CS236666B2

CS236666B2 - Agent for resistance rise of cultural plants against cold

Info

Publication number: CS236666B2
Application number: CS819475A
Authority: CS
Inventors: Tibor Farkas; Ibolya Horvath; Laszlo Horvath; Laszlo Vigh; Zsolt Dombay; Jozsef Nagy; Emilia Nagy; Csaba Pavliscsak; Gyula Tarpai
Original assignee: Eszakmagyar Vegyimuevek
Priority date: 1980-12-18
Filing date: 1981-12-17
Publication date: 1985-05-15
Also published as: LU83842A1; CA1167662A; RO83441B; FR2498420A1; FR2498420B1; BR8108209A; PL128880B1; DK562381A; ATA543081A; DK158698C; GB2091712B; DK158698B; PL234278A1; US4488901A; HU181241B; GR76370B; IT8125663A0; BE891459A; AT381000B; GB2091712A

Description

Vynález se týká prostředku pro zvyšování odolnosti kulturních rostlin proti působení chladu.

Je dobře známo, že klimatické podmínky, především okolní teplota, mají rozhodující vliv na různé geografické rozděleni rostlin. Toto rozdělení, podmíněné teplotou prostředí, má primární význam pro pěstování obilí, zeleniny a plodů určených pro výživu. Agrotechnici, zabývající se pěstováním a zlepšováním plodin v oblastedh s kontinentálním klimatem, jako je Maďarsko, musí přesně znát ihranici odolnosti všech pěstovaných rostlin k působení chladu a mrazu. Avšalk i při znalosti všech potřebných údajů o odolnosti rostlin se nelze vyhnout značným škodám působeným mrazem.

Existují tři způsoby snižování zjevně nevyhnutelného nebezpečí. Nejstarším způsobem předcházení poškození mrazem je vykuřování; k tomuto účelu se nejčastěji používá zamlžovacích svíček. Záměrem tohoto opatření je zajistit teplotu nad teplotou bodu mrazu okolo rostlin vystavených působení mrazu, a tak předcházet tomu, aby se studený vzduch dostal k rostlinám. Tento· způsob je obtížně proveditelný a nemůže se ho použít v případě všech kultur (například v případě kvetoucích ovocných stromů).

Dalším nedostatkem tohoto způsobu ochrany je skutečnost, že kouř nebo mlha se musí na daném místě udržet tak dlouho, dokud existuje nebezpečí mrazu, a to je obtížné zvláště při větrném počasí. Druhou možností předcházení poškození mrazem, dokonce významnější než je shora uvedený způsob, je vývoj nových, mrazu odolných variant s přiměřenými sklizňovými výtěžky.

K tomuto účelu je však zapotřebí dlouhých a nákladných výzkumných prací, nelze tímto způsobem zlepšovat všechny druhy rostlin, jelikož se při pěstování rostlin velmi často může jedna jejich vlastnost zlepšit na úkor jiné vlastnosti. V případě některých pěstovaných rostlin je citlivost k mrazu tak vysoká, že zlepšení odolnosti takových rostlin proti působení mrazu se jeví jako beznadějné.

Třetí možností předcházení poškození pěstovaných rostlin mrazem je použití chránících chemikálií, které je založeno na extenzívním studiu poškozování rostlin a jejich částí působením mrazu a na výzkumu biochemických mechanismů takových procesů způsobených mrazem (likér R., Warring A. J., Lyons J. M., Breidenbach R. W.: The cytological responses of tomato seedling cotyledons to chilling and the influence of membrane modifications upon these responses — Cytologické odezvy rajčatového semenáče na rychlé ochlazení a vliv modifikací membrány na tyto odezvy — Protoplasma 90, str. 90 až 96,1976).

Výsledkem těchto výzkumů je obecný poznatek, že membrány rostlinných buněk a buněčných složek a z membránových slo žek především, lipoidy mají nejdůležitější význam pro odolnost proti působení mrazu. Odolnost proti působení mrazu se· pro · zjednodušení může uvádět ve vztahu teploty přechodu fáze lipoidů. Jestliže je teplota pod kritickou teplotou nebo pod kritickým rozmezím teplot pro směsi lipoidů, mění se membránové lipoidy z fyziologicky kapalně-krystalického stavu na takzvaný stav pevného gelu.

V tomto stavu pevného gelu se nevratně poškozují všechny funkce membrán, například aktivita enzymů vázaných na membránu, semipermeabilita membrány, postup transportních procesů. Kromě toho při teplotách pod 0 °C má nepříznivé vlivy další důležitý faktor, totiž fázový přechod voda/ /led. Voda ve tkáních zmrzne nejdříve v intercelulárních oblastech, což je ve většině případů nedostatečné ke zničení rostliny.

Rostliny se zničí až tehdy, kdy se promrznutí rozšíří do intracelulárních oblastí, jelikož za takových podmínek proteiny a také jiné makromolekuly ztrácejí vázanou vodu nezbytnou pro udržení jejich nativní konformace. Zmrznutí, zahrnující zvětšení objemu, způsobuje · ostatně poškození, které je samo o sobě · dostatečné ke zničení rostliny.

Ze Shora uvedeného mechanismu vyplývá, že rozhodujícím faktorem pro přežití je předcházení· intracelulárního promrznutí rostlin nebo alespoň oddálení tohoto procesu.

Intracelulární promrznutí se může posunout v podstatě několika způsoby:

— zpomalení rychlosti ochlazení, (zvláště vytvoření podmínek, které zpomalují rychlost ochlazování), — případné přechlazení (při. kterém· mohou . mít význam ve vodě rozpustné kryochránicí látky), — zvýšení molární koncentrace. · buněčné běli, nebo — vyvinutí struktury buněčné membrány se zvýšenou permeabilitou pro vodu při nízkých teplotách.

Pravděpodobně většina ze shora uvedených faktorů se dá· ovlivnit chemicky, což může představovat třetí možnost prevence poškození rostlin mrazem.

Při· zkoumání odolnosti rostlin proti působení chladu se· · zjistilo,· že· teplota fázového· přechodu· membránových lipoidů, jejich permeabilita. a. funkce· jsou· dány· třemi základními faktory:

— délka řetězce a stupeň nasycenosti · mastných kyselin obsažených v· lipoidech,· jakožto · esteriíikační složky · glycerinu,.

— obsah kryochránicích látek při nízkých teplotách, který ovlivňuje fluiditu a permeabilitu membrán pro vodu a — kvalita jednotlivých lipoidů, vzájemný

2.36 6 6 6 poměr llpoidů s různými „hlavovými skupinami“ v membránových strukturách a jejich vzájemné působení s ostatními složkami buněk.

Z experimentálních výsledků se -dospělo k závěru, že stávající fyzikálně-chemický stav membránových lipoidů má rozhodující vliv na vývoj schopnosti odolávat mrazu a pokud je záměrem zvýšit odolnost proti chladu chemickým ošetřením, musí být tento zásah zaměřen na modifikace složení lipoidu.

Jedním možným způsobem chemické úpravy může být zavedení kompletních molekul . lipoidu do rostliny, což je však obtížné z důvodů solubility a permeability. Jinou možností by bylo použití regulátorů, které posunují hospodářství rostliny s lipoidy žádaným směrem. Takové látky jsou však velmi drahé, jsou použitelné pouze pro . zkoušky v laboratorním měřítku . a nejsou vůbec dostupné pro pěstování ve velkém měřítku.

Záměrem je tudíž vyvinout prostředek, kterého by se mohlo použít k ochraně rostlin proti působení chladu v období kritických poklesů teplot způsobených klimatickými podmínkami, a tak k ochraně .pěstovaných rostlin, jako jsou například zelenina, ovocné stromy, okrasné rostliny, - květiny, a tak ke zlepšení bezpečnosti pěstování těchto- rostlin.

Kromě toho je také třeba vypracovat způsob ošetřování takových rostlin shora charakterizovaným prostředkem k nejúčinnějšímu zlepšení odolnosti takových rostlin proti působení chladu.

Výsledkem tohoto výzkumu je zjištění, že ošetřování rostlin prostředkem podle vynálezu vede ke značnému zlepšení jejich odolnosti proti působení chladu.

Prostředek pro zvýšení odolnosti .kulturních rostlin proti působení chladu podle vynálezu obsahuje jako účinnou látku alespoň jednu sloučeninu obecného vzorce I a/nebo Ia,

kde n je celé číslo 2 až 5, Ri, R2 -a R3 každý znamená atom vodíku nebo alkylovou skupinu s 1 až 5 atomy uhlíku, nebo R3 znamená volný elektronový pár, m je 1, 2 a 3, X“^m je aniont, nebo pokud se jedná o látku vzorce I její adiční soli s kyselinou v množství -hmotnostně 0,01 až 70 °/o, spolu se hmotnostně 30 až 90 % alespoň jednoho pevného a/nebo kapalného ředidla -a hmot nostně 0,1 až 15 o/o alespoň jednoho povrchově aktivního činidla a/nebo přísady.

Jakožto obzvláště účinný při předcházení poškození rostlin v důsledku poklesu teplot se osvědčil 2-hydroxyethylamin a/nebo trimethyl-beta-hydroxyethylamoniumchlorid.

Zjistilo se rovněž, že ošetření je nejúčinnější, jestliže se chráněná pěstovaná rostlina postříká zředěnou vodnou směsí obsahující hmotnostně 0,001 až 5,0 % alespoň jedné účinné látky obecného vzorce I.

S dobrými výsledky se však může použít i jiných způsobů, jako je ponoření nebo máčení zrn nebo semen do zředěného prostředku podle vynálezu; obzvláště v . některých případech se tento postup doporučuje.

Zjistilo se, že teplota . fázového přechodu membránových lipoidů se podstatně snižuje ošetřením rostlin prostředkem podle vynálezu a současně dochází k významnému vzrůstu - počtu přežívajících rostlin při vystavení působení nízkých teplot. To znamená, že se významně zvyšuje schopnost rostlin odolávat chladu.

Vynález je podrobně objasněn v následujících příkladech, které však jeho rozsah nijak neomezují.

Příklad 1 g pevného trimethyl-beta-hydroxyethylamoniumchloridu [cholinchloridu] se zavede do -baňky s kulatým' dnem -o obsahu 250 ml, vybavené míchadlem a v daném sledu se přidá 5 g polyhydroxyetheru mastné kyseliny, 1 g polyethylenglyk-olesteru mastné kyseliny, 3 g polyethylenglykolu a 42 ml destilované vody. Započne se s- mícháním a směs se míchá tak dlouho, až se všechny pevné látky rozpustí. Vzniklá kapalná směs obsahuje hmotnostně - 50 % účinné látky obecného vzorce I.

Příklad 2 g trimethyl-beta-hydroxyethylamoniumohloridu se vnesou do baňky s kulatým dnem o obsahu 250 ml, vybavené míchadlem, přidá se 10 g ethylenglykolu, 3 g polyhydroxyetheru mastné kyseliny a 1 g polyethylenglykolesteru mastné kyseliny a objem směsi se upraví na 100 ml destilovanou vodou. Započne se s mícháním a směs se míchá tak dlouho, až se rozpustí všechny pevné látky. Vzniklý kapalný prostředek obsahuje hmotnostně 10 °/o účinné látky obecného vzorce I.

Příklad 3 g trimethyl-beta-hydroxyethylamoniumchloridu a 20 g 2-hydr-oxyethylaminu (ethanolaminu) se zavedou do baňky s kulatým dnem o obsahu 250 ml, vybavené míchadlem a přidá se 5 g polyhydroxyetheru mastné kyseliny, 1 g polyet-hylenglykoleste236666

Ί ru mastné kyseliny a 3 g polyethylenglykolu, načež se objem směsi upraví destilovanou vodou na 100 ml. Započne se s mícháním a míchá se tak dlouho, až se rozpustí všechny pevné látky. Vzniklý kapalný prostředek obsahuje hmotnostně 50 % účinné látky ve formě dvou sloučenin obecného vzorce I.

Příklad 4 g trimethyl-beta-hydroxyethylam-oniumchloridu a 30 g 2-hydroxyethylaminu se zavede do baňky s kulatým dnem o obsahu 250 ml, vybavené míchadlem, přidá se 1 g polyethylenglykolesteru mastné kyseliny, 5 gramů polyhydroxyetheru mastné kyseliny a 3 g polyethylenglykolu a objem směsi se upraví destilovanou vodou na 100 ml. Započne se s mícháním a směs se míchá po dobu půl hodiny. Vzniklý kapalný prostředek obsahuje jako účinnou složku směs dvou sloučenin obecného vzorce I v množství hmotnostně 60 %.

Příklad 5 g trimethyl-beta-hydroxyethylamoniumchloridu a 45 g 2-hydroxyethylaminu se zavede do baňky s kulatým dnem o objemu 250 ml, vybavené míchadlem, přidá se 5 g polyhydroxyetheru mastné kyseliny, 1 g polyethylenglykolesteru mastné kyseliny a 3 gramy polyethylenglykolu a objem směsi se upraví destilovanou vodou na 100 ml. Započne se s mícháním a směs se míchá po dobu půl hodiny. Vzniklý kapalný prostředek obsahuje jako účinnou složku směs dvou sloučenin obecného vzorce I v množství hmotnostně 60 °/o.

Příklad 6

0,1 g trimethyl-beta-hydroxyethylamoniumchloridu, 0,2 g polyhydroxyetheru mastné kyseliny, 0,1 g polyethylenglykolesteru mastné kyseliny a 10 g polyethylenglykolu se zavede do baňky s kulatým dnem o objej· mu 250 ml, vybavené míchadlem a objem směsi se destilovanou vodou upraví na 100 mililitrů. Započne se s mícháním a směs se míchá po dobu půl hodiny. Vzniklý kapalný prostředek obsahuje hmotnostně 0,1 % účinné látky obecného vzorce I.

P ř í k 1 a d 7 .

Tento příklad dokládá, že prostředek podle vynálezu mění membránové lipoldy rostlin ošetřených prostředkem podle vynálezu.

Zrna pšenice (Miranovskaya 808) se předklíčí na mokrém filtračním papíru při teplotě 25 °C v průběhu dvou dnů v temnotě a pak se zrna položí na gázu napnutou na skleněný prstenec, takže zrna směřují vertikálně pod gázu. Prstenec se vloží do kádinky a spodní část kádinky se -obalí černým papírem až do výšky kořenů.

Připraví se řada vodných roztoků obsahujících 5, 15, 30 a 60 mmolů účinné látky obecného vzorce I ze zředěného prostředku podle příkladu 6. Vodné roztoky se vlijí pod předklíčená - zrna, takže kořínky zasahují do roztoku. Pro 'kontrolní zkoušku se kádinka naplní destilovanou vodou.

Semenáčky se pěstují při teplotě 25 °C za jejich osvětlování po dobu 10 hodin intenzitou 8 000 lux (denní perioda) a udržováním v temnotě po dobu 14 hodin (noční perioda). Po 7 dnech pěstování se připraví lístky semenáčků, z listů se extrahují lipoidy a stanoví se složení fo-sfolipoidů ve třech paralelních vzorcích způsobem podle Folcha a kol.

Hlavními fosfolipoidy v listech jsou: fosfatidová kyselina (PA), fosfatidylcholin (PC), fosfatidylinositol (PI), fosfatidylethanolamin (PE), fosfatidylglycerid (PG) a fosfatidylglyceral (DPG). Výsledky měření jsou uvedeny v tabulce I.

Tabulka I

Účinná látka Fosfolipoidové složení

koncentrace mmo/1	PA	PC	PI %	PE 4- PG	DPG
5	28,4	28,1	9,2	25,6	7,6
15	27,6	29,9	10,3	24,7	7,5
30	24,0	31,4	9,9	28,1	6,5
60	19,6	42,4	9,3	21,3	7,4
Neošetřená
kontrola	30,6	24,2	9,2	27,6	8,3

Z hodnot v tabulce je zřejmé, že ve fosfolipoidech membrány postupně vzrůstá koncentrace fosfatidylcholinu souběžně se zaváděním cholinchloridu; jestliže se použije roztoku obsahujícího 60 mmolu účinné látky, je obsah fosfatidylcholinu dvojnásobný než v neošetřené kontrole. Cholinchlorid, vestavený do buněk, vstupuje pravděpodobně do adiční reakce s fosfatidovou kyselinou za vzniku fosfatidylcholinu; indikuje to postupný pokles obsahu fosfatidové kyseliny. V obsahu jiných fosfolipoidů se nepozorují žádné významnější změny.

Příklad 8

Provádějí se zkoušky se semenáčky pšenice, které se připraví a pěstují způsobem popsaným v příkladu 7, ke stanovení, jak se ovlivňuje obor teploty fázového přechodu lipoidů membrány a tepelná závislost stavu kapalně-krystalického a stavu pevného gelu ošetřením rostlin prostředkem podle vynálezu.

Fey a kol. (Fey R. L., Warkman M., Marcsilos H., Burke M. J.: Plant Physiol 63, str. 1220 až 1222, 1970) vypracovali způsob ESR zkoušení . celého listu pro stanovení teploty fázového přechodu.

Pro zkoušku podle příkladu 8 se tento způsob modifikuje takto: 1 cm řezy semenáčků pšenice, pěstovaných způsobem popsaným v příkladu 7, se vloží do 3 ml vodného roztoku 2,2,6,6-tettamethylpyperidinoxylu (TEMPO) o koncentraci 10 mmolů a zkušební trubice se evakuuje. Po 10 minutách infiltrace, když se listy nasytí roztokem sloučeniny obsahující volné radikály, se sycení ukončí, povrch listů se omyje destilovanou vodou, listy se vakuově zpracovávají po dobu 5 minut a pak se nechají cschnout na otevřeném vzduchu v průběhu 30 minut.

Segmenty listů se zabalí do parafinových fólií, vnesou se trubky pro vzorek ESR spektrometru a zaznamenají se· spektra v oboru teplot —20 °C až +25 °C. Ze spektra se vypočte koeficient tepelné závislosti distribuce lip-oid/voda a začáteční a koncové hodnoty teplot fázového přechodu lipoidů obsažených v neošetřených a v ošetřených listech se stanoví z těchto hodnot způsobem, který zde není podrobně popsán. Výsledky jsou uvedeny v tabulce II.

Tabu-lka II

Účinná látka	Teplota fázového přechodu
koncentrace mmol/1	začáteční °C koncová °C
5 15 30 60	+20,3 —2,5 + 7,3 —8,5 + 2,0 —9,0 — 5,0 —9,0
neošetřená kontrola	+23,5 0,0

Z tabulky II je zřejmé, že teplota přechodu lipoidů v ošetřených listech silně klesá, což je nejdůležitější podmínka zlepšení odolnosti proti působení chladu.

Příklad 9

Provádějí se zkoušky stanovení, jak ošetření prostředkem podle vynálezu ovlivňuje odolnost proti chladu pšenice druhu citli vého k mrazu (Short Mexičan) a odolného k mrazu (Miranovskaya 808).

Semena obou druhů pšenice se naklíčí v průběhu 48 hodin na mokrém filtračním papíru v temnu při teplotě 5 °C. Naklíčená semena se vysejí v řádkách vzdálených 10 cm v dřevěných mísách o rozměrech 25 X 50 X X 10, naplněných směsí 2 :1 půdy a písku a podrobí se „zimovacímu programu“ za podmínek uvedených v tabulce III.

Tabulka III

Doba ošetření týden	Teplota	Denní světlo hodina	Intenzita osvětlení lux
den °C	noc °C
1	+10,0	+5,0	9,50	14,0
2	+ 8,0	+4,0	9,00	11,0
3	+ 6,0	+3,0	9,00	10,0
4	+ 4,5	+1,5	8,75	9,0
5	+ 3,5	+0,5	8,75	8,0
6	+ 3,0	-30	21,00	15,0

Zjistilo se, že při tomto zimovacím programu rostliny vykazují svoji geneticky podmíněnou maximální odolnost proti působení mrazu.

Rostliny, pěstované podle shora uvedeného programu, se rozdělí do dvou skupin. V každé skupině se provádějí tři souběžné zkoušky, vždy pro 5 případů. Rostliny obou druhů patřící do první skupiny se ošetří na konci 4. a 5. týdne programu vodným postřikem prostředku podle vynálezu, obsahujícího 60 mmolů účinné látky obecného vzorce I. Rostliny druhé skupiny představují neošetřenou kontrolu. Na konci 6. týdne se rostliny obou skupin umístí do lednice vybavené teplotním programem a teplota se snižuje až na —15 °C rychlostí ochlazování 2 °C/h. Po 12 -hodinách se rostliny umístí do místnosti o teplotě 0,5 °C, udržují se v této místnosti po- dobu 0,5 hodiny a pak se měří vodivost listů. Hodnota vodivosti listů se používá pro stanovení schopnosti listů přežít působení nízkých teplot.

Při konduktometrickém měření se dvě jehlové elektrody zavedou do listů a měří se vodivost. Listy, které nebyly vystaveny zmrznutí (0 % zmrznutí) a listy zmrazené v kapalném dusíku (100-0% zmrznutí) se rovněž zkouší pro srovnání.

Tento způsob umožňuje posoudit přežití rostlin při působení chladu objektivním přístrojovým měřením vedle subjektivního způsobu hodnocení.

Odolnost neošetřených a ošetřených rostlin pšenice při nízkých teplotách je uvedena v tabulce IV.

Tabulka IV

Druh pšenice Procentové přežití po působení —15 ^CC

Miranovskaya 808, neošetřená85 ošetřená97

Short Mexičan, neošetřená .8 ošetřená76

Z hodnot uvedených v tabulce IV je zřejmé, že se odolnost proti působení mrazu zlepšuje i u mrazu odolné pšenice druh Miranovskaya 808 (procentové zlepšení je nižší než u druhého druhu, což je pochopitelné při uvážení jejich genetických charakteristik) a u k mrazu citlivého druhu Short Mexičan značně vzrůstá přežití, což je dokladem značného zlepšení odolnosti proti působení mrazu.

Příkl ad 10 · má obzvláštní význam při pěstování zeleninových rostlin. Jedním z nejvážnějších problémů při celoročním rovnoměrném dodávání zeleniny je nebezpečí poškození mrazem, ke kterému dochází, když jsou rostliny ve Svém nejcitlivějším stupni vývoje, a to značně -ovlivňuje úspěchy pěstování. Za podmínek pěstování na vzduchu je teplota rozhodujícím faktorem pro vysázení nebo pro vysetí a pro kvalitu a kvantitu sklizně.

Jak je známo, je okurka velmi teplomilnou rostlinou, vyvíjí se dobře při teplotách okolo 25 °C a její vývoj se plně ' zastavuje při teplotě pod 18 ~C. Okurka je velmi citlivá k výkyvům teploty a dokonale ji ničí mráz při teplotách pod 0 °C. Je dobře známo, že za podmínek dřívějšího pěstování pod širým nebem se semenáčky předpěstěné po dobu 6 týdnů ve vyhřívaných vrstvách nebo nad hnojem ve skleníkových podmínkách mohou vysazovat až - v polovině května, když již přejdou mrazy časného jara.

Provádějí se zkoušky ke zjištění, jak se může ovlivnit odolnost okurky proti působení chladu ošetřením prostředkem podle vynálezu.

Semena - okurky (druh Rhine bunchj se naklíčí po dobu tří dnů při teplotě 25 °C a 5 semenáčků se vysadí do 20 hrnků naplněných směsí písku a půdy v poměru 1: 1.

Hrnky se vnesou do skleníku a rostliny se pěstují po dobu 21 dnů při teplotě 20 až 25 °C a při relativní vlhkosti vzduchu 60 %. Pak se rostliny umístí na jeden den (osvicování po dobu 12 hodin a tma po dobu 12 hodin) do klimatizační komory o teplotě 8 °C a rozdělí se do - dvou skupin. V 10 hrncích se rostliny -postříkají 5 ml vody na hrnek, zatímco v ostatních 10 hrncích se ošetří 5 mililitry postřiku připraveného zředěním prostředku podle vynálezu, připraveného způsobem popsaným v příkladu 6, vodou na koncentraci účinné látky 30 mmolů.

Rostliny obou skupin se udržují v klimatizační komoře jeden den při teplotě 0 °C, pak se vnesou do klimatizační komory o teplotě —2,5 °C a udržují se v ní v temnotě po dobu 16 hodin. Po tomto pobytu v nízké teplotě se rostliny udržují při teplotě 25 °C po dobu jednoho dne a zotavení rostlin se hodnotí.

Všechny neosetřené rostliny jsou zničeny, zatímco 90 % ošetřených rostlin prostředkem podle vynálezu zůstává živá, to znamená, že rostliny ošetřené prostředkem podle vynálezu přežívají působení nízkých teplot.

Lipoidové složení rostlin se zkouší způsobem popsaným v příkladu 7. Výsledky jsou uvedeny v tabulce V.

Zlepšení odolnosti proti působení chladu

Tabulka V

Typ fosfolipoidu	Množství fosfolipoidů, mmol/list
Kontrolní rostlina	Ošetřená rostlina
PA	340,2	326,4
PI	100,7	205,3
PC	47,0	1115,2
PE	303,4	404,4
PG	121,7	630,5
DPG	254,7	713,9
Veškeré fosfolipoidy	1167,7	3395,7

Příklad 11

Zelená paprika je jednou z nejrozšířenějších pěstovaných zelenin v Maďarsku. Je známo, že zelená paprika, která je tropického původu, je citlivější k chladu a je často poškozena mrazy časného jara a zvláště časného podzimu.

Semena zelené papriky se naklíčí za laboratorních podmínek při teplotě 25 °C a naklíčená semena se pak vysejí do hrnků naplněných směsí půdy a písku v poměru 1: 1. Rostliny v hrnkách se pěstují po dobu dvou měsíců ve skleníku při teplotě 20 až 25 °C a za relativní vlhkosti vzduchu 60 % za vlhčení hrnků až do 60 % kapacity půdy přijímat vodu. Používá se periody osvitu 14 hodin.

Pak se rostliny postříkají vodným roztokem připraveným z prostředku, připraveného způsobem popsaným v příkladu 3, obsahujícím 0,02 a 0,04 a 0,05 % účinné látky a za 24 hodiny se rostliny podrobí zkoušce mrazem.

Při zkoušce mrazem se 100 mg listů odstraní vždy z ošetřené a z neošetřené rostliny, listy se zabalí do hliníkové fólie a vnesou se do kovového bloku s řiditelnou teplotou, takže listy jsou v přímém styku s kovovými stěnami bloku. Pro každou zkoušku se používá 5 paralelních vzorků.

Blok se ochladí ⁱz teploty -j-10 °C na teplotu —5 °C při rychlosti chlazení 1 °C/h a udržuje se na teplotě —5 °C po dobu tří hodin. Pak se blok opět ohřeje na teplotu 0,5 °C při rychlosti ohřívání 1 °C/h, listy se vyjmou z bloku a podrobí se konduktometrické zkoušce.

Používá se způsobu konduktometrického měření vypracovaného Dextrem a kol. (Dexter S. T., Tottingham W. E., Graber L. F.: Investigatlon of hardiness of plants by measurement of electrical conductivity“ — Výzkum otužilosti rostlin měřením elektrické vodivosti — Plant Physiol. 7, 63 až 78,

1932). Podstata této zkoušky je založena na tom, že rostlina nebo část rostliny, které se zkoušejí, se ponoří do předem stanoveného množství destilované vody známé vodivosti a po předem stanovené době se měří vodivost elektrolytu. Vzrůst vodivosti je způsoben uvolňováním elektrolytů buňkami do vody a uvolňování elektrolytů závisí na pod mínkách buněk. Při těchto měřeních listy neošetřených rostlin, podrobených zkoušce mrazem (kontrolních rostlin) vykazují největší vodivost v důsledku naprostého ' rozrušení (0 ¹ % ochrana).

Nejnižší vodivost se pozoruje v případě listů neošetřených rostlin, které nebyly podrobeny zkoušce mrazem a výsledky takové zkoušky se označují jako 100% ochrana.

Konduktometrické měření se provádí 60, 120, 180 -a 240 minut po vložení listů do destilované vody. Vodivost vzrůstá s časem, zůstává však konstantní po 240 minutách. Tyto hodnoty, které jsou považovány za konečné, jsou uvedeny v tabulce VI.

Tabulka VI

Koncentrace účinné látky	Ochrana
hmot. %	%
0,00 (kontrola)	0,00
0,02	32,27
0,04	57,30
0.05	71,90

Výsledky uvedené v tabulce VI dokládají, že zelená paprika, ošetřená vodným postřikem prostředku podle vynálezu obsahujícího hmotnostně 0,05 % účinné látky obecného vzorce I, vykazuje 71,9% ochranu proti působení teplot —5 °C.

Příklad 12

Provádějí se zkoušky s rajčaty, která .podobně jako zelená paprika jsou spíše citlivá na chlad.

Rajče, rostlina přizpůsobená tropickému podnebí, je velmi citlivé k výkyvům teplot. Je dobře známo, že delší poklesy teplot nebo noční mrazíky podstatně poškozují rostlinu, přičemž se poškozená rostlina jen pomalu zotavuje, a to má nepříznivý vliv na sklizeň.

Provádějí se zkoušky způsobem popsaným v příkladu 11 s tím rozdílem, že se do hrnků vysazují naklíčená semena rajčat. Semenáčky se pěstují po dobu jednoho měsíce, postříkají se vodným roztokem prostředku připraveného způsobem popsaným v příkladu 3 (obsah účinné látky hmotnostně

2,1 %) a pak se vystaví působení teploty —2,5 °C způsobem popsaným v příkladu 11.

Podle výsledků konduktometrických mě. ření poskytuje prostředek podle vynálezu 68,4% ochranu.

Příklad 13

Za klimatických podmínek v Maďarsku je vysévání luštěnin časováno tak, že rostliny mají vzejít teprve po mrazících časného jara na počátku května, aby se předešlo zničení mladých rostlin mrazem.

Zrna luštěnin se naklíčí za laboratorních podmínek, naklíčená semena se zasadí do hrnků a rostliny se pěstují za podmínek ve skleníku, jak je popsáno ve shora uvedených příkladech. Po vývoji druhého páru listů se rostliny ošetří vodným postřikovým roztokem prostředku, připraveného způsobem popsaným v příkladu 3 [obsah účinné látky hmotnostně 0,05 % a 4,2 %).

Zkouška působení mrazu a konduktometrická měření se provádějí způsobem popsaným v příkladu 11 s tím rozdílem, že se blok ochladí na teplotu —2,5 °C.

Výsledky konduktometrických měření uikazují, že ošetření postřikovým roztokem, obsahujícím hmotnostně 0,05 % účinné látky, poskytuje 71,7% ochranu, zatímco ošetření roztokem obsahujícím hmotnostně 4,2 procent účinné látky poskytuje ochranu 90,9%.

Příklad 14

Je známo, že jarní mrazíky způsobují značné škody, někdy až 100'% zničení vinné révy.

Provádějí se zkoušky ke stanovení, jak je možno chránit vinnou révu proti působení mrazu za použití prostředku podle vynálezu.

Větvičky vinné révy se zakoření za laboratorních podmínek ve skleníku. Po objevení dvou nebo tří listů na stonku se rostliny postříkají vodnými roztoky prostředku, připraveného způsobem popsaným v· příkladu 6 (obsah účinné látky hmotnostně 0,01 a 0,02 a 0,04 %). 24 hodiny po postříkání se rostliny podrobí působení mrazu při zkoušce popsané v příkladu 11, přičemž se blok ochladí na teplotu —5 °C. Měří se vodivost znova ohřátých listů způsobem popsaným v příkladu 11. Výsledky jsou uvedeny v tabulce VII.

Tabulka VII

Obsah účinné látky Ochrana hmot. % %

0,00 (kontrola0,00

0,0165,30

0,0283,80

0,0486,60

Příklad 15

Jarní mrazíky často způsobují značné škody v ovocných sadech. Vypučené pupeny a květy se poškozují při prodlouženém poklesu teplot nebo při teplotách pod 0 °C, květy opadávají a nevyvinou se žádné plody.

Větvičky meruňky se ořežou před vykvetením a použijí se pro zkoušku. Pupeny na větvičkách se spočítají.

Některé větvičky se neošetří, zatímco většina větviček se postříká vodným postřikovým roztokem prostředku, připraveného způsobem popsaným v příkladu 6 [obsah účinné látky hmotnostně 4,2 %). 24 hodiny po postříkání se všechny větvičky vnesou do klimatizační komory, teplota v komoře se sníží na —2,5 °C a větvičky se při této teplotě udržují po dobu tří hodin. Pak se teplota v komoře zvýší na teplotu místnosti, větvičky se vyjmou, umístí se do skleníku a zkoumá se jejich rozkvetení. Květy se -objeví za 2 až 3 dny po tomto ošetření. Větvičky, které ztrácejí květy po rozkvetení, se považují za zničené mrazem.

Zatímco neošetřené větvičky ztrácení 98 ze 100 vypučelých pupenů, -opadá v případě ošetřených větviček jen 26 ze 100 vypučelých pupenů a ostatní silně kvetou. To znamená, že -ošetření poskytuje 74% ochranu proti působení nízké teploty.

Příklad 16

Je známo, že karafiáty jsou citlivé k působení teplot -okolo 0 °C.

Pěstované rostliny karafiátu se postříkají vodným roztokem prostředku, připraveného způsobem popsaným v příkladu 3 (obsah účinné látky hmotnostně 4,0 %) a 24 hodiny po postříkání se vystaví působení mrazu.

Truhlíky s ošetřenými a s neošetřenými rostlinami se vnesou do klimatizační komory vychlazené na teplotu —2,5 °C a rostliny se udržují po dobu tří hodin při této teplotě a pak se teplota v klimatizační komoře zvýší na teplotu místnosti. Poupata na všech neošetřených rostlinách zčernají a opadají a rostlina sama je zničena.

V případě ošetřených rostlin však jen 35 ze 100 poupat opadá a z -ostatních 65 poupat se vyvinou květy. To znamená, že se prostředkem podle vynálezu dosahuje 65% ochrany.

Příklad 17

Provádějí se zkoušky ke stanovení, jak dalece je prostředek podle vynálezu také schopen chránit rostliny pěstované za téměř tropického klima proti poškození mrazem.

Zkoušky se provádějí s větvičkami kávovníku s lístky stejného stáří, získanými z botanické zahrady József Attila University of

Science, Szeged (Maďarsko).

Větvičky se ponoří do vodného roztoku prostředku, připraveného způsobem popsaným v příkladu 6 [hmotnostní obsah účinné látky 0,4 a 2,1 a 4,2 %) po dobu 24 hodin při teplotě místnosti. Pak se ošetřené a neošetřené větvičky vnesou do klimatizační komory s teplotou udržovanou na +0,5 °C. Větvičky se v komoře udržují po dobu 0,5 a3a6a9al8 hodin. Listy se odstraní z větviček a měří se vodivost listů způsobem popsaným v příkladu 11. Vodivost listů z větviček neošetřených vzrůstá náhle paralelně se vzrůstem doby prodlevy v klimatizační komoře. Po 6 hodinách klimatizace se objevují na listech hnědé skvrny, které jsou známkou nekrosy neošetřených větviček a počet hnědých skvrn vzrůstá s délkou doby klimatizace.

Podobný jev, avšak opožděný, se pozoruje v případě větviček ošetřených vodným roztokem obsahujícím 0,5 % účinné látky. Naproti tomu listy větviček ošetřených vodným roztokem s obsahem hmotnostně 2,1 % a

4,2 % účinné látky, zůstávají čerstvé po celou dobu zkoušky a nepozoruje se na nich žádné poškození nebo nekrosa při udržování větviček při teplotě místnosti po provedené klimatizační zkoušce. Vodivost listů, odstraněných z větviček po různé prodlevě v klimatizační komoře, se u ošetřených listů prakticky nemění.

To dokládá, že větvičky ošetřené vodným roztokem obsahujícím hmotnostně 2,1 % a

4,2 % účinné lábky jsou téměř dokonale ochráněny, zatímco neošetřené větvičky nesnášejí působení teploty 0,5 °C.

Podle měření vodivosti větvičky ošetřené vodnými roztoky, obsahujícími hmotnostně 0,5 a 2,1 a 4,2 % účinné látky, vykazují 72,5 procentní, 93,3% a 96,4% ochranu po klimatizaci po dobu 6 hodin.

Příklad 18 tým dnem obsahu 250 ml naváží 50 g 2-hydróxyethylaminu, 5 g polyhydroxyetheru mastné kyseliny, 1 g polyethylenglykolesteru mastné kyseliny a 3 g polyethylenglykolu a nakonec se přidá 42 ml destilované vody. Baňka je opatřena míchadlem, které se uvede v chod a v míchání se pokračuje tak dlouho, až se všechny tuhé látky rozpustí.

Získaný kapalný produkt obsahuje 50 % sloučeniny obecného vzorce I.

Příklad 19

Semena papriky (zlepšené odrůdy „Cecei“ ] se nechají klíčit za laboratorních podmínek při teplotě 25 °C a potom se naklíčená semena přesadí do květináčů obsahujících půdu a písek v poměru 1:1.

Rostliny se kultivují po 2 měsíce při použití 14hodinové fotoperiody ve skleníku při teplotě 20 až 26 °C a relativní vlhkosti 60 % a půda se zavlažuje až do vodní kapacity 60 %.

Takto pěstěné rostliny papriky se ošetří 3,5% (hmotnostně) vodným roztokem sloučeniny podle příkladu 18 postřikem, 24 hodin před započetím testu odolnosti proti mrazu.

Z listů ošetřených a neošetřených (kontrolních) rostlin se z každé rostliny uřízne 100 mg (při každém testu se dělá souběžně vždy 5 měření), zabalí se do hliníkové fólie a vloží do klimatizační komory, kterou lze podle programu chladit a ohřívat.

Potom se provedou tři série měření, při nichž se rostliny ochladí na teplotu —2 °C, —3 °C nebo —4 °C rychlostí 1 °C za hodinu. Při této teplotě se rostliny udržují 3 hodiny. Klimatizační komora se potom zahřívá rychlostí 1 °C za hodinu na +15 °C, listy se z ní vyjmou a podrobí konduktometrickým zkouškám podle metody popsané v příkladě 11. Výsledky měření jsou shrnuty v tabulce VIII.

Při teplotě místnosti se do baňky s kulaTabulka VIII

Teplota Procento přeživších rostlin

3hodinového kontrolních ošetřených mrazu (°C) —2 7693 —3 6290 —4 3568

Z uvedených testů jasně vyplývá, že rostliny ošetřené sloučeninou podle vynálezu jsou mnohem méně poškozeny než kontrolní rostliny i v případě ochlazení na —4 °C.

Příklad 20 jak je uvedeno v příkladě 19, se zkoušejí rostliny rajčat odrůdy K-262. Postřik se v tomto případě provede 3,5% (hmotnostně) vodným roztokem rovněž sloučeniny podle příkladu 18. Výsledky jsou obsaženy v tabulce IX.

Za stejných podmínek a stejnou metodou,

Tabulka IX

Teplota 3Уodinového mrazu (°C)

Procento přeživších rostlin kontrolních ošetřených —2 —3 —4

Z · údajů uvedených v této tabulce jasně vyplývá, že použitím produktu podle tohoto vynálezu se velmi značně zvětší podíl přežití rostlin rajčat po zmrznutí. Nejpatrnější je to při —4 ^aC, kdy neošetřené rostliny jsou zcela zničeny, zatímco 86 % ošetřených rostlin pokračuje ve vývoji bez jakýchkoliv škod.

Výsledky zkoušek, popsaných v příkladech 7 až 20, dokládají, že ošetření prostředkem podle vynálezu poskytuje podstatný vzrůst odolnosti rostlin proti působení chladu a znamená proto významnou ochranu před poškozením kulturních rostlin mrazy. Tato ochrana má velký význam v zemědělství pro zajištění výtěžků sklizně.

Sloučeniny obecného vzorce I jsou známými sloučeninami. Jakožto literatura popisující jejich přípravu se uvádějí například:

a) Houben-Weyl: „Methoden der organischen Chemie“ — Metody organické chemie — 4. zcela přepracované vydání (1958), svazek 6/la, str. 412 až 416, svazek 11/2, str. 599, svazek 11/2, str. 610,

b) Kirk-Othmer: „Encyclopedia of Chemical Technology“ — Encyklopedie chemické technologie, třetí vydání, svazek 6, strana 19 až 28 (1979),

c) Sebrell a Harris: „The Vitamins“ — Vitaminy — svazek 3, str. 436 až 437 (1971), Academia Press, New York.

Claims

1. Prostředek pro zvýšení odolnosti kulturních rostlin proti působení chladu, vyznačený tím, že obsahuje jako účinnou látku alespoň jednu sloučeninu obecného vzorce I a/nebo Ia, (I)

m.

kde n je celé číslo 2 až 5, Rt, R2 a R3 každý znamená atom vodíku nebo alkylovou skupinu s 1 až 5 atomy uhlíku, nebo Rs znamená volný elektronový pár, m je 1, 2 a· 3, X^_m je aniont, nebo pokud se jedná o látku vzorce I, její adiční soli s kyselinou, v množství hmotnostně 0,01 . až 70 %, spolu se hmotnostně 30 až ·95 % alespoň jednoho pevného a/nebo kapalného ředidla a hmotnostně 0,1 až 15 % alespoň jednoho . povrchově aktivního činidla a/nebo přísady.

2. Prostředek podle bodu 1, vyznačený tím, že obsahuje jako účinnou látku ^hydroxyethylamin.

3. Prostředek podle bodu 1, vyznačený tím, že obsahuje jako účinnou látku trimethyltbeta-hydroxyetУylamoniumchlorid.

4. Prostředek podle bodu 1, vyznačený tím, že obsahuje jako účinnou látku směs --hydroxyttУylaminu a trimetУyl-betathydroxytthylαmoniumchloridu v poměru 6 : 1 až 1 : 6.