NL8105691A - Samenstellingen voor de verhoging van de koude-weerstand van cultuurplanten en een werkwijze voor het gebruiken van dergelijke samenstellingen. - Google Patents

Description

- 1 -

N/30.554-Kp/Pf/vdM

Samenstellingen voor de verhoging van de koude-weerstand van cultuurplanten en een werkwijze voor het gebruiken van dergelijke samenstellingen.

De uitvinding heeft betrekking op samenstellingen voor de verhoging van de koude-weerstand van cultuurplanten, alsmede op een landbouwkundige methode voor de toepassing van dergelijke samenstellingen.

5 De samenstellingen volgens de uitvinding omvatten als actief bestanddeel êën of meer verbinding(en) met . de algemene formule 1, HO - (CH2)n - NR-^R.^, waarin n een geheel getal is van 2-5 en R^ en R2 elk staan voor waterstof of C^^-alkyl, en R^ waterstof, C^^-alkyl of 10 een vrij elektronenpaar is, of zuuradditiezouten ervan in een hoeveelheid van 0,01-70 gew.%, tezamen met 30-95 gew.% van één of meer vast(e) en/of vloeibaar(-bare) verdunningsmiddel (en) en 0,1-15 gew.% van één of meer oppervlakte-actief(ve) middel(en) en/of additief(ven).

15 Het is algemeen bekend dat klimatologische omstandigheden, in de eerste plaats de temperatuur van de omgeving, een beslissende rol spelen voor de diversiteit van de geografische verspreiding van planten. Deze door temperatuur teweeggebrachte selectie is van wezenlijk belang met betrek-20 king tot graansoorten, groenten en vruchten, die onvervangbaar zijn voor onze voeding. Landbouwkundige technici, die met de kweek en veredeling te maken krijgen in landen met een continentaal klimaat, zoals Hongarije, moeten nauwkeurig de grens van kou- en vorstweerstand van alle cultuurplanten kennen.

25 Natuurlijk kunnen aanzienlijke vorstschades, zelfs in het bezit van de noodzakelijke weerstandsgegevens, niet worden vermeden .

Er zijn drie manieren om de klaarblijkelijk onvermijdbare risico's te verlagen. De oudste methode om vorst-30 schade te verhinderen is het beroken of, als een verder ontwikkelde variant, de toepassing van mistkaarsen. Het doel van deze behandeling is te zorgen voor een luchttemperatuur boven het vriespunt in de directe omgeving van de planten die zijn blootgesteld aan vorstschade en de koude lucht te verhinderen 35 de planten te bereiken. Deze methode is moeilijk uit te voeren en kan niet worden toegepast op bepaalde culturen (bijv. op 8105691 _ * v - 2 - bloeiende fruitbomen). Als een bijkomend nadeel moet de rook of mist voortdurend in stand worden gehouden zolang als het risico van vorstschade bestaat, hetgeen een zware opgave is in het bijzonder onder winderige weersomstandigheden. De 5 tweede mogelijkheid voor het verhinderen van vorstschade, veel belangrijker dan de boven genoemde, is de ontwikkeling van nieuwe koubestendige variëteiten met geschikte opbrengsten.

Dit vereist echter langdurig en kostbaar researchwerk, verder kan het niet worden toegepast voor alle plantenvariëteiten, 10 aangezien bij de plantenveredeling de ene eigenschap meestal slechts kan worden verbeterd ten koste van een andere. Bij sommige cultuurplanten is de mate van vorstgevoeligheid zo hoog, dat de verbetering tot bestendige soorten hopeloos schijnt te zijn.

15 De derde mogelijkheid om vorstschade te ver hinderen is de toepassing van beschermende chemicaliën, gebaseerd op een uitgebreide studie van de beschadiging van planten en delen daarvan als gevolg van bevriezing en de onderzoekingen van de biochemische mechanismen van dergelijke bevrie-20 zingsprocessen /ïlker, R., Warring, A.J., Lyons, J.M., Breidenbach, R.W.: The cytological responses of tomato seedling cotyledons to chilling and the influence of mebrane modifications upon these responses; Protoplasma 90^, 90-96 (19761?.

25 Als een gevolg van deze onderzoekingen wordt thans algemeen aanvaard, dat de membranen van plantencellen en celcomponenten en van de membraancomponenten in de eerste plaats de lipoxden, een cardinale rol spelen bij het optreden van vorstbestendigheid. In een vereenvoudigde benadering kan 30 dit in verband worden gebracht met de fase-overgangstempera-turen van lipoxden. Wanneer de temperatuur beneden de kritische temperatuur is (of beneden een kritisch temperatuurstra-ject voor mengsels van lipoxden), zetten de membraanlipoxden van de fysiologische vloeibaar-kristallijne toestand zich om 35 in de z.g. vaste-geltoestand·. In deze vaste-geltoestand zijn alle functies van de membranen (bijv. de activiteit van de aan het membraan gebonden enzymen, de semi-permeabiliteit van het membraan, de voortgang van transportprocessen, enz.) irrever- 8105691 ' * - 3 - sibel schade aangedaan. Bovendien heeft bij temperaturen beneden 0°C een volgende belangrijke factor, de water/ijsfase-overgang, ook nadelige invloeden. Water in de weefsels bevriest het eerste in de intercellulaire ruimten, hetgeen in de 5 meeste gevallen nog niet voldoende is om de planten te vernietigen. De planten sterven af wanneer het bevriezen verder gaat tot in de intracellulaire ruimten, aangezien onder dergelijke omstandigheden de proteïnen en andere macromoleculen ook het gebonden water verliezen, dat onmisbaar is voor de handhaving 10 van hun natuurlijke conformatie. Bevriezing, hetgeen een expansie betreffend volume met zich meebrengt, veroorzaakt ook mechanische beschadiging, die op zichzelf voldoende is om de plant te doden.

Uit het bovenstaande mechanisme volgt, dat 15 een beslissende factor voor overleving is te verhinderen dat de planten intracellulair bevriezen of tenminste dit proces te vertragen.

Intracellulaire bevriezing kan in principe op verschillende manieren worden vertraagd, zoals door 20 - vertraging van de koelsnelheid (meer in het bijzonder het creëren van omstandigheden die de koelsnelheid vertragen), - facultatieve overkoeling (waarbij in water oplosbare cryo-beschermende stoffen een rol kunnen spelen), - verhoging van de molaire concentratie van het celsap, of 25 - ontwikkeling van een nieuwe celmembraanstructuur met een toegenomen waterpermeabiliteit bij lage temperaturen.

Waarschijnlijk kunnen alle boven genoemde factoren chemisch worden beïnvloed, hetgeen de derde manier van verhindering kan zijn.

30 Bij onderzoek naar de koude-weerstand van planten werd gevonden, dat de fase-overgangstemperaturen van membraanlipoïden, hun permeabiliteit en functies bepaald worden door drie basisfactoren: - de ketenlengte en de verzadigingsgraad van de in lipoïden 35 als veresteringscomponenten voor glycerol aanwezige vetzuren, - de aanwezigheid van cryo-beschermende stoffen bij lage temperaturen, die de fluïditeit en waterpermeabiliteit van membranen beïnvloeden en 8105691 - 4 - - de kwaliteit van de individuele lipoïden, de verhouding van lipoïden met verschillende "kopgroepen" in de membraanstruc-tuur en hun interactie met andere celcomponenten.

Uitgaande van de experimentele resultaten 5 kwamen we tot de conclusie, dat de feitelijke fysisch-chemi-sche toestand van membraanlipoïden van beslissend belang is met betrekking tot de evolutie van een vermogen koude te weerstaan en dat wanneer koude-weerstand verhoogd moet worden door chemische behandeling, dit gericht moet zijn op de modificatie 10 van de lipoïdesamenstelling.

Een van de mogelijke manieren van chemische behandeling kan de invoering van volledige lipoïdemoleculen in de planten zijn, hetgeen echter moeilijk uit te voeren is vanwege de oplosbaarheid en permeabiliteit betreffende redenen.

15 Een andere mogelijkheid kan het gebruik zijn van regulatoren, die de lipoldehuishouding van de plant in de gewenste richting verschuiven. Deze stoffen zijn echter zeer duur, werden slechts in proeven op laboratoriumschaal toegepast en zijn niet beschikbaar voor grootschalige plantenkweek.

20 Ons doel was samenstellingen te ontwikkelen, die gebruikt kunnen worden om te verhinderen dat koudegevoeli-ge cultuurplanten (bijv. groenten, fruitbomen, sierplanten, bloeiende planten, enx.) beschadigd worden gedurende de kritieke perioden van temperatuurval, veroorzaakt door klimatolo-25 gische omstandigheden, waardoor de cultuurplanten worden beschermd en de zekerheid van het verbouwen wordt verbeterd.

Daarbij was het ook het doel behandelings-werkwijzen te ontwikkelen voor de meest effectieve toepassing van de samenstellingen ter verbetering van de koude-weerstand 30 van planten.

Als een resultaat van ons researchwerk hebben we gevonden, dat wanneer planten worden behandeld met de samenstellingen volgens de uitvinding, deze behandeling leidt tot een significante verbetering van hun koude-weerstand.

35 De samenstellingen volgens de uitvinding be vatten als actief bestanddeel één of meer verbinding(en) met de algemene formule (1), waarin n een geheel getal is van 2-5, en ï?2 elk staan voor waterstof of C^g-alkyl, en waterstof, C1_g-alkyl of een vrij elektronenpaar voorstelt, of een 8105691 - 5 - zuuradditiezout ervan in een hoeveelheid van 0,01-70 gew.%, te zaraen met 30-95 gew.% van één of meer vaste en/of vloeibare verdunningsmiddelen en 0,1-15 gew.% van één of meer oppervlakte- actieve middelen, en/of additieven.

5 Samenstellingen, die 2-hydroxyethylamine en/ of trimethyl-g-hydroxyethyl-ammoniumchloride bevatten, bleken in het bijzonder doelmatig de planten van de schadelijke invloed van temperatuurverlaging vrij te waren.

Tevens werd gevonden, dat de behandeling het 10 meest effectief is wanneer de te behandelen cultuurplanten besproeid worden met een verdund waterig mengsel, dat 0,001- 5,000 gew.% actief middel(en) bevat. Andere behandelingsmethoden echter zoals dompelen of drenken van granen of kiemen in een verdunde oplossing van de samenstelling, kunnen soms ook 15 met goede resultaten worden toegepast.

Waargenomen werd, dat de fase-overgangstempe-raturen van membraanlipoxden aanzienlijk worden verlaagd bij behandeling van de planten met de samenstellingen volgens de uitvinding en dat gelijktijdig een significante toename op-20 treedt van de verhouding van overlevende planten bij blootstelling aan lage temperaturen. Dit betekent dat het vermogen van planten koude te weerstaan aanzienlijk is verbeterd.

De uitvinding wordt thans in detail toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden, die niet de 25 uitvinding beperken.

VOORBEELD I

50 g vast trimethyl-6-hydroxyethylammonium-chloride (cholinechloride) werd gebracht in een rondbodera van 250 ml, welke was voorzien van een roerder, en daarop werd 5 g 30 van een vetzuurpolyhydroxyether, 1 g polyethyleenglycolvet-zuurester, 3 g polyethyleenglycol en 42 ml gedestilleerd water in de genoemde volgorde toegevoegd. Begonnen werd met roeren en het mengsel werd geroerd totdat alle vaste stoffen waren opgelost. De verkregen vloeibare samenstelling bevatte 50 gew. 35 % van het actieve middel met de algemene formule 1.

VOORBEELD II

10 g trimethyl-8-hydroxyethylammoniumchloride werd gebracht in een rondbodem van 250 ml, die was voorzien 8105691 - 6 - van een roerder, waarna 10 g ethyleenglycol, 3 g van een vetzuurpolyhydroxyether en 1 g van een polyethyleenglycolvetzuur-ester werden toegevoegd en het volume van het mengsel met gedestilleerd water werd bijgesteld op 100 ml. Het roeren werd 5 gestart en het mengsel werd geroerd totdat alle vaste stoffen waren opgelost. De verkregen vloeibare samenstelling bevatte 10 gew.% van het actieve middel met de algemene formule 1.

VOORBEELD 'III

30 g trimethyl-3-hydroxyethylammoniumchloride 10 en 20 g 2-hydroxyethylamine (ethanolamine) werden gebracht in een rondbodem van 250 ml, welke was voorzien van een roerder, waarna 5 g van een vetzuurpolyhydroxyether, 1 g van een poly-ethyleenglycolvetzuurester en 3 g polyethyleenglycol werden toegevoegd en het volume van het mengsel met gedestilleerd 15 water op 100 ml werd bijgesteld. Het roeren werd begonnen en het mengsel werd geroerd totdat alle vaste stoffen waren opgelost. De verkregen vloeibare samenstelling bevatte als actief middel een mengsel van twee verbindingen met de algemene formule 1, in een hoeveelheid van 50 gew.%.

20 VOORBEELD IV

30 g trimethyl-3-hydroxyethylammoniumch»loride en 30 g 2-hydroxyethylamine werden gebracht in een rondbodem van 250 ml, die was voorzien van een roerder, waarna 1 g van een polyethyleenglycolvetzuurester, 5 g van een vetzuurpoly-25 hydroxyether en 3 g polyethyleenglycol werden toegevoegd en het volume van het mengsel met gedestilleerd water op 100 ml werd bijgesteld. Begonnen werd met het roeren, en het mengsel werd gedurende 0,5 h geroerd. De verkregen vloeibare samenstelling bevatte als actief middel een mengsel van twee verbin-30 dingen met de algemene formule 1, in een hoeveelheid van 60 gew.%.

VOORBEELD V

15 g trimethyl-3-hydroxyethylammoniumchloride en 45 g 2-hydroxyethylamine werden gebracht in een rondbodem 35 van 250 ml, welke was voorzien van een roerder, waarna 5 g van een vetzuurpolyhydroxyether, 1 g van een polyethyleenglycol-vetzuurester en 3 g polyethyleenglycol werden toegevoegd en het volume van het mengsel met gedestilleerd water op 100 ml 8105691 - 7 - werd bijgesteld. Begonnen werd met roeren en het mengsel werd geroerd gedurende 0,5 h. De verkregen vloeibare samenstelling bevatte als actief middel een mengsel van twee verbindingen met de algemene formule 1 in een hoeveelheid van 60 gew.%.

5 VOORBEELD VI

0,1 g trimethy1-β-hydroxyethy1ammoniumch1ori-de, 0,2 g van een vetzuurpolyhydroxyether, 0,1 g van een polyethyleenglycolvetzuurester en 10 g polyethyleenglycol werden gebracht in een rondbodem van 250 ml, welke was voorzien 10 van een roerder en het volume van het mengsel werd met gedestilleerd water bijgesteld op 100 ml. Het roeren werd begonnen en het mengsel werd gedurende 0,5 h geroerd. De verkregen vloeibare samenstelling bevatte als actief middel een verbinding met de algemene formule 1 in een concentratie van 0,1 15 gew.%.

VOORBEELD· VII

Dit voorbeeld dient om aan te tonen, dat de samenstelling van membraanlipoïden in de met een samenstelling volgens de uitvinding behandelde planten verandert.

20 Tarwekorrels (variëteit Miranovskaya 808) werden voorgekiemd op een vochtig filtreerpapiertje bij 25°C gedurende 2 d in het donker, waarop de korrels op een gaasje, dat over een glazen ring was gespannen, werden gelegd, zodanig dat de kiemen vertikaal door het gaas naar beneden staken. De 25 ringen werden in bekers geplaatst en het benedengedeelte van de bekers werd tot aan de hoogte van de wortels gepakt in zwart papier.

Een serie waterige verdunningen, bevattende 5, 15, 30 en 60 mmol actief middel met de algemene formule l, 30 werd bereid uit de in voorbeeld VI beschreven vloeibare samenstelling. De waterige oplossingen werden onder de voorgekiemde zaden gegoten, zodat de wortels in de oplossing staken. In de controleproef was de beker gevuld met gedestilleerd water.

De zaailingen werden bij 25°C opgekweekt on-35 der belichting gedurende 10 h met een intensiteit van 800Q lux (daglichtperiode) en door ze in het donker te houden gedurende 14 h (nachtperiode). Na 7 d kweek werden de bladeren van de zaailingen geprepareerd, werden de lipoïden geëxtraheerd uit 8105691 - 8 - de bladeren en werd de samenstelling van de fosfolipoxden bepaald in drie parallelle monsters volgens de methode van Folch e.a.

De belangrijkste fosfolipoxden, die voorkwa-5 men in de bladeren waren de volgende: fosfatidinezuur (PA), fosfatidylcholine (PC), fosfatidylinositol (PI), fosfatidyl-ethanolamine (PE), fosfatidylglyceride (PG) en fosfatidyl-glyceryl (DPG). De resultaten van de metingen worden opgesomd in tabel A.

1° TABEL· A

concentratie verdeling van fosfolipoïden, %

actief middel, mol.......PA ec . PI PS+PG DPG

5 28/4 28/1 9,2 25,6 7,6 15 27,6 29,9 10,3 24,7 7,5 15 30 24,0 31,4 9,9 28,1 .6,5 60 19,6 42,4 9,3 21,3- 7,4 onbehandelde controle 30,6 24,2 9,2 27,6 8,3 ........................ 1 ' .....—.................. ......................'......... 9 ..................... » ................ ......... i ........

Uit de gegevens van de tabel blijkt, dat van de membraanfosfolipoiden het aandeel van PC geleidelijk toe-20 neemt, parallel aan de opname aan cholinechloride; wanneer een oplossing die 60 mmol actief middel bevat, wordt toegepast is het PC-gehalte bijna het dubbele van dat, welk bij de onbehandelde controle wordt waargenomen. In de cellen opgenomen cholinechloride neemt waarschijnlijk deel aan een additiereac-25 tie met PA, onder vorming van PC; dit wordt geïndiceerd door de geleidelijke afname van het PA-gehalte. Geen significante verandering kon worden waargenomen in de niveaus van de andere fosfolipoxden.

' VOORBEELD VIII

30 Proeven werden uitgevoerd op tarwezaailingen, die geprepareerd en gekweekt waren als beschreven in voorbeeld VIT,om te bepalen hoe het fase-overgangstemeratuurstraject van membraanlipoxden en de temperatuurafhankelijkheid van vloei-baar-fcristallijne en vast-gel-toestanden worden beïnvloed door 8105691 - 9 - behandeling van de planten met een samenstelling volgens de uitvinding.

Fey e.a. /Fey, R.L., Warkman, M., Marcsilos, H., Burke, M.J.: Plant Physiol. 63, 1220-1222 (1970)/ hebben 5 een ESR-methode, waarbij het gehele blad wordt onderzocht, ontwikkeld voor de bepaling van fase-overgangstemperaturen.

Deze methode werd door ons als volgt gemodificeerd: 1 cm-secties van tarwezaailingen, die zoals beschreven in voorbeeld VXI waren gekweekt, werden gebracht in 3 ml 10 van een waterige oplossing van 2,2,6,6-tetramethylpiperidinoxyl (TEMPO) met een concentratie van 10 ramol en de reageerbuizen werden geëvacueerd. Na infiltratie gedurende 10 min toen de bladeren verzadigd waren met de oplossing van de vrije radicalen bevattende verbinding, werd de afzuiging stopgezet, werd 15 het oppervlak van de bladeren gewassen met gedestilleerd water, werden de bladeren gedurende 5 min aan vacuumbehandeling onderworpen en daarop gedurende 30 min aan de open lucht te drogen gelaten.

De bladsegmenten werden verpakt in paraffine-20 foelie, gebracht in de monsterbuis van de ESR-spectrometer en spectra werden gedraaid in een temperatuursgebied van -20°C tot +25°C. De temperatuursafhankelijkheid van de lipoïde/ waterverdelingscoëfficiënt werd berekend uit de spectra en de begin- en eindwaarden van de fase-overgangstemperaturen van de 25 in de onbehandelde en behandelde bladeren aanwezige lipoïden werden uit deze gegevens bepaald door een hier verder niet in detail beschreven berekening. De resultaten worden opgesomd in tabel B.

TABEL B

30 concentratie actief fase-overgangstemperatuur

middel, mmol begin, °C eind, °C

5 +20,3 -2,5 15 + 7,3 -8,5 30 + 2,0 -9,0 35 60 - 5,0 -9,0 onbehandelde controle +23,5 0,0 8105691 - 10 -

Uit de gegevens van tabel B blijkt, dat de overgangstemperaturen van lipoïden die aanwezig waren in de behandelde bladeren drastisch afnamen, hetgeen de belangrijkste voorwaarde is voor de verbetering van de koude-weerstand.

5 VOORBEELD IX

Proeven werden uitgevoerd om te bepalen hoe de behandelingen met· de samenstellingen volgens de uitvinding de koude-weerstand van een vorstgevoelige (Short Mexican) en vorstbestendige (Miranovskaya 808) tarwevarieteit beïnvloedden. 10 Zaden van de twee tarwevariëteiten werden ge kiemd gedurende 48 h op een vochtig filtreerpapiertje bij 5°C in het donker. De gekiemde zaden werden daarop geplant met rij-afstanden van 10 cm in houden kisten, met een grootte van 3 25 x 50 x 10 cm , welke gevuld waren met een 2 : 1-mengsel van 15 aarde en zand en onderworpen aan een "winterprogramma" met be-handelingsomstandigheden als opgesomd in tabel G.

' TABEL C

duur van de temperatuur, °C daglicht- intensiteit van behandeling, periode, de belichting, 20 weken da* nacht h lux ·' 1 +10,0 +5,0 9,5 14,0 2 +^, 0 +4,0 9,0 11,0 3 +6,0 +3,0 9,0 10,0 4 +4,5 +1,5 8,75 9,0 25 5 + 3,5 +0,5 8,75 8,0 6 ... + .3.,.0.. -3.,.0.....21,00 15,0

Waargenomen werd, dat de planten hun genetisch bepaalde maximale vorstbestendigheid na dit winterpro-graxnma bereiken.

30 De volgens bovenstaand programma gekweekte planten werden verdeeld in twee groepen. Drie parallelle groepen welke ieder 5 kisten besloegen, werden in iedere groep üitgevoerd. De planten van beide variëteiten, die tot de eerste groep behoorden, werden aan het eind van de vierde en 35 vijfde week van het programma behandeld met een waterige ver-sproeide oplossing volgens de uitvinding, welke 60 mmol actief 8105691 - 11 - middel bevatte, door deze tot bedauwdheid te besproeien.

De planten van de tweede groep dienden als onbehandelde controles. Aan het eind van de zesde week werden de planten van beide groepen geplaatst in een koelinrichting, die was voor-5 zien van een temperstuurprogramma en de temperatuur werd verlaagd tot -15°C met een koelsnelheid van 2°C/h. Na 12 h werden de planten geplaatst in een ruimte waar een temperatuur van 0,5°C heerste, en daar gedurende 0,5 h gehouden en daarna werd de geleidbaarheid van de bladeren gemeten. De geleidbaarheidsge-10 gevens werden gebruikt ter bepaling van het overlevingsvermo-gen van de bladeren.

In de conductrometrische experimenten werden twee naaldelectroden geplaatst in de bladeren en werd het ge-leidingsvermogen gemeten. Bladeren die niet waren blootgesteld 15 aan bevriezing (0 % bevriezing) en bladeren die in vloeibare stikstof waren bevroren (100 % bevriezing) werden ook als referenties gemeten.

Deze methode maakte het voor ons mogelijk het overleven van de planten te beoordelen op grond van een objec-20 tieve instrumentele meting naast de subjectieve botanische methode.

De weerstand van de onbehandelde en behandelde tarweplanten tegen lage temperaturen wordt gegeven in tabel D.

25 TABEL D

overlevingspercentage

tarwevariëteit na behandeling bij -15°C

Miranovskaya 808, onbehandeld 85 behandeld 97 30 Short Mexican, onbehandeld 8 behandeld 76

Oit de gegevens van de tabel blijkt, dat de vorstbestendigheid zelfs bij de vorstbestendige Miranovskaya 808 tarwevariëteit wordt verbeterd (het verbeteringspercentage 35 is lager dan bij de andere variëteit, hetgeen vanzelfsprekend is wanneer hun genetische eigenschappen in beschouwing worden 8105691 - 12 - genomen) en bij de vorstgevoelige Short Mexican-variëteit een zeer significante toename van de overleving kan worden waargenomen, hetgeen een aanzienlijke verbetering van de vorstbestendigheid weergeeft,

5 VOORBEELD' X

Verbetering van koude-weerstand heeft een ·. bijzonder belang bij de verbouw van groenteplanten. Eén van de ernstigste problemen bij het verzorgen van een gelijkmatige jaarlijkse groentetoevoer is het risico van vorstschade welke 10 optreedt wanneer de planten in hun meest gevoelige ontwikkelingsstadium zijn, hetgeen in grote mate het succes van de oogst beïnvloedt. Tegenwoordig is bij kweekomstandigheden in de open lucht de temperatuur de beslissende factor bij de tijdskeuze van het planten of het zaaien'en voor de kwaliteit 15 en kwantiteit van de oogst.

Zoals bekend is de komkommer een sterk warmte verlangende plant, die goed groeit bij temperaturen van ongeveer 25°C en waarvan de groei volledig stopt beneden 18°C. De komkommer is ook zeer gevoelig voor temperatuurschömmelingai 20 en gaat volledig kapot bij vorst bij temperaturen beneden 0°C.

. Het is bekend dat bij vroege kweekomstandigheden in de open lucht de zaailingen, welke gedurende ca. 6 weken voorgekweekt zijn in een broeibak of over mest onder broeikasomstandigheden, slechts midden mei uitgeplant kunnen worden wanneer de vroege 25 lentevorst voorbij is.

Proeven werden uitgevoerd om te bepalen hoe de koude-weerstand van komkommer beïnvloed kan worden door deze te behandelen met een samenstelling volgens de uitvinding.

Komkommerzaden (Rhine bunch-variëteit) werden 30 gedurende 3 d bij 25°C gekiemd en telkens 5 zaailingen werden geplant in 20 potten, die gevuld waren met een 1 : 1 mengsel van zand en aarde.

De potten werden geplaatst in een broeikas en de planten werden gedurende 21 d bij 20-25°C en een relatieve 35 vochtigheid van 6Q % gekweekt. Daarna werden de planten gedurende 1 d (belichting gedurende 12 h en duisternis gedurende 12 h.) in een klimatiseringskamer met een temperatuur van 8°C en verdeeld in twee groepen gebracht. In 10 van de potten 8105691 - 13 - werden de planten besproeid met 5 ml water per pot, terwijl in de andere 10 potten de planten werden behandeld met 5 ml van een sproeioplossing die was bereid door verdunning van de samenstelling volgens voorbeeld VI met water tot een concen-5 tratie aan actief middel van 30 mmol.

De planten van beide groepen werden in een klimatiseringskamer gedurende 1 d bewaard bij 0°C en daarna werden zij geplaatst in een klimatiseringskamer met een temperatuur van -2,5°C en daar gedurende 16 h in het donker gehou-10 den. Na deze behandeling bij lage temperatuur werden de planten gedurende 1 d bij 25°C gehouden en werd het herstel van de planten door bonitatie bepaald.

Alle onbehandelde planten waren kapot gegaan, terwijl 90 % van de planten die met de samenstelling volgens 15 de uitvinding waren behandeld, levensvatbaar bleven, d.w.z. zij weerstonden de schadelijke effecten van lage temperaturen.

De lipoïdesamenstelling van de planten werd bepaald zoals beschreven in voorbeeld VII. De resultaten worden opgesomd in tabel E.

20 TABEL E

type van fosfolipoïden aantal fosfolipoïden, nmol/blad

_CONTROLE_BEHANDELD

PA 340,2 326,4 25 PI 100,7 205,3 PC 47,0 1115,2 PE 303,4 404,4 PG 121,7 630,5 ' DPG 254,7 713,9 30 totaal fosfolipoïden 1167,7 3395,7

VOORBEELD XI

Groene paprika is één van de meest uitgebreid verbouwde groenteplanten in Hongarije. Het is bekend dat groene paprika vanwege zijn tropische oorsprong nogal gevoelig 35 is voor de koude en dikwijls wordt beschadigd door optredende vorst in het vroege voorjaar en in het bijzonder in het vroege najaar.

8105691 - 14 -

Zaden van de groene paprika werden gekiemd onder laboratoriumomstandigheden bij 25°C en de gekiemde zaden werden geplant in potten,. die waren gevuld met een 1 : 1 mengsel van zand en aarde. De gepotte planten werden gedurende 2 5 maanden bij 20-25°C en. een relatieve luchtvochtigheid van 60 % in een broeikas gekweekt door de potten tot aan 60 % van de watercapaciteit van de aarde te bewateren. Een fotoperiode van 14 h werd toegepast. 1

Daarna werden de planten besproeid met een 10 waterige oplossing, die was bereid uit de samenstelling beschreven in voorbeeld III, die 0,02, 0,04 en resp. 0,05 % actief middel bevatte en 24 h later werden de planten onderworpen aan de vorstproef.

In deze vorstproef werd 100 mg blad telkens 15 verwijderd van de behandelde planten en de onbehandelde planten, werd het blad verpakt in aluminiumfolie en geplaatst in een metalen blok met programmeerbare temperatuur, zodat de bladeren in direct contact met de metalen wanden van het blok waren. Vijf monsters naast elkaar werden voor ieder van de 20 proeven genomen.

Het blok werd gekoeld van +10°C tot -5°C met een koelsnelheid van l°C/h en gedurende 3 h bij -5°G gehouden. Daarna werd het blok opgewarmd tot 0,5°C met een opwarmsnel-heid van l°C/h, werden de bladeren uit het blok genomen en aan 25 conductometrisch onderzoek onderworpen.

De toegepaste conductometrische meetmethode was ontwikkeld door Dexter e.a. ^/Dexter, S.T., Tottingham, W.E., Graber, L.F.: "Investigation of hardiness of plants by measurement of electrical conductivity", Plant Physiol. 7, 30 63-78 (1932)/. Het wezen van de methode is dat de plant of het plantendeel dat onderzocht moet worden gebracht wordt in een voorgeschreven hoeveelheid gedestilleerd water met bekend ge-leidingsvermogen en dat na een vooraf bepaalde periode het ge-leidingsvermogen van de electrolyt wordt gemeten. De toename 35 van het geleidingsvermogen is het gevolg van de door de cellen in het water vrijgegeven electrolyten en het vrijgeven van electrolyten hangt af van de conditie van de cellen. Bij deze metingen vertoonden de bladeren van de onbehandelde planten, 8105691 - 15 - die aan de vorsttest werden onderworpen, het grootste gelei-dingsveraogen, hetgeen als volledige vernietiging werd beschouwd (0 % bescherming).

Het laagste geleidingsvermogen werd waargeno-5 men bij de bladeren van onbehandelde planten, die niet aan de vorsttest waren onderworpen, hetgeen als volledige (100 %) bescherming werd beschouwd.

Conductometrische metingen werden uitgevoerd 60, 120, 180, resp. 240 min nadat de bladeren in gedestilleerd 10 water waren gebracht. Het geleidingsvermogen nam met de tijd toe, maar bleef constant na 240 min. Deze waarden, welke als eindwaarden werden .beschouwd, worden in tabel P opgesomd.

TABEL F

concentratie aan actief middel bescherming, % 15 0,00 % (controle) 0,00 0,02 32,27 0,04 57,30 0,05 71,90

De proefresultaten tonen aan, dat groene 20 paprika die behandeld was met een waterige sproeioplossing volgens de uitvinding, bevattende 0,05 gew.% actief middel, een beschermingsgraad van 71,9 % verkreeg tegen de invloeden _οΛ van een temperatuur van -5 C.

VOORBEELD XII

25 Proeven werden uitgevoerd met tomaten, die net als groene paprika, nogal gevoelig zijn voor koude.

De tomaat, welke als plant gewend is aan het tropische klimaat, is zeer gevoelig voor temperatuurschommelingen. Het is algemeen bekend, dat langdurige temperatuurda-30 lingen of nachtvorst de planten in aanzienlijke mate beschadigen, waarna de beschadigde planten slechts langzaam herstellen, hetgeen een nadelige invloed op de oogst heeft.

De proeven werden uitgevoerd zoals beschreven in voorbeeld XI, met het verschil dat tomaatzaden gekiemd 35 werden en in potten werden geplant. De zaailingen werden gedu- 8105691 - 16 - rende een maand gekweekt, besproeid met een waterige sproeioplossing, die was bereid uit de samenstelling beschreven in voorbeeld III (actief-middelgehalte: 2,1 %) , en vorstproeven werden daarop uitgevoerd bij -2,5°C zoals beschreven in voor-5 beeld XI.

Volgens de resultaten van conductometrische metingen biedt de behandeling een bescherming van 68,4 %.

VOORBEELD XIII

Onder de klimatologische omstandigheden van 10 Hongarije wordt het uitzaaien van bonen zodanig gepland, dat de planten slechts na de bijna elk jaar in het begin van mei optredende nachtvorst moeten opkomen, teneinde vernietiging van de jonge planten te vermijden.

Boonzaden werden gekiemd onder laboratorium-15 omstandigheden, de kiemende zaden werden geplant in potten en de planten werden opgekweekt onder broeikasomstandigheden zoals in de voorgaande voorbeelden is beschreven. Na de ontwikkeling van het tweede bladerpaar werden de planten behandeld met waterige sproeioplossingen, die waren bereid uit de 20 samenstelling beschreven in voorbeeld III (actief-middelgehalte: 0,05 gew.%, resp. 4,2 gew.%).

Vorstproeven en .conductometrische metingen werden uitgevoerd zoals beschreven in voorbeeld XI, met het verschil dat het blok gekoeld werd tot -2,5°C.

25 De resultaten van de conductometrische me tingen geven aan, dat de behandeling met een sproeioplossing van 0,05 gew./gew.% actief-middelgehalte een bescherming biedt van 71,7 %, terwijl wanneer de planten met een sproeioplossing met een gehalte aan actief middel van 4,2 gew./gew.% worden 30 behandeld een bescherming van 90,9 % kan worden bereikt.

’ VOORBEELD XIV

Het is bekend dat in de lente optredende vorst aanzienlijke schade kan veroorzaken, welke soms oploopt tot 100 %, bij de kweek van de druif.

35 Proeven werden uitgevoerd om te bepalen hoe druivenplanten beschermd kunnen worden tegen vorst met de samenstellingen volgens de uitvinding.

Wijnstokken liet men onder laboratoriumbroei- 8105691 - 17 - kasoxnstandigheden wortel schieten. Wanneer 2 of 3 bladeren waren verschenen op de stengels, werden de planten besproeid met waterige sproeioplossingen, die waren bereid uit de samenstelling beschreven in voorbeeld VI (gehalte actief middel: 5 0,01, 0,02 en resp. 0,04 gew./gew.%). De bladeren werden 24 h na besproeiing onderworpen aan de vorstproef zoals beschreven in voorbeeld XI door het blok tot -5°C te koelen. Het gelei-dingsvermogen van de weer opgewarmde bladeren werd gemeten zoals beschreven in voorbeeld XI. De resultaten worden opgesomd 10 in tabel G.

TABEL· G

gehalte aan actief middel, % bescherming, % 0,00 (controle) 0,00 0,01 65,30 15 0,02 83,80 0,04 86,60

VOORBEELD XV

Vorst in de lente veroorzaakt dikwijls aanzienlijke schade in fruitboomgaarden. Uitkomende knoppen en 20 bloemen raken beschadigd na langdurige temperatuurdaling of temperaturen beneden Q°C, de bloemen vallen af en er wordt geen oogst ontwikkeld.

Abrikozentakken, die afgesneden waren v66r het bloeien, werden voor deze proeven gebruikt. De knoppen op 25 de takken werden geteld.

Enkele van de takken werden niet behandeld, terwijl het grootste deel van de takken werd besproeid met een waterige sproeioplossing, die was bereid uit de samenstelling beschreven in voorbeeld VI (actief-middelgehalte: 4,2 %). Alle 30 takken werden 24 h na besproeiing geplaatst in een klimatise-ringskamer, waarna de temperatuur van de kamer werd verlaagd tot -2,5°C en de takken gedurende 3 h bij deze temperatuur werden gehouden. Daarna werd de temperatuur van de kamer weer verhoogd tot kamertemperatuur, werden de takken weggenomen, 35 geplaatst in een broeikas en werd het bloeien bekeken. Bloeien trad 2-3 dagen na deze behandeling op. De takken die de bloe- 8105691 - 18 - men verloren na het ontluiken werden beschouwd als bevroren.

Van de onbehandelde takken gingen 98 van de 100 uitgelopen knoppen verloren, terwijl van de’-behandelde takken slechts 26 van de 100 uitgelopen knoppen afvielen en de 5 andere krachtig bloeiden. Dit betekent dat de behandeling leidde tot een bescherming van 74 %.

VOORBEELD 'XVI

Het is bekend dat de sierplantanjer gevoelig is voor’temperaturen rond 0°C.

10 In kisten gekweekte anjerplanten werden be sproeid met een waterige oplossing bereid uit de samenstelling beschreven in voorbeeld III (gehalte aan actief middel: 4,0 gew.%), en 24 h later werden de planten onderworpen aan de vorstproef.

15 De kisten met behandelde en onbehandelde planten werden geplaatst in een klimatiseringskamer, die werd gekoeld tot -2,5°C, de planten werden gedurende 3 h bij deze temperatuur gehouden en vervolgens werd de temperatuur van de kamer weer gesteld op kamertemperatuur. De knoppen op alle_ on-20 behandelde planten werden zwart en vielen later af en de moederplanten bleken ook kapot te zijn.

Aan de andere kant vielen bij de behandelde planten slechts 35 van de 100 knoppen af en ontwikkelden zich bloemen uit 65 knoppen. Dit betekent een bescherming van 65 % 25 die werd verkregen.

VOORBEELD XVII

Proeven werden uitgevoerd om te bepalen of met een behandeling met een samenstelling volgens de uitvinding het ook mogelijk is planten, die in vrijwel tropische 30 klimaten groeien, te beschermen tegen vorstschade.

De proeven werden uitgevoerd op takken van de koffiestruik met bladeren van dezelfde leeftijd, verkregen uit de botanische tuin van de Jdzsef Attila üniversiteit voor natuurwetenschappen, te Szeged (Hongarije).

35 De takken werden gedurende 24 h bij kamertem peratuur geplaatst in waterige oplossingen van de samenstelling beschreven in voorbeeld VI (gehalte aan actief middel: 0,4, 2,1 resp. 4,2 gew.%). Daarna werden de behandelde en on- 8105691 - 19 - behandelde takken geplaatst in een klimatiseringskamer, welke gethermostatiseerd was op +0,5°C. De takken werden in de kamer gehouden gedurende 0,5, 3, 6, 9 en 18 h. Bladeren werden verwijderd van de takken en de geleidbaarheid van de bladeren 5 werd gemeten als beschreven in voorbeeld XI. De geleidbaarheid van de van de onbehandelde takken afkomstige bladeren nam abrupt toe parallel met de toename van de verblijfstijd in de klimatiseringskamer. Na 6 h klimatisering verschenen bruine vlekken, hetgeen necrosis aangeeft op de bladeren van de on-10 behandelde takken en het aantal bruine vlekken nam toe met de klimatiseringstijd.

Eendere fenomenen, maar met een zekere vertraging, werden waargenomen op de bladeren van de takken die waren behandeld met een waterige oplossing met 0,5 % gehalte 15 aan actief middel. Aan de andere kant bleven de bladeren van de takken, die waren behandeld met waterige oplossingen met 2.1 en 4,2 % gehalte aan actief middel fris gedurende de gehele proefperiode en geen afbraak of necrosis kon worden waargenomen op de bladeren wanneer de takken later bij kamertempe- 20 ratuur na klimatisering werden gehouden. De geleidbaarheid van de bladeren, die van de takken waren genomen na verschillende verblijfstijden in de klimatiseringskamer bleef praktisch onveranderd.

Dit toont aan dat de takken die waren behan-25 deld met waterige oplossingen met een gehalte van 2,1 % en 4.2 % actief middel vrijwel volledig waren beschermd, terwijl de onbehandelde takken niet de effecten van een temperatuur van 0,5°C konden verdragen.

Volgens de geleidbaarheidsmetingen was de be-30 scheming van de takken die waren behandeld met waterige oplossingen met gehaltes aan actief middel van 0,5, 2,1 resp.

4.2 gew./gew.% 72,5 %, 93,3 % en 97,4 % na klimatisering ervan gedurende 6 h.

De resultaten van de in voorbeelden VII-XVII 35 opgesomde proeven tonen aan, dat de behandeling die werd uitgevoerd met de samenstellingen volgens de uitvinding zorgt voor een aanzienlijke toename van de koude-bestendigheid en dus een significante bescherming tegen vorstschade bij een groot 8105691 - 20 - aantal cultuurplanten geeft. Deze bescherming heeft een belangrijke rol in de landbouw ter verhoging van de zekerheid van de oogst.

De verbindingen met de algemene formule 1 5 2ijn bekende verbindingen. Als literatuurbronnen, waarin deze verbindingen, resp. hun bereiding, wordt beschreven kunnen bijv. de volgende worden genoemd: a) Houben-Weyl: "Methoden der organischen Chemie" 10 4de oplage (1958) volume 6/la, blz. 412-416 volume 11/2, blz. 599 volume 11/2, blz. 610 b) Kirk-Othmer: "Encyclopedia of Chemical 15 Technology", 3de editie, volume 6, blz.

19-28 (1979) c) Sebreil and Harris: "The Vitamins", volume 3, blz. 436-437 (1971), Academie Press, New York.

20 8105691

Claims (8)

1. Samenstelling voor de verhoging van de koude-bestendigheid van cultuurplanten, met het kenmerk, dat deze als actief bestanddeel bevatten tenminste één verbinding met de algemene formule 1,

2. Samenstelling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze 2-hydroxyethylamine als actief 15 middel bevat.

3. Samenstelling volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze trimethyl-g-hydroxyethylammo-niumchloride als actief middel bevat.

4. Samenstelling volgens conclusie 1, met 20 het kenmer k, dat deze een 6 : 1 tot 1 : 6 mengsel van 2-hydroxyethylamine en trimethy1-β-hydroxyethylammonium-chloride als actief middel bevat.

5. Werkwijze voor de verhoging van de koude-bestendigheid van cultuurplanten, met het kenmerk, 25 dat de cultuurplant wordt behandeld voor temperatuurdaling met een waterige oplossing van een samenstelling die 0,001-5,000 gew.% bevat van tenminste één verbinding met de algemene formule 1, HO-(CH2)n-NR1R2R3, waarin n een geheel getal is van 2-5 en Rx en R2 elk staan voor waterstof of C-^-alkyl en R3 30 waterstof, C^^-alkyl of een vrij elektronenpaar voorstelt, of een zuuradditiezout ervan.

5 HO-(CH2)n-NR1R2R3, waarin n een geheel getal is van 2-5 t R^ en R2 elk staan voor waterstof of C^tj-alkyl en waterstof, C^_3~alkyl of een vrij elektronenpaar voorstelt, of een zuuradditiezout ervan, in een hoeveelheid van 0,01-70 gew.%, alsmede 30-95 gew.% 10 van êén of meer vaste en/of vloeibare verdunningsmiddelen en 0,1-15 gew.% van êën of meer oppervlakte-actieve middelen en/of additieven.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de zaailingen of wortels vóór de tem-peratuursdaling worden behandeld met een waterige oplossing 35 van de samenstelling, bevattende 0,01-2,00 gew.% actief middel.

7. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de bladeren, spruiten en/of bloemen van planten worden besproeid vóór de temperatuursdaling met 8105691 ir- · - 22 - een waterige oplossing van de samenstelling, bevattende 0,01-4,50 gew.% actief middel.

8. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de takken of gewassen worden behan-5 deld vóór temperatuursdaling door drenken of dompelen ervan in een waterige oplossing van de samenstelling, bevattende 0,5-5,0 gew.% actief middel. 10 8105691