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Wachstum und Parasitenabwehr -

Wettbewerb um Ressourcen
in Nutzpflanzen
aus Land- und Forstwirtschaft
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Bisherige Umsetzung
Faktorenregime und Versuchsansätze der Phase I-III

Umweltrelevante Faktorenregime und Versuchsansätze der Phasen I-III zur Prüfung der Pflanzensysteme waren:

 

biotische

intra- und interspezifische Konkurrenz, Bodenorganismen, Pathogene;

abiotische

unterschiedliche Ressourcenverfügbarkeiten, vermittelt durch Licht , Stickstoff sowie CO 2 - und O 3 -Regime (zur Förderung bzw. Limitierung des C-Haushalts) .

 

Kombinationen aus diesen Faktorenregimen bildeten experimentelle 'Konflikt-Situationen' ­ in der pflanzlichen Stoffallokation (s. Konzept), die zusammen mit CO 2 und Ozon sowie Pathogenen experimentelle Werkzeuge gezielte 'Provokationen ' des Stoffwechsels zur Offenlegung von Regulationsmechanismen ermöglichten (SANDERMANN & MATYSSEK 2004; MATYSSEK et al. 2002, 2005; OßWALD et al. 2006).

Zunächst wurde vom ' Setpoint Argument ' nach MOONEY & WINNER (1991) ausgegangen, demzufolge die Abstimmung der pflanzeninternen Flüsse von Kohlenstoff, Nährstoffen und Wasser ein Fließgleichgewicht (' setpoint ') darstellt und sich in charakteristischen Allokationsmustern widerspiegelt. Hiernach werden Allokationsmuster (reflektiert z.B. in Wurzel/Sproß- und C/N-Verhältnissen) neben der genetischen Konstitution vor allem durch abiotische und biotische Einflüsse bestimmt.

Die Untersuchungen der Phasen I-III zeigten jedoch einen erheblichen Einfluß der Ontogenie (vermittelt durch allometrische Gesetzmäßigkeiten infolge unterschiedlicher, behandlungsab-hängiger Wachstumsraten) auf die Stoffallokation zwischen den pflanzlichen Organen (KOZOVITS et al. 2005a,b). Dies ging aus Konfliktsituationen in der internen Stoffallokation hervor, aber auch aus Synergismen, infolge der kombinierten Faktorenregime (s.o.) und Vergleichen unterschiedlicher ontogenetischer Stadien (cf. Fig. 3 ).

Besondere Beachtung fanden Veränderungen in C/N und deren Kopplung an N- und nicht-N-basierte Primär- und Sekundärmetabolite (HERMS & MATTSON 1992; HARBORNE 1995 s. Konzept). Phase IV wird abschließend die relative Bedeutung der „Carbon-Nutrient Balance Theory“ gegenüber der „Growth-Differentiation Balance Theory“ für das Verständnis des Regulationsgeschehens der Ressourcenallokation bewerten (s. 1.2.2.1). Hierzu mußten nicht alle Pflanzensysteme den gleichen Faktorenregimen unterworfen werden. Ausschlaggebend war, daß die für die jeweiligen Nutzpflanzen gewählten Szenarien relevant und realisierbar waren. Die Befunde der verschiedenen Experimente werden in Phase IV durch Ansätze der das SFB-Konzept (s. Konzept) übergreifenden Datenanalyse auf Konsistenz geprüft, durch Szenarioanalyse mittels Modellierung zusammengeführt und abschließend bezüglich allgemeingültiger, biologischer Gesetzmäßigkeiten bewertet (Details s. Kap. 1.2.4.3). .

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