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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regulierung des Pflanzenwachstums.
Es wurde gefunden, dass gewisse Phosphonsäurederivate eine bemerkenswerte Fähigkeit zur Regelung des Wachstums von Pflanzen aufweisen. In der Vergangenheit sind bereits viele Typen von Verbindungen zur Verwendung als Pflanzenwachstumsregulatoren vorgeschlagen worden und einige dieser Verbindungen haben praktische Verwendung gefunden. Wie andere Pflanzenwachstumsregulatoren können die erfindungsgemäss verwendeten Phosphonsäurederivate in Abhängigkeit von einer grossen Vielfalt von Faktoren die verschiedensten Wirkungen auf Pflanzen ausüben, wobei zu diesen Faktoren beispielsweise das Stadium im Lebensablauf einer Pflanze, in welchem sie auf dieselbe aufgebracht werden, die Konzentration, mit der sie auf die Pflanze aufgebracht werden, usw., zählen.
Die erfindungsgemäss vorgeschlagenen Phosphonsäurederivate können bei geeigneter Anwendung sehr bemerkenswerte und vom praktischen Gesichtspunkt wertvolle Wirkungen ergeben, wie Einleitung und Verstärkung der Blüte, Unterdrückung des Spitzenwachstums (AuxinAktivität), Erhöhung der Zweigbildung bei gewissen Pflanzenarten, Erhöhung des Proteingehaltes gewisser Pflanzen, Hervorrufung von Blattabwurf und Fruchtabwurf, Herabsetzung des Umlegens (lodging) bei Getreidefrüchten, Bohnen und Erbsen auf ein Minimum, Abbrechen des Ruhe- (Schlaf) - Zustandes in Samen, Knollen und Wurzeln, Verleihung von Frostbeständigkeit, Reifungseffekte usw.
Einige dieser Pflanzenwachstumsregulationswirkungen sind früher bereits durch andere Mittel bewirkt worden, doch wurde gefunden, dass bei einem weiten Bereich von Pflanzenspezies und Anwendungsbedingungen die Phosphonsäurederivate, wie sie erfindungsgemäss verwendet werden, Ergebnisse zeitigen, die wenigstens ebenso gut sind wie, und oft überlegen gegenüber jenen sind, die mit üblichen Pflanzenwachstumsregulatoren erzielt werden können, wobei eine bemerkenswert leichte Anwendbarkeit möglich ist, die nachstehend näher erläutert werden wird.
Die Phosphonsäurederivate, die zur Einwirkung gebracht werden, sind hydrolysierbare Phosphonsäurederivate, die bei der Hydrolyse ein Anion der allgemeinen Formel
EMI1.1
(worin
R eine Vinyl-, Allyl-, Halogenäthyl-, Halogenpropyl-, Methoxyäthyl-, Carboxymethyl-, Phos- phonoäthyl-oder substituierte Phosphonoäthylgruppe bedeutet) freisetzen, ausgenommen sind substituierte Phosphonsäuren und deren Abkömmlinge mit der allgemeinen Formel
EMI1.2
worin
R die oben angegebene Bedeutung hat und
Y Hydroxy, 0-salzbildendes Kation (wie z. B. Ba-Na oder 0-1/3 Al), Chlor, Alkoxy-, Aryloxy-,
Aralkoxy-, Heterocyclyloxy-, heterocyclylsubstituierte Methoxy- oder X.
CH2-CH2 -PO (Z) -O- bedeutet, wobei X für ein Halogenatom oder (Y) (Z) (0) P- steht,
Z unabhängig von Y die für Y angegebene Bedeutung hat oder eine Oxykohlenwasserstoff- gruppe, worin die Kohlenstoffkette substituiert oder unsubstituiert, gesättigt oder unge-
EMI1.3
worin 0 einen zweiwertigen, substituierten oder unsubstituierten Benzol- oder heterocyclischen Ring darstellt,
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Verbindungen, wie sie im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens anwendbar sind und bei der Hydrolyse ein Anion der oben angegebenen Formel freisetzen, werden zweckmässigkeitshalber nachstehend zusammenfassend als"die Phosphonsäurederivate"bezeichnet werden.
Phosphonsäurederivate, die von den erfindungsgemäss verwendeten chemisch verschieden sind, sind zur Verwendung in der Landwirtschaft als Herbizide bereits vorgeschlagen worden (s. z. B. US-PS Nr. 2, 927, 014 und Nr. 3, 223, 514), aber die pflanzenwachstumsregulierende Wirksamkeit der gemäss der Erfindung eingesetzten Phosphonsäurederivate unterscheidet sich deutlich von der herbiziden Aktivität, die diese bekannten Verbindungen aufweisen. Obgleich die gemäss der Erfindung eingesetzten Phosphonsäurederivate manchmal im Zussammenhang mit herbizider Wirkung verwendet werden können (so, um das Wachstum schlafender Wurzeln zu beeinflussen, um sie für ein Herbizid empfindlicher zu machen), sind sie als solche nicht in irgendeinem praktischen Sinne als Herbizide anzusprechen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Regulierung des Pflanzenwachstums ist dadurch gekennzeichnet, dass man auf die Pflanzen eine wirksame Menge eines oder mehrerer hydrolysierbarer Phosphonsäurederivate, die bei der Hydrolyse ein Anion der allgemeinen Formel
EMI2.1
(worin
R eine Vinyl-, Allyl-, Halogenäthyl-, Halogenpropyl-, Methoxyäthyl-, Carboxymethyl- oder
Phosphonoäthylgruppe bedeutet) freisetzen, ausgenommen Phosphonsäurederivate der allgemeinen Formel
EMI2.2
worin
R die oben angegebene Bedeutung hat und, falls R eine Phosphonoäthylgruppe bedeutet, der Phosphonosubstituent in der gleichen Weise weiter substituiert sein kann wie die Phos- phonogruppierung am andern Ende der Äthylgruppe, und
Y Hydroxy, 0-salzbildendes Kation (wie z. B. 0-Na oder 0-1/3 Al), Chlor, Alkoxy, Aryloxy,
Aralkoxy, Heterocyclyloxy, heterocyclylsubstituiertes Methoxy oder X.
CH2-CH2-PO (Z)-0- bedeutet, wobei X für ein Halogenatom oder (Y) (Z) (0) P- steht,
Z unabhängig von Y die für Y angegebene Bedeutung hat oder eine Oxykohlenwasserstoff- gruppe, worin die Kohlenstoffkette substituiert oder unsubstituiert, gesättigt oder unge- sättigt ist, bedeutet (wie z. B. O-Cz H 5)'oder
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in 0 einen zweiwertigen, substituierten oder unsubstituierten Benzol- oder heterocycli- schen Ring darstellt, zur Einwirkung bringt.
Soweit festgestellt werden konnte, liegt die pflanzenwachstumsregulierende Wirksamkeit der hydrolysierbaren Phosphonsäurederivate, wie sie erfindungsgemäss eingesetzt werden, in dem oben angegebenen Anion (wobei angenommen wurde, dass das Säurechlorid und-anhydrid unter dessen Bildung hydrolysiert). Ein beliebiges hydrolysierbares Phosphonsäurederivat, das in der Lage ist, dieses Anion durch Hydrolyse freizusetzen, ergibt die gewünschten pflanzenwachstumsregulierenden Wirksamkeiten.
Die Derivate umfassen sowohl Verbindungen, die sehr rasch hydrolysieren, als auch Verbindungen, die nur mit Schwierigkeit einer Hydrolyse unterliegen, möglicherweise auf Grund sterischer Hinderung. Übrigens gibt es auch Verbindungen, die im Laboratorium nur mit Schwierigkeiten hydrolysiert werden können, die aber offenbar durch die Pflanze aufge-
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nommen werden und durch deren enzymatische Systeme sehr leicht einer Hydrolyse unterliegen.
Im allgemeinen werden aber Phosphonsäurederivate empfohlen, die üblicherweise für ihre leichte Hydrolysierbarkeit bekannt sind. Falls aus irgendwelchen Gründen die Verwendung anderer Derivate vorgesehen ist, wird es notwendig sein, festzustellen, ob bei einer speziellen Pflanze unter den speziellen Bedingungen mit dem Derivat die gewünschten Ergebnisse erhalten werden. Falls dies nicht der Fall ist, muss die Wahl der Verbindung so getroffen werden, dass zu einem leichter hydrolysierbaren Derivat übergegangen wird. Eine anfängliche Richtlinie bei der Wahl eines speziellen Phosphonsäurederivats kann im Glashaus erhalten werden, indem unter Anwendung der routinemässigen Standardmethoden die Fähigkeit des Derivats zur Bildung von Epinastie bei Tomatenpflanzen geprüft wird.
Die vorstehend vorgeschlagene Ermittlung der Wuchsbeeinflussung ist dem Pflanzenbiologen an sich bekannt.
Im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens zur Regulierung des Pflanzenwachstums haben sich nachstehende hydrolysierbare Phosphonsäurederivate als besonders wirksam erwiesen :
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Die Ermittlung von Hydrolysierbarkeit kann an Hand der folgenden Methode vorgenommen werden :
Reagentien :
1. Standard 0, 10 n-Natronlauge
2. Thymolblau-Indikator-0, 1 g des Natriumsalzes in 250 ml destilliertem Wasser
Verfahrensweise :
Stufe a) : Genaue Einwaage der Probe in ein Becherglas. Zugabe von destilliertem Wasser in genügender Menge, um die Sonden eines p-Wertmessgerätes, das für PH 9, 0 standardisiert ist, zu bedecken. Zugabe von 5 Tropfen des Indikators und anschliessende Titration der Lösung mit 0, 10 n-Natronlauge, bis ein pH-Wert von genau 9, 6 erreicht ist.
Das Thymolblau ändert die Farbe der Lösung nach blau, sobald der Endpunkt erreicht ist.
Stufe b) : Mässiges Kochen der Lösung während einer halben Stunde auf einer Heizplatte.
Stufe c) : Abkühlung der Lösung auf Zimmertemperatur und Zugabe weiterer 5 Tropfen des Indikators, neuerliche Titration der Lösung bis zum PH-Wert von 9, 60, wobei die verbrauchten ml des Titrationsmittels festgehalten werden.
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Berechnung für 2-Chloräthylenphosphonsäure bzw. deren Anion : (n = Normalität der verwendeten Natronlauge
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G.1. Teile/Million 2-Chloräthylenphosphonsäure bzw. deren Anion in der Probe =
EMI4.2
oder
2. g/l 2-Chloräthylenphosphonsäure bzw. deren Anion in der Probe =
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Zur Möglichkeit, das Anion der 2-Chloräthylphosphonsäure durch Verseifung des zu prüfenden Produktes und Fällung als Mg-Salz direkt nachzuweisen, wird auf Beilsteins
Handbuch der Organischen Chemie, vierte Auflage, drittes Ergänzungswerk, Seite 1780,
2. Absatz, hingewiesen.
Die Phosphonsäurederivate sollen auf spezielle Pflanzen in gewissen optimalen Anwendungsmengen (d. h. entweder bezüglich Konzentration in Lösung oder hinsichtlich Gewicht je Einheit Flächenbereich) angewendet werden und in gewissen Stadien im Wachstumscyclus der Pflanze, falls damit irgendwelche spezielle gewünschte wachstumsregulierende Wirkungen erreicht werden sollen. Obgleich sehr eingehende Forschungen hinsichtlich der wachstumsregulierenden Eigenschaften der Phosphonsäurederivate angestellt worden sind, machen es doch die fast unbeschränkten Variationen der Pflanzenarten und die grosse Verschiedenheit der erwünschten Pflanzenreaktionen in Verbindung mit dem sehr umfassenden Bereich von klimatischen Bedingungen, die vorkommen können, fast unmöglich, hier genaue Anwendungsmengen für alle Zwecke anzuführen.
Solche Anwendungsmengen können jedoch leicht für einen speziellen Fall durch Anwendung von Standardverfahren an sich bekannter Art ermittelt werden. Als allgemeine Richtlinie kann angegeben werden, dass bei Anwendung durch breitwürfiges Säen auf stehende Vegetation die Anwendungsmenge für die Phosphonsäurederivate normalerweise im Bereich von 0, 112 bis 27, 5 bis 33, 6 kg/ha beträgt, wobei üblicherweise innerhalb des engeren Bereiches von 0, 28 bis 17, 92 kg/ha und noch häufiger innerhalb des noch engeren Bereiches von 0, 56 bis 4, 48 kg/ha gearbeitet wird.
Beim Aufbringen durch Beregnen von Bäumen oder Eintauchen von Samen oder Knollen wird die Aufwandmenge der Phosphonsäurederivate üblicherweise im Bereich von 0, 0001 bis 4, 8 Gew.-% und häufiger noch im Bereich von 0, 001 bis 1 Gew.-% liegen. Nähere, ins einzelne gehende Richtlinien bezüglich einer Vielzahl von praktisch wichtigen Anwendungsbereichen auf dem Gebiet der Landwirtschaft werden nachstehend angegeben.
Wie gefunden wurde, bewirken die Phosphonsäurederivate bei entsprechender Anwendung innerhalb der vorgeschlagenen Bereiche eine umfassende Verschiedenheit von Pflanzenwachstumsreaktionen einschliesslich beispielsweise der folgenden :
Erhöhte Ernten :
Die Phosphonsäurederivate können die Erntemengen an Körnerfrucht, insbesondere Hafer (Avena sativa), Weizen (Triticum aestivum) und Gerste (Hordem spp.) erhöhen und ergeben auch erhöhte Ernteerträge bei verschiedenen Arten von Bohnen und bei Baumwolle (Gossypium hirsutum).
Auxin-Aktivität :
Werden die Phosphonsäurederivate beispielsweise in Form einer Lanolinpaste auf eine Seite eines abgeschnittenen Sonnenblumenstiels (Hypocotyl) aufgetragen, so bewirken sie ein Wegbiegen des Hypocotyls von der Anwendungsstelle ; sie sind auch in der Lage, ein Sprossen von unterirdischen Wurzeln einkeimblättriger und zweikeimblättriger Pflanzen hervorzurufen ; ferner können sie eine Zellproliferation hervorrufen und Wurzelbildung einleiten, was sich durch die Ausbildung einer grossen Zahl von wassersaugenden Wurzeln zeigt, die über die gesamte Stiellänge von
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Tomatenpflanzen (Lycopersicon esculentum) auftreten, nachdem diese mit einer wässerigen Lösung der Phosphonsäurederivate besprüht worden sind ;
diese Art der Reaktion macht es möglich, Schnittstellen entweder von behandelten Pflanzen oder nach Behandlung ihrer beschnittenen Enden zu bewurzeln.
Hemmung des Endstellenwachstums, Regelung des Spitzenwachstums, Erhöhung der Zweigbil- dung und Erhöhung der Zweitriebigkeit :
Diese Typen von Pflanzenwachstumsreaktionen können bei einer Vielzahl von Pflanzenarten hervorgerufen werden, wenn letztere mit den Phosphonsäurederivaten behandelt werden, z. B.
Liguster (Ligustrum ovalifolium), Blaubeere (Vaccinum corymbosum), Azalee (Rhododendron obtusum), Sojabohnen (Glycine mas.), Brechbohnen (Phaseolus vulgaris), Tomaten (Lycopersion esculentum), Alligatorkraut (Alternanthua philoxeroides) und Einkeimblätterige, wie Reis (Oryza sativa), Johnsongras (Sorghum halopense) und wilder Hafer (Avena fatua). Diese Art der Reaktion kann auch bei der Bekämpfung von Gräsern auf Strassenrändern von Wert sein. Es ist auch vorgeschlagen worden, dass die Entfernung des Haupttriebes (z. B. durch Abzwicken) ein Wachsen der Reservetriebe ermöglichen soll ; aber es ist auch allgemein festgestellt worden, dass bei Entfernung des Leittriebes einer der Reservetriebe die Aktivität und Vorherrschaft des Leittriebes übernimmt.
Die Anwendung der Phosphonsäurederivate hemmt jedoch üblicherweise die Aktivität des Leittriebes für eine gewisse Zeit, während später ein normales Wachstum des Leittriebes ermöglicht wird und die Bildung normaler Blüten und normaler Früchte erfolgt. Auf diese Weise vermeidet man den ständigen Verlust an Trieben, der mit dem Abschneiden unvermeidlich einhergeht. Einige Pflanzenarten reagieren jedoch verschieden, wenn sie mit den Phosphonsäurederivaten zur Regelung der Spitzenvorherrschaft behandelt werden - die Wachstumshemmung kann sich dabei nicht nur auf den Leittrieb, sondern auch auf seitliche Triebe entlang des Stammes erstrecken. Beispiele für solche Pflanzen sind Tabak (Nicotiana tabacum) und Chrysanthemen (Chrysanthemum sp.). Diese Art der Reaktion ist zur Verhinderung von Schösslingswachstum an Seitentrieben beim Tabak wertvoll.
Erhöhung des Proteingehaltes :
Die Phosphonsäurederivate sind fähig, eine messbare Erhöhung des Blattbereiches, bezogen auf den Stammbereich, bei zahlreichen Pflanzen hervorzurufen und das erhöhte Verhältnis von Blättern zu Stamm führt zu einer Erhöhung des gesamten Proteins, auf die Pflanze bezogen, sowie Modifikation des Proteins, Kohlehydrats, Fetts und Zuckers innerhalb der behandelten Pflanze.
Abwerfen von Laub, Blüten und Früchten :
Wie gefunden wurde, bewirken die Phosphonsäurederivate eine Beschleunigung des Abwerfens von reifem Blattwerk sowohl bei perennierenden als auch einjährigen Pflanzenarten. Sie sind beispielsweise hochaktiv als Entblätterungsmittel bei Baumwolle und die Entblätterungseigenschaften sind auch bei andern Pflanzenarten, wie Rosen, Liguster, Äpfeln, Citrusfrüchten und Rosenkohl, beobachtet worden, sobald die Blätter die Reife erreicht haben.
Das Abwerfen von Blüten und/oder Früchten im Nachgang zur Anwendung der Phosphonsäurederivate ist bei einer Vielzahl von Pflanzenarten beobachtet worden, einschliesslich Äpfel (Malus domestic), Birnen (Pyrus communis), Kirschen (Prunus avium), Walnussbäumen (Carya illinoensis), Weintrauben (Vitus vinifera), Oliven (Olea europaea), Kaffee (Coffea arabica) und Brechbohnen (Phaseolus vulgaris) ; diese Abwurfreaktionen können dazu benutzt werden, um die Blütenproduktion zu regeln, sowie als Hilfsmittel beim Ernten der Früchte.
Beschleunigung der Reifung und Farbbildung bei Früchten :
Die Phosphonsäurederivate haben sich als Reifungsbeschleuniger von Früchten bei einer
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zur Beseitigung der grünen Farbe bei erntereifen Früchten, wie Tomaten (Lycopersicon esculentum) und wieder grüngewordenen Citrusfrüchten, wie Orangen (Citrus sinensis) und Zitronen (Citrus limon).
Verstärktes Blühen und Fruchten :
In geeigneter Anwendung sind die Phosphonsäurederivate zur Erhöhung des Blütenansatzes
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und der Fruchtbildung bei einer Anzahl von wirtschaftlich genutzten Ernten verwendbar, wie
Sojabohnen (Glycine max. ), Brechbohnen (Phaseolus vulgaris), welsche Bohnen (Phaseolus vulgaris) und Zinnien (Zinnia elegans).
Verkümmerung oder Hemmung der Blüten und der Samenentwicklung :
Bei geeigneter Anwendung hemmen die Phosphonsäurederivate die Blütenbildung und/oder bewirken ein Verkümmern bei der Samenentwicklung, beispielsweise bei Johnsongras (Sorghum halepense).
Verhinderung des Umlegen :
Die Anwendung der Phosphonsäurederivate erhöht auch die Widerstandskraft, was zu rascher wachsenden und festeren Pflanzen führt, die in der Lage sind, den natürlichen Tendenzen hin- sichtlich Umlegen Widerstand zu leisten. Diese Wirkung wurde bei einer Anzahl von Pflanzenarten beobachtet, wie z. B. Weizen (Triticum aestivum), Gerste (Hordeum vulgare) und Erbsen (Pisum sativum).
Stimulierung der Samenkeimung und Abbruch des Ruhezustandes :
Die Phosphonsäurederivate haben sich als Stimulantien bei der Keimung von beispielsweise Salatsamen und bei der Beendigung des Ruhezustandes von Knollen, wie Säatkartoffeln, als wirksam erwiesen.
Widerstand gegen Frostschäden :
Die Phosphonsäurederivate scheinen die Härte verschiedener Pflanzenarten, wie beispielsweise Limabohnen (Phaseolus lunatus), zu erhöhen.
Hormon-oder Epinastie-Effekte :
Die Phosphonsäurederivate haben sich als geeignet erwiesen, Hormon- oder Epinastieeffekte bei verschiedenen Pflanzen, einschliesslich insbesondere Tomaten (Lycopersicon esculentum), zu bewirken.
Zusammenwirken mit andern Wachstumsregulatoren :
Die Phosphonsäurederivate können zusammen mit andern Pflanzenwachstumsregulatoren, wie Maleinsäurehydrazid und Naphthalinessigsäure, verwendet werden und wirken mit diesen zusammen, wobei synergistische oder antagonistische Reaktionen bei den verschiedenen Pflanzen erzielt werden.
Zusammenwirken mit Herbiziden :
Obgleich die Phosphonsäurederivate keine wesentliche phytotoxische Aktivität als solche aufweisen, können sie in ihrer Eigenschaft als Pflanzenwachstumsregulatoren zusammen mit Herbiziden, beispielsweise mit Aminotriazol, bei der Herbizidbekämpfung von Johnsongras (Sorghum halepense) verwendet werden.
In derartigen Mischungen, welche sowohl ein pflanzenwachstumsregulierendes Phosphonsäurederivat als auch ein Herbizid enthalten, wirken die beiden Komponenten in nicht vorhersehbarer Weise vorteilhaft zusammen. Wie gefunden wurde, wirkt sich, wenn eine so zusammengesetzte Mischung auf eine Pflanze aufgebracht wird, die pflanzenwachstumsregulierende Aktivität zuerst aus, wobei die Stoffwechselaktivität der Pflanze erhöht wird und dadurch viel mehr des Herbizids aufgenommen wird als im Falle der Aufbringung des Herbizids ohne das pflanzenwachstumsregulierende Phosphonsäurederivat. Das pflanzenwachstumsregulierende Phosphonsäurederivat übt somit eine richtige pflanzenwachstumsregulierende Wirkung auf die Pflanze aus, ohne die das Herbizid nicht befähigt sein würde, in dem Ausmasse zu wirken, wie dies in der aus beiden Komponenten zusammengesetzten Mischung der Fall ist.
Die verschiedenen Typen von Pflanzenwachstumsreaktionen, wie sie oben beschrieben sind, sind im allgemeinen schon früher beobachtet worden ; viele von diesen können auch durch Äthylen bewirkt werden, welches offensichtlich im Wachstumszyklus von Pflanzen eine Rolle spielt. Die Rolle des Äthylens in Pflanzenwachstumszyklen ist unter anderem in"Plant Biochemistry", JÅames Bonner und J. E. Varner (1965), Seiten 641-664 erörtert worden. Es ist im übrigen bekannt, Äthylen im wesentlichen in gasförmigem Zustand zur Stimulierung des Blütenansatzes bei Ananas anzuwenden ; s. z. B."Hormonal Control of Plant Growth", N. S. Parihar (1964), Seiten 69 bis 79.
Äthylen wird im technischen Massstab unter Anwendung schwerfälliger Einrichtungen zum Beregnen der Ananaspflanzen mit äthylengesättigten Flüssigkeiten angewendet. Es besteht auch die Praxis, Bananen in einer Atmosphäre zur Reifung zu bringen, die Äthylen enthält. Im übrigen ist auch
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berichtet worden, dass im wesentlichen ähnliche, jedoch weniger starke Wirkungen auf Pflanzengewebe durch andere ungesättigte Kohlenwasserstoffgase bewirkt werden. Der Mechanismus, durch welchen Äthylen und die andern Gase den Wachstumszyklus von Pflanzen beeinflussen, ist von einer Aufklärung weit entfernt, jedoch ist klar, dass diese Verbindungen eine Rolle spielen. Es zeigt sich, dass die Phosphonsäurederivate, wie sie erfindungsgemäss verwendet werden, in ihrer Struktur Molekularkonfigurationen enthalten, die potentiell zu Äthylen od. dgl.
Verbindungen aufgespalten werden könnten.
Es kann nicht mit Sicherheit ausgeschlossen werden, dass nach Anwendung der Phosphonsäurederivate in den wässerigen Lösungen diese manchmal, vielleicht zum Teil ausserhalb der Pflanzen aufgespalten werden, während sie noch in der wässerigen Lösung vorliegen, in welcher sie aufgebracht werden, und dass dabei Äthylen freigesetzt und von den Pflanzen in gasförmiger Form assimiliert wird ; doch scheint dies eher unwahrscheinlich, da selbst bei Stabilisierung der Phosphonsäurederivate gegen hydrolytische Spaltung diese ein grösseres oder geringeres Ausmass an Pflanzenwachstumsregulationsaktivität ausüben, wenn die Aufbringung auf die Pflanzen vorgenommen wird, wie sich beispielsweise durch Epinastieversuche auf Tomatenpflanzen zeigt.
Es wird daher angenommen, dass die Phosphonsäurederivate gemäss der Erfindung ihre wachstumsregulierende Aktivität wenigstens in der überwiegenden Mehrzahl der Fälle durch Assimilation in das Metabolismussystem der Pflanze ausüben. Analytische Untersuchungen haben nämlich gezeigt, dass unmittelbar nach Anwendung Reste dieser Phosphonsäurederivate eine beschränkte Zeit lang im Pflanzengewebe festzustellen sind. Analytische Untersuchungen haben ferner gezeigt, dass bei vielen Pflanzen einige Zeit nach Anwendung der Phosphonsäurederivate das Pflanzengewebe feststellbare Mengen an Äthylen enthält. Daraus kann geschlossen werden, dass die Phosphonsäurederivate im Pflanzengewebe unter Freisetzung von Äthylen aufgespalten werden und dass das auf diese Weise freigesetzte Äthylen seine normalen Funktionen ausübt.
Es tritt jedoch nicht nur ein das Wachstum der Pflanze regulierender Effekt auf, sondern in den meisten Fällen treten gegenüber der natürlichen Entwicklung verstärkte Effekte auf. Analytische Untersuchungen haben zu dem überraschenden Ergebnis geführt, dass wenigstens bei den bevorzugten Phosphonsäurederivaten bei einigen Pflanzenarten die im Pflanzengewebe enthaltene Menge an Äthylen grösser ist, als den Phosphonsäurederivaten zugeschrieben werden kann. Bei Feststellung dieses Phänomens wurde der Eindruck gewonnen, dass die innerhalb des Pflanzengewebes freigesetzte Menge an Äthylen etwa zweimal so gross ist wie jene, die aus der Menge an Phosphonsäurederivaten, die durch diese Gewebe assimiliert werden können, ableitbar ist.
Für den Fall des Zutreffens dieser Feststellung ist es offensichtlich, dass die Assimilierung der Phosphonsäurederivate durch das Pflanzengewebe enzymatische oder andere Systeme in der Pflanze aktivieren muss, die als solche Äthylen erzeugen.
Trotz der sehr umfangreichen Forschungen, die hinsichtlich des Mechanismus angestellt worden sind, auf Grund dessen die gemäss der Erfindung verwendeten Phosphonsäurederivate ihre pflanzenwachstumsregulierenden Eigenschaften ausüben, ist es zur Zeit noch nicht möglich, zu sagen, ob die über den Wirkungsmechanismus aufgestellte Theorie zutreffend ist. Im gegenwärtigen Zeitpunkt wird jedoch angenommen, dass dieser Wirkungsmechanismus die wahrscheinlichste Erklärung für die pflanzenwachstumsregulierende Aktivität dieser Phosphonsäurederivate ist.
Unter dieser Annahme wird die Erfindung darin gesehen, ein Verfahren zur Regelung des Pflanzenwachstums zu schaffen, bei dem auf die Pflanzen eine Menge eines oder mehrerer der vorstehend definierten Phosphonsäurederivate aufgebracht wird, die ausreichend ist, um den auf Äthylen ansprechenden Mechanismus in der Pflanze zu aktivieren.
Ein Hauptvorteil der Phosphonsäurederivate, wie sie erfindungsgemäss verwendet werden, besteht im Vergleich mit den allgemein bekannten Pflanzenwachstumsregulatoren darin, dass sie billiger sind, wodurch die anfänglichen Herstellungskosten erniedrigt werden, und dass sie nahezu alle wasserlöslich sind, wodurch die Kosten für den Ansatz und das Aufbringen vermindert werden.
Irgendwelche Derivate, die nicht wasserlöslich sind, können selbstverständlich in organischen Medien oder in wässerigem Medium einschliesslich organischer Co-Lösungsmittel gelöst werden, oder man kann sie in wässerigen Medien dispergieren, die oberflächenaktive Stoffe und/oder
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Dispergiermittel und/oder Emulgiermittel enthalten. Die Phosphonsäurederivate können auch in oder auf pulverförmigen festen Trägern, wie Vermiculit, Ton, Talk od. dgl., dispergiert werden.
Die Mischungen auf. Basis flüssiger Medien werden im allgemeinen eine wasserähnliche Konsistenz aufweisen und können mit irgendeiner Art üblicher landwirtschaftlicher Sprühgeräte od. dgl. aufgebracht werden. Die Mischungen auf Basis fester Träger können in Form von Pulvern oder Körnern durch entsprechende übliche Verteilungseinrichtungen aufgebracht werden. Obgleich die bevorzugte Methode. der Aufbringung das direkte Aufbringen auf Blattwerk und Stamm der Pflanzen ist, sind die pflanzenwachstumsregulierenden Mischungen, die die Phosphonsäurederivate enthalten, beim Aufbringen auf den Boden, in dem die Pflanzen wachsen, wirksam, da sie offensichtlich durch die Wurzeln in genügendem Ausmass absorbiert werden können, um die gewünschte Pflanzenreaktion zu ergeben.
Obgleich beim Aufbringen der Phosphonsäurederivate auf stehende Ernten und andere Vegetationen der signifikante Faktor die Menge der pflanzenwachstumsregulierenden Phosphonsäurederivate, die von den Pflanzen assimiliert werden, ist, so sind doch die oben angegebenen umfassenden Anwendungsbereiche die Einheitsgrundfläche in der Mehrzahl der Fälle zu empfehlen, wobei hinzuzufügen ist, dass die angegebenen Mengen an Phosphonsäurederivaten im allgemeinen in flüssigen Ansätzen mit genügend wässerigen oder andern flüssigen Verdünnungsmitteln aufgebracht werden sollen, so dass das gesamte versprühte Volumen etwa 9, 352 bis 935, 2 l/ha oder ungefähr 10 bis 1000 l/ha beträgt.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens können pflanzenwachstumsregulierende Mischungen verwendet werden, die ein oder mehrere der vorstehend definierten Phosphonsäurederivate zusammen mit einem flüssigen Lösungsmittel oder Dispergiermedium oder einem pulverförmigen und/oder körnigen festen Träger enthalten.
In den anwendungsfertigen Mischungen zum Aufbringen auf die Pflanzen soll die Menge des (der) Phosphonsäurederivate (s) üblicherweise 1 bis 48000 Teile/Million und vorzugsweise 10 bis 10000 Teile/Million betragen.
In den wässerigen flüssigen Konzentraten, die üblicherweise im Handel sind, soll die Konzentration des bzw. der Phosphonsäurederivate (s) vorteilhafterweise im Bereich von 10 bis 30 Gew.-% liegen.
Die Mischungen können manchmal mit Vorteil oberflächenaktive Stoffe und/oder Dispergiermittel und/oder Emulgiermittel und/oder Penetrationsmittel und/oder komplexbildende Mittel und/oder Stabilisatoren einverleibt enthalten. Wie oben angegeben, können sie manchmal für spezielle Zwecke auch andere Pflanzenwachstumsregulatoren und/oder Herbizide enthalten, wobei es den praktischen Verhältnissen eher entspricht, die Phosphonsäurederivate bzw. das Phosphon. säurederi- vat als Zusatz für herbizide Mischungen anzusehen als umgekehrt. Die Mischungen können, falls sie in wässeriger Form vorliegen, wo immer erforderlich, organische Co-Lösungsmittel enthalten, um das Löslichmachen irgendwelcher wasserunlöslicher Verbindungen zu erleichtern.
Was die Stabilität insbesondere der flüssigen Konzentrate anlangt, die normalerweise im Handel vertrieben werden, ist zu berücksichtigen, dass, wenn überhaupt, nur wenige der Phosphonsäurederivate bei langer Lagerung in Gegenwart von Feuchtigkeit völlig stabil sind, ausser sie werden gegen Spaltung stabilisiert. Selbst die stabilsten dieser Phosphonsäurederivate unterliegen letztlich einer Spaltung und die bevorzugten (Halogen/Phosphono)-äthylphosphonsäurederivate sind als Ganzes gesehen insbesondere in dieser Hinsicht unangenehm. Da selbst nichtwässerige Mischungen nicht vollständig gegen Feuchtigkeit geschützt werden können, ist es sehr wünschenswert, allen Mischungen einen Stabilisator zuzusetzen.
Wie gefunden wurde, können im allgemeinen die Phosphonsäurederivate leicht gegen Wasser oder Feuchtigkeitseinfluss stabilisiert werden, indem eine Säure einverleibt wird, um zu gewährleisten, dass der pH-Wert niemals höher als 5 liegt. Der Ausdruck "Säure" wird in diesem Zusammenhang allgemein verwendet, um ein Material zu charakterisieren, das in der Lage ist, den gewünschten pH-Wert zu verleihen.
Die Mischungen können daher mit Vorteil ein Puffermittel einverleibt enthalten, um den PH-Wert der Mischung auf dem gewünschten Wert von 5 oder darunter zu halten.
Ob nun die Mischungen in flüssiger oder fester Form vorliegen, können sie (ausgenommen
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besondere spezielle Vorkehrungen) nicht vollständig von Feuchtigkeit freigehalten werden und selbst in Gegenwart eines Säure/Puffer-Systems, wie es oben vorgeschlagen worden ist, kann die Möglichkeit einer hydrolytischen Spaltung der Phosphonsäurederivate mit entsprechender Freisetzung von Äthylen nicht ausgeschlossen werden. Dieses Problem ergibt Gefahren, insbesondere bei Konzentraten der Typen, wie sie normalerweise im Handel erhältlich sind, da durch freigesetztes Äthylen Drücke im Behälter entstehen können, der im übrigen durch die saure Mischung korrodieren kann ; dabei ist zu berücksichtigen, dass Äthylen ein entzündliches Gas ist.