HU181241B - Preparation increasing the cold enduring of domesticated plants and method for using the preparation - Google Patents

Description

A találmány kultúrnövények hidegtűrő képességét fokozó olyan készítmény, amely 0,01-70 súly% (I.) általános képletű vegyületet, vagy savaddíciós sóját, vagy több vegyület keverékét, 30-95 súly% folyékony és/vagy szilárd hígító anyago(ka)t és 5 0,1-15 súly% felületaktív és/vagy adalék anyago(ka)t tartalmaz. Ugyancsak a találmány tárgykörébe tartozik a készítmények alkalmazására szolgáló eljárás is.

Az (I.) általános képletben n lehet 2-5 közötti 10 egész szám, míg R, és R₂ lehet egyező vagy eitérő és jelenthet hidrogénatomot vagy 1-5 szénatomos alkil gyököt, R₃ pedig jelenthet szabad elektronpárt vagy 1-5 szénatomos alkil gyököt.

Közismert az a tény, hogy a növények változatos földrajzi eloszlásában az éghajlati viszonyoknak és legfőképpen a környezet hőmérsékletének döntő szerepe van. Ez a hőmérséklet okozta szelekció különösen jelentős a táplálkozás szempontjából 20 nélkülözhetetlen gabonafélék, zöldségfélék és gyümölcsök esetében. A kontinentális éghajlatú országokban, így például hazánkban is, minden egyes haszonnövény esetében mind a hidegtűrés, mind a fagytűrés maximumát pontosan ismernie kell azok- 25 nak a szakembereknek, akik termesztéssel vagy nemesítéssel foglalkoznak. Természetesen ezen ismeretek birtokában sem kerülhető el ma még, hogy évente jelentős értéket képviselő termés fagykárt szenvedjen. ³⁰

Az elkerülhetetlennek tűnő kockázat csökkentésére háromféle mód lehetséges. A legősibb védekezési mód a füstölés alkalmazása illetve ennek fejlettebb változata a ködgyertyák használata, melyek segítségével a veszélyeztetett növényzet közvetlen környezetében a füst illetve a köd révén fagypont feletti levegő hőmérsékletet kívánnak biztosítani, s egyben meg kívánják akadályozni a hideg-levegő odaáramlását.

Ez a módszer technikailag nehézkes, nem minden kultúránál (pl. virágzó gyümölcsfák) alkalmazható, s mindaddig amíg a fagyveszély, a lehűlés fennáll, gondoskodni kell folyamatosan a füst illetve köd fenntartásáról, ami különösen akkor nehezen kivitelezhető, ha a lehűlést erős légmozgás (szél) kíséri.

A másik - az előzőnél sokkal jelentősebb védekezési lehetőség új, ellenálló, hidegtűrő és egyben nagy hozamú fajok, fajták előállítása. Ez az út azonban egyrészt hosszadalmas, másrészt nem minden növénynél alkalmazható, mert a nemesítő munka során az egyes tulajdonságok sok esetben csak a másikak kárára javíthatók. Ezen túlmenően vannak olyan kultúrnövények, melyeknek fagyérzékenysége oly mérvű, hogy ellenálló egyedek kinemesítése kilátástalannak tűnik.

A növények és növény részek fagyás következtében bekövetkező károsodásának tanulmányozása, a folyamat biokémiai mechanizmusának kutatása [Ilker, R., Warring, A. J., Lyons, J. M.,

181251

-1181241

Breidenbach, R. W.: The cytotogical responses of tomatoseedling cotyledons to chilling and the influence of membráné modofications upon these responses. Protoplasma 90, 90—96 (1976)] alapozta meg a védekezés harmadik lehetőségének, a vegy- ⁵ szeres kezelésnek vizsgálatát.

A kutatások eredményeként ma már általánosan elfogadott az a nézet, hogy a növényi sejt illetve sejtpartikulumok membránjai, a membránok alkotó részei közül is elsősorban a lipideknek központi sze- ¹⁰ repe van a fagytűrő képesség kialakításában. Ez leegyszerűsítve a lipidek fázisváltozási hőmérsékletével hozható összefüggésbe. E kritikus hőmérsékletnél (lipidkeverékek esetében hőmérséklettartománynál) alacsonyabb hőmérsékleten a membránlipidek a fi- 15 ziológiás folyadék-kristályos állapotból az ún. szilárd-gél állapotba mennek át. Ebben a szilárd-gél állapotban a membránok összes funkciója (pl. a membránokhoz kötött enzimek aktív állapota, a membránok szemipermeábilitása, a transzport-fo- 20 lyamat lejátszódása stb.) irreverzibilis károsodást szenved. Ezen túlmenően a 0 °C alatti hőmérsékleten egy másik fontos tényező, a víz- jég fázisváltozás is károsít. A víz a szövetekben először a sejtek közötti térben fagy meg, amely az esetek több- 25 ségében még nem okozza a növény pusztulását. Ez csak akkor következik be, ha a fagyás a sejten belül is fellép. Ebben az állapotban ugyanis a fehérjék és más makromolekulák azt a kötött vizet is elvesztik, amely nélkülözhetetlen a natív konformá- 30 ciójuk fenntartásához. E mellett a térfogatnövekedéssel járó fázisváltozás még mechanikai károsodást is okoz, amely önmagában is a növény pusztulásához vezet.

A károsodás mechanizmusának tisztázásából 35 következik, hogy a növény túlélése szempontjából döntő fontosságú a sejten belüli fagyás késleltetése, ill. megakadályozása.

A sejten belüli fagyás késleltetése elvileg többféle módon lehetséges. így a lassú lehűlési sebesség (pon- 40 tosabban olyan körülmények, amelyek lassítják a lehűlés sebességét), az esetleges túlhűlés (amelyben a vízoldékony krioprotektív anyagoknak lehet szerepe), a sejtnedv moláris koncentrációjának megnövelése illetve alacsony hőmérsékleten megnövelt 45 vízáteresztő képességű sejtmembránstruktúra kialakítása.

E felsorolt tényezők majdnem mindegyike valószínű kémiai úton, vegyszeres kezeléssel befolyásolható, s ez lehet a védekezés harmadik módja. 50

A növények hidegtűrő képességének vizsgálatára irányuló kutatásaink során arra a megállapításra jutottunk, hogy a membránlipidek fázis változási hőmérsékletét, permeábilitásukat és működésüket alapvetően három tényező határozza meg: 55 — egyrészt a lipidekben a glicerint észterező zsírsavak lánchossza és telítettsége, — másrészt olyan krioprotektív anyagok megjelenése alacsony hőmérsékleten, amelyek befolyásolják a membránok fluiditását és vízáteresztő ké- ¢0 pességét, — harmadrészt az egyes lipidféleségek minősége, a különböző „fejcsoportú” lipidek aránya a membránstruktúrákban, s ezek kölcsönhatása a más sejt-alkotókkal. 65

Kutatásainkból azt a következtetést vontuk le, hogy a hidegtűrő képesség kialakulásában a membránlipidek aktuális fizikai-kémiai állapota döntő fontosságú, s hogy ha a hidegtűrő képességet fokozni kívánjuk vegyszeres kezeléssel, akkor ennek a lipidösszetétel megváltoztatására kell irányulnia.

A vegyszeres kezelés egyik lehetséges módja lenne kész lipidmolekulák bevitele a növénybe, amely azonban oldhatósági és permeábilitási okok miatt nehézségekbe ütközik. Másik lehetséges módja lenne, ha a kezelésre olyan regulatorokat használnánk, amelyek a lipidháztartást a kívánalmaknak megfelelően módosítják. Ezek az anyagok viszont igen drágák, csak laboratóriumi méretekben kísérleteztek velük, s a nagyüzemi növénytermesztés számára nem hozzáférhetők.

Kutatásaink során azt a célt tűztük magunk elé, hogy olyan készítményeket fejlesszünk ki, amelyeknek alkalmazásával a hideg érzékeny kultúrnövények (zöldségnövények, gyümölcsfák, dísznövények, virágnövények stb.) károsodását az adott növényre kritikus, időjárás következtében beálló hőmérséklet csökkenés esetén kiküszöböljük, a kultúrnövények megóvását lehetővé tegyük, a termesztés biztonságát növeljük.

Ugyancsak célja volt a kutatásainknak a készítmény alkalmazási eljárásainak kidolgozása, melyekkel az egyes kultúrnövények hidegtűrő képessége a legeredményesebben fokozható.

A találmány kidolgozására irányuló kutatásaink eredményeként megállapítottuk, hogy ha a növényeket az általunk kidolgozott összetételű készítménnyel kezeljük, a kezelés jelentősen megjavítja azok hidegtűrő képességét.

A találmány szerinti készítmény 0,01—70 súly% (I.) általános képletü vegyületet - amely képletben n lehet 2—5 közötti egész szám, Rj és R₂ lehet egyező vagy eltérő és jelenthet hidrogénatomot vagy 1-5 szénatomos alkil gyököt, R₃ pedig jelenthet szabad elektronpárt vagy 1—5 szénatomos alkil gyököt - vagy savaddíciós sóját, vagy több (I.) általános képletü vegyület keverékét, 30—95 súly% folyékony és/vagy szilárd hígító anyago(ka)t és 0,1-15 súly% felületaktív és/vagy adalék anyago(ka)t tartalmaz.

Kutatásaink azt bizonyították, hogy az (I.) általános képletü vegyületek közül előnyösen a 2-hidroxi-etil-amint és/vagy a trimetil-0-hidroxi-etil-ammónium-kloridot tartalmazó készítményekkel történő kezelés biztosít védelmet a hőmérséklet csökkenés károsító hatásával szemben.

Azt találtuk kutatásaink során, hogy kezelési eljárás akkor a legkedvezőbb, ha a készítmény 0,001-5,000 súly %-os vizes hígítású oldatával permetezzük be a megvédeni kívánt kultúrnövényt. Egyes esetekben a kezelési eljárás lehet a magvak vagy a csíranövény bemártása, illetve áztatása is a készítmény hígított oldatában.

Kísérleteink bebizonyították, hogy a találmány szerinti készítménnyel végzett kezelés hatására jelentősen csökken a membránlipidek fázisváltozási hőmérséklete, s ezzel párhuzamosan az alacsony hőmérsékletnek kitett növények túlélési aránya

-2181241

- tehát hidegtűrő képessége - nagymértékben megjavul.

A találmány szerinti készítményeket, a velük végzett kezeléseket és azok hatását a hidegtűrő képesség javítására, az itt következő példákon mu- 5 tatjuk be, melyekre nem korlátozódik a szabadalmi igény.

1. példa ¹⁰

Keverővei ellátott 250 ml-es gömblombikba szobahőmérsékleten bemérünk 5og szilárd trimetίΐ-β-hidroxi-etil-ammóniumkloridot (kolin-kloridot), majd hozzáadunk először 5 g zsírsav-polihidroxi- 15 -étert, utána 1 g polietilén-glikol-zsírsav-észtert és 3 g polietilén-glikolt, s végül 42 ml desztillált vizet. Megindítjuk a keverőt, s a kevertetést addig folytatjuk, míg a bemért szilárd anyagok feloldódnak.

A kapott folyékony készítmény 50 súly % (I.) 20 általános képletű vegyületet tartalmaz.

2. példa

Keverővei ellátott 250 ml-es gömblombikba szobahőmérsékleten bemérünk 10 g trimetil-0-hidroxi-etil-ammónium-kloridot, hozzáadunk 10 g etilén-glikolt, 3 g zsírsav-polihidroxi-étert és 1 g polietilén-glikol-zsírsav-észtert, s az egészet desztillált vízzel 30 100 ml-re egészítjük ki. Beindítjuk a keverőt, s a kevertetést addig folytatj uk, míg az anyagok feloldódnak. A kapott folyékony készítmény 10 súly % (I.) általános képletű vegyületet tartalmaz.

3. példa

Keverővei ellátott 250 ml-es gömblombikba bemérünk 30 g trimetil-0-hidroxi-etil-ammónium-klo- 40 ridot és 20 g 2-hidroxi-etil-amint (etanol-amint), majd hozzáadunk 5 g zsírsav-polihidroxi-étert és 1 g polietilén-glikol-zsírsav-észtert, valamint 3 g polietilén-glikolt. Az egészet desztillált vízzel 100 ml-re töltjük fel és beindítjuk a keverőt. 45

A keverést mindaddig folytatjuk, míg a szilárd anyagok feloldódnak.

A kapott folyékony készítmény a két (I.) általános képletű vegyület keverékét 50 súly % koncent- 50 rációban tartalmazza.

4. példa

Keverővei ellátott 250 ml-es gömblombikba bemérünk 30 g trimetil-0-hidroxi-etil-ammónium-kloridot és 30 g 2-hidroxi-etil-amint, hozzáadunk 5 g zsírsav-polihidroxi-étert és 1 g polietilén-glikol-zsírsav-észtert, valamint 3 g polietilén-glikolt, majd desz- 60 tillált vízzel 100 ml-re egészítjük ki, majd beindítjuk a keverést, s fél óráig kevertetjük.

A kapott folyékony készítmény a két (I.) általános képletű vegyület keverékét 60 súly % koncentrációban tartalmazza. 65

5. példa

Keverővei ellátott 250 ml-es gömblombikba bemérünk 15 g trimetil-^-hidroxi-etil-ammónium-kloridot és 45 g 2-hidroxi-etilamint, hozzáadunk 5 g zsírsav-polihidroxi-étert és 1 g polietilén-glikol-zsírsavésztert, valamint 3 g polietilén-glikolt, majd desztillált vízzel 100 ml-re egészítjük ló. Beindítjuk a keverőt és fél óráig kevertetjük.

A kapott folyékony készítmény a két (I.) általános képletű vegyület keverékét 60 súly% koncentrációban tartalmazza.

6. példa

Keverővei ellátott 250 ml-es gömblombikba bemérünk 0,1 g trimetil-/3-hidroxi-etil-ammónium-kloridot, 0,2 g zsírsav-polihidroxi-étert és 0,1 g polietilén-glikol-zsírsavésztert, valamint 10 g polietilén-glikolt, majd desztillált vízzel 100 ml-re egészítjük ki. Beindítjuk a keverést és fél óráig kevertetjük. \

A kapott folyékony készítmény az (I.) általános képletű vegyületet 0,1 súly% koncentrációban tartalmazza.

7. példa

Kísérleteink során megállapítottuk, hogy a találmány szerinti készítménnyel kezelt növényeknél megváltozik a membránlipidek összetétele, amelyet a következőkben mutatunk be.

Nedves szűrőpapíron, fénytől elzárva 25 °C-on 2 napig előcsíráztatunk Miranovszkaja 808 búza magokat, majd üvegkarikára kifeszített gézre helyezzük azokat úgy, hogy a csírák a géz alá nyúljanak le, s függőlegesen helyezkedjenek el. A karikákat ezután főzőpoharakba helyezzük, amelyeknek alsó részét a gyökerek magasságáig fekete papinál beburkoltunk.

Ezután a 6. példa szerinti folyékony készítményből vizes hígítással olyan koncentráció sorozatot készítünk, amely az (I.) általános képletű vegyületet 5, 15, 30 és 60 mM-os koncentrációban tartalmazza, majd ezeket az előcsiráztatott magok alá öntjük úgy, hogy a gyökerek bele éljenek. A kontroll minta esetében desztillált vizet öntünk a főzőpohárba.

A csíranövényeket 25 °C hőmérsékleten neveljük 8000 lux fényerősség mellett, 10 órás nappali megvilágításnál és 14 órás éjszaka hosszúságnál. 7 napig tartó nevelés után a csíranövények leveleit preparáltuk, majd a lipideket extraháltuk és a foszfolipidek összetételét három párhuzamos mintában Folch és munkatársai módszerével meghatároztuk.

A levelekben található fontosabb foszfolipidek a következők voltak: foszfatidsav (PA), foszfatidil-kolin (PC), foszfatidil-inozitol (Pl), foszfatidil-etanolamin (PE), foszfatidil-glicerid (PG) és di-foszfatidil-gliceril (DPG).

A mérések eredményeit az 1. táblázat tartalmzza.

-3181241

1. táblázat

Keze- F oszfolipidek aránya % lések ----------------------------------

mM	PA	PC	Pl	PE+PG	DPG
5	28,4	28,1	9,2	25,6	7,6
15	27,6	29,9	10,3	24,7	7,5
30	24,0	31,4	9,9	28,1	6,5
60	19,6	42,4	9,3	21,3	7,4
kontroll	30,6	24,2	9,2	27,6	8,3

A táblázatból kitűnik, hogy a kolin-klorid beépüléssel párhuzamosan a membránalkotó foszfolipidek között a PC szintje fokozatosan nő, 60 mM-os kezelésnél közel megduplázódik a kezeletlen szinthez képest. A beépült kolin-klorid nagy valószínűséggel a PA-val addícióba lépve ad PC-t, erre utal a PA szint fokozatos csökkenése. Más foszfolipidekben nem figyelhető meg szignifikáns változás.

8. példa

Az előző példában leírtak szerinti búza csíranövényen kísérleteket végeztünk arra, hogy a találmány szerinti készítménnyel történő kezelés hogyan befolyásolja a membránlipidek fázisváltozási hőmérséklet tartományát, a folyadék-kristályos szilárd-gél állapotok hőmérséklet-függését.

A fázisváltozási hőmérséklet vizsgálatára Fey és munkatársai [Fey, R. L., Warkman, M., Marcsilos. H., Bürke, M, J.: Plánt Physiol, 63 1220-1222 (1970)] ESR módszert dolgoztak ki az egész levélen történő méréssel.

Az általunk továbbfejlesztett módszer szerint az előző példában ismertetett technikával növesztett búza csíranövény 1 cm hosszú, pengével felhasogatott darabjait 3 ml 10 mM koncentrációjú TEMPÓ (2,2,6,6-tetrametil-piperidin-oxi) vizes oldatába helyeztük, majd a kémcsövet vákuum alá helyeztük. 10 perc infiltrálás után a levelek telítődtek a szabad gyökös oldattal, s a szívatást megszüntettük. A levelek felületét desztillált vízzel lemostuk, majd 5 perces vákuum kezelés után 30 percig szabadlevegőn hagytuk száradni.

A paraffin fóliába csomagolt levélszeleteket az elektronspinrezonancia-spektroszkóp (ESR) mintatartó csövébe helyeztük és — 20 °C — +25 °C hőmérséklettartományban felvettük a spektrumot. A spektrumból számítható lipid-víz megoszlási állandó hőmérséklet függéséből — itt nem részletezett módon - kiszámítottuk a kezeletlen és a találmány szerinti készítménnyel kezelt levelek lipidjei fázisváltozási hőmérsékletének kezdő és befejező értékeit.

A táblázat alapján megállapíthatjuk, hogy a találmány szerinti készítménnyel kezelt növényeknél a lipidek tranziciós hőmérséklete drasztikusan csökken, amely legfontosabb előfeltétele a hidegtűrő képesség javításának.

2. táblázat

Kezelések mM	A fázisváltozási hőmérséklet
kezdete °C	befejezése °C
5	+ 20,3	-2,5
15	+ 7,3	-8,5
30	+ 2,0	-9,0
60	- 5,0	-9,0
kezeletlen kontroll	+ 23,5	0,0

9. példa

Kísérleteket folytattunk arra, hogy a találmány szerinti készítménnyel végzett kezelés milyen mértékben befolyásolja egy fagyérzékeny (Short Mexican) és egy fagytűrő (Miranovszkaja 808) búza hidegtűró' képességét.

A kétféle búza magjait 48 óráig 5 °C hőmérsékleten, fénytől elzárva nedves szűrőpapíron csíráztattuk.

A kicsírázott magokat ezután 25 x 50 x 10 cm-es nagyságú faládákba ültettük (föld; homok arány: 2:1)10 cm-es sortávolságra.

A kiültetett növényeket ezt követően egy „télállósítási” programnak vetettük alá, amelynek kezelési jellemzőit a következő 3. táblázat tartalmazza.

3. táblázat

A program Hőmérséklet °C A nappal Fényidőtartama nappal éjjel hossza intenzitás

hét	óra	lux
1	+	10,0	+ 5,0	9,5	14,0
2	+	8,0	+ 4,0	9,0	n,o
3	+	6,0	+ 3,0	9,0	10,0
4	+	4,5	+ 1,5	8,75	9,0
5	+	3,5	+ 0,5	8,75	8,0
6	+	3,0	-3,0	21,00	15,0

Kísérleteink azt mutatták, hogy a „télállósítási” program után a növények elérik a genetikailag determinált maximális fagytűrő képességüket.

-4181241

A program szerint nevelt növényeket két csoportba osztottuk 5-5 ládát, 3-3 párhuzamoshoz. Az egyik csoport növényeit mindkét búza esetében a program 4-ik és 5-ik hetének végén a találmány szerinti készítmény vízzel 60 mM-os koncentrációjú permetlevével kezeltük harmatosodásig, míg a másik csoportot kezeletlen hagytuk. A 6-ik hét letelte után mindkét csoport növényeit hőmérséklet programozóval ellátott hűtőszekrénybe tettük, m^d a hőmérsékletet 2°C/óra lehűlési sebességgel -15 °C-ig csökkentettük. 12 óra elteltével a növényeket áthelyeztük 0,5 °C hőmérsékletű térbe, ahol fél óráig álltak, majd megmértük a levelek vezetőképességét, amellyel azok túlélő képességét értékeltük.

A konduktrometriás mérésnél a levélbe két rögzített tűelektródot helyeztünk el, s mértük a vezetőképességet. A standard meghatározásaként mértük a fagyásnak ki nem tett, s a cseppfolyós nitrogénben megfagyasztott levelek vezetőképességét (0% és 100% elfagyás).

A módszer lehetőséget biztosított, hogy a növények túlélését ne csak szubjektív bonitálási módszerrel, hanem műszeresen is értékeljük.

A „télállósítási” program lefolytatása után a kezeletlen és a találmányunk szerinti készítménnyel kezelt búzák az alacsony hőmérsékletre történő lehűtést a következők szerint viselték el:

4. táblázat

Búza		%-os túlélés -15 °C kezelés után
Miranoszkaja 808	kezeletlen kezelt	85% 97%
Short Mexican	kezeletlen kezelt	8% 76%

A táblázat adataiból kitűnik, hogy még a fagyálló Miranovszkaja 808 búza esetében is — bár kisebb mértékben - javul a fagytűrőképesség (ami természetes is a genetikai sajátosságok miatt), azonban a fagyérzékeny Short Maxican-nál rendkívül nagy mértékben megnő a túlélő képesség, jelentősen megjavul a hidegtűrő képesség.

10. példa

A hidegtűrő képesség javításának különös jelentősége van a zöldségnövények termesztésében. Az egyenletes évi zöldségellátásban az egyik legnagyobb gondot jelenti a növények legérzékenyebb fejlődési szakaszában jelentkező fagyveszély, s ettől nagymértékben függ a termesztés sikeressége. A hőmérséklet ma még a szabadföldi termesztésben meghatározó tényezője a vetés és kiültetés idejének, a termés minőségének és mennyiségének.

Az uborka közismerten igen melegigényes növény, 25 °C körüli hőmérsékleten fejlődik jól, °C alatti hőmérsékleten teljesen leáll a fejlődésben. Nagyon érzékeny a hőmérséklet ingadozására is és 0°C alatt elfagy. Ismeretes, hogy a korai szabadföldi termesztésben a mintegy 6 hétig fűtött ágyakban vagy trágyatalpas melegágyakban előnevelt palánták csak május közepén, a késő tavaszi fagyok után kerülhetnek kiültetésre.

Kísérleteket végeztünk annak vizsgálatára, hogy a találmány szerinti készítménnyel végzett kezeléssel hogyan befolyásolható az uborka hidegtűrő képessége.

Rajnai fürtös uborka vetőmagvait csíráztattuk három napig 25 °C hőmérsékleten, majd cserepekbe ültettük azokat (föld—homok arány 1 :1), cserepenként 5—5 csíranövényt.

A húsz cserépbe ültetett növényt üvegházban 20-25 °C hőmérsékleten, 60% relatív nedvességtartalom mellett 21 napig neveltük. A palántákat ezután 8°C-on egy napig (12 óra nappal - 12 óra éjjel) klímakamrában tartottuk, majd két csoportra osztottuk:

- 10 cserép növényt cserepenként 5-5 ml vízzel locsoltunk le,

- ’O cserép növényt pedig cserepenként a 6. példa szerinti készítmény vizes hígítással 30 mM hatóanyagkoncentrációjú oldatának 5—5 ml-vel permeteztünk le.

A növények mindkét csoportját egy napig klímakamrában 0°C-on tartottuk, majd ezt követően —2,5 °C hőmérsékletű klímakamrába helyeztük, s 16 órán át ott tartottuk fénytől elzártam

Az alacsony hőmérsékletű kezelés után a cserepeket egy napig 25 °C-on tartottuk, s utána bonitálással vizsgáltuk meg azok regenerálódását.

Megállapítottuk, hogy míg a kezeletlen növények mindegyike elpusztult, addig a találmány szerinti készítménnyel kezelt növények 90%-a életképes maradt, túlélte az alacsony hőmérséklet károsító hatását.

A 7. példában leírtakhoz hasonlóan megvizsgáltuk a növények lipidösszetételét és mennyiségét, amelyet az 5. táblázat mutat be:

5.táblázat

Foszfolipidek

Típusa	mennyisége nmol/lev.
kontroll	kezelt
PA	340,2	326,4
ΡΪ	100,7	205,3
PC	47,0	1115,2
PE	303,4	404,4
PG	121,7	630,5
DPG	254,7	713,9
összes PL	1167,7	3395,7

11. példa

Hazánkban a zöldségnövények közül egyik legelterjedtebben termesztett növény a zöldpaprika. Ismeretes, hogy trópusi eredete miatt meglehetősen 5 hidegérzékeny növény, amely gyakran károsodik a koratavaszi, de méginkább a koraőszi fagyok következtében.

Kísérleteinkhez paprika magokat csíráztattunk laboratóriumi körülmények között 25 °C hőmérsék- 10 létén, majd cserepekbe ültettük el a kicsírázott magvakat (föld-homok arány 1:1).

A cserepekbe ültetett növényt üvegházban 20-25 °C közötti hőmérsékleten, 60% relatív ned- 15 vességtartalmú levegőben, a talaj vízkapacitásának 60%-ig öntözve neveltük 2 hónapig (14 órás fotóperiódust alkalmaztunk).

Az így felnevelt paprika növényeket a 3. példában leírtak szerinti készítmény 0,02 súly %-os, 20 0,04 súly %-os és 0,05 súly %-os vizes hígítású oldatával, permetezéssel kezeltük a fagyteszt megkezdése előtt 24 órával.

A kezelt és kezeletlen (kontroll) növények leveleiből 100-100 mg-nyi mennyiségeket vágtunk le 25 (mindegyik kísérletnél 5—5 párhuzamos méréshez), ezeket alumínium fóliába csomagoltuk be és egy programozhatóan hűthető-fűthető fém blokkba helyeztük be, amelyben a levelek közvetlen érintkeztek a fém fallal. 30

Ezután a blokkot +10°C-ról -5°C-ra hűtöttük le (1 °C/óra sebességgel), majd ezen a hőmérsékleten tartottuk három órán át. Utána visszamelegítettük a blokkot (ugyancsak 1 °C/óra sebességgel) 0,5 °C hőmérsékletre, kiemeltük belőle a leveleket, s kon- 35 duktometriás vizsgálatnak vetettük alá.

Az alkalmazott konduktometriás mérési módszert Dexter és munkatársai [Dexter, S. T., Tottingham, W. E., Graber, L. F.: Investigation of hardiness of 40 plants by measurement of electrical conductivity. Hant, Physiol. 7 (1932) p: 63-78)] dolgozták ki. A módszer lényege, hogy ismert vezetőképességű, meghatározott mennyiségű desztillált vízbe helyezik a vizsgálandó növényt, növényrészt, s egy idő után- 45 mérik az elektrolit vezetőképességét. A vezetőképesség növekedését az okozza, hogy a sejtek elektroliteket adnak le a vízben, s ez a sejtmembrán épségének vagy sérülésének függvénye. Ezen méréseknél a legnagyobb vezetőképességet a keze- 50 letlen, fagytesztnek alávetett levelek (kontroll) mutatják, s ezt tekintettük teljes károsodásnak illetve 0%-os védelemnek.

A legkisebb vezetőképességet a kezeletlen, fagy- 55 tesztnek alá nem vetett levelek mutatták, s ezt tekintettük 100%-os védelemnek.

A konduktometriás méréseket a desztillált vízbe történt elhelyezés után 60, 120, 180 és 240 perc el- 60 telte után végeztük el. A vezetőképesség az idő előrehaladásával nőtt, de a 240 perc eltelte után már nem változott.

Ezt az értéket tekintettük végleges mérési adatnak, amelyek az alábbiak szerint alakultak: 65

Kezelés	%-os védettség
0,00%-os (kontroll)	0,00
0,02%-os	32,37
0,04%-os	57,30
0,05%-os	71,90

A mérési eredmények bizonyítják, hogy a találmány szerinti készítmény 0,05%-os vizes hígítású oldatával kezelt paprika 71,9%-ban védettséget élvezett a -5 °C-os hideggel szemben.

12. példa

A paprikához hasonlóan ugyancsak hőérzékeny paradicsommal is végeztünk kísérleteket.

A paradicsom lévén ugyancsak trópusi klímához szokott növény, igen érzékeny a hőingadozásra. Közismert, hogy a palánták kiültetése után fellépő hosszantartó lehűlés, vagy éjszakai fagyok nagymértékben károsítják a növényt, amelyet nehezen hevernek ki, s ez a negatív hatás a terméshozamot is csökkenti. Kísérleteinknél paradicsommagokat csíráztattunk laboratóriumban és ültettünk el cserepekbe (az előző példában leírtak szerint jártunk el).

Az egy hónapos korukig nevelt palántákat ezután a 3. példában leírt készítmény 2,1%-os vizes hígítású oldatával permeteztük, majd a paprikánál leírt módszer szerint -2,5 °C hőmérsékleten végeztük a fagytesztet.

A konduktometriás vezetőképességi mérések alapján megállapítottuk, hogy a kezelés 68,4%-os védelmet biztosított.

13. példa

A hazai éghajlati viszonyok között a zöldbab vetését úgy szokták időzíteni, hogy a növények a földből a május eleji fagyokat (amelyek majdnem minden évben károsítanak) követően bújjanak ki, s így elkerüljék a fiatal növények pusztulását. Kísérleteink során zöldbab növényeket neveltünk — előzetes laboratóriumi csíráztatás és cserépbe ültetés után - üvegházban az előző példákban leírt módon. Amikor a növények második pár levele megjelent, lepermeteztük azokat a 3. példa szerinti készítmény 0,05%-os és 4,2%-os vizes hígítású oldatával.

A fagytesztet és a konduktometriás méréseket a

11. példában leírtak szerint végeztük azzal az eltéréssel, hogy a lehűtést -2,5 °C hőmérsékletig folytattuk.

A mérési eredmények alapján megállapítottuk, hogy a 0,05 súly%-os koncentrációjú kezelés 71,7%-os, míg a 4,2 súly%-os kezelés 90,9%-os védelmet biztosít!

14. példa

A szőlő termesztésben a tavaszi fagyok időnként jelentős, nem egy esetben közel 100%-os kárt okoznak.

-613

Éppen ezért kísérleteket végeztünk annak vizsgálatára, hogy a találmányunk szerinti készítménnyel milyen mértékben lehet a fagyvédelmet biztosítani, a károsodást csökkenteni.

Kísérleteinkhez laboratóriumi körülmények között, üvegházban szőlővesszőket gyökereztettünk. Amikor már a vesszőkön 2-3 levél volt, bepermeteztük azokat a 6. példában leírt készítmény 0,01 súly%-os, 0,02 súly%-os és 0,04 súly%-os vizes hígítású oldatával, majd ezt követően 24 óra múlva all. példában ismertetett fagytesztet, lehűtést végeztünk el —5 °C hőmérsékletig.

A visszamelegítés után mértük a levelek vezetőképességét a már ismertetett konduktometriás módszenei, s a következő értékeket kaptuk:

Kezelés	% védesség
0,00% (kontroll)	0,00
0,01%	65,30
0,02%	83,80
0,04%	86,60

15. példa

A tavaszi fagyok sok esetben okoznak károsodást a gyümölcsösökben. A tartós lehűlés hatására, vagy a fagypont alatti hőmérséklet következtében a kipattanó rügyek illetve virágok károsodást szenvednek lehullanak, s nem eredményeznek termést. Kísérleteinkhez virágzás előtt álló sárgabarackfa ágakat vágtunk le, s megszámoltuk a rajtuk levő rügyeket. Az ágak egy részét kezeletlenül, míg többségét a 6. példában leírt készítmény 4,2%-os vizes hígítású oldatával lepermetezve, 24 óra eltelte után klímakamrába helyeztük el, amelyben a hőmérsékletet —2,5 °C-ra csökkentettük, majd 3 órán át ezen a hőmérsékleten tartottuk.

Ezt követően a klímakamrát szobahőmérsékletre melegítettük vissza, az ágakat kivettük belőle, s üvegházban elhelyezve vártuk a virágzás megindulását. Ez 2-3 nap múlva következett be. Azokat az ágakat, amelyekről a virág a kinyílás után lehullott, tekintettük fagykárosodottaknak.

A kezeletlen ágak esetében a kinyílt rügyeknél százból kilencvennyolc lehullott, ezzel szemben a találmány szerinti készítménnyel permetezettek esetében csak huszonhat hullott le, a többi erőteljesen kivirágzott. A kezelés tehát 74%-os védettséget eredményezett.

16. példa

A dísznövények közül ismert a szegfű érzékenysége a fagypont körüli hőmérsékletre.

Ezért hajtatóládában nevelt, kinyílás előtt álló szegfű növényeket kezeltünk a 3. példa szerinti készítmény 4,0 súly%-os vizes hígítású oldatával oly módon, hogy a fagyteszt előtt 24 órával permeteztük le a növényeket.

A kezelt és a kezeletlen (kontroll) növényeket tartalmazó ládákat klímakamrába helyeztük el, amelynek hőmérsékletét -2,5 °C-ra hűtöttük le, majd 3 órán át ezen a hőmérsékleten tartottuk, s utána szobahőmérsékletre melegítettük vissza. A kezeletlen növények mindegyikén megfeketedtek a bimbók és lehullottak, s az anyanövény is tönkrement.

A kezelt növényeknél száz bimbó közül harmincöt hullott le, míg hatvanöt ment át virágzatba. A kezelés tehát 65%-os védettséget eredményezett.

17. példa

Kísérleteket végeztünk annak megállapítására is, hogy a találmány szerinti készítménnyel végzett kezelés képes-e védelmet nyújtani a trópusihoz közelálló éghajlaton termesztett növények hidegkárosodásával szemben.

Kísérleteinkhez a József Attila Tudományegyetem Botanikus Kertjéből beszerzett, azonos korú levélzettel rendelkező kávécsege gallyait használtuk teszt növényként.

A gallyakat szobahőmérsékleten a 6. példa szerinti készítmény 0,5 súly%-os, 2,1 súly%-os és 4,2 súly%-os vizes hígítású oldatába állítottuk bele 24 órán keresztül. Ezután a kezelt és kezeletlen gallyakat +0,5 °C-ra termosztált klímakamrába helyeztük, amelyből rendre 0,5; 3; 6; 9 és 18 óra eltelte után vettük ki. A kivett gallyakról leveleket szakítottunk le, s mértük azok vezetőképességét all. példában ismertetett módon. A kezeletlen gallyakról leszakított levelek vezetőképessége — a klímakamrában való tartózkodás növekedésével párhuzamosan - rohamosan nőtt. Ezeken a leveleken 6 óra elteltével barna, levélnekrózisra utaló foltok jelentek meg, amelyek a tartózkodási idő előrehaladtával sokasodtak.

Időbeli eltolódással késéssel hasonló tünetek mutatkoztak a 0,5 súly%-os hígítású készítménnyel kezelt gallyaknál is. A 2,1 súly%-os és a 4,2 súly%-os hígítású készítménnyel kezelt gallyak levelei a kísérletek egész ideje alatt frissek maradtak, s az ezt követő szobahőmérsékletre történő átvitel után változást, levélnekrózist nem mutattak. A két koncentrációval kezelt gallyak leveleinek vezetőképessége a klímakamrából különböző időpontokban kivett mintáknál gyakorlatilag változatlan maradt.

Megállapítottuk, hogy ezek a kezelt növények a hideghatás ideje alatt szinte teljes védettséggel rendelkeztek, míg a kezeletlenek a +0,5 °C hőmérséklet hatását nem voltak képesek elviselni.

A vezetőképességi mérések azt mutatták, hogy a 0,5 súly%-os koncentrációval kezelt növény a 6 órás kezelés után 72,5%-os, a 2,1%-os koncentrációval kezelt növény 93,3%-os, míg a 4,2%-os koncentrációval kezelt növény 97,4%-os védettséget élvezett.

A 7-17. példákban bemutatott kísérletek eredményei bizonyítják, hogy a találmány szerinti készítményekkel végzett kezelések a kultúrnövények széles körére kiterjedően alkalmazhatók a hidegtűrő képesség fokozására, a hideg- illetve fagykárosodással szembeni védelmére. Ennek a védelemnek a termelés biztonsága szempontjából jelentős szerepe van a mezőgazdaságban.

Claims (8)

1. Szabadalmi igénypontok:

   1. Kultúrnövények hidegtűrő képességét fokozó készítmény azzal jellemezve, hogy 0,01-70 súly% (I) általános képletü vegyületet — amely képletben n lehet 2—5 közötti egész szám, R_t és R₂ lehet egyező vagy eltérő és jelenthet hidrogénatomot vagy 1-5 szénatomos alkilgyököt, míg R₃ jelenthet szaban elektronpárt vagy 1-5 szénatomos alkilgyököt - vagy savaddíciós sóját, vagy több vegyület keverékét, 30—95 súly% folyékony és/vagy szilárd hígító anyago(ka)t és 0,1—15 súly% felületaktív és/vagy adalék anyago(ka)t tartalmaz.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti készítmény kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a készítmény (I) általános képletü vegyidéiként 2-hidroxi-etil-amint tartalmaz.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti készítmény kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a készítmény (I) általános képletü vegyületként trimetil-ő-hidroxi-etil-ammónium-kloridot tartalmaz.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti készítmény kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a készítmény (I) általános képletü vegyületként 2-hidroxi-etil-amin és trimetil-ú-hidroxi-etil-ammóniumklorid 6:1-1:6 arányú keverékét tartalmazza.
5. 5. Eljárás kultúrnövények hidegtűrő képességének fokozására, azzal jellemezve, hogy a kultúrnövényt a lehűlést megelőzően a készítmény 0,001-5,000 súly% (I) általános képletü - amely képletben n lehet 2-5 közötti egész szám, Rí és R₂ lehet egyező vagy eltérő és jelenthet hidrogénatomot vagy 1—5 szénatomos alkil gyököt, míg R₃ jelenthet szabad elektronpárt vagy 1—5 szénatomos alkil gyököt — vegyületet tartalmazó vizes hígítású oldatával kezeljük.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a lehűlést megelőzően a csíranövényt vagy a gyökérzetet a készítmény 0,01—2,00 súly%-os vizes hígítású oldatával kezeljük.
7. 7. Az 5. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a lehűlést megelőzően a növényzet lombozatát és/vagy hajtását és/vagy virágzatát a készítmény 0,01—4,50 súly%-os vizes hígítású oldatával permetezéssel kezeljük.
8. 8. Az 5. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a lehűlést megelőzően a növények ágait vagy termését a készítmény 0,5-5,0 súly%-os vizes hígítású oldatával áztatással vagy bemártással kezeljük.