专利汇可以提供Mittel zur Verbesserung des pflanzlichen Stressverhaltens专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且Mittel zur Verbesserung des Verhaltens von Pflanzen gegenüber abiotischem Streß, enthaltend eine synergistische Mischung aus mindestens einem Wirkstoff aus der Gruppe der Abscisinsäure und ihren Analogen mit mindestens einem Wirkstoff aus der Gruppe der Wachstumsretardantien.,下面是Mittel zur Verbesserung des pflanzlichen Stressverhaltens专利的具体信息内容。
Die Erfindung betrifft Mittel zur Verbesserung des Verhaltens von Pflanzen gegenüber abiotischem Streß, welche eine Mischung von Wirkstoffen mit synergistischer Wirkung enthalten und Verfahren zur Verbesserung des pflanzlichen Streßverhaltens.
Abiotische Streßfaktoren wie Wassermangel, Bodenversalzung und zu niedrige oder zu hohe Temperaturen limitieren in erheblichem Umfang die Produktivität von landwirtschaftlich und gärtnerisch genutzten Pflanzen. Aber auch bei krautigen Zierpflanzen und bei Ziergehölzen können ungünstige klimatische Bedingungen und ebenso auch künstlich verursachte Streßbedingungen wie z.B. Verpflanzungsschock oder große Mengen an Streusalzen im Wurzelbereich zu deutlichen wirtschaftlichen Verlusten führen.
Bis zu einem gewissen Grad lassen sich die oben beschriebenen Schädigungen durch physikalische Verfahren vermeiden oder verringern: Neben dem Beseitigen der eigentlichen Schadensursache wie Wasserzufuhr bei Wassermangel oder Heizen bei Frostgefahr kommen in beschränktem Umfang filmbildende Substanzen, z.B. gegen Wasserverlust oder lichtreflektierende Verbindungen, z.B. gegen eine übermäßige Erhitzung der Sproßteile, zum Einsatz.
Bekannt ist, daß das natürlich vorkommende Pflanzenhormon Abscisinsäure (nachstehend abgekürzt mit ABA, siehe Römpps Chemie-Lexikon, 8. Aufl., S. 26 und 27, 1979) das pflanzliche Streßverhalten günstig zu beeinflussen vermag. Dabei können sich Pflanzen bis zu einem gewissen Umfang durch die Veränderung ihres endogenen Gehalts an ABA an bereits eingetretene Streßsituation anpassen. Eine künstliche Zugabe von ABA kann dementsprechend genutzt werden, um Pflanzen auf zu erwartende Streßsituationen einzustellen. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise ein übermäßiger Wasserverbrauch vermeiden und mithin eine vorgegebene Menge an Wasser effizienter ausnutzen. Einem Einsatz der ABA in der landwirtschaftlichen Praxis steht jedoch ihr sehr hoher Preis und die ungenügende Wirkungsdauer entgegen.
Positive Effekte auf das pflanzliche Streßverhalten lassen sich auch mit preisgünstigeren synthetischen Analogen der ABA erzielen (vgl. Rademacher et al. 1987 in: Plant Growth Regulators for Agricultural and Amenity Use [A.F. Hawkins, A.D. Stead, N.J. Pinfield, Eds.], BCPC Publications, Thornton Heath, GB, pp 53-66). Jedoch ist es auch hier wünschenswert, die Substanzkosten pro Flächeneinheit weiter zu reduzieren und die Wirkungsdauer der Verbindungen zu verlängern.
Weiterhin ist bekannt, daß man die Widerstandskraft von Pflanzen gegenüber abiotischem Streß auch durch Wachstumsretardantien und mit ihnen strukturell verwandten Verbindungen verbessern kann (J. Jung, W. Rademacher [1983] in: Plant Growth Regulating Chemicals, Vol. 1 [L.G. Nickel, Ed.], CRC Press, Boca Raton, USA, Seiten 253-271; R.A. Fletcher, G. Hofstra [1985], Plant Cell Physiol. 26, 775; J.F. Shanahan, D.C. Nielsen [1987], Agron.J. 79, 103; L.X. Zhang et al. [1987], Crop Sci. 27, 531; H.M. Anderson, N.D.S. Huband [1987] in: Plant Growth Regulators for Agricultural and Amenity Use [A.F. Hawkins, A.D. Stead, N.J. Pinfield, Eds.], BCPC Publications, Thornton Heath, GB, pp. 45-50). Unter dem Begriff Wachstumsretardantien werden allgemein Verbindungen verstanden, die das Längenwachstum des Sprosses reduzieren, ohne dabei Pflanzenschäden zu verursachen. Abgesehen von wenigen Ausnahmen hat sich auch der Einsatz von Wachstumsretardantien gegen Schäden durch abiotischen Streß nicht in der landwirtschaftlichen Praxis durchsetzen können. Haupthindernis ist hier eine zu hohe Unsicherheit im Behandlungserfolg.
Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein effektiveres Mittel zur Verbesserung des pflanzlichen Streßverhaltens zu finden.
Demgemäß wurde gefunden, daß eine synergistische Mischung aus mindestens einem Wirkstoff aus der Gruppe der Abscisinsäure und ihren Analogen mit mindestens einem Wirkstoff aus der Gruppe der Wachstumsretardantien besonders gut zur Regulierung des Verhaltens von Pflanzen gegenüber abiotischem Streß geeignet ist.
Die kombinierte Anwendung von ABA oder ABA-Analogen mit Wachstumsretardantien erhöht die Widerstandskraft von Pflanzen stärker als aus der Summe der Einzeleffekte bzw. nach einer Berechnung gemäß S.R. Colby (Weeds 15, 20) zu erwarten gewesen wäre. Gleichzeitig wurde auch eine Verlängerung des Andauerns der Resistenz verzeichnet.
Aus der ersten Gruppe sind neben Abscisinsäure I
Als Wachstumsretardantien lassen sich die folgenden Verbindungen mit gutem Erfolg als Synergisten verwenden:
Solche Ammoniumsalze sind z.B. in der DE-OS 22 07 575 oder der deutschen Anmeldung P 37 09 806.3 (EP 88104320.2) beschrieben. Die Salze leiten sich von anorganischen oder organischen, nicht phytotoxischen Säuren, vorzugsweise HBr oder HCl, ab.
Wachstumsregulatorisch wirksame Triazolverbindungen sind z.B. in der europäischen Anmeldung 88104320.2, in British Crop Protection Conference - Weeds 1982, Vol. 1, BCPC Publications, Croydon, 1982, Seite 3, in Plant Cell Physiol. 25, 611, in Pestic.Sci. 19, 153, in J.Agron.Crop.Sci. 158, 324 oder in J.Plant Growth Regul. 4, 181 beschrieben.
Besonders hervorzuheben sind Verbindungen, worin der Rest R für eine tert.-Butylgruppe und A für Phenyl, p-Chlorphenyl, p-Trifluormethylphenyl, o,p-Dichlorphenyl oder Cyclohexyl steht. Beispielsweise seien die folgenden Verbindungen aufgeführt:
Die in den erfindungsgemäßen Mitteln enthaltenen Wirkstoffe können gemeinsam oder auch nacheinander in den Lebensraum von Pflanzen gebracht werden. Dies kann geschehen durch eine Saatgutbeizung, eine Applikation über das Substrat (über die Wurzel) oder durch eine Sproßbehandlung.
Je nach gewünschtem Effekt, Applikationsart, Pflanzenspecies, Entwicklungsstadium der zu behandelnden Pflanzen und einzusetzenden Mitteln wird die Aufwandmenge der einzelnen Wirkstoffe variiert. Bei der Saatgutbehandlung werden im allgemeinen Wirkstoffmengen von jeweils 0,001 bis 50 g je Kilogramm Saatgut, vorzugsweise 0,01 bis 10 g benötigt. Für die Wirkstoffe (I) und (II) allerdings Mengen von 1 g bis 1000 g, vorzugsweise 10 g bis 200 g je Kilogramm Saatgut. Für die Blatt- und Substratbehandlung sind im allgemeinen Gaben von 0,01 bis 10 kg/ha, bevorzugt 0,05 bis 3 kg/ha, als ausreichend zu betrachten.
Das Verhältnis Abscisinsäure bzw. Analoge zu Wachstumsretardantien kann in weiten Grenzen schwanken. Bei Applikation über das Substrat hat sich beispielsweise ein Gewichtsverhältnis von 0,1:1 bis 1000:1 bewährt. So können die Verbindungen IIb:Va oder VIIa bis Xa vorzugsweise im Verhältnis 5:1 bis 1000:1, insbesondere 5:1 bis 100:1 angewendet werden. Bei Blattapplikation hat sich beispielsweise ein Gewichtsverhältnis von 100:1 bis 1:100 bewährt. So können die Verbindungen IIa:Va oder VIIa bis Xa im Verhältnis von 50:1 bis 1:50, insbesondere 10:1 bis 1:10 verwendet werden. Bei der Bodenbehandlung kombiniert mit einer Blattbehandlung haben sich Gewichtsverhältnisse von 100:1 bis 1:1000 bewährt. So können die Verbindungen IIb:IIIa vorzugsweise im Verhältnis von 1:1 bis 1:500, insbesondere 1:1 bis 1:100 verwendet werden. Dabei wird das Piperidiniumchlorid IIIa über den Boden appliziert und die Blattbehandlung mit IIb durchgeführt.
Die erfindungsgemäßen Mittel können in Form üblicher Formulierungen angewendet werden wie Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, Stäube, Pulver, Pasten und Granulate. Die Anwendungsformen richten sich ganz nach den Verwendungszwecken; sie sollen in jedem Fall eine feine und gleichmäßige Verteilung der wirksamen Substanz gewahrleisten. Die Formulierungen werden in bekannter Weise hergestellt, z.B. durch Verstrecken des Wirkstoffs mit Lösungsmitteln und/oder Trägerstoffen, gegebenenfalls unter Verwendung von Emulgiermitteln und Dispergiermitteln, wobei im Falle der Benutzung von Wasser als Verdünnungsmittel auch andere organische Lösungsmittel als Hilfslösungsmittel verwendet werden können. Als Hilfsstoffe kommen dafür im wesentlichen in Frage: Lösungsmittel wie Aromaten (z.B. Xylol, Benzol), chlorierte Aromaten (z.B. Chlorbenzole), Paraffine (z.B. Erdölfraktionen), Alkohole (z.B. Methanol, Butanol), Amine (z.B. Ethanolamin), N,N-Dimethylformamid und Wasser; feste Trägerstoffe wie natürliche Gesteinsmehle (z.B. Kaoline, Tonerden, Talkum, Kreide) und synthetische Gesteinsmehle (z.B. hochdisperse Kieselsäure, Silikate); Emulgiermittel oder sonstige oberflächenaktive Mittel, wie nichtionogene und anionische Emulgatoren (z.B. Polyoxyethylen-Fettalkohol-Ether, Alkylsulfonate) und Dispergiermittel wie Lignin-Sulfitablaugen und Methylcellulose. Bevorzugt ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen in wäßriger Lösung gegebenenfalls unter Zusatz von mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln wie Methanol oder anderen niederen Alkoholen, Aceton, N,N-Dimethylformamid oder N-Methylpyrrolidon. Die Formulierungen enthalten im allgemeinen zwischen 0,1 und 95 Gew.% an Wirkstoffen, vorzugsweise zwischen 0,5 und 90 Gew.%.
Die Formulierungen bzw. die daraus hergestellten gebrauchsfertigen Zubereitungen, wie Lösungen, Emulsionen, Suspensionen, Pulver, Stäube, Pasten oder Granulate werden in bekannter Weise angewendet, beispielsweise im Vorauflaufverfahren, im Nachauflaufverfahren oder als Beizmittel.
Die erfindungsgemäßen Mittel können in diesen Anwendungsformen auch zusammen mit anderen Wirkstoffen vorliegen, wie z.B. Herbiziden, Insektiziden, anderen Bioregulatoren und Fungiziden, oder auch mit Düngemitteln vermischt und ausgebracht werden.
Beispiele für Formulierungen sind:
Die erfindungsgemäßen Mittel sind geeignet, die Widerstandskraft der Pflanzen gegen verschiedene Formen des abiotischen Stresses zu erhöhen. Die Wirkungsart und die Wirksamkeit hängt dabei vor allem ab
Aus der Reihe der verschiedenartigen Anwendungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Mittel im Pflanzenanbau werden einige nachstehend erwähnt.
- die Öffnungsweite der Stomata reduziert wird,
- eine dickere Epidermis und Cuticula ausgebildet werden,
- die Durchwurzelung des Bodens verbessert wird,
- das Mikroklima im Pflanzenbestand durch einen kompakteren Wuchs günstig beeinflußt wird.
Von Bedeutung ist diese Wirkung aber auch für Containerpflanzen, die z.B. bei Transport und Lagerung unter Wassermangelstreß geraten können. Weiterhin geraten viele Pflanzen - insbesondere Bäume oder Strächer - nach dem Verpflanzen unter Wassermangel, da ihr Wurzelsystem beschädigt ist. Auch hier lassen sich Schädigungen vermeiden oder zumindest reduzieren.
In den folgenden Beispielen wird die Wirkung der erfindungsgemäß verwendbaren Mittel gezeigt, ohne die Möglichkeit weiterer Anwendungen auszuschließen.
Bei diesen Beispielen wurde nach der Methode von S.R. Colby (Weeds 15, 20) derjenige Wert E errechnet, der bei einer nur additiven Wirkung der Einzelwirkstoffe zu erwarten ist.
Die Berechnung erfolgt nach
X = Prozentsatz Wirkung mit Präparat A bei einer Aufwandmenge a
Y = Prozentsatz Wirkung mit Präparat B bei einer Aufwandmenge b
E = zu erwartende Wirkung (in % durch A+B bei den Aufwandmengen a+b bedeuten.
Ist der beobachtete Wert höher als der nach Colby errechnete Wert E, so liegt eine synergistische Wirkung vor.
Kürbiskeimlinge der Sorte Riesenmelone, gelb genetzt, wurden in 200 ml Plastikbechern auf Vermiculit als Substrat unter Zugabe einer ausreichenden Menge an Nährsalzen angezogen [Tag-Nacht-Rhythmus von 14:10 Stunden mit 26°C: 18°C; Lichtintensität ca. 240 µE m⁻² sec⁻¹ (400-700 nm); 45 % relative Feuchte; einheitlicher Wassergehalt des Substrates]. Alle Vegetationspunkte oberhalb der Kotyledonen wurden entfernt, um so ein Pflanzenmaterial zu erhalten, dessen transpirierende Oberfläche einheitlich durch die Keimblätter bestimmt war. Etwaige Einflüsse der applizierten Substanzen auf die Sproßoberfläche und damit eine Verfälschung der Resultate konnten somit vermieden werden.
Nach dem vollständigen Ausdifferenzieren der Keimblätter wurde die Bewässerung mit wäßrigen Lösungen der Wirkstoffe IIb und Va und einer Kombination davon vorgenommen. Der jeweilige Wasserverbrauch wurde täglich über einen Zeitraum von 15 Tagen erfaßt. Die in der Tabelle angegebenen Resultate zeigen, daß es bei der Kombination der Wirkstoffe IIb und Va zu einer Verminderung des Wasserverbrauchs kommt, die intensiver ist als die Summe der Wassereinsparung bei einzeln applizierten Wirkstoffen. In der Kombination wird darüber hinaus zur Erzielung dieses Effektes deutlich weniger an den Wirkstoffen IIb und Va verbraucht.
Gurkenpflanzen der Sorte Delikatess wurden über 15 Tage bei 30°C in der Klimakammer vorkultiviert. Die Wirkstoffe IIa und Va wurden als 10⁻⁴ molare wäßrige Lösungen bis tropfnaß auf die Pflanzen (je 100 pro Versuchsvariante) gesprüht. Nach einer Einwirkungszeit von 24 Stunden wurden die Gurkenpflanzen für 10 Stunden einer Temperatur von +2°C ausgesetzt, um danach wie vorher weiterkultiviert zu werden. Die Überlebensrate der Pflanzen wurde anschließend im Abstand von zwei Tagen durch visuelles Abschätzen ermittelt. Die gefundenen Ergebnisse sind in der Fig. 1 dargestellt.
Aus der Fig. 1 geht hervor, daß der Kühleschaden der Gurkenpflanzen durch die einzeln applizierten Wirkstoffe IIa und Va deutlich reduziert werden kann, daß aber dennoch spätestens 12 Tage nach Kühleexposition alle Pflanzen abgestorben sind. Die Kombination beider Wirkstoffe führt dagegen durch synergistische Wechselbeziehungen zu einem deutlich verbesserten Effekt: 12 Tage nach dem Kühlestreß zeigt sich eine bei ca. 50 % stabilisierte Überlebensrate.
Bezogen auf den Tag 10 nach der Kühlebehandlung ist die Überlebensrate
Maispflanzen der Sorte Früher Goldprinz wurden über 10 Tage bei 30°C in der Klimakammer vorkultiviert. Die Wirkstoffe IIa und Va wurden als 10⁻⁴ molare wäßrige Lösungen bis tropfnaß auf die Pflanzen (je ca. 100 pro Versuchsvariante) gesprüht. Nach einer Einwirkungszeit von einem Tag wurden die Maispflanzen für 24 Stunden einer Temperatur von +2°C ausgesetzt, um danach wie vorher weiterkultiviert zu werden. Die Überlebensrate der Pflanzen wurde nach weiteren 15 Tagen durch visuelles Abschätzen ermittelt. Die gefundenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Wie die Tabelle 2 zeigt, wird auch bei Maispflanzen ein Kühlestreß durch die Kombination der Wirkstoffe IIa und Va synergistisch in seiner Wirkung gemildert.
Die Überlebensrate ist
Maispflanzen der Sorte Dea wurden in 500 ml Kunststoffgefäßen mit Torfkultursubstrat unter Gewächshausbedingungen angezogen. Nach 7 Tagen erfolgte eine Bodenbehandlung mit Wirkstoff IIIa (N,N-Dimethylpiperidiniumchlorid, 36 mg/Topf). 12 Tage später wurde Wirkstoff IIb als wäßrige Emulsion auf die Pflanzen gesprüht (0,17 mg/Gefäß). Nach einer Einwirkungszeit von 2 Tagen wurden die Pflanzen für 6 Tage einer Temperatur von + 1,5°C ausgesetzt. Anschließend wurden die Pflanzen im Gewächshaus für 12 Tage weiterkultiviert. Durch Kühle geschädigte Pflanzen starben in diesem Zeitraum ab. Durch die Wirkstoffe geschützte Pflanzen wuchsen in dieser Zeit weiter, so daß Unterschiede im Frischgewicht ein geeignetes Maß für Kühleschäden darstellen.
Tabelle 3 zeigt, daß die Kombination der Wirkstoffe IIb und IIIa zu einer synergistischen Verminderung der Kühleschäden führt.
Jeweils 14 Gerstenpflanzen der Sorte Aura wurden in 5 Mitscherlichgefäßen angezogen. Als Substrat diente ein lehmiger Sandboden, dem eine ausreichende Menge an Nährsalzen zugeführt wurde. Die Kultur der Pflanzen erfolgte im Jahr 1988 unter den klimatischen Verhältnissen von Limburgerhof (Deutschland) bei freilandartigen Bedingungen. Die Pflanzen wurden lediglich bei ungewöhnlich niedrigen Temperaturen sowie bei Regenfällen durch eine Überdachung geschützt. Die Bewässerung der Pflanzen erfolgte nach Bedarf, wobei großer Wert auf einen gleichmäßigen Wassergehalt des Substrats gelegt wurde.
Am sechsten Tag nach der Vollblüte (01.06.1988) wurden die Sproßteile der Pflanzen mit wäßrigen Aufbereitungen der Wirkstoffe IVa (Chlormequatchlorid), Va, VIIa, VIIIa und IXa besprüht. Eine Behandlung mit dem Wirkstoff IIb erfolgte an den Tagen 6, 13 und 21 nach Vollblüte. Dazu wurden jeweils 6 mg des Wirkstoffs IIb in wäßriger Aufbereitung auf das Substrat appliziert. Der Wasserverbrauch der Pflanzen wurde bis zum Zeitpunkt der einsetzenden Totreife bestimmt. In der Tabelle 4 sind die Gesamtverbrauchswerte an Wasser vom Beginn der Behandlung bis zur einsetzenden Totreife angegeben. Dabei zeigt sich, daß der wassereinsparende Effekt von IIb durch die Substanzen IVa, Va, VIIa, VIIIa und IXa synergistisch gesteigert wird.
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