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Trockenstress

Projektdaten

  • Titel: Physiologische Reaktion auf Trockenstress
  • Status: aktiv
  • Mitarbeiter/in: Dorit Bloch (abgeschlossen), Henning Ebmeyer
  • Betreuer/in: Christa Hoffmann
  • Kategorie: Qualität

Obwohl Deutschland nicht zu den klassischen Trockengebieten der Erde zählt, tritt in einzelnen Regionen länger anhaltender Wassermangel auf, der erheblichen Einfluss auf Ertrag und Qualität von Zuckerrüben haben kann. In einer Versuchsserie mit Feld- und Gefäßversuchen wurde untersucht, welche Wirkung Trockenstress auf die Ertrags- und Qualitätsbildung hat. Ferner wurde geprüft, welche physiologischen Veränderungen Unterschiede in der Toleranz von Zuckerrübengenotypen gegenüber Trockenstress bewirken können.

Reaktion auf TrockenstressErtrag und Qualität von Zuckerrüben können zwischen Jahren und Standorten stark variieren. Dies ist zu einem großen Teil auf den Einfluss der Witterung zurückzuführen. So stellen die Niederschlagsmenge bzw. -verteilung auf vielen Standorten einen wachstumsbegrenzenden Faktor dar.

Trockenstress entsteht, wenn der Bodenwassergehalt im Wurzelraum längerfristig so weit absinkt, dass der Evaporationsanspruch der Atmosphäre durch die Wasseraufnahme der Pflanzen nicht mehr gedeckt werden kann.

Trockenstress bewirkt in der Pflanze verschiedene physiologische Anpassungsprozesse:

  • sinkenden Zellturgor, dadurch Welke
  • Änderung im Phytohormonhaushalt
  • Beeinträchtigung von Stoffwechselprozessen

Zudem gibt es weitere Anpassungsreaktionen, die es der Pflanze ermöglichen, Trockenstress besser zu überstehen, so z.B. ein ausgedehntes und tiefwachsendes Wurzelsystem, eine verbesserte Wassernutzungseffizienz oder die osmotische Anpassung. Auf solchen Adaptionsreaktionen können Unterschiede in der Toleranz von Genotypen begründet sein.

In unseren Untersuchungen konnten keine physiologischen Unterschiede (Photosyntheserate, Transpirationsrate, Wassernutzungseffizienz, Anreicherung osmotisch aktiver Substanzen) zwischen Zuckerrübengenotypen in der Reaktion auf Trockenstress gefunden werden, obwohl diese Genotypen extra im Hinblick auf mögliche Unterschiede ausgewählt waren (Wurzelsystem, Blattbildung, Z-Sorten, NE-Sorten). Die relative Verringerung von Ertrag und Qualität durch Trockenstress war bei allen geprüften Genotypen ähnlich.


Einfluss von Trockenstress auf Qualitätsparameter von Zuckerrüben. Gefäßversuche, bewässerte Variante=100%, Westermann 1998Die technische Qualität von Zuckerrüben wird durch eine bestimmte stoffliche Zusammensetzung charakterisiert. So werden für die Bewertung der Qualität nach der Braunschweiger Formel Zuckergehalt, Kalium, Natrium und α -Amino-N im Rübenbreifiltrat standardmäßig untersucht. Daraus wird der Standardmelasseverlust errechnet. Für die Verarbeitungsqualität von Rüben spielen jedoch auch nicht standardmäßig erfasste Parameter wie Invertzucker oder Betain eine große Rolle. Diese Parameter der technischen Qualität werden deutlich von Standort und Witterung beeinflusst.

Trockenstress führt bei Zuckerrüben zu einer Anreicherung von osmotisch wirksamen Substanzen wie Kalium, Natrium und Betain, die auch für die Verarbeitung eine hohe Bedeutung haben. Zudem kommt es zu einer deutlichen Anreicherung bestimmter Aminosäuren, da aufgrund der Änderungen im Phytohormonhaushalt die Metabolisierung von Aminosäuren gestört ist. Diese Änderungen in der Qualität sind zum Teil nicht reversibel, so dass selbst bei später in der Vegetationsperiode wieder einsetzenden Niederschlägen zur Ernte immer noch erhöhte Gehalte dieser Melassebildner festzustellen sind. Daher wird die technische Qualität von Zuckerrüben durch Trockenstress erheblich verschlechtert.

Weitere Projekte aus der Kategorie Qualität:


Veröffentlichungen

Bloch, D., C. Hoffmann, 2004, Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roslin, Nr. 234, S. 35-41
Röver, A., G. Büttner, 1999, Proc. 62. IIRB-Kongreß, Sevilla, S. 97-108
Ebmeyer, H., Hoffmann, C., 2018, Mitt. Ges. Pflanzenbauwiss. 30, S. 151-152
Hoffmann, C.M., 2010, J. o. Agronomy & Crop Science 196, S. 243-252
Bloch, D., C. Hoffmann, 2004, dzz Nr. 3, S. 16
Kenter, C., C. Hoffmann, 47. Jahrestagung der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften, 21.-23.09.2004, Braunschweig
Kenter, C., C. Hoffmann, 47. Jahrestagung der Gesellschaft für Pflanzenbauwissenschaften, 21.-23.09.2004, Braunschweig
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