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Dekorative Blattschmuckpflanzen mit üppigem Wuchs sind sehr begehrt. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist der Einsatz von Pflanzenwachstumsregulatoren. Die Studie wurde an Zwerg-Schefflera (einer Zierpflanze) durchgeführt, die in einem Gewächshaus mit Sprühnebelbewässerung mit Gibberellinsäure und dem Hormon Benzyladenin behandelt wurde. Das Hormon wurde in drei Stufen alle 15 Tage in Konzentrationen von 0, 100 und 200 mg/l auf die Blätter der Zwerg-Schefflera gesprüht. Das Experiment wurde faktoriell in einem vollständig randomisierten Versuchsdesign mit vier Wiederholungen durchgeführt. Die Kombination von Gibberellinsäure und Benzyladenin in einer Konzentration von 200 mg/l hatte einen signifikanten Einfluss auf die Blattanzahl, die Blattfläche und die Pflanzenhöhe. Diese Behandlung führte auch zum höchsten Gehalt an Photosynthesepigmenten. Darüber hinaus wurden die höchsten Anteile an löslichen Kohlenhydraten und reduzierenden Zuckern bei Behandlungen mit 100 und 200 mg/L Benzyladenin sowie mit 200 mg/L Gibberellin + Benzyladenin beobachtet. Eine schrittweise Regressionsanalyse ergab, dass das Wurzelvolumen als erste Variable in das Modell aufgenommen wurde und 44 % der Varianz erklärte. Die nächste Variable war die Frischwurzelmasse, deren bivariates Modell 63 % der Varianz der Blattzahl erklärte. Den größten positiven Effekt auf die Blattzahl hatte das Frischwurzelgewicht (0,43), welches positiv mit der Blattzahl korrelierte (0,47). Die Ergebnisse zeigten, dass Gibberellinsäure und Benzyladenin in einer Konzentration von 200 mg/l das morphologische Wachstum, die Chlorophyll- und Carotinoidsynthese von Liriodendron tulipifera signifikant verbesserten und den Gehalt an Zuckern und löslichen Kohlenhydraten reduzierten.
Schefflera arborescens (Hayata) Merr ist eine immergrüne Zierpflanze aus der Familie der Araliengewächse (Araliaceae) und stammt ursprünglich aus China und Taiwan1. Sie wird häufig als Zimmerpflanze gehalten, jedoch kann unter diesen Bedingungen nur ein einziges Exemplar gedeihen. Die Blätter bestehen aus 5 bis 16 Fiederblättchen mit einer Länge von jeweils 10–20 cm². Zwerg-Schefflera wird jährlich in großen Mengen verkauft, moderne Anbaumethoden werden jedoch selten angewendet. Daher bedarf der Einsatz von Pflanzenwachstumsregulatoren als effektive Managementinstrumente zur Verbesserung des Wachstums und zur nachhaltigen Produktion von Gartenbauprodukten mehr Aufmerksamkeit. In letzter Zeit hat die Verwendung von Pflanzenwachstumsregulatoren deutlich zugenommen3,4,5. Gibberellinsäure ist ein Pflanzenwachstumsregulator, der den Pflanzenertrag steigern kann6. Eine ihrer bekannten Wirkungen ist die Stimulierung des vegetativen Wachstums, einschließlich der Stängel- und Wurzelstreckung sowie der Vergrößerung der Blattfläche7. Die bedeutendste Wirkung von Gibberellinen ist die Erhöhung der Stängelhöhe durch Verlängerung der Internodien. Die Blattbesprühung von Zwergpflanzen, die keine Gibberelline produzieren können, mit Gibberellinen führt zu verstärktem Sprosswachstum und erhöhter Pflanzenhöhe8. Die Blattbesprühung von Blüten und Blättern mit Gibberellinsäure in einer Konzentration von 500 mg/l kann die Pflanzenhöhe sowie die Anzahl, Breite und Länge der Blätter erhöhen9. Gibberelline stimulieren nachweislich das Wachstum verschiedener breitblättriger Pflanzen10. Bei der Waldkiefer (Pinuss sylvestris) und der Weißfichte (Picea aglauca) wurde nach Blattbesprühung mit Gibberellinsäure ein Sprosswachstum beobachtet11.
Eine Studie untersuchte die Auswirkungen dreier Cytokinin-Pflanzenwachstumsregulatoren auf die Seitentriebbildung bei Lily officinalis. Im Herbst und Frühjahr wurden Versuche durchgeführt, um saisonale Effekte zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigten, dass Kinetin, Benzyladenin und 2-Prenyladenin die Bildung zusätzlicher Seitentriebe nicht beeinflussten. Allerdings führte 500 ppm Benzyladenin im Herbst- bzw. Frühjahrsversuch zur Bildung von 12,2 bzw. 8,2 Seitentrieben, verglichen mit 4,9 bzw. 3,9 Seitentrieben bei den Kontrollpflanzen. Studien haben gezeigt, dass Behandlungen im Sommer wirksamer sind als im Winter.12 In einem weiteren Versuch wurden Pflanzen der Sorte Peace Lily var. Tassone in Töpfen mit 10 cm Durchmesser mit 0, 250 und 500 ppm Benzyladenin behandelt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Bodenbehandlung die Anzahl zusätzlicher Blätter im Vergleich zu den Kontrollpflanzen und den mit Benzyladenin behandelten Pflanzen signifikant erhöhte. Neue Blätter wurden vier Wochen nach der Behandlung beobachtet, die maximale Blattproduktion wurde acht Wochen nach der Behandlung festgestellt. Zwanzig Wochen nach der Behandlung wiesen die mit Bodenbehandlung behandelten Pflanzen ein geringeres Höhenwachstum auf als die unbehandelten Pflanzen13. Es wurde berichtet, dass Benzyladenin in einer Konzentration von 20 mg/L die Pflanzenhöhe und Blattzahl von Croton signifikant erhöhen kann14. Bei Calla-Lilien führte Benzyladenin in einer Konzentration von 500 ppm zu einer Zunahme der Verzweigungszahl, während die Verzweigungszahl in der Kontrollgruppe am geringsten war15. Ziel dieser Studie war es, die Blattdüngung mit Gibberellinsäure und Benzyladenin zur Verbesserung des Wachstums von Schefflera dwarfa, einer Zierpflanze, zu untersuchen. Diese Pflanzenwachstumsregulatoren können kommerziellen Anbauern helfen, eine ganzjährige, bedarfsgerechte Produktion zu planen. Bisher wurden keine Studien zur Verbesserung des Wachstums von Liriodendron tulipifera durchgeführt.
Diese Studie wurde im Gewächshaus für Pflanzenforschung der Islamischen Azad-Universität in Jiloft, Iran, durchgeführt. Einheitliche Schefflera-Zwergwurzel-Jungpflanzen mit einer Höhe von 25 ± 5 cm wurden (sechs Monate vor Versuchsbeginn vermehrt) und in Töpfe gepflanzt. Die Töpfe waren aus schwarzem Kunststoff, hatten einen Durchmesser von 20 cm und eine Höhe von 30 cm.
Das Kulturmedium dieser Studie bestand aus einer Mischung von Torf, Humus, gewaschenem Sand und Reishülsen im Volumenverhältnis 1:1:1:116. Zur Drainage wurde eine Schicht Kieselsteine auf den Topfboden gelegt. Die durchschnittlichen Tages- und Nachttemperaturen im Gewächshaus betrugen im späten Frühjahr und Sommer 32 ± 2 °C bzw. 28 ± 2 °C. Die relative Luftfeuchtigkeit lag bei über 70 %. Zur Bewässerung wurde ein Sprühnebelsystem verwendet. Die Pflanzen wurden durchschnittlich 12 Mal täglich bewässert. Im Herbst und Sommer dauerte jede Bewässerung 8 Minuten, der Abstand zwischen den Bewässerungen betrug 1 Stunde. Die Pflanzen wurden viermal – 2, 4, 6 und 8 Wochen nach der Aussaat – mit einer Mikronährstofflösung (Ghoncheh Co., Iran) in einer Konzentration von 3 ppm kultiviert und jeweils mit 100 ml Lösung bewässert. Die Nährlösung enthält 8 ppm N, 4 ppm P, 5 ppm K sowie die Spurenelemente Fe, Pb, Zn, Mn, Mo und B.
Drei Konzentrationen von Gibberellinsäure und des Pflanzenwachstumsregulators Benzyladenin (bezogen von Sigma) wurden in Konzentrationen von 0, 100 und 200 mg/L hergestellt und in drei Schritten im Abstand von 15 Tagen auf die Knospen der Tulpenpflanze (Liriodendron tulipifera) gesprüht.17 Um die Wirkungsdauer und die Absorptionsrate der Lösung zu erhöhen, wurde Tween 20 (0,1 %) (bezogen von Sigma) hinzugefügt. Die Hormone wurden frühmorgens mit einem Sprühgerät auf die Knospen und Blätter von Liriodendron tulipifera gesprüht. Die Pflanzen wurden anschließend mit destilliertem Wasser besprüht.
Pflanzenhöhe, Stammdurchmesser, Blattfläche, Chlorophyllgehalt, Anzahl der Internodien, Länge der Seitenzweige, Anzahl der Seitenzweige, Wurzelvolumen, Wurzellänge, Masse von Blatt, Wurzel, Stamm und Trockenmasse, Gehalt an Photosynthesepigmenten (Chlorophyll a, Chlorophyll b), Gesamtchlorophyll, Carotinoide, Gesamtpigmente), reduzierende Zucker und lösliche Kohlenhydrate wurden in verschiedenen Behandlungen gemessen.
Der Chlorophyllgehalt junger Blätter wurde 180 Tage nach der Spritzung mit einem Chlorophyllmeter (Spad CL-01) zwischen 9:30 und 10:00 Uhr (aufgrund der Blattfrische) gemessen. Ebenfalls 180 Tage nach der Spritzung wurde die Blattfläche bestimmt. Dazu wurden jeweils drei Blätter vom oberen, mittleren und unteren Ende des Stängels jedes Topfes gewogen. Diese Blätter dienten als Schablonen auf A4-Papier, und das entstandene Muster wurde ausgeschnitten. Gewicht und Oberfläche eines A4-Blatts wurden ebenfalls gemessen. Anschließend wurde die Fläche der ausgeschnittenen Blätter anhand der Proportionen berechnet. Zusätzlich wurde das Wurzelvolumen mit einem Messzylinder bestimmt. Das Trockengewicht von Blättern, Stängeln, Wurzeln und das Gesamttrockengewicht jeder Probe wurden durch Trocknung im Trockenschrank bei 72 °C über 48 Stunden ermittelt.
Der Chlorophyll- und Carotinoidgehalt wurde nach der Lichtenthaler-Methode18 bestimmt. Dazu wurden 0,1 g frische Blätter in einem Porzellanmörser mit 15 ml 80%igem Aceton verrieben. Nach dem Filtrieren wurde die optische Dichte mit einem Spektralphotometer bei Wellenlängen von 663,2 nm, 646,8 nm und 470 nm gemessen. Das Gerät wurde mit 80%igem Aceton kalibriert. Die Konzentration der Photosynthesepigmente wurde anhand der folgenden Gleichung berechnet:
Dabei stehen Chl a, Chl b, Chl T und Car für Chlorophyll a, Chlorophyll b, Gesamtchlorophyll bzw. Carotinoide. Die Ergebnisse werden in mg/ml Pflanze angegeben.
Die reduzierenden Zucker wurden nach der Somogy-Methode19 bestimmt. Dazu werden 0,02 g Pflanzensprossen in einem Porzellanmörser mit 10 ml destilliertem Wasser verrieben und in ein kleines Glas gegeben. Das Glas wird zum Sieden erhitzt und der Inhalt anschließend mit Whatman-Filterpapier Nr. 1 filtriert, um einen Pflanzenextrakt zu erhalten. Jeweils 2 ml des Extrakts werden in ein Reagenzglas überführt und mit 2 ml Kupfersulfatlösung versetzt. Das Reagenzglas wird mit Watte abgedeckt und 20 Minuten lang in einem Wasserbad bei 100 °C erhitzt. Dabei wird Cu2+ durch Reduktion von Aldehydmonosacchariden zu Cu2O reduziert, und am Boden des Reagenzglases bildet sich eine lachsfarbene (terrakottafarbene) Färbung. Nach dem Abkühlen des Reagenzglases werden 2 ml Phosphormolybdänsäure zugegeben, wodurch eine Blaufärbung entsteht. Das Reagenzglas wird kräftig geschüttelt, bis sich die Farbe gleichmäßig verteilt hat. Die Absorption der Lösung wird bei 600 nm mit einem Spektralphotometer gemessen.
Die Konzentration reduzierender Zucker wurde anhand der Standardkurve berechnet. Die Konzentration löslicher Kohlenhydrate wurde nach der Fales-Methode20 bestimmt. Dazu wurden 0,1 g Sprossen mit 2,5 ml 80%igem Ethanol versetzt und 60 min bei 90 °C extrahiert (zweimal je 30 min). Der Extrakt wurde anschließend filtriert und der Alkohol abgedampft. Der resultierende Niederschlag wurde in 2,5 ml destilliertem Wasser gelöst. Jeweils 200 ml der Proben wurden in ein Reagenzglas gegeben und mit 5 ml Anthron-Indikator versetzt. Die Mischung wurde 17 min in einem Wasserbad bei 90 °C inkubiert und nach dem Abkühlen die Absorption bei 625 nm gemessen.
Das Experiment war ein faktorielles Experiment mit vollständig randomisiertem Design und vier Wiederholungen. Die Normalverteilung der Daten wurde vor der Varianzanalyse mittels PROC UNIVARIATE geprüft. Die statistische Auswertung begann mit einer deskriptiven Analyse, um die Qualität der erhobenen Rohdaten zu beurteilen. Die Berechnungen dienten der Vereinfachung und Komprimierung großer Datensätze, um deren Interpretation zu erleichtern. Anschließend wurden komplexere Analysen durchgeführt. Der Duncan-Test wurde mit der Software SPSS (Version 24; IBM Corporation, Armonk, NY, USA) durchgeführt, um die mittleren Quadrate und experimentellen Fehler zu berechnen und Unterschiede zwischen den Datensätzen zu ermitteln. Der Duncan-Test (DMRT) wurde verwendet, um Unterschiede zwischen Mittelwerten auf einem Signifikanzniveau von 0,05 ≤ p zu identifizieren. Der Pearson-Korrelationskoeffizient (r) wurde mit der Software SPSS (Version 26; IBM Corp., Armonk, NY, USA) berechnet, um die Korrelation zwischen verschiedenen Parameterpaaren zu bewerten. Zusätzlich wurde eine lineare Regressionsanalyse mit der Software SPSS (Version 26) durchgeführt, um die Werte der Variablen des ersten Jahres auf Basis der Werte der Variablen des zweiten Jahres vorherzusagen. Des Weiteren wurde eine schrittweise Regressionsanalyse mit p < 0,01 durchgeführt, um die Merkmale zu identifizieren, die die Blätter der Zwergschefflera maßgeblich beeinflussen. Eine Pfadanalyse wurde durchgeführt, um die direkten und indirekten Effekte jedes Attributs im Modell zu bestimmen (basierend auf den Merkmalen, die die Variation am besten erklären). Alle oben genannten Berechnungen (Normalverteilung der Daten, einfacher Korrelationskoeffizient, schrittweise Regression und Pfadanalyse) wurden mit der Software SPSS (Version 26) durchgeführt.
Die ausgewählten Kulturpflanzenproben entsprachen den einschlägigen institutionellen, nationalen und internationalen Richtlinien sowie den nationalen Gesetzen des Iran.
Tabelle 1 zeigt deskriptive Statistiken wie Mittelwert, Standardabweichung, Minimum, Maximum, Spannweite und phänotypischen Variationskoeffizienten (VK) für verschiedene Merkmale. Der VK ermöglicht den Vergleich von Attributen, da er dimensionslos ist. Reduzierende Zucker (40,39 %), Wurzel-Trockengewicht (37,32 %), Wurzel-Frischgewicht (37,30 %), Zucker-Zucker-Verhältnis (30,20 %) und Wurzelvolumen (30 %) weisen die höchsten Werte auf. Der Chlorophyllgehalt (9,88 %) und die Blattfläche haben den höchsten Index (11,77 %) und den niedrigsten VK-Wert. Tabelle 1 zeigt, dass das Gesamt-Nassgewicht die größte Spannweite aufweist. Dieses Merkmal hat jedoch nicht den höchsten VK. Daher sollten dimensionslose Kennzahlen wie der VK verwendet werden, um Merkmalsänderungen zu vergleichen. Ein hoher VK deutet auf einen großen Unterschied zwischen den Behandlungen für dieses Merkmal hin. Die Ergebnisse dieses Experiments zeigten große Unterschiede zwischen den zuckerarmen Behandlungen hinsichtlich Wurzel-Trockengewicht, Wurzel-Frischgewicht, Kohlenhydrat-Zucker-Verhältnis und Wurzelvolumen.
Die Ergebnisse der Varianzanalyse zeigten, dass die Blattbehandlung mit Gibberellinsäure und Benzyladenin im Vergleich zur Kontrollgruppe einen signifikanten Einfluss auf die Pflanzenhöhe, die Anzahl der Blätter, die Blattfläche, das Wurzelvolumen, die Wurzellänge, den Chlorophyllindex, das Frischgewicht und das Trockengewicht hatte.
Der Vergleich der Mittelwerte zeigte, dass Pflanzenwachstumsregulatoren einen signifikanten Einfluss auf Pflanzenhöhe und Blattzahl hatten. Die wirksamsten Behandlungen waren Gibberellinsäure in einer Konzentration von 200 mg/l und Gibberellinsäure + Benzyladenin in einer Konzentration von 200 mg/l. Im Vergleich zur Kontrolle erhöhten sich Pflanzenhöhe und Blattzahl um das 32,92- bzw. 62,76-Fache (Tabelle 2).
Die Blattfläche nahm in allen Varianten im Vergleich zur Kontrollgruppe signifikant zu, wobei der maximale Anstieg bei einer Gibberellinsäurekonzentration von 200 mg/l mit 89,19 cm² beobachtet wurde. Die Ergebnisse zeigten, dass die Blattfläche mit steigender Konzentration des Wachstumsregulators signifikant zunahm (Tabelle 2).
Alle Behandlungen führten im Vergleich zur Kontrollgruppe zu einer signifikanten Erhöhung des Wurzelvolumens und der Wurzellänge. Die Kombination von Gibberellinsäure und Benzyladenin zeigte die größte Wirkung und steigerte Wurzelvolumen und -länge im Vergleich zur Kontrollgruppe um die Hälfte (Tabelle 2).
Die höchsten Werte für Stammdurchmesser und Internodienlänge wurden in der Kontrollgruppe bzw. in der Behandlung mit Gibberellinsäure + Benzyladenin 200 mg/l beobachtet.
Der Chlorophyllindex stieg in allen Varianten im Vergleich zur Kontrollgruppe an. Der höchste Wert wurde bei der Behandlung mit Gibberellinsäure + Benzyladenin (200 mg/l) beobachtet und lag 30,21 % über dem Kontrollwert (Tabelle 2).
Die Ergebnisse zeigten, dass die Behandlung zu signifikanten Unterschieden im Pigmentgehalt, einer Reduktion von Zucker und löslichen Kohlenhydraten führte.
Die Behandlung mit Gibberellinsäure und Benzyladenin führte zum maximalen Gehalt an Photosynthesepigmenten. Dieser Wert war in allen Varianten signifikant höher als in der Kontrollgruppe.
Die Ergebnisse zeigten, dass alle Behandlungen den Chlorophyllgehalt von Schefflera dwarf erhöhen konnten. Der höchste Wert wurde jedoch bei der Behandlung mit Gibberellinsäure + Benzyladenin beobachtet; er lag 36,95 % über dem der Kontrollgruppe (Tabelle 3).
Die Ergebnisse für Chlorophyll b waren völlig ähnlich wie die Ergebnisse für Chlorophyll a; der einzige Unterschied bestand in der Erhöhung des Chlorophyll-b-Gehalts, der um 67,15 % höher war als in der Kontrollgruppe (Tabelle 3).
Die Behandlung führte im Vergleich zur Kontrollgruppe zu einem signifikanten Anstieg des Gesamtchlorophyllgehalts. Die Behandlung mit Gibberellinsäure (200 mg/l) und Benzyladenin (100 mg/l) ergab den höchsten Wert für dieses Merkmal, der 50 % über dem der Kontrollgruppe lag (Tabelle 3). Den Ergebnissen zufolge führten sowohl die Kontrollgruppe als auch die Behandlung mit Benzyladenin in einer Dosis von 100 mg/l zu den höchsten Werten für dieses Merkmal. Liriodendron tulipifera weist den höchsten Carotinoidgehalt auf (Tabelle 3).
Die Ergebnisse zeigten, dass bei einer Behandlung mit Gibberellinsäure in einer Konzentration von 200 mg/L der Gehalt an Chlorophyll a signifikant zu Chlorophyll b anstieg (Abb. 1).
Einfluss von Gibberellinsäure und Benzyladenin auf das a/b-Chromosomenverhältnis bei Zwergschefflera. (GA3: Gibberellinsäure und BA: Benzyladenin). Gleiche Buchstaben in jeder Abbildung kennzeichnen keinen signifikanten Unterschied (P < 0,01).
Die Wirkung jeder Behandlung auf das Frisch- und Trockengewicht des Holzes der Zwergschefflera war signifikant höher als in der Kontrollgruppe. Die Behandlung mit Gibberellinsäure und Benzyladenin in einer Dosis von 200 mg/l erwies sich als am wirksamsten und steigerte das Frischgewicht um 138,45 % im Vergleich zur Kontrollgruppe. Im Vergleich zur Kontrollgruppe erhöhten alle Behandlungen außer 100 mg/l Benzyladenin das Trockengewicht der Pflanzen signifikant, wobei die Kombination aus 200 mg/l Gibberellinsäure und Benzyladenin den höchsten Wert für dieses Merkmal erzielte (Tabelle 4).
Die meisten Varianten unterschieden sich in dieser Hinsicht signifikant von der Kontrollgruppe, wobei die höchsten Werte bei 100 und 200 mg/l Benzyladenin und 200 mg/l Gibberellinsäure + Benzyladenin lagen (Abb. 2).
Der Einfluss von Gibberellinsäure und Benzyladenin auf das Verhältnis von löslichen Kohlenhydraten zu reduzierenden Zuckern in Zwergschefflera. (GA3: Gibberellinsäure und BA: Benzyladenin). Gleiche Buchstaben in jeder Abbildung kennzeichnen keinen signifikanten Unterschied (P < 0,01).
Um die tatsächlichen Merkmale zu bestimmen und den Zusammenhang zwischen unabhängigen Variablen und der Blattzahl bei Liriodendron tulipifera besser zu verstehen, wurde eine schrittweise Regressionsanalyse durchgeführt. Das Wurzelvolumen war die erste Variable im Modell und erklärte 44 % der Varianz. Die nächste Variable war das Frischwurzelgewicht; diese beiden Variablen erklärten 63 % der Varianz der Blattzahl (Tabelle 5).
Zur besseren Interpretation der schrittweisen Regression wurde eine Pfadanalyse durchgeführt (Tabelle 6 und Abbildung 3). Der größte positive Effekt auf die Blattanzahl zeigte sich bei der Frischwurzelmasse (0,43), die positiv mit der Blattanzahl korrelierte (0,47). Dies deutet darauf hin, dass dieses Merkmal den Ertrag direkt beeinflusst, während sein indirekter Effekt über andere Merkmale vernachlässigbar ist. Daher kann dieses Merkmal als Selektionskriterium in Zuchtprogrammen für Zwergschefflera verwendet werden. Der direkte Effekt des Wurzelvolumens war negativ (−0,67). Der Einfluss dieses Merkmals auf die Blattanzahl ist direkt, der indirekte Einfluss jedoch nicht signifikant. Dies bedeutet, dass mit zunehmendem Wurzelvolumen die Blattanzahl abnimmt.
Abbildung 4 zeigt die Veränderungen in der linearen Regression von Wurzelvolumen und reduzierenden Zuckern. Laut Regressionskoeffizienten bedeutet jede Änderung der Wurzellänge und der löslichen Kohlenhydrate um eine Einheit eine Änderung des Wurzelvolumens um 0,6019 Einheiten und des Gehalts an reduzierenden Zuckern um 0,311 Einheiten.
Der Pearson-Korrelationskoeffizient der Wachstumsmerkmale ist in Abbildung 5 dargestellt. Die Ergebnisse zeigten, dass die Anzahl der Blätter und die Pflanzenhöhe (0,379*) die höchste positive Korrelation und Signifikanz aufwiesen.
Heatmap der Beziehungen zwischen Variablen in Wachstumsratenkorrelationskoeffizienten. # Y-Achse: 1 – Index Ch., 2 – Internodienabstand, 3 – LAI, 4 – Blattanzahl, 5 – Sprosshöhe, 6 – Stammdurchmesser. # X-Achse: A – Index H, B – Abstand zwischen den Knoten, C – LAI, D – Blattanzahl, E – Sprosshöhe, F – Stammdurchmesser.
Der Pearson-Korrelationskoeffizient für die mit dem Nassgewicht zusammenhängenden Merkmale ist in Abbildung 6 dargestellt. Die Ergebnisse zeigen den Zusammenhang zwischen dem Blattnassgewicht und dem oberirdischen Trockengewicht (0,834**), dem Gesamttrockengewicht (0,913**) und dem Wurzeltrockengewicht (0,562*). Das Gesamttrockengewicht weist die höchste und signifikanteste positive Korrelation mit dem Spross-Trockengewicht (0,790**) und dem Wurzeltrockengewicht (0,741**) auf.
Heatmap der Beziehungen zwischen den Variablen des Frischgewichtskorrelationskoeffizienten. # Y-Achse: 1 – Gewicht der frischen Blätter, 2 – Gewicht der frischen Knospen, 3 – Gewicht der frischen Wurzeln, 4 – Gesamtgewicht der frischen Blätter. # X-Achse: A – Gewicht der frischen Blätter, B – Gewicht der frischen Knospen, CW – Gewicht der frischen Wurzeln, D – Gesamtfrischgewicht.
Die Pearson-Korrelationskoeffizienten für die mit dem Trockengewicht verbundenen Merkmale sind in Abbildung 7 dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass Blatt-Trockengewicht, Knospen-Trockengewicht (0,848**) und Gesamt-Trockengewicht (0,947**) sowie Knospen-Trockengewicht (0,854**) und Gesamt-Trockenmasse (0,781**) die höchsten Werte aufweisen. Es besteht eine positive und signifikante Korrelation.
Heatmap der Zusammenhänge zwischen den Variablen des Trockengewichtskorrelationskoeffizienten. # Y-Achse: 1 – Blatt-Trockengewicht, 2 – Knospen-Trockengewicht, 3 – Wurzel-Trockengewicht, 4 – Gesamt-Trockengewicht. # X-Achse: A – Blatt-Trockengewicht, B – Knospen-Trockengewicht, CW – Wurzel-Trockengewicht, D – Gesamt-Trockengewicht.
Der Pearson-Korrelationskoeffizient der Pigmenteigenschaften ist in Abbildung 8 dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass Chlorophyll a und Chlorophyll b (0,716**), Gesamtchlorophyll (0,968**) und Gesamtpigmente (0,954**); Chlorophyll b und Gesamtchlorophyll (0,868**) und Gesamtpigmente (0,851**); Gesamtchlorophyll weist die höchste positive und signifikante Korrelation mit Gesamtpigmenten auf (0,984**).
Heatmap der Beziehungen zwischen den Variablen des Chlorophyll-Korrelationskoeffizienten. # Y-Achse: 1 – Kanal a, 2 – Kanal b, 3 – a/b-Verhältnis, 4 – Kanal gesamt, 5 – Carotinoide, 6 – Pigmentausbeute. # X-Achse: A – Kanal a, B – Kanal b, C – a/b-Verhältnis, D – Kanal gesamt, E – Carotinoide, F – Pigmentausbeute.
Die Zwerg-Schefflera ist weltweit eine beliebte Zimmerpflanze, deren Wachstum und Entwicklung derzeit viel Beachtung finden. Der Einsatz von Pflanzenwachstumsregulatoren führte zu signifikanten Unterschieden: Alle Behandlungen erhöhten die Pflanzenhöhe im Vergleich zur Kontrollgruppe. Obwohl die Pflanzenhöhe üblicherweise genetisch reguliert wird, zeigen Studien, dass die Anwendung von Pflanzenwachstumsregulatoren sie sowohl erhöhen als auch verringern kann. Die höchste Pflanzenhöhe und Blattanzahl wurde bei Pflanzen beobachtet, die mit Gibberellinsäure + 200 mg/L Benzyladenin behandelt wurden (109 cm bzw. 38,25). In Übereinstimmung mit früheren Studien (SalehiSardoei et al.52) und Spathiphyllum23 wurden ähnliche Höhenzunahmen durch Gibberellinsäurebehandlung bei Ringelblumen, Weißem Weißem Weißen Steinkraut21, Taglilien22, Adlerholz und Einblatt (Physalis spp.) im Topf festgestellt.
Gibberellinsäure (GA) spielt eine wichtige Rolle in verschiedenen physiologischen Prozessen von Pflanzen. Sie stimuliert die Zellteilung, die Zellstreckung, das Sprosswachstum und die Größenzunahme24. GA induziert Zellteilung und Streckung in Sprossspitzen und Meristemen25. Zu den Blattveränderungen gehören eine verringerte Sprossdicke, kleinere Blätter und eine hellere grüne Farbe26. Studien mit hemmenden oder stimulierenden Faktoren haben gezeigt, dass Calciumionen aus internen Quellen als sekundäre Botenstoffe im Gibberellin-Signalweg der Sorghum-Krone fungieren27. Huminsäure (HA) erhöht die Pflanzenlänge, indem sie die Synthese von Enzymen stimuliert, die eine Zellwandrelaxation bewirken, wie z. B. XET oder XTH, Expansine und PME28. Dies führt zu einer Vergrößerung der Zellen durch die Relaxation der Zellwand und den Wassereintritt in die Zelle29. Die Anwendung von GA7, GA3 und GA4 kann das Sprosswachstum steigern30,31. Gibberellinsäure (GA) bewirkt bei Zwergpflanzen ein Längenwachstum des Stängels, während sie bei Rosettenpflanzen das Blattwachstum und die Internodienverlängerung hemmt32. Vor der reproduktiven Phase erreicht der Stängel jedoch das 4- bis 5-Fache seiner ursprünglichen Höhe33. Der Prozess der GA-Biosynthese in Pflanzen ist in Abbildung 9 zusammengefasst.
GA-Biosynthese in Pflanzen und Gehalt an endogenem bioaktivem GA, schematische Darstellung von Pflanzen (rechts) und GA-Biosynthese (links). Die Pfeile sind farblich nach der HA-Form entlang des Biosynthesewegs kodiert; rote Pfeile zeigen verringerte GC-Gehalte aufgrund der Lokalisierung in Pflanzenorganen an, schwarze Pfeile hingegen erhöhte. Bei vielen Pflanzen, wie Reis und Wassermelone, ist der GA-Gehalt an der Blattbasis oder im unteren Bereich höher30. Darüber hinaus deuten einige Berichte darauf hin, dass der Gehalt an bioaktivem GA mit zunehmender Blattlänge von der Basis aus abnimmt34. Die genauen Gibberellin-Gehalte in diesen Fällen sind unbekannt.
Pflanzenwachstumsregulatoren beeinflussen auch die Anzahl und Fläche der Blätter signifikant. Die Ergebnisse zeigten, dass eine Erhöhung der Konzentration des Pflanzenwachstumsregulators zu einer signifikanten Zunahme der Blattfläche und -anzahl führte. Benzyladenin erhöht nachweislich die Blattproduktion von Calla15. Laut den Ergebnissen dieser Studie verbesserten alle Behandlungen die Blattfläche und -anzahl. Die Kombination aus Gibberellinsäure und Benzyladenin erwies sich als die effektivste Behandlung und führte zur größten Anzahl und Fläche der Blätter. Bei der Anzucht von Zwergschefflera in Innenräumen kann es zu einer deutlichen Zunahme der Blattanzahl kommen.
Die Behandlung mit GA3 führte im Vergleich zu Benzyladenin (BA) oder keiner Hormonbehandlung zu einer Verlängerung der Internodien. Dieses Ergebnis ist angesichts der wachstumsfördernden Rolle von GA plausibel7. Ähnliche Ergebnisse wurden auch beim Stammwachstum beobachtet. Gibberellinsäure verlängerte den Stamm, verringerte aber seinen Durchmesser. Die kombinierte Anwendung von BA und GA3 führte jedoch zu einer signifikanten Verlängerung des Stammes. Dieser Anstieg war höher als bei Pflanzen, die nur mit BA oder ohne Hormon behandelt wurden. Obwohl Gibberellinsäure und Cytokinine (CK) im Allgemeinen das Pflanzenwachstum fördern, haben sie in einigen Fällen gegensätzliche Wirkungen auf verschiedene Prozesse35. So wurde beispielsweise eine negative Wechselwirkung bei der Verlängerung des Hypokotyls in Pflanzen beobachtet, die mit GA und BA behandelt wurden36. Andererseits erhöhte BA das Wurzelvolumen signifikant (Tabelle 1). Eine durch exogenes BA bedingte Erhöhung des Wurzelvolumens wurde bereits bei vielen Pflanzenarten (z. B. Dendrobium und Orchideen) beschrieben37,38.
Alle Hormonbehandlungen erhöhten die Anzahl neuer Blätter. Eine natürliche Steigerung der Blattfläche und der Stängellänge durch Kombinationsbehandlungen ist wirtschaftlich wünschenswert. Die Anzahl neuer Blätter ist ein wichtiger Indikator für das vegetative Wachstum. Der Einsatz exogener Hormone wurde in der kommerziellen Produktion von Liriodendron tulipifera bisher nicht angewendet. Die wachstumsfördernde Wirkung von GA und CK in ausgewogener Dosierung könnte jedoch neue Erkenntnisse zur Verbesserung des Anbaus dieser Pflanze liefern. Bemerkenswerterweise war der synergistische Effekt der Behandlung mit BA + GA3 höher als der von GA oder BA allein. Gibberellinsäure erhöht die Anzahl neuer Blätter. Mit zunehmender Blattentwicklung kann eine erhöhte Anzahl neuer Blätter das Blattwachstum einschränken39. GA verbessert nachweislich den Transport von Saccharose von den Speicherorganen zu den Speicherorganen40,41. Darüber hinaus kann die exogene Anwendung von GA bei mehrjährigen Pflanzen das Wachstum vegetativer Organe wie Blätter und Wurzeln fördern und so den Übergang vom vegetativen zum reproduktiven Wachstum verhindern42.
Der Effekt von Gibberellinsäure (GA) auf die Erhöhung der pflanzlichen Trockenmasse lässt sich durch eine gesteigerte Photosynthese aufgrund einer vergrößerten Blattfläche erklären43. GA bewirkt nachweislich eine Vergrößerung der Blattfläche von Mais34. Die Ergebnisse zeigten, dass eine Erhöhung der BA-Konzentration auf 200 mg/L die Länge und Anzahl der Seitentriebe sowie das Wurzelvolumen steigern kann. Gibberellinsäure beeinflusst zelluläre Prozesse wie die Stimulierung von Zellteilung und -streckung und verbessert dadurch das vegetative Wachstum43. Darüber hinaus erweitert Hyaluronsäure (HA) die Zellwand durch Hydrolyse von Stärke zu Zucker, wodurch das Wasserpotenzial der Zelle sinkt. Dies führt zum Wassereintritt in die Zelle und letztendlich zur Zellstreckung44.
Veröffentlichungsdatum: 08. Mai 2024