Testung von Gibberellinanwendungen im Energiepflanzenanbau
Von 2009 bis 2012 wurden die isolierten bioaktiven Gibberelline GA4, GA7, GA1, GA5 sowie die kommerziell erhältlichen Gibberellinpräparate GA3 und GA4/7 an potentiellen Energiepflanzen getestet. Es wurde eine Erhöhung der Biomasse von Chinaschilf und Mais, der energierelevanten Inhaltsstoffe in Weizen und Raps sowie eine Blüh- und Abreifeverfrühung von Sonnenblumen und eine damit einhergehende Ertragssicherung angestrebt. Nur im ersten Feldversuchsjahr (2010) konnten positive Gibberellineffekte beobachtet werden, ver-mutlich aufgrund der sehr unterschiedlichen klimatischen Bedingungen 2010 und 2011. Durch GA7 wurde das Tausendkorngewicht von Winterraps erhöht sowie eine frühere Blüte und Abreife bei den Sonnenblumen erreicht. Das Wachstum von Chinaschilf wurde durch eine dreifache GA4-Applikation gesteigert und führte tendenziell zur Biomassesteigerung. Insbesondere Mais fiel durch einen zumeist nur temporären Wachstumsschub auf. Die Analysen der endogenen GA-Gehalte in den Maisblättern ließen auf eine schnelle negative Feedback-Regulation der GA20-Oxidasen sowie GA3-Oxidase schließen, wobei mit zunehmender Konzentration und wachstumssteigender Wirkung des Gibberellins (GA7 > GA4) die Intensität dieser Regulation zunahm. Eine Vierfachapplikation von GA4 in Kombination mit dem Wachstumshemmer Moddus führte zu einem stärkeren Wachstumsanstieg im Vergleich zur alleinigen GA4-Applikation. Daraus wurde geschlossen, dass die Inaktivierung von GA4 mittels GA2-Oxidasen durch Moddus blockiert wurde. Insgesamt besteht noch ein großer Forschungsbedarf, um mögliche Ertragssteigerungen von Korn, Biomasse und energierelevanten Inhaltsstoffen sowie ökonomische Auswirkungen abzuschätzen. Zudem sollte auch den Forschungsansätzen molekulargenetischer Beeinflussung des Gibberellinstoff-wechsels, vor allem im Hinblick auf ein reproduzierbares Ergebnis, Beachtung geschenkt werden.
The effect of biologically active gibberellins (isolated gibberellins GA4, GA7, GA1, and GA5 as well as commercially available gibberellins GA3 and GA4/7) on potential energy crop species (maize, Miscanthus, wheat, oilseed rape, and sunflower) were tested from 2009 until 2012. The intention was to increase the total biomass in Miscanthus and maize, to improve the content of energy-determining ingredients in wheat and oilseed rape, and to ensure yield stability in sunflower. Only in the first year of field trials (2010) positive effects of gibberellins could be observed, probably due to different climatic distinctions in 2010 and 2011. By GA7-application the thousand kernel weight of winter oilseed rape increased and caused an earlier flowering and maturation of sunflowers, respectively. The growth of Miscanthus was increased by threefold GA4-application, but only a tendency towards increased total biomass could be observed. Especially maize showed for the most part only a temporary increase of growth after the gibberellin applications. The analysis of endogenous GA contents in maize leaves showed, that this effect seems to be linked to the capability of a fast adaption in terms of a strong negative feedback of GA20oxidases and GA3oxidase, which are responsible for the fast return to a normal plant growth. The more bioactive the gibberellin (GA7 > GA4) and the gibberellin concentration was, the stronger was the following negative feedback. A fourfold GA4-application combined with the growth retardant Moddus caused a bigger increase in growth of maize than GA4-application alone. It was concluded that the inactivation of GA4 by GA2oxidases was blocked by Moddus. Further research has to prove the possibility to increase yield, total biomass, and energy-determining ingredients including economical considerations. Besides, approaches to control the endogenous gibberellins by molecular genetics should be taken into consideration, especially for securing reproducible results.
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