Einfluß eines erhöhten CO₂-Gehaltes in der Luft auf Wachstumsparameter verschiedener Rotbuchen-Provenienzen (Fagus sylvatica L.) bei unterschiedlichem Lichtgenuß

Zusammenfassung

Die Reaktion von sieben Provenienzen aus dem Verbreitungsgebiet der Rotbuche (Fagus sylvatica L.) auf erhöhte atmosphärische CO₂-Konzentrationen bei unterschiedlichem Lichtangebot wurde in einem Gewächshausversuch mit zweijährigen Sämlingen anhand der Blattentwicklung im Laufe der Vegetationsperiode sowie der Blattfläche und des Blattrockengewichtes je Einzelblatt und je Pflanze am Ende der Vegetationsperiode untersucht.

Die Provenienzen unterscheiden sich bereits zu Versuchsbeginn erheblich in der Wuchshöhe und dementsprechend am Ende der Vegetationsperiode in der mittleren Blattanzahl und Blattmasse je Pflanze. Die Fläche je Einzelblatt der verschiedenen Herkünfte ist dagegen statistisch nicht signifikant unterschieden, wohl aber die Trockenmasse und das spezifische Blattgewicht. Innerhalb der Provenienzen ist die Variation sehr unterschiedlich.

Der Lichtgenuß beeinflußt alle untersuchten Parameter deutlich. In der hellsten Lichtstufe treiben die Pflanzen besonders früh aus. Blattanzahl, -fläche und -trockengewicht je Einzelblatt und je Pflanze nehmen mit sinkendem Lichtgenuß signifikant ab. In der dunkelsten Lichtstufe sterben bereits ab Mai einzelne Pflanzen ab, wobei die verschiedenen Provenienzen unterschiedlich betroffen sind. Am Ende der Vegetationsperiode sind einzelne Herkünfte vollständig ausgefallen, während von anderen noch über 60% der Pflanzen überlebt haben.

Die erhöhte CO₂-Konzentration der Luft führt ebenfalls zu einer Zunahme der Blattanzahl, der-fläche und des -trockengewichtes je Einzelblatt bzw. je Pflanze. Diese Reaktionen sind — ebenfalls wie ein besonders früher Blattaustrieb — allerdings nur bei dem höchsten Lichtangebot zu beobachten, während bei eingeschränkter Strahlung in der mittleren und dunklen Lichtstufe der CO₂-Gehalt der Luft keine Wirkung auf diese Blatt-Parameter hat. Die spezifische Blattfläche wird dagegen durch einen Anstieg der CO₂-Konzentration in keinem Fall verändert.

Diese Ergebnisse zeigen bereits jetzt, daß bei der Beurteilung der Bedeutung künftig veränderter Klimabedingungen unbedingt die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Faktoren berücksichtigt werden müssen. Die Bedeutung einer variierten Nährstoffversorgung für das pflanzliche Wachstum soll daher in weiteren Untersuchungen zusätzlich einbezogen werden. Um einen umfassenden Überblick über die Reaktion der Pflanzen auf die Anzuchtbedingungen zu erhalten, sollen ferner der pflanzliche CO₂- und H₂O-Gaswechsel sowie anatomisch-morphologische Untersuchungen durchgeführt werden.

Summary

In a greenhouse experiment one year old seedlings of seven provenances of beech (Fagus sylvatica L.) were grown under controlled conditions at two CO₂ levels (350 ppm and 650 ppm) and different light intensities (2%, 17% and 100% relative irradiance). The response of the plants to the various treatments was investigated by means of the leaf development during the growing season. At the end of the vegetation period leaf area and leaf dry weight per single leaf and per plant were measured.

At the beginning of the growing period the provenances differed significantly in height and at the end of the vegetation period also in the mean leaf number, leaf area and leaf dry weight per plant. The area per single leaf is — in contrast to leaf dry weight and the specific leaf area — similar among all seven provenances. The light has an effect on all measured leaf parameters. In full light the leaf development started very early. Leaf number, leaf area, and leaf dry weight per single leaf and per plant decrease and specific leaf area increases under low light conditions. In the treatment “elevated CO₂ environment and full irradiance” leaf number, leaf area and leaf dry weight per single leaf and per plant increased too. At reduced irradiance a higher CO₂ content does not influence the measured leaf parameters.

The results show already at this early stage that the climatic factors influencing plant growth and elevated CO₂ interact strongly. For an overall view of the plants’ reaction to growth conditions, investigations of the gas exchange of the leaves and anatomical and morphological studies will be added.