CZ396797A3

CZ396797A3 - Způsob zlepšování výnosů rostlin

Info

Publication number: CZ396797A3
Application number: CZ973967A
Authority: CZ
Inventors: Eija Pehu; Jussi Hautala; Esko Kolkkonen
Original assignee: Cultor Oy
Priority date: 1995-06-09
Filing date: 1995-09-07
Publication date: 1998-05-13
Also published as: DE69531218T2; HUT77911A; JPH11505517A; MX9709960A; AP655A; AU708782B2; AU3348195A; BG102107A; EP0831699B1; FI952865A0; CA2223556A1; FI98513B; WO1996041530A1; AP9701150A0; PL323820A1; US5922649A; RO117411B1; PT831699E; ES2202371T3; DE69531218D1

Description

Způsob zlepšování výnosů rostlin

Oblast techn iky

Vynález se týká použití betainu ke zlepšování výnosu rostlin (plodin). Vynález se týká zejména kombinovaného použití betainu a adjuvantu (pomocné látky zesilující účinek hlavní složky) ke zlepšování výnosu plodin

Podle tohoto vynálezu lze výnos zlepšovat jak za normálních tak i stresových podmínek, tj. když podmínky jsou špatné vzhledem např. k nízkým teplotám, suchu, vysoké salinitě nebo jedům z okolního prostředí, které poškozují růst. Vynález se také týká kombinace betainu a adjuvantu, rostlin ošetřovaných betainem a adjuvantem a výrobků získávaných z takových rošt1 i n.

Dosavadní stav techn i ky

Okolní prostředí a podmínky růstu znatelně ovlivňují výnos rostlin. Optimální růstové prostředí a podmínky mají obvykle za výsledek výnos, který je co do množství veliký a velmi kvalitní. Při špatných růstových podmínkách klesá přirozeně jak kvalita tak i množství.

Fyziologické vlastnosti rostliny se s výhodou upravují šlechtěním, a to jak obvyklými šlechtícími postupy tak i například genetickou manipulací.

Bylo vyvinuto několik odlišných řešení pokud se jedná o kultivační techniku, aby se zlepšily růstové podmínky a výnosy rostlin. Výběr správné rostliny pro správnou pěstební lokalitu je samozřejmostí pro odborníka. Během období růstu mohou se rostliny chránit mechanickými prostředky, použitím například různých průsvitných plastických folií anebo pěstováním ve sklenících.. Obvykle se používá zavlažování a hnoj iv, aby se zlepšil růst. Často se používaj í surfaktanty (povrchově účinné látky) ve spojení s aplikovanými pesticidy, ochranná činidla a minerály. Surfaktanty zlepšují pronikání látek do rostlinných buněk, čímž se zvětšuje účinek uvedených činidel a současně se změnšuje Jejich škodlivé účinky na okolní prostředí. Různé metody kultivační techniky jsou však často pracné a neprakt i cké, jej ich účinek je omezený (hospodárná velikost skleníku, omezená ochrana poskytována průsvitnými foliemi, atd. ) a jsou také značně nákladné v celkovém měřítku. Doposud nebyla popsána žádná ekonomicky přijatelná chemická řešení k ochraně rostlin od okolních stresových podmínek.

Přívod vody je důležitější než kterýkoliv jiný okolní faktor pro produktivitu úrody i když citlivost rostlin na sucho je různá. Obvykle se používá zavlažování, aby se zajistil dostatečný přívod vody. Existují však význačné zdravotní a okolní problémy týkající se zavlažování, například prudký pokles množství vodních zdrojů, zhoršování kvality vody a zhoršování zemědělských oboru vypočteno, že asi polovina uměle pozemků. Bylo v tomto «.

zavlažovaných pozemků ve světě je poškozena těžbou vody a salinizací. Údajem o důležitosti a rozsahu problému je skutečnost, že ve světě je 255 milionů hektarů zavlažované půdy, která spotřebuje 70 % celkové světové spotřeby vody. V samotných Spojených státech je 20 milionů hektarů zavlažované půdy hlavně na ploše 18 západních států a v jihovýchodní části země. Spotřebuje se tím pro samotné zavlažování 83 % celkové spotřeby vody. Lze rovněž uvést, že se používání zavlažovači vody zvětšuje každý rok zejména v průmyslových zemích. Kromě těchto problémů je dalším nedostatkem zavlažování jeho nákladnost.

Jiným vážným stresovým činitelem je salinita půdy. Salinitu půdy lze definovat různými způsoby; podle obecné definice je půda zasolena, obsahuje-li rozpustné soli v množství, které stačí poškozovat růst a výnosy mnoha kultivovaných rostlinných druhů. Nejobecnější ze solí je chlorid sodný, avšak i jiné soli se objevují v různých kombinacích podle původu zasolené vody a rozpustnosti solí.

Je nesnadné získat pro růst rostlin v zasolené půdě dostatek vody z půdy, která má záporné osmotické napětí. Vysoké koncentrace sodíkových a chloridových iontů jsou pro rostliny jedovaté. Dalším problémem je nedostatek minerálů, • · ·

• · ionty soutěží s draslíkovými osmoregulaci a který nastává, když sod í kové ionty, jež jsou však potřebné pro růst buněk, stabilizaci pH.

Tento problém nastává zejména v případě, kdy je malá koncentrace vápenatého i ontu.

Produktivita rostlin a jejich citlivost k zasolení půdy závisí také na druhu rostlin. Halofyty vyžadují poměrně vysoké obsahy chloridu sodného k zajištění optimálního růstu, zatímco glykofyty mají malou snášenlivost soli nebo jejich růst se povážlivě zhoršuje již při nízkých koncentracích soli. Jsou velké rozdíly i mezi různými kultivary (odrůdami kultur) pěstěných rostlinných druhů. Tolerance k soli jednoho a téhož druhu nebo kultivaru může se rovněž měnit, například podle stadia růstu. V případě nízké nebo upravené salinity nelze zjistit pomalejší růst glykofytů ve formě specifických příznaků, jako je chlorosa, ale projevuje se zakrnělým růstem rostlin a barvou jejich listů, jež jsou tmavší než normálně. Kromě toho se zmenšuje celková plocha listoví, čímž se proteinu.

Rostliny se mohou do jisté míry přizpůsobovat stresovým schopnost se mění znatelně v závislosti na podm í nkám. Tato druhu rostliny.

V důsledku uvedených stresových podmínek začínají jisté rošt1 i ny produkovat růstový hormon zvaný kyselina abscisová (ABA), který napomáhá rostlině uzavřít jejich výústky, čímž se zmenšuje vážnost stresu. ABA má však také škodíivé vedlejší účinky na produktivitu rostlin. ABA způsobuje například opadávání listů, květenství a mladých plodů a inhibuje tvorbu nových listů, což přirozeně vede ke zmenšen í úrody.

Bylo zjištěno, že stresové podmínky a zejména nedostatek vody vedou k prudkému snížení aktivity některých enzymů, jako nitrátreduktasy a fenylalaninamoniumlyasy. Na druhé straně se a t*ibonuk 1 easy. Doposud nebyla zvětšuje aktivita alfa-amylasy popsána žádná chemická řešení, založena na těchto zjištěních, k ochraně rostlin.

Bylo rovněž zjištěno, že za stresových podmínek se jisté dusíkaté sloučeniny a aminokyseliny, jako prolin a betain,

akumulují v oblastech růstu jistých rostlin. Literatura z tohoto oboru pojednává o funkci a významu těchto nahromaděných zplodin. Bylo jednak navrhováno, že zplodiny jsou vedlejší produkty stresu a tudíž škodlivé pro buňky, jednak byly vysloveny předpoklady, že mohou chránit buňky (Wyn Jones R.G. a Storey R. ^: The Physiology and Biochemistry of Drought Resistance in Plants, Paleg L.G. a Aspinall D. (editoři). Academie Press, Sydney, Austrálie, 1981).

Zhao et al. (v J. Plant Physiol. 140 (1992) 541-543) popisuje účinek betainu na buněčné membrány vojtěšky (luceřky) . Sazen i ce vojtěšky byly postříkány 0,211 glycinbetainem, načež se sazenice vyjmuly s kořeny ze substrátu, promyly zcela od půdy a byly vystaveny teplotám -IO až -2 °C jednu hodinu. Sazenice se potom nechaly roztát a byly vysazeny do vlhkého písku na jeden týden, během kteréžto doby byl na těchto rostlinách patrný opětovný růst, což svědčilo, že přežily. Glycerinbetain jasně zlepšoval stálost vpjtěšky na chlad. Výsledek byl zejména patrný při -6 °C pro ošetření za chladu. Všechny kontroly udržované při -6 °C jednu hodinu zahynuly, zatímco 67 % sazenic ošetřených glycinbetainem přežilo.

Itaai a Paleg (v Plant Science Letters 25 (1982) 329-335) popisují účinek prolinu a betainu na obnovu ječmene a okurek, jež měly nedostek vody. Rostliny byly pěstovány v promytém písku a k živnému roztoku byl přidáván po čtyři dny polyethylenglykol (PEG, mol. hmotn. 4 OOO), aby se způsobil vodní stres, načež se rostliny nechaly zotavovat po čtyři dny před sklizni. Prolin a/nebo betain (25 mM, pH 6,2) se stříkaly na listy rostliny buď první nebo třetí den stresu nebo bezprostředně před skiízní. Pokud se jedná o ječmen, je třeba poznamenat, že betain přiváděný buď před stresem nebo po něm neměl žádný účinek, zatímco betain přidaný ke konci stresu byl účinný. Prolin neměl žádný účinek. Žádný kladný účinek nebyl patrný u okurek. Bylo naopak zjištěno, že jak betain tak i prolin měly záporný účinek.

Experimenty zaměřené na objasnění účinku betainu a prolinu na rostliny skýtaly takto rozporné výsledky. Neexistují žádné • · komerční aplikace na podkladě těchto výsledků. Literatura z tohoto oboru nepopisuje kombinací betainu a adjuvantu nebo společné použití betainu a adjuvantu.

Uvedené nedostatky jsou z převážné části odstraněny u tohoto vynálezu.

Podstata vynálezu

Účelem tohoto vynálezu je najít způsob, kterým by bylo možné částečně nahradit umělé zavlažování, přičemž by bylo současně zajištěno množství a jakost výnosu. Jiným účelem vynálezu je najít způsob k ochraně rostlin také za jiných stresových podmínek, jako během vysoké salinity často spojené se suchem, při nízkých teplotách, atd. Kromě toho dalším cílem bylo najít způsob zvětšování úrody za normálních podmínek bez použití metod, které by spotřebovávaly okolní zdroje anebo poškozovaly okolí.

Ve spojení s tímto vynálezem bylo s překvapením zjištěno, že výnos rostlin lze značně zlepšit pomocí betainu a adjuvantu, jež se aplikují vně na povrch rostlin. Bylo zjištěno, že betain je účinný pro zlepšování výnosu jak za normálních tak i stresových podmínek a nemá žádné takové škodlivé účinky, jako jsou vedlejší účinky ABA. Adjuvant zlepšuje absorpci betainu buňkami rostliny, přičemž působí synergicky s betainem. Vynález umožňuje podstatně snížit například potřebu umělého zavlažování, čímž se chrání okolní prostředí a do znančného rozsahu snižují náklady.

Vynález se tudíž týká zevního použití betainu a adjuvantu ke zlepšení výnosů rostlin. Podle vynálezu se betain a adjuvant používají zevně ke zlepšení výnosu rostlin jak za normálních tak i stresových podmínek.

Vynález se rovněž týká způsobu zlepšování výnosů rostlin, při němž se betain a adjuvant aplikují zevně na pěstované rostliny. Vynález se rovněž týká kombinace betainu a adjuvantu, jíž lze používat zevně ke zlepšování výnosu rošt1 i n.

Vynález se rovněž týká rostlin ošetřených zevně betainem a adjuvantem, výrobků připravovaných z rostlin a jejich použití samotných a jako surovin pro potravinářský průmysl.

Betain a adjuvant se aplikují na rostlinu buď v jediném nebo několika postupných ošetřeních. Betain a adjuvant lze používat jako konbinaci nebo je lze aplikovat na rostlinu odděleně ale více nebo méně současně. V případě potřeby se betain a adjuvant mohou používat společně s obvyklými hnojivý nebo pesticidy, atd. Aplikace se může provádět například postřikem a činidla lze potom stříkat současně nebo odděleně. Podle účelu vynálezu zlepšuje adjuvant přenos betainu do rozstlínných buněk, v nichž betain aktivně reguluje osmotickou rovnováhu v buňkách a rovněž se účastní jiných procesů buněčného metabolismu. Buňka ošetřená betainem je vitálnější i když se vystaví zevním stresovým faktorům.

Ošetřování betainem a adjuvantem podle vynálezu je ekonomicky výhodné a výnosy se zvětšují v množství, které je ekonomicky příznivé a význačné. Ošetření nezpůsobuje v podstatě žádnou práci navíc, protože je lze uskutečňovat společně s obvyklými postřiky hnojiv anebo pesticidů a nevyžaduje nové investice do strojů, zařízení nebo místa. Je třeba rovněž poznamenat, že betain je netoxická přírodní látka, která nemá žádné škodlivé účinky na jakost sklizně. Betain je také stálá látka, která zůstává v rostlinných buňkách a tím vyvolává dlouhodobý účinek.

Betain představuje plně N-methylováné aminokyseliny. Betainy jsou přírodní produkty, jež mají důležitou funkci v metabolismu jak rostlin tak i zvířat. Jedním z nejobecnějších betainů je glycinový derivát, v němž tři methylové skupiny jsou napojeny na dusíkový atom molekuly glycinu. Tato betainová sloučenina se obvykle nazývá betain, glycinbetain nebo trimethylglycin a její strukturní vzorec je

CH₃

I CH3-N+-CH2COO-

I

CH₃

Jinými betainy jsou například alaninbetain a prolinbetain, které se například používají k prevenci perosy u kuřat. R.G. Wyn Jones a R. Storey popisují betainy podrobně v The

Physiology and Biochemistry of Drought Resistance in Plants (Paleg L.G. a Aspina11 D. (vydavatelé), Academie Press, Sydney, Austrálie, 1981). Tato publikace je zde zahrnuta jako odkaz.

Betain má bipolární strukturu a obsahuje několik chemicky reaktivních methylových skupin, které může poskytovat v reakcích katalyžovaných enzymy. Většina organismů může syntetizovat malá množství betainu například pro methylovou funkci, ale nemohou reagovat na stres podstatným zvýšením produkce a skladováním betainu. Nejlépe známé organismy akumulující betain jsou rostliny patřící do skupiny Chenopodiaceae, například cukrovka, a některé mikroby a mořští bezobrat1ovci. Hlavním důvodem pro akumulaci betainu v těchto organismech je pravděpodobně to, že betain působí jako osmo1yt a tím chrání buňky před účinky osmotického stresu.

Jednou z hlavních funkcí betainu v těchto rostlinách a m i krobech je zvyšovat osmotické napětí v buňkách, když to podmínky vyžadují, například v případě vysoké salinity nebo sucha, čímž se zabraňuje ztrátám vody. Na rozdíl od mnoha solí je betain velmi kompatibilní s enzymy a obsah betainu v buňkách a jejich orgánech může být proto vysoký, aniž by měl jakýkoliv škodlivý účinek na metabolismus. U betainu bylo rovněž zjištěno, že má stabilizační účinek na pochody makro molekul . Zlepšuje tepelnou odolnost a iontovou snášenlivost enzymů a buněčných membrán.

Betain lze získávat například z cukrovky chromatografickými postupy. Betain je komerčně získatelný od fy Cultor Oy, Finnsugar Bioproducts, jako výrobek, který je krystalickým bezvodým betainem. Jiné betainové výrobky, jako betain-monohydrát, betain-hydrochlorid a surové betainové kapaliny, jsou rovněž komerčně dostupné a lze je používat pro účely tohoto vynálezu.

Podle tohoto vynálezu se betain používá zevně s adjuvantem, aby se zlepšil výnos rostlin. Podle vynálezu se betain a adjuvant používají zevně ke zlepšování výnosu plodin jak za normálních tak i stresových podmínek. U betainu bylo zjištěno, že je užitečný i tehdy, když se rostliny pěstují za >

stresových podmínek. t j . Jsou-li rostliny vystaveny periodicky nebo trvale zevnímu stresu. Mezi takové zevní stresové činitelé patří například sucho, vlhkost, nízké nebo vysoké teploty, značná salinita, herbicidy, Jedy z okolního prostředí, atd. Ošetřováním rostlin, vystavených stresovým podmínkám, betainem aplikovaným zevně se například zlepšuje přizpůsobivost rostlin podmínkám a udržuje se Jejich růstový potenciál déle, přičemž se zlepšuje kapacita produkce úrody rošt1 i n.

I když se v popise tohoto vynálezu a jeho patentových nárocích používá slov betain a adjuvant“, je zřejmé, že podle vynálezu lze používat mnohé jiné betainy a/nebo adjuvanty, je-li to žádoucí. Je třeba rovněž poznamenat, že termín betain se zde používá jako obecný termín, který tudíž kryje všechny různé známé betainy.

Ošetřováním podle vynálezu, tj. zevní aplikací betainu a adjuvantu, se může zlepšovat výnos jak plodin, které normálně neskladují betain v jejich buňkách, tak i plodin, jež normálně mohou skladovat betain v jejich buňkách. Betain je stálá látka, která zůstává v rostlinných buňkách. Pozitivní účinek betainu je při tom dlouhodobý a klesá toliko postupně vlivem rozpouštění způsobovaného růstem.

Funkcí adjuvantu je zlepšovat absorpci betainu v buňkách rostlin a takto zajišťovat zlepšení a zvýšení kladných účinků betainu na rostliny. Lze používat jakéhokoliv adjuvantu známého v tomto oboru k danému účelu. Adjuvanty jsou popsány např. v Adjuvants in Crop Protéction (DS 86), PJB Publications Ltd. , listopad 1993, kterážto publikace je zde zahrnuta jako odkaz. Je několik komerčně dostupných výrobků, jež se strukturně liší a mají odlišné účinky a různou kvalitu. Kromě toho je možné připravovat směsi s podobnými účinky smícháním požadovaných složek před použitím. Mezi adjuvanty použitelné podle tohoto vynálezu proto patří, bez jakéhokoliv omezování, např. aktivovaná aditiva, jako činidla usnadňující absorpci. Patří sem například činidla na bázi emulgovatelných olejů, jako jsou komerční výrobky fy Jurttioljy 33E (dovážené do Finska firmou Sarako Agri Oy, .:

• ·

Turku, Finsko), Kemiroil (Kemira Agro Oy),

Sunoco (Sun Oil

Company) a Agrirob (Robbe SA., fosfolipidů a lecithinu, jako

Francie) a

LI-700

Jinou činidla na bázi (Loveland Industries

Inc., Greeley, Kolorado, USA). aditiva působící na pracovní roztoky, ve1kou skupí nou j sou jako jsou postřiky.

Patří sem jak aktuální surfaktanty tak i fixační činidla.

Surfaktanty se dále dělí na kat i ontová, výrobek Exell (Siegfried

Agro, Zofingen, jako je komerční Švýcarsko), a na ne iontová, jako jsou Sito+ (Witco AS), Activator 90 (Loveland Industries Inc., Kolorado, USA), Citowett (BASF) a Agral (Zeneca Agro). K fixačním činidlům patří například syntetické (Loveland Industries latexy, jako je BOND

Inc. Kolorado,

USA). Jiné příklady jsou uvedeny např í klad ve shora uvedeném odkazu Adjuvants in Crop

Protéction.

Shora uvedené příklady udávají, že se může používat mnoho různých typů adjuvantů ve spojení s betainem pro účely podle tohoto vynálezu. Výběr adjuvantu může také záviset na odrůdě rostliny a na podmínkách pro růst. U aktivačních činidel obsahujících fosfolipid a zejména lecithin, jako LI-700, a neiontové surfaktanty, jako bylo zjištěno, že jsou vhodná v celém rozsahu tohoto vynálezu. Nejvhodnějším adjuvantem používaným podle tohoto vynálezu společně s betainem ke zlepšování výnosu rostlin je kombinace sojového lečithinu a karboxylové kyseliny, dodávaná například pod obchodními označeními

LI-700 (Loveland Industries lne.,

Greeley,

Kolorado,

USA) a

SPRAYMATE LI-700 (Newman

Agrochemicals Limited,

Bartoň,

Cambridge, Anglie). LI-7OO je penetrační a smáčecí činidlo.

které podle výrobce zlepšuje zejména pronikáni a insekticidů jakož systém i ckých i mikroživin, fungicidů, herbicidů j ako j sou organ i cký a che laťovaný mangan.

měď a železo, do buněk. LI-700 je vodná směs, která obsahuje kyselinu. Podle výrobce činí hlavně sojový lecithin a propionovou normálně používané množství asi

0,4 až 0,5 % hmotnostních vztaženo na přípravek používaný k ošetřování rostlin. Sito+ (Witco AS) je kapalné neiontové fixační činidlo, které obsahuje ethoxylováný alkohol jako aktivní složku.

• ·

Podle vynálezu se činidla používají na rostliny buď v Jednom nebo několika postupných ošetřeních. Používaná množství se mění například podle druhu rostliny, kultivaru a fáze růstu. Například v případě brambor lze používat asi 0,1 až 20 kg betainu na hektar. Užitečné Je proto množství například asi 10 kg betainu na hektar, což odpovídá asi 0,01 % hmotnostního bramborové biomasy. Výhodné množství Je asi 2 až 8 kg betainu na hektar. Pro rajčata se může používat asi 0,1 až 30 kg betainu na hektar. Výhodné množství činí asi 1 až 6 kg/ha. Používané množství adjuvantu se mění povětšinou podle kvality činidla. Může být například asi 0,05 až 5,0 1/ha, výhodně 0,2 až 2,0 1/ha. Podle vynálezu se s výhodou používá kombinace betainu a adjuvantu, zejména ve vodném roztoku obsahujícím asi 0,01 až 0,5 M, s výhodou 0,05 až 0,3 M, betainu a asi 0,01 až 1 % objemové, s výhodou 0,1 až 0,5 % objemového, adjuvantu počítáno na objem roztoku. Zde udávaná množství Jsou pouze orientační. Rozsah tohoto vynálezu proto zahrnuje všechna množství, která působí shora uvedeným způsobem.

Pro aplikaci betainu a adjuvantu se může používat kterýkoliv způsob vhodný k tomuto účelu. Bertain a adjuvant lze snadno aplikovat například postřikem. Takový postřik se může uskutečňovat spolu s některými obvyklými postřiky hnojiv nebo pesticidů, Je-li to žádoucí. Podle vynálezu se betain a adjuvant mohou používat buď odděleně nebo ve spojení. S výhodou se používá vodný roztok betainu a adjuvantu.

Doba vhodná pro ošetření podle tohoto vynálezu se může měnit a stanovuje se s výhodou zvlášť pro každou rostlinu. Používají-li se činidla v jediném ošetření, provádí se toto obvykle v časném stadiu růstu, například na rostlinách vysokých asi 5 až 20 cm. Používají-li se ve dvou postupných ošetřeních, provádí se druhý postřik s výhodou na začátku květení anebo, když lze předpovídat stres na podkladě počasí.

Ošetřování podle vynálezu znatelně zlepšuje výnosy plodin, například množství a jakost úrody. Ošetřování podle vynálezu je ekonomicky výhodné a množství úrody je z hlediska hospodárnosti rovněž výhodné a značné. Například výnos u brambor* se zvětší více než o 30 % hmotnostních a u rajčat bývá výtěžek úrody dvojnásobný při vhodném množství aplikovaného betainu a adjuvantu. Je třeba rovněž poznamenat, že buňka ošetřená podle vynálezu zůstává živou i když se vystaví vnějším stresovým činitelům, jako jsou nízké teploty, sucho, vysoká salinita apod.

Vynález je dále popisován podrobněji v následujících příkladech. Příklady 1 až 4 popisují kladný účinek betainu a adjuvantu na plodnost různých rostlin a příklady 5 až 8 uvádějí kladný účinek adjuvantu na odběr betainu z buněk. Ze všech příkladů je patrný synergický účinek betainu a adjuvantu. Příklady pouze blíže objasňují vynález a nelze je uvažovat, že by nějak omezovaly rozsah vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Brambor přirozeně neskladuje betain ve svých buňkách. Účinek betainu a adjuvantu je rostlina patřící do skupiny Sólanum a na úrodu brambor byl stanoven za polních podmínek ve dvou různých lokalitách. Bylo použito

Čtyř různých končentrací betainu; 0 (kontrola), 1,25, 5,O a kg betainu na hektar.

Pro účely dávkování byl připraven vodný ml/1 surfaktantu Plus-50 (Ciba Geigy), roztok obsahuj ící 2 jako přídavek k požadované koncentraci betainu.

Roztok byl přidán v množství

640 1/ha na 75% zeminu a druhá aplikace byla provedena během stádia růstu hlíz.

Bramborovým ku1ti varem (odrůdou) byl Russet Burbank.

Místa růstu se měnila podle kl i matu, v jednom (1) bylo podnebí teplejší a sušší než ve druhém (2), kde se během růstového období objevil mráz. Po sklizni se hlízy třídily na netržní (malé, zelené a špatně tvarované hlízy) a na tržní a bylo stanovena jejich hmotnost kategor i í ch. Spéc i f i cká a počet hlíz v jednotlivých hlíz byla stanovována metodou hmotnosti ve vzduchu a hmotnost ve vodě.

Statistický rozbor výsledků byl proveden pomocí variační analýzy za použití statistických obalů Genstat.

·

V lokalitě (1) se výtěžek hlíz vztažený na jednu rostlinu zvýšil z kontrolní hodnoty 1,96 kg na 2,42 kg, byl-1 i používán betain v množství 2,5 kg/ha. To představuje zvýšení výnosu úrody o 23,5 % hmotnostních vzhledem ke kontrole, tj. 17 t/ha. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 1.

Tabulka 1

Účinek kombinace betainu a adjuvantu na výnos brambor

Betain kg/ha	Plus-50 2,56 1/ha	Zvýšen í výnosu % kontroly
0		1OO
1,25		112
2, 50		123,5
5,00		117,5
10,00		112,5

V lokalitě (2) se výsledky poněkud lišily od výsledku získaných v lokalitě (1); zvýšení o více než 1O % hmotnostních výnosu vzhledem ke kontrole bylo dosaženo toliko při aplikaci betainových dávek 5 a 10 kg/ha. Nej lepší výsledek byl získán při aplikační dávce 10 kg/ha, kdy se výnos zvýšil o 12,6 % hmotnostních v porovnání s kontrolou, tj. byl 7,9 t/ha. Při aplikační dávce betainu 1O kg/ha bylo zjištěno také zřejmé zvýšení počtu tržních hlíz na rostlinu.

Nebyly zjištěny měrnou hmotnost žádné význačné hlíz. Hodnoty se roždíly pokud se pohybovaly mezi jedná o

1,084 a

1,082.

Jasné zvýšení úrody bylo patrné v obou lokalitách j akožto odezva na zevní aplikaci betainu a ad j uvantu. Avšak zvýšení výnosu bylo j asně rozd í1né v obou lokalitách. Rozdíly mohou pocházet ze dvou různých činitelů. Na jedné straně byl v lokalitách odlišný stres vlivem klimatických rozdílů. Na druhé straně v lokalitě (1) byly bramborové hlízy sklízeny během jednoho týdne po druhé aplikaci a druhá aplikace nemohla mít vliv na výnos. V lokalitě (2) byly betain a adjuvant přidány během stádia vývoje hlíz a sklizeň byla provedena při zralosti asi 6 týdnů po aplikaci.

Příklad 2

Tento pokus byl proveden za účelem zjištění, zda vnější aplikaci betainu a adjuvantu podle vynálezu lze používat k ochraně rostlin před škodami způsobovaným i herbicidy.

Pokusnou rostlinou byl brambor a kultivarem byl Russet

Burbank.

Pokus se prováděl v polních podmínkách a Jako herb i c i dy byly použity aetribuzin a kyanazin (Bladex), které byly aplikovány v pozdním stádiu růstu. Bylo použito pěti různých koncentrací betainu: o (kontrola), 2, 4, 8 a 12 kg betainu na hektar. Pro účely dávkování byl připraven roztok a kromě požadované koncentrace betainu obsahoval roztok 1 ml/1 surfaktantu Plus-50 (Ciba Geigy). Roztok byl nanesen v množství 640 1/ha při 25% půdě. Místo růstu bylo situováno v nadmořské výšce 140 m a bylo periodicky vystaveno vysokým teplotám a suchu. Úroda se sklízela ručně a hlízy se rozstřídily na netržní (malé, zelené a onemocnělé hlízy) a na tržní a byl stanoven počet hlíz v obou skupinách.

Při tomto pokusu zvýšilo ošetření podle vynálezu počet hlíz. Nejmenší aplikační dávky betainu, 2 až 4 kg/ha, nevykazovaly znatelný účinek na výnos a počet hlíz. S vyššími obsahy betainu se výnos a počet hlíz značně zvýšily. Počet hlíz na hektar se nejvíce zvýšil při obsahu betainu 8 kg/ha, což představuje 21 % hmotnostních vzhledem ke kontrole.

Výsledky Jsou shrnuty v následující tabulce 2.

Tabulka 2

Účinek kombinace betainu a adjuvantu na úrodu brambor ošetřených herbicidem

* - o..· » - - Betain Plus-50 kg/ha 0, 64 1/ha	Počet hlíz na hektar x 1O³ % kontroly
0 2 4 8 12	170 100 160 94 176 103 206 121 181 106

Příklad 3

Účinek betainu a adjuvantu na výnos vinné révy se stanovoval v polních podmínkách za použití čtyř různých koncentrací betainu^: O (kontrola), 1, 2a 4 kg betainu na hektar. V pokusu byl použít vodný roztok, přičemž koncentrace betainu v roztoku byla 12 g/1. Roztok obsahoval také 2 ml/1 surfaktantu Plus-50 (Ciba Geigy). Množství aplikovaného roztoku činilo asi 350 1/ha nebo 64 1/1000 m pěstěné řady révy a aplikace se prováděla vždy na každé straně řady, aby se zajistilo jednotné ošetření rostlin betainem. Vinná réva se jinak pěstila normálním způsobem bez zavlažování a občas byla vystavena suchu a chladnému počasí; teplota se pohybovala v rozmezí asi 3 až 30 °C. Révovou odrůdou byl druh Pinot Noir. Během pučení byla vybrána čtyři jednotně vypadající révy. Jakmile nastalo 50% pučení, avšak ještě před otvíráním květu, byly dvě z rostlin ošetřeny jednou dávkou betainu a adjuvantu o jisté koncentraci, zatímco ostatní dvě révy obdržely v tomto stádiu toliko polovinu vybraných koncentrací betainu a adjuvantu a zbývající dávka se aplikovala o měsíc později na počátku květení. Bylo zjištěno, že jediné ošetření je účinnější než několik aplikací. Když byly hrozny zralé, byly otrhány a porovnáním počtu hroznů vyprodukovaných dvěma révami byl vypočítán výnos z hektaru na základě počtu rév rostoucích na hektaru. Počet hroznů u jedné révy se vypočítal dělením celkového počtu hroznů obou rév dvěma. Pokus prokázal, že se jedinou dávkou betainu 2kg/ha nebo 4 kg/ha dosáhlo značně větší sklizně. Nej lepší výsledek byl získán při dávce betainu 4 kg/ha, přičemž se výnos zvýšil z kontrolní hodnoty 6,5 t/ha na 9,8 t/ha. Toto značí čistý výnos 3,3 t/ha, tj. zvýšení výnosu bylo o 51 % hmotnostních vzhledem ke kontrole. Počet hroznů se rovněž znatelně zvýšil, byl -1 i betain aplikován v množství 2 kg/ha nebo více. Také v tomto případě se nej lepší výtěžek dosáhl při aplikační dávce betainu 4 kg/ha. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 3.

• ·

Tabulka 3

Účinek kombinace betainu a adjuvantu na výnos hroznů

Betain kg/ha	Plus-50 0,7 1/ha	Množství hroznového vína, t/ha	Počet hroznů na 1 rostlinu
0		6,5	28,4
1		7, 1	31,8
2		9, 1	36,2
4		9,8	37,0

Příklad 4

Účinky ošetření podle vynálezu na Jakost hroznů se zkoumaly ohodnocením hmotnosti hroznů, hmotnosti 100 bobulek (zrnek) a pH a Brix hodnoty hroznové šťávy z rév pěstovaných za okolností popsaných v příkladu 3. Hmotnost hroznů (svazků) se vypočítala dělením celkového výtěžku dvou rév počtem hroznů a hmotnost 1O0 bobulek se vypočítala dělením hmotnosti 200 bobulek, nahodile otrhaných, dvěma. Hodnota Brix je měřítko obsahu rozpustných látek v hroznové šťávě a většinu tohoto obsahu tvoří cukr. Nebyly zjištěny žádné statisticky význačné změny v hmotnosti hroznů a hmotnosti 100 bobulek následkem ošetření podle vynálezu. Nebyly také patrny ani žádné statisticky důležité změny v pH a hodnotě Brix hroznové šťávy v důsledku ošetření. Na základě dosažených výsledků nemělo ošetření podle tohoto vynálezu žádný negativní účinek na kvalitu hroznů, kromě toho, že se výtěžek znatelně zvýšil. Některé z těchto výsledků jsou uvedeny v následující tabulce

4.

Tabulka 4

Účinek kombinace betainu a adjuvantu na pH a hodnotu Brix hroznové šťávy

Betain kg/ ha	PÍus-50 0,7 1/ha	PH	Brix 1	2
1	2
0		3,48	3,49	17,3	17, 9
1		3,51	3, 49	17,2	17,6
2		3,46	3 , 52	16,4	17,8
4		3, 50	3, 56	17, 9	18, 1

- aplikace jediným ošetřením

- aplikace dvěma postupnými ošetřeními

Příklad 5

Býl pokusně zkoumán účinek betainu a adjuvantu na pšenici, která rovněž akumuluje betain ve svých buňkách v přírodě. Pokusy byly provedeny ve sklenících a pěstovanou pšenicí byl kultivar Tjalve. Po třiceti pšeničných zrnech bylo vyseto do 7,51itrových plastických květináčů s průměrem 25 cm, které obsahovaly rašelino-vermikulitovou směs 1:1. Počet rostlin byl později omezen na 20 pšeničných rostlin v jednom květináči.

Květináče byly shora zavodňovány dvakrát týdně (hodnota pF

2,0) až se rostlinky rozvinuly do stádia tří listků. Potom byly květ i náče (10 květináčů) rozděleny do dvou skupin, přičemž jedna z nich se udržovala při pF 2,0 a druhá (1O květináčů) byla vystavena upravenému vodnímu stresu (pF 3,0).

Ve stadiu čtyř 1istků byly rošt1 i ny postříkány ml roztoku obsahujícího 0,1 objemové adjuvantu

LI-700 (Love1and

Industries lne. ,

Greeley,

Kolorado

USA) a různými koncentracemi betainu (Cultor

Oy, Finnsugar Bioproducts) nás1edovně^: 0M (kontrola), O.O15M,

0.05M, 0, 1M a 0,3M betainem.

Obsah betainu v rostlinách se měří následujícím způsobem.

Celá rošt1 i na z každého květináče se vyjme 2, 4, 7, 14 a 21

dní po postřiku, promyje se tekoucí vodou, osuší papírovým ručníkem a ponoří do kapalného dusíku s následnou pulverizací v hmoždíři. Prášek se vloží do kryotrubic (objem 3,6 ml, Hune) a trubice se ponechají v kapalném dusíku až do analyzy pomocí HPLC [vysoce účinné chromatografie v kapalné fázi - Rajakylá a Paloposki, J. Chromatografy 282 (1983) 595-6021.

Obsah sušiny rostlin se měří vyjmutím celé rostliny z každého květináče 2, 4, 7, 14 a 21 dní po postřiku. Rostliny se zváží, vysuší při 100 °C přes noc a znovu se zváží.

Statistické analyzy výsledků ž několika pokusů provedených ve skleníku se uskuteční jako faktoriální analýza s MSTftT programem.

Výsledky pokusů jsou uvedeny v tabulce 5. Nevykazují žádné značnější rozdíly absorpce betainu v pšenici za zhoršených (stresových) podmínek, tj. zhoršená situace neovlivňuje znatelně absorpci betainu. Na druhé straně koncentrace betainu zevně aplikovaného roztoku má značný účinek na množství betainu, který se akumuluje. Obsah betainu v rostlinách se znatelně zmenšuje od prvního k poslednímu vzorkování, což je pravděpodobně v důsledku zvětšení biomasy rostlin. Na základě výsledků se považuje jako výhodný obsah betainu O,1M až 0.3M.

Tabulka 5 Obsah betainu v pšenici po ošetření (1=2 dny, 11=4 dny, 111=7 dní, IV=14 dní, V=21 dní po ošetření, optimum pF2, stres pF3)

Obsah betainu (M) v použitém roztoku	Obsah opt i mum betainu %	betainu v pšenici
stres betainu %	optimum pmol/g dm	stres jimol/g dm
OM, I	0,54	Q,57	46, 06	48,94
OM, II	0,28	0,45	23,78	38,21
OM, III	O, 25	0, 47	21,61	39,98
OM, IV	0, 25	0,22	21,11	18,78
OM, V	0, 18	0, 42	15, 61	36, 11
0.O15M, I	0, 48	0,61	40, 81	51,85
0.015M, II	0, 37	0,54	31,32	46,01

• 9

0.015M, III	0,34	0,52	29,27	43,99
0,015M, IV	0, 31	0,43	26, 73	36,86
0,01511, V	O, 19	0,28	16, 31	24, 14
0, 05M, I	0, 74	0, 89	63, 37	76, 19
0,0511, II	0,51	0,47	43, 90	39,74
O.O5M, III	O, 41	0,58	34, 58	49, 33
0,0511, IV	0,23	0 , 37	19, 53	31,96
0,0511, V	O, 17	0, 34	14, 52	29,23
O, 1M, I	1,32	0, 84	112,34	71,71
0, 1M, II	0, 79	1,06	67, 44	90, 89
0,IM, III	0,73	0,56	62,36	47,82
0, 1M, IV	0,48	0, 42	40, 70	36, 15
0, 1M, V	0, 31	0 , 38	26, 17	32,05
0,3M, I	2,86	2, 77	244,25	236,22
0,3M, II	1,93	1,93	164,53	164,75
0,311, III	0, 92	1,47	78, 19	125,63
0,311, IV	0, 67	1,03	56,95	88, 1O
0, 3M, V	0, 53	0,73	45, 55	61,95

Příklad 6

Pokusy se provádějí způsobem podle příkladu 5, s tou výjimkou, že se rostliny postříkají před kvetením a k analýze se používají pouze listy.

Obsah betainu a obsah sušiny listů se stanoví způsobem popsaným v příkladu 5.

Statistická analýzy výsledků několika experimentů provedených ve skleníku se provede jako faktoriální analýza s MSTftT programem.

Tento pokus ukazuje znatelnou interakci mezi stresovým ošetřením a použitou koncentrací betainu, Použitá koncentrace betainu má také značný účinek na množství akumulovaného betainu. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 6.

• ·

Tabulka 6

Obsah betainu v pšenicí po ošetření <I«'2 dny, II“4 dny, 111=7 dní, IV=14 dní, optimum pF2, stres pF3)

Koncentrace	Obsah	beta!	nu v p š e	n i c i
betainu (M)	optimum	stres	optimum	stres
v použitém	betainu	betainu	pmol/g	pmolg
roztoku	%	%	dm	dm
OH, I	0,022	0,023	1,898	1,924
0M, II	0,010	0,038	0,858	3, 250
OH, III	0,017	0,021	1,459	1,797
0M, IV	0, 026	0,021	2,208	1,820
0,015M, I	0, 013	0, 033	1, 132	2,824
0, O15M, II	0,018	0,033	1,579	2, 831
0, O15M, III	0, 033	0,029	2,813	2,446
O.O15M, IV	O, 034	0,036	2, 932	3 , 084
0, O5M, I	0,042	0,022	3, 565	1,869
0,05M, II	0,052	0,040	4,433	3,428
0,05M, III	0,065	0,029	5,568	2, 483
0,05M, IV	0,039	0, 027	3,304	2, 346
0, 1M, I	0,069	0,029	5,855	2,494
0, 1M, II	0,058	0, 112	4,954	9,539
0, 1M, III	0,052	0, 028	4, 423	2, 425
0, 1M, IV	0, 031	0,018	2,618	1,570
O, 3M, I	0, 117	0,089	10,004	7, 622
0.3M, II	0, 133	0,059	11,339	5 , 043
0,3M, III	O, 116	0,065	9,335	5, 561
0,3M, IV	0, 101	0,029	8 , 658	2, 495

Příklad 7

V tomto příkladě se stanovuje účinek různých adjuvantů na absorpci betainu. Pokusy se provádí postupem podle příkladu 5 za použití pšeničných rostlin ale bez jejich vystavení vodnímu stresu. Květináče obsahující rostliny pšenice se postříkají ve stadiu čtyř lístků na rostlinách 25 ml 0, 1H roztoku betainu, obsahujícího O,1 % hmotnostního různých adjuvantů, takto^: kontrola bez adjuvantu LI-700 (Love1and Industries lne.), Agrirob (Robbe SA, Francie), Activator (love1and Industries lne.). Ostatní kontroly se skládají z květináčů obsahujících neošetřené rostliny pšenice. Odebere se sušina a betainové vzorky, jak je popsáno v příkladě 5, a to 2 a 10 dní po postřiku a stanoví se obsahy betainu a sušiny v rostlinách, přičemž se postupuje podle příkladu 5.

Provede se statistická analýza výsledků z několika skleníkových pokusů jakožto faktoriální analýza s MSTAT programem.

Adjuvanty jasně zlepšují absorpci betainu. Nepoužije-li se žádný adjuvant, je absorpce betainu asi 5 % hmotnostních, zatímco při použití adjuvantu se dosahuje absorpce až do 19 X hmotnostních. Nej lepších výsledků pro pšenici se dosahuje s adjuvantem LI-7OO (19 % hmotnostních) a druhý nej lepší je Activator (13 X hmotnostních). Absorpce betainu Agrirobem je 9 X hmotnostních. Výsledky jsou shrnuty do následující tabulky 7.

Tabulka 7 Účinek adjuvantu na obsah betainu v pšenici

Ošetření	Obsah betainu v pšenici pmol/g dm
Kontrola (voda)	32, 84
Kontrola (voda + betain)	58, 05
LI-700	129,57
Activator	123,30
Agr i rob	82, 27

Příklad 8

V tomto pokuse se stanovuje účinek různých koncentrací adjuvantů na absorpci betainu. Do každého 7,51itrového květináče se vyseje 50 semen pšenice a později se množství • · ··· · · ·· ···♦ • · · · ·· · ···· • · ··· · · · · · · · · ··· · · · ··· ··· ·· ·· ··· ·· ·· pšeničných rostlin omezí na 40 v jednom květináči. Květináče se zalévají dvakrát týdně na hodnotu pF 2,0. Ve stadiu tří listu rostlin se polovina květináčů vystaví vodnímu stresu na hodnotu pF 3. Ve stadiu Čtyř listů se rostliny ošetří 15 ml O,1M betainového roztoku obsahujícího objemově následující adjuvanty: 0,05 % LI-700, 0,5 % LI-700 (Love1and Industries lne.), 0,1 % Sito+ (Witco AS), 0,5 % Sunoco (Sun Oil Company), 0,15 % Agrirob (Robbe SA, Francie), anebo neobsahujícího žádné adjuvanty. Květináče obsahující rostliny pšenice, které se vůbec neošetřují, se použijí jako kontrola. Z každého květináče se vyjme pro analýzu betainu jedna rostlina a jedna rostlina pro stanovení sušiny, a to 1, 6a 24 hodin po aplikaci roztoku. Stanoví se obsahy betainu a sušiny v rostlinách, což se provede postupem podle příkladu

5.

Statistické analýzy výsledků několika skleníkových pokusů se provedou jako faktoriální analýza s MSTAT programem.

Výsledky ukazují, že jak použitý adjuvant tak i doba absorpce mají vliv na absorpci betainu. Zjistí se rovněž interakce mezi dobou absorpce a ošetřením a mezi adjuvantem a dobou absorpce. Nej lepší výsledky pro pšenici se získají s adjuvantem Sito+ za stresových podmínek a s adjuvantem LI-700 (0,5 % hmotnostních) za optimálních podmínek. Číselné výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 8.

Tabulka 8

Účinek adjuvantu na obsah betainu v pšenici

Ošetření	Podm í nky	Obsah betainu v pšenici po ošetření
1 h	pmol/g dm 6 h	24 h
kontrola, voda	opt i mum	37, 29	35, 17	41,61
kontrola, voda
+ betain	<·	52, 95	45, 65	98, 26
Sito+	··	84, 87	104, 62	80, 44
Sunoco	··	49, 16	51,18	52, 10
Agr i rob		60, 87	42, 97	48, 45

LI-700, 0,05 %	opti mum	48,79	66,34	50, 19
Li-700, 0,5 %	»	88,47	107,17	78,50
kontrola, voda	stres	65,61	68,48	55,01
kontrola, voda
+ betain	«I	64, 54	60, 72	114,88
Si to+	•1	108,94	99, 43	122,64
Sunoco	11	78,35	72, 74	86,79
Agri rob	I	83, 52	76,78	86,78
LI-700, 0,05 %	·*	63,81	70,05	56,22
LI-700, 0,5 %	1*	68, 02	122,84	140,83

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY ri/

1. Zevní použití betainu a adjuvantu ke zlepšování výnosu rostlin.
2. Použití podle nároku 1, vyznačující se tím, že se betain a adjuvant aplikují odděleně nebo současně.
3. Použití podle nároku 1 nebo 2, vyznačujíci se tím, že se betain používá v množství 0,1 až 30 kg/ha, s výhodou 2 až 4 kg/ha, a adjuvant v množství 0,05 až 5,0 1/ha, s výhodou 0,2 až 2,0 1/ha.
4. Použití podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se používá vodný roztok obsahující 0,01 až 0,5M betain a 0,01 až 1,0 % adjuvantu.
5. Použití podle některého z nároků 1 až 4, vyznačuj ící se tím, že se jako adjuvant používá aktivační aditivum na bázi lecithinu nebo fixační činidlo obsahující ethoxylováný alkohol.
6. Použití podle nároku 5, vyznačuj ící se tím, že se jako adjuvant používá LI-700 nebo Sito+.
7. Kombinace obsahující betain a adjuvant, aplikovatelná zevně pro použití ke zlepšování výnosu rostlin.
8. Kombinace podle nároku 7, vyznačující se tím, že se používá ve formě vodného roztoku, který obsahuje 0,01 až 0,5M betain a 0,01 až 1,0 % adjuvantu.
9. Kombinace podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že jako adjuvant obsahuje aktivační aditivum na bázi lecithinu nebo fixační činidlo obsahující ethoxylovaný alkohol.
10. Kombinace podle nároku 9, vyznačující se tím, že jako adjuvant obsahuje LI-700 nebo Sito+.
11. Způsob zlepšování výtěžku rostlin, vyznačující se tím, že se na živé rostliny aplikuje zevně betain a adjuvant.
12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že se betain a adjuvant aplikují odděleně nebo současně.
13. Způsob podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že se betain používá v množství 0,1 až 30 kg/ha, s výhodou 2 až 4 kg/ha, a adjuvant v množství 0,05 až 5,0 1/ha, s výhodou 0,2 • · až 2,0 1/ha.
14. Způsob podle některého z nároků 11 až 13, vyznačující se tím, že se používá vodný roztok obsahující 0,01 až O,5M betain a 0,01 až 1,0 % adjuvantu.
15. Způsob podle některého z nároků 11 až 14, vyznačuj ící se tím, že se jako adjuvant používá aktivační aditivum na bázi lecithinu nebo fixační činidlo obsahující ethoxylovaný alkohol.
16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že se jako adjuvant používá LI-700 nebo Sito+.
17. Způsob podle některého z nároků 11 až 16, vyznačující se tím, že se používá kombinace obsahující betain a adjuvant.
18. Rostliny získávané způsobem podle některého z nároků 11 až 17 a výrobky z takových rostlin.
19. Rostliny ošetřené zevně betainem a adjuvantem a výrobky z n i ch.