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Verwendung von (3-Amino-3-carboxy)-alkylmethylphosphinsäure
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und deren Derivaten zur Ertragssteigerung bei Pflanzen Es ist bekannt,
daß Phosphinothricin
dessen Salze sowie dessen Tripeptid (mit 2 Molekülen Alanin) sich zur nicht-selektiven
Bekämpfung von unerwünschtem Pflanzenwuchs eignen (DE-OS 27 17 440 und 28 48 224).
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Es wurde nun gefunden, daß die Anwendung der genannten Verbindungen
in subtoxischen, nicht herbizid wirksamen Konzentrationen zu einer Vermehrung der
Biomasse und/oder einer Erhöhung des Anteils an erwünschten Pflanzeninhaltsstoffen
führt.
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Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung der genannten Verbindungen
zur Wachstumsstimulierung bzw. zur Steigerung der Kohlehydrateinlagerung bei Nutzpflanzen.
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Als Salze der Verbindung der Forntel I mit Basen seien z.B.
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das Mononatrium-, Monokallum-, Dikalium-, Monoammonium- und Kalziumsalz
genannt, ferner Salze von organischen Anmoniumverbindungen,z.B. das [NH(C2H5)³]+-,
[NH3CH2CH2OH]+-, [NH2(CH2CH2OH)2]+-, [NH(CH2CH2OH)3]+- und [NH3CH2C6H5]+-Salz. Als
Salze mit Säuren kommen vorzugsweise das Hydrochlorid, Hydrogensulfat, Sulfat und
Phosphat in Betracht.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Wachstum von
Nutzpflanzen zu stimulieren, was eine Erhöhung der Crünniasse und des trockengewichts
der Pflanzen zur Folge hat. Mit Vorteil kann man daher die genannten Verbindungen
beim Anbau von mono- und dikotylen Futterpflanzen
wie Luzerne, Klce,
Soja, Futtermais usw. verwenden. Zum Teil ist mit der Erhöhung der Grünmasse auch
eine Steigerung des Ernteertrags (z.B. bei Getreide und Feldfrüchten) und eine proportional
entsprechende Zunahme an erwünschten Pflanzeninhaltsstoffen (z.B. der Zuckerausbeute
bei Zuckerrüben) verbunden.
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Die Erzielung des gewünschten wachstumssteigernden Effekts ist abhängig
von der Anwendungskonzentration und dem Anwendungszeitpunkt. Günstige Wirkungen
werden mit Konzentrationen (150, vorzugsweise 5 - < 10 g/ha erreicht, wobei die
erforderlichen Aufwandmengen innerhalb der verschiedenen Pflanzenarten variieren
können. Die Behandlung erfolgt vorzugsweise dann, wenn das natürliche Wachstum am
schnellsten verläuft, d.h. etwa zwischen dem 4-Blattstadium und der Blütezeit.
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Nach einer weiteren Variante der Erfindung kann durch Anwendung der
genannten Verbindungen das vegetative Wachstum bei einer Vielzahl von mono- und
dikotylen Pflanzen gehemmt und als Folge davon der Kohlehydratanteil in den Pflanzen
oder deren Früchten erhöht werden. Hierfür sind im allgemeinen höhere Dosierungen
als die oben genannten erforderlich, die von Pflanzenart zu Pflanzenart erheblich
variieren können. In dieser Weise lassen sich z.B. Zuckerrohr, Wein' Obst, Kartoffeln,
Mais, Hirse (Sorghum) und Grünfutter (Klee, Lizerne) mit Vorteil behandeln. Die
Folge ist bei Zuckerrohr ein Anstieg des Saccharosegehalts, bei Ob:t und Weintrauben
z.B. ein Anstieg des Fruchtzuckergehalts; bei anderen Pflanzen nimmt der Stcirkegehalt
zu. Die damit erzielten Vorteile sind offenkundig und bedürfen seiner Erläuterung.
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Die Anwendung erfolgt etwa eine Woche bis 5 Monate vor der Ernte.
Nach Ablauf dieser Zeit ilat der durch die Wirkstoffe hervorgerufene Reifungsgrad
und damit auch der Kohlehydratgehalt ein Maximum erreicht. Allgemein ist zu beachten,
daß
bei den Kulturen die Wachstumsgeschwindigkeit und Vegetationsdauer
innerhalb beträchtlicher Grenzen variieren kann.
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Zuckerrohr z.B. benötigt je nach Standort und Klima 1 - 3 Jahre bis
zur Erntereife. Entsprechend muß auch der Anwendungszeitpunkt variiert werden. Bei
Zuckerrohr kann dieser z.B. 1 bis 13 Wochen vor der Ernte liegen.
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Die erforderliche Aufwandmenge hängt hierbei insbesondere von der
behandelten Pflanzenart und ihrem Entwicklungsstadium ab. Grundsätzlich ist sie
so zu wählen, daß der Wirkstoff in den natürlichen Wachstumsprozeß der Pflanze eingreift,
ohne sie zu schädigen. Je nach Pflanze kann sie daher innerhalb weiter Grenzen schwanken,
z.B. zwischen 0,005 und 5 kg Wirkstoff/ha; vorzugsweise liegt sie im Bereich zwischen
0,01 und 1,6 kg/ha.
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In gewissen Fällen wird durch die erfindungsgemäße Anwendung der genannten
Verbindungen auch eine Umsteuerung des pflanzlichen Metabolismus bewirkt, ohne daß
sich die nach außen hin durch eine Wachstumsanderung morphologisch manifestiert.
Beispielsweise kann die Bildung von Protein zugunsten der i3ildung von Kohlehydraten
(Zucker, Stärke) zurückgedrängt werden.
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Die Wirkstoffe können in Form henetzbarer Pulver, emulgierbarer Konzentrate,
versprühbarer Lösungen, Stäubemittel oder Granulate in den üblichen Zubereitungen
angewendet werden. Diese Zubereitungen können je nach Art die Wirkstoffe in Konzentrationen
von 2 - 95 % enthalten.
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Benetzbare Pulver sind i.n Wasser gleichmäßig dispergierbare Präparate,
die neben dem Wirkstoff außer einem Verdünnungs-oder lnertsto.ff noch Netzmittel,
z.B. polyoxethyli.erte Alkylphenole, polyoxethylierte Oleyl-, Stearylamine, Alkyl-oder
Alkylphenyl-sulfonate und Dispergiermittel, z.B.
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ligninsulfonsaures Natrium, 2,2'-Dinaphthylmethan-6,6'-
disulfonsaures
Natrium oder audi oleylmethyltaurinsaures Natrium enthalten.
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Emulgierbare Konzentrate werden durch Auflösen des Wirkstoffes in
einem organischen Lösungsmittel, z.B. Butanol, Cyclohexan, Dimethylformamid, Xylol
oder auch höhersiedenden Aromaten und Zusatz eines nichtionischen Netzmittels, beispielsweise
eines polyoxethylierten Alkylphenols oder eines polyoxethylierten Oleyl- oder Stearylamins,
erhalten.
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Stäubemittel erhält man durch Vermahlen des Wirkstoffes mit fein verteilten,
festen Stoffen, z.B. Talkum, natürlichen Tonen, wie Kaolin, Bentonit, Pyrophillit
oder Dia Diatomeenerde.
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Granulate können entweder durch Verdüsen des Wirkstoffes auf adsorptionsfähiges,
granuliertes Inertmaterial hergestellt werden oder durch Aufbringen von Wirkstoffkonzentraten
mittels Klebemitteln, z.B. Polyvinylalkohol, polyacrylsaurem Natrium oder auch Mineralölen
auf die Oberfläche von Trägerstoffen, wie Sand, Kaolinite oder von granuliertem
Inertmaterial. Auch können geeignete Wirkstoffe in der für die Herstellung von Düngemittelgranalien
üblichen Weise hergestellt werden.
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Die Wirkstoffkonzentrationen können in den handelsüblichen Konzentrationen
innerhalb weiter Grenzen variieren. In benetzharen Pulvern veriiert dieA Wii'kstoffkonzentration
z.B.
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zwischen etwa 10 - und 95 %, der Rest besteht aus den oben angegebenen
Formulierungszusätzen. Bei emulgierbaren Konzentraten ist die Wirkstoffkonzentration
etwa 10 ° bis 80 %.
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Staubförmige Formulierungen enthalten meistens 5 % bis 20% an Wirkstoff.
Bei Granulaten hängt der Wirkstoffgehalt z,T. davon a}, ob di c wirksame Verbindung
flüssig oder fest vorliegt und welche Granulierhilfsmittel, Füllstoffe usw. verwender
werden.
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Zur Anwendung werden die handelsüblichen Konzentrate gegebenenfalls
in üblicher Weise verdünnt, z.B. bei benetzbaren Pulvern und emulgierbaren Konzentraten
mittels Wasser. Staubförmige und granulierte Zubereitungen sowie versprühbare Lösungen
werden vor der Anwendung nicht mehr mit weiteren inerten Stoffen verdünnt.
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Beispiel I Zuckerrohrpflanzen werden unter Gewäcilshausbedingungen
bei 250C - 350C und ca. 65 % Luftfeuchtigkeit 6 Monate lang angezogen. Unterschiedliche
Mengen des Ammoniumsalzes des Phosphinothricins (Verbindung I) wurden in Wasser
suspendiert, das zusätzlich etwa 0.25 Gew.-% Nonylphenol enthielt. Jeweils 0.3 ml
dieser Suspensionen wurden mit Hilfe einer Spritze in den Spindelbereich in Höhe
der letzten sichtbaren Blattspritze ("dewlap") einer Zuckerrohrpflanze gegeben.
Je Konzentration wurden 10 Pflanzen in dieser Weise behandelt. Von den behandelten
Pflanzen sowie von nicht behandelten Pflanzen wurden 3 Wochen später bei der Ernte
die Blätter entfernt und die Internodien yruppenweise auf ihren Saccharosegehalt
analysiert.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
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Aufwandmenge Zuckergehalt (%) bei der Ernte Kontrolle (unbehandelt)
100 Verb. I 4 mg 187 Beispiel II Die Verbindung l wurde wie unter Beispiel I beschri.eben
in Wasser mit einem 0.25 %eigen Anteil Nonylphenol suspendiert.
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Je Präparat und Konzentration wurden 0.3 ml einer Präparatsuspension
in die Spindel von jeweils 10 Zuckerrohrpflanzen gegeben. Das Alter der Pflanzen
betrug zum Zeitpunkt der Applikation 18 Monate.
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Nach 5 Wochen wurden die Pflanzen geerntet, das Blattwerk entfern
und die 14 oberen Internodien gruppenweise jeweils zusammen im Hinblick aui ihren
Saccharosegehalt und ihre Saftreinheit mittels der sog. "press method" [T. Tanimoto,
Hawaiian Planters Record, 57, 133 (1964) ] analysiert. Dabei wird der Zuckergehalt
polarimetrisch bestimmt und in "POl Prozent Rohr" ausgedrückt; dieser entspricht
dem Prozentsatz Sacchrose in der Lösung unter
der Annahme, daß die
Saccharose die einzige Substanz in der Zuckerlösung ist, die die Ebene des polarisierten
Lichts dreht. Die Bestimmung der "Pol % Rohr" ist ein anerkanntes Verfahren zur
Bestimmung des Zuckergehaltes von Zuckerrohr. Als Vergleichsmittel diente Glyphosate
[N-Phosphonomethyl-glycin ], das in gleicher Weise zubereitet war.
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Tabelle II Aufwandmenge Saftreinheit Pol % Rohr pro Pflanze Kontrolle
0 78,3 10,1 Vergleichsmittel 4 mg 86,1 14,3 Verbindung 4 mg 89,2 15,9 Beispiel III
Zuckerrüben wurden auf sandigem Lehmboden in Töpfen bei hohen Stickstoffgaben im
Gewächshaus angezogen und im Alter von 14 Wochen mit einer Aufwandmenge von 0,1
kg/ha der Verbindung I besprüht. Die Pflanzen wurden 5 Wochen nach der Behandlung
geerntet und auf ihren Zuckergehalt untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3
als Prozentzahlen im Vergleich zur Kontrolle dargestellt.
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Tabelle III Wochen nach Rübenkörper Zuckerertrag Behandlung (Kontrolle
= 100) Verbindung 1 5 119 116,2 Beispiel IV Mais- und Sojapflanzen wurden bis zum
4-Blattstadium im Freien angezogen. Die Pflanzen wurden mit den in Tabelle 4 angegebenen
Präparatmenrjen besprüht und weitere 3 Wochen im Freien kultiviert. Zu diesem Zeitpunkt
wurden die Pflanzen geerntet und die Trockenmasse der Pflanzen bestimmt.
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Tabelle 4 gibt das Ergebnis wieder.
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Tabelle IV Relative Trockenmassen der oberirdischen Pflanzenteile
Mais Soja Kontrolle 100 100 Verbindung I 12,5 g/ha 102 134 25,0 g/ha 112 120 50,0
g/ha 125 107