Leibniz Universität Hannover

Campus Herrenhausen

Fachgebiet Produktqualität Obstbau

Institut für Biologische Produktionssysteme

Bachelorarbeit

zur Erlangung des Bachelor-Grades

Entwicklung eines

in vitro

-Testsystems für den

Knospenaustrieb bei Kern- und Steinobst

Bernd Vollmer

Gartenbauwissenschaften

Fachsemester 7

Abgabedatum 10.02.2009

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Inhaltsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

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Abbildungsverzeichnis

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Zusammenfassung

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Einleitung

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Material und Methoden

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Versuche mit Apfelknospen

6

Versuche mit Aprikosenknospen

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Ergebnisse

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Versuche mit Apfelknospen

13

Versuche mit Aprikosenknospen

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Diskussion

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Apfelversuche

20

Einfluss des Schnitttermins

20

Einfluss der Lagerdauer

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Bewertung der Methode

21

Empfehlung für einen Austriebstest mit Apfelknospen

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Aprikosenversuche

23

Einfluss der ABA-Behandlung

23

Bewertung der Methode

23

Empfehlung für einen Austriebstest mit Aprikosenknospen

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Schlussfolgerung

24

Literatur

25

Danksagung

25

Anhang

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Tabellenverzeichnis

Tabelle 1 Versuchsübersicht

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Tabelle 2 Steigungen und y-Achsenabschnitte der Regressionsgeraden von Apfel

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Tabelle 3 Steigungen der Regressionsgeraden von Aprikose

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Abbildungsverzeichnis

Abb. 1 Versuchaufbau von Versuch 1.2 eine Woche nach Versuchsbeginn

7

Abb. 2 Knospe 4 von 40 Knospen aus Versuch 2.1

8

Abb. 3 Leuchtstoffröhren in der Phytokammer

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Abb. 4 Aprikosenplantage

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Abb. 5 Teilstücke von Aprikose 10 d nach Behandlung mit 10 ppm ABA

11

Abb. 6 Ganze Triebe von Aprikose 10 d nach Behandlung

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Abb. 7 Zeitlicher Verlauf des Austriebs einzelner Apfelknospen

13

Abb. 8 Zeitlicher Verlauf des Austriebs von 10 gemittelten Apfelknospen

14

Abb. 9 Dauer bis zum Knospenaufbruch vegetativer Apfelknospen

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Abb. 10 Dauer bis zum Erreichen von 20 % der maximal ausgetriebenen Blattfläche 16

Abb. 11 Austrieb vegetativer Apfelknospen 15 Tage nach Versuchsbeginn

16

Abb. 12 Austrieb vegetativer Apfelknospen 25 Tage nach Versuchsbeginn

17

Abb. 13 Mittelwerte der BBCH Knospenstadien von einzelnen Aprikosenknospen

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Abb. 14 Mittelwerte der BBCH Knospenstadien von ganzen Aprikosentrieben

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Zusammenfassung

Der Austrieb von Knospen im Frühjahr wird durch verschiedene externe und endogene

Faktoren beeinflusst. Das Ziel dieser Arbeit war es ein

in vitro

-Testsystem für den

Knospenaustrieb bei Kern- und Steinobst zu entwickeln. Gegenstand der Untersuchung war,

ob der Austrieb von vegetativen Knospen an isolierten Einzelknospenexplantaten von

Malus

domestica

Borkh cv. "Cox Orange" vom Schnitttermin und der Lagerdauer der geschnittenen

Triebe abhängig ist. Der Schnitttermin (08.01.2008 oder 21.02.2008) hatte keinen eindeutigen

Einfluss auf den Austrieb. Die Lagerung hatte einen Einfluss auf die Blattflächenentwicklung.

Knospen, die für 70 Tage gelagert wurden, entwickelten bei +24 +/- 2 °C in 15 und 25 Tagen

mehr Blattfläche als Knospen die nicht gelagert oder für 40 Tage gelagert wurden. Die

Austriebsgeschwindigkeit der Knospen wurde durch die Lagerung nicht beeinflusst. Auf der

Grundlage des an Apfel entwickelten Testsystems wurde untersucht, ob sich der

Knospenaustrieb von

Prunus armeniaca

L. cv. "Bergeron" durch eine einmalige

Abscisinsäure(ABA)-Applikation kurz vor Beginn des Austriebs verzögern lässt. Der Austrieb

wurde durch eine Behandlung mit 0, 10 oder 100 ppm ABA nicht beeinflusst, während eine

Behandlung mit 1000 ppm ABA den Beginn des Austriebs um 15 +/- 2 Tage verzögerte. Ein

in

vitro

-Testsystem für die Untersuchung des Knospenaustriebs für Kern- und Steinobst ist

möglich, praxistauglich und mit einfachen Mitteln realisierbar.

Einleitung

Die kalte Jahreszeit in den temperaten Klimazonen bewirkt bei den Obstgehölzen eine

Ruhepause, die als Dormanz bezeichnet wird. Die Dormanz stellt einen Schutzmechanismus

dar, ohne den die Knospen durch die niedrigen Temperaturen im Winter Schaden nehmen

würden. Während der Dormanz akkumulieren die Knospen Kälte. Die akkumulierte Kälte wird

als Kältesumme bezeichnet. Die einfachste Methode, die Kältesumme zu bestimmen, ist die

Summe an Stunden mit einer mittleren Temperatur im Bereich von 0-7 °C zu berechnen. In

weiterentwickelten Modellen wird die unterschiedliche Wirksamkeit der Temperaturen im

Bereich 0-7°C berücksichtigt. Die Kältesumme wird in Kälteeinheiten (

chill units

) angegeben.

Je nach Sorte benötigen Apfelbäume zwischen 490 und 1320,5 Kältestunden (GHARIANI,

STEBBINS 1994). Aprikosenbäume haben einen Kältebedarf von 596-1266 Kältestunden

(RUIZ, CAMPOY, EGEA 2007). Unter- bzw. überschreiten die Temperaturen den Bereich von

0-7 °C pausiert die Kälteakkumulation bzw. erfolgt der Knospenaustrieb (SAMISH 1954).

Während eine Pause der Kälteakkumulation für die Knospen auf Grund der tiefen

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Temperaturen eher unproblematisch ist, stellt das vorzeitige Aufbrechen der Knospen ein sehr

großes Risiko dar. Aprikosen reagieren auf steigende Temperaturen unmittelbar mit

Knospenaustrieb (BROWN 1960). Sollte auf diese steigenden Temperaturen Spätfrost folgen,

kann es je nach Knospenstadium zu großen Schäden bis hin zu Ernteausfällen kommen. Wird

das Obst hingegen in subtropischen Regionen angebaut, ist das Angebot an Kältestunden

sehr gering. Es müssen somit Obstarten verwendet werden, die einen geringen Kältebedarf

aufweisen und für subtropische Regionen geeignet sind (HAUAGGE, CUMMINS 1991a). Eine

geringe Kälteakkumulation gilt auch für Anbaugebiete in den temperaten Zonen in Jahren mit

milden Wintern. Der Wunsch der Obstbauern ist es also den Knospenaustrieb in der Art zu

beeinflussen, dass sie ohne auf die Apfelsorte achten zu müssen, den Knospenaustrieb

beschleunigen oder verzögern können. Auf der einen Seite bedeutet dies, dass wenn der

Kältebedarf nicht gedeckt werden kann, möchte man den Knospenaustrieb ermöglichen bzw.

synchronisieren. Auf der anderen Seite, dass bei Gefahr von Spätfrösten der Austrieb

verzögert werden soll. Eine Möglichkeit Knospen zum Austrieb zu bewegen, ist die

Behandlung mit Stoffen, die die Dormanz brechen. Eine Variante wäre die Behandlung der

dormanten Knospen mit Knoblauchextrakt bei der Apfelsorte `Fuji Kiku` oder mit

hydrogenisierten Cyanamiden und Mineralöl bei `Royal Gala` und `Fuji Kiku` (BOTELHO,

MUELLER 2007). Eine Behandlung der Knospen mit dem Pflanzenbioregulator Thidiazuron

führt zum Aufbrechen der Lateralknospen während der Dormanz (WANG, STEFFENS,

FAUST 1985).

Eine Injektion von niedrigen Dosen Abscisinsäure (bis zu 100 µg) durch das enthauptete Ende

von Aprikosenstecklingen führte zu einer Verzögerung des Blüte- und Blattknospenaustriebs

nachdem die Endodormanz abgeschlossen war (Kaska, 1978). Eine Behandlung im BBCH

Stadium 57 hatte auf die Blüte keinen Einfluss. Um die Knospen jedoch vor Frost zu schützen,

werden heutzutage Frostschutzberegnungen durchgeführt, die jedoch Unmengen an Wasser

benötigen. Alternative Möglichkeiten wie das Ausbringen von Stoffen, die den

Knospenaustrieb verzögern, die Umwelt und den Menschen schonen, wären daher

wünschenswert. In dieser Bachelorarbeit soll der Knospenaustrieb genauer untersucht

werden.

Ziel dieser Arbeit war es ein

in vitro

-Testsystem für den Knospenaustrieb bei Kern- und

Steinobst zu entwickeln. Gegenstand der Untersuchung war, ob der Schnitttermin, die

Lagerung oder beide Faktoren einen Einfluss auf den Austrieb von Apfelknospen haben.

Meine erste Hypothese lautet: Unterschiedliche Lagerungsdauer hat einen Einfluss auf das

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Austriebsverhalten der Knospen.

Auf der Grundlage des in den Apfelversuchen entwickelten

in vitro

-Testsystems wurde

untersucht, ob sich der Knospenaustrieb von generativen Aprikosenknospen durch eine

einmalige Abscisinsäure-Applikation verzögern lässt. Abscisinsäure (ABA) ist ein

Phytohormon. Es wurde von Ohkuma (1963) entdeckt und Abscisin II genannt. Im gleichen

Jahr wurde aus Bergahorn eine Substanz isoliert, die Knospen im Ruhezustand hielt; Dormin.

Dormin entsprach Abscisin II, von nun an wurde von Abscisinsäure gesprochen.

Abscisinsäure kommt in ruhenden Knospen in großer Menge vor, daher lautet meine zweite

Hypothese: Eine einmalige Behandlung mit Abscisinsäure zu Versuchsbeginn verzögert den

Austrieb von Aprikosenknospen.

Material und Methoden

Versuche mit Apfelknospen

Als Versuchsmaterial diente

Malus domestica

Borkh cv. ′Cox Orange′, veredelt auf die

Unterlage ′M9′. Die Apfelbäume wurden im Jahr 1988 gepflanzt und befanden sich auf der

Anbaufläche der Versuchsanstalt Ruthe bei Sarstedt (Niedersachsen).

Für die Untersuchung des Einflusses des Schnitttermins auf den Knospenaustrieb wurden an

zwei Terminen, die sechs Wochen auseinander lagen, Langtriebe geschnitten. Die

Berechnung der Schnitttermine erfolgte über die Kältesumme und Microsoft Excel, in dem für

jeden stündlichen Klimawert der Messstation Ruthe für das Jahr 2007 und 2008 zwischen 0

und +7 °C der Wert 1 zugeordnet und am Ende der Tabelle aufsummiert wurde (Tabelle 1).

Geschnitten wurden einjährige Langtriebe, welche bei ′Cox Orange′ überwiegend vegetative

Knospen tragen. Die geschnittenen Triebe waren am basalen Ende mindestens 10 mm dick.

Die Triebe wurden an randomisierten Positionen am Baum geschnitten. Damit der Einfluss

der Lagerung auf den Knospenaustrieb untersucht werden konnte, wurden die Triebe

entweder direkt für einen Versuch eingesetzt (Versuche 1.1 und 2.1) oder bis zum

Versuchsbeginn bei +3 °C, in feuchte Papiertücher eingeschlagen und mit Frischhaltefolie

umwickelt, gelagert.

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