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Mittel zur Förderung des Blattwuchses von Pflanzers Die Erfindung
bezieht sich auf Mittel zur Förderung des Blattwuchses von Pflanzen durch Auftragen
von Purinderiv aten mit einem organischen Rest in 6-Stellung von Sauerstoff, Stickstoff
oder Schwefel.
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Die erfindungsgemäßen Mittel lassen sich auf die verschiedensten Pflanzen
von hochentwickelten bis zu niederen Pflanzen, wie Chlorella (eine Art grüner Algen),
anwenden.
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Die erfindungsgemäßen Mittel erhält man nach Verfahren, wie sie in
den nachstehend aufgeführten Literaturstellen angegeben sind a) Miller, Skoog, Okumura,
von Salza und Strong: Journal of the American Chemical Society, Bd. 77, S.2662 (1955),
und Bd. 78, S. 1375 (1956).
b) Daly und Christensen: Journal of Organic Chemistry, Bd. 21, S. 177 (1956).
c) Baizer, Clark, Dub und Loter: Journal of Organic Chemistry, Bd. 21, S. 1276 (1956).
In den angeführten Veröffentlichungen. ist durchweg auf die Synthese von 6-Furfurylaminopurin
Bezug genommen. Alle erfindungsgemäß geeigneten Verbindungen lassen sich jedoch
nach den beschriebenen Verfahren herstellen.
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Indolylessigsäure, Naphthalinessigsäure-2,4-Dichlorophenoxyessigsäure,
Gibberellin usw. sind bereits als den" Pflanzenwuchs fördernde Hormone bekannt.
Diese Verbindungen fördern zwar das Wächstum von Stengeln und die Bildung von Wurzeln,
verringern aber die Blattbildung, die als photosynthetische Organe der Pflanzen
wichtig sind, und können deshalb nur bei einer beschränkten Zahl von Pflanzen verwendet
werden. Bisher werden Pflanzenhormone selten in großem Maßstab bei Nutzpflanzen
angewendet, obwohl Naphthalinessigsäure und 2,4-Dichlorophenoxyessigsäure zur Förderung
der Wurzelbildung von süßen Kartoffeln (Ipomoea Batatas Lam.)
bzw.
zur Unkrautbekämpfung - verwendet werden. Die Entdeckung von Hormonen, die den Blattwuchs
von Pflanzen fördern, ist deshalb von großer Bedeutung.
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Auf Grund von mit Gibberellin, Indolylessigsäure usw. an sogenannten,
durch Ausschneiden aus Blättern hergestellten z@Blattscheibencc durchgeführten Versuchen
wurde gefunden, daß diese Stoffe eine wachstumsfördernde Wirkung auf Blätter ausüben.
Wie bereits erwähnt, fördern diese Substanzen zwar das Wachstum der Stengel von
frei gewachsenen Pflanzen, haben aber keine Wirkung auf die Entwicklung der Blätter.
Es wäre deshalb voreilig, anzunehmen, daß Chemikalien, die das Wachstum von Blattscheiben
fördern, auch das Wachstum der Blätter von Nutzpflanzen fördern müssen.
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Es wurden daher ähnliche Versuche mit verschiedenen anderen Chemikalien
durchgeführt und festgestellt, daß Verbindungen einer bestimmten Gruppe das Wachstum
von Blattscheiben und im Gegensatz zu Gibberellin, Indolessigsäure usw. außerdem
das Wachstum der Blätter von frei wachsenden Pflanzen entsprechend der Wachstumsförderung
bei diesen Blattscheiben fördern, nicht aber ein übermäßiges Wachsen der Stengel.
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Die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen sind Purinderivate, die
in 6-Stellung von Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel einen organischen Rest aufweisen.
Die in 6-Stellung vorliegenden atomaren Gruppen sind z. B. folgende:
In diesen Formeln sind R und R1 jeweils Wasserstoff oder eine Hydroxylgruppe oder
ein aromatischer oder hydroaromatischer kondensierter Ring oder ein heterocyclischer
Rest mit Nitro-, Halogen-, Alkyl-, Thio-, Amino-, Carboxyl-, Sulfonsäure- oder Alkoxysubstituenten,
und n und a1 sind ganze Zahlen, die größer als 0 sind. Besonders geeignete Reste
sind: Zahlreiche Mono- oder Dialkylaminoreste, Allylaminoreste, Cyclohexylaminoreste,
Naphthylmethylaminoreste, 2-Thiophenylaminoreste, Furfurylaminoreste, Benzylaminoreste.
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Beim Auftragen auf die Blattscheiben haben die Purinderivate eine
beachtliche wachstumsfördernde Wirkung. Wenn sie auf die Oberfläche oder die Wurzeln
von frei wachsenden Pflanzen aufgetragen werden, fördern sie das Wachstum der Blätter,
ohne eine bedeutende Wirkung auf das Wachstum der Stengel auszuüben. Die Verbindungen
sind gegen Säure, Alkali und insbesondere Wärme stabil. Ihre Wirksamkeit bleibt
lange Zeit, z. B. mehrere Jahre, bei Raumtemperatur unverändert erhalten, wenn sie
in pulverförmigem Zustand gelagert werden.
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Nachstehend werden die Ergebnisse beschrieben, die bei Anwendung der
Verbindungen auf Blattscheiben erhalten wurden.
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Verfahren Das erste Blatt eines Rettichs (Raphanus sativus L.) wird
mit einem Korkbohrer mit einem Durchmesser von 0,5 cm durchgebohrt und jeweils eine
der so erhaltenen Blattscheibchen in einer eine der obenerwähnten Verbindungen enthaltenden
Testlösung in einer Petrischale 20 Stunden bei 28°C bei einer Beleuchtung von 1000
Lux gezüchtet. In der nachstehenden Tabelle sind die zur Erzielung der stärksten
Wirkung erforderlichen Konzentrationen und das relative Wachstum bei diesen Konzentrationen
angegeben. Das relative Wachstum ist in °/o aufgeführt, wobei die Vergrößerung der
Blattfläche durch die Einwirkung von 6-Furfurylaminopurin als 2000/, angenommen
wird.
| Verbindung Struktur Konzentration Relatives |
| Wachstum |
| (Moll) CM |
| 6-Thiophenylaminopurin R - N H - C H2 -,1J S 5 10-' 200 |
| 6-Tetrahydrofurfurylaminopurin R - N H - C H2 -'. O j 5
10-6 160 |
| 6-Indolyläthylaminopurin R - N H - C H2 - C H2 ;----/\\
1 10-7 120 |
| 6-Furfurylthiopurin R - S - C H2 H 5-10-1 124 |
| I |
| o;. |
| CH=N |
| i |
| 6-Tetrazolaminopurin R - N H - C H2 - N N 1 10-7 115 |
| \N- |
| Konzentration Relatives |
| Verbindung Struktur Wachstum |
| (Mol;"1) (°.@o) |
| 6-Fluorenylaminopurin R-NH.- @I 2.10-6 108 |
| H2 |
| 6-Aminopurin R - N HZ 1 . 10-5 115 |
| 6-Methylaminopurin R - N H - C H3 1-10-5 128 |
| 6-Dimethylaminopurin R - N (C H3) 2 1 . 10-5 133 |
| 6-Äthylaminopurin R - N H - C2 H5 1.10-5 130 |
| 6-Propylaminopurin R - N H - C3 H7 1 . 10-5 185 |
| 6-Butylaminopurin R - N H - C4 H 9 1 - 10-5 187 |
| 6-Pentylaminopurin R - N H - C5 H11 1 . 10-5 189 |
| 6-Hexylaminopurin R - N H - C6 H13 5.10-7 200 |
| 6-Heptylaminopurin R - N H - C 7 H15 3.10-7 140 |
| 6-Octylaminopurin R-NH-C,H" 3-10-9 122 |
| 6-Phenylaminopurin R - N H -@ 5.10-7 180 |
| 6-Benzylaminopurin R - N H - (C HZ) -@ 5.10-7 185 |
| 6-(ß-Phenyläthyl)-aminopurin R - N H - (C H2)2 1
-10-,5 _ 110 |
| 6-(y-Phenylpropyl)-aminopurin R - N H - (C H2)3 3.10-6
165 |
| C1 |
| 6-(o-Chlorbenzyl)-aminopurin R - N H - C H2 -- 5-10-7
195 |
| CH, |
| I |
| 6-(o-Methylbenzyl)-aminopurin R - N H - C H2 - "D,
7.10-7 190 |
| 6-(p-Aminomethylbenzyl)-amino- R - N H - C H2 - C H - N H2
150 |
| purin ## 2 |
| 3.10-6 |
| OCHS |
| 6-(m,p-Dimethoxybenzyl)-amino- _ i |
| purin R-NH-CH2 @\-OCH3 |
| 3-10-1 118 |
| 6-(p-Sulfinobenzyl)-aminopurin R - N H - C H2 -@-
SO, H |
| 3-10-- 113 |
Die Wirkung einer wäBrigen Lösung von 6-Furfurylaminopurin wurde unter den gleichen
Bedingungen an Blattscheiben zahlreicher anderer Pflanzen mit den nachstehend aufgeführten
Ergebnissen untersucht. Hierbei ist das relative Wachstum in °/s aufgeführt, wobei
das Wachstum der Kontrollprobe als 1000/() angenommen wurde.
| Konzen- Relatives |
| Pflanzen tration Wachstum |
| (mg/1) (°%n) |
| Helianthus tuberosus L. . . . . 1,0 180 |
| Helianthus annuus L. ...... 1,0 170 |
| Pisum sativum L....... .. . . 0,1 150 |
| Oryza sativa L............. 1,0 135 |
| Nicotiana Tabacufn L. ..... 0,1 170- |
| Solanum tuberosum L....... 0,1 180 |
| Korltroliprobe ............. - 100 |
Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, daß die gesamten erfindungsgemäß-,geeigneten
Purinderivate beim Auftragen auf Blattscheiben eine wachstumsfördernde Wirkung auf
verschiedene Pflanzen haben. Wie aus den nachfolgenden Beispielen hervorgeht, üben
die Purinderivate eine ähnliche Wirkung auch auf frei wachsende Nutzpflanzen aus.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Purinderivate auf Blätter,
Stengel usw. der Pflanzen aufgetragen. Die Verbindungen können als solche oder in
Form von Lösungen, Suspensionen oder Emulsionen in einem Lösungsmittel, zusammen
mit Düngemitteln, klebenden Stoffen, Dispersionsmitteln, Emulgatoren, Lösungsvermittlern
oder oberflächenaktiven Mitteln verwendet werden. Als Lösungsmittel sind beispielsweise
Wasser, Gvclohexanon, Xylol, Erdölderivate, Alkohole oder deren Mischungen geeignet.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen sind schon in sehr niedriger Konzentration wirksam.
Bei Verwendung von hochkonzentrierten Lösungen können Beschädigungen erfolgen. Die
bevorzugte Konzentration hängt von der Art der Pflanzen ab, beträgt jedoch in den
meisten Fällen 0,1 bis 100 Teile j e Million.
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Die Verbindungen werden wirksam, wenn sie in die Pflanzen eindringen.
Wenn die Verbindungen in Pulverform angewendet werden, ist ihre Wirksamkeit daher
nicht nur ungenügend, sondern sie können auch Schäden verursachen. Wie bereits erwähnt,
sind die erfindungsgemäßen Verbindungen in schwach konzentrierter Lösung wirksam.
Beispielsweise zeigt sich ihre Wirksamkeit schon, wenn die Blätter mit einer 1 g/t
wäßrigen Lösung leicht benetzt werden oder wenn der Boden um die Pflanzen mit einer
geringen Menge einer wäßrigen Lösung (1 g der Verbindung auf 10 bis 1000 t) befeuchtet
oder eine wäßrige Lösung in einem Verhältnis von 1 g/t in die Pflanzen eingespritzt
wird.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen wirken sehr schnell, z. B. bereits
am nächsten Tage. Da die Wirkung aber nur etwa eine Woche andauert, muß die Behandlung
in Zwischenräumen von einer Woche wiederholt werden. Zur Erzielung einer besseren
Ernte in einem gegebenen Zeitraum ist es im allgemeinen erwünscht, daß die Blätter
möglichst schnell wachsen, um so die Photosynthese zu fördern, die einen günstigen
Einfluß auf das Wachstum der ganzen Pflanze ausübt. Vor allem in kalten Gegenden
ist die Verringerung der Wachstumsdauer von Pflanzen ein großes landwirtschaftliches
Problem. Bei entsprechender Durchführung kann das erfindungsgemäße Mittel die Wachstumsdauer
von Nutzpflanzen um einen Monat verkürzen und so dieses Problem lösen. Außerdem
kann durch die Förderung des Pflanzenwachstums durch das erfindungsgemäße Mittel
auch die sogenannte nördliche Breite verschoben werden, so daß Nutzpflanzen, die
bis jetzt in kalten Gegenden nicht lebensfähig waren, in derartigen Gegenden angebaut
werden können. Da durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur das Wachstum der
Pflanzen im Anfangsstadium, gefördert, - sondern auch die Blattoberfläche merklich
vergrößert und hierdurch die Photosynthese der Pflanzen gefördert wird, können die
Ernten, beispielsweise die Kartoffelernte (Solanum tuberosum L.), um 300/,
erhöht werden. Obgleich die erfindungsgemäßen Verbindungen das .Wachstum der Blätter
fördern, haben sie fast keine Wirkung auf das Wachstum der Stengel, so daß im Gegensatz
zu bekannten Pflanzenhormonen, die infolge des übermäßigen Wachstums der Stengel
schwache Stengel bilden, starke Stengel gebildet werden. Da die Verbindungen das
Wachstum der Wurzeln hindern, muß ihre Anwendung unmittelbar nach dem Keimen vermieden
werden. Bei Rettichen (Raphanus sativus L.) können sie angewendet werden, sobald
das erste Blatt eine Größe von 2 cm2 erlangt hat. Es ist jedoch besser, sie nicht
mit den Düngemitteln in ein Saatbeet zu geben.
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Obgleich die erfindungsgemäßen Verbindungen das Wachstum der Pflanzen
fördern, haben sie keine Wirksamkeit als Düngemittel und können deshalb nicht allein
zur Aufzucht von Pflanzen verwendet werden.
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Die Erfindung wird in den nachstehenden Beispielen erläutert: Beispiel
1 Rettichsamen (Raphanus sativas L., Stamm Riso-Rettich) werden in einen Topf gesät
und in einem Gewächshaus gezogen. Sobald das erste Blatt eine Größe von 2 cm2 erreicht
hat, werden die Pflanzen in vier verschiedene Gruppen geteilt. Eine 1 mg/1 6-Furfurylaminopurin
enthaltende wäßrige Lösung wird in Abständen von 3 Tagen leicht auf die Pflanzen
der beiden ersten Gruppen gesprüht. Die beiden anderen Gruppen dienen als Kontrollproben.
Eine Pflanze der ersten Gruppe wird in Zwischenräumen von 3 Tagen gleichzeitig mit
der 6-Furfurylaminopurinlösung mit einer Düngemittellösung der nachstehenden Zusammensetzung
besprüht:
| Kaliumnitrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,5 g |
| Kaliumchlorid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,25 g |
| Magnesiumsulfat . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 0,25 g |
| Kalium-dihydrogenphosphat ....... 0,05 g |
| 0,8°/oige Ferricitratlösung . . . . . . . . . . 5 cm3 |
| Wasser zum Auffüllen auf . . . . . . . . 1000 cms |
Am 10. Tag werden die Größe der Blätter (mit Ausnahme des Cotyledons) sowie das
Gewicht der frischen und getrockneten Blätter jeder Pflanze untersucht und folgende
Ergebnisse erhalten:
| Frisch- Trocken- |
| Blattfläche geäerht gewzcht der |
| Blätter Blätter |
| Ohne Dünger |
| behandelte Probe 8,41 cm 2 0,28 g 0,029 g |
| Kontrollprobe.... 5,52 cm2 0,18 g 0,020 g |
| Mit Dünger |
| behandelte Probe 12,71 cfn2 0,45 g 0,051 g |
| Kontrollprobe.... 6,54 cm2 0,29 g 0,035 g |
Die in der obigen Tabelle aufgeführten-Werte zeigen den mittleren Wert für eine
Pflanze auf Grund von Berechnungen für zwanzig Pflanzen. Wie aus der Tabelle ersichtlich,
sind vor allem die mit einer Düngemittellösung besprühten behandelten Pflanzen im
Vergleich zur Kontrollprobe stark gewachsen.
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' Beispiel 2 Eine cl-inesisehe Kohlart (Brassica campestris L. var.
Komatsuna M.) wird unter Verwendung der Düngemittellösung des Beispiels 1 in Wasser
gezogen. In dieseern Falt wird 6-Furfurylaminopurin zu der Lösung in einem Verhältnis
von
0,01 mg/1 gegeben. Die Lösung wird einmal wöchentlich erneuert und die Behandlung
angefangen, wenn das erste und das zweite Blatteine Größe von mehr als 6 cm2 erlangt
haben. Die Beobachtung wird wie im Beispiel 1 durchgeführt und folgende Ergebnisse
erhalten:
| Frisch- Trocken- |
| Blattgröße gederht gewicht der |
| Blätter Blätter |
| Behandelte Probe . . 27,2 cm2 14,24 g 1,35 g |
| Kontrollprobe...... 18,5 Cm2 10,75 g 1,01 g |
Die obigen Werte stellen den mittleren Wert für zehn Pflanzen nach einer Zeit von
5 Wochen dar. Die im Vergleich zu Beispiel 1 geringere Wirksamkeit ist auf die hemmende
Wirkung des Mittels auf das Wachstum der Wurzeln zurückzuführen.
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Beispiel 3 .
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Spinat (Spinacia oleracea L.) wird in Töpfen in einem Gewächshaus
nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Verfahren gezogen. Die wachstumsfördernde Wirkung
auf die Blätter wird in zwei Fällen beobachtet, wobei im ersten Fall eine Harnstofflösung
als Düngemittel auf die Blätter gesprüht wird. Die Harnstofflösung wird aus 0,25
g' Harnstoff und 100 cm3 Wasser hergestellt, und 6-Furfurylaminopurin wird als wäßrige
Lösung in einem Verhältnis von 1 mg/1 angewendet. Beide Lösungen werden gemischt
und dann angewendet. Es werden folgende Ergebnisse erhalten
| Frisch- Trocken- |
| Blattfläche gederht gewicht der |
| Blätter Blätter |
| Ohne Harnstoff |
| behandelte Probe 10,5 cm2 0,35 g 0,038 g |
| Kontrollprobe.... 8,8 Cm2 0,30 g 0,030 g |
| Mit Harnstoff |
| behandelte Probe 17,2 cmz 0,61 g a065 g |
| Kontrollprobe.... 11,5 cm" 0,40 g 0,043 g |
Die Werte dieser Tabelle sind der mittlere Wert für eine Pflanze auf Grund von Berechnungen
für zwanzig Pflanzen nach 2 Wochen. Wie aus der Tabelle ersichtlich, wiA die Wirkung
der Harnstofflösung durch den Zusatz des Behandlungsmittels erhöht.
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Beispiel 4 Jede der nachstehend aufgeführten Verbindungen wird in
der Düngemittellösung des Beispiels 1 in einem Verhältnis von 1,,0 mg/1 gelöst.
Eine Wasserpflanze (Lemna minor. L.) wird jeweils 3 Tage bei Raumtemperatur in/'Petrischalen
mit einem Durchmesser von 7 cm in 30 ce der Lösungen schwimmen gelassen und hierbei
folgend,6 Ergebnisse erhalten:
| Verbindung Relatives Wachstum |
| 6-Furfurylaminopurin .................. 250 |
| 6-Benzylaminopurin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
230 |
| 6 n-Hexylaminopurin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 |
| Kontrollprobe......................... 100 |
Beispiel 5 Eine wäßrige Lösung von -6-Furfurylaminopurin in einer Konzentration
von 10 Teilen/Million wird einmal in der Woche auf Kartoffelpflanzen (Solanum tuberosum
L.), unmittelbar- nachdem diese zu sprießen beginnen, gesprüht. Nach 3 Wochen 'wird
das mittlere Gewicht der gesamten Blätter auf Grund von Berechnungen bei zwölf Pflanzen
bestirhmt, und hierbei werden folgende Ergebnisse erhalten: Die Kontrollprobe wird
an Stelle einer Lösung des Mittels nur mit Wasser besprüht.
| (I)*) (III)**) |
| Behandelte Probe . . . . . . . . . : 25,5 45,5 |
| Kontrollprobe ............. 18,3 29,7 |
| *) (I) : Jede Kartoffel hat nur einen Sproß. |
| **) (III) : Jede Kartoffel hat drei Sprossen. |
Beispiel 6 Es wird ein Präparat aus folgenden Bestandteilen hergestellt
| 6-Furfurylaminopurin . . . . . . . . . . . . . . . 0,1 g |
| Propylenglykol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30,0 g |
| Oberflächenaktives Mittel (A) . . . . . . . . 20,0 g |
| Wasser zum Auffüllen auf . . . . . . . . . . . 100 Cm3 |
Das oberflächenaktive Mittel (A) enthält als Hauptkomponente Polyoxyäthylen-diphenyläther.
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Beispiel 7 Es wird ein Präparat aus folgenden Bestandteilen hergestellt
| 6-Furfurylaminopurin . . . . . . . . . . . . . . . 0,1 g |
| Polyäthylenglykol 400 .. . . . . . . . . . . . . . 30,0 g |
| Oberflächenaktives Mittel (A) . . . . . . . . 20,0 g |
| Wasser zum Auffüllen auf . . . . . . . . . . . 100 cm3 |
Beispiel 8 Es wird ein Präparat aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
| 6-Furfurylaminopurin . . . . . . . . . . . . . . . 0,1 g |
| Polyäthylenglykol 400 .. . . . . . . . . . . . . . 30,0 g |
| Oberflächenaktives Mittel (B) . . . . . . . . 10,0 g |
| Wasser zum Auffüllen auf . . . . . . . . . . . 100 cm3 |
Das oberflächenaktive Mittel (B) ist ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel.