專利名稱:促進植物生長的方法
本發(fā)明是關(guān)于促進植物生長，確切地說，是一種促進植物的光合作用和成根作用從而促進植物生長的方法。
一種增加植物生產(chǎn)物質(zhì)的能力的方法是增強它的光合作用的能力。以往已經(jīng)做過的促進植物光合作用的嘗試是通過選擇地層或采用化學手段，例如，已經(jīng)知道膽堿鹽類就具有促進植物生長的作用。美國專利US-4309205公開了一種提高土壤中生長的植物的花和果的數(shù)量和質(zhì)量的方法，該方法是，至少用一種置于水介質(zhì)中的有效數(shù)量的無毒膽堿鹽，在成熟植物的繁殖期內(nèi)作用于該植物，以增加和改進植物的花和果的數(shù)量和質(zhì)量。美國專利US-4488901公開了一種增強植物抗凍能力的方法，該方法是，在溫度下降之前，至少用分子式為HO
nNH2(式中n是2-5的整數(shù))的一種化合物或者它的N，N，N-三甲基四價銨鹽的水溶液處理栽培植物。
本發(fā)明在尋求一種通過化學處理能夠有效地促進植物的光合作用和成根作用的物質(zhì)方面作了長期的工作，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，某種氨基乙醇衍生物具有顯著地促進植物光合作用和成根作用的能力。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種促進植物生長的方法，該方法是，施用一個有效數(shù)量的至少一種選自由分子式為
式中R代表一個C2-5烷基、C2-5鏈烯基或C2-5炔基簇;X代表一個氫原子、一個C2-8烷基羰基、氨基甲?；?、苯甲?；?、氯甲基羰基、甲氧羰基簇或-PO3H2的化合物簇及其可為農(nóng)作物吸收的鹽類所組成的活性化合物組的活性化合物于植物的莖、葉、根或種子。
在分子式(Ⅰ)中，由R代表的C2-5烷基簇可以是直鏈或者支鏈的，包括，如乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基和叔戊基。C2-5鏈烯基簇也可以是直鏈的或支鏈的，包括，如乙烯基、烯丙基、甲代烯丙基、2-丁烯基、3-丁烯基和2-(3-甲基)丁烯基。C2-5炔基簇的例子是乙炔基、2-丙炔基和丁炔基。
由X代表的C2-8烷基羰基簇中的烷基部分可以是直鏈的或支鏈的，C2-8烷基羰基簇的具體例子包括乙酰、丙酰、正丁酰、異丁酰、正戊酰、己酰和辛酰。
R以具有2-4個碳原子的烷基簇和一個甲代烯丙基簇為佳，而X應優(yōu)先選取一個氫原子或者一個C2-4烷基羰基簇。
為農(nóng)業(yè)所能接受的分子式(Ⅰ)的化合物的鹽類包括，例如氫鹵化物鹽，諸如氫氯化物、氫溴化物;無機酸鹽，如磷酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽和碳酸鹽;有機酸鹽，如乙酸鹽、檸檬酸鹽、乳酸鹽和L(+)-酒石酸鹽。所有這些鹽以氫氯化物和氫溴化物為佳。
分子式(Ⅰ)所表示的化合物或其鹽類可以通過(a).由分子式
式中X如上文所規(guī)定表示的N，N-二甲基膽胺與分子式為R-Hal (Ⅲ)式中Hal代表一個鹵原子，而R如上文所規(guī)定的一種鹵化物反應生成，以獲得一種化合物，其分子式表示為
式中R如上文所規(guī)定或者通過(b).由分子式(Ⅳ)的一種化合物(在這里X是一個氫原子)與構(gòu)成分子式(Ⅰ)(在這里，X如上文所規(guī)定，但除去氫原子)的化合物的C2-8烷基羰基鹵、C2-8鏈烯酸酐、氨基甲酰鹵、苯甲酰鹵、氯乙酰鹵或者磷酸反應制備生成。
下面介紹一些具體的制備過程制備例1一個100ml的長頸瓶中，裝入8.91g的N，N-二甲基膽胺，加入30ml的(二)乙醚，搖動混合物，再加入11.45g的烯丙基氯。該混合物在室溫下?lián)u動2天，最后所產(chǎn)生的白色沉淀物用吸液過濾的方法收集，用二甲醚洗凈，然后放進干燥機中減壓下干燥，得到9.01g(產(chǎn)量55%)的下列分子式的化合物。
(在表一中給出的第四號化合物)制備例2一個50ml的長頸瓶中，裝入4.46g的N，N-二甲基膽胺和7.0g的正丁基溴，該混合物在室溫下?lián)u動15小時，然后做與例1一樣的后續(xù)工作，得到10.46g(產(chǎn)量93%)下列分子式的化合物。
(表一中給出的第3號化合物)制備例3一個50ml的長頸瓶中，裝入4.24g(20毫摩爾)具有下列分子式的化合物和10.21g(100毫摩爾)
乙酸酐，讓它們在100℃的溫度下反應5小時，冷卻后加入無水乙醚，沉淀一種具有下面分子式的化合物(表一中的第15號化合物)的晶體。將這種晶體通過過濾收集，干燥，然后熔解于無水乙醇中，再加入無水乙醚，晶粒就會從無水乙醚中再結(jié)晶出來。(產(chǎn)量72.6%)
制備例4讓3.07g(20毫摩爾)分子式為
的化合物與14.06g(100毫摩爾)苯甲酰氯按例3所述的步驟反應，再結(jié)晶得出一種化合物(表一中的第18號化合物)，其分子式為
(產(chǎn)量78.5%)
制備例5將由2.65g(0.02摩爾)N，N-二甲基氨基甲?；懓?、1.6g(0.025摩爾)氯代乙烷和10ml乙腈組成的混合物裝入100ml的高壓釜中，在100℃的溫度下加熱5小時，溶劑用蒸發(fā)器蒸發(fā)掉，最終的晶體從乙醇-乙醚中再結(jié)晶出來，得到一種分子式為
的化合物。(表一中的第26號化合物)產(chǎn)量27.9%制備例6將3.07g(0.02摩爾)分子式為
的固體化合物逐漸加入11.29g(0.1摩爾)的氯乙酰氯中，將混合物在室溫下?lián)u動5小時，然后加入乙醚，油狀沉淀物即被分離出來，用乙醚洗滌、結(jié)晶。晶體從乙醇-乙醚中再結(jié)晶出來，得到一種分子式為
的化合物(表一中的第24號化合物)。產(chǎn)量70.8%。
用制備舉例1-6中同樣的方法，可以獲得表一中所列的具有分子式(Ⅰ)的化合物或其鹽類。表一中也列出了在制備舉例1-6中所獲得的化合物。
在這些化合物中，以編號為1、3、6、14、17和22的幾種化合物為好，尤以6、14、17三種化合物為好，因為它們以較小劑量就能達到較高的效應。
分子式(Ⅰ)的化合物或它們的農(nóng)作物能吸收的鹽類(從種屬上說被叫做本發(fā)明的活性化合物)具有增進植物的光合作用和/或成根作用及促進植物生長的功能。根據(jù)本發(fā)明，對能夠促進哪種植物的生長并沒有特別的限止，它們可以包括各種農(nóng)作物或者園藝栽培植物，具體地說，包括谷物，諸如稻谷、小麥、大麥和玉米;豆科植物，如大豆;地下具有塊莖或球莖的植物，如洋蔥、大蒜和土豆;根莖可食的蔬菜，如甜菜、胡蘿卜;水果，如桃子、柿子、葡萄和蘋果;果可食的蔬菜，如，西紅柿和黃瓜;葉可食的蔬菜，如萵苣、洋白菜、花菜和菠菜;還有郁金香和大波斯菊等花。
本發(fā)明所說的活性化合物可以根據(jù)需要，用慣用的農(nóng)業(yè)上允許的載體或稀釋劑配制成任何公知的形態(tài)，如可濕性粉劑、粒狀、水溶液、濃乳劑或者水的懸浮液。由于它們能為農(nóng)作物所接受，所以對于經(jīng)常使用的配方的載體或稀釋劑沒有特別的限制。如，滑石和膨潤土就可以用作可濕性粉劑和粒狀物的載體。施加活性化合物的水溶液是最受歡迎的形式。
在最后得到的配方中，本發(fā)明所說的活性化合物以重量計算占1-75%，最佳狀態(tài)是30-75%。這樣的配方中，還包含有其他
常用的對農(nóng)作物有積極作用的組分，如化肥、殺蟲劑或殺菌劑。
這樣的配方中還希望包括有表面活性劑，表面活性劑的含量以重量計0.02-20%，尤以0.1-5%為最好。借助于這種形式的配方來增進活性組分的吸收作用和滲透作用。優(yōu)先選用的表面活性劑可以是非離子表面活性劑，如聚氧乙烯烷基醚(如聚氧乙烯十二(烷)基醚)和陰離子表面活性劑，比如十二烷基磺化三乙醇胺鹽。
本發(fā)明所說的活性化合物可以通過任何先前已知的方法使用，如它可以噴灑到成熟植物的莖和葉上;澆灌到靠近植物根系的部分;種子最好用含有本發(fā)明所說的活性化合物的溶液浸種。
本發(fā)明所說的活性化合物的使用量的變化是隨著所處理植物的類型、植物的生長階段、使用方式、使用時機而變化的。例如，若噴灑到植物的莖和葉上，本發(fā)明所說的活性化合物的使用量一般是每公頃種植面積25-3000克，尤其是50-2000克。往葉子上施用，含有本發(fā)明所說的活性化合物的水溶液是一種最佳劑型，該水溶液的濃度為100-100000ppm(百萬分之……)，更好地是200-50000ppm。
一般來說，施用本發(fā)明所說的活性化合物的好的時機是當植物的光合作用處于高峰階段，例如，理想的時機是在從繁殖生長期到收獲這一段時間的幾個時刻。但是，某些植物，在它的營養(yǎng)生長期施用會得到更理想的效果。換句話說，對施用時間的選擇沒有特別的限制。
在用本發(fā)明所說的活性化合物澆灌的情形下，一般是將濃度為1-5000ppm，最好是5-1000ppm的本發(fā)明的活性化合物的水溶液，以每公頃10-100立方米，最好是20-50立方米的用量施到靠近植物根系的部分。
當本發(fā)明所說的活性化合物被用來處理植物的種子時，比較合適的是，將種子在濃度為0.05-2000ppm，最好是0.1-1000ppm的水溶液中浸種約1-48小時，最好是4-24小時。
當本發(fā)明所說的活性化合物用于稻秧的生根或固根時，一般作法是，在稻秧移栽之前，至少是在移栽前10天，將本發(fā)明所說的活性化合物的水溶液澆灌到秧苗的根部。
本發(fā)明所說的活性化合物用在具體植物上的方法、時間、用量及預期效果概括如表二。
根據(jù)本發(fā)明，通過將分子式(Ⅰ)的化合物或其農(nóng)作物所接受的鹽施于植物，能大大提高植物的光合作用和成根作用，從而促進植物的生長。例如，本發(fā)明所說的活性化合物能夠促進C3類植物，如稻谷、小麥、大麥、甜菜、甘薯、土豆、洋蔥及C4類植物，如玉米、甘蔗的根系結(jié)構(gòu)，培育它們的壯苗，在早期促進它們的生長，以及增加作物的收成。此外，它還可以增加水果如蘋果、柿子、桃子、桔子、檸檬的甜度和個頭，增加它們的著色及保持新鮮。另外，它還可以促進花如郁金香的球根尺寸增大，促進大波斯菊的開花等。
為了把本發(fā)明所說的活性化合物施于植物，它可以配制成可濕性粉劑，水溶液，水或油的懸浮液。下面給出幾種典型配方。
配方舉例1水溶液-第4號化合物50克，聚氧乙烯油醚10克，三乙醇胺十二烷基硫酸鹽10克，與180克純凈水混合制備，得到一種含第4號化合物20%的水溶液。
通常，它要被稀釋100-1000倍才使用。
配方舉例2可濕性粉劑-第20號化合物50克，十二烷基苯磺酸鈉鹽2克，聚氧乙烯烷基芳基醚1克，滑石10克，膨潤土37克，研成碎末均勻混合，得到一種含第20號化合物50%的可濕性粉劑。
本發(fā)明所說的活性化合物對植物生長極好的促進功效將由下面的實例得以證實。
試驗例1利用原生質(zhì)體的光合作用-將小麥(品種Norin 61＃)在育苗室內(nèi)以蛭石作為土壤，培育10天。白天，在自然光線下，保持溫度25℃，晚上保持在20℃。用常規(guī)的方法將原生質(zhì)體從小麥中分離出來〔見《植物生理學》(Plant Physiol)1968.62.313-319〕。原生質(zhì)體在光合作用時的效應使用氧電極通過下列步驟檢驗。
將原生質(zhì)體用緩沖溶液中的試驗化合物培育一分鐘〔HEPES-KOH緩沖溶液(pH7.6)，0.4M(摩爾)山梨醇，1mM(毫摩爾)EDTA(乙二胺四乙酸)，0.3mM碳酸氫鈉〕，然后，用光(100000Lux)照射，激發(fā)光合作用。將這種經(jīng)過處理的原生質(zhì)體的作用同沒有處理的部分(不含試驗化合物)相比較，結(jié)果如表三所示。
試驗例2使小麥種子吸水，并分為兩組。每組種子撒布在預定量的蛭石上，在自然光下培育10天，育苗室溫度，白天保持25℃，晚上保持
(★)-比沒經(jīng)過處理的部分減弱±與沒經(jīng)過處理的部分相同+比沒經(jīng)過處理的部分增加0-5%++比沒經(jīng)過處理的部分增加5-10%+++比沒經(jīng)過處理的部分增加10-15%++++比沒經(jīng)過處理的部分增加15%以上
20℃。將含有試驗化合物和200ppm聚氧乙烯烷基芳基醚(表面活性劑)的水溶液噴灑到植物上。4天和6天以后，將原生質(zhì)體從小麥中分離出來，用試驗化合物處理過的和未處理的兩部分，經(jīng)葉綠素進行的光合作用的活度都用氧電極測出。結(jié)果如表四所示。
試驗例3每個試管中放入5粒芽長約2毫米的稻種(品種Nihonbare)，加入1ml(毫升)試驗化合物的水溶液(pH值調(diào)到7)(不處理的種子僅加入水)，在人造光照射和25℃條件下種子生長，第9天時，測出每棵植物地上部分(莖、葉)的長度及最長根的長度。其結(jié)果列入表五。
試驗例4容積約1升的缽，填滿土壤，將玉米和大豆播入缽中，對玉米來說播入后14天，對大豆來說播入后30天，將所試驗的化合物的水溶液，以每缽1ml(毫升)的量噴灑到葉子的表面，噴灑后二十天，將兩種植物地上部分(莖、葉)收割、稱重。其結(jié)果如表六所示
試驗例5將表七中每種試驗化合物以表七所列每種劑量溶解于1000升水中，再加入200ppm聚氧乙烯烷基芳基醚作為表面活性劑。5月10日，小麥揚花之前30天，將水溶液噴灑到小麥的葉子上(品種冬小麥“horoshiri)，6月26號，收割麥子，并測出地上部分(莖、葉)的干重和產(chǎn)量。
對于未經(jīng)過處理部分，僅噴灑水和表面活性劑的混合液，試驗結(jié)果如表七所示。
試驗例6將種水稻的土裝入“華格納”盆中(Wagner Pots)(1/5000英畝)，將化肥(含氮量10%，含磷量24%，含鉀量16%)以每盆2克的用量作為底肥施入土壤中。5月25日，每一個盆中移栽6棵稻秧(品種“Koshihikari”)，且在溫室中培育。8月7日(抽穗以后立即)，將表八所列的每種試驗化合物的水溶液(含有200ppm的聚氧乙烯烷基芳基醚作為表面活性劑)，以表八所示的量噴灑到水稻的葉子上。
9月20日，水稻收獲，測量改進過的水稻的產(chǎn)量，結(jié)果如表八表示。未經(jīng)處理部分僅噴灑表面活性劑和水的混合液。
試驗例7十二月二十一日，將小麥(品種Norin61＃)播入盆中(1/85500英畝)，一月六日(播種后半個月)，每盆留下三棵生長狀況相同的小麥單體(2.5簇葉)，其余的齊根割去。將表九所列的各種試驗化合物的水溶液以及作為對比用的濃度為1000ppm的鹽酸膽堿鹽水溶液，以每盆1ml的用量噴灑到小麥上。3月5日(兩個月之后)，測出地上部分(即莖、葉)的鮮重、干重(在105℃下干燥24小時后)及地上部分的高度。該試驗四部分為一組在一個玻璃溫室中進行。
結(jié)果如表九所示
試驗例8收獲之前一個月，將分別含有100ppm的第1、第6號化合物和200ppm聚氧乙烯烷基芳基醚(表面活性劑)的水溶液，以每公頃2500升的用量，用動力噴霧器噴灑到柿子樹(無核品種)的各處。收獲以后，將柿果連同濃度為38%的乙醇一起密封在聚乙烯袋中，乙醇占柿果重量的0.8%，而且，讓其在室溫下保持10天以去除鞣酸。打開袋子以后，測出柿果的重量，甜度和保鮮程度，結(jié)果如表十所示。
試驗例9將棉花鋪在直徑為5cm的筒狀瓶的底部，并將表十一所列的各種試驗化合物及作為對比用的濃度為1ppm的鹽酸膽堿鹽的水溶液，取10ml加入瓶中。將六粒已經(jīng)過催育發(fā)芽的萵苣種子在瓶子底部放成一圈，在自然光照射(1500Lux)及25℃條件下生長七天。然后測出土地上部分(莖、葉)的高度和根系部分的長度，結(jié)果如表十一所示。
權(quán)利要求
1.一種促進植物生長的方法，其包括，施用一個有效數(shù)量的至少一種選自由分子式為
式中R代表一個C2-5烷基、C2-5鏈烯基或C2-5炔基簇；X代表一個氫原子、一個C2-8烷基羰基、氨基甲?；⒈郊柞；?、氯甲基羰基、甲氧羰基簇或-PO3H2的化合物簇和其可為農(nóng)作物吸收的鹽類所組成的活性化合物組的活性化合物于植物的莖、葉、根或種子。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的方法，其特征為以水溶液的狀態(tài)施用活性化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所說的方法，其特征為水溶液中包含有以重量計算0.02-20%的表面活性劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的方法，其特征為活性化合物以水溶液狀態(tài)施用于成熟植物的莖和葉，其用量為每公頃種植面積25-3000克。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的方法，其特征為種子被浸泡在含有活性化合物、濃度為0.05-2000ppm的水溶液中。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所說的方法，其特征為將含有活性化合物、濃度為1-5000ppm的水溶液澆灌到植物幼苗的靠近根系部分。
7.用分子式(Ⅰ)的化合物或者它的可為農(nóng)作物吸收的鹽來促進植物生長。
8.一種促進植物生長的合成物包括(1)至少一種選自由分子式為
式中R代表一個C2-5烷基、C2-5鏈烯基或C2-5炔基簇;X代表一個氫原子、一個C2-8烷基羰基、氨基甲?；⒈郊柞；⒙燃谆驶?、甲氧羰基簇或-PO3H2的化合物簇和其能為農(nóng)作物吸收的鹽類所組成的活性化合物組的活性化合物，(2)一種農(nóng)業(yè)上允許的載體或稀釋劑。
專利摘要
本發(fā)明是使用分子式為式中R代表一個C
文檔編號A01N57/00GK86104810SQ86104810
公開日1987年3月4日 申請日期1986年6月7日
發(fā)明者鈴木昭, 玄丞培, 玉野明, 田中昭宣, 古昌和 申請人:三菱瓦斯化學株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan