DD255873A1

DD255873A1 - Mittel zur erhoehung der salztoleranz bei kulturpflanzen

Info

Publication number: DD255873A1
Application number: DD29831686A
Authority: DD
Inventors: Hans Bergmann; Hans Eckert; Dieter Roth; Horst Marschner; Dieter Schnurpfeil; Christian Stark; Hannelore Roth; Peter Kempter; Hartwig Hergenhan
Original assignee: Forschzent Bodenfruchtbarkeit
Priority date: 1986-12-23
Filing date: 1986-12-23
Publication date: 1988-04-20

Abstract

Die Erfindung betrifft Mittel zur Erhoehung der Salztoleranz von Kulturpflanzen, vorzugsweise von Getreide auf NaCl-versalzten Boeden. Als Wirkstoff enthalten sie Fettsaeurekondensationsprodukte des Monoethanolamins der allgemeinen FormelHOCH2CH2N Acyl (C12-C22)HOCH2CH2NRin der R Wasserstoff oder Acyl (C12-C22) bedeuten.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die erfindungsgemäßen Mittel können zur Verbesserung der Toleranz von Kulturpflanzen gegenüber Salzbelastung, insbesondere gegenüber Natriumchlorid, 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 der Flächenanteil noch zunimmt. Auch in humiden Klimazonen steigt die Salzkonzentration im Bodenwasser während zeitweiliger Trockenheit auf pflanzenphysiologisch ungünstige Werte an'.^esonders salzempfindlich sind dabei bekanntlich keimende Pflanzen sowie Jungpflanzen. Zur Abschwächung dieser ertragssenkenden Salzeffekte werden beispielsweise Bodenbehandlungen mit Gips vorgenommen, die aber mit einem enormen Transport- und Energieaufwand verbunden sind. Es ist ferner bekannt, durch Züchtung von salztoleranten Pflanzen das Salzproblem zu lösen. Wesentliche Erfolge konnten auf diesem Wege aber noch nicht erreicht werden. Durch Einsatz von Phytohormonen und synthetischen Wirkungsanaloga der Phytohormone sind bekanntlich Verbesserungen möglich (DD-PS 218260, DD-PS 217408, DD-PS 217409 und 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 Wirküngsunsicherheit der Gibberelline und Gytokinine 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 im 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 pflanzlichen Toleranz gegenüber Salzbelastung, 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 toxikologisch unbedenklich sind und in der salzempfindlichen Keimungs- und Jungpflanzenphase 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 Fettsäurekondensationsprodukte des Monoethanolamins der allgemeinen Formel

Äf>vT (Π _ Π ^

HO - GHp - CHp - N ^Χ ^{Λά άά} ;

^R in der R = Wasserstoff oder Acyl (C₁₂-C₂₂) bedeutet,

enthalten. Als Fettsäuren werden dabei vorzugsweise C₁₂-C₂₂-haltige Fettsäuregemische, insbesondere der Kettenlängen C_17n, 8:i> C₁₈:3 und/oder C₂2:i verwendet.

Ausführungsbeispiel

In den Tabellen I bis III werden die erfindungsgemäßen Mittel jeweils durch Angabe des Restes R der allgemeinen Formel

Acyl (C₁₂ - C₂₂) R

HO - CH₂ - CH₂ - Έ

charakterisiert.

Für die Herstellung der in den Tabellen I und III verwendeten Wirkstoffe ist ein Fettsäuregemisch mit folgender prozentualer

Verteilung derÄcyl-C-Zahlen eingesetzt worden:

C_13:0 und Ci_5:1 jeweils 1 % C_14:0 = 2% Ci5:0 = 4,5% Ci6:0 = 8,0% c_16:1 = 10,0%

C₁₇₁₀ = 7% '

C₁₇M = 32% C₁S:!) ⁼ 6% C₁₈₁₁ = 13% Ci8:2 = 10,5% C_18:3 = 3% >C₂₀ = 6%

Dabei erfolgte die Gewinnung der Fettsäuregemische aus mikrobieller Biomasse gemäß

DD-PS 226472 DD-PS 226471

Für das Diacylderivat des Monoethanolamins in Tabelle Il ist ein Fettsäuregemisch mit folgender prozentualer Verteilung der

C-Zahlen eingesetzt worden:

C₁₆:!) ⁼ 3% Ci8:0 = 1 % C₁₈M = 15% C_18:2 = 14% Cis:3 = 18% C₂₀M = 7% . C₂₂., = 42%

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) entwederfür 5 Stunden in destilliertem Wasser oder in Salzlösung vorgequollen. Ein Teil des 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	Keimlingswachstum (rel.)	mit Salz¹¹
	(ppm)	ohne Salz	130*
a) erfindungsgemäß	5	103	132*
(R = H)	50	107	126*
	500	111	120*
	5000	112

b) Vergleichssubstanzen	20
Kinetin	10
Gibberellin A₃	100
Gibberellin A₃	15
CCC (Chlorcholinchlorid)	150
CCC (Chlorcholinchlorid)

94 115* 110

c)ohne Mittel (Kontrolle)

(70 mg/10 PfI.

100

55 mg/10 PfI.)

GD_5%= 15,0 (rel.) Salzgehalt: 0,3% NaCI, 0,15% KCI

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

Mittel

Konzentration (ppm)

Keimlingswachstum (rel.)

ohne Salz mit Salz¹¹

a) erfindungsgemäß (R = Acyl)

1,0

116*

b) Vergleichssubstanzen Kinetin Gibberellin A₃ Gibberellin A₃ Chlorcholinchlorid

20 100

10 150

84

110 ₁₁₈(

114

c) ohne Mittel (Kontrolle)

(79 mg/1 OPfI.)

100

(65 mg/10 PfI.)

* GD_5%= 15,2 (rel.)

¹⁺¹ Sicherungsgrenze

¹¹ Salzkonzentration 0,5% NaCI, 0,15% KCI

Aus den in den Tabellen I und Il zusammengestellten Ergebnissen 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 geeigneten Konzentrationen wirksamer als Kinetin, Chlorcholinchlorid und als das teuere Gibberellin A3. Für die Erzielung der Toleranzeffekte waren keine höheren Aufwandmengen gegenüber den bekannten Vergleichssubstanzen erforderlich.

Beispiel 2: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf Wachstumsprozesse von Winterweizenpflanzen unter Salzstreß

Weizenkörner wurden in wäßrige Lösung der erfindungsgemäßen Mittel für 15 Stunden bei 5°C getaucht und danach in mit Quarzsandsubstrat gefüllte Plastegefäße (2,5 kg Sandsubstrat je Gefäß) gesät. Dem Quarzsandsubstrat wurden nach Standardvorschrift für Gefäßversuche Nährstoffe und Wasser zugegeben. Zu einem Teil der Gefäße wurde zusätzlich NaCI zur Herstellung von Versa Izungsbedingungen gegeben (Versalzungsgrad 0,2% NaCI bezogen auf Sandsubstrat-Trockenmasse). Die Kultivierung der Pflanzen fand in Klimakammern bei 20⁰C, 45% relativer Luftfeuchte und einem 12stündigen Licht-Dunkel-Wechsel statt. 4Wochen nach der Aussaat erfolgte die Ernte.

Tabelle III: Einfluß der erfindungsgemäßen Mittel auf das Wachstum von jungen Weizenpflanzen unter Salzstreß

Mittel

Pflanzenteile/ Streßsituation

Trockenmasse (mg/Pflanze und rel.)

ohne Mittelanwendung

erfindungsgemäß (R = H)[I ppm]

Sproß

ohne Salz mit Salz ohne Salz mit Salz

504 455 533 527

(100%)

(90%)

(106%)

(103%)

ohne Mittelanwendung

erfindungsgemäß (R = H)[I ppm] [5ppm]

Wurzel

ohneSalz mit Salz ohneSalz mit Salz ohneSalz mit Salz

145 146 170 177 176 182

(100%)

(101%)

(117%)*

(122%)*

(121 %)*

(126%)*

GD₅./. = 16,3 (rel.)

Dem Beispiel 2 (Tabelle III) zufolge erhöht das erfindungsgemäße Mittel die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen gegenüber Salzstreß, so daß keine salzbedingten Wachstumsdepressionen entstehen.

Claims

1. 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 Fettsäurekondensationsprodukte des Monoethanolamins der allgemeinen Formel,

,„'Acyl (C₁P - Cpp) HO - CHp - GHp - Έ ^{Λά άά}

in der

R = Wasserstoff oder Acyl (C₁₂-C₂₂) bedeutet, enthalten.

2. Mittel gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Fettsäuren vorzugsweise C₁₂-C₂₂-haltige Fettsäuregemische, insbesondere der Kettenlängen C_17:1, C_18:1, C_18:3 und/oder C_22:1 verwendet werden.