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dc.contributor.advisor Claassen, Norbert Prof. Dr. de
dc.contributor.author Castañeda Ortiz, Nelson de
dc.date.accessioned 2007-04-25T14:38:55Z de
dc.date.accessioned 2013-01-18T10:15:49Z de
dc.date.available 2013-01-30T23:51:19Z de
dc.date.issued 2007-04-25 de
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-AFF2-F de
dc.description.abstract In natürlichen tropischen Ökosystemen ist aufgrund des stark chemisch verwitterten Bodens mit starker P-Pufferkapazität die P-Verfügbarkeit oft für optimales Pflanzenwachstum zu niedrig. Diese Tatsache hat Pflanzen mit erhöhter P Effizienz hervorgebracht, d.h. Pflanzen mit der Fähigkeit gut bei niedriger P-Verfügbarkeit zu wachsen. Unterschiede in der P-Effizienz kommen jedoch zwischen Arten und Sorte vor. Der Hauptzweck der Studie war, Arachis pintoi (Ap) Genotypen in bezug auf ihre P Effizienz zu evaluieren und die Gründe für die unterschiedliche P Effizienz zu untersuchen, d.h. die morphologischen und physiologischen Wurzeleigenschaften. Hierfür wurden 10 Ap Genotypen untersucht, die sich nicht in ihrem Wachstumspotential unterschieden. Dies wurde beobachtet indem man sie bei einem hohen P Angebot von 1000 mg P kg-1 wachsen ließ. Um P Effizienzmechanismen zu evaluieren, wurden die Ap Genotypen in Feld-, Gewächshaus- und Klimakammerexperimenten getestet. Ein fossiler Oxisol und ein Ultisol wurden verwendet, die eine extrem niedrige P Konzentration in der Bodenlösung (CLi) von ca. 0.2 µM hatten. Spross- und Wurzellemasseproduktion und P Konzentration sowie Wurzellänge wurden in zwei Ernten gemessen, um den P-Inflow zu berechnen. Der Effekt der Symbiose mit arbuscular mycorrhiza Pilzen (AM) auf die P Verwertungseffizienz (PVE), in Beziehung zu der sauren Phosphataseaktivität (APase) im Blatt und auf das P Aneignungsvermögen d.h. P-Inflow, wurde evaluiert. Um die physiologischen Wurzeleigenschaften, welche die P Effizienz bei unterschiedlichen Alter beeinflussen, zu erforschen, wurde APase Aktivität auf der Wurzeloberfläche und die Exsudation organischer Säuren studiert indem die Pflanzen in einem aufgeteilten Wurzelsystem (Boden und Sand) mit und ohne P Angebot wuchsen. Als Klassifikationskriterien in dieser Studie, waren P effiziente Genotypen diejenigen die einen hohen Ertrag unter den niedrigen P Bedingungen erreichen konnten, im Vergleich zu den durchschnittlichen Erträgen aller Genotypen. In der Rangfolge der Genotypen nach ihrer P Effizienz, wurden Genotypen 2 (CIAT 18748), 10 (CIAT 22172), 1 (CIAT 17434) und 6 (CIAT 18751) als P Effizient, die Genotypen 8 (CIAT 22159) und 9 (CIAT 22160) als durchschnittlich P Effizient und die Genotypen 3 (CIAT 18745), 4 (CIAT 18747), 5 (CIAT 18748) und 7 (CIAT 22155) als nicht P Effizient bewertet. Diese Unterschiede in der P Effizienz unter den Genotypen verschwanden durch die Symbiose mit AM (Glomus fasciculatum), die sowohl die Gesamt P Aufnahme, als auch die PVE beeinflussten. Die Unterschiede in der P Effizienz unter den Genotypen waren begründet in den unterschiedlichen morphologischen und physiologischen Wurzeleigenschaften, wie unten zusammengefasst: 1. Genotype 6 (CIAT 18751) kann wegen seiner hohen PVE hervorgehoben werden, die durch einen durchschnittlichen P-Inflow und ein relativ hohes Wurzel-Spross Verhältnis (WSV) ergänzt wurde. Das hohe PVE von Genotype 6 hing mit einer relativen hohen APase Tätigkeit in den Blättern zusammen und glich folglich seine niedrige P-Inflow Fähigkeit aus. Arbuscular mycorrhiza Pilze erhöhten bemerkenswert den P-Inflow (Genotype 6), der in einem hohen Ertrag reflektiert wurde. 2. Die hohe P Effizienz von Genotypen 2 (CIAT 18744) und 10 (CIAT 22172) war begründet in einem höheren P-Inflow, im Vergleich mit den anderen Genotypen. Dieser hohe Inflow lag an einer Zunahme der Bodenlösung P Konzentration, d.h., die Genotypen waren in der Lage P zu mobilisieren. Jedoch konnte diese Mobilisierungsaktivität nicht mit der Wurzelsexduation von APase, für die Hydrolysierung von organischem P, oder der von organischen Säuren verbunden werden. Die P Effizienz von Genotype 1 (CIAT 17434) resultierte aus einem hohen WSV in der ersten Wachstumsperiode und an der Zunahme seines P-Inflow über die Zeit, der mit einer bemerkenswerten Zunahme der APase Aktivität auf der Wurzeloberfläche mit zunehmender Alterung zusammenhing. Das AM erhöhte das Wurzelwachstum der Genotypen, nicht aber den P-Inflow. 3. Obwohl Genotypen 8 (CIAT 22159) und 9 (CIAT 22160) als durchschnittlich P Effizient bewertet wurden, waren ihre hohen WSV und einen durchschnittlicher P-Inflow für ihr Wachstum unter knapper P Verfügbarkeit im Boden verantwortlich. Die bemerkenswerte hohe Sprossbiomasse von Genotype 8 mit AM lag an einer Zunahme des PVE. 4. Die niedrige P Effizienz von Genotypen 3 (CIAT 18745), 4 (CIAT 18747), 5 (CIAT 18748) und 7 (CIAT 22155) war begründet in einem relativ niedrigen WSV, einem niedrigen P-Inflow und einem relativen niedrigen PVE. Bei den Genotypen 4 und 7 hing dies mit niedriger APase Aktivität in den Blättern zusammen. Die Genotypen überwanden ihre P Ineffizienz durch AM, der den P-Inflow erhöhte und dadurch den P Bedarf der Sprosswachstumsrate deckte. Diese Ergebnisse zeigen die unterschiedlichen Mechanismen, die die P Effizienz der Genotypen beeinflussen. Unter ihnen, war die Fähigkeit, die Bodenlösung P-Konzentration zu erhöhen am wirkungsvollsten und deutet daher an, dass P effiziente Genotypen in der Lage sind P zu mobilisieren. Obwohl die Mechanismen, durch die schwer lösliches anorganisches P gelöst wird, noch nicht identifiziert wurden, sollte diese P Mobilisierungsstrategie in zukünftiger Forschung beachtet werden. de
dc.format.mimetype application/pdf de
dc.language.iso eng de
dc.rights.uri http://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyr_diss.html de
dc.title Phosphorus efficiency of Arachis pintoi genotypes and possible mechanisms for tolerance to low soil P supply de
dc.type doctoralThesis de
dc.title.translated Phosphor-Effizienz von Arachis pintoi Genotypen und mögliche Toleranzmechanismen bei niedrigem P Angebot de
dc.contributor.referee Becker, Heiko C. Prof. Dr. de
dc.date.examination 2006-07-13 de
dc.subject.dnb 630 Landwirtschaft de
dc.subject.dnb Veterinärmedizin de
dc.description.abstracteng In natural tropical ecosystems, P availability is often too low for optimal plant growth due to their highly weathered soils with strong P buffer capacity. This fact has induced the development of P efficient plants i.e. plants with the ability to grow well at low P availability. However, differences in P efficiency occur between species and cultivars. The main purpose of the study was to assess Arachis pintoi (Ap) genotypes in relation to their P efficiency and to investigate the reasons behind their different P efficiencies i.e. the morphological and physiological root characteristics. For this, ten Ap genotypes were investigated, which did not differ in their growth potential as was observed by growing them at a high P supply of 1000 mg P kg-1 but differed in their growth at low P supply. To assess P efficiency mechanisms, the Ap genotypes were grown in field, greenhouse and growth chamber experiments. A fossil Oxisol and an Ultisol were used, which had an extremely low soil solution P concentration i.e. CLi about 0.2 µM. Shoot and root biomass production and P concentration as well as root length data were obtained in batches to calculate the P inflow. The effect of the symbiosis with arbuscular mycorrhiza fungi (AMF) on the P use efficiency, in relation to the acid phosphatase activity (APase) in the leaf, and on the P acquisition efficiency i.e. P inflow, was assessed. To investigate physiological root properties affecting P acquisition efficiency at different age, APase activity on the root surface and root exudation of organic acids was studied by growing plants in a split root system (soil and sand) with and without P supply. As classification criteria in this study, P efficient genotypes were those capable of producing a high yield under low P conditions compared to the average yield of all genotypes. Ranking the genotypes according their efficiency, genotypes 2 (CIAT 18748), 10 (CIAT 22172), 1 (CIAT 17434) and 6 (CIAT 18751) were rated as P efficient, the genotypes 8 (CIAT 22159) and 9 (CIAT 22160) as average P efficient and the genotypes 3 (CIAT 18745), 4 (CIAT 18747), 5 (CIAT 18748) and 7 (CIAT 22155) as P inefficient. These differences in P efficiency among the genotypes disappeared by the symbiosis with arbuscular mycorrhiza fungi (AMF) (Glomus fasciculatum), which influenced both total P uptake and use efficiency. Differences in P efficiency among the genotypes were due to different morphological and physiological root characteristics, as summarised below: 1. Genotype 6 (CIAT 18751) can be highlighted because of its high P use efficiency (PUE) which was complemented by an average ability to acquire P per unit root and time (P inflow) and a relative high root length-shoot ratio (RSR). The high PUE of genotype 6 was related to a relative high APase activity in the leaves and thus compensated its low ability to acquire P per unit root and time (P inflow). Arbuscular mycorrhiza fungi increased remarkably the P inflow (genotype 6), which was reflected in a high yield. 2. The high P efficiency of genotypes 2 (CIAT 18744) and 10 (CIAT 22172) was because of a higher P inflow when compared with the other genotypes. This high inflow was due to an increase in the soil solution P concentration i.e. the genotypes were able to mobilise P. However, this mobilisation activity could not be linked to root exudation of APase for hydrolyzing organic P or organic acids. The P efficiency of genotype 1 (CIAT 17434) resulted from a high RSR at the first growth period and the improvement with time of its P inflow, which was related to a remarkable increase of the APase activity on the root surface with age. The AMF enhanced the root growth of the genotypes but not their P inflow. 3. Although genotypes 8 (CIAT 22159) and 9 (CIAT 22160) were rated as average P efficient, their high RSR, allowing them to explore a larger soil volume and an average P inflow, were responsible for their growth under scarce P availability in the soil. The remarkable high shoot biomass of genotype 8 with AMF was due to an increase on the PUE. 4. The low P efficiency of genotypes 3 (CIAT 18745), 4 (CIAT 18747), 5 (CIAT 18748) and 7 (CIAT 22155) was because of a relative low RSR with a low P inflow and relative low PUE, which in genotypes 4 and 7 was related to low APase activity in the leaves. The genotypes overcame their P inefficiency by AMF, which increased the P inflow and thus the P demand imposed by the shoot growth rate was covered. These results show different mechanisms influencing the P efficiency of the genotypes. Among them, the ability to increase the soil solution P concentration was the most effective and therefore indicates that the P efficient genotypes are capable to mobilise P. Although the mechanism by which sparingly soluble inorganic P was solubilized remains unidentified, in further screening and investigation this P mobilisation strategy should be considered. de
dc.contributor.coReferee Spiller, Achim Prof. Dr. de
dc.contributor.thirdReferee Tscharntke, Teja Prof. Dr. de
dc.subject.topic Agricultural Sciences de
dc.subject.ger Pflanzenernährung de
dc.subject.ger Phosphat de
dc.subject.ger Arachis Pintoi de
dc.subject.eng Plant Nutrition de
dc.subject.eng Phosphate de
dc.subject.eng Arachis Pintoi de
dc.subject.bk 48.52 Pflanzenernährung de
dc.subject.bk Düngung de
dc.identifier.urn urn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1446-6 de
dc.identifier.purl webdoc-1446 de
dc.affiliation.institute Fakultät für Agrarwissenschaften de
dc.subject.gokfull YEH 000 Düngung de
dc.subject.gokfull Pflanzenernährung und pflanzliche Produktivität de
dc.identifier.ppn 573777411 de

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