JPH07508978A - 植物の炭素固定を高める方法及び組成 - Google Patents

植物の炭素固定を高める方法及び組成

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に植物の成長を促進し、高められた成長を維持する方法及び組成に 関するものである。より詳細に述べれば、メタノール、メタノール代謝物及び/ 又はアミノ酸を含む植物成長処方に関するもので、これらの組成は植物の膨圧を 増加させ、炭素固定を高めることかてきる。
光合成は光合成植物か太陽エネルギーを利用して二酸化炭素と水とから炭水化物 及びその他の有機分子を作る過程である。二酸化炭素のこのような有機分子への 変換は一般に炭素固定と呼ばれ、大部分の植物では還元的ベント−スリン酸回路 によって起こり、通常02回路と呼ばれる。C8回路は二酸化炭素でリボースニ リン酸(Ru D P)をカルボキシル化してヘキソース及びその他の有機分子 を生成する反1.コニに関係する。
高等植物用の肥料は一般に窒素、燐、及びカリウムを含み、これらは−次栄養又 は多量栄養素と呼ばれる。さらに肥料はしばしは鉄、硫黄、カルシウム、及びマ グネシウムなどの二次栄養素ならびに種々のミネラルや微量養分を含む。これま で高等植物の炭素固定を高めるのに直接作用する肥料を与えることに殆んと注意 か払われなかった。従来の肥料の処方は一般に、認められている一次、二次、及 び微量養分の供給に注意か向けられているか、通常炭素源、特にC1回路又はそ の池の方法で炭素固定を高めることを意図した炭素源を含んでいない。
これらの理由から、植物内の炭素固定率を高めて植物の成長を促進する改良され た方法および処方の提供か望まれる。もしこのような方法及び組成が大部分の、 あるいはすべての高等植物、さらに詳しく言えば、C2経路によって炭素を固定 する植物をよめてのすへての植物に効果かあれは特に望ましいことである。さら に本発明はこの組成物を葉へ噴霧して使用すると言う便利な使用方法を提供し、 その結果、植物の膨張を増すと言う好ましい結果を与える。さらに本発明の方法 と組成か、処理した植物の速やかな成長と成熟を促進し、植物の糖含量を増加し 、植物への給水の必要性を減し、そして植物の環境への耐性を高めることができ れば望ましいことである。
2.1T景技術の説明 光合成における炭素の経路に関する40年前の研究(A、 A、 Ben5on  (195+)、rC”Ox光合成生成物中のりブロースの同定J J、 Am 、 Chem、 Soc、73 :2971 ;J、 R,Quayleeta l、(1954)、rリブロースニリン酸の酵素的カルボキシル化J J、 A m、 Chem、 Soc、76:3610)により植物の二酸化炭素固定過程 の本質か明らかになった。二酸化炭素以外に一炭素化合物の代謝が検、I■され 、メタノールが二酸化炭素と同じ速さでChlorellやScenedesm usの藻類によって糖やアミノ酸の生成に利用されることが判明した。初期の両 実験はトレーサー規模の基質で行われたので、速度が同し位であったのか、また 糖へのメタノールの変換にとんな経路か関与したのかは不明であった。この問題 に関するその後の発表(E、 A、 Co55ins (1964) 、r植物 による一炭素化合物の利用J Canadian、 J、 Biochem、4 2 : l 973)では、植物はメタノールを二酸化炭素、グリセリン酸塩、 セリン、メチオニン、及び他の糖又は構造的前駆物質へ速やかに代謝すると言う ことか発表された。メタノールはホルムアルデヒドへ速やかに酸化されてフルク ト−ス−6−リン酸へ変換されると言う結果かバクテリア(C,L、 Coon eyandD、 W、 Levine (1972)、rメタノールの微生物利 用4 Adv、 Appl、 Microbiol、I 5 : 337)及び 真菌(W、 Harder et al、 (] 973 ) 、rHypho microbium Sp、によるメタノールの同化J J、 Gen、 Mi crobiol。
78:155)て報告されている。微生物に関するこれらの研究に基づいて、ホ ルムアルデヒドかペントース−5−リン酸と縮合してアルロース−6−リン酸を 生し、これかエピマー化してフルク1−−スー6−リン酸を生ずると言うことか 結論された。
メタノール及びその他のアルコール類は種々の目的のためにいくつかの先願の肥 料処方中に含まれている。米国特許Nα3.918,952は容量で1−15部 の低級アルコールを安定性増強剤として透明な液体肥料中へ混入することを開示 している。米国特許Nα4.033.745は005%〜1%のアルコールを安 定性増強剤として液体肥料中へ混入することを開示している。米国特詐魔4,4 09.015及び4,576.626はリン脂質の可溶化を高めるために肥料へ のアルコール類の添加を記載している。また、ハンガリー特許要約T45468 及びUSSR特許要約84−3794472は不特定濃度でのメタノールの肥料 への混入を記載している。
英国特許出願2,185,472Aはffi量で2%〜4%のアミノ酸、ポリペ プチド、オリゴペプチドを含む蛋白質加水分解物からなる葉植物栄養補給組成物 を記述している。特定のアミノ酸は確認されていない。窒素源の徐放剤として小 麦や大豆への葉噴霧剤へオキサミド(H2N−CO−CONH2)を使用するこ とが5chulerand Paulsen (1988) J、 Plant  Nuけ、I l :217−233に記述されている。放射線標識プロリンを 小麦の葉へ使用することがPavlova and Kudrev(1986)  Dolk、 Bolg、 Akad、 Nauk、39 : 101〜l 0 3に記述されている。Barel andBIack (+976)Agron 、 J、71 :21−24は界面活性剤(01% Tween@ 80 )と 混合してポリ憐酸化合物を入れた薬用肥料を記述している。中国特許公告104 6886Aはアミノ酸を含む植物葉用肥料を記述している。米国特許Nα4,8 63,506は集用噴霧剤にL−(d)−乳酸を混入することを記述しており、 乳酸は成長調節剤として作用することか主張されている。
本申請中に示されている実験の項の1部はNonomura and Ben5 on (+ 992)Proc、 of theNatl、 Acad、 of  Sci、 USA 89 : 9794−9798に発表されている。この発 表は米国特許出願第07/901.366号の出願日以前のもの植物特に緑色植 物及びその池の光合成生物の成長を促進する方法は、光呼吸、特に植物か高強度 の光、熱、水ストレス、栄養ストレスなとの逆に光呼吸を誘導する条件に曝露さ れている間に光呼吸を阻害するのに十分な量の細胞内二酸化炭素量を増加させる ように選択された化合物を植物の葉やその池の部分へ適用することから成る。こ のような濃度の細胞内二酸化炭素を生成する化合物は図1に示されている代謝経 路に基づいて選択してもよく、低級アルコール類、特にメタノールを含むか、ま たエタノールならびにアミノ酸、特にグリシン、グルタミン酸1′、A、グルタ ミン、アラニン及びアスパルテートなとを含んでもよい。このような細胞内二酸 化炭素増進化合物は一般的にはリン酸化合物、及び随意に他の既知の植物栄養素 の存在下で植物に与えられ、また二酸化炭素の増加に加えて他の成長促進作用を 持つこともある。葉の湿潤を高め、その化合物及び他の成分の浸透を高めるため に組成の中に界面活性剤を含むことも屡々望ましい。化合物は、植物か比較的高 強度の光、一般的には少なくとも約1000μEIN/が7秒に曝露されている 間に葉への噴霧剤として与えることか好ましい。
本発明の特別な聾様においては、植物の成長は、植物の膨張(膨圧)を高め、植 物内ての炭素固定を高めるのに十分な瓜の低級アルコール特にメタノール又はメ タノール植物代謝物からなる成長促進組成物を与えることによって促進される。
この組成物はメタノール又はメタノールの植物代謝物の水溶液からなり、通常、 メタノール濃度は容量て596〜50%である。植物成長促進組成物は任意にグ リノン、及びグリセロリン酸塩(これらは弱い光強度の下で二酸化炭素の固定を 高める)、窒素源、リン源、二次栄養素、微風栄養素、及びこれ類するものなと の多数の成分及び栄養素を含む。これらの組成物はまた一般に湿潤を1立め、植 物組織中へメタノール、メタノール代謝物、及びその池の成分を浸透させるため に界面活性剤を含む。
本発明の組成物は、植物の口先に曝されている部分へ直接与えることか好ましい ので、通常葉面散布剤として植物に使用される。本発明の方法はC,経路で炭素 を固定する植物に与えると最も効果かあり、またメタノール及びメタノールの植 物代謝物の光合成代謝か起こるのに十分な時間、通常は少なくとも2時間、好ま しくは最初に組成物を与えてから4時間日光又は他の照明(一般には少なくとも l000μEin/m”7秒の照度を有する)に植物を曝すと最もよい結果か得 られる。この方法で、メタノールの光合成(代謝的)変換及びその結果として起 こる光合成器官の変化か効果的に達成される。植物成長促進剤処方へのグリシン 及び/又はグリシン+ダリ七ロリン酸の使用は、室内に置かれた植物の場合のよ うに低明度条件下においても、光合成を高め、またメタノール及びその代謝物の 生化学的経路のりJ宋的通過、及び確実な摂取を高める。
本発明の植物成長促進組成物はまたアミノ酸、リン酸化合物及び界面活性剤の水 溶液から成っており、アミノ酸は植物の葉に与えた時に細胞内の二酸化炭素の濃 度を高めるように選択する。アミノ酸化合物は光呼吸を阻害し、植物の成長を促 進するのに効果的な濃度で組成物中に存在する。リン酸塩は植物の成長に必要な エネルギー反応を維持するのに十分な量の燐を供給するために加えられる。界面 活性剤は組成物の残りの成分の植物細胞への浸透を高めるのに十分な員、特に含 ろう葉のような、界面活性剤がないと浸透を阻害する可能性のある葉を有する植 物に組成物を使用する時に浸透を高めるのに十分な工存在する。好ましいアミノ 酸はグリシン、グルタミン酸塩、グルタミン、アラニン及びアスパラギン酸塩で あり、これらは重量で01%〜lO%の濃度で組成物中に存在する。
本発明の植物成長促進組成物を使用すると、同様な肥料処方であるがメタノール 又はメタノール代謝物を成分として含まないものと比較して、処理した植物では 2096〜100%又はそれ以上成長か速い結果か得られることが認められてい る。このような成長促進に加えて、本発明の肥料及び方法は屡々植物の膨張及び 糖含量を高め、速やかな植物の成熟を保証し、水の必要員を減じ、処理植物の他 の環境条件への耐性を高める。メタノール及び/又はアミノ酸成分それ自身は植 物にわずかな炭素しか与えず、この化合物は最初に植物の光合成を変更促進する ように作用し、その結果炭素固定と植物の成長を大いに増強するものと信じられ 図」は植物におけるメタノール及びアミノ酸利用の代謝経路及びそれによる成長 増進の説明である。
図2は植物におけるグリシン利用に対する同化及び異化代謝経路の説明である。
通常、光呼吸に関しては、グリシンの2分子から1分子のセリンと二酸化炭素、 アンモニア及びコファクターを生ずる。メタノール添加による代謝経路の変更に よって2分子のグリノン供給される毎に2分子のセリンか生ずる。セリンの量を 2倍にすることによって生成するスクロースは2倍になるが、グリシンにとって は高い光呼吸速度か必要である。
本発明は緑色植物及びその他の光合成植物、特に高等植物の成長を促進するため の新規て有効な組成物と方法を提供するものである。この方法はメタノールやメ タノール代謝物及びアミノ酸(後で定義する)のような化合物を葉面散布剤とし て植物やその葉に処理することによるもので、この化合物は植物細胞内の光呼吸 を阻害するのに十分な量において細胞内の二酸化炭素の量を増加するように選択 されており、その結果植物の成長を促進する。この能力を持つ化合物は図1に示 したような今迄に認められていなかった代謝経路を参照することによって同定す ることかできよう。−ノ大図2に示した脱炭酸経路を参照することによって有用 な化合物を同定することもてきる。L!Jlの経路は、二酸化炭素から蔗糖、お よび構造成分の生成を高めるのに、メタノールやメタノールの植物代謝物及びア ミノ酸を有効利用するのに、日光又はその他の強力な照明が必要であると言う意 味において、光合成器官か関与しているように忠われる。本発明の有効性は特定 の説明の正確性又は完全性によるものではないと言うことは理解されるべきであ るか、蔗糖合成経路の本質的なg!、様は図1に説明されているようなものであ ると現([は信しられている。しかしながら説明は、本発明方法の変法を理解す る助けとなる点において、また実施方法に影響する光、fiL度及び温度のパラ メータを理解する助けとなる点において有用である。
本発明の方法及び組成物は葉面散布液がよく撒布される葉やその他の表面を有す る殆んとすへての光合成植物に有効であり、特にC2経路で二酸化炭素を固定す る高等植物には有効である。またC4経路やCAM経路で炭素を固定する植物で はより限定された使用方法かあるかも知れない。「高等」植物には真の茎、根、 及び葉を有するすへての植物種か含まれ、したかって下等植物には例えば酵母や カビか含まれる。本発明による肥料から恩恵を受けるに適したC1植物は農作物 類として米、ピーナツ゛人大麦、プロソコリイ、カリフラワー、ハツカ、ブドウ 、ポテト、ナス、ズッキーニ、カポチャ、キュウリ、ソラ豆、レタス、フダンソ ウ、テンサイ、大根、チリメンキャベツ、タバコ、ムラサキウマゴヤシ、オー1 ・麦、大豆、カブラ、アメリカホウツウ、ホウレンソウ、パセリ及びこの種のも の;花植物としてバラ、ソ゛人キク、ケノ、アフリカスミレ、ブーゲンビリア、 西洋キョウチクトつ、ハイヒスカス、クチナシ、ジャスミン、ツバキ、キンセン 力、ヒナギク、アラセイトウ、ビンカ、ガーベラ、カーネーション、シクラメン 、シャクヤク、アメリカサクラソウ、ストレリチア、ワスレナグサ、及びこの種 のもの:果樹としてリンゴ、プラム、モモ、桜桃、カンキツ類、及びこの種のも の;森林樹として、マツ、アメリカスギ、イ1−スギ、トショウ、ニレ、カバノ 木、ヤシ、及びこの種のものがある。このリストは模範的なものを示したもので 、他をtJF除するものではない。
本発明の方法及び組成物は若い植物及び成熟植物のどちらの組織の成長の促進に も使用できる。しかし一般には、植物は子葉あるいは子葉対以上に成育した葉を 少なくとも2枚存することか望ましい。メタノールの代謝に対していくつかの経 路かあるから成長が改善されるのであって、その代謝経路では酸化によって直接 二酸化炭素を生ずるので光ayt吸か減少するのである。速い光呼吸では、植物 の光合成構造物のい(つかの酵素触媒過程の相対的速度で、炭素の経路はメタノ ールの存在下てC,THFAとグリシンを結合させてセリンを生ずるような逆方 向に進み、メタノール代謝生成物の持続的な影響と協力して多員のホルムアルデ ヒドを生成する方向に進む。このような成長の促進に加えて、本発明の組成物で 植物を処理すると膨張が高まる。
膨圧、すなわち細胞の液体含量の増加による植物細胞壁皮膜の膨張は糖の合成に より増加する。しおれの逆の膨張は植物の生長力の正の徴候である。高い膨圧は 孔辺細胞を膨張させ、それによって気孔の開口を増加させ、二酸化炭素の同化作 用を改善する。したかって膨張の上昇は光の存在下で光合成の改良へとつながる 。このように膨張が高まると一般に水の必要量か少なくなり、処理植物の環境の 極端な状態、すなわち熱、寒気、渇水ストレス、低湿度、高照度、及びその種の ものに対する耐性か増加するように思われる。
本発明の植物成長促進組成物はメタノール、メタノールの植物代謝物及び/又は アミノ酸からなり、これらは処理植物の細胞内二酸化炭素の量を増加させ、光呼 吸を抑制し、そして炭素固定と膨張を高めるのに十分な量で存在する。活性な化 合物である代謝生成物の至適量又は濃度は処理する植物の種又は変種、時刻、環 境因子その他この種のものによって変る。
メタノールに関しては、その濃度は一般には容積で5%〜100%、通常は5% 〜50%、より通常的には容積でlO%〜3o96である。メタノールの代謝生 成物は図1の代謝経路から明らかなこれらの生成物を含むものが適切であり、特 にホルムアルデヒド及びギ酸(及びギ酸メチルのような中性の近縁化合物)を含 むものか適当である。これらの容積96は成長促進組成物の全容積に基づくもの である。
アミノ酸に関しては、その濃度は一般に重量てO,1%〜10%、通常はffi 員で196〜5%である。好適なアミノ酸はすへての、あるいは大部分の天然ア ミノ酸を含むが、特に葉に与えた場合、速やかに植物細胞中へ浸透し、そして望 む二酸化炭素の生成を行うアミノ酸を含むものである。好ましいアミノ酸はグリ シン、グルタメート、グルタミン、アラニン及びアスパルテートてあり、グリシ ンはホルムアルデヒ1−のトナーであるメチルテトラヒドロ葉酸(C,THFA )の前駆体どして特に好ましい。
本発明の成長促進組成物は本質的にはメタノール、メタノールの植物代謝生成物 及び/又はアミノ酸の水溶液から成っているが、上述したごとく、これらは通常 各種の方法で性能を改善する池の成分を含む。例えば、本組成物は通゛畠界面活 性剤をなんており、この界面活性剤は、本組成物を葉へ噴霧した時、葉の湿潤、 及びメタノール、メタノール代謝生成物、及び任意に選択したその他の化合物の 浸透を促進させるのに十分な量か含まれている。好適な界面活性剤はアニオン及 び両性イオン洗剤て、ティーポール■HB7、ツイーン■ノニルフエノキソヒド ロギノボリオキシエチレン及びイソプロパツール、ジョンソンベビーンヤンブー 、及びこれらの近縁物質なとかある。
本発明によるメタノールから成る組成物は好ましくはまた図1の別の炭素固定経 路による蔗糖(スクロース)生成を高める成分を含む。これらの成分には、グリ コール酸塩(又はエステル)、グリコール酸塩(又はエステル)、グリシン、セ リン、葉酸塩(又はエステル)、過酸化物、及びこれらに類するものなとの図1 に説明した光呼吸代謝生成物か含まれる。この生成を高める他の成分としては、 グリセロリン酸二ナトリウム、グリセルリン酸カルシウム、L−グリセロール3 −り、酸等のグリセロリン酸の可溶性塩、光合成物のリン酸エステル、及びこれ らに類するものか含まれる。
アミノ酸から成る組成物は、本発明の組成物によって促進された成長のエネルギ ー必要量を維持するのに十分な燐を供給するために、好ましくはまたリン酸源、 好ましくは0.1〜5重Jllt96、さらに好ましくは0.2〜2重量%のグ リセロリン酸又はトリメチルリン酸を含む。
上記に加えて、本発明のメタノール及びアミノ酸組成物は屡々、例えば低ビウレ ソ1−(LB)尿素、硝酸、硝酸ナトリウム、又はその他の窒素塩などの窒素源 ニリン酸塩、トリメチルリン酸、リン酸、有機ホスフェート、過リン酸塩、ビロ リン酸カリウム及びこの種のものなとの燐源:塩化カリウム、硫酸カリウム、硝 酸カリウム、酢酸カリウム、及びこの種のものなとのカリウム源なとの従来の肥 料成分の1種以上を含む。組成物はさらに硫黄、カルシウム、マグネシウムなと の二次栄養素、ならびに鉄、ホウ素、コバルト、銅、マンガン、モリブデン、引 (鉛、及びこの種のもの等の微量養分を含むことかある。このような−次、二次 、及び微量栄養素の液体肥料処方への混合は本特許及び技術文献においてよく記 述されている。本発明の組成物へ添加されることのあるその他の従来の肥料成分 には、アミノ酸、ペプチド、ビタミン、光合成及び光呼吸の生物学的な他の代謝 生成物、殺虫剤、除草剤、殺真菌剤、殺線虫剤、抗生物質、植物成長調節剤、核 酸、及びこの種のものか含まれる。
本発明によるメタノールの植物成長促進処方の具体的例として、きわめて照度か 高い野外(戸外)用と室内(低照度)用を示せは次の通りである。
メタノール 10%to50% 20%グリシン Og/I to 5 g/l  l g/ILB尿素 182伺 to 55 g/l 3 g/IF e E DTA O,01g/l To 0.1 g/I O,01g/ITriton TMX−1000,l ml/l to I ml/I O,5ml/1水(f f) QID Iff QID H?ζjぴ過方 メ9/−ル10% to 20% 10%グリシン I g/I Lo 3 g /l l g/l尿素 1 g/l to 6 g/l 2 g/l尿素リン酸  0.1 g/l to 1 g/I l g/IF c EDTA O,01 g/I 100.05 g/I O,01g/lグリセリンリン酸 1 g/l  to 10 g/I 3 g/I二ナトリウム TrilonTMX−1000,1ml/l to I ml/l O,5ml /l水(1り QID IN QID H’低照度条件下でのグリセロリン酸と グリシンの添加は葉の損傷を防ぐ。低照度とは100〜l 50 tt l1i n/m’/秒である。具体的な野外処方でメタノール及びその代謝生成物が成長 促進に対して完全に有効性を発揮するためには直射日光が必要であるが、グリセ ロリン酸及びグリシンは、さえぎられた日光や人工光に曝された処理植物をメタ ノールやその代謝物による損傷から守る。野外と室内処方の差は高照度によって 起こる高温によるものである。室内の低照度は植物の光リン酸化能及び二酸化炭 素固定酵素系の活性化能を低下させるので、添加したリン酸塩及びΔTPは植物 の代謝努力に対して有効な助力となる。
本発明のメタノール植物成長促進組成物は適当なメタノール濃度を有するメタノ ール水溶液をinることによって調製される。残りの成分はメタノールの添加前 又は添加後に、通常は攪拌及び時により加熱しながら水に溶かす。成分が沈澱し ないような条件下で処方物を貯蔵するように注意を払う。
本発明によるグリシン、グルタミン酸塩及びアスパラギン酸塩からなるアミノ酸 処方の具体例を次に示す。
アミノ酸処方の具体的な例 グリノン l g to 100 g 50 gグリセロリン酸 1g to  20g logTriton X−1000,I ml/l to l ml/ I O,5ml/1水 QID l 1iter QID l 1iterグル タミン酸塩 1gto100g 20gグリグルタミン酸 1gto20g I gピロリン酸四カルシウム Ogto2g IgTriton X−1000, 1ml/l to I ml/I O,5ml/1水 QID l 1iter  QID l 1iterアスパラギン酸塩 1 g to 100 g 50  gグリセロリン酸 1gto20g 2gビロリン酸四カリウム Ogto2 g IgTriton X−1oo O,1ml/l to I ml/I O ,5ml/1水 QID l 1iter QID I 1iterメタノール 及びアミノ酸の両植物成長促進処方について、濃厚液を調製することは’ir■ 能で、この濃厚液は適当に水で希釈すると上述した濃度範囲を有する直接使用に 適した処方になるようにしたものである。
本発明のアミノ酸植物成長促進組成物の調製はアミノ酸溶液として又はアミノ酸 の乾燥組成物とし?!tでもよい。例えばグリシンはW、 R,Grace社( マサチュセノツ州しキシントン)からバルク爪として人手することができ、適当 な濃度に水に溶解する。残りの成分はグリシン溶液に攪拌しながら適宜加熱して 加え溶解する。成分か沈澱しないような条件下で処方物を貯蔵するように注意を 払う。
本発明の植物成長促進組成物は集用ミスト又はスプレィとして使用するのが好ま しい。通常、肥料組成物は、植物の日光やその他の照射源に直接曝露される部分 に水溶液かかかるように植物の上部から散布すればよい。従来のスプレィ器具を 使用することかできる。
野外植物には農業用噴霧器を使用し、室内用植物には手押しの噴霧器を使用して もよい。葉及びその他の植物の表面が湿るように十分にスプレィする。農業で使 用する場合の使用量は一般に1ニーカー当り5〜100ガロンの範囲であり、2 0%の処方で1ニーカー当り約20ガロンである。通常この肥料のスプレィは植 物の撒水又は潅水の間の時期に行う。
植物成長促進組成物は植物か直射日光又はその他の照明に曝露されている間に使 用するのか好ましい。植物を膨張させ、与えた炭素を固定させるのに十分な時間 、植物を日光又は照明に曝露したままにしておく。通常肥料を与えた後生なくと も2時間、好ましぐは少なくとも4時間植物を日光又は他の照明に曝露したまま にしておく。
植物の照明は、日光でも人工照明でも、光呼吸を誘導し、図1の代謝経路にした かって炭素固定をするに十分な照度かなけれはならない。適切である最低の照度 は100μEin /m2/秒て、直射日光は常態ではより高い照度を与える。
室内処方におけるグリシンとグリ七ロリン酸塩の包含は勿論低照度条件下、すな わち100μEin /m2/秒て、又はそれ以下で炭素の固定を高める。しか しながら室内用処方物でも使用後生なくとも2時間、好ましくは4時間強い照射 に曝露することか好ましい。
次の例は説明のためのもので、制限のために示すものではない。
アメリカ合衆国、アリシナ州、マリコバ地方の不毛の南西部にある潅汽農場で夏 期に野外試験を開始した。ワタ畑で予備試験を実施し、30%メタノールと0゜ 1%界面活性剤で1回菓に噴霧したところ、約2週間後には対照(メタノール無 して成育)より葉が大きくなり、trも高くなったことか認められた。さらに秋 にチリメンキャベツで試験を行った。20%メタノール・0.1%界面活性剤を 使用して綿の木と同様の改善か認められた。しかしながらメタノールを(り返し 使用すると、チリメンキャベツは窒素欠乏の徴候を示した。その後、N1bCO NIl* (15) 、FeHEEDTA (0,08)及びTriton X  −100(2,5) (gm/L、メタノ−ノリを含む最少強化メタノール溶 液を処方し、適当な希釈液となるようにpH65〜7.0の水に加えた。
メタノール溶液による冬期のチリメンキャベツの処理は評価できるほどの成長の 促進を示さなかった。成長を促進させるため、メタノールに可溶性の多l栄養素 及び微量栄養素を含む媒体を開発した。これは次のものを含む(gm/L) : NH□C0NH2(10) 、NH,CONH2−1(、POl (+ ) 、  CH3CO0H(4)、HOCH2CH2SO,Na(1j、 (CH,COCoo)t ・4H,0(2) 、Ca(NO,)2−48.0  (+ ) 、FeEDTA (0,08) ;及び微量栄養素(Ill)m)  (CH,C00) zcu −N20(+ )、(CH,C00)2Zn・2F +、0(1)、+1.BO3(2)、(CHaCOO)、Mn ’ 41(20 (1)、(CHICOO)2CO’ 4 N20(0、1)及び12MoO*・ H3P04(0,01)。この多量及び微量栄養素は大部分の冬の農作物又はお おい下植物の成長に目立った差違をもたらさなかったが、後に10倍濃度として カンキツ類の栄養不足を直すのに利用された。
0.196グルタミン酸塩又は0.2%グリノンを添加してメタノール水溶液を 補足すると晩冬の植物及びおおい下植物の成長を促進した。人工照明下の室内植 物をグリノン−メタノール処理すると48〜72時間後に葉に損傷が起こった。
グリノン強化メタノール溶液に0.5%のり、L−α−グリセロリン酸を添加す ると、低照度(約75〜100μEin /m”/秒)の人工照明下でも植物の 膨張を改善するようになった。
処理した土壌植物及び対照のすべてに正常な成長を維持するために十分な肥料を 与えた。鉢植え植物には次の混合物から成るOsmocote 17−6−10 PlusIJinors Pland Food for Potting M ixesを補給した。すなわち%組成でN(17)、P(6)、K(10)、5 (4)、Ca(1,5)、Mg(1)、B(0゜02)、Cu (0,05)) 、Fe (0,4)、Mn (0,1)、Mo (0,001)、Zn (0, 05)の混合物である:野外農園の農作物には、それぞれの農耕に適した割合て N、P、 K及びSの農業用肥料を補給した。
使用方法 菜p打1傷を防ぎ、農園への使用回数をできるだけ少なくするために、5%ずつ の濃度勾配のメタノールを、最大の用量反応を設定するために農作物に与えた。
一般に設定した毒性濃度より約10%下のメタノール濃度が望む成長反応をもた らした。例えば、純水中のメタノール濃度が1〜50%の範囲でワタに対するメ タノールの毒性曲線を作成した。40%以上のメタノール濃度で、10日以内に 褐色部分及び梁のしおれが観察された。30%濃度のメタノール水溶液はワタの 葉にfit傷を与えなかった;しかし30%のメタノールを24時間以上留めて おいたワタの葉の欠刻及び欠刻部分か変色して脆くなったものもあった。最少強 化30%メタノール溶液によるワタ畑の処理を2畝において1週間間隔でくり返 した。
最i麦に与える時に、尿素を添加しなかった30%メタノールをワタの成熟を促 進するために与えた。
メタノールの噴霧に従来の農業用器具及び機械か利用できた。農作物へのパイロ ットスケールでの葉への噴霧には、TeeJet8003のフラットスプレィノ ズルの付いた+51容の背負いのスプレー器を利用した。概して100%メタノ ールに可溶性栄養素濃縮物の幹及び茎への噴霧にはこの背負いのスプレィ器を使 用した。
大規模農場の農作物はジエツ!−流攪拌すトルタンク、水圧ベーンポンプ、Te eJet8004フラットスプレィノズル先端を付けた6列のスプレィ−ブーム を装備したトランクターでスプレィした。ノズルの高さと間隔は、各列の中央で 植物の頂上に直接スプレィするようにセットした。圧とトラックターの速度は1 86L/ヘクタールの使用割合になるように維持された。1例として、トラック ターからワタ畑に噴霧するメタノール溶液は次のようなものである:5001’ 容量のタンクで、ノニルフェノオキシヒドロキシポリ(オキシエチレン)イソプ ロパツール0.251及びFeHEEDTA Igを含むメタノール1501を 低ブユレノト(LB)尿素1. 5kgと硝酸カルシウム0.25kgを含むp l+6. 5の水3501に連続攪拌しながら加え、その溶液をトラックターに 積んだスプレィ器で葉へ噴霧した。メタノール溶液による農作物の処理は必要に 応じて温源と温源の間にくり返し行った。その池の点でメタノール処理植物は成 熟するまでその他の農作物と同様に管理した。
温室では、メタノール又は栄養素の水溶液を葉面よりのミスト又は霧潅水システ ムに注入した。潅水システムは1本のバラ当りO,1mlのメタノールが噴霧さ れるように調節された。この噴霧操作は8目間隔でくり返された。
実験室での試験又は限られた農園での試験では手動の710m1容愈の調節可能 なスプレィ器から微細な霧で葉が湿るようにスプレィした。手動スプレィによる 使用割合は農園植物に対しては調節しなかった。この手動スプレィ方法は個々の 植物又は個々の葉を試験するのに用いられた。例えば綿では、別々の木の同じ大 きさ同じ位置の対の葉を測定マークしてそれぞれの木の葉の成長を測定した。一 方の綿の葉は30%メタノール溶液を葉が湿るように霧を吹き、他方の木の葉に は対照とマークして水で霧を吹いた。綿の葉に3回噴霧して20日後に長さ及び 1】の中央値を測定した。もう1つの実験として、毒性量を調べるため、それぞ れのグリーンキャベツに濃度勾配をもったメタノールを噴霧した。
植物組織が連続して長期間メタノール溶液と接触すると、接触点で組織の損傷を 起こした。くり返しの使用は膨張が弱まった時に実施された;くり返しの処理は 通常1〜2週間の間隔をあけて行われた。野外での処理は日の出抜2時間経過し てから開始し、少なくとも日没前4時間までには終了した。
農業 1991年アリシナ州マリコバ地方で、野外の市販用作物として野菜及び綿の木 を潅概した列に植えた。綿の木の数は1ヘクタール当り約too、000本であ った。農園用の種子は次の起源のものであった。
チリメンキャベツ(Brassica oleracea capitata)  、5avoy King、 5akaLaSeed America、Inc 。
グリーンキャベツ(Brassica oleracea capitata)  、l1ead 5tart、 1lybrid。
Asgrow 5eed Companyジョートスティプルコツトン & Pine Land Companyマカロニ小麦リバ(Triすicum  durum) 、Arizona origin. Borden Past a Group大麦(Hordeum vulgare)、Arizona O rigin. Salt River Seed and SoybeanCo mpany ジェノバブノン詰用トマト(Lycopersicon esculentum )、Northrup King。
園芸 春にアリシナ州のマイコバ地方にある市販の温室に次の品種のハイブリッドティ ーローズ(Rosa SPP. ) 3 0 0 0株を植えり: ロー 9  +)−ロース、ホールハリス、ミスオールアメリカンビューティ、トロビカナ、 ブルーガール、エンゼルフェイス、ファース1ーブリソツ、ローエルトオマス、 ティファニイ、ミスターリンカーン、ジョンエフケネディ、ジηセフコート、ピ ース、及びクィーンエリザベスなとである。鉢植えの用土は樹皮9096、川砂 596、表土5%から成っていた。バラにはOsmocoje l 7 − 6 −1 0 Plus Minors及び低ビユレット尿素(4 6−0−0)を 与えた。温室は透明なプラスチック板からできており、照明と熱源は直射日光で あった。温室一部屋全部のバラを処理した。対照のバラは隣りの同じ構造の温室 中で栽培した。対照には噴霧システムにより水を与え、処理群のバラにはアブラ 虫の侵入を防ぐため0.196のPounce 3. 2EC (FMC Ca rp.、イリノイ州、シカゴ)ピレスロイド殺虫剤を補給した最少強化10%メ タノールを与えた。
樹木は茎や菜にメタノールを噴霧して処理した。レモン(Citrus lim on) 、ダイダイ(Ci frus aura口tium)、グレープフルー ツ(Citrus paradisi)、巳uca+yptusmicrofi ca. Olea europaea. Phoenix canarieni s.Washingtonia robus狽=DPinus eldarica及びPinns halepenisなとの樹木であった。土 壌改良に対する栄養補給の効果を試験するため、5本のグレープフルーツの木を 前年から栄養不足の状態にしておいた。これらのグレープフルーツの木は果実の 減少、葉の変色及び白化の徴候を示してN, S,及びFeO不足状態にあった 。これら栄養不足のグレープフルーツの木の3木にN, S及びFeを補給した メタノール溶液を幹の樹皮の上から噴霧した。
小麦、大麦、トマトなどの容器に撒いた種子は、樹皮90%、川砂5%、表土5 96及び肥料を入れた72穴のプラスチック製の木用子箱中て発芽した。小麦を 直射日光に当て、2回連続して撒水を止めて水ストレスにした。その後正常の撒 水に戻した。水ストレスにする2 [1 iiIに小麦を20%メタノール可溶 性の多量栄養素及び小R栄養素で処理した。成熟時に花軸、種子・、及び籾殻よ りなる穂を50本if量し、対照及び処理植物それぞれについて1穂当りの種子 を数えた。
大麦(llordeum vulgare)を8596遮蔽網て口先をさえぎっ たり、あるいは直射日光に当てたりして低照度の影響を試験した。大麦は類似の ものを選択し、処理大麦と対照大麦の条件をくり返すために並へて置いた。大麦 を81のプラスチック容器で栽培し、互いに陰になるのを防ぐため隣りと5cm (径など)の間隔をおいた。6セツトの大麦を作り、2セツトを直射口先用に、 2セットを日陰用に、2セッ1−をグルタミン酸とすトリウム塩を添加(最少強 化メタノール溶液1/中1g)した日陰用とした。セットの半分は処理せずにお いて対照とし、他のセット試験溶液て処理した。試験のくり返しにおいて、ナト リウムが成長反応に関係かないことを確認するために、グルタミン酸塩の代りに グリシン(2g/L)を使用した。2週間の試験期間中、大麦には3回メタノー ル溶液でスプレィ処理した。
膨張の増加は処理前と処理後の大麦の葉の角度を分度器で測定して決めた。0〜 180度のベースラインを中心茎の主軸と同方向に合わせた。
標準グリシン溶液による収率の増加を確認するため、3月1日から4月1日まで の寒い晩冬の期間に、グリシン2g/Lを添カI比た最少強化20%メタノール 溶液で植物を処理した。試験植物は曇った田こ3回処理した。処理した栽培変種 植物は次のものである: rlchiban Jナス、rGenoa J トマ ト、rsequoid Jイチゴ。植物の高さは毎週処理の開始時には5−10 cmであった。地上部をつけ根のところで切断して収穫した。地上部と個々の葉 の生の重量を対照植物とメタノール−グリノン処理植物について記録した。
一般の室内鉢植え植物用の処方は、最少強化10%メタノール溶液中にグリシン 0. 1%を含むものに0.5%のグリ七ロリン酸二ナトリウム・5H20を補 給したもので、これを微細な霧として手動で葉に与えた。グリセロリン酸溶液を 与えた植物はChrysanthemum indicum、 Dieffen bachia 5equinl、 Syngoniun+podophyllu m、 5cindapsus aureus、 Picus elastica 及びCo1eus blumeiであ■■B 人工照明下で2週間、膨張の増加及び薬害徴候について植物を観察した。
1゛ウモロコシ(Zea mays cultivar Sweetie 82 、Sun 5eeds Co、)モロコシ(Sorghum vulgare) 、ギョウギシバ(Cynodon dactylon)及びセイバンモロコシ( Soryhum halepense)なとの04代謝の植物の集に秋の間野外 で20%メタノールを噴霧した。1週間間隔で2回以上菜に噴霧し、1か月間観 察した。トウモロコノの葉の長さ及び穂軸の数を、標識したメタノール処理植物 及びlOエニーーの農園内の隣りの列の対応する対照植物について測定した。
結果 植物は薬害濃度のすぐ下の濃度で、メタノールに速やかな反応を示した。メタノ ールの薬害濃度は噴霧した解剖学的位置及び植物の種類によって変化した。一般 に茎は高濃度に耐性を示した;80〜100%のメタノールをマツ(Pinus eldarica及びPinus halepensis)、ヤシ(Pboen ix canariensis及びWashingtonia robusta ) 、−L−カリ(Eucalyptus m1crofica) 、レモン( Ci truslimon)、ダイダイ(Citrus aurantium)  、グレープフルーツ(Citrus paradisi)及びオリーブ(Ol ea europaea)の木の幹の部分に直接使用したか損傷は観察されなか った。3か1前に刈り込んたPinus eldaricaの茎に90%メタノ ールを噴霧したところ、12時間以内に古傷から樹液か流れ出た。マツの技の樹 皮を通しての浸透は速やがてあり、メタノール処理により新しい樹液か登って出 てくることがら転流は明らかである。Washingtonia robust aヤシのジャームリングに最少強化50%メタノール溶液を月1回6か月間噴霧 した結果、無処理の5個の全地上部の平均重量は15gであり、処理ヤシの5個 の地上部の平均は26gであった。メタノールの濃度勾配へのトマト化ycop ersicon esculentum)の反応は、20〜40%のメタノール から葉の縁への損傷か増加し、4−10日以内ではl096メタノールで植物な 性(薬害)を示さなかった。直射日光下では、最少強化1096メタノール溶液 で3回処理したトマトの成長の増加は、処理2週間以内で対照より明らかに多く 、対照か9−10節間を示したのに対し、処理トマトの木は+2−16節間を示 した。処理したトマト植物体の葉及び茎は対照より直径で25〜50%大きかっ た。処理したトマト植物の実の付き初めは対照より5〜lO口早かった。
葉のメタノール必要量はかなり異なり、例えばヤシやユーカリの葉には50%メ タノールを使用したが、ナスは10%メタノールで処理した。品種のレベルで葉 に対するメタノールの至適濃度に有意差が認められ、具体的例で言うと、冬期に はチリメンキャベツで20%メタノール、グリーンキャベツで50%メタノール であった。設定した薬害濃度よりかなり下の濃度を葉に使用する場合には、薬害 濃度近くで使用する場合と同様の速やかな成長反応を引き出すためには繰り返し 使用することか必要である。例えば、20%のメタノール濃度では、グリーンキ ャベツの場合、50%メタノール1回使用の場合と同様の反応を示すためには3 〜6回の繰り返し使++171J’必要である。無処理の対照キャベツは20% メタノールで1回処理したキャベツと大きさ力洞してあったが、20%メタノー ルで繰り返し処理したキャベツ又は50%メタノールで1回処理したキャベツは 4週間で対照の約2倍の大きさに成長した。正午の直射し1光下で葉を処理する と、メタノール処理2時間以内に膨張の増加か観察された。処理植物の膨張の増 加は特に温源サイクルと溜部サイクルの間で明らかであり、また対照か直射日光 下でしぼんだのは午後であった。対照か水ストレスにかかつている間、処理した 方は直立しており、よく育っていた。正午の高い直射日光下で、例えば、綿の葉 に30%のメタノールを噴霧すると4時間以内に葉の膨張か増加し、2週間以内 に無処理の対照より高さて約15%多く成長した。1990年に気温が45〜5 0°Cになった時、処理した綿の木は膨張した状態にあったか、残りの綿は午後 の温度のピーク時にしおれてしまった。綿の収穫の12週間前に2回処理した5 6エーカーの農園では無処理の農園より2週間早く実か成熟した。この早期の成 熟により2週間早<潅汽を終了することができた。
チリメンキャベツを直射日光下20%メタノールで処理した。気温の最高が40 °C以上であった1週間の間、処理したチリメンキャベツは元気に育っていたが 、対照はしおれてしまった。秋の間にメタノールを1回噴霧処理したチリメンキ ャベツは、2週間後対照より約50%多く成長し、大きくて分厚く、より多くの 葉かついていた。メタノールを多数回噴霧処理したチリメンキャベツは5回噴霧 後白化現象を示し成長を停止したので、尿素及びキレート鉄を含む栄養素補給溶 液を成長維持のために使用した。最少強化20%メタノール溶液で3回処理した 4週間後に、処理キャベツは対照の2倍はとの大きさとなった。60口間の長期 試験で最少強化20%メタノール溶液を10回噴霧した試験では、処理したチリ メンキャベツの10個の平均は1個当り3.5〜4. 0kgであり、一方対照 10個の平均は1個当り2. 0−2. 5kgであった。成熟速度に関する実 際の野外試験で、100個のチリメンキャベツを1991年の秋に最少強化20 %メタノール溶液で5回処理した。試験については何も知らされていない農園の 作業者によって収穫か行われ、彼らはI−1,5kg以上のキャベツのみを選択 した。処理したチリメンキャベツは100個の無処理の対照より均一でより早く 成熟した。100個の処理チリメンキャベツのうち、最初の摘み取りて75個が 収ffされた。これに対して、無処理のチリメンキャベツの16%が最初の摘み 取りで収穫されたのみてあった。対照のチリメンキャベツの列は処理キャベツの 北、東、西あるいは南に直接隣接していた。最も大きいものは処理区域にあり、 3.5〜4kgであった。対照の列の最も大きいものは2. 5−3. 0kg であった。
雲か空をおおい、雨か屡々降る口の短い期間に、各画についてさらにキャベツの 測定試験を行った。冬の冷たい、湿気の多い、低照度の条件下では、処理キヤへ ソと対照キャベツとの間の差は一般にわずかであった。
ロータリーローズ、ボールハリス、ミスオールアメンカンビューティ、トロビカ ナ、ブルーガール、エンゼルフェイス、ファーストブリッ゛人ローエルトオマス 、ティファニイ、ミスターリンカーン、ジョンエフケネディ、ジョセフコート、 ピース、及びクィーンエリサヘスなとのハイブリッドティーローズ(Rosa  SPP、)の全品種をn週最少強化10%メタノール溶液十〇、1%ピレスロイ ド殺虫剤で葉に噴霧処理しこ。高濃度の鉄による予備試験で、メタノール中Fe HEEDTA 0. 9gm/しては植物毒性を示したか、メタノール中0.0 8gm/Lがバラの乙°葉か耐えられる最大濃度であった。第3回及び最後の噴 霧には尿素を加えなかったので、最後の噴霧においてきわめて高いCAN比か達 成された。メタノールでの処理で、ロータリーローズ、ボールハリス、ミスオー ルアメンカンビューティ、ブルーガール、ティファ二も ミスターリンカーン、 ジョンエフケネディ、ジョセフコート、ピース、ローエルト−マス及びクイーン エリザベスは温室に入れてから62日以内につほみや開花にまで成長した。エン ゼルフィス、ファーストブリマツ及びトロビカナの処理したものはつぼみや開花 に至るまでに約70目安した。対照の温室では、供試した全品種がつほみや開花 に至るまでに75〜80口を要した。処理したバラの方か対照よりも葉も開花も 充実していた。例えば処理したミスオールアメリカンビューティの花は個々の平 均型lは生で26gであるのに対し、対照の開花した花は18gであった。最初 の開花時に、処理したボールハイスは平均8個が開花したが、対照では最初の開 花時に遅れて4個が開1 花した。バラは元気で害虫もいなかった。
デユーラム小麦(Triticum durum)を水ス1−レス前に、可溶性 の多量及び微量栄養素を添加した20%メタノールで毎週直射日光下で3回処理 した。2回目の温源サイクルを止めた後、対照は毎午後約2時間しおれていたが 、メタノール処理した小麦は直立し膨張していた。植え付けてから45日後、処 理した小麦の葉は対照の葉より長さて50%、l+て35%大きかった。収穫時 に、処理した小麦は稈当り平均18個の種子があり丸々としていたが、対照は平 均12個で小さかった。処理小麦からの個々の乾燥穂重の平均は0.36gであ るのに対して対照からのものは0.16gであった。
6月から8月にかけてffi!した列に野外で植え付けた短繊維綿(Gossy pi umhirsujum)にメタノールを噴霧した。最少強化30%メタノ ール溶液で処理した2週間以内に、綿の木は対照より膨張しており葉も大きかっ た。メタノール処理により綿の葉の成長か促進され、2〜3週間で対照より面積 で20〜100%、厚さて約25〜50%大きかった。木の上部で葉の最大の増 加が認められ、改善の最も少なかったのは最下部であった。トランクターのスプ レィ装置から個々の綿の気に1本当り約0. 5mlのメタノールを噴霧した。
噴霧した綿の木はメタノール噴ii& 20〜30日間は9目間隔ての71!厩 を必要としたのに対し、対照の綿の木は7日サイクルのI’1lJEを必要とし た。
直射日光に十分曝露した別々の綿の木で、それぞれの葉にマークして行った平行 試験で、30%メタノールを10枚の葉にスプレィし、対照の葉10枚には水を スプレィした。目印の札が失くなったり葉か損傷したりして、20日口の終了時 に最後の測定に残ったのは6対の葉のみであった。処理した葉は対照より一貫し て長さ、[11共に少なくとも20%は大きかった。処理した木の個々の乾燥し た梁のff1ffiは平均して25〜3.5gであったか対照の乾燥葉の重量は 平均l。
2〜2.5gであった。
カンキツ類の木の栄養不足の補正にはlO倍濃度のメタノール可溶性の多量及び 微量栄養強化溶液をスプレィした。3か月毎に100%メタノール栄養素濃縮物 を3本の栄養不足のグレープフルーツ(Citrus paradiri)の木 の幹にスプレィした。若葉の季節の初めに、処理した木の若葉には葉の栄養不足 による徴候は認められなかったが、処理しなかった対照では栄養不足による黄色 葉脈の徴候を示すは梁が出現し続けた。
直射日光の条件下て2週間後に、最少強化メタノール溶液で処理した大麦は対照 より約50%多く成長した。光を制限した条件下では、対照はわずかに黄色して 高さが平均10.5cmとなった。最少強化メタノール溶液で処理した大麦は、 低照明下で高さが平均約6. 3cmで葉の先端か褐色にしおれていた。最少強 化メタノール溶液にグルタミン酸塩を添加したものでは、低照明の条件下で大麦 は平均約12.3cmの高さになった。グルタミン酸塩の代りにグリシンを用い て試験をくり返すと、大麦は口重で同様の成長の改善を示した。グリシンとメタ ノールで処理した大麦は直射日光下で30分以内に、口重で数時間後に膨張の増 加を示した。しおれた大麦の葉を処理すると、直射日光下で、処理前の位置より 上に角度か25度も立ち上がった。
口重の大麦での試験で観察されたグリシンの解毒作用は、高濃度のメタノールも 損傷を与えることなしに使用できることを示したものであった。メタノール溶液 にグリシンを添加すると、バラやトマトは20%メタノール溶液による植物毒性 を示さなかった。グリシン無しては、バラやトマトは20%メタノールで処理i L緑か褐色で脆い葉か現われた。メタノール−グリシン溶液で植物を処理後、植 物をきわめて低照度の下に置くと、48時間後には処理液か蓄積していた部分に 、不規則な灰色の部分か出現した。
グリノンの添加が口重での植物の反応を改善し、またグリシンはメタノールの毒 性を低減したと言う観察に基づいて、曇った日又は非直射日光下で使用する標準 溶液を次のように処方した メタノール20%、尿素0. 1%、尿素リン酸0 ゜1%、グリシン0. 1%、TritonX−1000,05%及び水。この 標準処方溶液を野外で容器に栽培したナス、イチゴ、及びトマトに手動で週1回 、3週間与えて、対照と比較して次のような改善が見られた(表1)ナス 57  35 17 (5,6) 7 (4,4)イチゴ 28 17 7 (4,1 ) 5 (2,6)トマト 6541 メタノール・グリシン処方液で処方後は、葉に不規則な形の黒い斑点が現われる 前に植物を直射日光に曝す必要があった。メタノール−グリシン処理後24時間 以内に植物を日光に曝せば、葉の損傷は観察されなかった。光合成のためには、 グリシン補給を解毒する後処理が必要なことから、グリセロリン酸が添加された 。
メタノール+グリシン+グリセロリン酸溶液を室内のバラに噴霧し、対照として 、メタノール−グリシン、メタノール、及び水を噴霧した。5日後、水を噴霧し た対照は即問か伸長してわずかに黄化し、水ストレスを示して全部の花がしおれ た。メタノールを噴霧した対照は葉全体及び葉の1部が枯れて脆い褐色を呈して 強い植物毒性を示した:メタノールーグリシンを噴霧した対照は葉に不規則な黒 い斑点か現われた:メタノール+グリシン+グリセロリン酸で処理したノくうの 潅木は、健康で緑色を呈し膨張していて、花は直立して完全に開花していた。
蛍光燈(75−100μEin /m”/秒)下で、Ficus elasti caの葉は、メタノール+グリソン+グリセロリン酸溶液ての処理2時間以内に 下方近くの葉の膨張は明らかに増加し、葉は最初の水平の位置から垂直方向に4 5−60度立ち上った。同様に、20%メタノール+グリシン+グリはロ1ル酸 を葉へ噴霧することにより、Chrysanthemum indicum、D ieffenbachia 5equine、Syngoniumpodoph y l lum及び5cindapsus aureusは室内の人工光下で1 週間以上膨張の増加と健康的な成長を示した。Co1eus blumeiを2 0%メタノール+グリシン士グリセロリン酸て毎日処理すると、1週間i組処理 植物の1本当りの平均重重は43gであり、−力水を噴霧した対照の1本当りの 平均正正は36gであった。
トウモロコシ、モロコシ、ギョウギシバ、又はセイバンモロコシなどの04代謝 植物に何れの濃度のメタノールを使用しても、正の成長効果は認められなかった 。一般に20%メタノールを5回葉に噴霧すると、わずかに葉に損傷を起こし、 対照より葉は大きくならず、また早期の成熟も認められなかった。メタノール処 理したl−ウモロコシは対照と比較して実又は成長度において差を示さなかった 。
メタノールて繰り返し処理したトウモロコシの葉は対照の葉の正常な平らな表面 と比較して、中央の葉脈に沿っての線状の褐色帯と波状の葉組織を示した。
試験した種々の植物の収穫の改善をまとめたものを表2に示す。
表2 1−71・ 50% 30 イチゴ 60% 30 ナス 60% 30 綿 50% 30 チリメンキヤヘツ 50% 60 小麦(穀物収量) 100% 60 アミノ酸処理はグリセロリン酸やトリメチル1ル酸なとの低濃度(1−10mM )の利用可能なリン酸源と組み合わせて行うと最もよい。至適の投与量は長期の ストレス期間中に葉裏面積1平方フィート当り0.01−0.1gのアミノ酸を 与えるとよい。例えば綿は、グリシン0.5%、グリセロリン酸0,2%、カル シウム塩; Triton X −100;及び水を含む成長改善グリセロIル 酸−アミノ酸(GIGA)溶液で処理した。この溶液はクエン酸−1ル酸ノく・ ノフア−でpH6゜5に調節した。サードピンヘッドスクエアの発生時には1週 間に1度3週間この溶液を1本の本当り5mlを背負いの噴霧器で各々の木の葉 にスプレィした。無処理の水、界面活性剤、グリシンと界面活性剤、グリセロリ ン酸と界面活性剤、2096メタノール+界面活性剤を含めて6種の対照を試験 した。前にノくうでの試験て記述した条件と同し温室の条件下で綿をプラスチッ ク容器で栽培した。午後の最も高い照度ては約800〜l 000μEin/m ”/秒に達し、温度が100 °F以上に上對するにつれて、無処理の対照の綿 はl田こ4〜6時間しおれた。最初の処理の30日後に1本の綿の木当り3枚の 葉の表面積を測定し、また葉の乾燥重量も測定した。測定結果の統計分析により 、個体の同一性の確率で、乾燥重量の葉裏面積への直接相関を示した。GIGA 及び20%メタノール士界面活性剤の溶液か他の対照より葉裏面積の有意の増加 を示した。16例でのCl0A対20%メタノール+界面活性剤試験母集団につ いての対標本T検定での推測分析で平均差、=5.648、標準偏差=15.4 17、T=1.465、自由度=15、確率=0.164であった。GIGA処 理母集団の葉(平均=79cm”)はメタノール処理[)集団(平均=73cm 2)と比較して平均して大きかった。他の試験母集団すへての乎均葉表面P11  (62cm”)はGIGA処理綿より約25%小さかつtこ。
例えば、GIGA群対水対照81についての対標本T検定では平均差=19.8 61.5D=16.867、T=4.710.DF=15及び確率=o、ooo であった。GIGA処理群と水処理群間の同一性の確率のきわめて低い値は母集 団における有意差を示す。GIGA対グリシン士界面活性剤についての対標本T 検定で平均差−15,233、確率=0.006であり、またC;IGA対グリ セロリン酸十界面活性剤についてのT検定で平均差=18.03L確率=0.0 09であるのて、統計分析はまた成長改善には1ル酸源とグリシンとの組み合せ が必要であることを示している。推測分析は、試験したすべての群のうちで、引 GA処理か葉の最も大きい成長を示したことを示している。
上記において、本発明の理解のために詳述に記述しているが、特許請求の範囲内 において、必要な修正を加えて実施しうろことは明らかであろう。
→ N ○ J 手続補正書(自発) 明細書、請求の節回及び要約書目訳文の浄書(内容に変更なし)フロントページ の続き (81)指定国 EP(AT、BE、CH,DE。
DK、ES、FR,GB、GR,IE、IT、LU、MC,NL、PT、SE) 、0A(BF、BJ、CF、CG、 CI、 CM、 GA、 GN、 ML、  MR,NE、 SN。
TD、 TG)、 AT、 AU、 BB、 BG、 BR,CA。
CH,CZ、 DE、 DK、 ES、 FI、 GB、 HU、JP、KP、 KR,KZ、LK、LU、MG、MN、MW、 NL、 No、 NZ、 PL 、 PT、 RO,RU、 SD。
SE、SK、UA、US、VN (72)発明者 ベンソン、アンドリュー、ニーアメリカ合衆国92037 カ リフォルニア州。
ラ ジョラ、フォルサム ドライブ6044

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.植物の成長を促進する方法で、植物の膨張を増加し、植物内の炭素固定を高 めるのに十分な量のメタノール又はメタノール代謝生成物を含む成長促進組成物 を植物に使用することより成る該方法。
  2. 2.植物がC2経路により二酸化炭素を固定する高等緑色植物である請求項1に 記載の方法。
  3. 3.さらに、成長促進組成物を適用後少なくとも2時間100μEin/m2/ 秒の最少照度の光に植物を曝露することよりなる請求項1に記載の方法。
  4. 4.成長促進組成物が葉へのスプレイとして使用される請求項1に記載の方法。
  5. 5.スプレイを光の入射方向へ摘用する請求項4に記載の方法。
  6. 6.成長促進組成物がメタノールを容積で5%−50%の濃度で含む請求項1に 記載の方法。
  7. 7.成長促進組成物がさらにグリシンからなる請求項1に記載の方法。
  8. 8.成長促進組成物がさらにα−グリセロリン酸から成る請求項7に記載の方法 。
  9. 9.植物に使用した時、植物の膨張を増加し炭素固定を高めるのに十分な量存在 するメタノール又はメタノール代謝生成物の水溶液から成る植物成長促進組成物 。
  10. 10.水溶液が容量で5%−50%存在するメタノールを含む請求項9に記載の 植物成長促進組成物。
  11. 11.さらに処理植物に該栄養素を供給するのに十分な量存在する窒素栄養素源 及び燐栄養素源から成る請求項9に記載の植物成長促進組成物。
  12. 12.窒素源を尿素、尿素ホルムアルデヒド、イソブチリデン尿素、硫黄被覆尿 素、硝酸塩、ソーダの硝酸塩、硝酸カルシウム、アンモニウム塩及びアミノ酸か ら成る群から選択し、また燐源をリン酸塩、リン酸塩と炭水化物の代謝産物のリ ン酸エステル、有機リン酸塩、ピロフォスフェート、ポリホスフェート、濃縮過 リン酸塩、窒素リン酸塩、尿素リン酸塩、リン酸−カルシウム、フランコライト 、正リン酸、及びトリメチルリン酸エステルから成る群から選択した請求項11 に記載の植物成長促進組成物。
  13. 13.さらに該栄養素を処理植物に供給するのに十分な量存在する鉄栄養素源か ら成る請求項9に記載の植物成長促進組成物。
  14. 14.表面の湿潤及び処理植物の浸透を高める界面活性剤から成る請求項9に記 載の植物成長促進組成物。
  15. 15.容量で5%〜50%のメタノール、0.1g/1〜5g/1のグリシン、 及び界面活性剤から成る植物成長促進組成物。
  16. 16.さらに窒素栄養素源、燐栄養素源及び鉄栄養素源からなる請求項15に記 載の植物成長促進組成物。
  17. 17.窒素栄養素源を尿素、尿素ホルムアルデヒド、イソブチリデン尿素、硫黄 被覆尿素、硝酸塩、ソーダの硝酸塩、硝酸カルシウム、アンモニウム及びアミノ 酸から成る群から選択し、燐栄養素源をリン酸塩、リン酸塩と炭水化物の代謝産 物のリン酸エステル、有機リン酸塩、ピロフォスフェート、ポリフォスフェート 、濃縮過リン酸塩、窒素リン酸塩、尿素リン酸塩、リン酸−カルシウム、フラン コライト、正リン酸、及びトリメチルリン酸エステルから成る群から選択し、鉄 源をEDTA−キレート鉄、ベルセン−キレート鉄;HEEDTA、NTA、D TPA、又はEDDHA−キレート鉄;ニトリロトリ酢酸−キレート鉄;酢酸塩 −キレート鉄;フミン酸塩−キレート鉄;鉄のやすりくず;硫酸鉄;蓚酸鉄;及 び塩化第二鉄から成る群から選択する請求項16に記載の植物成長促進組成物。
  18. 18.さらに0.1g/l〜10g/lの濃度に存在するα−グリセロリン酸か らなる請求項15に記載の植物成長促進組成物。
  19. 19.植物の成長を促進する方法で、光呼吸を阻害し、植物の成長を促進するの に十分な量の細胞内二酸化炭素量を増加するように選択された化合物を植物の葉 に与えることから成る該方法。
  20. 20.植物はその化合物が存在しなければ光呼吸を誘導する条件に同様になる請 求項19に記載の方法。
  21. 21.光呼吸を誘導する条件が水ストレス、栄養素ストレス、及び高照度から選 択される請求項20に記載の方法。
  22. 22.化合物がメタノール、エタノール、プロパノール、及びブタノールから成 る群から選択された低級アルコールである請求項19に記載の方法。
  23. 23.化合物がアミノ酸である請求項19に記載の方法。
  24. 24.アミノ酸がグリシン、グルタミン酸塩、及びアスパラギン酸塩から成る群 から選択された請求項23に記載の方法。
  25. 25.さらにリン酸塩化合物を植物の葉に与えることからなる請求項19に記載 の方法。
  26. 26.二酸化炭素増加化合物を植物の葉に与える時、界面活性剤を併用する請求 項19に記載の方法。
  27. 27.化合物を、植物が少なくとも約100μEin/m2/秒の光線に曝露さ れている間に、葉へのスプレイとして与える請求項19に記載の方法。
  28. 28.アミノ酸が植物の葉へ与えられた時細胞内二酸化炭素の量が増加するよう なアミノ酸が選ばれ、そして光呼吸を阻害し、植物の成長を高めるのに効果的な 濃度て存在するアミノ酸、リン酸化合物及び界面活性剤の水溶液から成る植物成 長促進組成物。
  29. 29.アミノ酸がグリシン、グルタミン酸塩、及びアスパラギン酸塩から成る群 から選択され、重量で0.1%〜10%の濃度で組成物中に存在する請求項28 に記載の植物成長促進組成物。
  30. 30.リン酸塩化合物が重量で0.1%〜5%で存在するグリセロリン酸及びト リチメルリン酸から成る群から選択される請求項28に記載の植物成長促進組成 物。
  31. 31.界面活性剤がポリオキシエチレン誘導体である請求項28に記載の植物成 長促進組成物。
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