Einfluss der Bestandesstruktur auf Salzstress bei Gurke (Cucumis sativus L.)

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Katrin Kahlen; Professor Dr. Hartmut Stützel
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 225572701

Hohe Salzgehalte im Wurzelraum vermindern die Produktivität von Gurken (Cucumis sativus L.) durch osmotische und ionische Wirkungen. Wir stellen die Hypothese auf, dass es für gegebene atmosphärische Bedingungen eine optimale Bestandesstruktur gibt, bei der die Wassernutzungseffizienz maximal und die Salzaufnahme pro Einheit produzierter Trockenmasse minimal ist. Diese optimale Bestandesstruktur kann durch Integration der physiologischen Prozesse über den Bestand mit Hilfe eines funktional-strukturellen Pflanzenwachstumsmodells (FSPM) vorhergesagt werden. Dabei muss das Modell den Einfluss des osmotischen Stresses auf die Pflanzenmorphologie und die stomatäre Leitfähigkeit, die Aufnahme und Verlagerung toxischer Ionen in den verschiedenen Kompartimenten des Systems Pflanze sowie ihre toxischen Wirkungen im Blatt vorhersagen können. Hier sollen Versuche durchgeführt werden, mit deren Daten sein bestehendes FSPM der Gurke parametrisiert und erweitert werden soll. In in-silico-Versuchen mit dem FSPM soll diejenige Bestandesstruktur identifiziert werden, die dauerhaft zur maximalen Wassernutzungseffizienz und zu minimalem ionischen Stress führt. Die Ergebnisse der in-silico-Versuche werden dann anhand realer Gewächshaus-Gurkenbestände evaluiert. Schließlich soll das FSMP zur Beantwortung der Frage, welchen Beitrag einzelne Mechanismen der Salztoleranz wie verminderte Empfindlichkeit der stomatären Leitfähigkeit oder der Blattexpansion zur Ganzpflanzen-Salztoleranz leisten, verwendet werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen