DE3400803A1 - Mittel zur regulierung des pflanzenwachstums - Google Patents

Mittel zur regulierung des pflanzenwachstums

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Kurt Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. DDR 4440 Wolfen Naumann
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Günther Prof. Dipl.-Landw. Dr. agr. DDR 4020 Halle Schilling
Walter Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. DDR 4440 Wolfen Steinke
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Abstract

1 Die Erfindung betrifft Mittel zur Regulierung des Pflanzenwachstums, insbesondere zur Ertragsstabilisierung und -steigerung in Getreidekulturen auf der Basis von 2-Chlorethanphosphonsäure und gegebenenfalls Chlorcholinchlorid. Als zusätzlichen Wirkstoff enthalten sie Hexanderivate der allgemeinen Formel in der R[tief]1 niederes Alkyl (C[tief]1 bis C[tief]3), R[tief]2 und R[tief]3, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff oder Chlor und X die CHO- oder COOH-Gruppe bedeuten.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Mittel zur Regulierung des Pflanzenwachstums, insbesondere zur Ertragsstabilisierung und -steigerung in Getreidekulturen.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist bekannt, daß man auf Grund des gegenwärtigen Erkenntnisstandes über die Wirkungsweise der nativen Phytohormone und Hemmstoffe gezielt in pflanzliche Prozesse eingreifen kann.
Ferner sind eine Vielzahl unterschiedlicher Wirkstoffe zur Beeinflussung des pflanzlichen Wachstums und Stoffwechsels bekannt, so u. a. 2-Chlorethanphosphonsäure, Chlorcholinchlorid, Bernstein- und Maleinsäurehydrazid. Derartige Regulatoren können an den verschiedensten Rezeptoren angreifen und in Abhängigkeit vom Entwicklungsstadium der Pflanzen, der Applikationsart und des -zeitpunktes sowie von der Konzentration und Formulierung des Wirkstoffes sehr unterschiedliche Reaktionen auslösen.
Daraus ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten. Man kann beispielsweise die vegetative und generative Knospenbildung, den Blühprozeß, die Geschlechtsdetermination sowie die Prozesse der Keimung gezielt beeinflussen sowie parthenokarpe Effekte erzielen. Neben generellen morphologischen Veränderungen der Pflanze sind das Längen- und Dickenwachstum zu steuern.
Nicht unwesentlich sind Applikationen von Wachstums- und Stoffwechselregulatoren, die die Transport- und Lagereigenschaften günstig beeinflussen sowie Persistenz beziehungsweise Toleranz gegenüber biotischen und abiotischen Faktoren erhöhen.
Hervorzuheben wäre weiter, daß durch den Einsatz solcher Regulatoren entscheidend Einfluß zu nehmen ist auf Nährstoffaufnahme, Nährstofftransport sowie auf die Bildung und Zusammensetzung von Inhalts- und Speicherstoffen der Pflanzen.
Des weiteren ist bekannt, daß durch Kombination an sich bekannter Mittel Wirkungssteigerungen hervorgerufen werden, die die Ergebnisse der Einzelsubstanzanwendung übertreffen. So ist z.B. bekannt, daß 2-Chlorethanphosphonsäure und deren Derivate pflanzenwachstumsregulierende Eigenschaften besitzen (DD-PS 85 466, DD-PS 85 876, DD-PS 93 656 und DD-PS 91 745).
Gemische aus 2-Chlorethanphosphonsäure und Cyanamid werden zur Defoliation von Wein, Obstgehölzen und anderen Kulturen eingesetzt (DE-OS 2 111 178, FR-PS 2 128 278). Eine Wuchshemmung und Halmstabilisierung kann bei Gräsern durch Applikation eines Gemisches aus 2-Chlorethanphosphonsäure und 2-Chlor-9-fluorcarboxylat hervorgerufen werden (DE-OS 2 219 525).
Die halmstabilisierende Wirkung bei Getreide wird bekanntlich u. a. durch den Einsatz von Kombinationen aus 2-Chlorethanphosphonsäure, Chlorcholinchlorid und einer Drittkomponente (DD-PS 123 051, DD-PS 119 698) erreicht. Diese Mittel weisen jedoch in unterschiedlichem Maße Nachteile auf. Es ist wünschenswert, synthetische Wachstumsregulatoren mit einem breiten Kulturpflanzenspektrum bei guter Reproduzierbarkeit der Wirkungen zu entwickeln und phytotoxische Nebenwirkungen auszuschließen.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, Mittel zur Regulierung des Pflanzenwachstums auf der Basis von 2-Chlorethanphosphonsäure und gegebenenfalls Chlorcholinchlorid zu entwickeln, die es erlauben, insbesondere in Getreidekulturen die Aufwandmengen zu reduzieren, den Anwendungszeitraum zu erweitern und die Erträge zu steigern.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Mittel zur Regulierung des Pflanzenwachstums, insbesondere zur Ertragsstabilisierung und -steigerung in Getreidekulturen auf der Basis von 2-Chlorethanphosphonsäure und gegebenenfalls Chlorcholinchlorid neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als zusätzlichen Wirkstoff Hexanderivate der allgemeinen Formel in der R[tief]1 niederes Alkyl (C[tief]1 bis C[tief]3), R[tief]2 und R[tief]3, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff oder Chlor und X die CHO- oder COOH-Gruppe bedeuten, enthalten.
Das Gewichtsverhältnis zwischen 2-Chlorethanphosphonsäure und den Hexanderivaten beträgt dabei vorzugsweise 9 : 1 bis 1 : 1, zwischen 2-Chlorethanphosphonsäure, Chlorcholinchlorid und den Hexanderivaten 6 : 3 : 1 bis 1 : 3 : 6.
Die erfindungsgemäßen Wirkstoffe sind nach bekannten Verfahren herstellbar: 2,3-Dichlor-2-ethylhexanal ist durch Chlorierung von 2-Ethylhexanal zugänglich; 2-Chlor-2-ethylhexansäure ist durch katalytische Chlorierung von
2-Ethylhexansäure in Gegenwart von Phosphortrichlorid und anschließende Hydrolyse zugänglich; die 2,3-Dichlor-2-ethylhexansäure schließlich kann durch Luftoxydation von 2-Ethylhexanal zur 2-Ethylhexansäure und anschließende Chlorierung gewonnen werden.
Es wurde überraschend gefunden, daß mit den erfindungsgemäßen Kombinationen der Anwendungszeitraum bei Getreide wesentlich erweitert werden kann, im extremen Fall vom 5-Blattstadium der Getreidepflanzen bis hin zum Entwicklungsstadium 10 nach der FEEKES-Skala. Weiterhin haben die Kombinationen den Vorteil, daß zur Erreichung einer vergleichbaren und besseren Wirkung bisher angewandter Präparate ein wesentlich geringerer Gesamtwirkstoffaufwand erforderlich ist.
Damit wird die Aufwandmenge insbesondere von Chlorcholinchlorid aus humantoxikologischen Erwägungen auf ein Minimum reduziert. Entscheidend für den beabsichtigten Effekt sind die Aufwandmenge an aktiver Substanz und das Entwicklungsstadium des Getreides zum Zeitpunkt der Anwendung.
Die Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel erfolgt zweckmäßigerweise in den für Mittel zur biologischen Prozeßsteuerung üblichen Zubereitungs- und Ausbringungsformen wie Lösungen, Emulsionen, Konzentraten, die unter Zusatz von flüssigen Trägerstoffen beziehungsweise Verdünnungsmitteln zumeist unter Beigabe oberflächenaktiver Stoffe und anderer Formulierungshilfsmittel bereitet und zur Anwendung mit Wasser verdünnt werden können.
Die Anwendungsformen richten sich nach dem Verwendungszweck. Sie haben in jedem Fall eine feine Verteilung der wirksamen Substanzen zu gewährleisten. Die Herstellung der Zubereitungen erfolgt in an sich bekannter Weise durch Mischverfahren.
Die erfindungsgemäßen Mittel werden je nach Verwendungszweck in Wirkstoffmengen von 0,3 bis 1,5 kg AS/ha angewandt.
Ausführungsbeispiel
Die folgenden Beispiele sollen die Wirkung der erfindungsgemäßen Mittel näher erläutern. In den Tabellen I bis XIII bedeuten:
A = 2-Chlorethanphosphonsäure
B = Chlorcholinchlorid
C = 2,3-Dichlor-2-ethylhexanal
D = 2-Chlor-2-ethylhexansäure und
E = 2,3-Dichlor-2-ethylhexansäure
Beispiel 1
Beeinflussung des Längen- und Massenwachstums von Gerste und Weizen durch die erfindungsgemäßen Mittel
In einem Klimaraum wurden Sommerweizenpflanzen der Sorte "Hatri" und Sommergerstepflanzen der Sorte "Trumpf" mit 2-Chlorethanphosphonsäure (A), 2,3-Dichlor-2-ethylhexanal (C), 2-Chlor-2-ethylhexansäure (D) und Kombinationen aus diesen Wirkstoffen behandelt. Die Applikation erfolgte im 2-Blattstadium durch Tauchen der Blattspreiten in die Testlösung.
Zur Gewährleistung einer entsprechenden Wirkstoffaufnahme ist die Zugabe von Netzmitteln unbedingt erforderlich.
Die Auswertung erfolgt 4 Wochen nach Keimbeginn.
Dabei werden die Grünmasse in Relation zur unbehandelten Kontrolle sowie der Abstand zwischen der 1. und 2. Blattspreite bestimmt.
Wie aus den Tabellen I bis III ersichtlich ist, kann durch die erfindungsgemäßen Kombinationen (A + C, A + D) gegenüber den Einzelkomponenten eine meßbare Erhöhung der Grünmassebildung und gleichzeitige starke Reduzierung des Längenwachstums erreicht werden.
Zur Untersuchung der Kombinationswirkung der Einzelkomponenten wird das Verfahren nach COLBY angewandt:
x[tief]1 . y[tief]1
E[tief]1 = ____________________ ,
100
wobei
x[tief]1 = relative Länge, induziert durch Verbindung A mit der Dosis a
y[tief]1 = relative Länge, induziert durch Verbindung B mit der Dosis b
E[tief]1 = Additivwirkung der Kombination A + B
E[tief]R1 = experimentell ermittelte relative Länge der Kombination A + B
mit den Dosen a + b
Wie die Werte in Tabelle IV zeigen, läßt sich der Wirkungsanstieg der Kombination aus 2-Chlorethanphosphonsäure plus Dichlorethylhexanal gegenüber den Einzelkomponenten ganz eindeutig auf einen synergistischen Effekt reduzierten.
Denn nach Colby liegt ein Synergismus vor, wenn E[tief]1 > E[tief]R1 ist.
Beispiel 2
Halmverkürzende und halmstabilisierende Eigenschaften der erfindungsgemäßen Mittel
Die aus 2-Chlorethanphosphonsäure (A), Chlorcholinchlorid (B) und Dichlorethylhexanal (C) bzw. 2,3-Dichlor-2-ethylhexansäure (E) bestehenden Kombinationen sind in 5 Klein- parzellenversuchen an den Kulturen Wintergerste, Winterroggen, Winterweizen, Sommergerste und Hafer sowie in 18 exakten Parzellenversuchen an den Kulturen Wintergerste, Winterroggen und Winterweizen geprüft worden. Die Größe der Kleinparzellen betrug 5 m[hoch]2, die der Parzellen 25 m[hoch]2 (bei 4-facher Wiederholung).
Appliziert wurde im Entwicklungsstadium 5 und 7 des Getreides nach der FEEKES-Skala (Fe 5 und 7) mit Wirkstoffaufwandmengen zwischen 0,5 2,0 kg/ha. Die Versuchsauswertung erfolgte mittels Varianzanalyse.
Wie die Ergebnisse in den Tabellen zeigen, zeichnen sich die erfindungsgemäßen Mittel gegenüber den herkömmlichen Standards insbesondere dadurch aus, daß sie bereits in dem frühen Entwicklungsstadium Fe 5 sowie auch bei stark reduziertem Wirkstoffaufwand sehr gute halmstauchende Effekte bewirken. So kann im Stadium Fe 7 beispielsweise die Wirkstoffaufwandmenge zur Erzielung einer ausreichenden Halmstabilisierung bis auf 0,5 kg/ha reduziert werden. Damit wird im Vergleich zu Standardprodukten ca. 1,0 kg/ha Wirkstoff eingespart.
Nach bisherigen Erfahrungen eignen sich für Winterweizen insbesondere die Kombinationen mit 2-Chlorcholinchlorid, vorzugsweise im Mischungsverhältnis 6 : 3 : 1 (A + B + C), während für Wintergerste und Winterroggen die Kombinationen mit 2-Chlorethanphosphonsäure, vorzugsweise im Mischungsverhältnis 9 : 1 (A + C), zur Anwendung kommen.
Beispiel 3
Ertragsbeeinflussende Wirkung der erfindungsgemäßen Mittel
Die erfindungsgemäßen Mittel, bestehend aus 2-Chlorethanphosphonsäure, Dichlorethylhexanal und Chlorcholinchlorid, wurden nach der im Beispiel 2 dargestellten Versuchsmethodik auf ihre ertragsbeeinflussende Wirkung bei Getreide geprüft. Alle dargestellten Versuchsergebnisse sind auf 86 % Trockenmasse bezogen.
Bei Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel war in allen Versuchen eine zumeist statistisch gesicherte Ertragssteigerung im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle nachweisbar. Das trifft auch dann zu, wenn zwischen unbehandelten und behandelten Parzellen keine differenzierte Lagerneigung feststellbar war.
Gegenüber den Standardprodukten wurden bei stark reduzierten Wirkstoffaufwandmengen je Flächeneinheit ebenfalls noch deutlich meßbare Mehrerträge erzielt. Während beispielsweise für langstrohige Weizensorten (z.B. "Mironowskaja 808") für eine optimale Halm- und Ertragsstabilisierung die Anwendung von 2 kg/ha Chlorcholinchlorid bzw. 2 kg/ha der Kombination aus 2-Chlorethanphosphonsäure und Chlorcholinchlorid (2 : 3) notwendig sind, ist zur Erzielung vergleichbarer Effekte mit den erfindungsgemäßen Mitteln aufgrund synergistischer Wirkung ein Gesamtwirkstoffaufwand von 0,5 kg/ha bereits ausreichend.
Tabelle I: Beeinflussung der Grünmassebildung bei Sommergerste durch die erfindungsgemäßen Mittel
Tabelle II: Beeinflussung des Längenwachstums bei Sommergerste durch die erfindungsgemäßen Mittel
Tabelle III: Beeinflussung des Längenwachstums und der Grünmassebildung bei Sommerweizen und Sommergerste durch die erfindungsgemäßen Mittel
Tabelle IV: Bewertung der Kombinationswirkung nach COLBY hinsichtlich der Beeinflussung des Längenwachstums durch die erfindungsgemäßen Mittel
Tabelle V: Beeinflussung der Wuchshöhe bei Wintergerste und Winterroggen durch Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel im Stadium Fe5 und Fe7 im Jahre 1982 im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle
Fortsetzung Tabelle V:
1) Sorte "Erfa"
2) Sorte "Pluto"
WH = Wuchshöhe
Tabelle VI: Beeinflussung der Wuchshöhen von Getreidekulturen bei Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel im Stadium Fe 7 im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle (Werte von 5 Parzellenversuchen der Jahre 1979 und 1980)
Tabelle VII: Beeinflussung der Wuchshöhe und des Kornertrages bei Wintergerste und Winterroggen durch Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel im Stadium Fe 7 im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle und zu Standards im Jahre 1981
(Angaben rel. zur unbeh. Kontrolle)
1) Sorte "Vogelsanger Gold"
2) Sorte "Pluto"
WH = Wuchshöhe
Tabelle VIII: Beeinflussung der Wuchshöhe von Getreidekulturen bei Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel im Stadium Fe 7 im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle
(Werte von 5 Parzellenversuchen des Jahres 1980)
Tabelle IX: Beeinflussung der Wuchshöhe und der Standfestigkeit von Getreidekulturen bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel im Stadium Fe 7 im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle (in Prozent)
(Werte aus 6 Parzellenversuchen des Jahres 1980)
WH = Wuchshöhe
Stf. = Standfestigkeit, Bonitur nach der Note 9 - 1, wobei 9 = kein Lager und 1 = totales Lager bedeuten
Tabelle X: Beeinflussung des Kornertrages bei Wintergerste und Winterweizen durch Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel im Stadium Fe 7 im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle
(Werte aus 4 Parzellenversuchen des Jahres 1980)
Tabelle XI: Beeinflussung der Wuchshöhe bei Wintergerste und Winterroggen durch Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel im Stadium Fe 5 und Fe 7 im Jahre 1982 im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle
1) Sorte "Erfa"
2) Sorte "Pluto"
WH = Wuchshöhe
Tabelle XII: Beeinflussung der Wuchshöhe, Standfestigkeit und des Kornertrages bei Winterweizen durch Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel im Stadium Fe 7 im Jahre 1981 im Vergleich zur Kontrolle und zum Standard
(Angaben rel. zur unbehandelten Kontrolle)
Sorte "Iljitschowka"
BN = Standfestigkeit, Note 9 - 1, wobei 9 = kein Lager
und 1 = totales Lager
Tabelle XIII: Beeinflussung der Wuchshöhe bei Winterweizen durch Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel im Stadium Fe 5 und Fe 7 im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle und zum Standard im Jahre 1982
(Angaben rel. zur unbeh. Kontrolle)
Sorte "Iljitschowka"

Claims (2)

1. Mittel zur Regulierung des Pflanzenwachstums, insbesondere zur Ertragsstabilisierung und -steigerung in Getreidekulturen auf der Basis von 2-Chlorethanphosphonsäure und gegebenenfalls Chlorcholinchlorid, gekennzeichnet dadurch, daß sie neben üblichen Hilfs- und Trägerstoffen als zusätzlichen Wirkstoff Hexanderivate der allgemeinen Formel in der R[tief]1 niederes Alkyl (C[tief]1 bis C[tief]3), R[tief]2 und R[tief]3, die gleich oder verschieden sein können, Wasserstoff oder Chlor und X die CHO- oder COOH-Gruppe bedeuten, enthalten.
2. Mittel gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Gewichtsverhältnis zwischen 2-Chlorethanphosphonsäure und den Hexanderivaten 9 : 1 bis 1 : 1, zwischen 2-Chlorethanphosphonsäure, Chlorcholinchlorid und den Hexanderivaten 6 : 3 : 1 bis 1 : 3 : 6 beträgt.
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