CN86108548A - 植物生长促进法 - Google Patents

Abstract

用作促进植物生长的适宜于农艺的式(I)化合物的盐类的应用。式中X₁表示氢或氯原子，或甲基、三氟甲基、硝基、甲氧基或叔丁基基团，而X₂表示氢原子，或X₁与X₂都表示一个氯原子或甲基基团；而Y表示氢原子，或C_2-6烷基羰基、苯甲酰基、N-苯氨羰基、N-3，4-二氯苯氨羰基、氯丙基羰基、甲氧基娈基、氨基甲酰基或2-甲基丙烯酰基。

Description

本发明涉及植物生长的促进法，更具体地说，涉及促进植物的光合作用及根部形成作用的方法，促进植物的生长。

一种能提高植物生产一种物质的能力的方法是提高该植物的光合作用的能力。曾做过一些尝试，通过选择培养基或使用化学方法来促进植物的光合作用。例如，胆碱盐类对植物生长的促进效果已为人们所公知。美国专利第4，309，205号公开了增加土壤中生长的植物的花或果实的数量与质量的方法，该方法包括在成熟植物的繁殖阶段中，对植物使用在水介质中含有效量的能促进植物的花或果实的数量与质量的至少一种无毒性的胆碱盐。美国专利第4，488，901号公开了提高植物的耐寒性的方法，该方法包括在温度降落之前培育的植物用水溶液进行处理，其中至少有一种分子式为HO

CH₂

_nNH₂的化合物或它的N，N，N-三甲基-季铵盐，式中n为2至5的整数。

本发明的发明人曾长期地通过化学处理方法寻求能有效地促进植物的光合作用及根部形成作用的物质，而目前已发现某种氨基乙醇衍生物具有一种细胞分裂素的作用及显著地促进植物的光合作用、生长和根部形成作用的能力。

按照本发明，提供了一种促进植物生长的方法，所述方法包括将有效量的从一组包含适宜于农艺的式（Ⅰ）的化合物的盐类中选择的至少一种活性化合物施用于植物的茎、叶、根或种子，或者施用于土壤中。式（Ⅰ）为：

其中X₁表示一个氢或氯原子，或一个甲基、三氟甲基、硝基、甲氧基或叔丁基基团，而X₂表示一个氢原子，或X₁与X₂都表示一个氯原子或一个甲基基团;而Y表示一个氢原子，或C_2-6烷基羰基、苯甲酰基、N-苯氨羰基、N-3，4-二氯苯氨羰基、氯丙基羰基、甲氧基羰基、甲氧基羰基、氨基甲酰基或2-甲基烯酰基。

在式（Ⅰ）中，C_2-6烷基羰基基团中用Y表示的烷基部分可为直链或支链的，C_2-6烷基羰基基团的具体实例包括：乙酰基、丙酰基、正丁酰基、异丁酰基、正戊酰基、己酰基与辛酰基基团。

在式（Ⅰ）中，

部分，最好是其中X₁与X₂都为氢原子;或其中X₁为2-甲基或3-甲基基团，而X₂为一个氢原子。

适宜于农艺的式（Ⅰ）的化合物的盐类包括：氢卤化物，如氢氯化物及氢溴化物，无机酸盐类，如磷酸盐、硝酸盐、硫酸盐及碳酸盐，及有机酸盐类，如乙酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐及左旋（+）-酒石酸盐。所有这些，优选氢氯化物及氢溴化物。

适宜于农艺的式（Ⅰ）的化合物的盐类的制备，例如可通过（a）将由式（Ⅱ）表示的N，N-二甲基乙醇胺的化合物：

（其中Y如上述所定义）

与由式（Ⅲ）表示的卤化物：

（式中的卤素表示一个卤素原子，而X₁与X₂如上述定义）

进行反应而获得由式（Ⅳ）所表示的化合物：

（其中X₁与X₂如上述定义）

或（b）将其中的Y为一个氢原子的式（Ⅳ）的化合物与一种C_2-6烷基羰基卤化物、C_2-6链烷酸酐、苯甲酰卤化物、N-苯氨羰基卤化物、N-3，4-二氯苯氨羰基卤化物、氯丙基羰基卤化物或甲氧基羰基卤化物、氨基甲酰基卤化物或2-甲基丙烯酰基卤化物进行反应而获得式（Ⅰ）化合物。其中Y如上述所定义，但不为氢原子。

这些化合物的制备的某些具体实施方案，如下所示。

制备实例1

在冰冷条件下，将4.83克（30毫摩尔）的2-氯苄基氯加到溶解于10毫升的乙醚中的2.67克（30毫摩尔）的二甲基乙醇胺中。在室温下，将该混合物停放2天。通过过滤将沉淀的晶体分离出来，用乙醚洗涤，减压干燥，得到N-2-氯苄基-N，N-二甲基-2-羟基乙醇铵的氯化物（下列表1中第4号化合物），由下式表示：

产率：48%

制备实例2

在20毫升异丙醚中溶解4.47克（30毫摩尔）的2-二甲基氨基丁酸乙酯

-CH₂CH₂-O-COCH₂CH₂CH₃）与3.8克（30毫摩尔）的苄基氯，在室温下，将该溶液停放4天。然后将溶剂蒸发。通过吸滤将沉淀的晶体分离出来，用异丙醚彻底洗涤，并减压干燥，得到N-苄基-N-（2-丁酰氧基乙基）-N，N-二甲基铵的氯化物（下列表1中第29号化合物），由下式表示：

产率：29%

用制备实例1与2的相同方法，可获得表1中所示式（Ⅰ）化合物的盐类。表1也描述制备实例1与2所获得的化合物。

所有这些化合物中，第1、2、3、9、12、13、15、16、18、19、21、26、27、28、29、43、44及45号化合物较好。第1、2、15、27、28及29号化合物特别好，因为它们在低剂量下是有效的。第15、18、21、26、27、28、29及43号化合物具有高的细胞分裂素的活性。第1、2、3、4、6、12、13、15、29及43号化合物具有高的促进生长的活性与高的促进根部形成的活性。

适宜于农艺的式（Ⅰ）的化合物的盐类（从种属上说称为本发明的活性化合物）具有提高植物的光合作用和/或根部形成的作用，及促进植物生长的能力。按照本发明，能够被促进其生长的植物的种类是没有特别的限制的，它们可包括各种农艺或园艺培植的植物。具体实施例包括谷类作物的稻谷、小麦、大麦及玉米，豆科植物如黄豆及红小豆;具生于地底的块茎或鳞茎的植物如葱、蒜及马玲薯;根部可供食用的菜蔬如萝卜、甘薯、甜菜、胡萝卜;果树如桃树、柿树、葡萄树及苹果树;果实可供食用的菜蔬如番茄、黄瓜;叶片可供食用的菜蔬如莴苣、卷心莱、花椰莱及菠菜;及花卉如郁金香及大波斯菊。

本发明的活性化合物可以用传统的适宜于农艺的载体或稀释剂配制成任何已知的形式，如可湿性粉剂、颗粒剂、水溶液、浓乳剂或水悬浮剂以供使用。对于所使用的载体或稀释剂，只要是适宜于农艺中应用的则在配制中并无任何限制。例如，滑石粉、粘土及膨润土均可用作可湿性粉剂及颗粒剂的载体。水溶液是使用活性化合物的最好形式。

生成的制剂可包含按重量计为1%至75%的本发明的活性化合物，最好是30%至75%。这种制剂还可包含其他传统的农艺的活性成分，例如肥料、除草剂、杀虫剂或杀菌剂。

所述制剂可按需要而包含表面活性剂。表面活性剂的用量取决于用以促进活性成分的吸收性与渗透性的制剂的形式，例如按重量计为0.02%至20%，按重量计为0.1%至5%为最好。优选的表面活性剂可包括非离子表面活性剂，如聚氧乙烯烷基醚（例如聚氧乙烯月桂基醚）;及阴离子表面活性剂，如月桂基磺酸三乙醇胺盐。

本发明的活性化合物可用本身已知的任一方法使用。例如，可将该活性化合物喷洒在成熟的植物的茎与叶，或浇注在近根部的部位。而种子最好是浸泡在包含本发明的活性化合物的溶液中。

本发明的活性化合物的用量随待处理的植物的类型、植物生长的阶段、施用的方式及时间等而变。例如，用作喷洒在植物的茎或叶时，本发明的活性化合物的用量，相对每公顷种植面积通常是在3至1500克的范围，最好为每公顷10至1000克。对使用于叶上的制剂最好用水溶液型，而其中所包含的本发明的活性化合物的浓度为10至100，000ppm，最好为20至50，000ppm。

通常，使用本发明的活性化合物的最好的时间是在植物的光呼吸作用达到顶峰的时间。例如，在繁殖性生长到收获季节的一段时间内，需要在某些时间施用。然而，对于某些植物而言，在营养生长期间使用本发明的活性化合物时，会给出更为理想的效果。换句话说，不存在施用的时间性的特别限制。

在浇注本发明的活性化合物到接近植物根部的部分的场合下，通常以使用包含本发明的活性化合物，含量为0.1至300ppm的水溶液较为有利，最好为0.5至100ppm的水溶液，且其用量为每公顷5至100立方米，最好为每公顷10至50立方米。

当使用本发明的活性化合物来处理种子时，最适宜的方法，通常是将种子浸泡在0.05至1000ppm的本发明的活性化合物的水溶液中，最好是浸泡在0.1至300ppm的水溶液中，而浸泡时间为约1小时至约48小时，最好为约3小时至约24小时。

当本发明的活性化合物是用于稻秧的根部的形成或固定时，一般的实践是在插秧之前先把本发明的活性化合物的水溶液浇注在稻秧的根部。

本发明的活性化合物施用于典型的植物上的方法、时间及用量及其预期的效果，简要地记录于表2。

按照本发明对植物施用适宜于农艺的式（Ⅰ）的化合物的盐类，可大大地增加植物的光合作用及根部的形成作用，其结果是可以促进植物的生长。例如，本发明的活性化合物可促进如稻谷、小麦、大麦、甜菜、甘薯，马铃薯与葱等C₃植物以及如玉米与甘蔗等C₄植物的根部的形成，培育它们的壮苗，在初期生长阶段中促进它们的生长，因而增加农作物的收成。另外，本发明的活性化合物也能增加如苹果、柿、桃、橙和柠檬等果实的甜度和大小，改进它们的色彩并保持其新鲜性。本发明的活性化合物也能促进如郁金香的花苞的大小，还能促进大波斯菊的开花等。

在对植物施用本发明的活性化合物时，可将之配制成可湿性粉剂、水溶液、水或油中的悬浮剂等。典型的配制实例如下所述。

配制实例1

水溶液：

将50克第15号化合物，10克聚氧乙烯油醚及10克三乙醇胺十二烷基硫酸盐与180克净水混合，制备成包含20%第15号化合物的水溶液。通常是在稀释100至2000倍后才使用的。

配制实例2

可湿性粉剂：

将50克第29号化合物，2克十二烷基磺酸钠，1克聚氧乙烯烷基芳基醚，10克滑石粉及37克膨润土均匀地混合并研磨成粉，制备成包含50%第29号化合物的可湿性粉剂。

本发明的活性化合物对植物的生长的良好促进作用由下述的试验实例进行说明。

试验实例1

利用原生质体的光合作用：

小麦（品种：Norin    N.61）在植物人工气候室中以蛭石作土壤培植10天，白天在自然光照射下保持在25℃的温度而夜晚则保持在20℃的温度。

用传统的方法将原生质体从小麦中分离出来〔参见植物生理（1978），62，313-319〕。原生质体在光合作用下的效果按以下的方式用氧气电极进行检验。

将原生质体用反应溶液〔50毫摩尔HEPES-氢氧化钾缓冲液（pH7.6），0.4摩尔山梨醇，1毫摩尔乙二胺四乙酸，10毫摩尔碳酸氢钠〕中的试验化合物培育1分钟，然后用光（100，000勒克司）照射以激光光合作用。本发明的化合物的活性通过与未经处理（不包含试验化合物）的一批对照物进行对比来检验的。其结果示于表3。

表3

化合物号    浓度（毫摩尔）    光合作用的增强（＊）

1    10    +++

3    10    ++

4    10    ++++

5    10    +++

7    10    ++

9    10    +++

13    10    ++++

16    10    +++

18    10    +++

20    10    ++

23    10    ++

26    10    +++

27    10    +++

29    10    +++

35    10    ++

39    10    ++

41    10    ++

42    10    ++

43    10    +++

（＊）    -表示与未处理批比较，结果降低。

±表示与未处理批比较，结果相同

+表示与未处理批比较，结果增加0至5%。

++表示与未处理批比较，结果增加5至10%。

++++表示与未处理批比较，结果增加15%以上。

试验实例2

按照R.A.弗利歇（Fletcher）及D.麦卡拉（McCullagh）的方法〔Planita，101，88（1971）〕利用黄瓜检验细胞分裂素作用。

将黄瓜种子（绿色的、地上爬行的、长节瘤品种）浸泡在水中3至4小时，然后播种在完全水湿的、每箱含200个蛭石的培育箱（30厘米×20厘米×3厘米）中。所述种子在28℃温度下，在黑暗中培育5天，然后在淡绿色光的照射下切去露出的黄色子叶。将20对子叶放在直径为9厘米的陪替氏培养皿中，各皿中除包含5毫升的2毫摩尔磷酸盐缓冲剂（pH6.0）外，还分别含有浓度为10ppm的表4试验化合物。将陪替氏培养皿放置在暗室中，维持温度为28℃15小时，然后将之放置在曝光灯（3000至4000勒克司）下照射4小时。5对转变成绿色的子叶，用丙酮提取未熟子叶中的叶绿素，并计算其单位体积中叶绿素的量。其结果如表4所示。

表4

化合物号    浓度    子叶与未处理过    叶绿素量（与未处理

（ppm） 区域的重量比 过区域的比例）^＊

未处理过    100（205毫克/克）    （70.8公斤/克）

15    10    107    199

21    10    106    186

18    10    105    182

26    10    101    179

28    10    103    177

13    10    105    165

27    10    106    204

29    10    99    199

43    10    105    185

＊：未处理过区域的值取作100时的相对比例。

按照本发明的活性化合物显示了除细胞分裂素作用与苄基腺嘌呤具相近效果外，在实际田间试验中的效果是很高的。这是因为本发明的活性化合物是可以很好地被植物的躯体所吸收与传输所致。其他原因则是本发明的活性化合物的细胞分裂素的作用是适宜于促进植物的生长。本发明的活性化合物较玉米素与苄基腺嘌呤的优点在于前者具有较好的水溶性。

上述原因就是为什么本发明的活性化合物在田间试验较基本的室内试验显示较高的效果的原因。

试验实例3

将高地农场的土壤置入瓦格纳盆（1/5000英亩（a））中，并用化学肥料（氮0.2克，磷0.48克，钾0.32克）以每盆2克的量作为底肥。

3月5日，将已浸泡在各浓度的各反应化合物中20小时的黄豆（品种：Okuhara    HS-1），用水洗涤后，每盆播种一粒黄豆，并使之在温室中生长。在未处理过的区域内，所用黄豆已在水中浸泡20小时。在3月15日，即播种后10天，将秧苗收割，测定它们的茎、叶及地下部分的干重量。

其结果如表5所示。

表5

化合物号    浓度    对未处理过区域的比例

（ppm）    茎与叶的干重量    根的干重量

未处理过    100（1.0g/棵）    100部分（0.3g/棵）

1    100    158    217

10    148    213

2    100    160    210

10    168    243

3    100    160    190

10    168    133

13    100    123    143

10    158    217

15    100    166    227

10    146    193

29    100    149    210

10    157    205

12    100    152    177

10    165    217

6    100    160    233

10    150    183

4    100    162    200

10    165    200

43    100    158    195

10    157    199

＊    未处理过区域的值取作100时的相对比例。

试验实例4

在收获葡萄前3天，将各含50ppm的表6所示的各活性化合物的液体制剂喷洒在一串串的葡萄上（品种：Kyoho），直至完全喷湿为止。收获后，经过表6所示的时间之后，记录从串上掉下的葡萄粒数。每个区域包含3串葡萄，每串约有80粒葡萄。

其结果示于表6中。

试验实例5

将水稻田的土壤置入瓦克纳盆（1/5000

（a））中，并用化学肥料（氮含量10%，磷含量24%，钾含量16%）以每盆2克的量作为底肥。在5月25日，在各盆移植6株稻秧（品种：“Koshihikari”），并在温室中培育。在6月18日（出穗前15天），将表7所示试验化合物（包含200ppm聚氧乙烯烷基芳基醚作为表面活性剂）的水溶液喷洒到稻谷作物的叶上。每个区域包含4个盆。

在9月20日，将稻谷作物收获，检验精选的稻米的数量。其结果示于表7中。在未处理过区域中，只用了水和表面活性试剂的混合物。

表7

化合物号    剂量    精选稻米的产量

g/10英亩    （%基于未处理过区域的产量）

未处理过    100（20.3克/盆）（＊）

1    10    126

30    122

2    10    114

30    125

15    10    134

30    129

（＊）当未处理过区域的产量取作100时的相对比例。

试验实例6

将表8所示的各种剂量的各种试验化合物各溶解在100升的水中，以200ppm的聚氧乙烯烷基芳基醚作为表面活性剂加在上述溶液中。在5月10日（开花前20天），将所生成的溶液喷洒在小麦（品种：冬小麦“horoshiri”）的叶上。在7月26日，收割小麦，测定地上部分（茎及叶）收获量的干重量。

在未处理过区域，只喷洒水和表面活性剂的混合液。

试验的结果示于表8中。

（＊）：未处理过区域的产量或重量取作100时的相对比例。

试验实例7

在6月28日，将黄豆（品种：“enrei”）与玉米（马齿形玉米）播种在装有火山灰田土壤的1升装塑料盆中，并在25℃的温室中使其发芽。然后，让它们在田间生长。以氮肥做为底肥，其用量为3公斤/10英亩。

用聚氧乙烯烷基芳基醚（100ppm）作为铺展剂，并将之加入到各包含浓度为300ppm的表9所示的试验化合物的液体制剂中。用喷洒器将液体制剂喷洒到正形成2片主叶阶段的黄豆及4片叶阶段的玉米上，使所有植物均被所述液体制剂喷洒湿透。未处理过区域只用水和铺展剂之混合液进行喷洒。

处理之后，每隔7天，测定8棵个别植物的叶面积的干重量，并按照下述沃森公式计算表达单位面积的个别叶的干重量的增加率的相对生长率（RGR）及净同化率（NAR）。

计算公式：

RGR＝ (l)/(w) · (dw)/(dt) ＝ (lnw₂- lnw₁)/(t₂- t₁)

NAR＝ (l)/(F) · (dw)/(dt) ＝

在这些公式中，W₁表示第一次测定时的干重量，而W₂表示下一次测定的干重量;t₂-t₁为第一次测定到下一次测定的天数;（ F₁- F₂）表示在该段时期内叶面积的增加。

其结果示于表9中。

从试验的结果中可知，第2号及第15号化合物显示出比胆碱盐酸盐具有较高的RGR与NAR值。

Claims (10)

1、促进植物生长的方法，所述方法包括将有效量的至少有一种由适宜于农艺的式(Ⅰ)化合物的盐类选择的活性化合物施用于植物的茎、叶、根或种子或土壤中，所述式(Ⅰ)为：

其中X₁表示一个氢或氯原子，或一个甲基、三氟甲基、硝基、甲氧基或叔丁基基团，而X₂表示一个氢原子，或X₁与X₂都表示一个氯原子或甲基基团；而Y表示一个氢原子，或C_2-6烷基羰基，苯甲酰基、N-苯氨羰基，N-3，4-二氯苯氨羰基、氯丙基羰基，甲氧基羰基、氨基甲酰基或2-甲基丙烯酰基。

2、按照权利要求1的方法，其中所述活性化合物是以水溶液的形式施用的。

3、按照权利要求2的方法，其中所述水溶液按重量计包含0.02%至20%的表面活性剂。

4、按照权利要求1的方法，其中所述的活性化合物是以一种水溶液的形式施用于成熟植物的茎与叶，相对植物的培植面积的施用量为每公顷3至1500克。

5、按照权利要求1的方法，其中所述植物的种子是浸泡在含浓度为0.05至1，000pmm的活性化合物的水溶液中。

6、按照权利要求1的方法，其中活性化合物浓度为0.1至300ppm的水溶液是浇注在靠近植物秧苗根部的部位。

7、为促进植物生长的适宜于农艺的式（Ⅰ）化合物的盐的应用。

8、一种促进植物生长的组合物，包括：

（1）至少一种活性化合物，该活性化合物是从一组适宜于农艺的包含式（Ⅰ）化合物的盐中选取的，所述式（Ⅰ）为

其中X₁表示一个氢或氯原子，或一个甲基、三氟甲基、硝基、甲氧基或叔丁基基团，而X₂表示一个氢原子，或X₁与X₂都表示氯原子或甲基基团;而Y表示一个氢原子，或C_2-6烷基羰基、苯甲酰基、N-苯氨羰基、N-3，4-二氯苯氨羰基、氯丙基羰基、甲氧基羰基、氨基甲酰基或2-甲基丙烯酰基，与

（2）一种适宜于农艺的载体或稀释剂。

9、按照权利要求8的组合物，其中X₁与X₂都表示一个氢原子，或X₁表示一个2-甲基或3-甲基基团，而X₂表示一个氢原子。

10、按照权利要求8的组合物，其中Y表示一个氢原子或一个C_2-6烷基羰基基团。