Einfluß von Trocken- und Salzstreß auf die Ertragsbildung, die CO2-Assimilation, das Phytohormonsystem und die Konzentration an Mineralstoffen bei verschiedenen Kulturpflanzen

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2001

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http://dx.doi.org/10.22029/jlupub-16928

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Die zentrale Frage dieser Arbeit war, ob ein durch Trockenstreß (lokal begrenzte Niederschlagsmenge) reduzierter Ertrag in Mitteleuropa(z.B. im 'Hessischen Ried') durch Bewässerung mit NaCl-haltigem Wasser wieder aufgehoben werden kann. Es wurden Experimentedurchgeführt, um die physiologischen Zusammenhänge zwischen dem Phytohormonhaushalt, der CO2-Assimilation, der Synthese sog.compatible solutes (z.B. Prolin) und der Konzentrationen von K+, Ca2+, Mg2+, Na+ und Cl- im Gewebe aufzuklären. Feld- undGefäßversuche wurden mit der salztoleranten Zuckerrübe und den salzsensitiven Pflanzenarten Karotte und Weizen auf einem sandigenund einem schweren Boden durchgeführt. Im Gefäßversuch wurde der Trockenstreß (35% Wasserkapazität) bei Weizen während desÄhrenschiebens und bei Zuckerrübe und Karotte während des vegetativen Wachstums in einem kurzen Zeitraum von 10 Tagen gesetzt(Kontrolle: 60% Wasserkapazität). Die Salzbehandlung wurde mit 1350 mg NaCl/l durchgeführt, um eine Salzakkumulation im Boden zusimulieren. In einer weiteren Variante wurde auch der kombinierte Trocken-/Salzstreß untersucht. Nur auf dem schweren Boden zeigtensich Ertragszuwächse bei der Zuckerrübe durch die Bewässerung mit NaCl-haltigem Wasser; auf dem Sandboden zeigte sich imVergleich zum Trockenstreß insbesondere bei den sensitiven Pflanzenarten bei Salzstreß eine stärkere Ertragsdepression. Daher ist eineBewässerung mit salzhaltigem Wasser nur bei salztoleranten Pflanzen von Vorteil, allerdings auch nur bei adäquater Drainage, um eineSalzakkumulation im Boden zu verhindern. Die Ertragsdepression durch Trockenstreß könnte bei allen Pflanzenarten mit der vermehrtenSynthese an Prolin zusammenhängen, was viel zusätzliche Energie kostet und demnach nicht für die Ertragsbildung zur Verfügung steht.Bei Weizen war die Ertragsdepression am stärksten und war auf grund der gegenüber Trockenstreß empfindlichen Phase während desÄhrenschiebens hautsächlich auf eine Reduktion der Kornzahl der Ähre zurückzuführen. Die Salzapplikation bei der Karotte führte imUnterschied zur Zuckerrübe zu einem K+-Mangel und möglicherweise auch zu einer wenig effizienten zellulären Na+-Kompartimentierungmit negativen Konsequenzen für Blattwachstum und CO2-Assimilation. Die Ertragsminderung bei Weizen war bei Salzstreß am höchsten,denn neben einer geringeren Kornzahl war auch die Kornfüllung negativ beeinflußt. Die kleinen Körner bei Salzstreß waren vermutlich aufeine Notreife (hohe ABA-Konz.) zurückzuführen. Bei Zuckerrübe und Karotte werden die hohen Konzentrationen an ABA in der Wurzel alsSignal für die Stomataregulation diskutiert. Alle anderen Phytohormone zeigten keine Beziehung zum Trocken- und Salzstreß. Zur Analyseder Phytohormone wurden diese aufgereinigt (gewebespezifische Reinigungsschritte) und mittels ELISA bestimmt.

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