DD255872A1

DD255872A1 - Mittel zur erhoehung der salztoleranz bei kulturpflanzen

Info

Publication number: DD255872A1
Application number: DD29833086A
Authority: DD
Inventors: Hans Bergmann; Christian Stark; Hannelore Roth; Gerd Meisgeier; Beate Voigt; Heinz Seidel; Helmut Keunecke
Original assignee: Forschzent Bodenfruchtbarkeit
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1988-04-20

Abstract

Die Erfindung betrifft zur Erhoehung der Salztoleranz von Kulturpflanzen, vorzugsweise von Getreide auf NaCl-versalzten Boeden. Als Wirkstoff enthalten sie Verbindungen der allgemeinen Formel, in der X OH, Cl, SH oder NH2bedeuten kann, oder deren Salze mit Mineralsaeuren XCH2CH2NH2.

Description

Ausführungsbeispiel

In den Tabellen I bis III werden die eingesetzten Wirkstoffe jeweils durch den Rest X der allgemeinen Formel

X-CH₂-CH₂-NH₂ charakterisiert.

Beispiel 1: -Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf das Keimlingswachstum von Getreide unter Salzstreß

Untersuchungen zum Keimlingswachstum sind in Petrischalen vorgenommen worden. Zu diesem Zwecke wurde Saatgut von Winterweizen (cv. Alcedo) und Sommergerste (cv. Salome) entweder für 5 Stunden in destilliertem Wasser oder in Salzlösungen vorgequollen. Ein Teil der Wasser- oder Salzlösung wurde vor dem Einquellen der Körner mit unterschiedlichen Mengen der erfindungsgemäßen Mittel versetzt. Im Anschluß an die Vorquellphase sind die Körner auf feuchtes Filterpapier in verschlossenen Petrischalen gelegt worden. Die Bestimmung des Keimungsgrades und des Keimlingswachstums erfolgte 48 Stunden nach dem Auslegen der Körner in die Petrischalen (Kultivierung bei 23⁰C in Dunkelkammer).

Tabelle I: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf das Keimlingswachstum von Winterweizen unter Salzstreß

Mittel

Konzentration mol-r¹ (ppm)¹¹

Keimlingsmasse (rel.)	mit Salz²¹
ohne Salz	113
90	120*
93	121*
95	116*
92	115*
96	94
87	115*
101	110
103	94
99	97
91	100
100	(55 mg/10 PfI
(70 mg/10 PfI.)

a) erfindungsgemäß	1-10-"	(6)
X = OH	1-10-3	(60)
	0,5-10"⁶	(-0,5)
X = CI	1-10-"	(8)
X = SH	1-10"³	(80)

b) Vergleichssubstanzen	1-10-"	(20)
Kinetin	3-10"⁵	(10)
Gibberellin A₃	3-10""	(100)
	1 -10""	(15)
Chlorcholinchlorid	1-10-3	(150)

c)ohne Mittel
Kontrolle

GD_5%(rei.) = 15,0

1 Ausgewiesene Konzentration der erfindungsgemäßen Mittel (a) war in Konzentrationsreihen am wirkungsvollsten. Konzentrationen der Vergleichssubstanzen (b) beziehen sich auf positive Effekte aus Literaturquellen; ppm-Angaben sind gerundet.

2 Salzgehalt: 0,3% NaCI, 0,15% KCI

Tabelle II: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf das Keimlingswachstum von Sommergerste unter Salzstreß

Mittel	Konzentration	(ppm)¹¹
	mol-r¹
a) erfindungsgemäß		(6)
X = OH	10-"	(60)
	ΙΟ"³	(-0,5)
X = CI	5-10"⁵	(60)
X=NH₂	ΙΟ"³
b) Vergleichssubstanzen		(20)
Kinetin	1-10-"	(10)
Gibberellin A₃	3-10"⁵	(100)
	3-10""	(15)
Chlorcholinchlorid	1-10""	(150)
	' 1-10-3
c) ohne Mittel
Kontrolle

Keimlingsmasse (rel.)	mit Salz²¹
ohneSalz	111
92	116*
92	121*
96	118*
90	84
75	115^(+l
108	110
103	103
98	114
103	100
100	(65 mg/1 OPfI
(79 mg/10 PfI.)

GD₅₅₄ (rel.) = 15,2 ( + ) Sicherungsgrenze

2 Salzgehalt: 0,5% NaCI, 0,15% KCI

Aus den Tabellen I und Il geht hervor, daß die erfindungsgemäßen Mittel die pflanzliche Toleranz gegenüber Salzbelastung deutlich verbesserten, so daß die durch Alkalisalze — insbesondere NaCI — verursachte Keimhemmung im Ergebnis der Mittelanwendung verringert oder aufgehoben wurde. Die erfindungsgemäßen Mittel waren in geeigneter Konzentration wirksamer als Kinetin, Chlorcholinchlorid und das teuere Gibberellin A₃. Für die Erzielung der Toleranzeffekte mit dem neuen Mittel waren keine höheren Mittelmengen gegenüber den Vergleichssubstanzen erforderlich.

Beispiel 2: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf das Wachstum von Reispflanzen unter Salzstreß

In Plastgefäßen mit 2,5 kg (lufttrocken) Ackererde wurden je 8 kalibrierte Jungpflanzen der Reissorte BW 272-8 bei ständig flacher Überstauung im Gewächshaus kultiviert. Eine Woche nach dem Umpflanzen beginnend, wurde durch geteilte NaCI-Gaben im Verlaufe von 6 Wochen eine Substratversalzung von 0,25% und 0,5% erzeugt. Im gleichen wöchentlichen Applikationsintervall wurde sechsmal je 1 mg der erfindungsgemäßen Mittel in wässeriger Lösung verabreicht. Die insgesamt verabfolgte Menge entsprach einer Dosierung von 3kg ha"¹. Vier Tage nach der letzten Behandlung erfolgt die Ernte der im Bestockungsstadium befindlichen Reispflanzen. (Zusatz-Düngung: 1 g Wopil in wässeriger Lösung je Gefäß).

Tabelle III: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf das Wachstum von jungen Reispflanzen (BW272-8) unter Salzstreß Mittel

ohne X = OH ohne X = OH ohne X = OH

Belastungs	Frischmasse	Trockenmasse
bedingungen	(g/Gefäß und relativ)	(g/Gefäß und relativ)
ohne Streß	45,5(100)	13,0(100)
ohne Streß	50,0(110)	12,0(92)
0,25% NaCI	30,0(66)	8,8 (68)
0,25% NaCI	37,7 (83)	10,8(83)
0,5% NaCI	20,3(45)	6,7(52)
0,5% NaCI	22,9 (50)	7,8(60)

Aus Tabelle III geht hervor, daß bei Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel die Salztoleranz von wachsenden Reispflanzen erhöht wird und dadurch die wachstumshemmende Wirkung von NaCI abgeschwächt wird.

Beispiel 3: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf den Alkali-Gehalt in Reispflanzen

Zur Bestimmung des Alkaligehaltes nach Analysenstandard wurde Pflanzenmaterial-analog Beispiel 2 herangezogen. Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel konnte der Alkaligehalt und insbesondere der Natriumgehalt im Pflanzenmaterial erniedrigt werden.

Tabelle IV: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel (X = OH) auf den Alkaligehalt in Reispflanzen

Alkali elemente	Pflanzen teil
K+Na	Sproß
	Wurzel
Na	Sproß

Belastungs	Gehalt (mmol/g TM)	mit I
bedingungen¹¹	ohne MEA	1,14
ohne	1,28	1,55
mit Streß¹¹	1,85	1,21
ohne	1,29	1,57
mit Streß	1,83	0,08
ohne	0,12	0,68
mit Streß	0,92

mit Streß, 0,25% NaCI-Gehalt im Bodensubstrat

Claims

Mittel zur Erhöhung der Salztoleranz von Kulturpflanzen, vorzugsweise von Getreide auf NaCI-versalzten Böden, gekennzeichnet dadurch, daß sie neben üblichen Hilfs^ und Trägerstoffen als Wirkstoff Verbindungen der allgemeinen Formel

X-CH₂-CH₂-NH₂,
in der
X = OH, Cl, SH oder NH₂ bedeuten kann, oder deren Salze mit Mineralsäuren enthalten.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindungsgemäßen Mittel können zur Verbesserung der Toleranz von Kulturpflanzen gegenüber Salzbelastung, insbesondere bei NaCI-Belastung, angewendet werden.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist bekannt, daß etwa 1 Milliarde Hektar landwirtschaftlicher Nutzfläche der Erde ertragssenkende Salzgehalte im Bodensubstrat aufweisen und daß durch Zusatzbewässerung sowie Mineraldüngung dieser Flächenanteil noch zustimmt. Auch in humiden Klimazonen steigt die Salzkonzentration im Bodenwasser während zeitweiliger Trockenheit auf pflanzenphysiologisch ungünstige Werte an. Besonders salzempfindlich sind dabei bekanntlich keimende Pflanzen sowie Jungpflanzen. Zur Abschwächung dieser ertragssenkenden Salzeffekte werden zum Beispiel Bodenbehandlungen mit Gips vorgenommen, die aber mit einem enormen Transport- und Energieaufwand verbunden sind. Ferner wird versucht, durch Züchtung von salztoleranten Pflanzen das Salzproblem zu lösen. Wesentliche Züchtungserfolge liegen aber bekanntlich noch nicht vor. Mit Hilfe von Phytohormonen und synthetischen Wirkungsanaloga der Phytohormone zeichnet sich dagegen ein Lösungsweg ab (DD-PS 218260, DD-PS 217408, DD-PS 217409, DD-PS 217410). Auch bei Anwendung von wachstumsregulierend wirkenden quaternären Ammoniumbasen ist bekanntlich eine Erhöhung der pflanzlichen Salztoleranz erreichbar (DD-PS 215686, DD-PS 215688). Die Wirkung der Phytohormone und synthetischen Wachstumsregulatoren ist jedoch unter bestimmten Bedingungen unzureichend. Die Wirkungsunsicherheit der Gibberelline und Cytokinine mit Phytohormoncharakter beruht u.a. darauf, daß diese Substanzen gleichzeitig die Transpiration erhöhen und dadurch die Wasserstatusstabilität der Pflanzen erniedrigt wird. Bei Anwendung des Wachstumshemmers Chlorcholinchlorid kann unter Salzbedingungen die Schwelle von wachstumshemmenden Einflüssen überschritten werden, so daß dann keine Ertragsvorteile durch Mitteleinsatz resultieren. Ferner ist die Herstellung von Phytohormonen sehr kostenaufwendig und der Einsatz von Chlorcholinchlorid mit toxikologischen Problemen behaftet. Toxikologisch ungünstig sind auch salzstreßabschwächende Hydroxylaminderivate (DD-PS 216159) zu bewerten.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, neue Mittel zur Erhöhung der Salztoleranz von Kulturpflanzen, vorzugsweise für NaCI-versalzte Böden, zu entwickeln.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel zur Erhöhung der Salztoleranz von Kulturpflanzen, vorzugsweise von Getreide auf NaCI-versalzten Böden zu entwickeln, die kostengünstig herstellbar sowie toxikologisch unbedenklich sind und in der salzempfindlichen Keimungs- und Jugpflanzenphase besonders streßabschwächend wirken. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mittel zur Erhöhung der Salztoleranz von Kulturpflanzen neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als Wirkstoff Verbindungen der allgemeinen Formel

X-CH₂-CH₂-NH₂,

in der

X = OH, Cl, SH oder NH₂ bedeuten, oder deren Salze mit Mineralsäuren enthalten.