DD205603A1

DD205603A1 - Mittel zur foerderung der nitratreductase-aktivitaet in kulturpflanzen

Info

Publication number: DD205603A1
Application number: DD23611581A
Authority: DD
Inventors: Heinz Graeser; Anneliese Irmscher; Marko Kirilov; Yordanka Petrova; Georgi Vassilev
Original assignee: Heinz Graeser; Anneliese Irmscher; Marko Kirilov; Yordanka Petrova; Georgi Vassilev
Priority date: 1981-12-22
Filing date: 1981-12-22
Publication date: 1984-01-04

Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN MITTEL ZUR AKTIVIERUNG DER NITRATREDUCTASE IN KULTURPFLANZEN UND MIKROORGENISMEN DES BODENS. ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG SIND DIE LANDWIRTSCHAFT UND DER GARTENBAU. DAS ERFINDUNGSGEMAESSE MITTEL IST DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS ES ALS WIRKSTOFFKOMPONENTE EIN AMID DER 2-CHLORETHYLPHOSPHONSAEURE, BEVORZUGT DIMORPHOLINOETEPHON ENTHAELT. DIE ANWENDUNG DES MITTELS ERFOLGT VORZUGSWEISE ALS 0,1%IGE WAESSRIGE SUSPENSION BEI AUFWANDMENGEN VON 0,3-2,0 KG/HA. ALS FOLGE DER ANWENDUNG DES MITTELS KANN BEI GLEICHER EFFIZIENZ NITRAT-DUENGER EINGESPART UND GLEICHZEITIG DIE UMWELTBELASTUNG REDUZIERT WERDEN.

Description

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-γ-

Prof. Dr. H. Gräser A. Irmscher Prof. Dr. M. Kirilov Dr. Y. Petrova Dr. G." Vassilev

"Mittel zur Förderung der Nitratreductase-Aktivität in KuI-turpflanzen"

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Aktivierung der Nitratreductase in Kulturpflanzen und Mikroorganismen des Bodens. Anwendungsgebiete der Erfindung sind die Landwirtschaft und der Gartenbau.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt, daß 2-Chlorethylphosphonsäure in Form der Handelspräparate Ethrel, Ethephon, Camposan und Flordimex seit Jahren als Seneszenz-beschleunigende Wachstumsregulatoren besonders im Getreideanbau eingesetzt werden. Ihre Wirkung beruht auf der während der Metabolisierung eintretenden Freisetzung von Ethylen, das als Phytohormon mit vorwiegend hemmender Wirkung bekannt ist.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, Mittel zur Steigerung der Nitratreductase-Aktivität im Boden und in Kulturpflanzen zu entwikkeln, damit bei gleicher Ausbeute der pflanzenverfügbaren Stickstoffquellen weniger Nitrat-Dünger als heute üblich auf die landwirtschaftlich und gartenbaulich genutzten Flächen ausgebracht werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es wurde gefunden, daß Derivate der 2-Chlorethylphosphonsäure, insbesondere Amide, wie Dimorpholinoethephon (DME), entgegen allen Erwartungen nicht wachstumshemmend und Seneszenz-

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beschleunigend wirken, sondern, bei Fehlen jeglicher Phytotoxizität, Wachstums- und Entwicklungsprozesse niederer und höherer Pflanzen sogar stimulieren können.

Das erfindungsgemäße Mittel zur Forderung der Nitratreductase-Aktivität in Kulturpflanzen ist dementsprechend dadurch gekennzeichnet, daß es neben Dispergier- und/oder Trligeratoffen und ggf. weiteren Effektoren als Wirkstoffkomponente ein nicht Seneszenz-beschleunigendes Amid der 2-Chlorethylphosphonsäure enthält. Bevorzugt wird als Wirkstoffkomponente Dimorpholinoethephon (DME) eingesetzt. Als weitere Enzymeffektoren können u. a. Harnstoffe zugesetzt werden. Die Anwendung des Mittels erfolgt bevorzugt als 1 %ige wäßrige Suspension, wobei die Aufwandmenge in Abhängigkeit von dem beabsichtigten Effekt der Kulturpflanze und ihrem Entwicklungsstadium 0,3 bis 2,0 kg/ha beträgt. Als Folge der Anwendung des Mittels wird bei gleicher Effizienz Nitrat-Dünger eingespart und gleichzeitig die Umweltbelastung reduziert. Aus dem Ausführungsbeispiel 1 geht hervor, daß DME das Wachstum z. B. von Chlorella-Zellen mehr fördert als Kinetin. In Untersuchungen über den Einfluß von DME auf die Entwicklung von Sträuchern und Gehölzen konnte nachgewiesen werden, daß DME auch den Knospenaustrieb fördert.

Da die Wachstumsförderung in der Regel mit wirkstoffbedingten Stimulierungseffekten auf den Stoffwechsel verbunden ist, wurde, der Einfluß des DME auf die Nitratreductase-Aktivität in assimilierenden Blättern von Beta vulgaris, Chenopodium album und Zea mays sowie auf die von Chlorella-Zellen untersucht (vgl. Ausführungsbeispiel 2). Dabei wurde überraschend festgestellt, daß DME die Nitratreductase-Aktivität fördert. Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert werden.

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Ausführungsbeispiel 1

Tabelle 1: Wirkung einiger Ethephon-Derivate auf das Wachstum von Chlorella vulgaris A8 (BÖHM)

Variante Versuchsstunde Differenz Wachstumsbeeinflussung 2 4 6 (D) in % der Kontrolle

1 74,6 63,5 54,0 26 100

2 73,6 63,6 51,2 28,8 110,76

3 74,7 63,5 52,5 27,6 106,15

4 73,7 62,8 52,5 27,5 105,76

1 = Kontrolle (1 ml Aqua dest. mit Algensuspension auf 100 ml

aufgefüllt)

2 = 10"·⁵ mol/1 DME; 1 ml einer 10 molaren ethanolischen Lösung, mit Aqua dest. auf 100 ml aufgefüllt

3 = ΙΟ"*"* mol/1; 2-Chlorethylphosphonsäure-bis-(2-chlorethyl-

amid), CPCA; 1 ml ethanolische Lösung mit Aqua dest. auf 100 ml aufgefüllt

4 = 10*"⁵ mol/1 Kinetin.

Die angegebenen Werte sind jeweils Mittelwerte aus drei Wiederholungen.

Darstellung der Methode

Die Untersuchungen wurden mit synchronen Kulturen von Chlorella vulgaris aus der Algensammlung der Pädagogischen Hochschule Kothen nach einer Methode von H. BÖHM durchgeführt. Kulturlösung für Chlorella-Kulturen:

Grundnährlösung N₁: KNO₃ 10,111 g/l

pH 5,5 NaH₂PO₄ -H₂O 6,210 g/l

Na₂PO₄-H₂O 0,890 g/l

MgSO₄. 7H₂O 2,465 g/l

CaCl₂- 6H₂O 0,500 g/l

Spurennährlösung pH 3,8

Pe-EDTA-Komplex PH 2,3

23 6 U 5

^₃

MnSO

ZnSO^

CuSO,

	61 ,0	mg/1
• 4H₂O	223,1	mg/1
• 7H₂O	287,0	mg/1
• 5H₂O	2,5	mg/1
Mo₇O₂₄ ·	4H₂O 12,4	mg/1

N₃: 690 mg FeSO₄ · 7H₂O 930 mg Na-EDTA

in 80 ml Aqua dest. aufkochen und auf 100 ml auffüllen

1 Liter Kulturlösung wurde stets frisch aus 1 ml der Medien N₂ + 1 ml No + 100 ml N^ mit Aqua dest. hergestellt. Die Anzucht der Algen erfolgte derart, daß jeweils zu Beginn des 12 : 12 LDW (12stündiger Licht-Dunkel-Wechsel) die Algensuspension mit frischer Kulturlösung auf 80 % Durchlässigkeit eingestellt wurde (Messung bei 680 nm am Spektronom 361).

Herstellen der Wirkstofflösungen

Wirkstofflösungen wurden in Aqua dest. jeweils zwei Konzentrationsstufen höher angesetzt (10"" , 1Cf" , 10"·³ mol.dm"^), als die Konzentrationen der Testmedien (10 bis 10 mol.dm""^) betrugen.

Methodik der Wachsturastestung

- 1 ml Wirkstofflösung auf 100 ml Kulturlösung (80 % Durchlässigkeit)

- Kontrolle: 1 ml Aqua dest. auf 100 ml Kulturlösung

-' Messung erfolgte zu den vorgegebenen Zeiten (nach O, 2, 3, 4, 6, 8 und 24 h) bei 680 nm am Spektronom 36I.

Berechnung zum Chlorella-Test

- Differenz berechnen zwischen OD-Wert 80 % und 6 h-Kontrolle

O)

- Differenz berechnen zwischen OD-Wert 80 % und Probe (2) Diff. von (1) : 100 % = Diff. von (2) : χ

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Ausführungsbeispiel 2

In Blättern etwa 14 d bei Dauerlicht (5 000 Lux, 22⁰C) angezogener Keimpflanzen von Beta vulgaris f. saccharifera wurde die Aktivität der Nitratreductase unter in vivo-Bedingungen nach der Standardmethode von E. G. JAWORSKI (Biochem. Biophys. Res. Commun. 43, 1274 - 1279, 1971), nach umfangreichen Versuchen zur Optimierung der Methode und statistischer Verrechnung der Versuchsergebnisse (t- und F-Test nach Student, Berechnung der Maßkorrelationen, mindestens 10 Wiederholungen jedes Versuchsansatzes) bestimmt.

—4 DME wurde 24 bzw. 48 h vor der Enzymbestimmung in 1 · VO- und 1 · 10"*·⁵ mol/1 Konzentration appliziert. Zu diesem Zweck wurden Blattscheiben mit der Wirkstofflösung behandelt. Da die pH-Abhängigkeit von Ethyleneffekten bekannt ist, wurde der Wirkstoff in 1 · 10 mol/1 Tris-Puffer gelöst, nachdem die Pufferwirkung als von der der Wasserkontrolle nicht unterschiedlich erkannt worden war.

Ergebnisse

Unter Berücksichtigung der Schwierigkeiten, nach der JAWORSKI-Methode erhaltene Werte über die Bestimmung der Nitratreductase statistisch abzusichern, gelang der eindeutige Nachweis, daß DME (20 Blattscheiben in 25 ml 10"⁴ mol/1 DME) die Aktivität der Nitratreductase um mindestens 10 % fördert.

Claims

23 6 115 4 Erfindungsanspruoh

1. Mittel zur Förderung der Nitratreductase-Aktivität in Kulturpflanzen, dadurch gekennzeichnet, daß es neben Dispergier- und/oder Trägerstoffen und ggf. weiteren Effektoren als Wirkstoffkomponente ein nicht Seneszenz-beschleunigendes Amid der 2-Chlorethylphosphonsäure enthält.

2. Mittel nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als
Ethephonderivat Dimorpholinoethephon enthält.

3· Mittel nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weitere Enzymeffektoren wie Harnstoffe enthält.

4. Verfahren zur Anwendung des Mittels nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als 1 %ige wäßrige Suspension eingesetzt wird und die Aufwandmenge in Abhängigkeit von dem beabsichtigten Effekt, der Kulturpflanze und ihrem Entwicklungsstadiura 0,3 bis 2,0 kg/ha beträgt.