DE2153660A1

DE2153660A1 - Mittel zur regulierung des pflanzenwachstums

Info

Publication number: DE2153660A1
Application number: DE2153660A
Authority: DE
Inventors: Johann Jung; Hans Joachim Pander; Bernd Dr Zeeh
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1971-10-28
Filing date: 1971-10-28
Publication date: 1973-05-03
Also published as: AT319658B; NL7214513A; BE790591A; FR2158333B1; DK130614C; IT966820B; GB1398916A; JPS4852928A; FR2158333A1; US3884670A; DK130614B; DE2153660C2

Description

Badiache Anilin- & Soda-Fabrik AG- 2153660

Unsere Zeichen: O. Z. 27 774 Sws/Pe 6700 Ludwigshafen, den 25.10.1971

Mittel zur Regulierung des Pflanzenwachstums

Die vorliegende Erfindung "betrifft Mittel zur Regulierung des Pflanzenwachstums, die als Wirkstoffe stickstoffhaltige Onium-Verbindungen enthalten, und die Verwendung dieser Verbindungen zur Regulierung des Pflanzenwachstums.

Es ist bekannt, stickstoffhaltige Verbindungen, wie Chlorcholinchlorid (CCO) (J. Biol. Chem. 235, 475 (196O)) oder 1-(ß-Chloräthyl)-1,1-dimethylhydraziniumchlorid (CMH) (Naturwissenschaften 5J5, 217 (1968)) zur Beeinflussung des Pflanzenwachstums zu verwenden. Diese Verbindungen greifen in das physiologische Geschehen des pflanzlichen Wachstums ein und können deshalb als Pflanzenwachstumsregulatoren verwendet werden.

Zu den typischen Wirkungen von Pflanzenwachstumsregulatoren gehört die Reduzierung oder Verstärkung des Längenwachstums. In ähnlicher Weise kann eine Keim- oder Blüteninduktion erfolgen, d. h. eine Beeinflussung der pflanzlichen Jahresrhythmik. Auch die Ausbildung von Seitentrieben kann durch Wachstumsregulatoren gefördert oder gehemmt werden.

Von wirtschaftlichem Interesse ist beispielsweise die Verhinderung des G-etreidelagerns durch Wachstumsregulatoren oder die Verringerung von Grasbewuchs an Straßenrändern und auf Rasenflächen, so daß die Häufigkeit des Mähens reduziert werden kann.

Bei der Anwendung der bekannten Wachstumsregulatoren ζ. Β. auf Getreidearten, bei der ein gedrungenerer Wuchs zur Unterbindung des Lagerns erreicht werden soll, befriedigt die Wirk-, samkeit häufig überhaupt nicht.

512/71 -2-

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-2- O.Z. 27

Es wurde gefunden, daß Verbindungen der allgemeinen Formel

R²

1 · Λ

R¹ "Kr» πχτ

■>

in der R ein gegebenenfalls durch Alkyl (Methyl, Äthyl, Propyl, Isopropyl) substituierter Cycloalkyl- oder Cyclo-

alkenyl-Rest mit drei bis fünf Ringgliedern, R eine Methyloder Amino-Gruppe und X das Anion einer anorganischen oder organischen Säure bedeuten, bei zahlreichen Pflanzen eine Reduzierung des Längenwachstums bewirken. Die Wirkung zeigt sich insbesondere bei Getreide, z. B. Weizen, Roggen, Gerste und Hafer, aber auch bei Dikotylen (z. B. Kartoffeln, Tomaten, Reben, Baumwolle) und verschiedenen Zierpflanzen, wie Poinsettien, und HibiskuSo Die behandelten Pflanzen weisen demgemäß einen gedrungenen Habitus auf; außerdem ist eine dunklere Blattfärbung zu beobachten.

Die Wirksamkeit der Verbindungen geht auf das Kation zurück, so daß die Wahl des Anions beliebig ist. Anionen phytotoxischer Säuren sollen jedoch nicht verwendet werden, wenn allein auf die Beeinflussung des Pflanzenwachstums und nicht auf die Abtötung der Pflanzen Wert gelegt wird. Geeignete Säuren sind beispielsweise: Salzsäure, Bromwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Kohlensäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Essigsäure, Propionsäure, Benzoesäure, Schwefelsäuremonomethyl- oder -äthylester, 2-Äthylhexansäure, Acrylsäure, Malein-, Bernstein-, Adipinsäure, Ameisensäure, Chloressigsäure, p-Toluolsulfonsäure, Benzolsulfonsäure.

Die Verbindungen können den Pflanzen sowohl über den Boden, d, h. durch die Wurzel, als auch durch Spritzung über das Blatt zugeführt werden. Außer der Boden- und Blattbehandlung kann auch eine Beizung des Saatgutes vorgenommen werden. Infolge der relativ hohen Pflanzenverträglichkeit kann die Auf-•/andmenge stark wechseln, beispielsweise bis zu 15 kg Wirkstoff/ha ansteigen. Im allgemeinen sind aber Gaben von 0,5 bis 8 kg/ha als ausreichend anzusehen,

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-3- O.Z. 27

Die Herstellung der Verbindungen "kann nach verschiedenen Methoden erfolgen. Im allgemeinen wird man von einem Trimethylamin oder einem 1,1-Dimethyl-hydraζin ausgehen und dieses mit einem Cycloalkyl- oder Cycloalkenyl-halogenid aus gehen und dieses mit einem Cycloalkyl- oder Cycloalkenylhalogenid quaternisieren, "beispielsweise entsprechend dem folgenden Reaktionsschema:

R¹-X

1 2
wobei R und R die oben genannten Bedeutungen haben und X ein Halogenatom bedeutet.

Im folgenden wird die Herstellung einiger wirksamer Verbindungen beschrieben.

Beispiel 1

69 Teile (Gewichtsteile) 3-Chlor-cyclopenten-( 1) werden in 50 Teilen Acetonitril gelöst und bei Raumtemperatur (20 C) gasförmiges Trimethylamin bis zur Sättigung eingeleitet. Der entstandene Niederschlag wird abgesaugt, in Isopropanol gelöst und mit absolutem Äther wieder ausgefällt. Man erhält 41 Teile Trimethyl-cyclopenten-(1)-yl-(3)-ammoniumchlorid vom Zersetzungspunkt 223 ⁰C

Analyse: CgH₁₆CTN (161,68)

ber.: C 59,49 £ H 9,98 % Cl 21,93 # gef. : C 59,2 ■% H 9,8 # Cl 22,7 %

Beispiel 2

69 Teile 3-Chlor-cyclopenten-(1) werden in 20 Teilen Acetonitril gelöst. Unter Eiskühlung läßt man 30 Teile 1,1-Dimethy!hydrazin, gelöst in 20 Teilen Acetonitril, unter Rühren zutropfen. Nach 1 Stunde wird der entstandene Niederschlag abgesaugt, in 100 Teilen Isopropanol gelöst und mit absolutem Äther wieder ausgefällt« Man erhält 42 Teile 1,1-Dimethyl-1-cyclopenten-(1)-yl-(3) -hydraziniumchlorid vom Zersetzungspunkt 138 C. ._

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Analyse: C₇H₁

ber.: C 51,68
gef.: C 51,4

-4-

(162,66)

H 9,29

H 9,4 ^

Cl 21,80
Cl 21,8

ο.ζ. 27

F 17,24
N 17,4

Weitere Beispiele der wirksamen Verbindungen sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

R² R¹ -N- CH₃

GH,

(⁰C)

CH

CH,

CH

θ

CH

NH

ο-

CH

σι

Br

Cl

Br

ca. 180 (Zers.) 287 (Zers.) 271 (Zers.) 253 (Zers.) 174 (Zers.) 256 bis 257 (Zers.) 181 bis 182

Die erfindungsgemäßen Mittel können als lösungen, Emulsionen, Suspensionen, Granulate oder Stäubemittel angewendet werden. Die Anwendungsformen richten sich ganz nach den Verwendungszwecken; sie sollen in jedem Pail eine feine Verteilung der wirksamen Substanz gewährleisten.

Zur Herstellung von direkt versprühbaren Lösungen kommt die Lösung in Wasser in Betracht. Es können aber auch Dispersionen in Kohlenwasserstoffen mit Siedepunkten höher als 150 ⁰C, z. B. Tetrahydronaphthalin oder alkylierte Naphthaline, oder organische Flüssigkeiten mit Siedepunkten höher als 150 ⁰C und einer oder mehreren funktioneilen Gruppen, z. B. der Ketogruppe, der Äthergruppe, der Estergruppe oder der Amidgruppe,

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wobei diese Gruppe als Substituent an einer Kohlenwasserstoffkette stehen oder Bestandteil eines heterocyclischen Ringes sein kann, als Spritzflüssigkeiten verwendet, werden.

Wässrige Anwendungsformen "können aus Emulsionskonzentraten, Pasten oder netztiaren Pulvern (Spritzpulvern) durch Zusatz von Wasser "bereitet werden. Zur Herstellung von Emulsionen können die Substanzen als solche oder in einem Lösungsmittel gelöst, mittels Netz- oder Dispergiermitteln, z. B. Polyäthylenoxidadditionsprodukten in Wasser oder organischen Lösungsmitteln homogenisiert werden. Es können aber auch aus wirksamer Substanz, Emulgier- oder Dispergiermittel und eventuell Lösungsmittel bestehende Konzentrate hergestellt werden, die zur Verdünnung mit Wasser geeignet sind.

Stäubemittel können durch Mischen oder gemeinsames Vermählen der wirksamen Substanzen mit einem festen Trägerstoff, z. B. Kieselgur, Talkum, Ton oder Düngemittel hergestellt werden. Bei den Granulaten werden Mischungen mit Düngemitteln bevorzugt.

Die biologische Wirkung von Dirnethyl-cyclopenten-(1)-yl-(3)-ammonium-chlorid (I) und 1,1-Dimethyl-i- cyclopenten-(1)-yl-(3)j-hydrazinium-chlorid (II) wird durch die folgenden Beispiele belegt.

Beispiel 3

Unter Gewächshausbedingungen wurde in Neubauerschalen ein Versuch mit Hafer-Jungpflanzen durchgeführt. Kurz nach der Aussaat der Haferkörner in lehmigen Sandboden wurden je Schale jeweils 3 oder 12 mg Wirkstoff in wässriger Lösung zugeführt, wobei als Vergleichssubstanz der bekannte Wirkstoff OGO (Ohlorcholinchlorid) verwendet wurde.

Die Längenmessung am 27. Tag nach der Behandlung ergab folgende Werte:

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-6- O.Z. 27 ^

Wirkstoff Wuchshöhe

cm relativ

unbehandelt 22,3 100

OGG 3 mg/Schale 22,0 98,7

12 mg/Schale 20,0 89,7

I 3 mg/Schale 21,0 94,2 12 mg/Schale _ 19,5 37,4

II 3 mg/Schale 21,0 94,2 12 mg/Sohale 19,0 85,2

Außer einer stärkeren Reduzierung der Wuchshöhe bewirken die Wirkstoffe I und II auob. eine intensivere grüne Blattfarbe .

Beispiel 4

Die Wirkung bei Kartoffeln wurde in folgendem Versuch, geprüft :

Yon vorgekeimten Kartoffeln wurden sogenannte Augenstecklinge, d. h. ausgeschnittene Keime, in Feubauersehalen mit lehmigem Sandboden eingepflanzt und nach entsprechender Bewurzelung bei einer Wuchshöhe von ca. 7 cm mit Wirkstoffmengen von umgerechnet 6 kg/ha in wässriger Lösung gespritzt. Als Vergleichssubstanz diente CCC (Chlorcholinchlorid). Schon einige Tage nach der Behandlung zeigten die Kartoffelpflanzen einen gedrungenen Wuchs, vergrößerten Durchmesser der Stengel und eine dunklere Blattfarbe. Gegenüber CCC war die Wirkung der Wirkstoffe I und II deutlich stärker.

Wirkstoff Wuchshöhe (36 Tage nach der

Behandlung) cm relativ

unbehandelt	6	kg/ha	Beispiel	5	18,0	100	4
CCC	6	kg/ha		17,0	94,	7
I	6	kg/ha		12,0	66,	6
II				14,5	80,

Die Zierpflanzen Poinsettien (Weihnachtsstern), Sorte "Impromptu" wurden in Pflanztöpfen (Durchmesser 12 cm) angezogen und bei einer Wuchshöhe von ca. 20 cm mit jeweils 300 mg der Wirkstoffe

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cm	relativ
74	100
48	64,8
34	45,9

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CCO und I in wässriger Lösung (auf den Boden gespritzt) "behandelt .

Die Pflanzen reagierten auf "beide Wirkstoffe mit reduziertem Längenwachstum "bzw. verkürzten Internodien. Einen Monat nach, der Behandlung erfolgte die Längenmessung, die folgende Werte ergab:
Wirkstoff Wuchshöhe

unbehandelt CCC 300 mg/Topf I 300 mg/Topf

Neben der stärkeren Verkürzung hat I gegenüber CCC auch zu einer dunkleren Blattfärbung geführt.

Beispiel 6

Bei Tabak, Sorte "Badischer Burley", der in Pflanztöpfen (Durchmesser 12 cm) angezogen wurde, erfolgte die Blattbehandlung mit umgerechnet 0,75 und 3,0 kg/ha der Wirkstoffe in wässriger Lösung bei einer Wuchshöhe von ca. 20 cm.

Bei der 50 Tage nach der Behandlung vorgenommenen Messung konnte - wie aus den folgenden Zahlen zu entnehmen ist - für I und II eine gegenüber CCG und GMH (1,1-Dimethyl-1-(2-chloräthyl)-hydraziniumchlorid) deutlich bessere Wirkung ermittelt werden:

Wirkstoff

unbehandelt

CGC 0,75 kg/ha

3,00 "

CMH 0,75 kg/ha

3,00 "

I 0,75 kg/ha 3,00 ^N

II 0,75 kg/ha 3,00 »

Wuchshöhe cm	relativ
70,0	100
67,3 70,0	96,1 100
67,3 67,6	96,1 S6,6
64,6 65,3	92,3 93,3
65,3 64,6	93,3 92,3

-8-309818/1 m

2153BbU

-8- O.ζ. 27 77^

Beispiel 7

In Neubauerschalen wurde Baumwolle einerseits über den Boden, andererseits über das Blatt mit CCC und I in wässriger Lösung "behandelt. Die Bodenbehandlung erfolgte direkt im Anschluß an die Saat, die Blatfbehandlung nach Ausbildung des ersten Laubblattpaares. Die Wirkstoffmengen wurden auf 3 mg/Schale bemessen. Nach zweimonatiger Versuchsdauer wurden die Pflanzen gemessen und folgende Zahlen erhalten:

A) Bodenbehandlung B) Blattbehandlung

Wirkstoff Wuchshöhe

cm relativ cm relativ

unbehandelt	17	,0	100	,7
CCC 3 mg/Schale	11		64	,9
I 3 mg/Schale	9	,5	55

17,0 100 11,0⁺⁾ 64,7 10,0 58,8

*' Blattrand-Chlorose

Besonders hervorzuheben ist bei diesem Versuch, daß die CCC-Gaben sowohl bei der Boden- als auch bei der Blattbehandlung zu Chlorose (Blattaufhellung) geführt haben, während diese Erscheinung nach Behandlung mit I nicht zu beobachten war.

Beispiel 8

Bei Erbsen (Sorte Überreich) wurden die Substanzen I und II mit dem bekannten Wachstumsregulator G-ibberellinsäure verglichen. ->ie Pflanzen wurden in Neubauerschalen angezogen. Nach der Blattbehandlung mit für die verschiedenen Wirkstoffe entsprechenden Konzentrationen zeigten die Pflanzen eine unterschiedliche Entwicklung. Die G-ibberellinsäure wurde hierbei mit 0,5 kg Wirkstoff/ha angewendet, weil dieser Wirkstoff seine volle Wirkung bei Anwendung kleinerer Wirkstoffmengen entfaltet, während die Wirkstoffe I und II in Mengen von 6 kg Wirkstoff/ha angewendet wurden, weil diese Wirkstoffe erst bei diesen Aufwandmengen ihre Wirkung zeigen.

Während es nach G-ibberellinsäure-Behandlung zu einer starken Förderung des Längenwachstums kam, zeigten die mit I und II behandelten Pflanzen besonders kräftige Sprosse und Blätter

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bei sonst nicht veränderter Wuchshöhe. Wie die Ermittlung ies Frischgewichtes 3 Wochen nach der Behandlung ergab, hat lie Behandlung mit den erfindungsgemäßen Wirkstoffen zu siner deutlichen Ertragssteigerung geführt:

Wirkstoff Wuchshöhe Frischertrag

cm relativ g relativ

unbehandelt 27 100 7,18 100

Gibberellinsäure 0,5 kg/ha 42 156 7,65 107

I 6 kg/ha 26,5 98 8,60 120

II 6 kg/ha 27 100 8,95 125

Beispiel 9

In einem Versuch mit Weizen (Sorte Opal) erfolgte ein Wirkungsvergleich zwischen CMH und den folgenden Wirkstoffen: N-Trimethyl-iT-cyclopropyl-ammoniumchlorid (III) und N-Trimethyl~lf- |1-methyl-cyclobutyl-(1) -ammoniumbromid (IV).

Die Behandlung der in Neubauerschalen angezogenen Pflanzen wurde unmittelbar nach der Aussaat mit 12 mg/Schale (entsprechend 12 kg/ha) der angeführten Wirkstoffe durch Aufspritzen auf die Bodenoberfläche vorgenommen. Die nach 15 Tagen durchgeführte Längenmessung der Pflanzen ergab die nachstehend angeführten Wachstumsunterschiede:

Wirkstoff	mg/Schale	Wuchshöhe cm relativ	100
unbehandelt	-	33,8	77
CMH	12	26,0	71
III	12	24,0	72
IV	12	24,5

Wie aus den Zahlen zu ersehen ist, haben die Wirkstoffe III und IV zu einer sehr starken, gegenüber CMH deutlich stärkeren Verringerung der Wuchshöhe geführt.

Beispiel 10

Man vermischt 90 Gewichtsteile der Verbindung I mit 10 Gewichtsteilen N-Methy I- ot-pyrrolidon und erhält eine lösung, die zur Anwendung in Form kleinster Tropfen geeignet ist.

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Beispiel 11

20 Gewichtsteile der Verbindung II werden in einer Mischung gelöst, die aus 80 Gewichtsteilen Xylol, 10 Gewichtsteilen des Anlagerungsproduktes von 8 bis 10 Mol Äthylenoxid an 1 Mol Ölsäure-N-monoäthanolamid, 5 Gewichtsteilen Caloiumsalz der Dodecylbenzolsulfonsäure und 5 Gewichtsteilen des Anlagerungsproduktes von 40 Mol Äthylenoxid an 1 Mol Ricinusöl besteht. Durch Ausgießen und feines Verteilen der Lösung in 100 000 Gewichtsteilen Wasser erhält man eine wässrige Dispersion, die 0,02 Gewichtsprozent des Wirkstoffs enthält.

Beispiel 12

20 Gewichtsteile der Verbindung III werden in einer Mischung gelöst, die aus 40 Gewichtsteilen Cyclohexanon, 30 Gewichtsteilen Isobutanol, 20 Gewichtsteilen des Anlagerungsproduktes von 7 Mol Äthylenoxid an 1 Mol Isooctylphenol und 10 Gewichtsteilen dea Anlagerungsproduktes von 40 Mol Äthylenoxid an 1 Mol Ripinusöl besteht. Durch Eingießen und feines Verteilen der Lösung in 100 000 Gewichtsteilen Wasser erhält man eine wässrige Dispersion, die 0,02 Gewichtsprozent des Wirkstoffs enthält.

Beispiel 13

20 Gewichtsteile der Verbindung I werden in einer Mischung gelöst, die aus 25 Gewichtsteilen Cyclohexanol, 65 Gewichtsteilen einer Mineralölfraktion vom Siedepunkt 210 bis 280 ⁰C und 10 Gewichtsteilen des Anlagerungsproduktes von 40 Mol Äthylenoxid an 1 Mol Ricinusöl besteht. Durch Eingießen und feines Verteilen der Lösung in 100 000 Gewichtsteilen Wasser erhält man eine wässrige Dispersion, die 0,02 Gewichtsprozent des Wirkstoffs enthält.

Beispiel 14

20 Gewichtsteile des Wirkstoffs II werden mit 3 Gewichtsteilen des Natriumsalzes der Diisobutylnaphthalin-cC-sulfonsäure, 17 Gewichtsteilen des Natriumsalzes einer Ligninsulfonsäure aus einer Sulfit-Ablauge und 60 Gewichtsteilen pulverförmigem Kieselsäuregel gut vermischt und in einer Hammermühle vermah-

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len. Durch, feines Verteilen der Mischung in 20 000 Gewichtsteilen Wasser enthält man eine Spritzbrühe, die 0,1 Gewichtsprozent des Wirkstoffs enthält.

Beispiel 15

3 Gewichtsteile der Verbindung III werden mit 97 Gewichtsteilen feinteiligem Kaolin innig vermischt. Man erhält auf diese Weise ein Stäubemittel, das 3 Gewichtsprozent des Wirkstoffs enthält.

Beispiel 16

30 Gewichtsteile der Verbindung I werden mit einer Mischung aus 92 Gewichtsteilen pulverförmigem Kieselsäuregel und 8 Gewichtsteilen Paraffinöl, das auf die Oberfläche dieses Kieselsäuregels gesprüht wurde, innig vermiacht. Man erhält auf diese Weise eine Aufbereitung des Wirkstoffs mit guter Haftfähigkeit.

'■ ' -12-

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Claims

-12- O.Z. 27 77^ Patentansprüche

1. Mittel zur Regulierung des Pflanzenwachstums enthaltend einen flüssigen oder festen Trägerstoff und ein Salz der -allgemeinen Formel

R¹JiLr²

In der R einen gegebenenfalls durch. Alkyl substituierten Cycloalkyl- oder Cycloalkenyl-Rest mit drei bis fünf Ring-

2
gliedern, R eine Methyl- oder Aminogruppe und X das Anion einer anorganischen oder organischen Säure bedeuten.

2. Verwendung eines Salzes entsprechend Anspruch 1 zur Regulierung des Pflanzenwuchses.

3. Mittel nach Anspruch 1 enthaltend Wasser als Trägerstoff.

4. Mittel nach Anspruch 1 mit einem Wirkstoffgehalt von 0,01 bis 90 Qew.-#.

5. Verwendung eines Salzes gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Salz auf Pflanzen bzw. auf deren Saat aufbringt oder in den Boden einarbeitet.

6. Verwendung eines Salzes gemäß Anspruch 2, dadurch gekenn-F zeichnet,daß man das Salz in einer Menge von 0,5 bis 8 kg Wirkstoff pro Hektar anwendet.

7. Verwendung von Dimethyl-cyclopenten-(1 )-yl-(3)-ammoniumchlorid zur Regulierung des Pflanzenwuchses.

8. Verwendung von 1,1-Dirnethyl-1- cyclopenten-(1)-yl-(3)J-hydraziniumchlorid zur Regulierung des Pflanzenwachses.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG-

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