FI102449B - Menetelmä mikro-organismien vastustamiseksi kasveissa - Google Patents

Description

102449

Menetelmä mikro-organismien vastustamiseksi kasveissa Tämän keksinnön kohde on suunnattu menetelmään kasvien mikro-organismien vastustamiseksi. Täsmällisemmin, 5 tämä keksintö liittyy tiettyjen 1-hydroksimetyylipyratso-lien käyttöön maatalouden mikrobisideinä, erityisesti bak-terisidina tai fungisidina.

Tämä keksintö koskee menetelmää mikroorganismien vastustamiseksi, joihin kuuluvat, mutta eivät rajoitu 10 näihin, bakteerit ja sienet, käsittäen vaiheen, jossa kasville tai sen siemenelle annetaan kaavan I mukaista yhdistettä määrä, joka on riittävä inhiboimaan vähintään yhden mikro-organismin kasvua ja lisääntymistä kasvissa tai siemenessä ‘ X - 20 | jossa R ja R’ valitaan toisistaan riippumatta vedystä ja alkyylistä, jossa on 1 - 4 hiiliatomia, R" on osa joka valitaan joukosta, johon kuuluu (a) vety, (b) halogeeniato-25 mi, valitaan joukosta johon kuuluvat F, Cl, Br ja I ja (c) nitroryhmä; tai mainitun yhdisteen hydrokloridisuola.

Annosteluvaihe voidaan suorittaa suihkuttamalla kaavan I mukaista yhdistettä sisältävää yhdistettä. Riittävä määrä kaavan 1 mukaista yhdistettä voi olla alueella 30 2,500:sta noin 30,000 ppm koostumusta, ja edullisesti aluella noin 15,000:sta noin 25,000 ppm koostumusta. Yhdiste voi olla 3,5-dimetyylihydroksimetyylipyratsoli tai 3,5-dimetyyli-l-hydroksimetyylipyratsolihydrokloridi. Mikro-organismit voivat olla bakteereja ja sieniä. Bak-35 teerit voivat olla Erwlnia caratovora, Aqrobacteri a sp., 2 102449 korynebakteerit, Xanthomonas sp., Pseudomonas sp., Esche-ricia coll. Staphylococcus aureus ja Pseudomonas aeruginosa. Sienet voivat olla Pythium ultimum, Helminthosporium sativum, Rhizoctonia solani. Monilia fruticola, Fusarium 5 oxysporum, Peronospora parasitica ja Altenaria solani. Kasvit tai siemenet voivat olla koristekasveja, hedelmä-kasveja, vihanneskasveja, viljakasveja ja niiden siemeniä. Yhdistettä tai hydrokloridisuolaa voidaan käyttää kasville tai siemenelle kahdesti tai useammin.

10 Tämän keksinnön tarkoituksia varten, määritelmän "mikro-organismi" tarkoitetaan käsittävän, mutta ei rajoittuvan näihin, bakteerit, sienet ja hiivat, ja sen tarkoitetaan sisältävän, mutta ei rajoittuvan näihin, fytopatogeenit näissä heimoissa.

15 Keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää estä mään vähintään yhden mikro-organismin hyökkäykset kasveihin, käsittäen, mutta ei rajoittuen näihin, koristekasvit, hedelmäkasvit, vihanneskasvit ja viljakasvit ja niiden siemenet. Korlstekasveihin voivat kuulua orkideat ja ruu-20 sut; hedelmäkasvit voivat käsittää appelsiinipuut ja päärynäpuut; vihanneskasvit voivat käsittää kukkakaalin, tomaatit ja sipulikasvit. Bakterisidisesti tai funglsidises-ti tehokkaita määriä kaavan I mukaista yhdistettä voidaan vaihtoehtoisesti soveltaa bakteereille, sienille tai vas-* 25 taaville isännille, erityisesti isännille, kuten kasvit, kasvien siemenet, paperi ynnä muut, johin nämä mikro-organismit iskevät.

Keksinnön mukaisten yhdisteiden bakterisidiset ja fungisidiset vaikutukset ovat hämmästyttäviä, sikäli kun 30 N-metyyliyhdisteet, joilla on samanlainen stabiilisuus, esimerkiksi N-hydroksi-metyyliftalimidi, eivät ole kovin tehokkaita, mitä tulee niiden antimikrobiseen ja suojaavaan aktiivisuuteen.

Tämän keksinnön mukaiset yhdisteet voidaan valmis-35 taa antamalla joko kiinteän paraformaldehydin tai vesipi- 3 102449 toisen formaldehydiliuoksen reagoida pyratsolijohdannaisen kanssa. Edulliset valmistusmenetelmät on kuvattu julkaisussa Dvoretzky et ai., Formaldehyde Condensation in the Pyrazole Series, 15 Journ. Org. Chem. 1 285 - 8 (1952) 5 ja Huttel et ai., Mannichsche Reaktion der Pyrazole, 85 Chemische Berichte 820 - 26 (1952), joista kumpikin esitetään tässä spesifisesti liitteenä. Toinen edullinen valmistusmenetelmä on kuvattu US-patenttijulkaisussa 07/807 640, joka on nimetty "Process for the Preparation 10 of 1-Hydroxymethylpyrazoles", jätetty 13.12.1991, rinnakkaisena tämän hakemuksen kanssa, ja joka esitetään tässä spesifisesti liitteenä.

Keksinnön mukaisesti käytettyjen yhdisteiden mikrobien vastainen aktiivisuus ulottuu joukkoon erilaisia 15 mikro-organismeja, käsittäen, mutta ei rajoittuen näihin, bakteerit, kuten Erwinia carotovora, Agrobacteria sp., corynebacteria, Xanthomonas sp., Pseudomonas sp., Esche-ricia coli, Staphylococcus aureus ja Pseudomonas aeruginosa. Sienet voivat olla Pythium ultimum, Helminthosporium 20 sativum, Rhizoctonia solani, Monilia fruticola, Fusarium oxysporum, Peronospora parasitica ja Altenaria solani♦ Tämän keksinnön mukaiset edulliset yhdisteet käsittävät 3,5-dimetyyli-l-hydroksimetyylipyratsolin tai sen hydrokloridisuolan, jotka yleensä osoittavat lisääntynyttä * 25 bakterisidistä ja fungisidistä aktiivisuutta samanlaisissa oloissa verrattuna 3,5-dimetyyli-4-substituoitu-l-hydrok-simetyylipyratsoleihin tämän keksinnön mukaisesti.

Tämän keksinnön mukaiset pyratsolit voidaan formuloida ja käyttää bakterisidisissä ja fungisidisissä mää-30 rissä, tapauksesta riippuen, tavanomaisilla alan menetelmillä. Kaavan 1 mukaisia yhdisteitä käytetään edullisesti koostumuksena yhden tai useamman inertin nesteen tai kiinteän kantajan tai täyteaineen kanssa, kuten jauheiden, liuosten ja dispersioiden, edullisimmin suihkeena 35 veden tai valutettavan jauheen kanssa. Näiden pyratsolien 4 102449 koostumukset voivat myös sisältää seostuvia stabiloijia, suihkutusaineita, kostutusaineita, kiinnitysaineita, täyteaineita, muita bakterisideja, muita fungisideja, pes-tisideja ynnä muita, ja niiden yhdistelmiä.

5 Tämän keksinnön mukaisesti käytettävien, tässä ku vattujen vähintään yhden mikro-organismin kasvua ja lisääntymistä inhiboivien, ja siten antimikrobisen aktiivisuuden tarjoavien inhiboivien yhdisteiden konsentraation voi alaan perehtynyt määrittää helposti ilman laajoja ko-10 keitä. Konsentraatioon vaikuttavat tekijät sisältävät, mutta eivät rajoitu niihin, ilmasto-olot, kasvin (kasvien) tyypit ja mikro-organismin (mikro-organismien) tyypit. Tehokas annos voi mahdollisesti olla jopa niin alhainen kuin noin 2 500 parts per million (ppm) (noin 0,5 % 15 paino per tilavuus vesiliuospohja-aineesta), vaihtelee välillä noin 2 500 ppm:stä noin 30,000 ppmtään (noin 3 %), edullisesti noin 25,000 ppm (noin 2,5 %). Voidaan suorittaa yhdisteen yksi tai useampi käyttö, kuten vaaditaan, tekijöiden, jotka vaikuttavat antokertojen määrään käsit-20 täessä, mutta ei rajoittuessa näihin, ilmasto-olot, kasvin (kasvien) ja mikro-organismin (mikro-organismien) tyypit.

Keksinnön luonnetta valaisemaan esitetään seuraa-vat esimerkit. Tulee kuitenkin ymmärtää, että näissä esimerkeissä esitettyjen spesifisten olosuhteiden tai yksi-• 25 tyiskohtien ei pidä rajoittaa keksintöä.

Esimerkki 1 Näiden yhdisteiden tehokkuus bakteereihin osoitettiin bakteerisuspensioilla, jotka oli valmistettu pesemällä haluttujen bakteerien viljelmä agarkiekosta sterii-30 Iillä vedellä astiaan, ja laimentamalla vesisuspensio \ edelleen 250 pl:ksi steriilillä vedellä. Testi toteutet tiin seuraavasti:

Tutkittava pyratsoli liuotettiin asetoniin 500 ppm:ksi ja 30 μΐ tätä liuosta pipetoitiin kummallekin 35 kahdelle pinta-alueelle maljalle, joka oli peitetty 20 5 102449 ml:11a Emersonin agarla. Käsitellyt agarmaljat suihkutettiin sitten bakteerisuspensiolla ja maljoja inkuboitiin 44 - 48 tuntia 24°C:ssa. Maljojen kahdelta käsitellyltä alueelta havainnoitiin sitten bakteerien kasvu. Pyratso-5 Iin tehokkuus bakteerien kasvun kontrolloijana käsitellyillä alueilla pisteytettiin "+" tai jossa plus merkki (+) osoittaa alueita, joilla ei ole lainkaan bakteerikasvustoa ja miinusmerkki (-) osoittaa alueita, jotka ovat täysin kasvuston peitossa. Tämän vertailevan 10 bakterisiäisen testin tulokset esitetään taulukossa I.

Taulukko 1

Tehokkuus

Erwinia Pseudomonas 15 Yhdiste caratovora syringae 3.5- dimetyyli-l-hydroksi- + + metyylipyratsoli 3.5- dimetyyli-4-kloori-l- + + hydroksyy1imetyy1ipyratsoli 20 3,5-dimetyyli-4-nitro-l- - + hydroksimetyylipyratsoli

Esimerkki 2

Rihmastopisaramenetelmää käytettiin testaamaan 25 fungisidiaktiivisuutta. Tämä menetelmä mittaa yhdisteen fungitoksisuutta sen aiheuttaman sienirihmaston kasvun inhibition perusteella. Yleinen menettelytapa oli seuraava: Jokainen testattava pyratsoli liuotettiin asetoniin 100 ppm - 15,000 ppm konsentraatioon. Yhtä suuret määrät näitä 30 liuoksia annosteltiin keskelle jokaista kolmea verrokkipa-\ perikiekkoa, jotka oli ympätty halutun sienen rihmastolla, ja asetettiin perunadekstroosiagaralustalle.

Tämän annostelun jälkeen kiekkoja inkuboitiin yhdessä ympin saaneiden mutta käsittelemättömien kontrolli-35 keikkojan kanssa tasaisessa lämpötilassa kunnes kontrol- 6 102449 likiekot olivat täynnä rihmastokasvustoa. Pyratsolin fung-isidinen aktiivisuus määritettiin vertaamalla rihmastokas-vuston sädettä reunasta reunaan käsitellyillä ja kontrol-likiekoilla. Tästä vertailusta määritettiin inhibitio pro-5 sentteinä, mikä perustui suhteellisiin rihmaston kasvualueisiin. Tämän vertailevan fungisidisen testin tulokset kahdella valitulla konsentraatiolla esitetään alla taulukossa II.

Esimerkki 3 10 Menetelmää, jossa idätetään itiöitä objektilasil- la, käytettiin myös testaamaan fungisidistä aktiivisuutta. Tämä menetelmä on kuvattu julkaisussa American Phytopathological Society Journal, voi. 33, sivut 627 -632 (1943), ja se mittaa yhdisteiden fungitoksisuutta nii-15 den sieni-itiöille aiheuttaman inhibition määrän mukaan prosentteina. Yleinen menettelytapa oli seuraava: Kokaista tutkittavaa pyratsolia liuotettiin asetoniin useina kon-sentraatioina välillä 50 ppm - 15,000 ppm. Näitä liuoksia pipetoitiin sitten objektilaseille, joissa oli keskellä 20 syvänne, ja annettiin kuivua. Kaivot täytettiin tietyn testiorganismin itiösuspensiolla ja niitä inkuboitiin kosteassa kammiossa yli yön. 100 itiön ryhmä tutkittiin ja itäneiden itiöiden määrä sekä itämättömien itiöiden määrä laskettiin eri eristä ja merkittiin muistiin osoittamaan ' 25 biologista aktiivisuutta inhibitiona prosentteina. Tämän vertailevan fungisidisen testin tulokset kahdesta valitusta konsentraatlosta esitetään myöskin taulukossa II.

7 102449

Taulukko 11

Inhibitioprosentti

Konsent- Yhdiste Rihmasto- Itiöt raatio pisara Obj.lasi

5 (ppm) P H R MA

500 3,5-dimetyyli-l- 100 97 90 100 100 hydroksimetyyli-pyratsoli 1000 3,5-dimetyyli-l- 100 100 100 100 100 10 hydroksimetyyli- pyratsoli P - Pythium ultimum H - Helminthosporium sativum 15 R Rhizoctonia solani M - Monilia fruticola A a Altenaria solani Esimerkki 4

Muita tämän keksinnön mukaisia pyratsoleja testat-20 tiin rihmastopisaramenetelmällä kuten edellä esimerkissä 2 on kuvattu, paitsi että nämä pyratsolit liuotettiin asetoniin konsentraatioon 500 ppm. Tulokset tästä vertailevasta fungisidisesta testistä esitetään taulukossa III.

• « « 8 102449

Taulukko lii

Yhdiste Inhlbltloprosenttl

P H F R

5 3,5-dimetyyli-4-kloori-l- 100 85 90 70 hydroksimetyylipyratsoli 3.5- dimetyyli-4-bromi-l- 100 90 95 90 hydroks imetyy1ipyratsoli 10 3.5- dimetyyli-4-jodi-l- 90 75 75 75 hydroksimetyylipyratsoli 3.5- dimetyyli-4-nitro-l- 90 85 75 85 15 hydroksimetyylipyratsoli P = Pythium ultimum H - Helminthosporium sativum F Fusarium oxysporum 20 R - Rhizoctonia solani Esimerkki 5

Keksinnön mukainen koostumus, joka käsittää vesi-liuoksen, joka sisältää 1,5 prosenttia (noin 15,000 ppm) paino/tilavuus yhdistettä, jossa on 98,0 prosenttia paino-• 25 /paino l-hydroksimetyyli-3,5-dimetyylipyratsolia, valmis tettiin liuottamalla 30 grammaa yhdistettä (tekninen laatu) 20 litraan vettä.

Kukkakaalia istutettiin 0,04 hehtaarin pellolle, mitä seurasi tälle vihannekselle tavanomaiset viljelyme-30 nettelyt. Kun päät olivat muodostuneet, varret infektoi- | tiin Erwinia caratovoralla. Tämä bakteeri on pehmeämädän (soft rot) aiheuttaja, ja se tuottaa entsyymiä, joka vaikuttaa isäntäkudoksen keskilevyyn. Solut vanhemmassa hajonneessa solukossa plasmolysoituvat lopulta. Kaikki nämä 35 vaikutukset johtavat pehmeämädän syntyyn.

9 102449

Kukkakaalia suihkutettiin edellä mainitulla koostumuksella kunnes nestettä valui lehdistöstä. Kolme päivää myöhemmin havaittiin pehmeämädän haavojen olevan kuivuneet, osoitus siitä, että Erwinia bakteeri ei ollut enää 5 aktiivinen. Käsiteltyjen kasvien havaittiin olevan täysin toipuneet. Edelleen, mitään fytotoksisuutta ei indusoitu kukkakaalikasveille tämän koostumuksen suihkuttamisella. Erwinia-bakteerin infektion taso kukkakaalissa merkittiin muistiin seuraavan kaavan mukaisesti: 10 Hyvin vakava bakteeri-infektio/huomattavasti 5 pehmeämätäkudosta kukkakaalin varressa

Vakava bakteeri-infektio 4

Kohtalainen bakteeri-infektio 3 Vähäinen bakteeri-infektio 2 15 Pehmeämätäkudos kuivunut 1

Bakteeri-infektion puuttuminen/isäntäkudoksen 0 haavat kuivuneet ja kasvit toipuneet Tämän testin tuloksien yhteenveto on esitetty seuraavassa taulukossa IV: 20

Taulukko IV

Käsittely annos keskimääräinen taudin esiintymisaste suihku-tukeen jälkeen •25 3 päivää 10 päivää Käsittelemätön 0 55 kontrollit käsitelty 1,5 % liuos 1 0 koostumuksella 30 Esimerkki 6 *: Keksinnön mukainen koostumus, joka sisälsi 5 pro senttia paino/tilavuus aktiivista yhdistettä vedessä, kuten esimerkissä 5, valmistettiin liuottamalla 100 grammaa teknistä laatua olevaa yhdistettä 20 litraan vettä.

10 102449 Tätä 5 prosenttista koostumusta suihkutettiin sitten tavallisilla tuotantopelloilla kasvavien kukkakaalien lehdistöön valumispisteeseen saakka. Mitään fytotoksisuut-ta ei havaittu suihkutuksen seurauksena tällä 5 prosentti-5 sella liuoksella.

Esimerkki 7

Kaksi orkidealajia infektoitiin Pseudomonas sp.:llä. Nämä kaksi orkideaa olivat Dendroblum ja Onci-dium. Infektoitujen orkideakasvien lehdet suihkutettiin 10 valumispisteeseen saakka 1,5 prosenttisella koostumuksella aktiivista yhdistettä, joka oli valmistettu, kuten esimerkissä 5. Tarkastelut tehtiin 3. ja 7. päivänä suihkutuksen jälkeen. Mitään fytotoksisuutta ei havaittu tällä 1,5 prosenttisella liuoksella suihkutuksen seurauksena. Saadut 15 tulokset merkittiin muistiin seuraavan kaavan mukaisesti: Hyvin vakava bakteeri-infektio 5

Vakava bakteeri-infektio 4

Kohtalainen bakteeri-infektio 3 Vähäinen bakteeri-infektio 2 20 Hyvin vähäinen bakteeri-infektio 1

Ei bakteeri-infektiota 0 Tämän testin tulokset kummallekin orkidealajille olivat yhtenevät, ja niiden yhteenveto on esitetty seuraavassa taulukossa V. Tämä testi voi indikoida tarvetta testata ·· 25 suurempia annoksia Pseudomonas sp. :n vastustamiselle orki deoissa .

Taulukko V

Käsittely Annos Keskimääräinen taudin 30 esiintymisaste suihku- *: tuksen jälkeen 3 päivää 10 päivää Käsittelemätön 0 44 kontrolli 35 Käsitelty 1,5 % liuos 2 3 koostumuksella 11 102449

Esimerkki 8

Kukkakaalipelto, joka oli infektoitu sienellä Peronospora parasitica, suihkutettiin 1,5 prosenttisella koostumuksella, joka oli valmistettu, kuten esimerkissä 5.

5 Peronospora-sieni iskee lehtiin ja kukkakaalin päihin saaden aikaan vajonneita tummia täpliä (pienistä suurempiin kuin 2,5 cm), jotka tekevät maataloustuotteen sopimattomaksi ihmisen kulutukseen. Kolme päivää suihkutuksen jälkeen havaittiin infektoituneiden alueiden kuolleen. Mitään 10 fytotoksisuutta ei havaittu koostumuksen suihkutuksen seurauksena .

Kukkakaalin taudin esiintyminen merkittiin seuraa-van kaavan mukaisesti:

Vakava taudin esiintyminen 3 15 Kohtalainen taudin esiintyminen 2 Vähäinen taudin esiintyminen 1

Taudin esiintyminen estetty 0

Seuraavassa taulukossa VI esitetään yhteenveo tämän testin tuloksista: 20

Taulukko VI

Käsittely Annos Ennen suihku- 3 päivää tueta suihkutuk sen jälkeen 25 Käsittelemätön 03 3 »· kontrolli Käsitelty 1,5 % 3 0 koostumuksella liuos Esimerkki 9 30 l-hydroksimetyyli-3,5-dimetyylipyratsoliaslsältävä *: koostumus testattiin niiden sieni- ja bakteeritautien vas tustuksen suhteen, jotka häiritsevät kaalin siementen itämistä. Aspergillus sp.:n ja bakteerien tiedetään vaikuttavan siementen itämiseen ja elinvoimaan. Sama määrä sie-35 meniä liotettiin 10 minuuttia eri käsittelyissä. Siemenet suihkutettiin sitten suodatinpaperilla ja niiden itämistä 12 102449 tarkkailtiin. Lämpötila- ja vesiolosuhteet pidettiin vakioina kaikille käsittelyille tässä itämistestissä. Tämän testin tulokset merkittiin siementen itämisen ja taimien elinvoimaisuuden perusteella seuraavan kaavan mukaisesti: 5 Erinomainen itäminen/elinvoima 3

Hyvä itäminen/elinvoima 2

Huono itäminen/elinvoima 1

Ei itämistä 0

Tulee huomata, että taimien elinvoimaisuus käslte-10 tään käsittelyn fytotoksisuuden indeksinä, ja tältä pohjalta mitään fytotoksisuutta ei havaittu. Seuraavassa taulukossa VII esitetään yhteenveto tämän testin tuloksista:

Taulukko VII

15 Käsittely Annos Liotus- Itämis- Versominen aika taso kylvön jälkeen päivä Käsittele- - 0 1 5 mätön siemen 20

Kuuma vesi, - 10 min 3 2

55 eC

Käsittely 0,5 % 10 min 3 5 koostumuk- liuos ·· 25 sella

Claims (7)

102449

1. Menetelmä mikro-organismien vastustamiseksi kasveissa, tunnettu siitä, että mainittu kasvi tai 5 sen siemen käsitellään riittävällä määrällä kaavan I mukaista yhdistettä tai mainitun yhdisteen hydrokloridisuo-laa inhiboimaan vähintään yhden mikro-organismin kasvua tai lisääntymistä mainitussa kasvissa tai siemenessä, »1 / ti - 15 jossa kaavan I mukaisessa yhdisteessä R ja R' valitaan toisistaan riippumatta vedystä ja 1-4 hiiliatomisesta al-kyylistä ja R" on osa, joka valitaan joukosta, jonka muodostavat (a) vety, (b) halogeeniatomi, joka valitaan jou- 20 kosta, jonka muodostavat F, Cl, Br ja I, ja (c) nitroryh-mä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu riittävä määrä on alueella noin 2 500 - noin 30 000 ppm koostumuksesta, jol- 25 la kasvi tai sen siemen käsitellään.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu yhdiste on 3,5-di-metyyli-1-hydroksimetyylipyratsoli.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että mainittu yhdiste on 3,5-di- *· metyyli-l-hydroksimetyylipyratsoli hydrokloridi.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu mikro-organismi valitaan joukosta, jonka muodostavat bakteerit ja sienet.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu mikro-organismi 102449 valitaan joukosta, jonka muodostavat bakteerit Erwinia caratovora, agrobakteerit, korynebakteerit, Xanthomonas sp., Pseudomonas sp., Eschericia coli. Staphylococcus aureus ja Pseudomonas aeruginosa, ja sienet joukosta, jonka 5 muodostavat Pythium uitimum, Helminthosporium sativum, Rhizoctonia solani, Monilia fruticola, Fusarium oxysporum, Peronospora parasitica ja Altenaria solani.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kasvi tai siemen valitaan 10 joukosta, johon kuuluvat koristekasvit, hedelmäkasvit, vihanneskasvit, viljakasvit ja niiden siemenet. « 1 φ 102449