Auswirkungen von Bodentrockenheit und Wiederbewässerung auf das Wachstum und auf die Nährstoffaufnahmefähigkeit von Mais (Zea mays L.):
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Stuttgart
Grauer
2000
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Autor: Buljovčić, Žaklina
Jahr: 2000
Inhaltsverzeichnis
Einleitung 1-8
Material und Methoden 9-41
Pflanzenanzucht 9
. 1 Die Versuchspflanze 9
.2 Quellung und Vorkeimung 9
.3 Anzuchtsysteme 9
2.
4 Klimatische Versuchsbedingungen 10
2.2 Wachstumsparameter 12
2.2.1 Blattstreckung 12
2.2.2 Transpirations- und Nettoassimilationsrate 12
2.2.3 Biomasseproduktion und relative Wachstumsrate 12
2.2.4 Wurzellängenzuwachs 12
2.2.5 Spezifische Wurzellänge 12
2.3 Wasserhaushaltsparameter: BlattwasserpotentiaL relativer Wassergehalt und
osmotisches Potential 13
2.4 Gewinnung von Probenmaterial 14
2.4 1 Presssaft 14
2.4.2 Xylemexsudat 14
2.5 Chemische Untersuchungen 14
2.5.1 Nährstoffanalysen 14
2.5.2 Zuckerbestimmung 15
2.6 Bestimmung der 1}N -Aufnahmefähigkeit der Wurzeln 15
2.6.1 15N-und Gesamt-N-Anarysen 15
2.6 2 Bestimmung der I5N -Aufnahmefähigkeit an intakten Pflanzen in insgesamt
ausgetrocknetem Boden 15
2.6 3 Bestimmung der I5N -Aufnahmefähigkeit an intakten Pflanzen aus teilweise
ausgetrocknetem Boden mit der ..Wannenmethode 16
2.6.4 Modifikation des I5N-Angebots (Wannenmethode) für Versuch 3 16
2.6.5 Bestimmung der I5N -Aufnahmefähigkeit unterschiedlich alter Wurzelbereiche
mit Kurzzeitaumahmeversuchen an abgeschnittenen Wurzelfragmenten 17
2.7 Qualitative Bestimmung der physiologischen Aktivität der Wurzeln mit der
Agarmethode 17
2.8 Definition und Nachweis von Endo- und Exodermis in Wurzeln 18
2.9 Eigenschaften des verwendeten Bodens 20
2.9.1 Chemische Kenndaten des Bodens 20
2.9.2 Textur 20
2.9.3 Bodenwasser und pF-Kurve 20
2.10 Bestimmung des Bodenwassergehaltes 22
2.10.1 Gravimetrische Bestimmung des Bodenwassergehaltes 22
2.10.2 Time-Domain-Reflectometry 22
2.11 Versuchsansätze 24
2.11.1 Verringerung des Bodenwassergehaltes bzw. des Wasserpotentials im gesam-
ten Wurzehraum 24
Versuch 1: Schnelle Verringerung des Wasserpotentials durch Zugabe von
PEG 6000 zur Nährlösung. 24
Versuche 2a und b: Verringerung des Bodenwassergehaltes durch Austrock-
nung des Bodens 26
2.1 i.2 Verringerung des Bodenwassergehaltes in einen Teil des Wurzelraums unter
Aufrechterhaltung des wachstumsbedingten Nährstoffbedarfs des Sprosses
(Split-Root). 29
Versuch 3: Bodentrockeoheit in einem kleinen Teil des Wurzelraums: durch-
geführt in horizontal unterteilten Split-Root-Gefäßen 29
Versuche 4 und 5a-f: Bodentrockenheit m verschiedenen Bereichen des Wur-
zelraums in Gefäßen mit Kompartimenten gleicher Größe 32
Versuch 6 (Rhizotron-Versuch): Simulation unterschiedlicher Wasser- und
NährstoöVerteilung im Feld mit vertikal unterteilten großen Wurzelkästen 37
Versuch 7: Vergleich der 1?N-Aufnahme von gut mit Wasser versorgten Pflanzen
aus Nährlösung und Boden 38
2.12 Berechnungen und Statistik 40
2.12.1 Williams-Formel und relative Wachstumsrate 40
2 12.2 Berechnung der !5N-Aumahmeraten 40
2J2.3 Statistik 40
Ergebnisse 42-130
Verringerung des Bodenwassergehaltes bzw. des Wasserpotentials im
gesamten Wurzelraum 42-66
Auswirkung schneller Absenkung des osmotischen Potentials in der Nähr-
lösung durch PEG 6000 auf Blattstreckung. Biomasseproduktion und Nähr-
stoffäneignung ß ersuch l) 42
. 1 kurzfristige und langfristige Auswirkung auf die Blatt streckung 42
2 Osmotisches Potential im Presssaft von Spross und Wurzeta 43
.3 Biomasseproduktion: Frischmasse. Trockensubstanz und Spross-AVurzel-
Verhähnis 44
4 Nährstoffaneignung 46
5 Zusammenfassung 49
3 2 Auswirkung unterschiedlicher Austrocknungsgeschwindigkeit und Dauer
starker Bodentrockenheit mit anschließender Wiederbewässerung auf Blatt-
streckung, Gaswechsel, Wasserhaushalt, Wurzellängenzuwachs und 15N-
Nitratau abxne /Versuch 2) 50
3.2.1 Blattstreckung 51
3.2.2 Tfanspirations- und Nettoassitmlationsrate 54
III
3.2.3 Erholung des Wasserhaushalts (Wasserpotential, relativer Wassergehalt und
osmotisches Potential) nach Wiederbewässerung 55
3.2.4 Biomasseproduktion: Frischmasse und Spross-/Wurzel-Verhältnis 59
3.2.5 Auswirkung unterschiedlich lang andauernder Bodentrockenheit auf den
Wurzellängenzuwachs während Austrocknung und Wiederbewässerung 60
3.2.6 Auswirkung 10-tägiger starker Bodentrockenheit aufN-Konzentration im
Spross nach Wiederbewässerung 61
3.2.7 Auswirkung 10-tägiger starker Bodentrockenheit auf 15N-Nitrataufhahme
nach Wiederbewässerung 62
3.2.8 Zusammenfassung 65
B Verringerung des Bodenwassergehaltes in einem Teil des Wurzelraums
unter Aufrechterhaltung des wachstumsbedingten Nährstoffbedarfs des
Sprosses (Split-Root) 67-130
3.3 Auswirkung starker Bodentrockenheit in einem kleinen Teil des Wurzelraumes
auf Blatt streckung. Wasserhaushalt. Biomasseproduktion, Zuckerkonzentration
und 15N-Nitrataufcahme(( e/-5uc/! 3) 67
3 3.1 Blattstreckung 68
3.3.2 Wasserhaushalt 69
3.3.3 Biomasseproduktion: Frischmasse, relative Wachstumsrate und Spross-/
Wurzel-Verhältnis 69
3.3.4 Stickstoffkonzentration im Spross 71
3.3.5 5N-Nitrataufhahme 72
3 3.6 Zuckerkonzentration in den Wurzeln 72
3 3.7 Zusammenfassung 74
3.4 Auswirkung der Bodentrockenheit in verschiedenen Bereichen des Wurzel-
raums: in vertikal und horizontal unterteilten Spüt-Root-Gefäßen sowie in nicht
unterteilten Gefäßen auf Blattstreckung, Gaswechsel, Biomasseproduktion.
Zuckerkonzentration und !5N-Nitratauniahme (Versuch 4) 75
3.4.1 Blattstreckung 75
3.4.2 Transpirations- und Nettoassimilationsrate 76
3.4.3 Biomasseproduktion: Frischmasse und Spross-ZWurzel-Verhältnis 77
3.4.4 N-Konzentration im Spross 7g
3.4.5 I5N-Nitrataumahme 79
3.4.6 Zuckerkonzentration in den Wurzeln 80
3.4.7 Einfluss des Abschneidens einer Wurzelhäute auf die Transpirations- und
Nettoassimilationsrate 82
3.4.8 Zusammenfassung 83
3.5 Auswirkung unterschiedlich starker Bodentrockenheit (Intensität) auf Blatt-
streckung, Biomasseproduktion. Zuckerkonzentration, Nährstoflversorgung
und 15N-Nitrataufhab.me ß ersuche 5 a und b) 84
3.5.1 Blattstreckung 84
3.5.2 Biomasseproduktion: Frischmasse 86
3.5.3 Nährstoflkonzentration im Spross 87
3.5.4 15N-Nhrataumahme 88
3.5.5 Zuekerkonzentration in den Wurzeln 89
3.5.6 Zusammenfassung 90
rv_________
3.6 Auswirkung unterschiedlich lang andauernder Bodentrockenheit und anschlie-
ßender Wiederbewässerung auf Wurzellängenzuwachs, Biomasseproduktion.
Nährstoflversorgung, 15N-Aufhahme und anatomische Wurzeleigenschaften
(Versuche 5a - c, e -furid 7) 91
3.6.1 Biomasseproduktion: Frischmasse und relative Wachstumsrate 91
3.6.2 Wurzellängenzuwachs vor und nach Wiederbewässerung 95
3.6.3 Zusammensetzung des Wurzellängenzuwachses aus verschiedenen
Wurzeltypen nach Wiederbewässerung 99
3 6.4 Nährstoükonzentration im Spross 100
3.6.5 15N-Nitrataumahnie nach Wiederbewässerung 102
3.6.6 ZuckerkonzentTation m den Wurzeta 106
3.6.7 Auswirkung der Bodentrockenheit auf die Ausbildung von Exo- und Endo-
dermis in den Wurzeta 107
3.6.8 Vergleich der N-Aufhahme von gut mit Wasser versorgten Pflanzen aus
Nährlösung und Boden im Split-Root-System (Versuch 7) 110
3.6.9 Vergleich der N-Aumahmeraten, die mit der Wannenmethode und der
Williams-Formel ermittelt wurden 111
3.6.10 Zusammenfassung 113
3.7 Auswirkung von Bodentrockenheit auf die 15N-Nitrataumahme junger und
alter Wurzelbereiche vor und nach Wiederbewässerung
(Versuche 5d undfi 114
3.7.1 Qualitative Untersuchung der physiologischen Aktivität der Wurzeta nach
starker Bodentrockenheit und Wiederbewässerung mit der Agarmethode
(Versuch 5d) 115
3.7.2 Auswirkung 3-tägiger starker Bodentrockenheit auf die N-Konzentration und
15N-Nitrataumahme junger und alter Wurzelzonen nach Wiederbewässerung
(Versuch 5d) 117
3 7.3 Auswirkung lang andauernder starker Bodentrockenheit auf die N-Kon-
zentration und 15N-N«rataufhahme junger und aher Wurzelbereiche nach
Wiederbewässerung (Versuch 5/) 119
3.7.4 Zusammenfassung 121
3.8 Simulation unterschiedlicher Wasser- und Nährstofiverteihing im Feld mit
vertikal unterteilten großen Wurzelkästen. Auswirkung auf Blatt streckung,
Wurzeüängenzuvvachs. spezifische Wurzellänge. Biomasseproduktion und
Nährstoffaneignung (Versuch 6) 122
3.8.1 Blattstreckung 123
3 8.2 Biomasseproduktion: Frischmasse, relative Wachstumsrate und Spross-/
Wurzel-Verhältnis 124
3.8.3 Wurzellängenzuwachs und spezifische Wurzellänge 125
3.8.4 Nährstoffaneignung 127
3.8.5 Zusammenfassung 129
4 Diskussion 131-168
4.1 Welchen Emfluss hat Bodentrockenheit im gesamten Wurzelraum auf das
Spross- und Wurzerwachstum? 131
4.1.1 Blattstreckung 131
4.1.2 Gaswechsel 132
4.1.3 Wasserhaushalt 133
4.1.4 Wurzelwachstum 134
4.1.5 Spross/Wurzel- Verhältnis 135
4.2 Worauf ist die Verringerung der I5N-Aufiiahme bei Pflanzen in insgesamt
ausgetrocknetem Wurzelraum zurückzuführen? 136
4.3 Wie verändert sich die Nährstoffaufhahme in PEG-Lösung? 137
4.4. Welchen Einfluss hat Bodentrockenheit in einem Teil des Wurzelraums auf
das Spross- und Wurzelwachstum? 140
4 4.1 Einfluss auf das Sprosswachstum 140
4 4.2 Einfluss auf das Wurzel wachstum 145
4.5 Welchen Einfluss hat Bodentrockenheit in einem Teil des Wurzelraums auf
die Nährstoflversorgung des Sprosses? 147
4 5.1 Bei gleichmäßiger Düngung 147
4.5 2 Bei ungleichmäßiger Düngung 148
4.5 3 Bedeutung von hydraulic hfl 149
4 6 Welchen Einfluss hat Bodentrockenheit auf die Fähigkeit zur Nitrataumahme 151
4 6.1 Schwierigkeiten bei der Messung von Bodenwassergehalten in durchwurzel-
tem Boden 151
4.6.2 Ist die Veränderung der N-Aufhahmefähigkeit im trockenen Boden ein regulier-
ter Prozess. der zur Anpassung des Stoffwechsels an Trockenheit beiträgt? 153
4.6.3 Wodurch wird die N-Aumahmefähigkeit bei Bodentrockenheit gehemmt? 154
4 7 Wie wirkt sich die Wiederbewässerung auf das Wurzelwachstum aus? 162
4 8 Worauf ist die Erholung der Nitrataufhahme nach Wiederbewässerung
zurückzuführen0 164
4 8.1 Erholung aufgrund neuen Wurzelwachstums? 165
482 Erholung aufgrund der Erholung älterer, etablierter Wurzeln9 165
483 Erholung durch Nitratmduktion der Transporter*7 167
5 Zusammenfassung 169-172
6 Literatur 173-187
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| spelling | Buljovcic, Zaklina Verfasser aut Auswirkungen von Bodentrockenheit und Wiederbewässerung auf das Wachstum und auf die Nährstoffaufnahmefähigkeit von Mais (Zea mays L.) von Zaklina Buljovcic Stuttgart Grauer 2000 VII, 187 S. Ill., graph. Darst. 21 cm txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Zugl.: Hohenheim, Univ., Diss., 2000 Wuchsleistung (DE-588)4193144-0 gnd rswk-swf Trockenheit (DE-588)4186270-3 gnd rswk-swf Nährstoffaufnahme (DE-588)4171098-8 gnd rswk-swf Mais (DE-588)4037135-9 gnd rswk-swf (DE-588)4113937-9 Hochschulschrift gnd-content Mais (DE-588)4037135-9 s Nährstoffaufnahme (DE-588)4171098-8 s Trockenheit (DE-588)4186270-3 s DE-604 Wuchsleistung (DE-588)4193144-0 s HBZ Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=017426407&sequence=000002&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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