Untersuchungen über den Mineralstoffhaushalt des keimenden Maises unter besonderer...

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Aus dem PBda~ogiscIicn Inatitut, Xbteilung Botanik, KBthen GUXTER KLEIX und I~ISTIXA URBAI~ Untersuchungcn uber den i\Iineralstoffhauslialt des keimenden AIaises unter besonderer Berucksichtigung der Sorten ,,SchindelmeiscrGG und ,,Siloma" Eingegangen: 20.2.1OGi I. Einleitung Untersucliungen iiber den JIincralstoffliauslialt des Naiscs (HLEIK, 10G3) lienen crkcnncn, dan zwkchen der IIybride ,,Siloins" (, ,Siloma" ist eine Sortenliybride Gus ,,Schiiidelineiscr" als Xutter und ,,II'IR 26" als Vatcr) und ilirer Muttcrsorte ,,Schindelmciser" zum Teil Abwcichungen in der Aufnnhme und der Umlagerung einzclncr Niihrstoffe (I<, JIg, Ca, P) bestelien. IIn folgcndcn sol1 deslialb in erster Linie die AIineralstoffdynamik dcr bcideii Sorten wviilirend der Keiniung - untcr Beriicksichtigung dcr Ernllirungs- bcdingungen - naher cliarnliterisicrt werden. a. 9 AIetliodik Die Jlaisfruchtc it-urden durcli Rund- und Sclilitzlochsicbc sortiert und jedes Korn auf 410 f 20 mg (Sorte ,,Schindelmeiser", Elite) bzm. 430 f 20 mg (Sorte ,,Siloma", Hoclizucht) ausgewogen. Als I<ulturgefiil?e dienten Photoent~vieklcrsclialen von 13 1 Fassungsvcrm6gen, die mit etna 12 1 entsprechcnder Losung gefiillt waren. Auf den Sclialcn befand sicli Maschcn- gewcbc aus PCU, das 3 cm mit Hydroponikborsten bedeckt war und stRndig durcli die Rul- turliisung feucht gehalten nwrde. Der Ansatz je Scliale bestand aus etna 300 gebcizten Kor- nern (150 je Sorte, ICcimfiihigkeit > 96%). 100-120 mittclgrollc, nornial entwickclte Kcirn- pff amen u-urdcn gcerntet iind in Endosperm einschlicl3lich Schnle (Pericarp + Testa-), ScutcI- luni, Sprol? und Wurzeln getrennt. Das Emtegut nvrde ansehlieBend bei 103OC gctrocknet. Durch die Vorbereitung des Saatgutes und die Auswahl dcr Erntepflanzcn wirde die Streuung der Einzelwrte so wcit eingeengt, dal? die Grenzdiffercnzen (GD 50,;) hoelistens 40/:, des Jlittclwrtes betrugen (das entspriclit in den Abbildungen 1-4 etwa eincr kriiftigen Linic). Fur die histochemisehen Analysen wurden die erntefrisclien Iciirner durch dic Aetliylalkohol- reihe (40%, GO%, SO%, 96%) und Ncthylbenzoat entwiissert, anschliel3cnd in Paraffin ein- gcsclilossen und aufgeblockt. Dcr &-di-cis und die halbquantitative Bcstimmung des Cal- ciums in den Sclmittcn (10-12 pm, Hebelrnikrotom) erfolgte nach der Calcium-Siiber-JIetliodc (GOJIORI, 1962). Mit dicser Xethodc wird nnorganisch-gebundenes Calcium erfal3t. Sinitliehe Versuche waren Tor Regen und damit verbundenen Ailsir-ascliungsvcrlustcn ge- scliiitzt in cincm GexBeldiaus untergestellt wordcn. Das getrocknetc PAanzenmaterial murdc zur Bestimmung der Xineralstoffe bei 500cC ver- aselit, die Asche zur Absclieidung der IGesclsiiurc mit HC1 abgeraucht und erneut mit HCI aufgenommen. Im Filtrat der Aschenlosung wurdcn Ca und Mg komplesometrisch mit ADTA und Xurcsid bzw. Eriochromschwarz T als Tndikntoren bcstimmt (GOKLER und BECKER, 1961). Zur genauen Feststellung des Endpunktes der Titration dientc ein Photometer nacli WALLRAF (1957). Fur die quantitative Analyse dcs Phospliates fand die Vanadat-JIolybdat- JIethodc (GERICPE und KIJR;\IIES, 1952) Xnivendung.

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Aus dem PBda~ogiscIicn Inatitut, Xbteilung Botanik, KBthen

GUXTER KLEIX und I ~ I S T I X A URBAI~

Untersuchungcn uber den i\Iineralstoffhauslialt des keimenden AIaises unter besonderer Berucksichtigung der Sorten ,,SchindelmeiscrGG und ,,Siloma"

Eingegangen: 20.2.1OGi

I. Einleitung

Untersucliungen iiber den JIincralstoffliauslialt des Naiscs (HLEIK, 10G3) lienen crkcnncn, dan zwkchen der IIybride ,,Siloins" (, ,Siloma" ist eine Sortenliybride Gus ,,Schiiidelineiscr" als Xutter und ,,II'IR 26" als Vatcr) und ilirer Muttcrsorte ,,Schindelmciser" zum Teil Abwcichungen in der Aufnnhme und der Umlagerung einzclncr Niihrstoffe (I<, JIg, Ca, P) bestelien. IIn folgcndcn sol1 deslialb in erster Linie die AIineralstoffdynamik dcr bcideii Sorten wviilirend der Keiniung - untcr Beriicksichtigung dcr Ernllirungs- bcdingungen - naher cliarnliterisicrt werden.

a. 9 AIe tliodik Die Jlaisfruchtc it-urden durcli Rund- und Sclilitzlochsicbc sortiert und jedes Korn auf 410 f 20 mg (Sorte ,,Schindelmeiser", Elite) bzm. 430 f 20 mg (Sorte ,,Siloma", Hoclizucht) ausgewogen. Als I<ulturgefiil?e dienten Photoent~vieklcrsclialen von 13 1 Fassungsvcrm6gen, die mit e tna 12 1 entsprechcnder Losung gefiillt waren. Auf den Sclialcn befand sicli Maschcn- gewcbc aus PCU, das 3 cm mit Hydroponikborsten bedeckt war und stRndig durcli die Rul- turliisung feucht gehalten nwrde. Der Ansatz je Scliale bestand aus etna 300 gebcizten Kor- nern (150 je Sorte, ICcimfiihigkeit > 96%). 100-120 mittclgrollc, nornial entwickclte Kcirn- pff amen u-urdcn gcerntet iind in Endosperm einschlicl3lich Schnle (Pericarp + Testa-), ScutcI- luni, Sprol? und Wurzeln getrennt. Das Emtegut nvrde ansehlieBend bei 103OC gctrocknet. Durch die Vorbereitung des Saatgutes und die Auswahl dcr Erntepflanzcn wirde die Streuung der Einzelwrte so wcit eingeengt, dal? die Grenzdiffercnzen (GD 50,;) hoelistens 40/:, des Jlittclwrtes betrugen (das entspriclit in den Abbildungen 1-4 etwa eincr kriiftigen Linic). Fur die histochemisehen Analysen wurden die erntefrisclien Iciirner durch dic Aetliylalkohol- reihe (40%, GO%, SO%, 96%) und Ncthylbenzoat entwiissert, anschliel3cnd in Paraffin ein- gcsclilossen und aufgeblockt. Dcr &-di-cis und die halbquantitative Bcstimmung des Cal- ciums in den Sclmittcn (10-12 pm, Hebelrnikrotom) erfolgte nach der Calcium-Siiber-JIetliodc (GOJIORI, 1962). Mit dicser Xethodc wird nnorganisch-gebundenes Calcium erfal3t. Sinitliehe Versuche waren Tor Regen und damit verbundenen Ailsir-ascliungsvcrlustcn ge- scliiitzt in cincm GexBeldiaus untergestellt wordcn. Das getrocknetc PA anzenmaterial murdc zur Bestimmung der Xineralstoffe bei 500cC ver- aselit, die Asche zur Absclieidung der IGesclsiiurc mit HC1 abgeraucht und erneut mit HCI aufgenommen. Im Filtrat der Aschenlosung wurdcn Ca und Mg komplesometrisch mit ADTA und Xurcsid bzw. Eriochromschwarz T als Tndikntoren bcstimmt (GOKLER und BECKER, 1961). Zur genauen Feststellung des Endpunktes der Titration dientc ein Photometer nacli WALLRAF (1957). Fur die quantitative Analyse dcs Phospliates fand die Vanadat-JIolybdat- JIethodc (GERICPE und KIJR;\IIES, 1952) Xnivendung.

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620 KLEIS und URBIS, Jlinernletoffhnushalt des Leimenden JIniscs

Obgleich Bilanzuntersuchungen nur in beschrinktcm Umfang Ruckscliliisse auf den Wnndc- rungsvr-eg und den Umfang von Stoffverlagerungen erlnuben, so crscheincn sic abcr bci vcr- glcicliendcn Untersuchungcn dennoeh aussagekraftig .

3. Ergcbnisse und Dislmssion

Hinsiclitlich der Stoffbildung (Abb. 1, Troclrenmasse) der Iicimpflanzen ist zu crkennen, daI3 bei giinstigen T~~aclistumsbedingungen (rollstiindige Ernahrung) sehr hiiufig hohe SproD- und Wurzclmasscn mit nicdrigen Troclcensubstanz-

Abb. 1: Stoffbildung und Ent- lccrung der Spcicherorgsne der Keimpflnnzen (Trockenmssse), Sorte ,,Schindelmeiser" (linke SBule) und ,,Siloma" (rechte SWle) bei unterschiedlichen Ern~hrungsbedingungcn

mengen (in mg/Organ) der Reservestoff behalter (Scutcllum uiid Endosperm) und vergleichsweise niedrige Wunel- und Sprohasscn bei AIangelliultur mit relativ holien Trockensubstanzmengen der Speichcrgewebe vcrgesellscliaftet sind. Dieses Verhalten tritt besonders am Ende der Iieimungsphase deutlich in Erscheinung. Es licgt deshalb der SchluI3 nahe, daI3 solche Faktoren (z. B. aus- reiclicndc Erniihrungsbedingungen), die das TVaclistum und die Stoffbildung des Keimlings positiv bccinflussen, auch die Resorption der Speiclierstoffe be- giinstigen. Damit werden friilierc TTersuchscrgcbnisse (KLEIX', 1965) bestgtigt. Was die beiden Sorten anlangt, so sind bis zum G . Ihimungstag nur geringe Ab- weicliungen bemcrkbar. Danacli setzt eine siclitliehe Differenzierung ein, und zwar in jenem Zeitraum, in dem die Kulturlbsungen fiir die Ernahrung der Iicim- pflanzen Bedeutung erlangen. Jetzt ist das ITTurzelsystcni so meit entwiclrelt, daB damit die Iiontaktflache zur IZulturl6sung voll wirksam werden 1- a n n . Hinsichtlich der Bildung von Wurzel- und SproBtrockenmasse ist die Sortc ,,Siloma" der Sorte ,,Schindelmeiser" iibcrlcgen. Sicherlich wird dieses Ergebnis auch durcli das libhere Gewicht und den gr6Bcren Xiihrstoffgehalt des Keimlings (,,Siloma" = 17% des Gesamttrockengeirichtes der Iibrner, ,,Sehindelmeiser" = 14% des Gesnmttrockengewichtcs dcr IZbrner) bcdingt sein. So crgaben systema- tische Untersuchungen von S~JLESCU und Porx (1065) an verscliiedenen Nais- sorten, daW eine positive Korrelation zwvischen dem Anteil des Keimlings an der TKN und dcr Ertragshbhe besteht.

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dibrccht-Thaer-drehiv, 11. Band, IIcft 7, 1067 G21

6 6 If

dbb. 0: Phosphorurnate in den Kcimpflnnzen der Sorten ,,Schindelmeiscr" (linke Siiule) und ,,Siloma" (rechte Slulc) bei unterschiedlichcn ErnBh- rungsbedingungcn

Der Jfineralstoffumsatz der Sorten 1HOt crkennen (Abb. 2 ) : Kach lltagiger Iieimungsdauer verbleiben in den Scutellumspcichergeweben der Hybridsorte geringere PdIcngcn als bei der Sorte ,,Schindelmeiser", obglcich der Aus2;angs- w r t der Hybridsorte weit iiber dcm dcr Sortc ,,Schindelmeiser" liegt. Danach wcrden bci ersterer die P-Verbindungen in stlrkerem Umfang sekundar verlagcrt als bei dcr Ictztgenannten. Dieses Ergebnis trifft sowohl fiir die vollstandige Ernahrung als auch fiir dic Xangelbcdingungen zu. Das Endosperm beteiligt sich an den P-Umlagerungen nur in unbedeutendem AIaOe, denn es enthhlt nur etma 13 yo des gcsamten P-Bestandes. Die ebeiifalls liiihcre Aufnahme von Phosphat aus der vollstiindigen NBlirliisung durch die Iieimpflanzen der Sorte ,,Siloma" kann -sicherlich auf die bessere Ausbildung des Wurzelsystcms (Abb. 1) zuruck- gefiilirt werden. Dafur spricht aufierdem die merkbare Abgabe von Phosphat an clas IZiilturmedium (Tab. 1, destilliertcs Wasser).

Tnbclle 1

dufnnhme (+) ails und dbgabc (-) an das Kulturmedium yon Jfineralstoffen (in mg je Keimling) durch den Keimling bci unterschicdlicher Erniihrung (Kcimungsdnucr: 11 Tage)

~ ~ ~ ~~

Kul turl8sung Ca J& P

vollstlndige + 0,462 + 0,554 + 0,075 + 0,360 + 0,466 + 0,510 Slhrl5iung

statht. Sicherung ++ +++ dcst. Wnsaer + O , l G ? + 0.10G - 0,022 - 0,060 f0.018 -0,005 . statist. Siclicrung ++ +++ +++

-

Erklarung: l ink Zahlcn = Sorte ,,Schindelmelser" rechte ,, ,, ,,Silom.z"

stntistische Sicherung: P (107:) = - P ( 5 % ) = ++ P ( 1%) = +++

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622 KLEIS und URBAS, JIinernlstoffhnushnIt des kcimenden JIniscs

Der Magnesiumumsatz erscheint durcli niedrigere Wertc charakterisiert, bedingt durcli die geminderte ,,XobilitLit" dcs Ng im pflanzlichcn Organismus; doch ist in zalilreichen Fallen ein iihnliehes Verlialten vie beim P-Umsatz nachzun-eisen. Das betrifft insondcrheit die Auslagerung dcr im Scutellum deponierten 3Ig- Xengen (Abb. 3). Es verbleiben bei vollstiindiger Nalirl6sung am Ende der

Abb. 3: JIagncaiumumsatm in den Gcimpflnnzen der Sorten ,,Scliindelmeiser" (linkc SBulc) und ,,Siloma" (rcclite SZnle) bcl untcrscliiedliclicn ErnBIi- rungsbcdiugungen

Keimungsphase im Scutellum (Sortc ,,Siloma") ca. 38% bzm. 72% (Sorte ,,Sellin- delmeiser") der Ausgangsmengc, teilweisc wird Mg in das Endosperm abgeschiedcn. Unter i\Iangelbcclingungen wcichcn ciic XIg-Werte der bciden Sorten weniger voncinander ab, sicherlicli deshalb, meil liier die allgemcine Stoffbildung der Sorten nur mii13ige Differenzen aufmeist. Betriiclitliche Sortenunterscliiede trcten .bei der Aufnalime und Abgnbc von Xg auf (Tab. 1). Bei allcn untcrsuclitcn Varian- ten liegen die Analysendaten dcr Hybridsortc erheblicli iiber den entsprecliendcii der Ausgangssorte. Als Ursaclie diirfte wiederum die gr613cre Wurzelniasse der Sorte ,,Siloma" angeschcn & - d e n . Im Gegensatz zu Phosphor und Nagnesium wird Calcium unter den gegebencn Versuchsbedingungen in alle Organe der Keimpflanze eingelagert, wobei dai-on das Endosperm besonders betroffen mird (Abb. 4). Selbst die geringcn Ca-Nengen des einfach dcstilliertcn Wassers (2,5 mg Ca/l) wcrden aufgenomnien. Ebenso fiihrten Versuche mit ,,ultrareinem" (doppeltdestilliertes Wasser iiber Ionen- austauscher geleitct) Wasser zu lieinen biochemisch nachweisbaren Auslage- rungen von Ca, aus den Speicherorganen (vgl. aucli Tab. 3; auf die vollstandige Wicdergabc der Analysenwerte ivurdc venichtet). Im Vergleieh zu dcn Ausgangs- daten der ungelieimten Friichte i i r k t die Ca-Zunalime reclit bedeutsam. Erkllr- lich wird dieser Tatbestand durcli die Annalime, da13 bci der Reifung der Ca-arnic Phloemsaft in die Xaisfriichtc cinstriimt, miilirend der Keimung abcr dcr Ca- reichc Xylemstrom in die Organc gelangt. Die Ca-Gehalte von SproB und Wurzcl

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Albrecht-Thaer-Archiv, 11. Band, Heft 7. 1967 633

Abb. 4: Cnlciumumsntz in den Keimpflnnzen der Sorten ,.Schindelmelser" (linkc SZule) und ,,Siloma" (rechtc SZule) bei uuterschiedlichen EmBh- rungsbedingungen

liegen bei der Sorte ,,Siloma" signifikant hbher als dicjenigen der Sorte ,,Scllindel- meiser". AuBerdem nehmcn die Iieimpflanzen der erstercn aucli mehr Calcium aus den Rulturlbsungen auf als jene der letztgenannten Sortc (Tab. 1). Demnach fiigt sich der Ca-Umsatz in das allgemeine Bild der Mineralstoffdynad ein, mit Ausnahme der Speiclierorgane. Hier kiinnen sich clie Verhiiltnisse umkehren, (1. h., im Endosperm der Sorte ,,Schindelmeiser"ist nach G- und lltiigiger Iicimung der Bestand an Calcium signifikant grbBer als bei der Sorte ,,Siloma". nber die Griinde diescs Ergebnisses lassen sich .nur Vcrmutungen iiuBern. So kBnnen Differcnzen im Transpirationsverlialten einc solche Wirliung hervorrufen (RUSSEL und BARBER, 19GO; A~ICIIAEL und ; \ I r m s a ~ s ~ ~ , 19G1), denn die Einlagcrung dcs Ca kann in erster Linic als passiver Akl;umulationsvorgang angcsehen werden (HAGEJIAXX, 1962). Um die Wegc der Einwanderung und seknndiircn Umlagerung von Calcium im Embryo verfolgen zu kbnncn, i-urdcn die Gc~vebe durcligiingig vom periplieren Epitliel bis zu den zentralgelegenen Leitbiindeln auf iliren Ca-Gehalt histo- chemiscli analysiert. Es wurde also der Ca-Gehalt einzelner Zcllen oder von Zell- verbiindcn bcstimmt. Die anatomisch-liistologisclien VerliBltnisse der AIaisfrucht sind in dbbildung 5 in schematischer Form dargestellt. I m einzclnen ergibt sich folgcndes (Tab. 2) : Jlit zunehmender Iieimungsdauer nimmt die Intensitiit der Ag-Nicderschliige, clie als JInB fiir den Ca-Gclialt gclten kann, ini Epitliel jeder Variante deutlicli ab. Es sind rermutlicli anorganisell-gebundcne Ca-Verbin- dungen an das Endosperm abgegeben morden. Auf Grund dcr anatonlischen Ver- liiiltnissc der AInisfruclit liann cine Erlibliung des Ca-Bestandes des Endosperms (vgl. Abb. 4, 0. Iicimungstag -+ G. Iicimungstag) nur iiber die Epithelscliiclit des Scutellums erfolgen, weil das Endosperm im Gegensatz zum Scutellum selbst kcine Lcitbiindel enthiilt. Eine Ca-Aufnahme von auBcn iiber die Schalc (Peri- carp + Testa) mar durcli die besondere Art der Versuclisdurchfiihung ausge- schlossen worden. Das wiihrend der Iieimungsperiodc untcr den gegebenen Ver- suchsbeclingungen im Endosperm aliliumuliertc Ca, sofern cs der Iiulturlosung entstammt, mu13 demnacli folgende Organe bzw. Gcmebc passiert haben : Wurzel 3 Leitbiindcl dcs Scutcllums +- Scutellumparenchym +- Scutellumepitliel --f

Endosperm.

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624 6 L E I x und URBAS. ~liineralstoffhnushalt de.3 lieinlenden JInises

Abb. 5: Anntomiscl~-histolopisehe Terhiiltnisso der Mnislrucht (Ausschnitt, halbschemntisch, ent- nommen am LEUMASX und AICIIELE) x = histochemisch untersuchtc Zeilen bzw. Zellpruppcn

Bemerkensvert erschcint, dal3 die Ca-Verbindungen zucrst aus der Epithel- scliicht selbst und den in der Miihc befindliclien parenchymntischen Zellscliicliten abivandern. lI6glicheriveise wvird dadurch die Enzymaktivitiit dicscr Gemebe beeinftuflt, dcnn die verschicdenen or-Amylascn enthalten mindestens I g-Atom Ca je No1 Enzym, und cine Inkubation mit ADTA, das einc Bindung mit Ca eingeht, hemmt diese Enzyme (VALLEE, 1050). Aucli die Stabilitiit der a-Amylase (FIEDLER, 1054) und die Aktivitiit dcr sauren Pliosphatasen (BOROUGHS, 1051) werden dnrch Calciumionen veriindert. In die glciche Riclitung weisen halb- quantitative histocliemischo Untcrsuchungen an Alaisembryoncn, wonacli eine deutlichc Bcziehung zwischen dem Ca-Gchalt der Gewebe und der Aktivitat der sauren Phosphatasen bestelit'. Ebenso 1Gnncn Ca-Ionen die Laslichkeit yon P-Verbindungen lierabsetzen und somit den Stoffwechscl des ICeimlings mittcl- bar veriindern (VODOVA-~APKOVL, HOUBOV~, 1060). Weiterliin ist wiihrend der Keimung cine Abstufung der Silbernicderschlags- intensitiit vom Zentrum des parencliymatisclicn Gcwebes zur peripheren Epithel- scliicht zu beobachten. Besondcrs fur die epithelnahen parencliymatisclien Zellen (En. in Tab. 2) lassen sicli erniilirungsbedingte Unterscliede nachwcisen. So nelimen die Ca-Vcrbindun- gen bei ICultur in ,,ultrareinem" Wasser siclitbar ab. Selbst in den zentralgelcgenen

SBhcre dnpabcn sind einer spiiteren \~cr6frcntlichung vorbehalten

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albrcclit-Tlincr-,~rchiv, 11. nand, Heft 7, 1967 G26

Tobelle 2

Jlikroskoplsche Ileurteilung der SilbernusfBllung In wrschledcncu Gewben des Scutellums der 3Inislrucht

Iielniungs- KulturlBsung dnuer in Tagen ,,ultrnreines" \Ynsier \-ollstSndigc SBhrfbsung

Geivebe Eg. En. ztr. EP. En. ztr.

I. Sorte ,.Schindelmeiser"

0 +++ +++ + +++ +++ + 9 nich t bcs t iiiini t + ++ +++ 4 +(-) +(++) ++ -(--) + ++ G -- - +(-) - _ ++ +++

11. Sorte ,,Silomu"

0 +++ +++ + +++ +++ + 2 uiclit bcstimnit nicht bestininit 4 -- + ++(+++) -- +++ +++(++) G _ - ++ ++ -- ++(+++) +++

Eli. = Egitliel En. = Epitlielnnlie Pnrcnehynizellen ztr.

+ + + + + = mittelstarkc AusfBllun:, + = schwnche .hsfilltung - = vcrcinzcltcr Sicderschlng _ - = fehlender Siedersehlng + (-)

= zentrnlgeiegcne Pnrcnchymzellcn. nnhc dcn IAtbiindcin

= starkc AusfSllung

= Irn Gewcbe ist der Sicderschlng untcrschiedlicli verteilt. Zcllcn niit sclinaeliem und tcilwisc vereinzelteni Sicderschlng

Zellen sind nach Gtagiger ICcimungsdauer (Sorte ,,Schindelmeiser") nur noch schwachc und tcilweise vereinzelte Xiecierscliliige feststellbar. Hierdurch wcrdcn Unt ersucliungen an austrcibenden Kart offellmollen best atigt ( HACEJIAKK, 1062), wonach innerlialb von etwa 4 Jlonaten bei Ca-Mangel cine deutliche Calcium- auswandcrung aus dcii Hnollcn stattfindet. Werden Ciie Keimpflanzen (Sorte ,,Schindelmeiscr") in vollstandiger Nahrliisung angezogen, so erfolgt wiihrend dcr bcobachtcten Iieimungspcriode in den Paren- chymzellen vom 0. zum4. Iieimungstag zun5ehs.t eine Abiiahme und vom 4. zum G . ICeimungstag eine crneute Zunalime an anorganiscli gebundcnem Ca. Zu Beginn der Iieimung ist das Wurzelsystem der Iieimpflanzen nur selir wenig ent- wickelt (Lange der PrimHrwurzel am 3. ICeimungstag: 1,s f 0,3 cm). Eine Cal- ciumaufnahme aus cler Xihrliisung fiiidet deshalb nur in sehr geringem Urnfang statt, und dcmzufolge kiinnen auch sekundare Ca-Verlagerungen innerhalb der Speichergcn-cbe nachgewiescn merden. JIit zunehmendcm Wachstum des Wurzel- systems (4. bis G . ICcimungstag, Langc der Primtirwurzcl am G . ICcimungstag : G,5 f 0,s cm) und erhiihter Ca-Aufnahnie reicliert sicli dann diescr Jlineralstoff weitgehend in den Organen an. Das wiederuni HuI3ert sicli in einer Verstiirliung der Silbcrausfdlung in den bctreffenden Geweben.

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62 G KLEIS und URBAS, JIineralstoEhaushalt des kelmenden Jfalscs

Die Silberausfiillung in den Parenchymzellen (En. und ztr. in Tab. 2) der IZeim- linge, die vollstHnciig erniilirt wurden, meist besonders am 6.Keimungsta.g merk- lich stlrkere M'erte auf als die vergleichbaren Gewcbe der Hultur in ,,ult.rarcinem" Wasser und spiegelt damit die unterscliiedlichen Ca-Konzentrationen des Niihr- mediums wider. Zum meiteren Vergleich seien auszugsweise die Ergebnisse chemi- sclier Analysen des gesamten Scutellums - eine weitere Differenzierung in ver- scliiedenc Gewebe ist prlparativ leider nicht miiglich - angefiihrt (Tab. 3). Die

Tabellc 3 Der Ca-Cehdt des Scutellums in mg jc Organ nahrend der Keimung

Keimungsdauer Kulturl6sung in Tagen ,,ultramines "Wasser vollst. Xihrl8sung

I. Sortc ,,Schindelmeiser"

0 0,005 G 0,007

11. Sortc ,,Siloma"

0 0,OOG G 0,010

0,005 0,019

0.006 0,027

Abstufuiig im Ca-Gelialt der Varianten ,,ultrareines" Wasser und vollstandige NThrlosung meist \vie bei den listochemischen Analysen gleichartige Tendenzen auf. Die Ca-Zunaliine dcs gesamten Scutellums vom 0. zum G . IZeimungstag wird offcnbar daclurcli beclingt Sein, daB die Ca-Anreicherung in der unmittelbaren Niilie dcr Leitbalinen die Abnalime des Ca-Gehaltes des Epitliels und des epitliel- nahen Parenchyms vollig iiberdcckt. Auch nacli den histochemisclien Untersuchungen sclicinen die Sortenunterscliicde zwischcn ,,Schindelmciser" und ,,Siloma" niclit prinzipieller Natur, sondern mehr gradueller Art zu sein.

Zusammenfassung

Untcrsuehungen iiber den Mineralstoff liauslialt der Naissortcn ,,Scliindelmeiser" und ,,Silo- ma", bei denen die Iieimpfl anzcn innerlialb der erstcn 11 Kcimungstagc analysicrt wurden, ergabcn: Xnfnalime und sekundiirc Umlngcrung verseliiedcner Xineralstoffe (Ca, 31s. P) wiihrend der ICeimung sind nielit nur ron den R'al~stoffverliHltnissen und sonstigcn Ii 'acls tumsbcdingungen abhHngig, sondern aueh in stnrlicm NaDc sortentypiseh. Die Hybridsorte ist dicsbeziiglich der Sorte ,,Schindclmeiscr" iiberlcgen. Bci gecigneten Iiulturbedingungen konnen sekundiire Ca-Translokationen innerlialb der embryonalcn Genebc der keimenden Xaisfrueht histochemisch nachgen-iesen n-erden. Xaeli Ausbildung dcs \i7urzelsystems wird aufgenommenes Ca in den RcsercestoffbcliHltern (Scutcl- lum und Endosperm) akkumulicrt. I m allgemeinen seheinen dic Sortenunterschiedc nieht prinzipiellcr Katur, sondern melir grndueller Art zu sein.

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Summary

Title of the papcr: Studies on the mineral economy of germinating maize \vith due considc- ration of the “Schindelmeiscr” and “Siloma” varietics The following results were obtained from studies on the mineral economy of thc “Schindcl- rneiser” and “Siloma” maize varieties, with the plants being analyscd during thc first 11 days of germination: Absorption and secondary translocation of various minerals (Ca, JIg, P), during germination depend not only on the nutricnt conditions and other growth conditions. but t o a large extent also on the variety of which they arc spccific. I n this respect, the hybrid variety ivas found to be superior to “Schindelmeiscr”. Sccondary Ca-translocations can be slioinl by histochemical methods in the embryonal tissue of germinating maize under suitable cultivating conditions. Tlic absorbed amount of Ca is accumulated in the storage organs (seutellum and endosperm) as sooni as the root system has bccn formed. Variety differences generally seem to be of quantitative naturc rather than of funclnmcntal importance.

Litcratur

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I(n1STISA URBAS

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