способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений
Классы МПК: | A01N31/02 ациклические соединения A01N37/44 содержащие по меньшей мере одну карбоксильную группу или ее тиоаналог, или их производное, и присоединенный простой или двойной связью к тому же самому углеродному скелету атом азота, не являющийся членом производного или тиоаналога карбоксильной группы, например аминокислоты A01N59/00 Биоциды, репелленты или аттрактанты или регуляторы роста растений, содержащие элементы или неорганические соединения |
Автор(ы): | Артур М.Нономура (US), Эндрю А.Бенсон (US) |
Патентообладатель(и): | Артур М.Нономура (US), Эндрю А.Бенсон (US) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-06-14 публикация патента:
10.02.1999 |
Изобретение относится к средствам, стимулирующим рост растений, и способу стимулирования роста растений. Сущность способа состоит в опрыскивании листвы С3-растений водным раствором, содержащим не менее 10 об.% метанола , или раствором, содержащим дополнительно глицин или глицерофосфат, что позволяет повысить устойчивость растений к засухе, ускоряет их рост. Композиция согласно изобретению представляет собой водный раствор, содержащий не менее 10 об.% метанола, источники азотного и фосфорного питания в количестве, достаточным для обеспечения растений питательными элементами, приемлемое ПАВ и возможно источник железа. Применение композиции ускоряет рост растений, усиливает их устойчивость к стрессовым ситуациям, в частности недостатку влаги. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
1. Способ промотирования роста растений, включающий использование водного раствора метанола, отличающийся тем, что используют водный раствор, содержащий не менее 10 об.% метанола и сельскохозяйственно приемлемое поверхностно-активное вещество в количестве, эффективном для усиления смачивания растений и проникновения в них метанола, который наносят в виде спрея для листвы на С3 - растения, с последующим воздействием на обработанные растения светом минимальной интенсивности 1000 мк Ein/м2![способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений, патент № 2125796](/images/patents/346/2125005/183.gif)
Описание изобретения к патенту
Настоящее изобретение относится главным образом к способам и композициям для стимуляции и поддержания усиленного роста растений. Более конкретно, настоящее изобретение относится к препаратам для роста растений, которые содержат метанол, метанольные метаболиты и/или аминокислоты, при этом данные композиции способны увеличивать давление тургора и усиливать усвоение углерода растениями. Фотосинтез представляет процесс, с помощью которого фотосинтетические растения используют солнечную энергию на построение углеводов и других органических молекул из двуокиси углерода и воды. Превращение двуокиси углерода или углекислого газа в такие органические молекулы обычно называют усвоением углерода и в большинстве растений происходит с помощью восстановительного пентозно-фосфатного цикла, обычно называемого C3 циклом. C3 цикл включает карбоксилирование дифосфата рибулозы (RuDP) двуокисью углерода с получением гексоз и других органических молекул. Удобрения для высших растений обычно включают азот, фосфор и калий, которые называют основными питательными веществами или макропитательными веществами (макроэлементами). Удобрения часто дополнительно включают некоторые второстепенные элементы или питательные вещества, такие как железо, серу, кальций и магний, а также различные минеральные вещества и микроэлементы. До сих пор почти не уделялось внимания предоставлению удобрений, которые действуют непосредственно для усиления усвоения углерода высшими растениями. Общепринятые или традиционные готовые формы удобрений обычно направлены на доставку признанных первостепенных или основных, второстепенных микроэлементов и обычно не включают источник углерода,и, в частности, не включают источник углерода, предназначенный для усиления усвоения углерода с помощью C3 цикла или каким-либо иным образом. По этим причинам было бы желательно предоставить усовершенствованные способы и готовые формы препаратов для промотирования роста растений путем усиления степени усвоения или фиксации углерода внутри растений. Было бы особенно желательно, если бы также способы и композиции были эффективными для большинства или для всех высших растений, особенно включая те растения, которые фиксируют или усваивают углерод по C3 пути. Настоящее изобретение должно далее предоставлять удобные способы применения композиций, таких как применение композиций в виде препаратов для опрыскивания листвы, и предпочтительно должно приводить в результате к увеличенной тургесцентности растений. В дополнение к сказанному, было бы желательно, если бы способы и композиции настоящего изобретения могли способствовать быстрому росту и созреванию обработанных растений, увеличению содержания сахара в растениях, снижению потребности в поливе растений и усилению толерантности растений к окружающей среде. Исследование пути для прохождения углерода при фотосинтезе четыре десятилетия назад (A. A. Benson (1951), "Identification Ribulose in" C14O2 Photosynthesis Products" J. Am. Chem. Soc. 73:2971; J.R.Quayle et al. (1954), "Ensymatic Carboxylation of Ribulose Diphosphate" J.Am. Chem. Soc. 76:3610) открыло или обнаружило природу или характер процесса усвоения углекислого газа растениями. Исследовался метаболизм соединений с одним атомом углерода, отличных от двуокиси углерода, и было найдено, что метанол утилизируется водорослевыми штаммами Хлорелла и Сценедесмус на продуцирование сахара и аминокислот также быстро, как и двуокись углерода. Поскольку оба типа ранних экспериментов проводились с субстратом в индикаторном масштабе (т.е. с использованием незначительных количеств или следов), не ясно было ни то, являются ли сравнимыми скорости, ни какой путь вовлечен при превращении метанола в сахарозу. В последующей публикации на данную тему (Е.А. Cossins (1964), "The Utilization of Carbon- 1 Compounds by Plants" Canadion j Biochem. 42: 1793) сообщается, что растения быстро метаболизируют метанол в двуокись углерода, глицерат, серин, метионин и другие сахарные или структурные или строительные предшественники. Вывод о том, что метанол легко окисляется в формальдегид и превращается во фруктозо-6-фосфат, сообщался в отношении бактерий (C. L. Cooney and D.W. Levine (1972), "Microbial Utilization of Methanol" Adv. Appl. Microbiol 15: 337) и грибков (W. Harder и др., (1973), "Methanol Assimilation by Hyphomicrobium sp" J. Gen. Microbiol. 78:155). На основе данных исследований микроорганизмов был сделан вывод о том, что формальдегид конденсируется с пентозо-5-фосфатом, давая аллюлозо-6-фосфат, который эпимеризуется во фруктово-6-фосфат. В некоторые ранее известные формы удобрений для различных целей включались метанол и другие спирты. В патенте США N 3918952 описывается включение 1-15 частей по объему низшего спирта в прозрачные жидкие удобрения в качестве усилителей стабильности. В патенте США N 4033745 описывается включение в жидкие удобрения в качестве усилителя стабильности 0,05 - 1% спирта. В патентах США NN 4409015 и 4575626 описывается добавление к удобрениям спиртов для усиления солюбилизации фосфолипидов. См. также аннотацию венгерского патента Т45468 и аннотацию патента СССР 84-3794472, которая описывает включение в удобрения метанола в неконкретизированных концентрациях. В британской патентной заявке 2185472 А описываются композиции для питания лиственных растений, которые включают от 2 до 4% по весу белкового гидролизата, включающего аминокислоты, полипептиды и олигопептиды, Конкретные аминокислоты не указываются. Применение оксамида (H2N-CO-CO-NH2) в спреях для листвы по отношению к пшенице и сое в качестве замедлителя высвобождения источника азота описывается авторами Schuler и Paulsen (1988) в J. Plant Nutr. 11: 217-233. Применение к листве радиомеченного пролина описывается в публикации Павловой и Кудрева (1986) Докл. Болг. Акад. Наук 39:101:103. Barel и Black (1979) Agron. J. 71:21-24 описывают удобрения для листвы, включающие полифосфатные соединения в сочетании с поверхностно-активным агентом (0,1% Твин![способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений, патент № 2125796](/images/patents/346/2125047/174.gif)
![способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений, патент № 2125796](/images/patents/346/2125024/945.gif)
![способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений, патент № 2125796](/images/patents/346/2125024/945.gif)
![способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений, патент № 2125796](/images/patents/346/2125005/183.gif)
![способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений, патент № 2125796](/images/patents/346/2125005/183.gif)
![способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений, патент № 2125796](/images/patents/346/2125005/183.gif)
![способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений, патент № 2125796](/images/patents/346/2125005/183.gif)
![способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений, патент № 2125796](/images/patents/346/2125005/183.gif)
![способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений, патент № 2125796](/images/patents/346/2125005/183.gif)
![способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений, патент № 2125796](/images/patents/346/2125005/183.gif)
![способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений, патент № 2125796](/images/patents/346/2125005/183.gif)
![способ промотирования роста растений и композиция, промотирующая рост растений, патент № 2125796](/images/patents/346/2125024/945.gif)
Капуста савойская (Brassica oleracea capitata), Savoy King, Sakata Seed America, Inc. Капуста зеленая (Brassica oleracea capitata), Head Start, Hybrid, Asgrow Seed Company. Хлопчатник волосистый (Gossypium hirsutum), Deltapine 90, Delta & Pine Land Company. Твердая пшеница Рева (Triticum durum), Arizona Origin, Borden Pasta Group. Ячмень (Hordeum vulgare), Arizona Origin, Salt River Seed and Soybean Company. Томаты для консервирования (Lycopersicon esculentum), Northrup King. Садоводство. Весной промышленные теплицы в Maricopa County, Аризона, засаживались 3000 гибридными чайными розами (Rosa Spp.) следующих разновидностей: Rotary Rose, Paul Harris, Miss All-American Beauty, Tropicana, Blue Girl, Angel Face, First Prize, Lowell Thomas, Tiffany, Mr. Lincoln, John F. Kennedy, Joseph"s Coat, Peace and Queen Elizabeth. Розы выращивались в 8 - 12 литровых пластиковых контейнерах от корня до бутонов и цветков. Горшочная среда для выращивания составлялась из 90% коры, 5% речного песка и 5% почвы пахотного слоя. Розы снабжались удобрением Osmocote 17-6-10 плюс микроэлементы и низко-биуретная мочевина (46-0-0). Теплицы конструировались из прозрачных пластиковых листов и освещались и обогревались прямым солнечным светом. Обработанные растения были в одной теплице. Контрольные растения были в идентично сконструированных соседних теплицах. Контрольные растения снабжались водой с помощью аэрозольно-ирригационной системы, а обработанные растения снабжались 10% метанольной средой с добавлением 1 части на тысячу Pounce 3,2 EC (ФМК Корп., Чикаго, Иллинойс) пиретроидного инсектицида для предотвращения заражения тлей. Деревья обрабатывались с помощью опрыскивания стеблей или листвы метанолом. Для испытания использовались лимон (Citrus limon), апельсин горький (Citrus aurantium), грейпфрут (Citrus paradisi), Eucalyptus microfica, Olea europaea, Phoenix canariensis, Washingtonia robusta, Pinus eldarica и Pinus nalepensis. Для испытания действия добавок питательных элементов на коррекцию почвы пять грейпфрутовых деревьев оставляли в состоянии дефицита питательных элементов от предыдущего года. Эти грейпфрутовые деревья испытывали дефицит N, S и Fe, показывая признаки уменьшенного урожая плодов, обесцвеченной листвы и хлороза. Три из указанных грейпфрутовых деревьев с дефицитом питательных элементов обрабатывались метанольными растворами с добавлением N, S и Fe с помощью применения опрыскивания коры на основных стеблях. Семена пшеницы, ячменя и томатов проращивались в 72-луночных пластиковых лотках с 90% коры, 5% речного песка, 5% почвы пахотного слоя и удобрения. Пшеница подвергалась воздействию прямого солнечного света и недостатка воды путем устранения двух последовательных ирригационных циклов, а затем возобновления обычных ирригационных циклов. Пшеница обрабатывалась за два дня до наступления водного недостатка или стресса растворимости в 20% метаноле основными и второстепенными питательными элементами. По достижении зрелости 50 семенных колосьев, включая ось, семена и полову, взвешивались и подсчитывалось количество семян на колосок для каждого из контрольных и обработанных растений. Ячмень (Hordeum vulgare) испытывался на действие света низкой интенсивности путем затенения 85% блокировочной сеткой или экспонирования прямому солнечному свету. Растения ячменя выбирались по принципу сходства и располагались рядом для того, чтобы повторить условия для обработанных и контрольных растений. Ячмень выращивался в 8-литровых пластиковых контейнерах, каждое растение располагалось на расстоянии 5 см от ближайшего растения для предотвращения самозатенения. Подготавливалось шесть комплектов ячменя: два на прямое действие солнечного света, два на затенение и два на затенение с применением глютаминовой кислоты, натриевой соли (1 г/л в минимально усиленной метанольной среде). Половина комплектов оставлялась необработанной в качестве контроля, а другие комплекты обрабатывались опытными растворами. В повторном испытании для подтверждения того, что натрий не ответственен за рост, глютаминат заменялся глицином (2 г/л). Растения ячменя подвергались три раза обработке опрыскиванием метанольными растворами в течение двухнедельного периода испытания. Увеличение тургесцентности определялось с помощью измерения угла положения листьев ячменя перед обработкой и после обработки с помощью транспортира. Базисная линия 0-180 градусов центрировалась вертикально с главной осью центрального стебля. Для подтверждения увеличения урожая (выхода продукта), обеспечиваемого стандартизированной глициновой средой, растения обрабатывались 20% метанольной средой с добавлением 2 г/л глицина во время прохладной запоздалой зимы с 1 марта по 1 апреля. Испытываемые растения обрабатывались три раза в условиях облачной погоды. Обрабатывались следующие культуры: "Ichiban" баклажан, "Genoa" томаты и "Секвойя" земляника. В начале еженедельных обработок растения были 5-10 см высотой. Сбор урожая проводился путем срезания всего побега у основания. Регистрировался живой вес побегов и отдельных листьев у контрольных и обработанных глицином-метанолом растений. В случае препаратов для обычных комнатных растений к 10% метанольной среде с 0,1% глицина добавлялось 0,5% пентагидрата динатрийглицерофосфата и препарат применялся вручную к листве тонкодисперсного аэрозоля. Глицерофосфатный раствор применялся по отношению к следующим растениям: Chrysanthemum indicum, Dieffenbachia seguine, Syngonium podophyllum, Scindapsus aureus, Ficus elastica u Coleus blumei. Растения наблюдались на предмет увеличения тургесцентности и признаков токсичности в течение двух недель в условиях искусственного освещения. В осенний период на открытых полях 20% метанолом опрыскивалась листва растений с C4 метаболизмом: кукурузы (Zea mays cultivar Sweetie 82, Сан Сиидз Ко.), сорго (Sorghum vulgare), бермудской травы (Cynodon dactylon) и дикого сорго (Sorghum halepense). С перерывом в одну неделю проводились две или более обработок листвы и растения наблюдались в течение одного месяца. Измерялась длина листьев кукурузы и определялось число стержней кукурузных початков на обработанных метанолом растениях с бирками и на контрольных растениях в соседних рядах и на десятиакровом поле. Результаты. Растения показали быструю ответную реакцию на метанол при степени применения ниже уровня токсичности. Уровни токсичности метанола варьировали в зависимости от анатомического положения применения и разновидности растений. Обычно стволы или стебли выдерживали самые высокие концентрации; 80 - 100% метанол наносился непосредственно на ствольные секции сосны (Pinus eldarica и Pinus halepensis), пальмы (Phoenix Canariensis и Washingtonia robusta), евкалипта (Eucalyptus miorofica), лимона (Citrus limon), апельсина горького (Citrus aurantium), грейпфрута (Citrus paradisi) и оливкового дерева (Olea europaea) без заметных для глаза повреждений. При применении к стеблям Pinus eldarica, которые подрезались тремя месяцами ранее, 90% метанол вызывал сокотечение из старых ран в пределах 12 часов. Проникновение через древесную кору сосновых веток было немедленным и перемещение было ясно заметно по новому появлению сока выше места обработки метанолом. Ростки пальмы Washingtonia robusta опрыскивались 50% метанольной средой раз в месяц в течение шести месяцев, и пять целых побегов необработанных контрольных растений имели средний вес 15 грамм каждый, в то время как пять побегов обработанной пальмы имели средний вес 26 грамм каждый. Ответные реакции на градиентное увеличение концентрации метанола на растениях томатов (Lycopersicon esculentum) обнаружили увеличенное повреждение краев листьев в случае 20 - 40% метанола, и никакой фитотоксичности не было замечено в случае 10% метанола в течение периода 4 - 10 дней. В условиях прямого солнечного освещения было различимо увеличение роста растений томатов, обработанных в течение двухнедельного периода три раза 10% метанольной средой, по сравнению с контрольными растениями, причем контрольные растения показали 9 - 10 междоузлий, а у обработанных растений томатов было 12 - 16 междоузлий. Обработанные растения томатов имели листья и стебли, которые были на 25 - 50% больше по диаметру, чем у контрольных растений. Развитие плодов на обработанных растениях томатов начиналось на 5 - 10 дней раньше, чем у контрольных. Потребности листьев в метаноле широко отличаются, например, по отношению к листьям пальмы и эвкалипта применялся 50% метанол, а баклажаны обрабатывались 10% метанолом. Значительные различия в оптимальных концентрациях метанола для листвы наблюдались на сортовом уровне, что подтверждалось на примере капусты савойской, для которой применялась концентрация метанола в воде 20%, и капусты зеленой с 50% концентрацией метанола в воде. Применение на листве в количестве гораздо ниже установленного уровня токсичности вызывало необходимость повторных обработок для того, чтобы вызвать ответную реакцию быстрого роста, сходную с применением, проводимым при уровне, близком к токсичному. Например, при 20% концентрации метанола зеленая капуста требовала 3 - 6 повторных применения препарата, чтобы показать ответную реакцию, сходную с реакцией при однократном применении 50% метанола. Необработанные контрольные растения капусты были сходными по размеру с капустой, обработанной с помощью однократного применения 20% метанола, но капуста, обработанная повторно 20% метанолом или один раз 50% метанолом, выросла через четыре недели до размера приблизительно двукратного по сравнению с размером контрольных растений. В случае обработки листвы в условиях прямого полуденного солнечного света увеличенная тургесцентность наблюдалась уже в пределах двух часов после обработки метанолом. Увеличенная тургесцентность у обработанных растений была особенно заметной между ирригационными циклами и в полдень, когда контрольные растения увядали под непосредственным действием солнечного света. Обработанные растения стояли прямыми и сильными в течение периодов, в которые контрольные растения испытывали водный стресс. При полуденном высоком прямом солнечном освещении, например, применение на листве хлопка 30% метанола приводило к увеличенной тургесцентности листьев в пределах 4 часов и примерно на 15% увеличенному росту в высоту по сравнению с необработанными контрольными растениями за период двух недель. В течение 1990 г. , когда имела место погода с 45 - 50oC жары, обработанные растения хлопчатника оставались тургесцентными, хотя остальные растения данной культуры увядали при пиковых температурах в полдень. На 56-акровом поле, обработанном дважды за 12 недель до сбора урожая хлопка, плоды созревали приблизительно на 2 недели раньше, чем на необработанных полях. Это раннее созревание позволяло прекратить ирригацию на 2 недели раньше. Савойская капуста обрабатывалась в условиях прямого солнечного света 20% метанолом. В течение недели, когда максимальная температура была выше 40oC, обработанные растения савойской капусты оставались тургесцентными, в то время как контрольные растения увядали. В течение осени растения савойской капусты, обработанные однократно метанолом, показали приблизительно 50% увеличение вегетативного роста, по сравнению с контрольными через 2 недели, с более крупными, более толстыми и более многочисленными листьями. Савойская капуста, обработанная многократно метанолом, обнаружила хлороз и остановку в росте после пятого применения, поэтому для поддержания роста использовались растворы с добавлением питательных элементов, содержащие мочевину и хелатированное железо. Спустя четыре недели после трех обработок 20% метанольной средой обработанные растения капусты были вдвое больше по размеру, чем контрольные растения. При длительном испытании в течение шестидесяти дней и при подвержении десяти обработкам 20% метанольной средой 10 обработанных растений савойской капусты имели средний вес одной головки 3,5 - 4,0 килограмма, в то время как 10 контрольных растений имели средний вес одной головки 2,0 - 2,5 килограмма. При полевых испытаниях на практике на скорость вызревания 100 растений савойской капусты обрабатывались пять раз в течение осеннего периода 1991 г. 20% метанольной средой с минимальным усилением. Сбор урожая осуществлялся неинформированными сельскохозяйственными рабочими, которые выбирали только те капустные головки, которые были каждая весом более 1 - 1,5 килограммов. Обработанные растения савойской капусты созревали более равномерно и раньше, чем 100 необработанных контрольных растений. Из 100 обработанных растений савойской капусты 75 головок было собрано в первый сбор. В противоположность этому, из необработанных растений савойской капусты 16 процентов были собраны в первый сбор. Контрольные ряды савойской капусты находились по соседству на север, на восток, на запад и на юг от обработанной капусты. В обработанных рядах были найдены самые крупные головки, весящие 3,5 - 4 килограмма. Самые крупные головки, обнаруженные в контрольных рядах, были весом 2,5 - 3,0 килограмма. Дополнительные опыты с капустой проводились зимой во время коротких дней, когда было облачно и часто шел дождь. В этих холодных, мокрых условиях зимы с освещением низкой интенсивности различия между обработанными и контрольными растениями капусты были обычно неощутимыми. Все разновидности гибридных растений чайной розы (Rosa spp.) включая Rotary Rose, Paul Harris, Miss All-American Beauty, Tropicana, Blue Girl, Angel Face, First Prize, Lowell Thomas, Tiffany, Mr. Lincoln, John F. Kennedy, Joseph"s Coat, Peace и Queen Elizabeth обрабатывались еженедельно с помощью применения на листве минимально усиленной 10% метанольной среды плюс 0,1% пиретроидного инсектицида. Предварительные испытания высокими концентрациями железа показали, что 0,9 г/л FeHEEDTA в метаноле были фитотоксичными, а 0,08 г/л в метаноле было максимальной концентрацией, переносимой листвой молодых растений розы. Очень высокое соотношение C:N было достигнуто после окончательного применения на листве, поскольку при третьей последней обработке мочевина не добавлялась. После обработки метанолом Rotary Rose, Paul Harris, Miss All-American Beauty, Blue Girl, Tiffany, Mr. Lincoln, John F. Kennedy, Joseph"s Coat, Peace, Lowell Thomas и Queen Elizabeth выросли до бутонов и цветков за 62 дня при нахождении в теплице. Обработанные Angel Face, First Prize и Tropicana требовали приблизительно 70 дней до достижения бутонов и цветков. В контрольной теплице все разновидности или сорта требовали 75 - 80 дней до достижения зрелости бутонов и цветов. Обработанные розы показали более полную листву и цветки, чем контрольные растения. Отдельные цветы от обработанной Miss All-American Beaty, например, показали в среднем живой вес 26 грамм каждый по сравнению с контрольными растениями, каждый отдельный цветок которых имел средний вес 18 грамм. Во время первого цветения обработанные растения Paul Harris имели в среднем 8 полностью раскрытых цветков. Контрольные растения позднее имели в среднем 4 полностью раскрытых цветка после первого опадения распустившихся цветов. Растения оставались здоровыми и свободными от вредителей. Пшеница твердая (Triticum durum) обрабатывалась еженедельно в условиях прямого солнечного света с помощью трехкратного применения 20% метанола с растворимыми макро и микроэлементами до наступления нехватки воды. После устранения второго ирригационного цикла контрольные растения завядали приблизительно на два часа каждый день в полдень, а обработанные метанолом растения стояли прямыми и тургесцентными. Листва обработанной пшеницы в среднем была более чем на 50% больше по длине и на 35% больше по ширине, чем стебли необработанных контрольных растений, через 45 дней после посадки. При сборе урожая обработанная пшеница в среднем давала 18 полноценных семян на злаковый стебель, а контрольные растения давали в среднем 12 мелких семян на злак. Отдельные сухие семенные колосья в среднем весили 0,36 г у обработанных растений и 0,16 г у контрольных. Метанол применялся по отношению к короткостеблевому хлопку (Gossepium hirsutum), посаженному в открытом грунте на орошаемых рядах с июня по август. После двух недель обработки 30% метанольной средой растения хлопчатника показали большую тургесцентность и более крупные листья, чем контрольные растения. Обработка метанолом стимулировала производство листьев хлопчатника с примерно на 20 - 100% большей площадью поверхности и приблизительно на 25 - 50% большей толщиной по сравнению с контрольными спустя две - три недели. Наибольшее увеличение листьев наблюдалось в верхнем растительном покрове и наименьшее улучшение наблюдалось у нижних листьев. Отдельные растения хлопчатника получали приблизительно 0,5 мл метанола на растение с помощью тракторного опрыскивающего устройства. Обработанные растения хлопчатника требовали повторений полива с промежутком в 9 дней, а контрольные растения требовали 7-дневного ирригационного цикла в течение 20-30-дневного периода после применения метанола. В параллельных опытах на отдельно помеченных листьях хлопчатника у отдельных растений, которые были полностью открыты для прямого солнечного света, 10 листьев опрыскивались 30% метанолом, а 10 контрольных опрыскивались водой. При окончательной проверке по окончании 20 дней оставалось только 6 спаренных листьев вследствие потери идентификационных бирок или повреждения листьев. Обработанные растения показали стойкое увеличение листа по крайней мере на 20% по длине и ширине по сравнению с контрольными. Отдельные высушенные листья обработанных растений весили в среднем приблизительно 2,5 - 3,5 грамм, а индивидуальные контрольные листья весили в среднем приблизительно 1,2 - 2,5 грамма. Коррекция дефицита питательных элементов у цитрусовых осуществлялась путем применения 10-кратного концентрата питательной среды с растворимыми в метаноле макро и микропитательными элементами. С интервалами в три месяца 100% метанольный концентрат питательных веществ разбрызгивался на стволы трех грейпфрутовых деревьев с дефицитом питательных веществ (Citrus paradisi). В начале нового сезона роста обработанных деревьев не наблюдалось никаких признаков недостатка питательных веществ на новой листве, но контрольные деревья, которые не обрабатывались, продолжали давать листву, показывающую признаки недостатка питательных веществ по желтым жилкам на листве. После двухнедельного нахождения в условиях прямого солнечного освещения ячмень, обработанный минимально усиленной метанольной средой, показал приблизительно 50% увеличение вегетативного роста по сравнению с контрольными растениями. При приглушенном освещении контрольные растения были слегка этиолированными (лишенными хлорофилла) и имели высоту в среднем 10,5 см. Ячмень, обработанный минимально усиленной метанольной средой при слабом освещении, имел в среднем высоту 6,3 см и имел увядшие коричневые концы на листьях. При добавлении глютамината к метанольной среде растения ячменя имели высоту в среднем 12,3 см в условиях слабого освещения. При повторении испытания с заменой глютамината на глицин растения ячменя обнаруживали сходное улучшение роста в тени. Растения ячменя, которые обрабатывались глицином и метанолом, показывали увеличение тургесцентности через 30 минуть нахождения под непосредственным солнечным освещением и через несколько часов в тени. Увядшие стебли обработанных растений имели выше положения их предварительной обработки под прямым солнечным освещением угол подъема 25 градусов. Детоксифицирующие свойства глицина, наблюдаемые в опытах с затененным ячменем, говорят о том, что могут применяться без ущерба более высокие концентрации метанола. При добавлении глицина к метанольным растворам розы и томаты не показывали фитотоксичности от действия 20% метанольных растворов. Без глицина растения розы и томатов имели листья с ломкими коричневыми краями после обработки 20% метанолом. Обработка растений метанол-глициновыми растворами с последующим помещением растений в закрытое помещение с очень низкой интенсивностью света приводила в результате к образованию нерегулярных темных поверхностей, соответствующих областям аккумулирования раствора для обработки на поверхностях листьев спустя 48 часов. На основе нашего наблюдения, что давление глицина улучшает ответную реакцию растений при затененном солнечном свете и что глицин уменьшает токсичность метанола, был приготовлен следующий стандартный раствор для использования во время облачной погоды и в условиях непрямого солнечного света: 20% метанола, 0,1% мочевины, 0,1% фосфата мочевины, 0,1% глицина, 0,05% тритона X-100 и вода. Данный стандартный препарат применялся вручную один раз в неделю в течение 3 недель к растениям баклажан, земляники и томатов, выращиваемых в контейнерах вне помещения, приводя к следующим улучшениям выхода продукта по сравнению с контрольными растениями (табл. 1). После обработки метанол-глициновыми препаратами растения необходимо было подвергнуть воздействию солнечного света, прежде чем разовьются неправильного вида черные участки на листе. Никакого повреждения листвы не наблюдалось, когда растения были открыты для солнечного света в течение 24 часов после обработки метанол-глициновыми препаратами. В связи с необходимостью после обработки фотосинтеза для детоксификации глициновой добавки добавлялся глицерофосфат. К растениям розы внутри помещения применялся 20% метанол+глицин+глицерофосфатный раствор, контрольные растения обрабатывались метанол-глицином, метанолом и водой в виде тумана. Через 5 дней обработанные водным аэрозолем контрольные растения слегка этиолировались, обнаруживая удлиненные междоузлия, и контрольные растения розы показывали признаки недостатка воды, все цветы увяли; контрольные растения, обработанные метанолом, показали обширный эффект фитотоксичности с хрупкими целиком мертвыми коричневыми листьями и частями листьев, метанол-глициновые контрольные растения обнаруживали нерегулярные черные участки на листьях; кусты роз, обработанные препаратом, содержащим метанол+глицин+глицерофосфат, были здоровыми, зелеными и тургесцентными с прямыми полностью развитыми бутонами. При флуоресцентном освещении (75 - 100 мкЕi n/кв.м/с) увеличенная тургесцентность субапикальных листьев Ficus elastica была очевидной через 2 часа после обработки метанол-глицин-глицерофосфатным раствором, причем листья поднимались на 45 - 60 градусов по вертикали от начальных горизонтальных положений. Аналогичным образом, при обработке листвы 20% метанол+глицин +глицерофосфатом растения Chrysanthemum indicum, Dieffenbachia seguine, Syngonium podophillum u scindapsus aureus показали повышенную тургесцентность и здоровый рост в закрытом помещении при искусственном освещении на протяжении одной недели. Ежедневная обработка Coleus blumei препаратом 20% метанол+глицин+глицерофосфат привела в результате к среднему весу одного растения 43 грамма по сравнению с контрольными растениями, опрыскиваемыми водой, средний вес которых спустя одну неделю был 36 граммов. Никакого положительного влияния на рост не наблюдалось после применения любых концентраций метанола по отношению к растениям с C4 метаболизмом: кукурузе, сорго, бермудской траве или дикому сорго. Обычно пять применений на листве 20% метанола почти не вызывали повреждений листьев и совершенно не вызывали большего распускания листьев или раннего созревания по сравнению с контролем. Кукуруза, обработанная метанолом, не показала никаких отличий в плодах или в вегетативном росте по сравнению с контрольными растениями. Листва растений кукурузы, обработанных повторно метанолом, обнаруживала фронтальные коричневые участки вдоль средних прожилок листьев и волнистую текстуру листа по сравнению с нормальными плоскими поверхностями на контрольных растениях. Улучшение урожая различных испытанных растений суммировано в табл. 2. Аминокислотная обработка наилучшим образом проводится в сочетании с низкой концентрацией (1-10 мМ) доступного источника фосфата, такого как глицерофосфат, триметилфосфат и др. Оптимальные дозы составляют 0,01 - 0,1 г аминокислоты на квадратный фут площади поверхности листа во время длительных периодов фотореспираторного стресса. Например, хлопчатник обрабатывался улучшающим рост глицерофосфат-аминокислотным (CIGA) раствором, содержащим: 0,5% глицина; 0,2% глицерофосфата, кальциевой соли; 0,02% Тритона X-100; и воду. Раствор доводился до pH 6,5 с помощью цитрат-фосфатного буфера. При появлении зачатка третьей коробочки листва каждого растения обрабатывалась с помощью заплечного опрыскивателя 5 мл раствора на растение один раз в неделю на протяжении трех недель. Испытывались шесть контролей, включающих: необработанную воду, поверхностно-активное вещество, глицин и поверхностно-активное вещество, глицерофосфат и поверхностно-активное вещество и 20% метанол+поверхностно-активное вещество. Растения хлопчатника выращивались в пластиковых контейнерах в тепличных условиях, сходных с условиями, описанными выше для исследования на розах. Самая высокая полуденная интенсивность света достигала приблизительно 800 - 1000 мкEin/кв.м./с, и необработанные контрольные растения обычно увядали на 4 - 6 часов в день, как только температура поднималась выше 100oF. Через 30 дней после первоначальной обработки измерялась площадь поверхности листьев на растении и определялся сухой вес листьев. Статистический анализ результатов указал на прямую корреляцию сухого веса и площади поверхности листа с вероятностью сходства в единстве. Растворы с GIGA и 20% метанолом и поверхностно-активным веществом показали значительное увеличение площади поверхности листьев по сравнению с контрольными. Выводимый путем умозаключений анализ с парным пробным Т-тестом на GIGA против тест популяций с 20% метанолом и поверхностно-активным веществом в 16 случаях показал среднее различие = 5,648, различие стандартного отклонения = 15,417, Т = 1,465. Степень свободы - 15 и вероятность = 0,164. Популяция, обработанная GIGA, имела в среднем более крупные листья (средний размер =79 кв.см) по сравнению с популяцией, обработанной метанолом (средний размер = 73 кв.см). Средняя площадь поверхности листьев всех других испытываемых популяций (62 кв.см) была приблизительно на 25% меньше, чем у хлопчатника, обработанного GIGA. Например, парный Т-тест на группе GIGA против контрольной группы с водой показал среднее = 19,861, ст.откл. = 16,867, Т = 4,710, DF = 15 и вероятность = 0,000. Очень низкая величина вероятности сходства между группами, обработанными GIGA и водой, указывает на значительные различия в популяциях. Статистический анализ указывает также на то, что сочетание фосфатного источника и глицина необходимо для улучшения роста, так как парный Т-тест с GIGA против глицина и поверхностно-активного вещества дает среднее = 15,233 и вероятность = 0,006, а Т-тест с GIGA против глицерофосфата и поверхностно-активного вещества дает среднее = 18,031 и вероятность = 0,009. Умозаключительный анализ ясно показывает, что из всех изученных групп обработка GIGA показала наибольший рост листвы. Хотя данное изобретение выше было описано подробно с целью ясности понимания, очевидно, что на практике в объеме прилагаемых пунктов формулы изобретения могут осуществляться некоторые модификации.
Класс A01N31/02 ациклические соединения
Класс A01N37/44 содержащие по меньшей мере одну карбоксильную группу или ее тиоаналог, или их производное, и присоединенный простой или двойной связью к тому же самому углеродному скелету атом азота, не являющийся членом производного или тиоаналога карбоксильной группы, например аминокислоты
Класс A01N59/00 Биоциды, репелленты или аттрактанты или регуляторы роста растений, содержащие элементы или неорганические соединения