NO170751B - Anvendelse av en sammensetning omfattende melkesyre for stimulering av produktiviteten til planter - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelse av en sammensetning omfattende melkesyre, dens anhydrid eller de tilsvarende polylaktider, for stimulering av produktiviteten til planter. Slike sammensetninger er altså nyttige for regulering av plantevekst.

Plantevekstregulerende midler kan defineres som forbindelser og/eller preparater som, i svært små mengder, endrer oppførselen av prydplanter og/eller nyttevekster og/ eller produktene fra slike planter ved fysiologisk (hormo-nell) fremfor fysikalsk virkning. De kan enten akselerere eller retardere vekst, forlenge eller bryte en hviletil-stand, fremme rotdannelse, fruktsetting, eller øke frukt-størrelsen eller mengden, eller påvirke veksten og/eller produktiviteten av plantene på andre måter. Plantevekst-reguleringsmidler klassifiseres idag i en eller flere av seks kategorier: auksiner, gibberelliner, cytokininer, etylen-generatorer, inhibitorer, og retarderingsmidler. Eksempler på kjente auksiner er indole eddiksyre, 2,4-D (2,4-diklorfenoksyeddiksyre), MSPA (4-klor-2-metyl fenoksy-eddiksyre), MCPB (4-((4-klor-0-tolyl)oksy)maursyre) som mottakelige planter oksyderer til MCPA, og BNOA (beta-naftoksyeddiksyre). Gibberelliner omfatter gibberellin-syrer og dens derivater, mens cytokininer innbefatter preparater så som zeatin, kinentin, og benzyl aniden. Nåværende kjente etylen generatorer innbefatter etylen og "Etefon" ((2-kloretyl) fosforsyre). Nåværende: kjente inhibitorer innbefatter benezoinsyrer, gallussyrer, kanel-syrer, mens retardasjonsmidler, en senere utviklet klasse av reguleringsmidlet for plantevekst, innbefatter preparater som er spesielt nyttige ved kontroll av plantehøyde,

spesielt i kommersielle typer plantedyrkning i drivhus.

Melkesyre (alfa-hydroksypropionsyre) er velkjent og anvendes i stort omfant innenfor industrien som et kjemisk mellomprodukt. Den er vanligvis tilstede i form av den rasemiske blandingen som er en blanding av like molare deler av to mulige optiske isomerene av alfa-hydroksypropionsyre - levorotasjons- og dekstrorotasjons-isomerene. Levorotasjon (1) isomerene er isomerer av en optisk

aktiv forbindelse som roterer en stråle av polarisert lys til venstre; dekstrorotasjon (d) isomerene er isomerer av den samme forbindelsen som roterer en stråle av polarisert lys til høyre. En annen konvensjon som anvendes for å definere konfigurasjonsrelasjonene mellom ulike funksjonelle grupper bundet til et asymmetrisk karbonatom, Fischer-fremgangsmåten, er basert på det geometriske arrangementet av funksjonelle grupper relativt til hverandre fremfor retningen (venstre eller høyre) hvori en standardoppløsning av forbindelsen roterer en stråle av polarisert lys. Ifølge Fischer-fremgangsmåten klassifiseres enhver forbindelse som inneholder et asymmetrisk karbonatom av samme konfigurasjon som det asymmetriske karbonatomet i den tilfeldige standarden dekstro rotasjons glyser aldehyd i D-serien mens forbindelser hvori det asymmetriske karbonatomet har den motsatte konfigurasjonen klassifisert i L-serien. Selv om Fischer D og L klassifikasjonene ikke korrelerer med dekstro- (d) og levorotasjon (1) optisk aktivitet for alle forbindelser, kan disse klassifikasjonene benyttes i kombinasjon med klassifikasjonene av den optiske aktiviteten d og 1 til å

definere både det geometriske arrangementet og den spesifikke optiske aktiviteten for en hvilken som helst optisk aktiv isomer. Følgelig er L-isomeren av melkesyre, som er dekstrorotatorisk, definert som L-(d)-melkesyre, og D-isomeren er definert som D-(1)-melkesyre. Imidlertid kan begge disse egenskapene for relativt enkle forbindelser så som melkesyre, defineres tilfredsstillende ved referanse til bare et klassifiseringssystem. L-melkesyre er kjent å være dekstrorotatorisk og l-melkesyre er kjent for å ha D-konfigurasjonen ifølge Fischer. Av denne grunnen identifiseres vanligvis D og L isomerene av melkesyre, bare ved D og L betegnelsen uten eksplisitt referanse til den optiske

aktiviteten. Fremgangsmåten for Fischers klassifisering er kjent innen teknikken og er omtalt i detalj i "Intro-duction to Organic Chemistry", Fieser og Fieser, D. C. Health and Co., Boston, Mass., (1957) sidene 209 - 215.

Melkesyre er utbredt i en rekke syntetiske og naturlig forekommende produkter så som meieriprodukter og fermenteringsprodukter hvori den foreligger hovedsakelig som den rasemiske blandingen. Spesialiserte fermenteringspro-sesser kan anvendes for selektivt å fremstille enten den levorotatoriske eller dekstrorotatoriske isomeren. Selv om noen kommersielt tilgjengelige jordbruksprodukter inneholder fermenteringsprodukter og melkesyre, og marked-føres for forskjellige anvendelser innenfor jordbruksindustrien, er det ikke observert eller foreslått at L-(d)-melkesyre er et aktivt reguleringsmiddel for plantevekst. Videre inneholder de melkesyre-holdige preparatene som markedføres innenfor jordbruksindustrien vanligvis den rasemiske blandingen av begge de optiske isomerene i til-legg til kationer, så som natrium, kalium, ammonium, osv., og/eller andre forbindelser så som overflateaktive midler, pestisider, osv., som kan reagere med L-melkesyre og ødelegge dens vekstregulerende aktivitet.

Det er antydet at alfa-hydroksykarboksylsyre av høyere molekylvekt enn eddiksyre viser spesifikk vekstregulerende aktivitet uavhengig av konfigurasjonen eller den optiske aktiviteten av karboksylsyren som anvendes. US Patent nr. 3.712.804 beskriver at visse alfa-substituert karboksyl-syrer øker utbyttet av visse planter ved forbedring av plantens evne til å assimilere vann fra omgivelsene. Syrene inneholder 7 til 10 karbonatomer pr. molekyl, og alfa-karbonatomet er substituert med en eller flere funksjonelle grupper innbefattende oksy-, hydroksy-, amin- og karboksyl-grupper. Disse syrene anvendes på svært nye planter,

og saltene og lavere alkylestere og aminer har vekstregu-

lerende aktivitet tilsvarende den for den frie syren. Preparatene kan også inneholde fuktemidler.

Plantevekst-reguleringsmidlene omtalt ovenfor og forøvrig kjent innen teknikken, innbefattet med denne diskutert i US Patent nr. 3.712.804, har alle visse ulemper som gjør deres anvendelse, i det minste ved visse anvendelser, mindre ønskelig enn tilfellet ville være for L-melkesyre. Mange preparater for vekstregulering, spesielt preparater som viser herbisid-aktivitet ved større doser, er toksiske for planter, omgivelsene, og/eller dyr, innbefattet mennesker. Mange er ikke lett tilgjengelige og er relativt dyre å fremstille sammenliknet med L-melkesyre. Videre krever mange av de kjente vekstreguleringsmidlene, så som de alfa-funksjonelle karboksylsyrene, saltene, esterne og aminene, omtalt i US Patent nr. 3.712.804, plantebehandling ved et tidspunkt som ikke er heldig for veksten i alle tilfeller. Videre viser mange kjente reguleringsmidler et begrenset spektrum av vekstreguleringsaktivitet, er ikke nyttige med mange plantetyper, og/eller regulerer ikke avlingsproduktiviteten på tilfredsstillende måte.

Følgelig foreligger det et behov for forbedret regulering av veksten av plantene og mer spesielt eksisterer et behov for forbedret stimulering av den ønskede veksten av planter, reduksjon av de toksiske virkningene i denne forbindelse på omgivelsene og dyr, innbefattet mennesker, og reduksjon av omkostningene knyttet til slik regulering av plantevekst.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er således å anvende visse sammensetninger eller preparater for stimulering av veksten og produktiviteten til jordbruksvekster og prydplanter, hvilke preparater er ikke-toksiske for dyr og for omgivelsene og krever ikke at de som påfører midlene eller annet personell eller omgivelsene, utsettes for hverken toksiske eller korrosive materialer.

Ifølge foreliggende oppfinnelse anvendes således en sammensetning omfattende melkesyre, dens anhydrid eller de tilsvarende polylaktider, hvor L-(d)-isomeren av melkesyre utgjør 80-100 % av melkesyren, for stimulering av produktiviteten til planter. L-melkesyren utgjør fortrinnsvis idet minste en hoveddel av melkesyren som er tilstede i det anvendte preparatet, som kan anvendes for å stimulere veksten og/eller fruktproduksjonen for nyttevekster og prydvekster.

Den ifølge foreliggende oppfinnelse benyttede sammensetning viser plantevekst-reguleringsaktivitet og inneholder melkesyre hvorav idet minste en hoveddel er L-(d)-isomeren av melkesyre. Sammensetningen eller preparatet kan også inneholde et ikke-reaktivt konserveringsmiddel som f.eks. en tilstrekkelig mengde av syre, til å holde pH for preparatet innenfor et område på ca. 5 eller mindre og/eller et steriliseringsmiddel som er tilstrekkelig til å inhibere den bakterielle nedbrytningen av melkesyren.

Sammensetningen som anvender relativt lav konsentrasjon og dosering av den vekstaktive L-isomeren av melkesyre, er nyttig for økning av veksten og/eller fruktproduksjonen for idet vesentlige alle typer planter. På fruktgivende planter kan sammensetningen anvendes for å få øke både størrelsen og mengden av den produserte frukten. Dette kan også akselerere modningen av frukten, derved forkortes avlingssyklusen og det kan øke veksthastigheten for jordbruksgrass eller prydgrass, som hos alfalfa, vernlig raigrass osv. Videre kan eldingen forsinkes og derved forlenges den fruktgivende perioden for ettårige frukt-planter, så som tomater og mais, den fruktgivende perioden for flerårige planter, så som sitrus, druer osv. Anvendelsen har den ytterligere fordelen at de benyttede sammensetningene er ikke-toksiske for omgivelsene og dyr, og ved nivåene som anvendes for stimulering av plantevekst, er de ikke-toksiske for de behandlede plantene eller de høstede komponentene av fruktgivende planter, så som matvare-produkter. Videre er preparatene ikke-korrosive ved lagring, transport og i forbindelse med påføringsutstyr og for dyr og vegetabilske vev. Følgelig kan de lett og sikkert håndteres uten skade på utstyr, personell, avlingen eller omgivelsene. Den aktive komponenten i preparatene - L-melkesyre - er lett tilgjengelig kommersielt og er relativt billig, spesielt sammenliknet med forskjellige andre reguleringsmidler for plantevekst som er dyre, sofistikerte kjemiske forbindelser som krever relativt kompliserte fremgangsmåter for fremstilling.

Foreliggende oppfinnelse vil bedre kunne forstås under henvisning til tegningene hvori: Figur 1 er en grafisk fremstilling av resultatene fra karseforsøk som viser rotvekst-stimulering og inhiberings-aktivitet av L-melkesyre og av indoleddiksyre;

og

Figur 2 er en tilsvarende grafisk fremstilling av data som viser rotvekst-reguleringsaktiviteten av L-melkesyre og av D-(1)-melkesyre.

De aktuelle preparatene er bredspektrede plantevekst-reguleringsmidler; følgelig kan disse anvendes til å stimulere veksten og/eller den fruktproduserende kapasiteten til alle plantetyper, innbefattet fruktgivende og hovedsakelig vegetative planter. Fruktgivende planter, for formålet med foreliggende oppfinnelse, innbefatter planter som bærer en rekke produkter bortsett fra vegetativ vekst så som ett-

årige eller fler-årige grønnsaker, frukt, nøtter, korn, fiberavlinger, og blomstplanter. Planter som gror hovedsakelig på grunn av sin vegetative produktivitet (hovedeksemplet er det store antallet grasstyper som gros som dyreråstoff og for dekorative formål) kan også behandles. Følgelig kan sammensetningene anvendes for å

stimulere veksten og den fruktbærende evnen (der hvor dette er relevant) for grønnsaker, frukter, nøtter, korn, grass, fiberavlinger, treavlinger, og blomsterplanter.

Alle typer grønnsaker kan behandles, innbefattet blad-salat, brokkoli, asparges, løk, knollvekster så som poteter, sukkererter og peanøtter, tomater, bønner osv. Eksempler på frukter som kan behandles er ferskner, epler, sitrusfrukt, avokados, kirsebær, druer (varietets- og borddruer), bananer osv. Nøttevekster som kan behandles innbefatter valnøtter, hickorynøtter, mandler, acajou-nøtter osv. Hovedsakelig alle korntyper kan behandles, innbefattet mais, hvete, durahvete, maismel, ris, bygg, havre osv. Eksempler på grasstyper innbefatter alfa, bermuda, rai og rått gressarter, mens eksempler på fiberplanter innbefatter bomull og lin. Alle tre planter kan stimuleres ved foreliggende anvendelse innbefattende både løvtrær og nåletrær, så som eik, alm, lønn, valnøtt, gran, hemlockgran, or, loblollyfuru, rødtre, mahogny, sypress, sedertre, Douglasgran og hvitgran. Blomsterplanter som kan behandles innbefatter alle typer privat frembragte og kommersielt frembragte blomster, så som orkideer, roser, krystantemer, asaliaer, kameliaer, nelliker, stemorsblomster, prydløvemunn osv.

Preparatene anvendt ifølge foreliggende oppfinnelse innbefatter som nevnt en vekstregulerende mengde av L-(d)-melkesyren; dvs. den høyredreiende isomeren. Den effekti-viteten som slike preparater viser ved stimulering av veksten og/eller den fruktbærende evnen for planter kan til-synelatende tilskrives den plantevekst-regulerende aktiviteten av den ikke-kompleksdannede, monomolekylære, L-(d)-isomeren av melkesyren. D-(1)-isomeren av melkesyren fremmer ikke bare vegetasjonsveksten eller fruktproduk-tiviteten, den synes å inhibere aktiviteten av L-isomeren til det punktet at den rasemiske blandingen, dvs. 50-50-blandingen av den venstre- og høyredreiende

isomeren, bare har marginal vekstregulerende aktivet,

om overhodet noen.

Det er også funnet at L-melkesyre anhydrid og polylaktidene av L-isomeren (selv forestringsprodukt av melkesyre) er

aktive plantevekst-reguleringsmiddel og er like aktive som monomolekylær L-melkesyre. Alle disse forbindelsene viser reguléringsaktivitet ved svært lave konsentrasjoner, f.eks. på ca. 10 ^ molar eller mindre. Melkesyreanhydrid og

høyere polylatider dannes av monomolekylær melkesyre ved melkesyrekonsentrasjoner på ca. 50% eller høyere i vann. Både melkesyreanhydrid og polylaktider vender tilbake til monomolekylærmelkesyre ved fortynning med vann til konsentrasjoner under 50%. Den aktive formen av vekst-reguleringsmidlet i planten kan være monomolekylær L-mélkesyre aller polylaktider av L-melkesyre av vari-erende molekylvekt. Polylaktidene kan dannes på bladene av behandlet vegetasjon (seiv når monomolekylær melkesyre påføres i relativt fortynnede oppløsninger) ved- for-damping av vann fra den påførte oppløsningen. 2olylak-tidene hydrolyserer trolig, dersom de påføres som så-danne eller dannes på plantebladene, inne i planten (ved eksponering mot vann) slik at det dannes monomolekylær melkesyre. Tilsvarende er forbindelser som, i planteomgiveIsene, omvandles til L-melkesyre eller til anhydridet eller polylaktidene av L-melkesyren, også effektive for innføring av det aktive vekst-reguleringsmidlet inn i de behandlede plantene. Uavhengig av hva det aktive spesies virkelig er, er det funnet at monomolekylær L-melkesyre og anhydridet og høyere polylaktider av L-melkesyren viser vekstregulerende aktivitet når det bringes i kontakt med planter. Når følgelig betegnelsen L-melkesyre anvendes for å beskrive de forskjellige trekk

i den foreliggende oppfinnelse skal betegnelsen opp-fattes som innbefattende anhydridet og høyere polylaktider av L-melkesyre og forbindelser som omvandles til L-melke-

syre eller dens anhydrid eller polylaktider, når de til-føres til planten, såvel som L-melkesyre selv.

En av de uventede oppdagelsene ved foreliggende oppfinnelse er at D-(1)-isomeren viser liten, om noen, plantevekst-regulerende-aktivitet, idet denne er minst 10 ganger, og trolig minst 100 ganger mindre aktivt enn L-(d)-isomeren. Videre synes D-isomeren å inhibere eller undertrykke aktiviteten av L-isomeren. Følgelig innbefatter de ifølge oppfinnelsen benyttede preparater slike hvori L-isomeren utgjør 80 til 100 %, og fortrinnsvis 100 % av melkesyren som finnes i preparatet som påføres. L-isomeren kan tilføres ren, selv om dette vanligvis er uønsket for stimulering av plantevekst på grunn av den høyt spesifikke aktiviteten av L-isomeren. L-isomeren stimulerer plantevekst ved konsentrasjoner ned til 10 molar. Tilførsel av det rene materialet ella: konsentrerte oppløsninger kompliserer også fordelingen av den aktive komponenten på den behandlede planten. Følgelig utgjør preparatene vanligvis oppløsninger av L-isomeren i et egnet oppløsningsmiddel så som vann, en-og flerverdige alkoholer med lav molekylvekt, etere, karbondisulfid,

og liknende oppløsningsmidler som ikke reagerer med L-isomeren (og derved opphever dens aktivitet) under normale håndteringsbetingelser, lagringsbetingeIser og anvendelses-betingelser. Vandige oppløsninger av L-isomeren er svært aktive vekstreguleringsmidler og foretrekkes på

det nåværende tidspunkt. L-isomeren vil vanligvis være tilstede i den tilførte oppløsningen ved en konsentrasjon på minst 10~<10> molar. Selv om L-melkesyre forblir aktiv i oppløsning selv ved lavere konsentrasjoner, er det vanskelig å tilføre tilstrekkelige mengder av denne forbindelsen, til de behandlede plantene når det anvendes oppløsninger med lavere konsentrasjoner på grunn av at

den tilførte oppløsningen renner av plantebladene. Følgelig vil oppløsninger som er nyttige ved anvendelsen ifølge foreliggende oppfinnelse, vanligvis ha L-melkesyrekonsentrasjoner i området fra 10 til

4 molar, normalt fra 10~<9> til 2 molar. Fortynnede oppløsninger innenfor disse grensene er vanligvis foretrukne for å stimulere veksten og fremme fruktproduksjonen. Når følgelig plantestimulering er ønsket, bør L-isomeren vææ tilstede i den tilførte oppløsningen ved en konsentrasjon i området fra 10 -10 til 10 2 molar, generelt fra IO"<9> til 10"<2> molar, fortrinnsvis fra

IO"20 til 10"<2> molar.

Det er også funnet at metallsalter av L-melkesyre og estere av L-melkesyre med enten alkoholer eller andre syrer enn L-melkesyre, er mindre aktive som vekst-reguleringsmidler enn L-melkesyre selv. Saltene av melkesyre kan dannes i oppløsninger av L-isomeren som inneholder betydelige mengder metallkationer så som kalsium, nikkel, kobolt, magnesium, mangan, sink, natrium, kalium, osv. Konsentrasjonen av slike metallkationer i mange kilder for.vanningsvann, så som vann fra Colorado River, er tilstrekkelig i betydelig grad å redusere aktiviteten av en oppløsning av L-isomeren fremstilt fra slikt vann. Det er også funnet at forbindelser som inneholder aktiv syre og/eller alkoholgrupper kan reagere med melkesyre, slik at det dannes inaktive estere ved pH-nivåer under ca. 3 eller over 10, og at slike estere også kan dannes ved pH-nivåer i området fra 3 til 10, dog med en lavere hastighet. : Følgelig kan aktiviteten av L-isomeren for regulering av veksten av planter reduseres eller tapes på grunn av dannelsen av estere med andre forbindelser som inneholder aktiv syre og/eller alkoholgrupper. Forbindelser som inneholder slike funksjonelle grupper utelukkes fortrinnsvis fra preparatene som benyttes ved foreliggende oppfinnelse.

Selv om de L-melkesyre-hoIdige preparatene beskrevet ovenfor, er aktive plantevekst-reguleringsmidler og følgelig kan anvendes ifølge foreliggende oppfinnelse, er de hydrolyttisk ustabile under visse betingelser og er utsatt for bakterielle angrep. Bakterier kan omvandle den aktive L-isomeren til inaktive spesies i løpet a v et relativt kort tidspunkt ved temperaturer så lave som 27°C. Selv om L-melkesyre-oppløsningen kan steriliseres under frem-stillingen, består det følgelig en betydelig risiko for bakteriell forurensning under lagring, transport, blanding og påføring.

Følgelig foretrekkes slike preparater som er stabiliserte mot hydrolyttisk dekomponering og bakterieangrep på det nåværende-tidspunkt for anvendelse for regulering av veksten av planter.

Disse preparatene innbefatter melkesyre hvorav en hoveddel er den høyredreiende L-(d)-isomeren av melkesyre og et konserveringsmiddel som er tilstrekkelig til å forhindre en omvandling av L-isomeren til en inaktiv form forårsaket av bakterieangrep. Egnede konserveringsmidler innbefatter tilstrekkelig sure<1 >konsentrasjoner til å opprettholde en pH på ca, 5 eller lavere, og/eller steriliseringsmidler som hindrer bakterievekst.

Den hydrolyttiske stabiliteten av L-isomeren kan opp-rettholdes i vandige oppløsninger ved å holde oppløs-ningens pH-område fra 3 til 10, mest foretrukket innenfor området fra 4 til 8, og mest fortrinnsvis innenfor området fra 4 til 6. Melkesyren vil reagere med vann ved relativt lave temperaturer ned til ca. 27°C under enten basiske eller sure betingelser som ligger utenfor de foretrukne områdene. Hastigheten for hydrolyttisk omvandling av L-isomeren er også relativt lav ved pH-nivået på 3 og 10, og øker dramatisk når pH faller under 3 eller økes til nivåer over 10. Hastigheten for hydrolyse kan også reduseres ved å redusere vannkonsentrasjonen i preparatet, dvs. ved å øke melkesyrekonsentrasjonen. Imidlertid kan hydro-lytiske omvandlingen av L-melkesyre øke dramatisk ved fortynning av den konsentrerte syren før påføring dersom oppløsningens pH ikke holdes innenfor de angitte områdene. Følgelig inneholder de foretrukne vandige opp-løsningene ifølge foreliggende oppfinnelse tilstrekkelig syre og/eller base til å holde pH'en av oppløsningen innenfor områdene angitt ovenfor. pH-buffere er også spesielt velegnede for dette formålet, og bør ha bufferpunkter i området fra pH 3 til pH 10, fortrinnsvis pH 4 til pH 6. Bufferene bør også være ikke-reaktive med L-mélkesyren. Egnede pH-buffere innbefatter H-jPO -xH2P04, sitronsyre-x-sitrat (hvori x betegner et enverdig kation så som natrium, kalium og ammonium), og andre bufferpar som har bufferpunkter innenfor de angitte områdene. Saltkationet som finnes bufferparet bør ikke være tilstede i en konsentrasjon som er tilstrekkelig til å deaktivere en betydelig del av melkesyren. Av samme grunn er ammoniumformen av buffersaltet foreløpig foretrukket siden denne ikke danner uoppløselige laktater som forårsaker utfelling av den aktive komponenten fra den vandige oppløsningen.

I det vesentlige en hvilken som helst syre, innbefattende melkesyre, kan anvendes for å opprettholde en pH-verdi

på ca. 5 eller lavere i de benyttede sammensetninger eller preparater og derved minimalisere den bakterielle deakti-ver ingen av L-isomeren. Imidlertid ligger konsentrasjoner av melkesyre som er tilstrekkelig til å opprettholde

pH-nivåer på ca. 5 eller lavere ofte høyere enn konsentrasjonene som er ønsket i den tilførte oppløsningen. Følgelig er tilsatsen av andre' syrer foretrukket. Eksempler på egnede syrer er fosforsyrer, svovelsyre, salpeter-syre, saltsyre og liknende syrer som ikke danner stabile estere eller salter med L-isomer komponenten.

Bakteriell dekomponering av L-isomeren kan også

inhiberes, eller utelukkes, ved hjelp av et hvilket som helst av en rekke kjente steriliseringsmidler, så som de bakteriolyttiske og bakteriostatiske preparatene.

Som tilfellet er med de andre komponentene i de ifølge op<p>finnelsen benyttede preparater, bør steriliseringsmidlet ikke reagere med melkesyren slik at det dannes stabile salter eller estere under normale håndteringsbetingelser. Eksempla: på steriliseringsmidler som kan anvendes i

de nye preparatene ifølge foreliggende oppfinnelse, er etanol, formaldehyd, terramiakan, xylen, toluen, fenyl-merkurinitrat, fenylmerkuriacetat, kobbersulfat, natrium-azid, hydrogenperoksyd, klor, benzoisothiozolon, 2((hydroksymety1)amis)etanol,

1-(3-kloralkyl)-3,5,7-triaza-1-azoneadomantan klorid, dibromcyanobutan, ose. Andre stabile steriliseringsmidler, dvs. steriliseringsmidler som ikke reagerer med melkesyre, kan identifiseres ved å blande steriliseringsmidlet med den ønskede vandige oppløsningen av L-melkesyre, og overvåke stabiliteten av melkesyren i den steriliseringsmiddel-holdige oppløsningen ved kjernemagnetisk ressonans (NMR). NMR kan anvendes til å overvåke frekvensen av størrelsen av spektraltopper som er karakteristiske for en valgt kjerne, f.eks. en hydrogenkjerne i L-melkesyremolekylet. Vedvarende størrelse, av spektraltopp og frekvens over

en periode på 5 eller 6 timer indikerer stabiliteten. Avtagende størrelse eller en forskyvning i toppfrekvens forbundet med den valgte hydrogenkjernen indikerer in-stabilitet, dvs. arrangementet av funksjonelle grupper

i melkesyremolekylet er modifisert. Eksempler på

ustabile steriliseringsmidler er thiofosfatestere så som melathion, parathion, osv., som vanligvis ikke bør anvendes i preparatene ifølge foreliggende oppfinnelse idet de reagerer med L-melkesyren og reduserer eller eliminerer dens aktivitet som vekst-reguleringsmiddel. Steriliseringsmiddelkonsentrasjoner i området fra 10 til 4 000 deler pr. million (ppm) er vanligvis effektive for de fleste anvendelser.

Ved anvendelsen ifølge foreliggende oppfinnelse bringes plantene som kan reguleres i kontakt med en vekstregulerende mengde av preparatene- Det L-(d)-melkesyreholdige preparatet kan tilføres til bladene og/eller til røttene av de behandlede plantene. Tidspunktet for tilførselen er relativt viktig når det er ønsket å forøke fruktproduksjonen for fruktbærende vekster. Generelt bør L-melkesyrekomponenten tilføres til plantene under blomstringstrinnet eller i de tidlige stadiene av dai fruktbærende syklusen, eller begge deler. Ideelt kan L-melkesyrekomponenten tilføres til plantene en eller flere ganger mellom det første knoppstadiet og det frukt-settende stadiet, fortrinnsvis mellom det første knoppstadiet og det stadiet hvor kronbladene faller for både ett-årige og fler-årige typer. Betydelige økninger, f.eks. 10% og mer, i fruktproduksjonen, kan oppnås ved behandling 'ved i det vesentlige et hvilket som helst tidspunkt innenfor disse trinnene i planteutviklingen. Imidlertid er det nå foretrukket at i det minste en til-førsel av L-melkesyrekomponenten utføres i løpet av flere dager etter det første knopptrinnet av utviklingen. Imidlertid er det foretrukket av minst en tilføsel av L-melkesyre utføres i løpet av flere dager etter det første knopptrinnet av utviklingen.

Betydelige forbedringer i utvikling av blader på ikke-fruktbærende planter, så som grasstyper og skogsplanter, kan oppnås ved et hvilket som helst tidspunkt under veksttrinnet, vanligvis mellom våren og høsten, når planten befinner seg i sin mest aktive vekstsyklus.

Betydelige økninger i veksten av ikke-fruktbærende planter og i veksten av fruktproduksjonen for fruktbærende planter kan oppnås ved bladpåføring av L-melkesyrekomponenten ved doser i området fra 140 g til 7 kilo, vanlig-

vis 280 g til 3,5 kilo, og fortrinnsvis

til 1 750' g L-melkesyre pr. hektar.. Det lavere doseområdet på 280 til 1 750 g pr. hektar er ideelt egnet for de fleste radplanter innenfor jordbruket og blomsterplanteskoler. Planter som har en stor mengde bladverk, så som skogsplanter og noen korn- og fiberplanter så som hvete, mais, og bomull, kan dra fordel av kontakt med høyere doser innenfor det vide området fra 140 g til 7 kilo pr. hektar, av L-melkesyre. Betydelig vekstregulering kan også oppnåes ved å påføre L-melkesyren i jorden i nærheten av planterøttene.

Egnede doseringer for denne tilførselsmåten ligger vanligvis i området fra"560 g til 28 kilo pr.

hektar, fortrinnsvis 7 g til 14 kilo pr. hektar av melkesyre.

Økningen i vegetasjonsvekst og økningen i fruktproduksjon er ddse-følsom til en viss grad for enhver plante.

Som regel behandles planter som har en mer omfattende vekst, så som bomull og skogsplanter, med høyere

doser av L-melkesyre en fysisk mindre plante så som grønnsaker og knollvekster som viser et mindre vekst-omfang.

Konsentrasjonen og doseringen av L-melkesyrekomponenten bør korreleres for å tilveiebringe egnet sprayvolum for kontakt med en betydelig del av det behandlede bladverket og muliggjøre egnet fordeling av de påførte oppløsningene som en spray med tilgjengelig utstyr. Sprayvolumer i området fra 4 7 til 1870 liter pr. hektar er tilstrekkelig til å gi tilfredsstillende dekning og sprayfordeling for i det vesentlige alle plantetyper. Sprayvolumer på 47 til 935 liter pr. hektar, er vanligvis tilfredsstillende for de fleste jordbruksplanter, og sprayvolumer i området fra 94 til 560 liter pr. hektar, er på det n å - værende tidspunkt foretrukket for behandlingen av radvekster innenfor jordbruket og planter innenfor planteskoler. På samme måte som doseringen vil det optimale sprayvolumet variere avhengig av plantetype, og hovedsakelig som en funksjon av omfanget av vegetasjonsveksten for de behandlede plantene. Følgelig er relativt høye sprayvolumer bedre egnet for behandling av store planter, så som bomull, mais og treplanter, mens lavere sprayvolumer er mer velegnet for behandlingen av grønnsaker og knollvekster. Når L-melkesyren injiseres i sonen ved planteroten, bør volumet av L-melkesyreoppløsningen som injiseres pr. hektar, være tilstrekkelig til å gi egnet fordeling av L-melkesyren gjennom rotsonen for de behandlede plantene. Doseringer som er egnet for dette formålet vil vanligvis ligge i området fra 94 til 3740, generelt 187 til 3740-, og fortrinnsvis 280 til 2800 liter pr. hektar. Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives ved hjelp av følgende eksempler.

Eksempel 1

Separate porsjoner av ren L-(d)-melkesyre fortynnes med destillert vann slik at det fremstilles fem forskjellige oppløsninger som har konsentrasjoner som IO-1, 10~<3>, 10~<5>, 10~<7>, og 10~<9> molar. Tre separate. 5 ml porsjoner av den 10 ^ molar oppløsningen plasseres deretter i tre separate petriskåler foret med filter-papir og hver inneholdende ca. 15 frø av hagekarse.

Tre separate 5 ml porsjoner av de gjenværende fire opp-løsningene plasseres også i petriskåler foret med filter-papir inneholdende ca. 15 frø av hagekarse. En sjette serie av tre petriskåler inneholdende ca. 15 frø av hagekarse behandles bare med destillert vann. Frøene av hagekarse spires i møret i tre dager hvoretter hver frørot i hver petriskål måles, og gjennomsnittet av alle rotlengdene for hver serie av tre prøver beregnes slik at man oppnår en gjennomsnittlig rotlengde for denne behandlingen. Den gjennomsnittlige lengden av hvert replikat divideres så på den gjennomsnittlige lengden av kontrollprøven (bare vann) slik at man får et rot-lengdeforhold L-forsøk/L-kontroll (Lt/Lc). Verdier undec 1 indikerer at rotlengderi i forsøksserien er mindre enn rotlengden for kontrollserien, og at det har funnet sted en undertrykkelse av rotveksten.

Verdier på Lt/L^-forholdet er større enn 1, indikerer

en økning av rotveksten.

Disse resultatene er gjengitt- grafisk i figur 1,

og viser at rotvekstundertrykkeIse/stimulering fremmet ved hjelp av en L-melkesyreoppløsning er karakteristisk for klassisk auxin-liknende aktivitet. I figur 1 er det også vist grafisk resultat av publisert i litteraturen for indole eddiksyre (IAA), et plantevekst-reguleringsmiddel som har vært underkastet omfattende studier.

Betydelig stimulering av rotvekst fant sted med L-melkesyre ved konsentrasjoner ca. to størrelsesordener under de hvorved tilsvarende responser ble indusert ved hjelp av indole eddiksyre. Følgelig er L-melkesyre et langt mer aktivt plantevekst-reguleringsmiddel enn indole eddiksyre, i det minste så langt aktiviteten fremgår av rotforlengelses-forsøket på karsefrøene.

Eksempel 2

Forsøket med rotforlengelse-undertrykkelse på frø av hagekarse beskrevet i eksempel 1 gjentas ved anvendelse av tre replikater av hver av fire forskjellige konsentrasjoner av L-melkesyre i destillert vann, konsentrasjonene svarer til 10 , 10 . 10 , og 10 molar. Spirede rotlengder for frøene måles, og gjennomsnittet beregnes som beskrevet i eksempel 1. Disse resultatene er gjengitt grafisk i figur 2. Delen av kurven i figur 2 som representerer

-7

responsen på L-eddiksyrekonsentrasjoner under 10 molar for røtter på frø av hagekarse, er reprodusert basert på resultatene i eksempel 1.

Eksempel 3

Rotforlengelses-undertrykkelsesforsøket på frø av hagekarse beskrevet i eksempel 1 gjentas ved anvendelse av fire forskjellige konsentrasjoner av D-melkesyre (den venstredreiende isomer) i destillert vann. Disse konsentrasjonene tilsvarer IO"<1>, IO"<3>, IO"<5> og IO"<7> molar. Tre separate replikater testes ved hver konsentrasjon og rotlengder måles og gjennomsnittsberegnes som beskrevet i eksempel 1. Resultatene er angitt grafisk i figur 2.

Sammenligning av resultatene i eksemplene 2 og 3 illustrerer at den venstredreiende [D-(D-] isomern av melkesyre har liten, om i det hele tatt noen, vekstregulerende aktivitet og at den er et langt mindre aktivt plantevekst-regulerende middel enn den venstredreiende isomeren er. Resultatene i eksempel 3 viser også at D-melkesyren har liten, om i det hele tatt noen, tendens til å stimulere veksten av spirende frørøtter selv ved relativt lave konsentrasjoner.

Eksempel 4

Gule blomstrende frø av alfalfa-varieteter plantes i

en sandholdig leirjord hvoretter 2 0 ml av en IO"<5> molar oppløsning av L-melkesyre påføres topisk på jorden.

Fire replikater behandles og disse sammenlignes med fire replikater av den samme frøpopulasjonen plantet i den samme jorden, men ikke behandlet med L-melkesyre-opp-løsningen. Flere frø spirer i de behandlede jordstykker enn i de ubehandlede (kontroll) jordstykker. Alle planter høstes etter ni ukers vekst og veies. Alfalfaen behandlet med L-melkesyre gir 25 vekt-% mer vegetativ vekst enn tilfellet er for den ubehandlede kontrollprøven.

Eksempel 5

Operasjonen i eksempel 4 gjentas med unntagelse av 50 ml av den IO"<5> molare L-melkesyre-oppløsningen påføres på jordoverflaten etter planting av de gule bromstrende frøene av alfalfa-varietet. Også her overlever flere planter i de behandlede jordstykkene og de behandlede plantene gir ca. 25% mer vegetativ vekst enn kontrollen.

Eksempel 6

Omtrent like antall gule, blomstrende frø av alfalfa-varietet plantes på flere jordstykker inneholdende en sandholdig leirjord. Fire serier av fire jordstykker behandles hver med 20 ml av en IO"<5> molar oppløsning av L-melkesyre i destillert vann.

Oppløsningen påføres på plantene ved sprøyting av blader ved emergens (5 dager etter planting), og tre uker, seks uker og ni uker etter emergens. Plantene høstes tolv uker etter emergens, veies og sammenlignes med en ubehandlet kontroll. Testseriene som er behandlet fem dager etter planting og tre uker og 6 uker etter emergens gir alle ca. 20 til 25 vekt-% mer vegetativ vekst enn tilfellet er for kontrollseriene. Plantene behandlet ni uker etter emergens gir ikke en mengde av vegetativ vekst over den som oppnås av de ubehandlede kontrollplantene, hvilket kan defineres som statistisk signifikant.

Eksempel 7

Operasjonen i eksempel 6 gjentas med unntagelse av at

50 ml av den 10"<5> molare L-melkesyre-oppløsningen på-

føres på hver testserie. Som i tilfellet for 20 ml behandlingene så viser plantene behandlet fem dager etter planting, og to uker og 6 uker etter emergens,

ca. 20 til 25 vekt-% større vegetativ vekst enn kontrollen,

mens plantene behandlet ni uker etter emergens og høstet tolv uker etter emergens ikke viser en signifikant forøkelse av vegetativ vekst i forhold til kontrollen. Fraværet av en statistisk signifikant forøkning i vegetativ vekst for ni ukers-behandlingen kan skyldes den relativt korte tid mellom behandling og innhøsting.

Eksempel 8

"Tiny Tim"-tomater som allerede har satt frukt som har

en diameter på ca. 0,5 til 1,5 cm, behandles med en vandig oppløsning av L-melkesyre i destillert vann som har en melkesyrekonsentrasjon på IO"<5> molar. Oppløsningen påføres på plantens blader ved en dose poå ca. 4 ml pr. plante. Ingen signifikant økning i fruktstørrelse eller —mengde oppnås sammenlignet med ubehandlede kontrollplanter.

Eksempel 9

Operasjonen i eksempel 8 gjentas med unntagelse av at L-melkesyre-oppløsningen som ble påført på bladene til "Tiny Tim"- tomatplantene har en melkesyrekonsentrajson på 10 til <3> molar. Heller ikke har obaserveres en økning i fruktstørrelse eller —mengde sammenlignet med de ubehandlede kontrollene.

Eksempel 10

Operasjonen i eksempel 8 gjentas med unntagelse av at tomatplantene behandles med to separate blad-påføringer på ca. 4 ml hver av IO"<3> molar L-melkesyre-oppløsnignen i destillert vann. Den første påføringen foretas ved fullblomstingstrinnet (maksimal blomstring) og den andre påføringen foretas to uker senere (etter fruktsetting). Tomatene høstes etter å ha nådd modenhet, og de behandlede tomatene er ca. 15% større og modner ca. 50% hurtigere enn tomatene på de ubehandlede kontrollplantene.

Eksempel 11

Operasjonen i eksempel 10 gjentas med unntagelse av at L-melkesyre-oppløsningen som påføres på tomatplantene

har en L-melkesyre-konsentrajson på 10"<5> molar. Som i tilfellet for 10"<3> molar-oppløsningen så gir de behandlede plantene tomater som er ca. 15% større beregnet på vekt og som modner ca. 5 0% hurtigere enn de ubehandlede kontrollene.

Eksempel 12

"Naval" appelsintrær behandles ved bladpåføring ved det stadiet hvor de første kronbladene faller, av 350 g pr. hektar av L-melkesyre i 280 liter pr. hektar vandig sprayvolum. Frukten får sette seg og modnes og høstes og veies. Det ubehandlede kontroll-jordstykket gir 202 6 bokser "nåvel"-appelsiner pr. hektar, mens det behandlede jordstykket gir 3 010 bokser appelsiner pr. hektar.

Eksempel 13

Cabernet-druer behandles ved bladpåføring av L-melkesyre i en dose som svarer til 560 g pr. hektar av

L-melkesyren oppløst i 280 liter sprayvolum pr. hektar. Bladpåføringen utføres ved det første bærstadiet, og

druene får modnes og høstes- Utbyttet fra de behandlede drueplantene er 15r20% større enn fra de ubehandlede kontrollplantene i den samme populasjonen og sukkerinnholdet i de behandlede drueplantene er ca. 2% poeng høyere enn sukkerinnholdet .fra de ubehandlede druene.

E ksempel 14

Sylvaner Riesling druer behandles ved bladpåføring av L-melkesyre i en dose som svarer til 560 g pr. hektar

i et sprayvolum på 280 liter pr. hektar ved det første bærstadiet. Druene får modnes og'.høstes og sammenliknes med druer produsert på ubehandlede kontrollplånter iden samme populasjonen. Utbyttet fra de behandlede Riesling-drueplantene er 15-20% høyere enn fra de ubehandlede kontrollplantene.

Eksempel 15

Murietta tomater behandles ved bladpåføring av en opp-løsning av L-melkesyre ved en dosering svarende til 560 g pr. hektar av L-melkesyre oppløst i et sprayvolum pi 280 liter pr. hektar. Påføringen utføres ved den maksimale blomstringen , og frukten får sette seg og modnes og høstes og sammenliknes med frukt oppnådd fra ubehandlede planter i den samme populasjonen. Utbyttet fra de behandlede plantene er ca. 30% høyere enn fra de ubehandlede plantene.

Eksempel 16

Pima bomull behandles ved bladpåføring av et vandig L-melkesyreoppløsning ved en dose svarende til 1120 g pr. hektar av L-melkesyre dispergert i et sprayvolum på 280 liter pr. hektar.

Påføringen utføres ved den maksimale blomstringen og bomullen får modnes og høstes og sammenliknes med bomull oppnådd fra ubehandlede kontrollplanter i den samme populasjonen. De behandlede plånteae gir ca. 20%'meir bomull enn de ubehandlede plantene.

E ksempel 17

Valencia appelsiner behandles med bladpåføring av

1120 g pr. hektar av L-melkesyre i 2 80 liter pr.

hektar av en vandig sprayoppløsning. Sprayen påføres ved det stadiet hvor de første kronbladene faller, (maksimal blomstring), og frukten får modnes og høstes under normale jordbruksbetingelser. De behandlede trærne gir 3460

kasser pr. hektar av Valencia appelsiner sammenliknet med 1977 kasser pr. hektar for ubehandlede kontrolltrær i den samme populasjonen.

Eksempel 18

Zihfandel druer behandles ved bladpåføring av 280 g

pr. hektar av L-melkesyre i 280 liter pr. hektar av en spray i form av en vandig oppløsning. Sprayen påføres på det første bærstadiet, og druene får modnes og høstes under normale gartneribetingelser. Utbyttet av de behandlede Zinfandel drueplantene er 12% høyere enn fra de ubehandlede plantene i den samme populasjonen.

Eksempel 19

Barleyplantene, ca. 30,5 cm høye, behandles med L-melkesyre ved bladpåføring av tilstrekkelig vandig oppløsning inneholdende 25 vekt-% L-melkesyre til å dekke plantens bladverk. Kontrollplanter ble på :hladverket bragt i kontakt med en like stor mengde destillert vann. Alvorlig skade oppsto på de L-melkesyre-behandlede plantene i løpet av 2 timer etter påføringen. En viss mindre revegetasjon fant sted i løpet av 2 uker. Det forekom ingen skade på kontrollplantene som ble behandlet bare med vann.

Eksempel 2 0

Fremgangsmpten fra eksempel 19 gjentas, med det unntaket

at den påførte oppløsningen inneholder 6 vekt-% L-eddiksyre. En viss skade på bladverket er synlig i løpet av 2 timer etter påføringen. Alle plantene kommer seg igjen i løpet av ca. 2 uker.

Eksempel 21

Modne "Tiny Tim" tomatplanter, behandles ved bladpåføring

av tilstrekkelig vandig opplesning inneholdende 25 vekt-% L-melkesyre til å dekke plantens bladverk. Kontrollplanter av den samme populasjonen behandles på bladverket med bare vann. Alvorlig skade på bladverket observeres i løpet av 2 timer og alle de behandlede plantene dør til slutt.

Det observeres ingen skade på kontrollplantene.

Eksempel 22

Fremgangsmåten fra eksempel 21 ble gjentatt med

det unntaket at bladene på tomatplantene bringes i kontakt med en vandig oppløsning inneholdende 6 vekt-% melkesyre. Igjéh oppstår alvorlig skade i løpet av 2 timer og resulterer i død av de behandlede plantene.

Det forekommer ingen skade på kontrollplanter som behandles på bladverket med bare destillert vann.

Claims (12)

1. Anvendelse av en sammensetning omfattende melkesyre, dens anhydrid, eller de tilsvarende polylaktider, hvor L-(d)-isomeren av melkesyre utgjør 80-100 % av melkesyren, for stimulering av produktiviteten til planter.

2. Anvendelse ifølge krav 1 av melkesyre omfattende polylaktider av L-melkesyre.

3. Anvendelse ifølge krav 1 eller 2 av sammensetningen i en doseringsmengde som er tilstrekkelig til å stimulere plantenes vekst.

4. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1, 2 eller 3 av sammensetningen i en doseringsmengde tilsvarende fra 140 g til 7 kg av nevnte L-isomer pr. hektar.

5. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1-4 på plantenes blader.

6. Anvendelse ifølge krav 5 på fruktbærende planter idet sammensetningen påføres bladene under plantenes fruktbærende syklus.

7. Anvendelse ifølge krav 5 i korn-, grønnsak-, knollvekst-eller fruktbærende avlinger, idet sammensetningen påføres plantenes blader ved et tidspunkt mellom det første knopptrinnet og fruktsettingstrinnet i plantenes fruktbærende syklus.

8. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7 av melkesyre idet vesentlige bestående av L-melkesyre.

9. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7 av melkesyre bestående av 100 % av L-isomeren.

10. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1-9 på plantenes blader av melkesyre i form av en vandig oppløsning.

11. Anvendelse ifølge krav 10 av melkesyrekonsentrasjoner i nevnte oppløsning i området 10"<10> til 10"<2> molar.

12. Anvendelse ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5 eller 8-11 på sitrusfrukter, tomater, bær og bomull.