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Untersuchungen über das Wurzelwachstum von Getreidesorten und -arten unter verschiedenen Wachstumsbedingungen

Investigations on root growth of cereal varieties and species under different growing conditions

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Summary

Species and variety specific behavior of primary roots from 16 day old cereal plants were studied under different conditions in sand and water cultures. At the same time cereal assortments were tested for possible relationships between rootgrowth (length of all primary roots) and plant yield (genetic yield potential).

Roots are very sensitive to exogenous factors which influence their growth much more than do genetic ones. Though statistically significant differences in root growth were found in different varieties, their validity is questionable since the results were usually not reproducible. No correlation could be found between reproducible differences in root length/plant and plant yield. Root growth in sand cultures was greatly influenced by the amount of air in the culture medium.

In water culture experiments low concentrations of CO2 were stimulating, but high concentrations inhibited root growth in direct proportion to CO2 content. In numerous experiments no CO2 resistant varieties were found, nor could any clear-cut differences in CO2 sensitivity be demonstrated among different varieties.

The technical problems of root studies are discussed, along with their usefulness to selection in plant breeding.

E. Zusammenfassung

Das art- und sortenspezifische Verhalten der Primärwurzeln von 14–16 Tage alten Getreidepflanzen wurde unter verschiedenen Bedingungen (unterschiedliches Porenvolumen der Sandfüllung, verschiedene CO2- und Nährstoffkonzentrationen) in Glaszylindern in Sand- und Wasserkultur untersucht. Gleichzeitig wurde an Getreidesortimenten geprüft, ob im Jugendstadium der Pflanze Beziehungen zwischen Wurzelwachstum (Länge aller Primärwurzeln) und Pflanzenertrag (genetisches Leistungspotential der Sorte) erkennbar sind.

Die Ergebnisse zeigen, daß die Pflanzenwurzel ein sehr empfindliches Organ ist, dessen Reaktionsbereitschaft gegenüber äußeren Faktoren weitaus größer ist als seine genetische Reaktionsnorm. Obwohl in einigen Versuchen statistisch signifikante Sortenunterschiede im Wurzelwachstum (WW) ermittelt wurden, mußte ihre Echtheit in Frage gestellt werden, weil die Ergebnisse meist nicht reproduzierbar waren. Andererseits ließen sich reproduzierbare Sortenunterschiede in der Wurzellänge/Pflanze nicht mit der Ertragsleistung in Beziehung bringen.

In Sandkulturversuchen war die Reaktion der Wurzeln auf das Porenvolumen besonders groß. Bereits eine sehr geringe, beim Einfüllen des Sandes kaum bemerkbare Veränderung des Porenvolumens beeinflußte das WW und vergrößerte die Variabilität der Versuchsglieder.

Der Einfluß von CO2 auf das WW wurde in Wasserkulturversuchen studiert. Abgesehen von einer oft beobachteten schwachen Stimulierung bei geringen CO2-Konzentrationen zeigte das WW aller Getreidearten und -varietäten sowie Leguminosen durch CO2 eine dosisproportionale Hemmung. Trotz umfangreicher Prüfungen konnten keine „CO2-resistenten“ Sorten ermittelt werden. Sogar zwischen Arten bestanden keine eindeutigen Unterschiede in der CO2-Empfindlichkeit.

Die versuchsmethodische Problematik der Wurzeluntersuchungen sowie ihre züchterischen Aspekte werden diskutiert. Solange keine eindeutigen Beziehungen zwischen WW und Kornertragsleistung von Sorten nachgewiesen sind, erscheint eine Analyse der oberirdischen Ertragsstruktur sinnvoller als eine Selektion auf maximales Wurzelwachstum.

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Hentrich, W. Untersuchungen über das Wurzelwachstum von Getreidesorten und -arten unter verschiedenen Wachstumsbedingungen. Züchter / Genet. Breed. Res. 36, 25–36 (1966). https://doi.org/10.1007/BF00710499

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