PL248638B1

PL248638B1 - Zastosowanie soli amoniowych zawierających kation L-karnitynianu alkilu oraz anion gentyzynianowy jako ukorzeniacze roślin dwuliściennych oraz kompozycja ukorzeniacza roślin dwuliściennych

Info

Publication number: PL248638B1
Application number: PL448555A
Authority: PL
Inventors: Adriana Olejniczak; Paulina Jarzyna; Michał NIEMCZAK; Michał Niemczak
Original assignee: Politechnika Poznanska
Priority date: 2024-05-14
Filing date: 2024-05-14
Publication date: 2026-01-05
Also published as: PL448555A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest zastosowanie gentyzynianów L-karnitynianów alkilowych o wzorze ogólnym 1, gdzie R oznacza nierozgałęziony łańcuch alkilowy o długości od 2 do 18 atomów węgla jako ukorzeniacze dla roślin dwuliściennych, a także kompozycja ukorzeniacza roślin dwuliściennych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie soli amoniowych zawierających kation L-karnitynianu alkilu i anion gentyzynianowy jako ukorzeniacze roślin dwuliściennych, a także kompozycja ukorzeniacza roślin dwuliściennych.

Ukorzeniacze należą do biostymulatorów, czyli grupy związków usprawniających procesy metaboliczne roślin. Wspomagają rozwój systemu korzeniowego i pozwalają na efektywniejsze pobieranie składników odżywczych, niezbędnych do prawidłowego rozwoju rośliny, na każdym etapie jej życia. W skład ukorzeniaczy wchodzą hormony, pobudzające roślinę do wzrostu oraz przyspieszające tworzenie owoców. Hormonami, które naturalnie występują w roślinie są auksyny np. kwas indolilo-2-octowy (IAA) oraz kwas fenylooctowy (PAA). Ukorzeniacze mają istotne znaczenie w przemyśle rolniczym i spożywczym z uwagi na coraz większe zapotrzebowanie na żywność, spowodowane stale zwiększającą się populacją ludzi na świecie. Stosowanie takich czynników pobudzających wzrost znacznie zwiększy roczne zbiory.

L-karnityna jest surowcem pochodzenia naturalnego występującym w tkance nerwowej, mięśniach szkieletowych i w sercu. W organizmie człowieka syntezowana jest w wątrobie i nerkach, z aminokwasów lizyny i metioniny. Znajduje ona swoje zastosowanie jako suplement diety sportowców, ponieważ wspomaga wydolność mięśniową podczas intensywnych ćwiczeń. Jest ona również dodatkiem do diety i wspomaga redukcję niechcianej tkanki tłuszczowej. L-karnitynę jako pochodną betainy można zaliczyć do surowców zielonej chemii. Nie jest toksyczna dla środowiska, nie powoduje, więc jego degradacji.

L-karnityna wspomaga wzrost rośliny w warunkach stresowych: w przypadku braku dostatecznej ilości światła, tlenu, czy wody. Przyspiesza i wspiera prawidłowy rozwój wielu roślin hodowlanych. Możemy więc przypuszczać, że jest przyszłością dla przemysłu rolniczego, który dąży do zminimalizowania negatywnego wpływu stymulatorów wzrostu na ekosystem.

Kwas gentyzynowy to związek organiczny należący do grupy kwasów fenolowych. Występujący w postaci jasnożółtych kryształów. Naturalnie pozyskuje się go z korzenia goryczki. Swoje zastosowanie znajduje gównie w przemyśle kosmetycznym. Rozjaśnia powstałe na skórze zmiany pigmentacyjne i zapobiega powstawaniu nowych, dzięki temu, że jest silnym inhibitorem enzymu potrzebnego do syntezy melaniny, czyli tyrozynazy. Znany jest ze swojego łagodnego i bezpiecznego działania.

Należy podkreślić, że związki zawierające w kationie ester alkilowy L-karnityny oraz anion gentyzynanowy zostały już opisane w zgłoszeniu wynalazku o numerze PL447659 pt. „Nowe czwartorzędowe sole amoniowe zawierające kation L-karnitynianu alkilu oraz anion gentyzynianowy, sposób ich otrzymywania oraz zastosowanie jako nowe formy antyoksydantów”. Jednak zastosowanie tych związków jako efektywne ukorzeniacze nie zostało opisane w niniejszym dokumencie oraz w ramach aktualnego stanu wiedzy nie wynika, że tego typu połączenia kation-anion mogą być skuteczne pod kątem tego konkretnego zastosowania. Dlatego też w świetle aktualnego stanu wiedzy zastosowanie gentyzynianów L-karnitynianu alkilu będących przedmiotem niniejszego wynalazku jako ukorzeniacze roślin dwuliściennych stanowi nowość naukową.

Istotą wynalazku jest zastosowanie soli amoniowych zawierających kation L-karnitynianu alkilu oraz anion gentyzynianowy zawierających w swojej strukturze wiązanie estrowe, o wzorze ogólnym 1, gdzie R stanowi nierozgałęziony łańcuch alkilowy o długości 2, 6, 12 i 18 atomów węgla, jako ukorzeniacze dla roślin dwuliściennych - korzystnie w postaci roztworów wodnych, w których stężenie substancji czynnej wynosi od 0,0044 g/L do 0,44 g/L.

Zidentyfikowane związki to:

• Gentyzynian L-karnitynianu etylu • Gentyzynian L-karnitynianu heksylu • Gentyzynian L-karnitynianu dodecylu • Gentyzynian L-karnitynianu oktadecylu

Kompozycję ukorzeniacza roślin dwuliściennych stanowi roztwór wodny soli amoniowych, zawierających w kationie wiązanie estrowe, o wzorze ogólnym 1, gdzie R oznacza nierozgałęziony łańcuch alkilowy o długości 2, 6, 12 i 18 atomów węgla, w stężeniu od 0,0044 g/L do 0,44 g/L.

Wynalazek przedstawiono na poniższych przykładach. Badania aktywności fitotoksycznej otrzymanych soli wykonano zgodnie z normami OECD (OECD, Test No.8: Terrestrial Plant Test: Seedling Emergence and Seedling Growth Test, OECD Publishig, no. July, 2006), z użyciem zestawu Phytotoxkit,

PL 248638 Β1 pozwalających na obserwacje kiełkowania i wczesnego wzrostu roślin. Przeprowadzono je na przykładzie wybranej rośliny testowej - pieprzycy siewnej (Lepidium sativum). 60 g gleby (17,5 g suchej masy) nasączono 40 cm³ wody demineralizowanej, w której rozpuszczone były wybrane sole w ilości odpowiadającej dawce 0,88, 8,8 i 88 g w przeliczeniu na 200 L cieczy użytkowej, co odpowiada stężeniu 0,0044 g/L, 0,044 g/L oraz 0,44 g/L. Stężenia dobrano tak, by ilość badanego związku odpowiadała 10, 100 i 1000 mg/kg suchej ziemi. Następnie gleby nasączone odpowiednimi roztworami wprowadzono na płytki w objętości 40 cm³ w przeliczeniu na 60 g ziemi, po czym przykryto filtrem papierowym i w jego górnej części nałożono 10 nasion, w jednym rzędzie, zachowując równe odstępy od siebie. Próbę kontrolną stanowiła gleba nasycona jedynie wodą demineralizowaną, w której w ten sam sposób ułożono rośliny testowe. Próbki inkubowano w pozycji pionowej, wtemperaturze 25°C, bez dostępu światła przez okres 7 dni. Po upływie założonego czasu badania wykonano zdjęcia końcowych płytek i kolejno, przy użyciu programu ImageJ, wyróżniono korzenie i ich długość, po czym obliczono ich średni przyrost.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-ekonomiczne:

• Sole amoniowe zawierające w kationie wiązanie estrowe i anion gentyzynianowy wykazują działanie ukorzeniające dla roślin dwuliściennych, wspomagając grawitropizm dodatni;

• Sole amoniowe zawierające w kationie wiązanie estrowe anion gentyzynianowy stosowane są w postaci roztworów wodnych, co stanowi dodatkową zaletę w świetle ochrony środowiska, z powodu ograniczania wprowadzania dodatkowych rozpuszczalników do ekosystemu;

• Dzięki obecności w cząsteczce łatwo rozszczepialnego wiązania estrowego są bardziej podatne na proces degradacji pod wpływem czynników biotycznych;

• Związki, które dzięki kationowi pochodzenia naturalnego - karnityny, charakteryzują się niską toksycznością; L-karnityna, stanowiąca źródło kationu w strukturze związku jest naturalnie występującym surowcem, który jest stosunkowo tani i łatwo dostępny. Naturalne, nietoksyczne źródło anionu stanowi kwas gentyzynowy, który nie został dotychczas zastosowany jako ukorzeniacz roślin.

Związki znajdujące zastosowanie jako ukorzeniacze roślin dwuliściennych to:

1. Gentyzynian L-karnitynianu etylu [KarnC2][Gent]

2. Gentyzynian L-karnitynianu heksylu [KamCs][Gent]

3. Gentyzynian L-karnitynianu dodecylu [KarnCi2][Gent]

4. Gentyzynian L-karnitynianu oktadecylu [KarnCis][Gent]

Kompozycję ukorzeniacza roślin dwuliściennych stanowił roztwór wodny soli amoniowych zawierających kation L-karnitynianu alkilu oraz anion gentyzynianowy, o wzorze ogólnym 1, gdzie R oznacza nierozgałęziony łańcuch alkilowy o długości o 2, 6, 12 i 18 atomów węgla tj:

1. Gentyzynian L-karnitynianu etylu [KarnC2][Gent]

2. Gentyzynian L-karnitynianu heksylu [KamCs][Gent]

3. Gentyzynian L-karnitynianu dodecylu [KamCi2][Gent]

4. Gentyzynian L-karnitynianu oktadecylu [KarnCis][Gent] w stężeniu od 0,0044 g/L do 0,44 g/L.

Wyniki ukazujące przyrost korzenia względem kontroli dla rośliny dwuliściennej - pieprzycy siewnej (Lepidium sativum), wykonane zgodnie z metodyką opisaną powyżej, przedstawiono w tabeli 1.

Tabela 1

Przyrost korzenia względem kontroli dla rośliny dwuliściennej - pieprzycy siewnej (Lepidium sativum)

Nr	Związek	Przyrost długości względem kontroli [%]
0,0044 [g/L] 10 mg/kg suchej ziemi	0,044 [g/L] 100 mg/kg suchej ziemi	0,44 ]g/L] 1000 mg/kg suchej ziemi
1	[KarnCi] [Gent]	4,8	64,8	27,2
2	[Kani C„] [Geni]	6,0	20,8	10,0
3	[KarnC₁₂][Gent]	18,8	95,6	9,6
4	[KarnCi₈][Gent]	130,8	-	66,4

PL 248638 Β1

Wszystkie testowane związki powodowały wzrost długości korzenia pieprzycy siewnej względem próby kontrolnej. Przyrost ten wahał się od 6% dla [KarnCs][Gent] w dawce 10 mg/kg suchej ziemi do ponad 130% dla [KarnCis][Gent] zaaplikowanego w tej samej dawce. We wszystkich próbkach większość nasion wykiełkowała, przy czym najmniejsza ilość wystąpiła na płytce o najwyższym stężeniu (1000 mg/kg suchej ziemi) dla [KarnCi2][Gent]. Wyjątek stanowił [KarnCi8][Gent] w stężeniu 100 mg/kg. W tej próbie wykiełkowało tylko kilka nasion. Najlepszymi wynikami charakteryzował się [KarnCi8][Gent], który pozwolił na uzyskanie korzeni o długości większej średnio aż o 130% względem długości korzenia próby kontrolnej.

Claims

1. Zastosowanie gentyzynianów L-karnitynianów alkilowych o wzorze ogólnym 1, gdzie R oznacza nierozgałęziony łańcuch alkilowy o długości od 2 do 18 atomów węgla jako ukorzeniacze dla roślin dwuliściennych.

2. Zastosowanie gentyzynianów L-karnitynianów według zastrz. 1 znamienne tym, że stosuje się je w postaci roztworów wodnych, w których stężenie substancji czynnej wynosi od 0,0044 g/L do 0,44 g/L.

3. Kompozycja ukorzeniacza roślin dwuliściennych znamienna tym, że stanowi ją roztwór wodny gentyzynianów L-karnitynianów alkilowych, o wzorze ogólnym 1, gdzie R stanowi nierozgałęziony łańcuch alkilowy o długości od 2 do 18 atomów węgla, w stężeniu od 0,0044 g/L do 0,44 g/L.