den Untersuchungen geht hervor, daß dio erfindungsgemäßen Mittel den ungünstigen Einfluß abiotischer Belastungen (Streß) auf die Ertragsbildung aufheben können (vgl. Kontrolle mit Streß zu erfindungsgemäßen Mitteln), so daß ein Streßtoloranzindox von ; 1,0 ermittelt werden kann. Die mit Erucasäure angereicherten Gemische waren dabei wirksamer als die natürlichen Fettsäuregemische aus Brassica napus cv. Sollux.
Im Vergleich zu bekannten Wachstumsregulatoren war die biologische Aktivität der erfindungsgemäßon Mittel höher (Tabelle 1)
Beispiel 2: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf Ertragsmerkmale von Zuckerrüben bei zeitweilig mäßigem Streß
Die Prüfung der erfindungsgemäßen Mittel erfolgte auf einem Lößstandort in einem Feldversuch nach Standardvorschrifton (Parzellcngrößo der Ernteparzelle: 11 m?, Anzahl der Wiederholungen 4). Aussaat, Düngung und Pflege sind nach praxisüblichen Vorschriften durchgeführt worden. Die erfindungsgemäßen Mittel sind in wässeriger Lösung ~ 1 Woche nach BeMandosschluß appliziert worden (Blattapplikation). Die Rüben wurden maschinell geerntet, gewaschen und danach gewogen. Das Rübenblatt wurde ungewaschen gewogen.
In Untersuchungen an Zuckerrüben bewirkte das erprobte erfindungsgemäße Mittel unter mäßigen Streßbelcstungcn eine gesteigerte Biomassebildung gegenüber unbehandelten Kontrollen. Die biologische Aktivität dar erfindungsgemäßen Mittel war zugleich höher als die molekül- bzw. dosisspezifische Aktivität der Veigleichssubstanz (Tabelle 2).
Beispiel 3: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Knollenertrag von Kartoffeln unter zeitweiligen Streßbedingungen
Die Prüfung der erfindungsgemäßon Mittel wurde auf einem V1 -Standort im Rahmen eines nach Standardvorschriften angelegten Feldversuches mit 4 Wiederholungen pro Variante (Parzellengrösso 10mJ) durchgeführt. Diu erfindungsgemäßon Mittel sind zu Blühboginn in wässriger Lösung auf die oberirdischen Pflanzenteile gesprüht worden.
Nach der Applikation herrschte ein j 2wöchige hohe Trockenbelastung.
Unter zeitweiligem Trockenstreß bewirkten die erfindungsgemäßen Mittel einen ökonomisch bedeutsamen Ertragsanstieg. Besonders wirksam war das erucasäureangereicherte Fettsäuregemisch als Kaliumsalz. Ebenso wio bei anderen Fruchtarten war die molekulare biologische Aktivität der erfindungsgemäßen Mittel höher als diejenige der Vergleichssubstanzen (Tabelle 3).
Tabelle 1: Einfluß der erfindungsgemäßen Mitte' auf den Kornertrag und Streßindex (STI) von Sommergerste (Sorte Salome) unter Streßbedingungen
Mittel Versuchs Streßbedin Kornertrag STI
(Dosis) form gungen
a) erfindungsgemäß
Fettsäuregemisch I Gefäß(G)- mit Streß 47,2gG '* 1,00
(10ppm,6mlG ') versuche
Fettsäuregemisch I mit Streß 47,2gG" 1,00
(100ppm,6mlG ')
Fettsäuregemisch I ohne Streß 50,2g G " 1,06
(10ppm,6mlG ')
Fettsäuregemisch Il . mit Streß 46.2gG ' 0,98
<10ppm,6mlC ')
Fettsäuregemisch Il mit Streß 49,6gG " 1.06
(100ppm,6mlG 1I
Fettsäuregemisch Il ohneStreß 48,8 g G " 1,04
(10ppm,6mlG ')
b) Vergleichsvariante
Chlorcholinchlorid mit Streß 45,OgG' 0,96
(3000 ppm, 6mlG ')
Monoethanolamin mit Streß 46,6gG " 0,99
(1000 ppm, 6 ml G ')
c) ohne Mittel Gefäß(G)· mit Streß 42,7 g G ' 0,91
versuche
(Kontrolle) ohneStreß 47.0g G" 1,00
a) Fettsäuregemisch I Feldver mit Streß 52,6 dt ha ' _
als Kaliumsalz such
(0,1 kg ha')
c) ohne Mittel Feldver mit Streß 49,3 dt ha ' -
(Kontrolle) such
" Signifikanz: α s 0,05, Gefaßversuch Vergleich mit Kontrollvar:-"-|e (ohne Mitlei) untor Streßbedingungen
Tabelle 2: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Ertrag von Zuckerrüben bei ze itweilig mäßiger Trockenheit und zusätzlicher Salzbclastung
Mittel Bestimmungsgröße Ertrag
(dt ha ',rel).
a) erfindungsgemäß
Fettsäuregemisch I Frischmasse 1350 (108)'·'
als K-SaIz insgesamt
(0,1 kg ha ')
Trockenmasse 157 (106)
insgesamt
b) Vergleichsprüfglied
Monoethanolamin Frischmasse 1360 (108)'"
2 kg ha '
insgesamt
Trockenmasse 154 (104)
insgesamt
c) ohne Mittel
Kontrolle Frischmasse 1255 (100)
insgesamt
Trockenmasse 148 (100)
insgesamt
"' Tfcndsichefung hei Q i 0,1
Tabelle 3: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Knollenertrog der Kartoffeln (Sorte Adretta) unter Streßbedingungen
Mittel Knollenertrag
(Dosis kg ha ') (dt-ha1)
a) erfindungsgemäß
Fettsäuregemisch I als Kaliumsalz 650
(0,05 kg ha ')
Fettsäuregemisch Il als Kaliumsalz 673
(0,05kg ha"1)
Fettsäuregemisch Il als Kaliumsalz 697'
(0,02 kg ha1)
b) Vergleichsprüfglieder
Monoethanolamin 660
(2 kg ha ')
Chlorcholinchlorid 648
(1,5kgha ')
c) ohne Mittel
(Kontrolle) 635
Signitikan;: α S 0,05

Claims (2)

  1. Patentansprüche:
    1. Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz von Kulturpflanzen, insbesondere zur Erhöhung der Trocken- und Salztoleranz von Kulturpflanzen, gekennzeichnet dadurch, daß sie neben üblichen Hiifs- und Trägerstoffen als Wirkstoff Fettsäuregemische pflanzlicher Herkunft mit einem Masseanteil der C22:i-Fettsäurefraktion von >35% enthalten.
  2. 2. Mittel gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß diese pflanzlichen Fettsäuregemische, vorzugsweise aus Samen von Brassica napus ssp. napus cv. Sollux gewonnen und dabei insbesondere als Kaliumsalz nach einer Anreicherung der C22 i-Fraktion in diesen Fettsäuregemischen auf > 85% verwendet werden.
    Anwendungsgebiet der Erfindung
    Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Erhöhung der Streßtoloranz von Kulturpflanzen. Es kann insbesondere zur Verbesserung der Toleranz bei Kulturpflanzen gegenüber abiotischer, Stressoren in der landwirtschaftlichen Pflanzenproduktion angewendet werden.
    Charakteristik des bekannten Standes der Technik
    Es ist bekannt, daß Ertragsdepressioner. vorrangig durch physiologische Trockenheit verursacht werden. Darüber hinaus weisen etwa 1 Milliarde ha landwirtschaftlicher Nutzfläche der Erde ertragssenkende Salzgehalte im Bodensubstrat auf. Auch im humiden Klimazonen steigt 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 ertragssenkenden Salzeffekte werden beispielsweise Bodenbehandlungen mit Gips vorgenommen, did aber mit einem enormen Transport- und Energieaufwand verbunden sind. Es ist ferner bekannt, durch Züchtung von salztoleranten Pflanzen das Salzproblem zu lösen. Wesentliche Erfolgo Konnten auf diesem Wege aber noch nicht erreicht werden. Durch Einsatz von Phytohormonon und synthetischer Wirkungsanaloga der Phytohormone sind bekanntlich Verbesserungen möglich (DD-PS 218260, DD-PS 217408, DD-PS 217409 und DD-PS 217410). Auch bei Anwendung von wachstumsregulierend wirkenden quaternären Ammoniumbasan 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 Gibberelline und 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 Einfluß en überschritten werden, so daß kann keine Ertragsvorteile durch Mitteleinsatz resultieren. Ferner ist die Herstellung von P.iytohormonen sehr kostenaufwcidig und der Einsatz von Chlorcholinchlorid mit toxikologischen Problemen behaftet. Toxikologisch ungünstig sind auch salzstreßabschwächende Hydroxylaminderivate (DD-PS 216159) zu bewerten. Durch Anwendung von Brassinoliden kann die Salztoleranz, Kälteresistenz und Resistenz gegenüber Herbiziden bei Kulturpflanzen unter Umgehung toxikologischer Nachteile erhöht werden (JP-PS 60-113567, DEOS 3533633). Zugleich wird in Einzelpllanzcnexperimenten unter bestimmten Voraussetzungen die biologische Stoffproduktion von Getreide und Kartoffeln mit höherer Signifikanz als bei PhytoKormonen gesteigert (DE-OS 3533633, JP-PS 57-118503). Dieser Ertragsanstieg ist jedoch infolge der hohen Präparatekosten nicht eindeutig effektiv. Eine Salztoleranzverbesserung, dio zugleich mit einer ertragssteigernden Wasserhaushaltsoptimierung gekoppelt ist, wird durch biopene und synthetische Ethanolamine an Einzelpflanzen und in Feldbeständen erreicht (DD-PS 255871, DD-PS 151104), wobei dio Aufwandmengen üblichen Normen für Wachstumsregulatoren entsprechen und die molare biologische Aktivität Standardwerte nicht übersteigt. Aus umwelthygienischer 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 biologische Wirkungen ermittelt wurden.
    Ziel der Erfindung
    Ziel der Erfindung ist es, Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz von Kulturpflanzen, insbesondere zur Erhöhung der Salz- und Trockentoleranz, zu schaffen, die kostengünstig herstellbar sine und toxikologisch günstige Eigenschafton besitzen sowio hinsichtlich des Umweltschutzes unbedenklich sind.
    Darlegung des Wesens der Erfindung
    Der Erfindung lieg', die Aufgabe zugrunde, Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz, insbesondere zur Erhöhung der Trocken- und Salztoleranz, zu entwickeln, deren Anwendung zur Förderung der biologischen Stoffproduktion führt und bereits bei geringer Dosis eine signifikante biologische Aktivität entfaltet.
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