DD287191A5

DD287191A5 - Mittel zur erhoehung der stresstoleranz und der ertragswirksamen wasserausnutzung bei landwirtschaftlichen kulturpflanzen

Info

Publication number: DD287191A5
Application number: DD33219789A
Authority: DD
Inventors: Hans Bergmann; Gerd Meisgeier; Beate Voigt; Barbara Vier; Horst Mueller; Siegfried Martin
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-02-21

Abstract

Die Erfindung betrifft neue Mittel zur Erhoehung der Stresztoleranz und der ertragswirksamen Wasserausnutzung bei landwirtschaftlichen Kulturpflanzen, insbesondere Getreide. Erfindungsgemaesz enthalten die Mittel neben ueblichen Hilfs- und Traegerstoffen als Wirkstoff ein Fettsaeuregemisch mikrobieller Herkunft, bei dem die Kettenlaenge der Fettsaeuren einen Bereich von 12 bis 18 Kohlenstoffatomen umfaszt und der Anteil an gesaettigten Fettsaeuren 98% und an verzweigtkettigen iso- und anteiso-Fettsaeuren 50% betraegt.{Stresztoleranz; Kulturpflanzen; Getreide; Fettsaeuregemische; Wasserausnutzung; Wirkstoffe; gesaettigte Fettsaeuren; verzweigtkettige Fettsaeuren}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Mittel, die bei Kulturpflanzen zur Erhöhung der Ausnutzung des ertragsbegrenzenden Wasserangebotes angewendet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Der gegenwärtige Strand 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 dan stomataschließenden Chemikalien gehören

u.a. Phenylquecksilberacetat, aliphatische Epoxy·, Hydroxy- und Ketonmonocarbonsäuren (DD-PS 96002, DD-PS 75420, DE-

OS 1767829), Decenylbemsteinsäure und einige Arylsulfonate. Wasserdampfschwerdurchlässige Filme bilden beispielsweise Alkohole mit einer Kettenlänge von Cn bis C₂2 im Gemisch mit Ethylenoxid und ölsäure sowie Organo-Silioiumverbindungen (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 effektorbedingto 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 Einsaubedenken.

Weiterhin werden mikrobiell erzeugte Produkte genutzt, um den Ertrag der Kulturpflanzen auch bei zeitweilig ungünstigen

klimatischen Bedingung Jn zu stabilisieren. So wird Biolipidextrakt aus der mikrobiellen Gewinnung von Futtereiweiß eingesetzt (DD-PS 253729).

Da Biolipidextrakt neben Hefelipiden 40 bis 50% einer Erdöldestillatfraktion enthält, ist ein Einsatz bei Aufwandmengen bis zu

10 Gew.-% in den wäßrigen SpriUbrühen (200 bis 400 l/ha) aus ökologischer Sicht nachteilig.

Die Nutzung mikrobiell gewonnener Fettsäuregemische im Kettenlängenbereich von Ci? bis C,₈ mit einem Anteil an Ci;_:i-Fettsäuren von 25 bis 35% und an C|₇-Fettsäuren insgesamt von 30 bis 45% (DD-PS 226472) oder Fettsäuregemischen mit

einem Anteil von C₎₈- bis ^-Fettsäuren >70% und einem obligatorischen Anteil an C22:i-Fettsäuren, vorzugsweise >45% (DD-PS 226471) hat den Nachteil, daß bei dem hohen Anteil an ungesättigten Fettsäuren Veränderungen durch

Autoxidationsprozesse erfolgen können. Die zur Erhöhung der ertragswirksamen Wasserausnutzung ebenfalls vorgeschlagenen F.ettsäuregemische im Kettenlängenbereich C₂₂ bis C₁₄ (DD-PS 237779) sowie Hopanoide, insbesondere Hop-22(29)-en (DD- PS 258171) haben den Nachteil, daß sie auf Grund ihres ausgesprochen lipophilen Charakters schwierig zu formulieren sind. 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 und hinsichtlich des Umweltschutzes unbedenklich sowie einfach formulierbar sind.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel zur Erhöung der Wasserausnutzung im Stoffbildungsprozeß von Kulturpflanzen zu entwickeln, deren Anwendung nicht zur Hemmung der biologischen Stoffproduktion führt und bereits bei geringor Dosis eine hohe biologische Aktivität sowohl im Wurzel- als auch Sproßwachstum entfaltet.

Erfindungsgemäß enthalten derartige Mittel neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoff ein Fettsäuregemisch mikrobieller Herkunft, bei dem die Kettenlänge der Fettsäuren einen Bereich von 12 bis 18 Kohlenstoff-Atomen umfaßt, der Anteil an gesättigten Fettsäuren >98% und an verzweigkettigen iso- und anteiso-Fettsäuren >50% beträgt.

Die Fettsäuregemische können mit Hilfe bekannter Verfahren »us mik^uleHen Biomassen thermophiler, acidophiler oder

alkalophiler Bakterienstämme gewonnen werden. Die Fettsäuregemische können auch in Form von fettsäurehaltigen oder mit

Fettsäuren angereicherten Fraktionen zum Einsatz kommen. Die erfindungsgemäßen Mittel sind in erster Linie zur Ertrngsstabilisierung, Förderung des Jungpflanzwachstums und zur Effektuierung des Wasserhaushaltes von Kulturpflanzen, insbesondere von Getreide, einsetzbar. Die mikrowellen Fettsäuren zeigen bereits bei sehr geringer Dosis eine hohe Aktivität. Sie sind gegenüber Luft· und Lichteinwirkung unempfindlich, so daß bei Lagerung bzw. im agrochemischen Verfahren die biologische Wirksamkeit

unverändert erhalten bleibt. Mit bekannten Formulierungsrnitteln sind die Fettsäuregemische problemlos einsetzbar, u.a.

können sie auch In Form ihrer Salze zur Anwendung kommen.

Die nachfolgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung. Ausführungsbeispiel Beispiel 1: Einfluß von Fettsäuregemischen mikrobieller Herkunft auf die Wasserausnutzung von Sommergerste (Sorte Salome) unter Streßbelastung

Der Einfluß von Fettsäuregemischen mikrobieller Herkunft auf die Wasserausnutzung wurde in einem Gefäßversuch ermittelt. Die Pflenzenanzucht (bis FEEKES-Stadium 2) erfolgte auf Quarzsant (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).

Tabelle 1: Einfluß der FS-Fraktionen von TP32 und SAL auf Wurzel-, Sproßtrockenmasse und WasserausnuUung von

Sommergerste in einem Gefäßversuch unter Streßbelastung (Sorte .Salome"; Wirkstoffapplikation zu DC10/11, eml/Gefäß Ernte zu DC14/15; η = 4)

Variante	Parameter	Konzentrati'' η	1	Wurzel-TM	Sproß-TM	Wasserausnutzung	3,98
		ppm	10	mg rel.	mg rel.	Gesamt-TM	= 100
			100			mg TM/g H₂O	84,3*
			1			rel.	107,9
Kontrolle.	+ -	_	100	306	592	109,1*
		_	= 100"	= 100	101,2
Kontrolle	+ +	-	116,7⁺	133,4*	105,3
TP32	+ -	128,9⁺	132,2⁺	110,0
TP32		110,4	106,2
TP32	+ -	102,9	94,7
SAL		129,9	119,4*
SAL	+ -	119,2*	100

Jemerkung: + - Bodenfeuchte 65%nF\bte DC10/11, danach 35%nFÄb!s zur Ernte ++ ständige Bodenfeuchte von 65%nFÄ

1) + Signifikanz bei Prüfung von Variante gegen die Kontrolle bei α = 0,05.

Das in den Gefäßkulturen verbrauchte Wasser (aktuelle Evapotranspiration) wurde durch täglich wiederholte Wägung ersetzt. Das Transpirationsquantum pro Mitscherlichgefäß wurde durch Substraktion des Evapotranspirationsanteils vom Wasserverbrauch/Gefäß errechnet

Die Ausnutzung des angeeigneten Wassers in der biologischen Stoffproduktion (WUE) wurde wie folgt errechnet:

_w .,. _ erzeugte Biotrockenmasse/g Gesamtbiomasse Transpirationsquantum/kg in Vegetationszeit

Tabelle 1 zeigt, daß bereits bei geringer Aufgabekonzentration der mikrowellen Fettsäuregemische unter Streßbelastung (+-] ein besseres Wurzelwachsum bzw. eine verbesserte Wasserausnutzung als bei der nicht gestreßten Kontrollvariante (++) erreicht wurde.

Beispiel 2: Herstellung der mikrowellen Fettsäuregemisch Die im Beispiel 1 als Wirkstoffe verwendeten Fettsäuregemische wurden wie folgt hergestellt: Die sprüh- bzw. gefriergetrockneten Biomassen von Bacillus stearothermophilus spec, und von einer thermophilen Bakterlenmischpopulation gezüchtet auf Sulfitablauge (SAL) werden mit organischen Lösungsmitteln bzw. Lösungsmittelgemischen extrahiert. Aus den Extrakten wurden die Fettsäuren nach alkalischer Hydrolyse in bekannter Weise

gewonnen. Die Fettsäuregemische hatten die in Tabelle 2 angeführte Zusammensetzung.

Tabelle 2: Zusammensetzung der Fettsäuregemische mikrobieller Herkunft

Fettsäuren	TP32	SAL
i C14:0(12-CH₃)	1,4	0,6
ai C 14:0 (12-CH₃	2,0	-
C14:0	1,1	1,3
i C 15:0 (13-CH₃	9,1	3,9
ai C 15:0 (13-CH₃)	—	-
C15:0	3,4	2,3
i C 16:0 (14-CH₃)	41,6	32,5
C16:0	14,7	31,3
i C 17:0(15-CH₃)	10,5	7,0
ai C 17:0 (15-CH₃)	4,2	7,5
C17:0	3,4	2,7
i C18:0(16-CH₃)	2,2	2,3
ai C 18:0 (16-CH₃)	-	-
C 18:0	1,3	2,4
gesättigt	100	100
verzweigtkettig	71	54

Claims

1. Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz und der ertragswirksamen Wesserausnutzung bei landwirtschaftlichen Kulturpflanzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoff ein Fettsäuregemisch mikrobieller Herkunft enthalten, bei dem die Kettenlänge der Fettsäuren einen Bereich von 12 bis 18 Kohlenstoffatomen umfaßt und der Anteil an gesättigten Fettsäuren >98% und an verzweigtkettigen iso- und anteiso-Fettsäuren > 50% betrügt.

2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fettsäuregemisch in Form von Alkaliseifen zur Anwendung kommt.

3. Mittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß fettsäurehaltige Lipidextrakte zur-Anwendung kommen.