Auswirkungen von wassergesättigten Böden auf das Maiswachstum

Staunässe entsteht, wenn der Boden übermäßig mit Wasser gesättigt ist, was zu Stress bei Pflanzen führen kann. Zu hohe Feuchtigkeitswerte können den Boden mit Wasser sättigen und seinen Sauerstoffgehalt verringern. Übermäßige Bewässerung, Starkregen und andere Faktoren können Staunässe verursachen. In dieser Studie wollten die Forscher die Auswirkungen von Staunässe auf Wachstum und Entwicklung von Mais sowie auf den Sauerstoffgehalt des Bodens untersuchen.

Zwei Maishybriden, Pioneer P2089VYHR und Agrigold A6659, wurden in zwei separaten Versuchen unter natürlichen Licht- und Temperaturbedingungen angebaut. Ein Tropfbewässerungssystem ermöglichte die präzise Steuerung der Bodenfeuchtigkeit. Staunässe wurde durch Verschließen der Abflusslöcher am Topfboden mit Holzstopfen erzeugt. Die Staunässedauer betrug 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 und 14 Tage im zweiten Blattwachstumsstadium. In drei Töpfen pro Behandlung wurden SO-110-Bodensauerstoffsensoren von Apogee platziert, um den Sauerstoffgehalt und die Temperatur im Boden kontinuierlich zu überwachen. Informationen zum Wachstum und zur Entwicklung des Maises sowie Daten zur Pigmentbestimmung wurden 15 Tage nach der Anwendung (23 Tage nach der Aussaat) erhoben.

Während der Staunässe sank der Sauerstoffgehalt im Boden rapide und erreichte innerhalb von etwa 8 bis 10 Tagen null. Innerhalb von zwei Tagen nach Ende der Staunässe normalisierte sich der Sauerstoffgehalt wieder auf den Ausgangswert (Kontrolle). Das Trockengewicht der gesamten Pflanze nahm mit zunehmender Dauer der Staunässe ab und verringerte sich in Versuch 1 um 44 % und in Versuch 2 um 27 % nach zwei Tagen Staunässe. Blattfläche und Wurzelvolumen nahmen ebenfalls exponentiell ab. Blattzahl und Pflanzenhöhe reagierten in beiden Versuchen am wenigsten empfindlich auf die Behandlung und nahmen linear ab. Die Anzahl der Wurzelgabeln erwies sich als am empfindlichsten und verringerte sich in beiden Versuchen nach 14 Tagen Staunässe um 83 % bzw. 80 %. Die Behandlungen reduzierten den Sauerstoffgehalt im Boden während des Versuchszeitraums in beiden Versuchen signifikant.

Schlussfolgerungen:

Diese Daten verbessern unser Verständnis davon, wie Maispflanzen auf zunehmende Staunässe reagieren. Die in dieser Studie ermittelten funktionalen Zusammenhänge können bestehende Simulationsmodelle für den Maisanbau im Feld verbessern.