Entdecken Sie, wie übermäßige Staunässe und Sauerstoffmangel zu Hypoxie-Stress bei Pflanzen führen, welcher erhebliche Schäden wie Wurzelsterben und vermindertes Wachstum und damit Ertragseinbußen verursacht. Erfahren Sie mehr über Biostimulanzien von Rovensa Next, wie z.B. Phylgreen Produkte und Delfan Plus, die den Hypoxie-Stress wirksam abmildern und die Pflanzengesundheit und Produktivität verbessern.
Was ist Hypoxie-Stress in der Landwirtschaft und wie wirkt er sich auf die Kulturpflanzen aus?
Unter Hypoxie-Stress in der Landwirtschaft versteht man einen Zustand, in dem Pflanzen in ihrer Wachstumsumgebung unter Sauerstoffmangel leiden, weil sie teilweise oder vollständig von Regenwasser überschwemmt sind. Dieser Sauerstoffmangel wirkt sich negativ auf das Wachstum und die Entwicklung der Pflanzen aus und stellt eine große Herausforderung für die Produktivität der Pflanzen dar.
Die Auswirkungen von Hypoxie-Stress auf Kulturpflanzen können schwerwiegend und vielfältig sein:
- Verringerung der zellulären Permeabilität: Hypoxie kann zu erhöhtem osmotischem Stress führen, der die Fähigkeit der Pflanzenzellen beeinträchtigt Wasser und wichtige Nährstoffe aufzunehmen.
- Wurzelsterben: Sauerstoffmangel kann zur Erstickung der Wurzel und anschließender Fäulnis der Pflanze führen, wodurch die Fähigkeit der Pflanze, Wasser und Nährstoffe aus dem Boden aufzunehmen, beeinträchtig ist.
- Zunahme des oxidativen Stresses: Hypoxie kann die Anhäufung reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) in Pflanzengeweben auslösen, die oxidative Schäden an Zellstrukturen verursachen und physiologische Prozesse beeinträchtigen.
- Reduktion der Transpiration und Blattbildung: Hypoxie-Stress führt häufig zu verringerten Transpirationsraten und gehemmter Blattentwicklung, was die Fähigkeit der Pflanze zur Photosynthese und Energiegewinnung beeinträchtigt.
- Mangel an Photosynthese: stoppt die Produktion von Kohlenhydraten und die Erschöpfung der Reserven, was zu einer Verringerung des Pflanzenwachstums führt.
Insgesamt stellen Hypoxie-Stress-Episoden eine erhebliche Bedrohung für die Gesundheit und Produktivität von Nutzpflanzen dar, was deutlich macht, wie wichtig es ist, wirksame Bewirtschaftungsstrategien anzuwenden, um die nachhaltige landwirtschaftliche Produktion zu gewährleisten.
Wie kann sich der Hypoxie-Stress negativ auf was Wachstum und die Entwicklung der Pflanze auswirken?
Hypoxie-Stress schränkt den Sauerstoffgehalt sowie die Aufnahme von Wasser und anderen Nährstoffen aufgrund von erhöhtem osmotischem Stress ein, was zu verminderter Zelldurchlässigkeit und Wurzelsterben führt. Außerdem löst er oxidativen Stress aus, beeinträchtigt die Transpiration und den Nährstofftransport, hemmt die Blattbildung und beeinträchtigt die Photosynthese sowie das gesamte Pflanzenwachstum und die Entwicklung.
Einige der Schäden, die die Pflanzen erleiden können, sind:
- Verringerung der Zelldurchlässigkeit (erhöhter osmotischer Stress)
- Verkrümmtes Wachstum
- Wurzelsterben (Erstickung-Fäulnis)
- Zunahme des oxidativen Stresses
- Verringerung der Transpiration, der Blattbildung und des Chlorophyllgehalts
Eine der häufigsten Bedingungen, unter denen Pflanzen leiden und die zu Hypoxie Stress führen, ist Staunässe. Wenn es übermäßig viel regnet und es kein gutes Drainagesystem gibt, um das Wasser abzuleiten, oder die Niederschlagsmengen die Aufnahmefähigkeit des Bodens übersteigen, werden die Felder überschwemmt. Die Pflanzen leiden dann unter Stress, nicht nur wegen des Sauerstoffmangels, sondern auch wegen des Mangels an direktem Sonnenlicht, da das Wasser in der Regel viele Partikel enthält und eingetrübt ist.
Reaktion der Pflanze auf Hypoxie-Stress
Wie bereits erwähnt, kann der Sauerstoffmangel zu Hypoxie oder Erstickung führen, je nach verbleibendem Sauerstoffgehalt. Bei extremen Niederschlägen kommt es häufig zu Hypoxie und Erstickung bei Überschwemmung der Pflanze. Die meisten Kulturpflanzen können eine längere Überflutung oder Staunässe nicht überleben. Pflanzen sind besonders intolerant gegenüber dem Sauerstoffmangel, der durch Überschwemmung entsteht (Abb. 1).
Zwei der bektannten Reaktionen von Pflanzen auf Überschwemmungen sind:
- Low Oxygen Escape Syndrome (LOES): Die Pflanzen setzen alle Stoffwechselressourcen ein, um das Wachstum der oberen Blätter, die nicht von Wasser bedeckt sind, fortzusetzen. Wobei sie Kohlenhydratressourcen verbrauchen und versuchen, mit Luft und direktem Sonnenlicht in Kontakt zu kommen. Während der Erholungsphase wachsen die Pflanzen viel langsamer als nicht gestresste Pflanzen (Abb. 2)
- Low Oxygen Quiescence Syndrome (LOQS): Die Pflanzen sparen so viel Energie wie möglich und stellen ihr Wachstum ein, bis der Stress verschwindet und der normale Sauerstoffgehalt zurückkehrt. Diese Wachstumsunterbrechung wirkt sich auf den potenziellen Ertrag und die Qualität aus. Sobald die Stressbedingungen abklingen, nehmen die Pflanzen ihr Wachstum mit normaler Geschwindigkeit wieder auf (Abb. 2).
Die morphologischen Veränderungen sind hormonell bedingt und betreffen Ethylen, Auxine und Gibberelline, die ein Ungleichgewicht und eine abnormale Blattentwicklung verursachen. Diese Veränderungen sind bekannt als:
- Epinastie: Vermehrtes Wachstum der Oberseite eines Pflanzenteils, z.B. eines Blattes, was zu einer Biegung des Blattes nach unten führt (Abb. 3).
- Hyponastie: Vermehrtes Wachstum der Unterseite eines Pflanzenteils, was zu einer Aufwärtsbiegung des Pflanzenblattes führt (Abb. 3).
Biostimulation zur Bekämpfung von Hypoxie-Stress
Rovensa Next hat kontinuierlich Versuchsstrategien mit den Biostimulanzien Phylgreen und Delfan Plus sowie Komponenten wie Polysacchariden und Mannitol entwickelt. Die Versuche haben die Wirksamkeit dieser Biostimulanzien bei der Aufrechterhaltung von Wachstum und Vitalität von Arabidospis thaliana und Solanum lycopersicum unter Hypoxie-Stress bei Überschwemmung gezeigt. Ziel ist es, das Vorhandensein von Resistenzreaktionen zu ermitteln, die die Mechanismen verbessern, durch die Biostimulanzien die Pflanzengesundheit verbessern und Stress reduzieren.
Phylgreen-Produkte
Die Phylgreen-Produkte sind aus der Meeresalge Ascophyllum nodosum gewonnene Biostimulanzien, welche die Auswirkungen von Stress reduzieren und den Ertrag maximieren. Die „Primactive-Wirkung“ nutzt Mannitol, Alginate, Polysaccharide und Polyphenol-Antioxidantien. Das Verfahren zur „Gentle-Extraction“ bewahrt die natürlichen Wirkstoffe durch den Verzicht auf Chemikalien und hohe Temperaturen. Phylgreen-Produkte werden zur Vorbeugung und Überwindung von klimatischem Stress und zur Biostimulierung der Pflanzenentwicklung in kritischen Phasen wie Keimung, Umpflanzung, Blüte, Fruchtbildung und Reifung empfohlen. Es kann in den meisten Wachstumsstadien der Pflanzen als Blattapplikation und mit der Düngung eingesetzt werden.
Delfan Plus
Delfan Plus ist eine hochkonzentrierte Biostimulanz aus freien L-α- Aminosäuren, welche durch den “Curative effect ®” abiotischen Stress bei Pflanzen während oder nach Stressereignissen mildert. Das sorgfältig ausgewählte Aminogramm bietet über 17 Arten von freien Aminosäuren, die für das Pflanzenwachstum und den Stressabbau wichtig sind. Delfan Plus wurde erfolgreich als „Curative effect®“ eingesetzt, um abiotische Stressfaktoren wie Hitze, Frost, Trockenheit und Herbizidschäden zu reduzieren. Es reaktiviert den Kohlenhydrat- und Stickstoff-Stoffwechsel und hilft den Pflanzen bei der Synthese von Anti-Stress-Verbindungen und essenziellen Molekülen. Delfan plus verbessert auch die Nährstoffaufnahme bei gleichzeitiger Anwendung und wird als Blattapplikation und für die Topfbewässerung empfohlen.
Wie in dem Artikel beschrieben, ist Hypoxie ein komplexer abiotischer Stress, der einen mehrstufigen Ansatz erfordert. Um die negativen Auswirkungen von Hypoxie zu reduzieren, hat Rovensa sowohl eine Primactive-Anwendung von Phylgreen-Produkten zur Vorbereitung auf den ankommenden Stress als eine Delfan Plus-Anwendung zur Wiederaufnahme der meisten pflanzlichen Stoffwechselvorgänge durchgeführt.
Die lokalen Teams von Rovensa Next können Sie bei Ihren Herausforderungen unterstützen!
Sollten Sie Frage nimm Umgang mit Hypoxie in Ihren Kulturen, zum besseren Umgang mit abiotischem Stress im Allgemeinen oder zu anderen agronomischen Anforderungen haben, steht Ihnen unser lokales Team gerne zur Seite. Kontaktieren Sie uns.
