CN1349383A - 用于增强植物抵抗生物和/或非生物应激的类脂硅酸酯用途 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及单体的和/或低聚的并且是类脂-可溶性的硅酸酯的用途,该硅酸酯含具有至少一部分亲酯烃基的醇(类脂硅酸酯),来增强健康植物的生长以抵抗病原体的侵袭和非生物应激。这可通过将该类脂硅酸酯引进植物根区和/或将所述酯施用到植物的地上部分上来实现。本发明还涉及多组分混合物,该混合物通过加入水或含水液相被制备成易流动的O/W型可倾注乳剂。所述混合物被用于保护植物抵抗生物的和/或非生物的应激因素,并且含有(1)类脂-可溶性硅酸酯的单体和/或低聚物,所述硅酸酯含具有至少一部分亲酯烃基的醇,与(2)植物相容的O/W型乳化剂混合。优选该多组份混合物基本不含水,然而它们在0-50℃,特别是10-30℃温度范围内可分离成几部分。与该酯一起使用的另外植物相容的油相也是有利的。
Description
本发明涉及促进健康植物生长的领域。特别是旨在证明促进植物生长和增强植物防御多种有害作用的两种因素固有的相互作用。此有害作用的范围不仅包括生物应激因素,如被植物致病性真菌侵袭,还包括非生物应激因素,如热、干旱、暴露于除草剂等。目前,在作物保护的应用研究种,尤其是在其生态学方面,有助于减低或增强植物对非生物或生物因素的应激的措施变得日益重要。
此外,本发明的出发点是通过使用-至少在很大程度上-象基于天然物质并且不会引起对所述领域的额外的污染的有用物质或有用物质混合物这样的成分来解决这一问题。这不仅适用于土壤和植物方面,还适用于与前者接触的人和动物方面,以及在研究农业加工时必须考虑的地下水问题。
本领域已知植物中的硅含量在此领域非常重要。例如,在生物耕作中预防性的使用高硅含量的喷雾制剂作为抵抗真菌性叶部病害的保护;在这方面,参见Heyland的书Allgemeiner Pflanzenbau[General Crop Production]VerlagEugen Ulmer,第7版,第384页。这些喷雾制剂一般被施用到植物的上部,特别是叶片。一些硅通过叶片被吸收,并进入植物组织中,这产生更高的机械刚性,从而产生对渗入的真菌孢子更强的抵抗力。为增进需处理植物器官的可湿性,建议在含水喷雾混合物中伴随使用润湿剂如植物保护皂。然而,问题是喷雾制剂不能在叶片表面附着足够长的时间并且能被降雨或灌溉水冲掉。
已知硅也可经由根部从土壤中吸收并进入植物组织。这也能产生更高的机械刚性,从而产生对渗入的真菌孢子以及其它形式的机械侵袭的更强的抵抗力。因此,含硅的肥料石灰在生物耕作中也是很重要。
到目前为止,在大多数情况下,无论是在将硅加入土壤情况下,还是在叶部施用情况下,无机硅都是决定性的活性物质。实际使用的高硅成分的典型实例是例如高炉石灰、岩粉和碱金属硅酸盐,所有这些物质都被用作水溶性成分,特别用于喷雾施用到植物的上部。
下文所述本发明的技术教导采取向植物的根区和地上部分提供一种硅的供给形式的方法,从多方面来看,此供给形式可导致活性显著提高。与以前用于强化植物或植物保护方面的亲水的硅化合物相比,本发明使用的硅化合物是通过在分子结构中存在亲酯的有机部分加以区别的。本发明使用的硅-基成分是明显亲酯的,因此导致在植物的土壤/根区以及地上部分的粘合和吸附状况改变。详情可见本发明下文的描述。
发明主题
因此,在第一实施方案中,本发明的主题是硅酸与含至少一定程度的亲酯烃部分的醇形成的单体的和/或低聚的并同时是类脂-可溶性的酯-下文也称类脂硅酸酯-用于增强健康植物抵抗病原体的侵袭和非生物应激的用途,这是通过将该类脂硅酸酯引入根区和/或通过将其施用到植物的地上部分来实现的。
根据本发明教导的特别优选的实施方案的特征在于以相对于加入或施用该类脂硅酸酯同时或交错的方式将下文所述的(a)和/或(b)类化合物加入或施用到植物的根区和/或地上部分:
(a)具有至少一定程度的亲酯部分的磷和/或氮化合物,和需要时的用于健康植物生长的其它常量和/或微量营养素,
(b)含有脂肪结构的亲酯饱和的和/或烯属不饱和的烃部分,并且能被有氧和无氧降解的有机化合物,作为微生物菌丛生长的额外碳源。
在另一实施方案中,本发明的教导最后涉及用于抵抗生物和/或非生物应激因素的植物保护领域的多物质混合物,该混合物可通过加入水或水基液相制备成可流动的和可倾注的O/W型乳剂,该混合物包括
-硅酸与含至少一定程度的亲酯烃部分的醇形成的单体的和/或低聚的类脂-可溶性的酯,和
-能被植物耐受的O/W型乳化剂。
在优选的实施方案中,这些多物质混合物可额外地包含一种或多种上述(a)和/或(b)类物质中的物质。
本发明教导的详述
在讨论新的技术教导的细节之前,先进行下列简述:
与现有技术中的亲水硅化合物相比,使用显著提高了亲脂性的类脂硅酸酯会引起下列实质变化:
当被加入到土壤中时,改变了在土块中存在的粘合和吸附状况,并因此改变了其它的分配机能。本发明使用的硅化合物提高了对根区表面的附着,并因此以更高浓度存在于其预期的位置。当该分子被根区的微生物水解后,硅离子和有机部分存在于土壤中。在硅离子进入溶液中并因此可以被植物根部利用,进入植物组织时,有机部分可以被微生物代谢掉。这一般会引起微生物活性提高,结果改善了植物的营养供给和生长。
当将本发明的硅化合物施用到植物的地上部分,特别是叶子时,由于该分子固有的亲脂性,使其良好地附着在表面(表皮)上。叶片-所谓的叶面上生长的微生物-将本发明的硅化合物裂解成烷基部分和硅离子。后者可立即渗入植物组织。通过使用适当的润湿剂可进一步提高渗透性。
本发明所用的精选使用形式的单体的和/或低聚的类脂硅酸酯实际上在完全不同的上文献中是很重要的化合物。因此,较早专利申请DE19841147A1描述了也与本发明相关类型的低聚的硅酸酯,该硅酸酯包含芳香醇(fragrance alcohol)部分并且其旨在用于加香洗涤剂和清洁剂。当被涂布或掺入纺织品时,这些硅酸酯发生了缓慢的水解,在此期间芳香醇成分被释放出来。这些化合物可通过具体含1-4个碳原子的低级醇的低聚硅酸酯-特别是相应的乙酯-用芳香醇的简单酯基转移作用成功地制备,可以使用单独的芳香醇,也可使用该芳香醇的混合物。特别是为了更好的理解用于本发明目的的单体的和/或低聚的类脂硅酸酯的结构,将此较早申请公开的内容在此引入本发明的公开内容作为参考。因此,已知在用醇部分含较多碳原子数的醇成分对低级醇的低聚硅酸酯进行酯基转移的过程中,根据反应时间和反应条件,低级醇被消除,而结合上较长链的醇,并且在此过程中沿-Si-O-Si-链方向的醇部分比端部的醇更易于被交换。在上述较早申请中,硅酸酯的特征为一个通式,该通式也适用本发明所用的类脂硅酸酯。因此,适用于本发明的类脂硅酸酯是下式I的化合物:
在此式中,n优选代表1-30的数值,有利的是2-20,特别是4-10。基团R1、R2、R3和R4可以是至少在一定程度上相同的,也可以是彼此独立地不同的。基团R2和R3至少基本上D因而至少10-20%,优选至少25-50%,特别是超过60-70%D来源于明显亲酯的羟基化合物,该化合物具有较多的碳原子数并且是根据本发明提供的,将在下文中详细描述,而终端基团R1和R4可能基于为获得本发明所用类脂硅酸酯而使用的原料的结构,因此是例如含至多4个碳原子的醇部分,特别是乙基。当然,原则上也可通过酯基转移反应用更多的亲酯烃部分代替这些R1和R4部分。
虽然对本发明来说亲酯部分的化学结构包含上述较早申请19841147A1中定义的芳香醇,但其远远不止这类物质。原则上,为本发明目的使用的类脂硅酸酯的有机部分在至少一定程度上是含至少6-8个碳原子的亲酯烃部分。这些亲酯基团优选含至少10-12个碳原子。特别优选的是式(I)的酯,其中R1-R4是十二烷醇基。此外优选式(I)的这些化合物中一个或全部的R1-R4基是含6-12个碳原子的支链烷基。本文中特别优选的是2-乙基-己基。
因此,本发明使用的硅酸酯可包含最广泛意义上的亲酯烃基,该亲酯烃基来源于例如脂肪醇,需要时还有芳香醇和/或其它天然和/或合成来源的亲酯烃成分,并且含有至少一个能形成酯的羟基。这立即就清楚了,在本文中对本发明提供的单体的和/或低聚的硅酸酯上的代表性的亲酯取代基的选择受到本发明的预期作用原理即促进健康植物的生长的影响。此一般技术常识在本文中可予以参考。
在本发明中,如果使用或伴随使用被更多潜在活性的基团或杂原子取代的亲酯醇部分作为硅酸酯上的取代基,那么当选择优选或不太优选的上述类型的部分时,上述一般技术常识就有用了。因此,例如在亲酯烃基中含官能性氧原子的其它基团一般是可以接受的,其它杂原子如氮和/或磷的是以本来已知的方式有生长促进活性的有用成分。需要时,还可将本身已知的并且能促进健康植物生长的成分以此方式以结合类脂硅酸酯的形式施用到植物的根和/或地上部分的表面。然后它们在植物根的和/或植物地上部分的表面通过自然进行的微生物降解过程被释放,从而发挥其活性。
对本发明来说,除了上述与硅酸反应的亲酯醇或羟基化合物之外,这些亲酯成分的烷氧基化物也可使用或存在于类脂硅酸酯中。特别适合的是低级烷氧基化物如乙氧基化物和/或丙氧基化物,特别是来自相应的单-和/或低聚烷氧基化物范围内的。
根据本发明,用类脂硅酸酯润湿植物根区和地上部分,特别是叶片的类脂植物表面的目的有助于理解随后的本发明教导的其它要素:在优选实施方案中,本发明的教导提出使用类脂硅酸酯,该硅酸酯在使用温度范围内,和因此优选在0-50℃范围内,特别是在10-30℃温度范围内,形成为可流动的和可展开的液相的形式或以此形式存在或以下文所述的一种制剂形式存在。在这方面,本发明教导在其各种实施方案中随后的改变应该理解。
对于本发明教导来说,类脂羧酸酯是指在上述温度范围内,甚至是在没有稀释剂的情况下能形成可流动的和可展开的成分的物质。然而,由于其结构和/或由于其低聚度,在实践条件下未显示出要求的可流动性和可展开性的类脂羧酸酯也是可以的。为满足本发明的要求,伴随使用适合的可流动和可展开的油相作为稀释助剂成分是有利的,甚至是必需的。而对一般适合的油相的选择是被技术常识影响或决定的。根据本发明优选的并且可与类脂羧酸酯一起使用的油相将在下文中详细说明。
虽然将本发明提供的成分施用到植物表面和适当时的根区土壤中的上下文原则上提供了向植物表面提供上述的充分可流动性的类脂相的可能性,但通常优选使用类脂或油-可溶的成分和适当时的辅助油相的可流动和可展开的含水形式制剂,所述辅助油相是植物耕作和植物处理领域一般已知伴随使用的成分。特别是已知可以加入或施用含水-有机制剂,其中的油相是水乳剂的形式。具体的说,适合本发明目的的是使用O/W型水乳剂并伴随使用植物可耐受的适合的乳化剂。此方面和关于本发明特别优选的此类乳化剂的详情稍后将在下文中提供。
在植物表面的地上和/或地下区使用本发明定义的类脂-可溶的硅酸酯,以及连带在植物表面紧随硅基成分的区域当场形成的植物相容的烃成分按照本申请人公司的一系列研究,上述研究是独立的专利权或产权申请的主题。在实施本发明时也使用了其中所述的基本原则,因此本发明与其部分相关。这解释了将该技术教导结合在本发明公开范围内(下文说明),该教导涉及类脂硅酸酯以及它们与附加成分的组合物,后者被用于优选实施方案中。
为更好地理解本发明的教导,下文首先简要地概述相关现有技术的要素和已提及的本申请人公司在所述领域的较早申请的主题。
DE4437313描述了使用从磷脂类中精选的含磷和含氮成分来改善植物的生长。将这些磷脂加入植物生长或将要生长的基质中能改善这些植物的生长。假定这种增强的生长与生活于基质中的微生物的刺激作用相关。适合的磷脂主要是卵磷脂、卵磷脂水解物和化学改性的卵磷脂。
德国专利申请DE19101127涉及一种低泡的润湿助剂,该助剂是以高度浓缩的形式出售的,但当植物的根被灌溉时,所述助剂就变成可流动的和可倾注的含水表面活性剂基浓缩物,加强了水在植物根区的渗透和扩散,所述助剂含O/W型烷基(聚)葡糖苷化合物-下文中也称为APG化合物-作为环境有利的表面活性剂成分,烯属不饱和的醇作为消泡剂/去沫剂和较低水溶性的醇作为粘度调节剂。
通过控制自然生长过程促进和管理植物生长的本申请人公司的较早申请DE19748884.6的技术教导是基于通过加入下文所述的多组份混合物从根本上产生促进和调节并确保土壤中微生物的生长的原理。此较早申请的公开内容在此也引入本发明公开的主题中。首先确保促进微生物特别是根围的微生物的生长,从而保证微生物在通过根渗入的基质区的生长,这是对植物生长起决定性作用的。此较早申请的教导受两个一般概念的支配:连同含磷和含氮载体以及需要时的其它植物常量营养素和/或微量营养素,将含有精选的烃部分的化合物引入土壤中作为微生物菌丛生长的附加碳源。这些生长助剂的制剂及其使用形式旨在使它们同时在根区最佳地扩散,包括将基质引入根围。此较早申请的教导的特征在于导入包括下列成分的含水制剂
-对环境有利的O/W型润湿剂,和
-含脂肪结构的亲脂饱和的和/或烯属不饱和的烃部分并且既可有氧降解也可无氧降解的有机化合物,作为微生物菌丛生长的附加碳源,
连同同时和/或交错导入
-载体,所述载体含至少一定程度的亲脂部分并且优选油-可溶的磷和/或氮化合物以及需要时的植物生长用其它常量营养素和/或微量营养素。
虽然上述增强土壤中健康的天然微生物菌丛,和从而特别是增强生长植物根围中适宜的细菌菌株,能产生关于健康植物生长的正面影响,然而准确地说本发明的教导又提供了充分扩展的技术可能性:可通过受激微生物增加的土壤中的营养供给被植物择优使用。然而,与高氮施肥相似,这可能导致植物吸收其它微量营养素和微量元素的不平衡。因此,可观察到的植物的茂盛生长可能产生植物组织中营养素含量高,但植物通常形成的结构元素少的现象。因此植物不能抵挡机械应激如冰雹,干旱应激和/或病原体的侵袭,例如致病性真菌的侵袭。
本发明教导的目的是除上述植物-生长-促进措施以外,将活性物质/成分或制剂导入或施用到土壤中和/或植物的地上部分,这有助于实质性的强化植物。
较早申请DE19918692A1和DE19918693A1的公开内容描述了这些问题的解决技术:将植物-生长-促进有机成分和水溶性和/或水-可溶胀性的硅化合物同时和/或交错施用到土壤中和/或植物地上部分的表面上,所述硅化合物可选择甚至是不溶于水的,同时是植物可用的。相反,目前的新研究的教导是基于以类脂-可溶性的硅酸酯的形式提供硅的原理。在被生活在根围和/或叶际的微生物水解分裂硅酸分子后,硅离子还有亲脂醇就存在于土壤中或叶片上。当硅离子进入溶液并因此被植物利用渗入植物组织时,亲脂成分被微生物代谢,同时一般高了微生物活性。这意味着改善了营养供给和植物的生长。这些健康植物生长的正面作用是以本发明使用的硅成分的结构为基础的,在本发明教导的优选实施方案中可通过使用上述较早的产权申请中详细描述的有用物质混合物中的类脂硅酸酯得以加强,兹特别将上述申请的公开内容引入本发明公开的主题中。
因此,本发明教导的一个重要实施方案提出与引入或施用类脂硅酸酯同时和/或交错地将下文所述的(a)和/或(b)类物质引入或施用到植物的根区和/或植物的地上部分:
(a)具有至少一定程度的亲酯部分的磷和/或氮化合物,和需要时的用于健康植物生长的其它常量和/或微量营养素,
(b)含有脂肪结构的亲脂饱和的和/或烯属不饱和的烃部分并且能被有氧和无氧降解的有机化合物,作为微生物菌丛生长的额外碳源。
在本发明的优选实施方案中,成分(a)和/或(b)也是以在使用温度下可流动和可展开的制剂形式使用,在此还优选使用含水/含表面活性剂的O/W乳剂。
为完善本发明的公开内容,下面该概括描述根据本发明优选使用的多组份混合物的主题:
关于“对环境有利的O/W型润湿剂”
这些润湿剂或表面活性剂具体属于阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂类。重要的先决条件是它们的环境有利的,并特别是因此可在基质中充分地生物降解的。本文所述优选的助剂类型是来自能快速和充分生物降解的非离子型表面活性剂类的表面活性剂化合物。
适宜的阴离子表面活性剂的实例是皂以及可生物降解的烷基硫酸盐,尤其是脂肪醇硫酸酯盐。不太合适的是基于石油化学品的少量或不充分降解的表面活性剂,例如烷基苯磺酸盐或烷基醚硫酸盐。合适的代表是磷酸与脂肪醇的偏酯,特别合适的是与直链脂肪醇的偏酯,优选天然来源的,因此有偶数的碳原子的直链脂肪醇。适宜物质的实例是短链脂肪醇的所述酯,例如在脂肪醇分子中含6-10个碳原子的那些。原则上适合的其它物质是长链脂肪醇残基例如12-24个碳原子的烷基磷酸酯。这也适用于相应的脂肪醇醚磷酸酯,但是不太优选的。
本发明特别优选的生物可降解的表面活性剂是至少主要是非离子特性的所述化合物,此外优选其主要来源于天然物质并且优选的HLB值在10-18范围内。
根据本发明特别优选至少在一定程度上使用和特别是至少主要使用烷基(低聚)葡糖苷化合物作为表面活性剂成分,该化合物的烷基残基至少主要来源于直链脂肪醇。此类化合物-在现有技术中也被称为APG成分或APG化合物-是有宽应用范围的表面活性助剂。有多种因素对其目前工业规模的实际应用很重要:已知,APG基润湿剂可完全基于天然物质。它们可通过脂肪醇与葡萄糖、低聚葡萄糖等反应-同时缩短链长-与聚葡糖苷如淀粉反应获得,得到通式R-O-(G)x的反应产物,其中R表示伯的、优选为直链的并且有至少6个碳原子,优选8-24个碳原子,尤其是8-18个碳原子的脂族烃基,G表示含5-6个碳原子的糖单元,优选葡萄糖。表示单糖苷和低聚糖苷的分布的低聚度x-和由此的DP值,在相应的表面活性剂类中一般是1-10之间的值,例如在大约1.2-5的范围内,优选在大约1.2-4的范围内,尤其是在1.2-2范围内。可参考关于所述类型APG化合物的制备和性质的广泛的专业知识和出版物;例如参见Hill等的书“Alkyl Polyglykosides”[烷基聚葡糖苷],由VCH-Verlagsgesellschaft mbH,Weinheim出版,1997。
关于(a)“含至少一定程度的亲脂部分的磷和/或氮化合物,和需要时的含植物生长用的其它常量营养素和/或微量营养素的载体”
本发明的教导提出将选自含磷和/或氮的肥料方面的有用物质或有用物质混合物引入或施用到需处理的基质和/或植物的地上部分。含这两种元素的成分是此类物质的优选代表。关于这点,在需要时还可使用含植物生长用的常量营养素和/或微量营养素的其它载体作为成分(a)的副成分。然而,首先适用下列内容:
这些(a)类有用物质的引入或施用同时和连带地受到引入(b)类有用物质和对环境有利的润湿剂的影响。然而,交错引入这些(a)类有用物质成分或者将交错引入与同时引入相结合也是可以的。
本发明一个特别重要的实施方案提出使用可溶于油的磷和/或氮化合物作为含至少一定程度的亲脂部分的成分(a),因此这些助剂特别优选的代表是开头引用的DE4437313所述的磷脂和/或其衍生物作为这些成分(b)的重要代表。兹特别将此DE4437313公开的主题也引入本发明教导的公开的主题中,因此下文仅以摘要的形式特别强调了一些基本特征。此出版物已经强调了加入的磷脂对土壤微生物菌丛的作用,在土壤中存在的有机化合物和植物残余物被更迅速地降解,导致土壤细菌的增加的事实中证明了这一点。对本发明的教导来说,优选另外提供亲脂和可流动的成分(b)作为微生物生长的碳源。根据本发明的教导,成分(a)的亲脂部分与碳源(b)中的烃类的亲脂部分相关。以预料不到的方式准确地动员和增强生活于土壤中和/或叶片上的那些不同种群的微生物菌株-所述微生物与植物相互作用-导致持续地强化和增强植物的生长。显然这种生长加速作用至少在其初期独立于土壤中存在的有机化合物如植物和根残余物等。然而,在后期,此时土壤中进行的堆肥过程(矿化作用)被加速,死亡的植物物质更快速地返回生物循环。位于基质中的植物营养物再次成为植物可利用的。植物生长的土壤或基质的通风被改善,水平衡变得更均匀。
属于(a)类有用物质的优选成分是磷酸与一元-和/或多元醇的酯,在其分子结构中有亲脂部分。尤其是磷酸的相应偏酯也适合,在此情况下一般以其偏盐的形式使用。
因此,适合此目的的磷酸酯是脂肪醇的偏酯,该化合物通过脂肪醇的烃部分将所需的亲脂部分引入磷酸酯分子中。具体地说,特别适用于此目的的物质是磷酸与直链脂肪醇形成的偏酯,所述脂肪醇优选至少基本上使用C6-10-脂肪醇和/或其低级乙氧基化物制备。原则上含例如12-24个碳原子的高级脂肪醇的磷酸酯也适用,特别是合适的烯属不饱和脂肪醇残基在此特别重要。
然而,属于(a)类有用物质的特别优选的磷酸酯是磷脂和磷脂衍生物。已知这些物质是自植物或动物细胞中获得的两性物质。根据本发明的教导,优选的磷脂是植物来源的适宜化合物,或由此得到的磷脂衍生物。此(a)类物质的特别优选的代表是甘油磷脂,一般也称为卵磷脂。不太优选的是神经鞘氨磷脂。已知并且使用的物质是二酰基磷脂、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰甘油、磷脂酰甘油磷酸酯、二磷脂酰甘油、N-酰基磷脂酰乙醇胺和磷脂酸。优选的是单酰基磷脂、溶血磷脂酰胆碱、溶血磷脂酰乙醇胺、溶血磷脂酰肌醇、溶血磷脂酰丝氨酸、溶血磷脂酰甘油、溶血磷脂酰甘油磷酸酯、溶血二磷脂酰甘油、溶血-N-酰基磷脂酰乙醇胺和溶血磷脂酸。市场上可买到的称为植物或动物源卵磷脂和脑磷脂的磷脂酰甘油酯是可技术上大量获得的。这些制剂是自例如油如玉米胚油或棉籽油或豆油中获得的。属于(a)小类且根据本发明是优选的成分可以是被酶水解的甘油磷脂(酶水解的卵磷脂),并且由于除去了脂肪酸酯,使该化合物具有更强的亲水性。只有通过酶水解丧失其磷酸残基的那些产品是被除外的。
优选的成分(a)是卵磷脂、卵磷脂水解产物和/或化学改性的卵磷脂。这些化合物也可与其他含氮成分混和使用,所述其他含氮成分特别优选尿素和/或尿素衍生物。所述附加成分的其他实例是氨基醇如乙醇胺和相关化合物。
在本发明优选的一个实施方案中,将成分(a)的引入与同时和/或交错引入下文单独说明的成分(b)相结合。
关于(b)“含脂肪结构的亲脂烃部分的有机化合物”
这些附加成分(b)的重要特性是它们都是可通过天然降解过程有氧和无氧降解的参数。根据本发明,有机营养生长必需的碳源是存在于此成分中的具有脂肪结构的亲脂烃部分,因此具有较高浓度的供能C-H基。如上所述,这些具有脂肪结构的烃部分可以是饱和的和/或至少在一定程度上是烯属不饱和的。此外下文将讨论的关于此成分物化构成的进一步考虑可能是在此是一个辅助因素。
优选的成分(b)是生物上相容的有机化合物,该化合物可溶于油并含有至少6个碳原子,特别是至少8个碳原子的所述类型的脂肪残基。优选使用基于直链烃部分或烃化合物的适宜成分。至少主要基于天然物质的适宜成分是特别重要的。
本文所述物质(b)类的特别重要的代表是至少在一定程度上被氧杂原子官能化的合适的烃化合物。此类成分的典型实例是脂肪醇和/或脂肪酸或其衍生物和/或盐。合适的脂肪醇或脂肪酸衍生物是其酯、醚和/或酰胺。对本发明来说,特别重要的是脂肪醇以及脂肪酸与单官能和/或多官能醇的酯。当使用多官能醇时,术语脂肪酸酯扩大到全酯和偏酯。适当时,附带效应以及希望因此存在于整个系统中的任何协同作用将确定在各种具体的个案中何种具体成分是优选的代表。DE19701127中的相关信息在此仅以实例的方式予以参考:
一般来说,表面活性剂基含水制剂和特别是合适的含水APG-基润湿助剂是通过这些APG-基非离子表面活性剂助剂的高成泡能力进行区别的。这对本发明所应用的领域明显是不利的。额外的任务是通过伴随使用所谓的消泡剂或去沫剂对此进行补救。脂肪醇、多官能醇的偏酯,特别是低级多官能脂肪醇-例如甘油-和脂肪酸以及尤其是它们的混合物能完成这一任务。然而,它们同时是本发明希望用于刺激和增强土壤中微生物生长的碳源,因此它们是本发明所述成分(b)的最佳代表。
然而,含水APG浓缩物与基于醇和/或基于脂肪酸与多元醇的偏酯、尤其是甘油的消泡剂/去沫剂的混合物可导致形成凝胶,此凝胶不再能被稠化至可流动的状态。然而,即使是在室温范围内向被稠化至胶状的有用物质浓缩物中添加有限量的低级单-和/或多官能醇,例如添加有限量的乙醇也能使流动性和可倾倒性恢复。
因此在优选实施方案中,确定具体个案中用作成分(b)的有用物质或有用物质混合物不仅要考虑此成分能作为微生物生长的最佳碳源,还要考虑附带效应的有利方面如含水多组分混合物的低成泡行为、在水相中包含亲脂成分和O/W型的润湿剂的多组分混合物的均化、用大量水稀释和随后通过倾注和/或喷洒施用意义上的适用性。这些方面特别在上述DE19701127中讨论过。为完善本发明的公开,兹特意将该出版物的主题也引入本发明的公开。
特别为了将水基物质混合物无故障地施用或引入植物表面和土壤基质中并且将碳源输送至本发明所述的成分(b),选择流点至少一定程度上等于或小于25-30℃,尤其是等于或小于10-15℃的这种成分(b)是重要的。合适成分的实例是天然来源的烯属不饱和的C12-24-脂肪醇,特别是至少主要是C16/18-脂肪醇,其具有高度的烯双键并且凝固范围等于或小于20℃,优选等于或小于10-15℃。优选用于本发明所述此成分(c)的多组分混合物是脂肪醇与饱和的、特别是至少一定程度上是烯属不饱和的脂肪酸与含2-6个碳原子、尤其是3-5个碳原子的多官能醇的偏酯的混合物。特别是,天然来源的脂肪酸的甘油偏酯对于含合适的脂肪醇的混合物是重要成分,在一个实施方案中优选的物质混合物是大约等量脂肪醇和脂肪酸偏酯,或者是含基于脂肪醇若干倍数量的偏酯的合适混合物。脂肪醇与脂肪酸甘油偏酯的合适混合物是,例如大约1∶1-1∶10,优选1∶1-1∶5,尤其是大约1∶1-1∶3重量份比。然而,如前所述,也可单独使用这种脂肪酸偏酯作为成分(b)。此外,优选的适合代表是流点在上述范围内的物质。
在一个优选的实施方案中,本发明的教导提出成分(b)的数量应适应通过成分(a)加入的磷的数量以及适当时加入的其他常量营养素和/或微量营养素的数量。为微生物生长提供碳源并且属于(b)的物质所用的量应至少使C∶P的重量比在大约5-10∶1的范围内,优选至少约20-25∶1,上述重量比是以经由成分(a)引入的磷为基础。然而,根据土壤的类型,特别是根据土壤中存在的有机结合的碳的性质和数量,实质上确保更高的C∶P比的实施方案是优选的。因此,重要的下限是40∶1,优选在至少50∶1的范围内。一般说来,更大量的碳源的土壤中和传送到根区也是可以的,所以C∶P重量比为大约100∶1至至多500∶1或甚至超过这一数值也在本发明教导的范围内。因此最佳地散布此易进入微生物生长的碳源的土壤中和传送到根际使本发明主题所述的刺激和支持有机营养微生物生长得以实现。这同样适用于促进叶际的微生物种群的生长。
在关于成分(a)和(b)的有用物质混合物的优选实施方案中,调节引入基质中或施用到植物表面的混合物的数量,以便得到的P∶N∶C的重量比在至少大约1∶10∶10至1∶10∶100的范围内。
根据本发明使用的并且含有脂肪特性的亲脂部分和可以有氧以及无氧降解的有用物质(b)可以被充分降解,得到CO2、水和生物质。结果这保证了在使用上述物质时,没有惰性的或对生态有毒的不受欢迎的降解产物在土壤中和/或植物上累积。含亲脂部分的成分(b)仅在土壤中慢慢移动,它们易于与亲脂的或亲油的表面结合,因此也易于与根表面结合。它们实际上不会被淋溶进入地下水并且是无毒的,因此它们的应用也是可以接受的。
属于O/W型APG类化合物的表面活性剂的一般用量仍是基于无水有用物质混合物重量的大约5-45%,优选在大约10-40%范围内。在优选伴随使用(b)类有机化合物的情况下,其中所述有机化合物含脂肪结构的烃部分并且可以被有氧和无氧降解的,上述表面活性剂的用量范围一般是至多大约40重量%,优选1-30重量%。此外,在多物质混合物中伴随使用的成分(a)-即含至少一定程度的亲脂部分的磷和/或氮化合物-的用量是至多40重量%,优选3-30重量%。本文所述的所有数值范围都基于在无水有用物质混合物中的混和比。
一方面,将用于所有情况的本发明定义的类脂-可溶性硅酸酯的数量是由施用类型即土壤施用或叶面施用决定的,但另一方面,也必需考虑预期的保护或强化作用方面。通常,适用的规则是直接施用到植物地上部分的硅化合物的数量少于引入根际并因此进入土壤中的硅酸酯的数量。
为了进行叶面施用或直接施用到植物的地上部分,在所用喷雾混合物中的硅酸酯的量一般是使从该使用成分换算后的硅含量相当于大约0.001-0.5重量%硅,优选量在大约0.02-0.1重量%范围内。
当将类脂-可溶性硅酸酯引入土壤中时,仍以纯硅计算的优选数量是在下列范围内:0.01-2g Si/m2,优选0.05-1.5g Si/m2。
为了实际运用本发明定义的有用物质或有用物质混合物,必须采用下列考虑事项作为基本的技术知识,下列考虑事项必须与所述成分或成分混合物的具体供给形式相匹配:
当根据本发明使用的类脂-可溶性硅酸酯对水解较稳定时,为了获得实践中需要的储藏期间的充分良好的稳定性,必须考虑酯的潜在水解,特别是必须考虑产品的温度,例如由于阳光导致的酯的水解。因此,基本无水的制剂形式是适合的形式,通过该制剂可将类脂-可溶性的硅酸酯供给使用者。对于本发明的多组分混合物来说,通过将硅酸酯与特别是来自上述成分(a)和/或(b)的基本或实际上完全无水的油相混和可以容易地满足这一要求。
此外,这一选择满足了实际方法的一个重要要求:对于根据本发明使用的有用物质或有用物质混合物,它们必须易于在农业和/或林业中的普通条件或园艺环境下分成几部分。充分可流动性的亲脂油相的供给形式特别适用于此目的,此种形式的油相可分离成几部分,并且为了实际应用的目的可以被制成含水O/W型乳剂,通过伴随使用O/W型乳化剂和添加水相以常规的方式施用。
此处希望提出O/W型乳化剂已经在基本无水的油相中被充分地均化了,因此将多组分油相与水相的简单混和会产生形成超细的O/W型乳剂的预期结果。
因此,本发明包含多物质混合物,用于植物保护领域抵抗生物和/或非生物应激因素,所述混合物可通过加入水或水基液相被制成可流动的和可倾注的O/W型乳剂,所述混合物含有
-单体的和/或低聚的类脂-可溶性的硅酸与含至少一定程度的亲脂烃部分的醇的酯,和
-植物可耐受的O/W型乳化剂。
这些混合物优选额外包含属于上述(a)和/或(b)类物质的有用物质。对于该多组分混合物来说,至少基本是无水的,同时在0-50℃、特别是在10-30℃温度范围内能分成几部分和特别是可倾注的和可流动的是有利的。植物可耐受的并且根据本发明是优选的O/W型乳化剂是上述APG类的化合物。
在另一实施方案中,本发明的教导提出以同时和/或交错地将本发明上述多组分混合物与其他特别是合成的植物保护剂一起使用。可能的植物保护剂的实例是适合的杀菌剂和/或除草剂。另一种可能性是伴随使用具有几丁质和/或脱乙酰几丁质结构的有用物质成分,可能的化合物是那些具有聚合物结构的化合物,但特别合适的化合物具有低聚物结构。上述基本上使用无机硅化合物强化植物的较早申请DE19918693和DE19918629提供了更多信息。此较早申请的公开内容已被引入本发明的公开内容中,因此可参考此较早申请的相关信息。这同样适用于其中所述可以伴随使用环境可耐受的抗氧化剂和其他诱发剂,用以刺激植物内在的免疫系统,并导致如此处理后的植物对有害因素的抵抗力增强。
实施例
下列实施例1和2表示本发明定义的类脂-可溶性硅酸酯抵抗生物和非生物应激因素的作用的特性结果。在实施例1中,使用硅酸酯与基于APG化合物并被植物耐受的表面活性剂成分的混合物,而实施例2研究了多组分活性物质混合物,该混合物除本发明的硅酸酯和APG化合物外,还含有成分(a)和(b)。
在下列实施例的所有研究中,使用的类脂-可溶性硅酸酯是市场上可买到的硅酸乙酯与含12个碳原子的正-十二烷醇的反应产物(类脂硅酸酯的硅含量:8.5重量%)。
下面是简要的概述,以更好地理解下文所述的研究。
植物的应激导致生理过程脱轨。甚至在所述植物产生明显的损伤症状(例如凋萎、坏死、黄化)之前,已经发生了正常代谢现象的偏离。任何直接或间接参与光合作用过程的应激涉及叶绿素荧光发射的变化。各种应激源对植物的影响已被大量研究通过荧光测量得以证明。这些应激包括多种因素如低温和高温,臭氧,缺水,二氧化硫,除草剂,表面活性剂(作为非生物应激的实例)或植物病原性真菌(作为生物应激的实例)。
因此,可能有助于减低应激或增加植物对非生物或生物因素的抵抗力的措施在植物保护应用研究、特别是具有生态倾向的应用研究方面变得越来越重要。
实施例1
土壤施用的实施例
方法:
将10日龄的豆苗(Phaseolus vulgaris)单株选出移入有耕种土壤和砂子混合物的栽培容器中,并用作为植物强化成分的含表面活性剂的硅酸酯溶液浇灌。使用的表面活性剂是烷基聚糖苷,在Henkel KGaA的内部名称为Glucopon 215 CS UP。在所有变量中该表面活性剂的浓度是恒定的0.1%。
使用下列数量的硅酸酯(括号内:纯硅):
0.54g/m2(0.046g Si/m2)=5.4kg/ha
2.7g/m2(0.23g Si/m2)=27kg/ha
13.5g/m2(1.15g Si/m2)=135kg/ha
曝光7天后,用0.3mmol/l百草枯作为非生物应激源(=实验A部分)或灰色葡萄孢(106孢子/叶片)作为生物应激源(=实验B部分)处理植物的初生叶片。
在实验的A部分,使用应激源百草枯后4、24、48和96小时测定叶绿素荧光。在实验的B部分,使用应激源葡萄孢后24、48、72和120小时测定叶绿素荧光。
所有的测量均使用荧光计在室温下无光的条件下进行。叶绿素荧光的测定按照关于已适应黑暗30分钟的植物的专业文献所述(例如:(1)Koch,C.,G.Noga,G.Strittmatter(1994):在马铃薯和蔓延疫霉之间栽培品种/属特异性的相互作用的早期阶段光合作用电子传递受到不同地影响,Planta 193:551-557;(2)Schmitz,M.,G.Noga(1998):α-生育酚降低环境应激和提高水果品质;Acta Hort.466:89-94,ISHS 1998)。
土壤施用得到的结果:
A部分:百草枯
荧光的强度被视为植物抵抗力的量度,即荧光越强,植物越健壮/健康。正如所料,已用应激源百草枯处理过的植物的荧光弱于未暴露于该应激源的植物的荧光。已用试验物硅酸酯处理过的植物的荧光显著强于百草枯应激后的植物的荧光。低剂量的硅酸酯(0.54g/m2)同样得出如未应激的对照一样好的荧光值。
表1:使用精选的植物增强剂进行土壤处理,及用植物增强剂处理后7天,其对菜豆(Phaseolus vulgaris)的相应叶绿素荧光的影响;n=8。
变量 | 4h | 24h | 48h | 96h |
对照 | 0.65 | 0.64 | 0.66 | 0.68 |
百草枯 | 0.52 | 0.52 | 0.52 | 0.55 |
硅酸酯0.548/m2 | 0.63 | 0.65 | 0.65 | 0.652 |
硅酸酯2.7g/m2 | 0.62 | 0.61 | 0.65 | 0.63 |
硅酸酯13.5g/m2 | 0.62 | 0.64 | 0.63 | 0.63 |
用试验物质硅酸酯处理过的植物的根部生长显著优于未处理的对照植物和用除草剂百草枯应激后的植物(参见表2)。增加硅的数量也能导致测出更高的根重。
表2:使用精选的植物增强剂进行土壤处理,及用植物增强剂处理后20天,其对菜豆(Phaseolus vulgaris)根重的影响;n=8。
变量 | 平均根重 |
对照 | 1.66 |
百草枯 | 1.80 |
硅酸酯0.54g/m2 | 2.14 |
硅酸酯2.7g/m2 | 2.24 |
硅酸酯13.5g/m2 | 2.56 |
B部分:葡萄孢
此外,荧光的强度被视为植物抵抗力的量度,即荧光越强,植物越健壮/健康。正如所料,已用生物应激源灰色葡萄孢处理过的植物的荧光弱于未暴露于该应激源的植物荧光。已用试验物硅酸酯处理过的植物的荧光显著强于应激后的植物(表3),但未达到未应激植物那么高的荧光值。大用量的活性物质-13.5g/m2硅酸酯或1.15g/m2硅不能提供比低用量更好的保护。
表3:使用精选的植物增强剂进行土壤处理,及用植物增强剂处理后7天,其对菜豆(Phaseolus vulgaris)的相应叶绿素荧光的影响;n=8。
变量 | 24h | 48h | 72h | 120h |
对照 | 1.98 | 1.88 | 1.85 | 1.75 |
葡萄孢 | 0.58 | 0.57 | 0.42 | 0.51 |
硅酸酯0.54g/m2 | 1.45 | 1.32 | 1.40 | 1.30 |
硅酸酯2.7g/m2 | 1.48 | 1.36 | 1.36 | 1.34 |
硅酸酯13.5g/m2 | 1.52 | 1.02 | 0.98 | 0.79 |
叶片施用的实施例
方法:
将10日龄的豆苗(Phaseolus vulgaris)单株选出移入有耕种土壤和砂子混合物的栽培容器中,并用作为植物强化成分的含表面活性剂的硅酸酯溶液喷洒。使用的表面活性剂是烷基聚糖苷,在Henkel KGaA的内部名称为Glucopon 215 CS UP。在所有变量中该表面活性剂的浓度是恒定的0.1%。
为此,使用下列数量的硅酸酯(括号内:纯硅):
0.054%(0.0046%)
0.27%(0.023%)
1.35%(0.115%)
曝光7天后,用0.3mmol/l百草枯作为非生物应激源(=实验A部分)或灰色葡萄孢(106孢子/叶片)作为生物应激源(=实验B部分)处理植物的初生叶片。
在实验的A部分,使用应激源百草枯4、24和48小时后测定叶绿素荧光。在实验的B部分,使用应激源葡萄孢24、48、72和120小时后测定叶绿素荧光。
而且所有的测量均使用荧光计在室温无光的条件下进行。如上所述,在已适应黑暗30分钟的植物上测定叶绿素荧光。
叶片施用获得的结果:
A部分:百草枯
正如所料,已用应激源百草枯处理过的植物的荧光弱于未暴露于该应激源的植物的荧光。已用试验物硅酸酯处理过的植物的荧光显著强于应激后的植物的荧光。暴露在应激下24小时后,所有试验的硅酸酯剂量得出如未应激的对照一样好的荧光值(表4)。
表4:使用精选的植物增强剂进行叶片处理,及用植物增强剂处理后7天,其对菜豆(Phaseolus vulgaris)相应的叶绿素荧光的影响;n=8。
变量 | 4h | 24h | 48h |
对照 | 0.62 | 0.63 | 0.60 |
百草枯 | 0.43 | 0.54 | 0.51 |
硅酸酯0.054% | 0.55 | 0.57 | 0.60 |
硅酸酯0.27% | 0.58 | 0.62 | 0.60 |
硅酸酯1.35% | 0.59 | 0.62 | 0.60 |
B部分:葡萄孢
正如所料,已用生物应激源灰色葡萄孢处理过的植物的荧光弱于未暴露于该应激源的植物的荧光。已用试验物硅酸酯处理过的植物的荧光显著强于应激后的植物的荧光(表5),而且较高浓度的试验物质的保护作用比低浓度的持续时间长。
表5:使用精选的植物增强剂进行叶片处理,及用植物增强剂处理后7天,其对菜豆(Phaseolus vulgaris)相应的叶绿素荧光的影响;n=8。
变量 | 24h | 48h | 72h | 120h |
对照 | 2.1 | 2.05 | 2.09 | 1.75 |
葡萄孢 | 1.81 | 1.60 | 1.50 | 1.06 |
硅酸酯0.054% | 1.90 | 1.70 | 1.74 | 1.32 |
硅酸酯0.27% | 1.84 | 1.71 | 1.73 | 1.51 |
硅酸酯1.35% | 1.88 | 1.76 | 1.72 | 1.53 |
在下面的实施例2中,结合作为O/W型乳化剂的APG化合物和(a)和/或(b)类的其他成分一起使用本发明的类脂-可溶性硅化合物。
附加使用的成分是市售产品,由本申请人公司出售,商品名称为TerraPyG。
实施例2
土壤施用的实施例
方法:
将10日龄的豆苗(Phaseolus vulgaris)单株选出移入有耕种土壤和砂子混合物的栽培容器中,并用作为植物强化成分的试验混合物的水溶液(硅酸酯+Henkel KgaA的TerraPy G)浇灌。使用的表面活性剂是烷基聚糖苷,在Henkel KGaA的内部名称为Glucopon 215 CS UP。在所有变量中该表面活性剂的浓度是恒定的0.1%。
采用下列用量:
试验混合物变量 | 硅酸酯 | 硅含量 | TerraPy G | Lipotin含量 |
1 | 0.54g/m2 | 0.046g Si/m2 | 2g/m2 | 0.4g/m2 |
2 | 2.7g/m2 | 0.23g Si/m2 | 10g/m2 | 2g/m2 |
3 | 13.5g/m2 | 1.15g Si/m2 | 40g/m2 | 8g/m2 |
曝光7天后,用0.3mmol/l百草枯作为非生物应激源(=实验A部分)或灰色葡萄孢(106孢子/叶片)作为生物应激源(=实验B部分)处理植物的初生叶片。
在实验的A部分,使用应激源百草枯后4、24、48和96小时测定叶绿素荧光。在实验的B部分,使用应激源葡萄孢24、48、72和120小时后测定叶绿素荧光。
此外,所有的测量均使用荧光计在室温下无光的条件下进行。叶绿素荧光的测定如专业文献所述的在已适应黑暗30分钟的植物上测量。
土壤施用得到的结果:
A部分:百草枯
正如所料,已用应激源百草枯处理过的植物的荧光弱于未暴露于该应激源的植物的荧光。已用试验混合物“硅酸酯+TerraPy G”处理过的植物的荧光显著强于百草枯应激后的植物或用单一物质处理后的植物的荧光。三种剂量的混合物都得出比未应激的对照的高得多的荧光值。
表1:使用精选的植物增强剂进行土壤处理,及用植物增强剂处理后7天,其对菜豆(Phaseolus vulgaris)相应的叶绿素荧光的影响;n=8。
变量 | 4h | 24h | 48h | 96h |
对照 | 0.65 | 0.64 | 0.66 | 0.68 |
百草枯 | 0.52 | 0.52 | 0.52 | 0.55 |
硅酸酯0.54g/m2 | 0.63 | 0.65 | 0.65 | 0.652 |
硅酸酯2.7g/m2 | 0.62 | 0.61 | 0.65 | 0.63 |
硅酸酯13.5g/m2 | 0.62 | 0.64 | 0.63 | 0.63 |
TerraPy G 2g/m2 | 0.63 | 0.63 | 0.64 | 0.64 |
TerraPy G 10g/m2 | 0.63 | 0.61 | 0.65 | 0.66 |
TerraPy G 40g/m2 | 0.62 | 0.63 | 0.63 | 0.61 |
试验混合物1 | 0.77 | 0.78 | 0.78 | 0.80 |
试验混合物2 | 0.85 | 0.84 | 0.80 | 0.81 |
试验混合物3 | 0.85 | 0.90 | 0.85 | 0.75 |
用试验混合物处理过的植物的根部生长显著优于未处理的对照植物和用除草剂百草枯应激的植物的根部生长(参见表2)。增加硅+lipotin的数量也能导致测出更高的根重。
表2:使用精选的植物增强剂进行土壤处理,及用植物增强剂处理后20天,其对菜豆(Phaseolus vulgaris)根重的影响;n=8。
变量 | 平均根重 |
对照 | 1.66 |
百草枯 | 1.80 |
硅酸酯0.54g/m2 | 2.14 |
硅酸酯2.7g/m2 | 2.24 |
硅酸酯13.5g/m2 | 2.56 |
TerraPy G 2g/m2 | 1.90 |
TerraPy G 10g/m2 | 2.26 |
TerraPy G 40g/m2 | 2.28 |
试验混合物1 | 2.35 |
试验混合物2 | 2.55 |
试验混合物3 | 2.86 |
B部分:葡萄孢
正如所料,已用生物应激源灰色葡萄孢处理过的植物的荧光弱于未暴露于该应激源的植物的荧光。已单独用试验物硅酸酯或TerraPy G处理过的植物的荧光显著强于应激后的植物(表3),但未达到未应激植物那么高的荧光值。高活性物质-13.5g/m2硅酸酯或1.15g/m2硅不能提供比低用量更好的保护。相反,用试验混合物“硅酸酯+TerraPy G”处理后的植物达到与未应激的对照植物同样良好的荧光值,有时甚至高于未应激的对照植物(表3)。
表3:使用精选的植物增强剂进行土壤处理,及用植物增强剂处理后7天,其对菜豆(Phaseolus vulgaris)的相应叶绿素荧光的影响;n=8。
变量 | 24h | 48h | 72h | 120h |
对照 | 1.98 | 1.88 | 1.85 | 1.75 |
葡萄孢 | 0.58 | 0.57 | 0.42 | 0.51 |
硅酸酯0.54g/m2 | 1.45 | 1.32 | 1.40 | 1.30 |
硅酸酯2.7g/m2 | 1.48 | 1.36 | 1.36 | 1.34 |
硅酸酯13.5g/m2 | 1.52 | 1.02 | 0.98 | 0.79 |
TerraPy G 2g/m2 | 1.45 | 1.43 | 1.41 | 1.36 |
TerraPy G 10g/m2 | 1.40 | 1.21 | 1.02 | 0.94 |
TerraPy G 40g/m2 | 1.48 | 1.51 | 1.44 | 1.36 |
试验混合物1 | 1.88 | 1.85 | 1.82 | 1.78 |
试验混合物2 | 1.75 | 1.78 | 1.83 | 1.85 |
试验混合物3 | 1.98 | 1.92 | 1.97 | 1.93 |
叶片施用的实施例
方法:
将10日龄的豆苗(Phaseolus vulgaris)单株选出移入有耕种土壤和砂子混合物的栽培容器中,并用作为植物强化成分的试验混合物(硅酸酯+TerraPy G)的水溶液喷洒。使用的表面活性剂是烷基聚糖苷,在Henkel KGaA的内部名称为Glucopon 215 CS UP。在所有变量中该表面活性剂的浓度是恒定的0.1%。
使用下列浓度:
试验混合物变量 | 硅酸酯 | 硅含量 | TerraPy G | Lipotin含量 |
1 | 0.054% | 0.0046%Si | 0.2% | 0.04% |
2 | 0.27% | 0.023%Si | 1.0% | 0.2% |
3 | 1.35% | 0.115%Si | 4.0% | 0.8% |
曝光7天后,用0.3mmol/l百草枯作为非生物应激源(=实验A部分)或灰色葡萄孢(106孢子/叶片)作为生物应激源(=实验B部分)处理植物的初生叶片。
在实验的A部分,使用应激源百草枯后4、24和48小时测定叶绿素荧光。在实验的B部分,使用应激源葡萄孢24、48、72和120小时后测定叶绿素荧光。
所有的测量均使用荧光计在室温无光的条件下进行。如专业文献所述,在已适应黑暗30分钟的植物上测定叶绿素荧光。
结果:
A部分:百草枯
正如所料,已用应激源百草枯处理过的植物的荧光弱于未暴露于该应激源的植物的荧光。已用试验混合物处理过的植物的荧光显著强于应激后的植物的荧光。应激处理后4小时,所有试验物剂量的硅酸酯得出如未应激对照一样好的荧光值(表4)。24小时后,用该混合物处理后的植物的荧光值超过了对照植物的荧光值。
表4:使用精选的植物增强剂进行叶片处理,及用植物增强剂处理后7天,其对菜豆(Phaseolus vulgaris)相应的叶绿素荧光的影响;n=8。
变量 | 4h | 24h | 48h |
对照 | 0.62 | 0.63 | 0.60 |
百草枯 | 0.43 | 0.54 | 0.51 |
硅酸酯0.054% | 0.55 | 0.57 | 0.60 |
硅酸酯0.27g% | 0.58 | 0.62 | 0.60 |
硅酸酯1.35% | 0.59 | 0.62 | 0.60 |
TerraPy G 0.2% | 0.59 | 0.59 | 0.60 |
TerraPy G 1.0% | 0.54 | 0.57 | 0.60 |
TerraPy G 4.0% | 0.55 | 0.59 | 0.60 |
试验混合物1 | 0.62 | 0.64 | 0.68 |
试验混合物2 | 0.61 | 0.63 | 0.65 |
试验混合物3 | 0.62 | 0.65 | 0.70 |
B部分:葡萄孢
正如所料,已用生物应激源灰色葡萄孢处理过的植物的荧光弱于未暴露于该应激源的植物的荧光。已用试验物硅酸酯处理过的植物的荧光显著强于应激后的植物的荧光(表5),而且较高浓度的试验物质的保护作用比低浓度的持续时间长。
表5:使用精选的植物增强剂进行叶片处理,及用植物增强剂处理后7天,其对菜豆(Phaseolus vulgaris)相应的叶绿素荧光的影响;n=8。
变量 | 24h | 48h | 72h | 120h |
对照 | 2.1 | 2.05 | 2.09 | 1.75 |
葡萄孢 | 1.81 | 1.60 | 1.50 | 1.06 |
硅酸酯0.054% | 1.90 | 1.70 | 1.74 | 1.32 |
硅酸酯0.27% | 1.84 | 1.71 | 1.73 | 1.51 |
硅酸酯1.35% | 1.88 | 1.76 | 1.72 | 1.53 |
TerraPy G 0.2% | 1.83 | 1.76 | 1.74 | 1.74 |
TerraPy G 1.0% | 1.86 | 1.53 | 1.46 | 1.09 |
TerraPy G 4.0% | 1.98 | 1.95 | 1.93 | 1.46 |
试验混合物1 | 1.95 | 2.06 | 2.12 | 2.10 |
试验混合物2 | 1.96 | 2.14 | 2.19 | 2.18 |
试验混合物3 | 2.05 | 2.25 | 2.26 | 2.30 |
表6显示了本发明的四种其他植物增强剂,所述植物增强剂基于式(I)的硅酸酯商品,其中R1-R4基团是十二烷基。表6所示的组合物是完全无水的并有显著的储藏稳定性。可用水简单地稀释产生可容易地稀释的可流动和可倾注的O/W型乳剂并且特别适用作喷雾液体。
表6:
实施例号 | 硅酸酯 | 卵磷脂(冻干的) | APG | 基于油醇和十六烷醇的脂肪醇 | 甘油单油酸酯 |
1 | 72g | 10g | 8g | 8g | 2g |
2 | 60g | -- | 17g | 17g | 6g |
3 | 45g | 11g | 22g | 22g | -- |
4 | 36g | 10g | 27g | 27g | -- |
Claims (21)
1.使用单体的和/或低聚的同时是类脂-可溶性的硅酸酯来增强健康植物的生长以抵抗病原体的侵袭和非生物应激的用途,通过将该类脂硅酸酯引入植物的根际和/或将其施用到植物的地上部分实现,所述硅酸酯是硅酸和含至少一定程度的亲酯烃基的醇形成的酯(类脂硅酸酯)。
2.根据权利要求1的用途,其特征在于使用在使用温度范围内,优选在0-50℃范围内,特别是在10-30℃范围内是可流动和可展开的类脂硅酸酯,和/或使用在此温度范围内可流动和可展开的类脂硅酸酯的含水制剂和/或有机制剂。
3.根据权利要求1和2的用途,其特征在于将可流动和可展开的油相的、同时是植物可耐受的类脂硅酸酯和/或其混合物以含水乳剂,特别是O/W型的形式引入或施用。
4.根据权利要求1-3的用途,其特征在于将已制备好的含水乳剂伴随植物可耐受的O/W型乳化剂一起使用,特别是伴随使用合适的烷基(低聚)葡糖苷化合物(APG化合物)。
5.根据权利要求1-4的用途,其特征在于使用硅酸的平均低聚度(n)至多30的类脂硅酸酯,优选(n)值在2-20范围内,特别是在4-10范围内。
6.根据权利要求1-5的用途,其特征在于所使用的类脂硅酸酯中的有机部分含至少一定程度的亲脂烃部分,所述亲脂烃部分具有至少6-8个碳原子,优选具有至少10-12个碳原子。
7.根据权利要求1-6的用途,其特征在于所用的类脂硅酸酯中的亲脂烃部分至少在一定程度上来源于脂肪醇、芳香醇和/或含至少一个能形成酯的羟基的天然的和/或合成来源的其他亲脂烃成分,这些硅酸酯的亲脂烃部分也可以来源于所述醇成分的烷氧基化物,尤其是乙氧基化物。
8.根据权利要求1-7的用途,其特征在于当将所述类脂硅酸酯引入土壤中时,其用量以纯硅计算是至少0.01gSi/m2,优选在至多2g Si/m2范围内,而当将其施用到植物的地上部分,特别是在叶片施用的情况下,优选用量是至少0.001重量%,特别是在至多0.5重量%范围内,在所有情况下,上述含量均基于使用的喷雾混合物的重量。
9.根据权利要求1-8的用途,其特征在于以相对于引入或施用该类脂硅酸酯以同时或交错的方式将下文所述的(a)和/或(b)类物质引入或施用到植物的根际和/或地上部分:
(a)具有至少一定程度的亲酯部分的磷和/或氮化合物,和需要时的用于健康植物生长的其它常量和/或微量营养素,
(b)含有脂肪结构的亲酯饱和的和/或烯属不饱和的烃部分,并且能被有氧和无氧降解的有机化合物,作为微生物菌丛生长的额外碳源。
10.根据权利要求1-9的用途,其特征在于(a)和/或(b)类成分也以在使用温度下可流动和可展开的制剂形式使用,此外优选使用含水/含表面活性剂的O/W型乳剂。
11.根据权利要求10的用途,其特征在于使用的生态上可耐受的O/W型润湿剂至少在一定程度上,优选至少主要是APG化合物,所述化合物的烷基残基至少主要来源于直链脂肪醇。
12.根据权利要求1-11的用途,其特征在于使用葡萄糖和脂肪醇的APG化合物,所述化合物特别基于天然物质并含有至少6个碳原子,优选6-24个碳原子,且DP值在1.2-5范围内。
13.根据权利要求1-12的用途,其特征在于使用的成分(a)是卵磷脂、卵磷脂水解物和/或化学改性的卵磷脂,优选与其他含氮的常量营养素的混合物,所用其他含氮常量营养素具体可以是尿素和/或尿素衍生物。
14.根据权利要求1-13的用途,其特征在于使用(b)类成分,所述成分至少在一定程度上被氧杂原子官能化,优选使用脂肪醇和/或脂肪酸和其衍生物,如相应的酯或偏酯,醚和/或酰胺。
15.根据权利要求1-14的用途,其特征在于(b)类成分是至少主要基于天然物质。
16.根据权利要求1-15的用途,其特征在于(b)类成分的流点至少一定程度上等于或小于25-30℃,尤其是等于或小于10-15℃。
17.根据权利要求1-16的用途,其特征在于使用天然来源的烯属不饱和的C12-24-脂肪醇,特别是至少主要是C16/18-脂肪醇,其具有高度的烯双键并且凝固范围等于或小于20℃,优选等于或小于10-15℃,和/或脂肪酸偏酯如甘油单油酸酯作为(b)类成分,也可优选使用所述(b)类成分的混合物。
18.用于植物保护领域抵抗生物和/或非生物应激因素的多物质混合物,该混合物可通过加入水或水基液相制备成可流动的和可倾注的O/W型乳剂,该混合物包括
-硅酸与含至少一定程度的亲酯烃部分的醇形成的单体的和/或低聚的类脂-可溶性的酯,和
-能被植物耐受的O/W型乳化剂。
19.根据权利要求18的多物质混合物,其特征在于还含有下列(a)和/或(b)类中的有用物质,该物质能促进健康植物的生长:
(a)具有至少一定程度的亲酯部分的磷和/或氮化合物,和需要时的用于健康植物生长的其它常量和/或微量营养素,
(b)含有脂肪结构的亲酯饱和的和/或烯属不饱和的烃部分,并且能被有氧和无氧降解的有机化合物,作为微生物菌丛生长的额外碳源。
20.根据权利要求18和19的多物质混合物,其特征在于它们至少基本是无水的,同时在0-50℃温度范围内,尤其是在10-30℃范围内能被分离成几部分,并且特别是可倾注和可流动的。
21.根据权利要求18-20的多物质混合物,其特征在于含有特别基于葡萄糖和脂肪醇的APG化合物作为植物可耐受的O/W型乳化剂,所述APG化合物特别基于天然物质并含有至少6个碳原子,优选6-24个碳原子,且DP值在1.2-5范围内。
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