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Vergleichende Untersuchung zur Auswirkung von Trockenheit und Salinität auf den Wasserhaushalt und Gaswechsel (CO2/H2O) von Chenopodium quinoa.

Amelie Neumann (2011)

1. Staatsexamen vom 30.11.2011

 

Vergleichende Untersuchung zur Auswirkung von Trockenheit und Salinität auf den Wasserhaushalt und Gaswechsel (CO2/H2O) von Chenopodium quinoa.

Kurzfassung

Aufgrund der Klimaerwärmung und der damit zusammenhängenden Zunahme an ariden und salinen Ackerflächen bedarf es der Erforschung von trocken- und

salzresistenten Pflanzen, um die wachsende Weltbevölkerung mit den vorhandenen Ackerflächen versorgen zu können und den Hunger in ariden und salinen Gebieten

zu bekämpfen. Chenopodium quinoa ist eine salz- und trockenresistente Pflanze, die darüber hinaus auch über sehr gute nahrungsphysiologische Eigenschaften verfügt und somit großes Potential hat, die Weltbevölkerung in Zukunft mit Nahrung zu versorgen.

Der Versuchsaufbau dieser Arbeit bestand aus vier Phasen. Vierzig Pflanzen wurden dazu in ein sich selbst bewässerndes System gepflanzt und verblieben dort eine Woche zur Akklimatisierung (Phase 1). Darauf folgten zwei Wochen der Aufsalzung bzw. des ansteigenden Trockenstresses (Phase2). Nach dieser Phase wurden die Pflanzen für zwei Wochen einem Steady State bei 0,9093 MPa gehalten (Phase 3) und anschließend in eine zweiwöchige Rehabilitationsphase überführt (Phase 4). Die morphologischen Veränderungen wurden nach jeder Phase durch eine Ernte dokumentiert. Die physiologischen Parameter wie Transpiration, Photosynthese, Chlorophyllgehalt und das Blattwasserpotential wurden durch Messungen mit Licor 1400, Licor 6200, PAM, SPAD und Wescor vor jeder Ernte durchgeführt. Außerdem wurden der Prolin- und Kohlenstoffgehalt der Blätter bestimmt. Chenopodium quinoa hat beide Stressarten bei 0,9093 MPa gut toleriert und morphologisch keinen großen Schaden genommen, wobei die mit Salz behandelten Pflanzen deutlich mehr Biomasse aufbauen konnten und niedrigere Photoinhibitionswerte hatten als die Pflanzen der trockenen Kulturbedingung. Die Trockenvarianten scheinen die Photoinhibition als Schutz vor oxidativem Stress genutzt zu haben. Bei den Salzpflanzen gaben die Gaswechselergebnisse Hinweise auf Photorespiration, ihr niedriger Chlorophyllgehalt kann auch als Schutz vor Lichtstress gewertet werden.

Beide Stressarten bewirkten eine erhöhte Stomataresistenz und einen Abfall des Wassernutzungskoeffizientents sowie der Nettophotosyntheserate. Der Prolin- und Kohlenhydratgehalt war in beiden Stressvarianten erhöht, wobei die Trockenvarianten höhere Werte aufwiesen. Abschließend konnte gezeigt werden, dass Salzvarianten durch die Aufnahme von NaCl Vorteile in der osmotischen Anpassung aufwiesen.