DD301775A5

DD301775A5 - Mittel zur erhoehung der stresstoleranz von kulturpflanzen

Info

Publication number: DD301775A5
Application number: DD32403288A
Authority: DD
Inventors: Hans Dr Agr Dr Sc Nat Bergmann; Hans Dr Sc Agr Eckert; Guenter Kaczmarek; Gerd Dipl-Agr-Ing Meisgeier; Horst Dr Rer Nat Mueller; Claus Dr Agr Weber
Original assignee: Hydrierwerk Rodleben Gmbh; Forschzent Bodenfruchtbarkeit
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1993-12-16
Also published as: DD280029A1

Abstract

Mittel zur Erh"hung der Streß- vorrangig Trockentoleranz von Kulturpflanzen, insbesondere Getreide, durch Beigabe einer oder mehrerer neuer Wirkstoffe zu üblichen Hilfs- und Tr"gerstoffen. Die neuen Wirkstoffe sind Fetts"uremono- und/oder Diethanolamide von Fetts"uren, insbesondere Pflanzenfetts"uren, die mindestens 50 % C ind 22:1, C ind 18:2 und C ind 18:3 enthalten. Zur Wirkungsverst"rkung k"nnen zus"tzlich aliphatische Diamine mit 2 bis 5 C-Atomen oder Spermidin zugesetzt werden.{Mittel; Stresstoleranz; Fettsäureethanolamide; Diamine; C ind 22:1-Fettsäurereste}

Description

einer ertragssteigernden Wasserhaushalisoptimiorung gekoppelt ist, wird durch biogono und synthetische Ethanolamine an Einzelpflanzen und in Feldbeständen erreicht (DD-PS 255871, DD-PS 151104), wobei die Aufwandmengen aus umwelthygienischer Sicht zwar üblichen Normen für Wachstumsregulatoren entsprechen, die molare biologische Aktivität der Brasinolido aber nicht erreichen.

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 os, neue Mittel zur Erhöhung der Streßtoleranz von Kulturpflanzen, insbesondere zur Erhöhung der Trockentoleranz, mit günstigen toxikologischen Eigenschaften zu entwickeln.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel zur Erhöhung der Trockentoleranz von Kulturpflanzen, zu entwickeln, die kostengünstig herstellbar sowie toxikologisch unbedenklich sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel zur Erhöhung der Streß-, vorrangig Trockentoleranz von Kulturpflanzen neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoff ein Gemisch von Fettsäureethanolarniden gemäß allgemeiner Formel I

Il ^h B₁-C —N <"'

in der

R, = Fettsäurerest pflanzlicher Herkunft mit 13 bis 21 C-Atomen, R₂ = -H oder-CHr-CH₂-OH und R₃ = -CH₂-H₂-OH

bedeuten, enthalten.

Das dem Fettsäurerest zugrunde liegende Pflanzenöl wird vorzugsweise aus dem Samen von Brassica napus ssp napus und Brassica rapa ssp oloifera oder Gemische daraus mit einem Massenanteil von über 50% an C₂₂J-, Ci₈₂- und C_l8:3-Fettsäuren, gewonnen.

Die Wirkung der Streßtoleranz wird durch Zugabe von Diaminen gemäß Formel Il

NH₂-(CH₂I_n-NH, (II)

wobei η Werte von 2 bis 5 annehmen kann oder durch Spermidin entsprechend Formel III

H₂N-(CH₂)₃-NH-(CH₂)₄-NH₂ (III)

verstärkt.

Der Vorteil bei Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel liegt darin, daß zur Erzielung der gleichen produktionsbiologischen Wirkung gegenüber bekannten Mitteln ein geringerer Aufwand bzw. bei Anwendung vergleichbarer Mengen ein Ertragsanstieg um über 10% eingetreten ist.

Als Ausgangsprodukt für die Fettsäurediethanolamide eignen sich besonders natürliche Trirjlvzeride, deren Gesamtfettsäure als Hauptbestandteil mehrals40%C_22:i, 15 bis 20% C₁₈;? und 5 bis 10% C_18:3 Fettsäuren, mindestens aber 50% davon, enthalten.

In den folgenden Ausführungsbeispielen wurde ein Fettsäuredicthanolamid eingesetzt, dem ein Triglyzerid folgender Gesamtfettsäure zugrunde lag:

C_U:0 = 0,1 %, C₁₈₀ = 3,3%, C_l6:1 = 0,3%, C,_e:0 = 0,9%, C,_8:, = 17,7%, C_l8:2 = 15,0%, C,_8:3 = 10,5%, C_2O;o = 0,6%, C₂₀;, = 6,9%, C_20:2 = 0,4%, C_22:0 = 0,5"!O, C_22:1 = 42,5%, C_22:2 = 0,6%, C_24:0 = 0,7%,

Jodzahl = 104, Verseifungszahl = 174

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1

Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Ertrag und die Wasserausnutzung von Sommergerste unter Streßbedingungen. Der Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Ertrag und die Wasserausnutzung wurde im Beispiel 1 in einem Gefäßversuch mit Sommergerste (cv. Salome) untersucht. Die Pflanzenanzucht erfolgte in einem Boden/Sandgemisch (1:2m/m, 6,9kg Substrattrockenmasse pro Mitscherlichgefäß). Je Anzuchtgefäß sind 15 Pflanzen bei folgendem Nährstoffangebot kultiviert worden: 1,6g N; 0,5g P; 1,4g K; 0,3g MG; 0,6g Ca; 30mg Fe und Mikronährstoffe.

Der Wasserverbrauch ist durch tägliche Wägung der Gefäße ermittelt worden und im Anschluß an jede Wägung ist der Wasservoi lust ersetzt worden.

Die erfindungsgemäßen Mittel wurden über Blattapplikation den Pflanzen zugefühi t.

Die Bewertung der Streßtoleranz erfolgte über den Ertrag und die Wasserausnutzung im Ertragsbildungsprozeß.

Die Wasserausnutzung (WUE) wurde wie folgt bestimmt:

WUE = vorbrauchte Wassermenge

Aus den Untersuchungen geht hervor (Tab. 1), daß die erfindungsgemäßen Mittel gegenüber dem Vergleichprüfglied bei geringer Aufwandmenge eine gleiche oder bessere produktionsbiologische Wirkung entfalten.

Beispiel 2

Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Kornertrag von Sommergerste unter Streßbedingungen Der Einfluß der orfindungsgemäßen Mittel wurde in einem Feldversuch mit Sommergerste (cv. Salome) auf einem flachgründigen haplic Phaeozem unter starkem Trockenstreß geprüft. Der Feldversuch wurde nach Standardvorschriften angelegt (Parzellengröße 20m², 5 Wiederholungen je Prüfglied). Die Düngung erfolgto nach Normativen für hohe Erträge. Die erfindungsgemäßen Mittel wurden über Sproßapplikation den Pflanzenbeständen zugeführt.

Zur Beurteilung der Streßintensitat wurde in den unbehandelten Prüfgliedern (Kontrollvarianten) durch zusätzliche Bewässerung (150mm) der Trockenstreß stark vermindert. Neben dem Ertrag ist der Streßtoleranzindex (STI) wie folgt ermittelt worden:

STh

Kornertrag bei Streß Kornertrag ohne Streß

Im Foldexperiment bewirkten die erfindungsgemäßen Mittel einen beachtlichen Ertragsanstieg um 13%, wenn die Pflanzenbestände unzureichend mit Wasser versorgt wurden. Besonders günstig ist eine Kombination des Diethanolamids der Rapsfettsäuren der ssp sollux (gemäß der allgemeinen Formel I) mit Spermidin (gemäß Formel III) zu bewerten.

Tabelle 1: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf Ertrag und Wasserausnutzung bei Sommergerste unter Streßbedingungen

Mittel	Dosis	Kornertrag	Biotrockenmasse (TM)	WUE-Gesamt	WUE-Korn
	(mg/Gefäß)	(rel.)	(rel.i	(rel.)	(rel.)
a) erfindungsgemäß
FS-E-Amid"	1,0	108,2**	106,8*	106,9*	108,4**
DAP"	1,0	103,5	102,7	102,9	103,8
Put"	1,0	103,7	104,0	104,1	104,3
FS-E-Amid	1,0	109,8**	109,1*	108,3*	110,0**
plus DAP	1,0
FS-E-Amid	1,0	110,2**	109,9**	111,0**	110,5"
plus Put	1,0
b) Vergleichprüfglied
Monoethanolamin	10(= Optimal	106,1*	105,0	106,6*	107,9*
	dosis)
c) ohne Mittel
Kontrolle mit Streß		100	100	100	100
		50,6	84,0	3,33	2,00
		(g/Gefäß)	(g/Gefäß)	(g TM/kg H₂O)	(g Korn/kg H₂O)

ι) FS-E-Amid = Ethanolamid von Rübölfetts'ure gemäß Formel I nach Beispiel 3 DAP = Diaminopropan Put = Putrescin + α < 0,05 + + α < 0,01

Tabelle 2: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Kornertrag von Sommergerste unter Streßbedingungen

MiUeI	Dosis	Kornertrag	STI
	(kg/ha)	(dt/ha)
a) erfindungsgemäß
FS-E-Amid	1,0	60,8'-'	0,84'*'
FS-E-Amid	1,0	62,3*	0,86'*'
+ Spd"	0,1
Spd"	0,1	57,3	0,79
b) Vergleichprüfglied
Monoethanolamin	1,5	58,1	0,80
c) ohne Mittel
Kontrollemit Streß	-	55,0	0,76
(KontrolleohneStreß)		(74,3)	(1,0)

l+),a = 0,1:+ α-0,05 1) Spd = Spermidin

Claims

1. Mittel zur Erhöhung der Streß- vorrangig Trockentoleranz von Kulturpflanzen, insbesondere von Getreide, gekennzeichnet dadurch, daß sie neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoffe Mono- und/oder Diethanolamide von Fettsäuregemischen gemäß der allgemeinen Formel I, vorzugsweise aus Fettsäuren pflanzlicher Herkunft wie von Brassica napus ssp. napus und Brassica rapa ssp. oleifera mit einem Massee-iteil an C_22:1-, C_18:2 und Ci_8:3-Fettsäuren < 50%, enthalten

^Rl ~ ^C "* ^N (Formell)

wobei für R₁ ein Fettsäurerest mit 13 bis 21 C-Atomen pflanzlicher Herkunft, für R₂ = -H oder -CH₂-CH₂-OH, R₃ = -CH₂-CH₂OH stehen.

2. Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Fettsäuregemische vorrangig mehr als 40%C_22:1,15bis20%C_18;1 und 5 bis 10% C_18:2-Fettsäureanteile enthalten.

3. Mittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur Wirkungsverstärkung zusätzlich Diamine der allgemeinen Formel Il

NH₂-(CH₂J_n-NH₂ (Formel II)

in der für η = 2,3, 4 oder 5 stehen können oder Spermidin der Formel III

H₂N-(CH₂)3-NH-(CH₂)₄-NH₂ (Formel III)

eingesetzt werden.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindungsgemäßen Mittel können zu' Verbesserung der Toleranz bei Kulturpflanzen gegenüber abiotischen Stressoren angewendet werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß Ertragsdepressionen vorrangig durch physiologische Trockenheit verursacht werden. Darüber hinaus weisen etwa 1 Milliarde ha landwirtschaftlicher Nutzfläche der Erde ertragssenkende Salzgehalte im Bodensubstrat auf. Auch in humiden Klimazonen steigt die Salzkonzentration im Bodenwasser während zeitweiliger Trockenheit vor allem bei hoher M.neraldüngung, 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, die aber mit einem enormen Transport- und Energieaufwand verbunden sind. Es ist ferner bekannt, durch Züchtung von salztoleranten Pflanzen das Salzproblem zu lösen. Wesentliche Erfolge konnten auf diesem Wege aber noch nicht erreicht werden. Durch Einsatz von Phytohorm onen und synthetischen Wirkungsanaloga der Phytohormonen sind bekanntlich Verbesserungen möglich (DD-PS 218260, DD-PS 217408, DD-PS 217409 und DD-PS 217410). Auch bei Anwendung von wachstumsregulierend wirkenden quarternären 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 Gibberelline und Cytokinine mit Phytihormoncharakter 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. Ferner ist die Herstellung von Phytohormonen sehr kostenaufwendig und der Einsatz von Chlorcholinchlorid mit toxikologischen Problemen behaftet. Toxikologisch ungünstig sind auch salzstreßabschwächende Hydroxylaminderivate (DD-PS 216'i59) zu bewerten. Durch Anwendung von Brassinoliden kann die Salztoleranz, Kältei esistenz und Resistenz gegenüber Herbiziden bei Kulturpflanzen unter Umgehung toxikologischer Nachteile erhöht werden (JP 113567/85, DE-OS 3 533 633). Zugleich wird in Einzelpflanzenexperimenten unter bestimmten Voraussetzungen die biologische Stoffproduktion von Getreide und Kartoffeln mit höherer Signifikanz als bei Phytohormonen gesteigert (DE-OS 3533033, JP-OS 57-118503). Dieser Ertragsanstieg erfolgt jedoch ohne nachweisbaren positiven Einfluß auf den Pflanzenwasserhaushalt. Eine Salztoleranzverbesserung, die zugleich mit