Es sind Untersuchungen zur Quantifizierung des Wasserhaushalts von Asparagus officinalis L. mit Ausrichtung auf Trockenstress durchgeführt worden. Hintergrund dieser Studie ist eine Optimierung der Wasserversorgung von Spargelkulturen durch eine Anpassung der Bewässerungssteuerung an den pflanzlichen Wasserbedarf. Ziel war es, anhand von pflanzeninternen hydraulischen Parametern eine Einschränkung des Wasserhaushalts durch Trockenheit aufzuzeigen, bevor Trockenschäden an der Pflanze entstehen. In diesem Kontext wurde geprüft, ob mit kritischen Schwellenwerten präventive Maßnahmen gegen Trockenstress im Spargelanbau abzuleiten sind. Dazu sind die zwei wirtschaftlich relevanten Bleichspargelsorten Gijnlim und Grolim mit unterschiedlichem Ertragspotenzial und Trockenanfälligkeit im Anbau physiologisch und morphologisch miteinander verglichen worden. Anhand dieses Sortenvergleichs wurde geklärt, welche Strategien der Trockenstressvermeidung bzw. -toleranz sortenspezifisch sind.
Im Gewächshaus wurden optimal bewässerte Spargelpflanzen mit voll entwickelten Trieben in 15 l-Containern durch Bewässerungsstopp und Evapotranspiration ausgetrocknet. Dabei wurden an Seitentrieben das Wasserpotenzial (psixyl) frühmorgens, die hydraulische Leitfähigkeit (Lh) und der stomatäre Gaswechsel gemessen. Für die Untersuchung der Lh ist eine spezielle Messapparatur für die krautigen Triebe entwickelt worden. Die dabei angewandte Methode erwies sich für Spargel als erfolgreich, trockenheit-induzierte Embolien im Wasserleitsystem festzustellen. Die Stomatamorphologie und die Wasserrückhalte-Charakteristik von Triebgewebe sind an ungestressten Pflanzen ermittelt worden.
"Grolim" weist durch die von "Gijnlim" stark unterschiedliche Stomata-Charakteristik höhere maximale Assimilationsraten und eine bessere Steuerung der Stomata auf. Bei starker Luft- oder Bodentrockenheit deutet die höhere Empfindlichkeit von "Grolim"-Stomata auf bessere Schutzmechanismen vor schädigenden Wasserverlusten hin. Triebe von "Grolim" gewährleisten mit ihrer höheren maximalen Lh eine bessere Wasserversorgung der Assimilationsorgane als Triebe von "Gijnlim". Aus hydro-physiologischer und morphologischer Sicht sind bei Trockenheit sowie optimaler Bodenfeuchte die Triebe von "Grolim" gegenüber "Gijnlim" hinsichtlich ihrer Produktivität im Vorteil.
Die Gesamtbetrachtung aller hydraulischen Parameter zeigte keine wesentlichen Sortenunterschiede in der Reaktion auf moderaten Trockenstress. Die Wasserführung bis zum Beginn der schädigenden Luft- und Bodentrockenheit ist somit artspezifisch. Beide Spargelsorten zeigen einen trockenresistenten Wasserhaushalt. Unter starkem Trockenstress verfolgt "Gijnlim" die Überlebensstrategie der Trockentoleranz und "Grolim" die der Trockenheitmeidung.
Für den einsetzenden Trockenstress lagen die Schwellenwerte der hydraulischen Parameter für beide Sorten indifferent in dem Bodensaugspannungsbereich um - 600 hPa. Ab diesen Werten traten massive Änderungen des pflanzlichen Wasserhaushalts auf. Als erster Prozess wurde der H2O- und CO2-Gaswechsel beeinträchtigt. Die Bildung von Kavitationen in den Leitbahnen steuerte die Absenkung des psixyl. Der damit verringerte Turgor der Phyllokladien bewirkte eine starke Einschränkung der stomatären Blattleitfähigkeit (gH2O). Trotz reduzierter gH2O wurde die Abnahme der Lh in den Seitentrieben nicht vermindert. Die Steuerung des psixyl erfolgte aufgrund des anisohydrischen Charakters der Spezies sortenindifferent nicht zur Prävention vor zu starken Wasserverlusten. Die reduzierte Spaltöffnung verhinderte nicht die Bildung von Embolien in den Leitbahnen. Der vollständige und dauerhafte Ausfall des Wassertransports zu den Assimilationsorganen trat sortenunterschiedlich für "Gijnlim" bei -700 und für "Grolim" bei -800 hPa ein. Unterhalb dieser Saugspannung wurde der letale Turgorverlust der Triebe festgestellt. Der Wasserversorgungszustand und die Photosyntheseleistung beider hydrolabilen Sorten wurden bis zum Erreichen der Schwellenwerte auf hohem Niveau gehalten.
Somit ist es möglich, mit den angewandten und entwickelten Methoden, Trockenstress frühzeitig nachzuweisen. Die für viele Kulturen implementierte pflanzliche Größe, das frühmorgendliche psixyl, stellt sich auch für Spargel als geeignet zur Bewässerungssteuerung heraus. Nach einer Anpassung der kritischen Schwellenwerte der Modell-Pflanzen an Freilandbedingungen kann Wassermangel im praktischen Anbau erkannt und rechtzeitig behoben werden.
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