Sortenscreening und Physiologie der Kühletoleranz bei Impatiens und Petunia

WeGa ist die Abkürzung für „Wertschöpfungskette Gartenbau“ und ist eines von fünf Kompetenznetzen der Agrar- und Ernährungswissenschaften, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Initiative „AgroClustEr“ unter Beteiligung der Länder Niedersachsen, Bayern und Brandenburg über fünf Jahre finanziell gefördert wurde. Die als Anschubfinanzierung konzipierte Förderung hatte das Ziel, gartenbauliche Forschungs- und Ausbildungskompetenzen von Universitäten, Hochschulen für angewandte Wissenschaften und weiteren Forschungseinrichtungen zu bündeln und zu verstetigen. Unter der Federführung der Leibniz Universität Hannover wurden bundesweit von 21 wissenschaftlichen Einrichtungen, 32 Wirtschaftspartnern und 4 Verbänden in mehreren Verbundprojekten Themen entlang der gesamten gartenbaulichen Wertschöpfungskette bearbeitet. An der HSWT konnten in diesem Rahmen neben dem Ausbildungsprojekt „WeGa-Student“ drei Forschungsprojekte realisiert werden, aus denen hier wesentliche Ergebnisse vorgestellt werden.

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Projektbeschreibung

Teilprojekt: SORTENSCREENING UND PHYSIOLOGIE DER KÜHLETOLERANZ BEI IMPATIENS UND PETUNIA

Die Produktion wärmeliebender Zierpflanzen ist in Mittel- und Nordeuropa in den Wintermonaten nur mit erheblichem Einsatz von Energie möglich. Durch die Verwendung kühletoleranter Sorten ließe sich die Kulturtemperatur um einige Grad absenken und es ergäben sich Einsparpotenziale bei den Energiekosten sowie beim Ausstoß umweltschädlicher Treibhausgase. Um Informationen über die Temperaturansprüche verschiedener Impatiens zu erarbeiten, wurden am Institut für Gartenbau insgesamt 16 Sorten von Neu Guinea Impatiens und SunPatiens sowie vier Impatiens-Arten auf ihre Toleranz gegenüber niedrigen Temperaturen überprüft.

Vorgehensweise

Parallel zu Kurzzeitversuchen mit extrem niedrigen Temperaturen (8 und 4 °C) in Klimakammern wurden Versuche bei moderat niedrigen Temperaturen (16 und 12 °C) in klimatisierbaren Gewächshauskabinen durchgeführt (Referenztemperatur jeweils 20 °C). Neben der phänotypischen Reaktion der Pflanzen wurden bei ausgewählten toleranten und sensitiven Sorten verschiedene physiologische Parameter wie die Nettophotosynthese- und Transpirationsrate unter niedrigen Temperaturen untersucht.

Ergebnisse

Als Reaktion auf extrem niedrige Temperaturen zeigten sich innerhalb weniger Tage Blattrollen, Blattspitzen- und Blattrandnekrosen, Infiltrationen, sowie Welke oder Abfallen von Blüten und Blättern. Sowohl innerhalb der Sorten als auch der Arten traten reproduzierbare Unterschiede in der Kühleverträglichkeit auf. Bei phänotypisch stark unterschiedlich reagierenden Sorten konnten entsprechend unterschiedliche Reaktionen in der Zunahme der Trockenmasse im Versuchsverlauf festgestellt werden.

Bei moderat niedrigen Temperaturen traten Wachstumsminderungen sowie typische Kältechlorosen an den jüngsten Blättern auf (Abbildung 3). Im Sortiment des Partners Dümmen konnten nur geringe Unterschiede in der Kühleverträglichkeit, speziell bei 16 °C, festgestellt werden, weswegen das Spektrum der Genotypen um Sorten weiterer Züchter und um Wildtypen erweitert wurde (Abbildung 4). Drei Sorten aus der als sehr robust bekannten Gruppe der SunPatiens zeigten keine bessere Kühletoleranz als die ursprünglich geprüften Sorten. Drei Sorten von Kientzler und vier Impatiens-Arten unterschieden sich untereinander deutlicher in ihrer Reaktion auf die niedrigen Temperaturen und eignen sich damit besser für weiterführende physiologische Untersuchungen als die bisher zur Verfügung stehenden Genotypen. Beide Gruppen konnten jedoch während der Projektlaufzeit nur in wenige Versuche mit einbezogen werden.

In der Nettophotosyntheserate lag die als tolerant charakterisierte Sorte meist über der der sensitiven. Außerdem zeigte sich die tolerante Sorte flexibler in ihrer Reaktion auf wechselnde Temperaturen, da sie im Gegensatz zu der sensitiven auch nach längerer Exposition bei 12 °C bei einer Wiedererwärmung auf 20 °C noch mit einem Anstieg der Nettophotosyntheserate reagierte.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass Unterschiede in der Kühleverträglichkeit bei Sorten und vor allem bei Arten von Impatiens vorhanden sind, die eine vergleichende Untersuchung der physiologischen Stressantwort bei toleranten und sensitiven Genotypen ermöglichen und für die Entwicklung von Frühselektionsmethoden in Frage kommen könnten. Erste tolerante Genotypen mit Potenzial für die Züchtung auf Kühletoleranz konnten identifiziert werden.