FR2808969A1 - Cationic lignosulfonates useful as plant growth stimulants, comprises chelating and auxin-protecting action - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un produit activateur de croissance et développement des végétaux issus de lignosulfonates cationiques. The present invention relates to an activator product for the growth and development of plants derived from cationic lignosulfonates.
Les lignosulfonates sont des sous-produits de l'industrie de la papeterie. L'action des lignosulfonates pour favoriser la croissance des plantes est connue. Lignosulfonates are by-products of the paper industry. The action of lignosulfonates to promote plant growth is known.
Le brevet US 3 71 2803 décrit une composition à cet effet comportant mélange de farine de poisson avec un sel d'acide lignosulfonique, par exemple du sel de calcium, mélange étant soumis à une hydrolyse acide qui aurait pour effet de solubiliser au moins deux tiers des protéines et étant traité en milieu oxydant entre 20 et 80 C pendant durée de 2 heures à 6 jours. No. 3,721,2803 discloses a composition for this purpose comprising a mixture of fish meal with a salt of lignosulfonic acid, for example calcium salt, the mixture being subjected to an acid hydrolysis which would have the effect of solubilizing at least two thirds proteins and being treated in an oxidizing medium between 20 and 80 C for a period of 2 hours to 6 days.
Les végétaux sont traités par pulvérisation ou poudrage. The plants are treated by spraying or dusting.
Le brevet FR 2 422 331 décrit une composition de régulation de la croissance plantes qui peut comporter des lignosulfonates en tant qu'agents dispersants . Patent FR 2 422 331 describes a plant growth regulating composition which may comprise lignosulphonates as dispersing agents.
Les documents de l'art antérieur se bornent à l'énoncé d'une constatation, celle l'effet bénéfique sur la croissance des plantes des lignosulfonates sans cependant être en mesure expliquer le mécanisme et d'isoler les composés actifs à cet effet. The documents of the prior art are limited to the statement of a finding, that the beneficial effect on the growth of lignosulfonate plants without however being able to explain the mechanism and to isolate the active compounds for this purpose.
La présente invention va plus loin que les simples constatations non expliquées ou argumentées de l'art antérieur en ce qu'à travers l'étude de l'action des lignosulfonates sur les plantes, il a été possible de déterminer les caractéristiques du principe actif dans le développement et la croissance de la plante permettant ainsi de parvenir aux caractéristiques de l'activateur de croissance et de développement des végétaux selon l'invention et à la caractérisation d'un procédé d'obtention dudit activeur à partir des lignosulfonates. The present invention goes further than the simple unexplained or arguable findings of the prior art in that through the study of the action of lignosulfonates on plants, it has been possible to determine the characteristics of the active principle in the development and growth of the plant thus making it possible to achieve the characteristics of the plant growth and development activator according to the invention and to characterize a process for obtaining said activator from lignosulphonates.
À cet effet, l'activateur de croissance et de développement des végétaux issus des lignosulfonates cationiques selon l'invention, se caractérise essentiellement en ce qu'il comporte une fonction protectrice de l'auxine de la plante, indépendante du cation d'accompagnement, cette auxine étant l'hormone capable de favoriser la rhizogenèse et la croissance radiale des tiges, ainsi que la floraison et la fructification. For this purpose, the plant growth and development activator derived from the cationic lignosulfonates according to the invention is essentially characterized in that it comprises a protective function of the auxin of the plant, independent of the accompanying cation, this auxin being the hormone capable of promoting rhizogenesis and radial growth of the stems, as well as flowering and fruiting.
Suivant une autre caractéristique, l'activateur selon l'invention se définit par la possession d'une fonction chélatante et d'une fonction protectrice d'auxine. According to another characteristic, the activator according to the invention is defined by the possession of a chelating function and a auxin protective function.
Suivant une autre caractéristique de l'invention la masse moléculaire de l'activeur de croissance est inférieure à 3000, de préférence la masse moléculaire est comprise entre Suivant encore une autre caractéristique, l'activateur de croissance selon l'invention a une structure du type
Le procédé d'obtention de l'activateur de croissance selon l'invention à partir lignosulfonates se caractérise en ce qu'il est fait usage d'un fractionnement au méthanol pour obtenir une fraction soluble dans le méthanol comportant 75 % de matière sèche 77,5 du fer originaire composée de molécules de masse moléculaire les plus faibles 1500, contenant le ou les agents protecteurs des auxines et le ou les chélates que, cette fraction soluble au méthanol est soumise à une dialyse sur une membrane possédant MWCO de 1000, l'eau de dialyse comportant 93 % de matière sèche et 95 % du fer et contenant les molécules à faible masse moléculaire, que cette eau de dialyse est elle- même fractionnée par une dialyse sur une membrane MWCO 500, l'eau de dialyse obtenue contenant 91 % de la matière sèche et 98 % du fer ; et que l'eau de dialyse obtenue est filtrée sur un gel de SEPHADEX (marque déposée), ou tout type de tamis moléculaire. According to another characteristic of the invention, the molecular weight of the growth promoter is less than 3,000, preferably the molecular weight is still a further characteristic, the growth promoter according to the invention has a structure of the type
The process for obtaining the growth promoter according to the invention from lignosulphonates is characterized in that a fractionation with methanol is used to obtain a fraction soluble in methanol comprising 75% of dry matter 77, Of the original iron composed of molecules of the lowest molecular weight 1500, containing the auxin protective agent (s) and the chelate (s), which this methanol-soluble fraction is dialyzed on a membrane having MWCO of 1000, dialysis water containing 93% of dry matter and 95% of iron and containing the low molecular weight molecules, this dialysis water is itself fractionated by dialysis on a membrane MWCO 500, the dialysis water obtained containing % of dry matter and 98% of iron; and that the dialysis water obtained is filtered on a gel of SEPHADEX (registered trademark), or any type of molecular sieve.
Suivant encore une autre caractéristique, le procédé d'extraction fait usage d'un fractionnement en utilisant des membranes d'ultrafiltration de seuil de coupure adéquat à savoir une membrane d'ultrafiltration de seuil de coupure de 1000 et que l'on récupérera l'activateur croissance dans le perméat obtenu par cette opération. According to yet another characteristic, the extraction process makes use of a fractionation using ultrafiltration membranes of adequate cut-off threshold, namely a cut-off ultrafiltration membrane of 1000 and which will be recovered. activator growth in the permeate obtained by this operation.
Des essais d'application des lignosulfonates sur la croissance et le développement des plantes été conduits à partir de lignosulfonates de fer (LSFe) et des lignosulfonates de calcium (LSCa) le matériel végétal étant constitué par des dicotylédones monocotylédones telles que Tomates Poivrons, Haricots, Maïs. Lignosulfonate application tests on the growth and development of plants were conducted using iron lignosulphonates (LSFe) and calcium lignosulfonates (LSCa), the plant material consisting of monocotyledonous dicotyledons such as Tomatoes Peppers, Beans, But.
Selon cas il y a eu apport de lignosulfonates de fer (35 mg .L"1) quantité calculée afin d'obtenir une concentration finale de fer de 50 N M ou de lignosulfonates de calcium à raison de 35 mg L-1. Les courbes de croissance tableau I représentent des cultures hydroponiques de poivrons en présence de LSCa, et sans apport de LSCa.
On observe une croissance supérieure pour les plants cultivés en présence de LSCa. On observe de même un chevelu racinaire beaucoup plus développé. Depending on the case, iron lignosulfonate (35 mg .L "1) was added in order to obtain a final concentration of 50 NM iron or calcium lignosulfonates at a concentration of 35 mg L-1. Growth Table I represent hydroponic cultures of peppers in the presence of LSCa, and without intake of LSCa.
Higher growth is observed for plants grown in the presence of LSCa. We also observe a much more developed root hair.
Le tableau 2 illustre différents paramètres comparatifs établis sur des cultures hydroponiques de maïs en présence de DE LSCa ou en l'absence de LSCa.
Table 2 illustrates different comparative parameters established on hydroponic corn crops in the presence of DE LSCa or in the absence of LSCa.
LSCa <SEP> + <SEP> LSCa <SEP> Augmentation <SEP> du
<tb> paramètre <SEP> mesuré
<tb> Poids <SEP> total <SEP> des <SEP> 28g <SEP> 5,26g <SEP> <B>+23%</B>
<tb> plantes <SEP> +/-0,25 <SEP> +I-0,37
<tb> Poids <SEP> des <SEP> racines <SEP> 1,65g <SEP> 1,98g <SEP> +20%
<tb> +/-0,1 <SEP> +/-0,14
<tb> Poids <SEP> de <SEP> la <SEP> partie <SEP> 2,63 <SEP> ! <SEP> 3,27g <SEP> +24,3%
<tb> aérienne <SEP> +/-0,21 <SEP> +/-0,3
<tb> Diamètre <SEP> de <SEP> tige <SEP> 31 <SEP> mm <SEP> 5,38mm <SEP> <B>+27%</B>
<tb> +/-0,34 <SEP> <B>+/-0,33</B>
<tb> Diamètre <SEP> de <SEP> la <SEP> 1,18mm <SEP> 1,5mm <SEP> +24,8
<tb> racine <SEP> principal <SEP> +I-0,18 <SEP> <B>+/-0,1</B> Le poids total des plantes est accru de 23 %. LSCa <SEP> + <SEP> LSCa <SEP> Increase <SEP> of
<tb> measured <SEP> parameter
<tb> Weight <SEP> total <SEP> of <SEP> 28g <SEP> 5.26g <SEP><B> +23% </ B>
<tb> plants <SEP> +/- 0.25 <SEP> + I-0.37
<tb> Weight <SEP> of <SEP> roots <SEP> 1,65g <SEP> 1,98g <SEP> + 20%
<tb> +/- 0.1 <SEP> +/- 0.14
<tb> Weight <SEP> of <SEP> the <SEP> part <SEP> 2,63 <SEP>! <SEP> 3.27g <SEP> + 24.3%
<tb> aerial <SEP> +/- 0.21 <SEP> +/- 0.3
<tb> Diameter <SEP> of <SEP> stem <SEP> 31 <SEP> mm <SEP> 5.38mm <SEP><B> + 27% </ B>
<tb> +/- 0.34 <SEP><B> +/- 0.33 </ B>
<tb> Diameter <SEP> of <SEP> the <SEP> 1,18mm <SEP> 1,5mm <SEP> +24,8
<tb> root <SEP> main <SEP> + I-0,18 <SEP><B> +/- 0.1 </ B> The total weight of the plants is increased by 23%.
Le tableau 3 est un tableau comparatif du poids de matière sèche des plants de maïs avec ou sans apport de LSCa.
Table 3 is a comparative table of dry matter weight of maize plants with or without LSCa.
-LSCa <SEP> +LSCa
<tb> Poids <SEP> total <SEP> des <SEP> <B>319,93 <SEP> 370,13</B>
<tb> plantes <SEP> +/-15 <SEP> +/-29
<tb> Poids <SEP> des <SEP> <B>105,91 <SEP> 112,78</B>
<tb> racines <SEP> +I-2,8 <SEP> +/-8
<tb> Poids <SEP> de <SEP> la <SEP> <B>2</B>1<B>4,02 <SEP> 257,35</B>
<tb> partie <SEP> aérienne <SEP> +/-13 <SEP> +/-21 Le tableau 4 est un tableau comparatif de représentation du poids de matière sèche des parties aériennes et racinaires du plan de maïs.
-LSCa <SEP> + LSCa
<tb> Weight <SEP> total <SEP> of <SEP><B> 319.93 <SEP> 370.13 </ B>
<tb> plants <SEP> +/- 15 <SEP> +/- 29
<tb> Weight <SEP> of <SEP><B> 105.91 <SEP> 112.78 </ B>
<tb> roots <SEP> + I-2,8 <SEP> +/- 8
<tb> Weight <SEP> of <SEP><SEP><B> 2 </ B> 1 <B> 4.02 <SEP> 257.35 </ B>
<tb> part <SEP> aerial <SEP> +/- 13 <SEP> +/- 21 Table 4 is a comparative table showing the dry matter weight of the aerial and root parts of the maize plan.
-LSCa <SEP> +LSCa
<tb> Racines <SEP> <B>33,15% <SEP> 30,48%</B>
<tb> +/-1,25 <SEP> +/-066
<tb> Partie <SEP> aérienne <SEP> 66,84% <SEP> 69,53%
<tb> +I-1,25 <SEP> +/-065 Le poids total des plants est supérieur de 15,7 % en présence de LSCa et ce, de façon significative. Il en est de même pour le poids de matière sèche de la partie aérienne. ce qui concerne la masse sèche des racines, elle est plus importante chez plans cultivés en présence de LSCa, mais cette différence n'est pas significative. -LSCa <SEP> + LSCa
<tb> Roots <SEP><B> 33.15% <SEP> 30.48% </ B>
<tb> +/- 1.25 <SEP> +/- 066
<tb> Part <SEP> aerial <SEP> 66,84% <SEP> 69,53%
<tb> + I-1.25 <SEP> +/- 065 The total weight of the plants is 15.7% higher in the presence of LSCa, and significantly. It is the same for the weight of dry matter of the aerial part. as regards the dry mass of the roots, it is more important in shots grown in the presence of LSCa, but this difference is not significant.
proportion des racines et des parties aériennes par rapport à la masse sèche la plante varie ici significativement. Chez les plantes non traitées, les racines représentent 33,15 % alors que chez les plantes traitées la masse sèche des racines ne représente 30,5 %.Ces résultats ne sont pas contradictoires avec les résultats précédemment exposés sur la matière fraîche. En effet, les plantes traitées par LSCa possèdent un chevelu racinaire plus important. La particularité de ce système racinaire est d'être constitué de nombreuses racines jeunes, non subérifiées, dont les cellules en cours de multiplication contiennent une forte proportion d'eau. C'est cette variation dans la différenciation des tissus peut expliquer les résultats obtenus sur les pesées de matière fraîche et de matière sèche. proportion of roots and aerial parts relative to the dry mass the plant varies here significantly. In untreated plants, the roots represent 33.15% whereas in the treated plants the dry mass of the roots does not represent 30.5%. These results are not contradictory with the results previously exposed on the fresh material. Indeed, plants treated with LSCa have a larger root hair. The peculiarity of this root system is to be composed of many young, non-serrated roots, whose cells being multiplied contain a high proportion of water. It is this variation in tissue differentiation that can explain the results obtained on the weighings of fresh matter and dry matter.
résultats significatifs ont également été relevés dans le cas culture de maïs en plein champ avec obtention d'épis plus longs, plus lourds et dont le taux d'avortement de la partie apicale est plus faible, notamment le poids total de l'épi et poids des grains sont plus importants avec l'apport de LSCa. Significant results were also observed in the case of open-field maize cultivation with longer, heavier ears with a lower apical abortion rate, including total weight of the ear and weight. grains are larger with the addition of LSCa.
Les exemples mentionnés ne sont pas limitatifs. L'invention applicable sur tous types de végétaux et notamment en sylviculture, arboriculture, pour vigne ou pour les noyers. The examples mentioned are not limiting. The invention is applicable to all types of plants and in particular in silviculture, arboriculture, for vines or for walnuts.
est démontrée que les lignosulfonates, quelle que soit la nature matière du métal chélaté, favorisent la croissance des végétaux et leur fructification. It has been shown that lignosulphonates, whatever the nature of the chelated metal, promote plant growth and fruiting.
caractéristiques au niveau des effets observés montrent une action des lignosulfonates sur la régulation des auxines qui sont les hormones intervenant au niveau de la rhizogenèse, de la croissance des tiges, de la floraison et de la fructification. characteristics at the level of observed effects show an action of lignosulphonates on the regulation of auxins, which are the hormones involved in rhizogenesis, stem growth, flowering and fruiting.
Cette action des composés phénolitiques des lignosulfonates se porte sur l'AIA (acide indole.3-acétique) de la cellule en retardant leur dégradation par la peroxydase, les lignosulfonates et leurs composés phénoliques agissant comme protecteur l'AIA endogène contre la dégradation par l'AIA-oxydase en étant oxydé préférentiellement par cette enzyme. This action of the phenolitic compounds of the lignosulfonates is carried on the AIA (indole-3-acetic acid) of the cell by delaying their degradation by peroxidase, the lignosulfonates and their phenolic compounds acting as protector of the endogenous AIA against degradation by AIA oxidase being preferentially oxidized by this enzyme.
Les protecteurs sont des donneurs d'électrons facilement oxydés par la peroxydase. L'activateur de croissance et de développement selon l'invention se définit comme comportant une fonction protectrice de l'auxine indépendante du cation d'accompagnement. En fait, l'activateur de croissance selon l'invention, a à la fois une fonction chélatante et une fonction protectrice de l'auxine. Protectors are electron donors easily oxidized by peroxidase. The growth and development activator according to the invention is defined as comprising a protective function of auxin independent of the accompanying cation. In fact, the growth promoter according to the invention has both a chelating function and a protective function of auxin.
L'activateur de croissance en agissant comme protecteur d'auxine et stimulant ainsi la formation d'un chevelu racinaire dense, favorise un autre processus physiologique, la floraison. The growth activator acting as auxin protector and thus stimulating the formation of a dense root hair, promotes another physiological process, flowering.
La floraison est dépendante de la présence d'hormones végétales, les cytokinines, synthétisées dans les apex (extrémités) des racines. L'activateur de croissance en augmentant le nombre des racines secondaires entraîne une augmentation du nombre d'apex qui confère à la plante un potentiel de synthèse des cytokinines supérieur. Flowering is dependent on the presence of plant hormones, cytokinins, synthesized in the apex (extremities) of the roots. The growth promoter by increasing the number of secondary roots leads to an increase in the number of apices which gives the plant a higher cytokinin synthesis potential.
L'activateur de croissance favorise indirectement la synthèse de cytokinines primordiale pour l'initiation des bourgeons floraux. The growth promoter indirectly promotes the synthesis of cytokinins essential for the initiation of flower buds.
L'activateur de croissance favorise également l'étape suivante de différenciation des bourgeons floraux nécessitant de fortes teneurs en AIA. The growth promoter also promotes the next step of flower bud differentiation requiring high levels of AIA.
L'invention s'est attachée à isoler l'activateur de croissance selon l'invention ' partir des lignosulfonates pour arriver à une définition d'un composé de masse moléculaire inférieur à<B>1000</B> et de structure du type
Cet isolement a été effectué en laboratoire par fractionnement au méthanol pour obtenir - Une fraction méthanol soluble qui représente 75 % de la matière sèche 77,5 % du fer (dans le cas de LS Fe) . The invention has sought to isolate the growth promoter according to the invention from lignosulphonates to arrive at a definition of a compound having a molecular mass below <B> 1000 </ B> and of a structure of the type
This isolation was performed in the laboratory by fractionation with methanol to obtain a soluble methanol fraction which represents 75% of the dry matter 77.5% of iron (in the case of LS Fe).
- C'est cette fraction qui est responsable de l'intégralité des effets de protection des lignosulfonates sur la dégradation de l'AIA-OXYDASE. - It is this fraction which is responsible for all the protective effects of lignosulfonates on the degradation of AIA-OXIDASE.
- Une fraction méthanol insoluble qui représente 25% des lignosulfonates bruts et 22,5% du fer total. An insoluble methanol fraction which represents 25% of the crude lignosulfonates and 22.5% of the total iron.
- Cette fraction n'a aucun effet sur la dégradation de l'AIA. - This fraction has no effect on the degradation of AIA.
La fraction méthanol soluble contient à la fois les agents protecteurs de l'auxine et le ou chélates de fer. The soluble methanol fraction contains both the auxin protecting agents and the iron chelates.
La fraction méthanol insoluble n'a pas d'effet protecteur des auxines et ne contient pas le ou les chélates. The insoluble methanol fraction has no auxin protective effect and does not contain the chelate (s).
Par une filtration sur gel, par exemple gel de SEPHADEX ou tout autre tamis moléculaire on obtient un groupe de masse moléculaire inférieure ou égale à 1500 qui contient la majorité du fer. By gel filtration, for example SEPHADEX gel or any other molecular sieve, a molecular weight group of less than or equal to 1500 which contains most of the iron is obtained.
Une dialyse de cette fraction méthanol soluble, par exemple sur une membrane dont le seuil de coupure (MWCO) est de 1000 permet d'obtenir une eau de dialyse comportant 93 % de matière sèche et 95 % du fer et contenant les molécules de faible masse. Cette eau de dialyse est à nouveau dialysée sur une membrane de seuil de coupure 500, l'eau de dialyse obtenue contenant 91 de la matière sèche et 98 % du fer. Dialysis of this soluble methanol fraction, for example on a membrane whose cut-off point (MWCO) is 1000, makes it possible to obtain a dialysis water comprising 93% of dry matter and 95% of iron and containing the molecules of low mass. . This dialysis water is again dialyzed on a cut-off membrane 500, the dialysis water obtained containing 91 dry matter and 98% iron.
La filtration ultime sur gel de séphadex g 10 - (MWCO 500) de l'eau de dialyse permet de purifier un composé de poids moléculaire proche de 400 et qui possède à la fois les propriétés d'agent chélatant et de protecteur d'auxine. The ultimate filtration of Sephadex gel 10 - (MWCO 500) dialysis water allows purification of a compound of molecular weight close to 400 and which has both the properties of chelating agent and auxin protector.
A cette méthode d'obtention peut être substituée toute autre méthode connue telle que la technique de filtration, filtration tangentielle sur membrane, électrofiltration, dialyse, osmose inverse ou l'utilisation de tamis moléculaire ou tout autre procédé destiné à séparer des molécules en fonction de leur masse moléculaire. To this method of production can be substituted any other known method such as the filtration technique, tangential membrane filtration, electrofiltration, dialysis, reverse osmosis or the use of molecular sieve or any other method for separating molecules according to their molecular mass.
Le composé protecteur des lignosulfonates peut selon la technique choisie avoir une masse moléculaire comprise en 3000 et 400.The lignosulfonate protecting compound may, according to the chosen technique, have a molecular mass of between 3000 and 400.
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FR2808969B1 (en) | 2002-12-20 |
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