Untersuchung zur genotypischen und phänotypischen Variabilität verschiedener Schilfklone (<em>Phragmites australis</em>)

Untersuchung zur genotypischen und phänotypischen Variabilität verschiedener Schilfklone (Phragmites australis)Rüdiger Zemlin ZusammenfassungIVV1.1234562.72.1.2.1.1.2.1.2.89102.1.3.11122.2.13142.3.152.3.1.162.3.2.2.3.3.17182.4.192.4.1.212.4.2.222.4.2.12.4.2.2232.4.2.32.5.24253.263.1.2728293031323.2.333.2.1.3.2.1.13435363.2.1.237383940413.2.1.34243443.2.1.4454647484950513.2.1.5525354553.2.1.656573.2.1.758596061623.2.1.8636465663.2.1.96768693.2.2.707172733.2.3.743.2.3.1757677783.2.3.2798081833.2.3.384858687888990913.3.929394954.964.1.9798994.2.1004.2.1.1011021031041051061071081094.2.2.1101111121131141154.2.3.1161171181194.3.1201211221234.4.124 5. Literatur125126127128129130131132133134135136137138 Danksagung139 Erklärung140 Lebenslauf141 Anhang142143144145146147148149150151152 AbkürzungsverzeichnisVIdeInhaltsverzeichnisHilfe

Untersuchung zur genotypischen und phänotypischen Variabilität verschiedener Schilfklone (<em>Phragmites australis</em>)Dissertationzur Erlangung des akademischen Grades
doctor rerum naturalium
(Dr. rer. nat.)
im Fach Biologieeingereicht an der
Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät I
der Humboldt-Universität zu Berlinvon
Dipl. Biol. Rüdiger Zemlin (geb. am 23. Juni 1971 in Neuruppin)

Präsident der Humboldt-Universität zu Berlin
Prof. Dr. Mlynek

Dekan der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät I
Prof. Dr. Linscheid Prof. Ehwald (HU Berlin) Prof. em. Sukopp (TU Berlin) PD Dr. Ostendorp (Uni. Konstanz) Tag der mündlichen Prüfung: 25. November 2003

Abstrakt

In der vorliegenden Arbeit werden Wachstum und Entwicklung von 10 Schilfklonen (Phragmites australis) verglichen, um die genotypische Determinierung verschiedener Eigenschaften sowie den Einfluss der Standortfaktoren auf diese Eigenschaften zu untersuchen. Dabei sollen Aussagen zum Bestehen unterschiedlicher Ökotypen beim Schilf abgeleitet werden. Die Untersuchungen erfolgten auf sechs Pflanzfeldern, die im Rahmen von Renaturierungsmaßnahmen an den Ufern der Berliner Gewässer Seddinsee, Langer See und Havel im Frühjahr 1995 angelegt wurden. Die Anpflanzung erfolgt am Land, das Schilf wuchs in das Wasser vor. Die Herkunftsorte der Schilfklone unterschieden sich in der Nährstoffversorgung, der Substratqualität und der Exposition.

Die Ergebnisse ließen deutliche Unterschiede in der Morphometrie der Halme (Halmlänge, Halmdurchmesser, Blattfläche pro Halm), der Halmbiomasse und der Balance zwischen Halmdichten und Halmlängen (bzw. Trockenmassen) zwischen den einzelnen Schilfklonen erkennen. Da dies beim Wachstum unter vergleichbaren Standortbedingungen gefunden wurde, kann eine genotypische Determinierung dieser Eigenschaften vermutet werden.

Es konnte ebenfalls ein starker Einfluss der Umwelt auf das Wachstum des Schilfs festgestellt werden. Allgemein waren die Wachstumsbedingungen im Wasser deutlich besser als am Land. Die höchsten Halmbiomassen der einzelnen Schilfklone wurden daher im Wasser erreicht (zwischen 0,7 und 2,1 kg Trockenmasse pro m²), während die Werte am Land geringer waren (zwischen 0,6 und 1,0 kg/m²).

Obwohl sich die Schilfklone an ihren ursprünglichen Standorten deutlich in den Stickstoffgehalten der Halme unterschieden, ergaben sich auf den Pflanzungen keine Unterschiede zwischen ihnen. Im Gegensatz dazu lagen die N-Werte bei jedem Schilfklon im Wasser erheblich höher als am Land. Dies lässt folgern, dass die Stickstoffgehalte der Halme in erster Linie vom Stickstoff-Angebot am jeweiligen Standort abhängen.

Insgesamt deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die Schilfklone genotypische Unterschiede in verschiedenen Merkmalen aufweisen können. Eine mögliche Nutzung zu einer Verbesserung des Erfolges von Pflanzmaßnahmen wird diskutiert.

Schilfanpflanzung Uferrenaturierung Morphometrie Stickstoffgehalt Halmbiomasse genotypische Unterschiede Abstract

In this study, growth and development of 10 reed clones (Phragmites australis) were compared to investigate genetically determined differences in various characteristics as well as the influence of site conditions on these characteristics. In addition, conclusions on the existence of different ecotypes were to be drawn. The study was performed on six experimental fields, established for shore renaturation on the lakes Seddinsee, Langer See and on the river Havel in Berlin in spring 1995. The plantations were established ashore, the reed expanded into the water. The sites of origin of the clones differed in nutrient supply, substrate quality and shore exposition.

The results showed distinct differences between the individual reed clones regarding the morphometrics of the shoots (shoot length, culm diameter, leaf area per shoot), standing crop and the trade-off between shoot length (or dry matter) and shoot density. The fact that these results were found with clones that had grown under comparable site conditions seems to suggest a genotypic determination of these characteristics.

A strong influence of the environment on the growth of the reed could also be deserved. In general, the conditions for growth were better in water than ashore. The highest standing crops of the individual reed clones were reached in water (between 0.7 and 2.1 kg drymatter pro m²), while the values ashore were lower (between 0.6 and 1.0 kg/m²).

Although the reed clones at their original sites were clearly different in the nitrogen content of shoots, no differences were observed on the experimental fields. In contrast, the N-values of each clone were higher in water than ashore. This suggests that the nitrogen content of the shoots depends primarily on the nitrogen availability at the specific site.

The results overall suggest that reed clones could exhibit genetically determined differences in various characteristics. A possible practical use to increase the efficiency of further reed plantations is discussed.

reed plantation shore restoration morphometric nitrogen content standing crop genotypic variations

Sichtbare Unterschiede zwischen einzelnen Schilfklonen nach Anpflanzung an einem gemeinsamen Standort Klone SEDDIN1, HAVEL3.1, MÜGG-klein, SEDDIN3, RIES1, SEDDIN2 (von links nach rechts) im August 2000 auf Feld 6 (Havel); Pflanzdesign und Lage der Pflanzfelder siehe 2. Material und Methoden

Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung
1. Einleitung
2. Material und Methoden
- 2.1. Beschreibung der Pflanzungen
  - 2.1.1. Auswahl und Herkunft der angepflanzten Schilfklone
  - 2.1.2. Anlage der Versuchsfelder, Schema der Bepflanzung
  - 2.1.3. Lage der Pflanzfelder
- 2.2. Substratuntersuchungen auf den Pflanzfeldern
- 2.3. Untersuchungen der Morphometrie, Bestandsdynamik und Produktivität der angepflanzten Schilfklone
  - 2.3.1. Messungen zur Bestandsdynamik und Morphometrie
  - 2.3.2. Berechnung der Gesamtblattflächen pro Halm und der Blattflächenindizes
  - 2.3.3. Berechnung der mittleren Trockenmassen pro Halm und der Halmbiomassen pro m²
- 2.4. Untersuchung der Physiologie der angepflanzten Schilfklone
  - 2.4.1. Bestimmung der Stickstoffgehalte in den Schilfhalmen
  - 2.4.2. Bestimmung der Gehalte an freien Aminosäuren und Zuckern in den Basalinternodien ausgesuchter Schilfklone
    - 2.4.2.1 Extraktion der Proben zur Analyse der freien Aminosäuren und Zucker
    - 2.4.2.2 Messung des Gehaltes an freien Aminosäuren
    - 2.4.2.3 Messung des Gehaltes an freien Zuckern
- 2.5. Auswertung der Daten
3. Ergebnisse
- 3.1. Nährstoffgehalte und Substratbeschaffenheit auf den einzelnen Pflanzfeldern
- 3.2. Entwicklung von zehn Schilfklonen nach Anpflanzung auf verschiedenen Pflanzfeldern
  - 3.2.1. Saisonale Entwicklung, Morphometrie und Bestandsstruktur der Schilfklone
    - 3.2.1.1 Ausbreitung auf den Pflanzfeldern
    - 3.2.1.2 Halmlängen im Jahresverlauf
    - 3.2.1.3 Veränderung der Halmdichten im Jahresverlauf
    - 3.2.1.4 Halmlängen, Halmdurchmesser, Anzahl der Internodien und Blätter, Gesamtblattflächen pro Halm am Ende der Vegetationsperiode
    - 3.2.1.5 Analyse der einzelnen Pflanzfelder hinsichtlich der morphometrischen Daten
    - 3.2.1.6 Trockenmassen der Halme in Beziehung zur Halmlänge
    - 3.2.1.7 Halmbiomasse und Blattflächenindex
    - 3.2.1.8 Unterschiede im Befall durch verschiedene Konsumenten
    - 3.2.1.9 Anteil rispenbildener Halme am Gesamtbestand der einzelnen Schilfklone
  - 3.2.2. Vergleich mit den Herkunftsstandorten
  - 3.2.3. Stickstoffgehalt der Schilfhalme
    - 3.2.3.1 Veränderungen des Stickstoffgehaltes in der Vegetationsperiode
    - 3.2.3.2 Vergleich der Veränderungen im N-Gehalt der Halme ausgewählter Klone auf der Pflanzung mit denjenigen an den Herkunftsstandorten
    - 3.2.3.3 Aminosäuren- und Zuckergehalte in den Basalinternodien ausgewählter Klone
- 3.3. Unterschiede zwischen den Schilfklonen in der Eignung als Pflanzmaterial an Berliner Gewässern
4. Diskussion
- 4.1. Beurteilung der Nährstoff- und Substratbedingungen auf den einzelnen Pflanzfeldern
- 4.2. Ausprägung der genotypischen und phänotypischen Unterschiede zwischen den untersuchten Schilfklonen
  - 4.2.1. Wachstumsdynamik, Morphometrie und Bestandsstruktur
  - 4.2.2. Unterschiede in der Stickstoffdynamik
  - 4.2.3. Entwicklung der einzelnen Schilfklone auf den Pflanzfeldern
- 4.3. Vorläufige Beurteilung der Eignung verschiedener Schilfklone als Pflanzmaterial zur Renaturierung der Ufer der Berliner Gewässer
- 4.4. Schlussfolgerungen
5. Literatur
Danksagung
Erklärung
Lebenslauf
Anhang
Abkürzungsverzeichnis

Tabellen

Tab. 1: Kurze Bestandesbeschreibung der Schilfklone des Pflanzversuches an ihren ursprünglichen Standorten sowie Charakterisierung der jeweiligen Standorte (vgl. Kühl & Zemlin 2000)
Tab. 2: Mittlere Pflanzdichten für die Felder 1 bis 5 in Anzahl der Ballen je m² (aus Kühl 1995)
Tab. 3: Übersicht über Termin der Probenahme und Anzahl der Proben zur Substratuntersuchung,
Tab. 4: Gleichungen der nichtlinearen Regression der Halmlängen - Trockenmassen Daten (n=78)
Tab. 5: Anzahl der Interstitialwasserproben aus den Kernen der Substratuntersuchung
Tab. 6: Parameter des Substrats und des Interstitialwassers auf den 6 Feldern; Probenahme im Februar 1998 (GV, C-, N- und P-Gehalt) bzw. Februar und September 1998 (TM, NO3 -, NO2 -, NH4 +, o-PO4 3-, SO4 2-), Mittelwerte ± Standardabweichung; Probenanzahl in Klammern (vgl. Tab. 3 und 4)
Tab. 7: Nitrat-, Nitrit- und Ammonium- N sowie ortho-Phosphat- P im Freiwasser vor den Feldern 1998, Einzelwerte und Mittelwerte der Proben, n.n.=nicht nachweisbar
Tab. 8: Rangfolge der Schilfklone in der gesamten Ausbreitung (Land und Wasser) zum Ende der Vegetationsperiode (September) 1999
Tab. 9: Modellparameter der logistischen Wachstumsmodelle der mittleren Halmlängen (Abb. 11 und 12), berechnet aus den Mittelwerten der einzelnen Felder (n=25) der Jahre 1998 und 1999; errechnete Werte ± 95 % Konfidenzintervalle
Tab. 11: Gehalte der sieben häufigsten Aminosäuren im Basalinternodium vom Klon MÜGG und Klon PAR1; Median ± Median-Absolut-Deviation, zusammengefasste Daten der Felder (n=12); U-Test, ns = nicht signifikant, s* = p<0,05; s**= p<0,01
Tab. 12: Korrelation zwischen dem Verhältnis zwischen Aminosäuren- und Zuckergehalte bzw. Asparagin- und Saccharosegehalte und verschiedenen Parametern der Produktivität (n=6) bzw. den Stickstoffgehalten in den Halmtrockenmassen (n=12) 1998; Spearman Rang Korrelation; ns=nicht signifikant, *=signifikant (p<0,05)
Tab. 13: Korrelationmatrix (Spearman-Rang Korrelation) der verschiedenen Parameter zur Entwicklung der Pflanzempfehlung; Mittelwerte der Felder für jeden Klon 1999 im Wasser (n=60), ns=nicht signifikant (p>0,05)
Tab. 14: Matrix des Hasse-Diagramms, Einteilung der einzelnen Schilfklone in die Klassen „gut“, „mittel“ und „schlecht“ nach ihren Mittelwerten für die jeweiligen Parameter 1999 im Wasser; Anzahl pro Klon in Klammern
Tab. 15: Verschiedene Substratparameter der Herkunftsstandorte der Schilfklone SEDDIN1 bis 4; Mittelwerte ± Standardabweichungen, Sedimentschichten 0-20 cm; gemessen im Februar 1994, entnommen aus: Kühl et al. 1999
Tab. 16: Nährstoffgehalte im Interstitialwasser verschiedener natürlicher Schilfbestände; Mittelwerte ± Standardabweichung (SEDDIN1 bis 4); Schichttiefe [cm] in Klammern

Bilder

Sichtbare Unterschiede zwischen einzelnen Schilfklonen nach Anpflanzung an einem gemeinsamen Standort
Abb. 1: Schematische Darstellung eines Pflanzfeldes (nach Kühl & Zemlin 2000)
Abb. 2: Lage der Versuchsfelder, Felder 1 bis 5 am Langen See bzw. am Seddinsee [oben], Feld 6 an der Havel [unten]
Abb. 3: Schematische Darstellung der Trennung der Internodien zur Stickstoffbestimmung, Die Trennung erfolgte am Ansatz der Blattscheide.
Abb. 4: Ammonium-, Nitrat- und Nitrit- N Konzentrationen im Interstitialwasser 1998, zusammengefasste Daten der Substratschichten 0-10 cm und 10-20 cm, Mittelwerte und Standardabweichungen (Standardabweichung bezogen auf Gesamt-N); Anzahl der Proben siehe Tab. 4
Abb. 5: o-Phosphat- P Konzentrationen im Interstitialwasser 1998, zusammengefasste Daten der Substratschichten 0-10 cm und 10-20 cm, (Skaleneinteilung unterschiedlich!), Mittelwerte und Standardabweichungen; Anzahl der Proben siehe Tab. 4
Abb. 6: Summe der Ammonium-, Nitrit- und Nitrat- N Konzentrationen im Freiwasser (0,5 m) in der Nähe der Felder; zusammengefasste Daten der Jahresverläufe 1997, 1998 und 1999 (Seddinsee: n=59, Langer See: n=61; Havel: n=62); Box and Whiskers Plot (vgl. 2.5 Material und Methoden): Median, 1. und 3. Quartil, Mittelwert (gekennzeichnet mit +); Test auf signifikante Unterschiede: Kruskal-Wallis, post-Test Dunn (Boxen ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 7: o-Phosphat-P Konzentrationen im Freiwasser (0,5 m) in der Nähe der Felder; zusammengefasste Daten der Jahresverläufe 1997, 1998 und 1999 (Seddinsee: n=59, Langer See: n=61; Havel: n=62); Box and Whiskers Plot (vgl. 2.5 Material und Methoden): Median, 1. und 3. Quartil, Mittelwert (gekennzeichnet mit +); Test auf signifikante Unterschiede: Kruskal-Wallis, post-Test Dunn (Boxen ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 8: Ausbreitung der Schilfklone zum Ende der Vegetationsperiode (Sep.) 1998 und 1999 (Mittelwerte ± Standardabweichung, zusammengefasste Daten der Felder, n=6), Test auf signifikante Unterschiede im Jahr 1999: Friedman, post-Test Wilcoxon-Wilcox (Klone ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05); Die Ausbreitung am Land entspricht der Differenz zwischen aktueller Bestandsweite und ursprünglicher Pflanzbreite.
Abb. 9: Ausbreitung der Schilfklone auf den einzelnen Feldern zum Ende der Vegetationsperiode (Sep.) 1998 und 1999; Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, zusammengefasste Daten der Klone (n=10), Test auf signifikante Unterschiede im Jahr 1999: Friedman, post-Test Wilcoxon-Wilcox (Felder ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05); Die Ausbreitung am Land entspricht der Differenz zwischen aktueller Bestandsweite und ursprünglicher Pflanzbreite.
Abb. 10: Maximale Ausbreitung ins Wasser und die dabei erreichten Wassertiefe zum Ende der Vegetationsperiode (Sep.) 1999 auf den einzelnen Feldern; Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, zusammengefasste Daten der Klone (n=10)
Abb. 11: Halmlängen in den Jahren 1998 und 1999 in Abhängigkeit von der Temperatursumme zum jeweiligen Zeitpunkt für den Klon MÜGG, Mittelwerte der einzelnen Felder (n=25) und logistisches Wachstumsmodell (Modellparameter siehe Tab. 9)
Abb. 12: Logistisches Wachstumsmodell der mittleren Halmlängen in Abhängigkeit von der Temperatursumme zum jeweiligen Zeitpunkt, berechnet aus den Mittelwerten der einzelnen Felder (n=25) der Jahre 1998 und 1999, Bestimmtheitsmaß (R²) des Modells in der jeweiligen Legende, Modellparameter siehe Tab. 9
Abb. 13: Halmdichten der Schilfklone in den einzelnen Jahren; Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervall, zusammengefasste Daten der Felder und der monatlichen Messungen (1996: n=36; 1997: n=12; 1998: n=60; 1999: n=48), Test auf signifikante Unterschiede im Jahr 1999: Kruskal Wallis, post-Test Dunn, (Klone ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 14: Veränderung der mittleren Halmdichten der einzelnen Schilfklone im Verlauf der Jahre 1998 und 1999, zusammengefasste Daten der Felder (n=12)
Abb. 15: Halmlängen am Ende der Vegetationsperiode (Sep./Okt.); Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, zusammengefasste Daten der Felder (n=60), Test auf signifikante Unterschiede 1999: Kruskal-Wallis, post-Test Dunn (Klone ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 16: Halmdurchmesser am Ende der Vegetationsperiode (Sep./Okt.); Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, zusammengefasste Daten der Felder (n=60), Test auf signifikante Unterschiede 1999: Kruska-Wallis, post-Test Dunn (Klone ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 17: Internodienanzahl pro Halm am Ende der Vegetationsperiode (Sep./Okt.); Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, zusammengefasste Daten der Felder (n=60), Test auf signifikante Unterschiede 1999: Kruskal-Wallis, post-Test Dunn (Klone ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 18: Anzahl der Blätter pro Halm am Ende der Vegetationsperiode (Sep./Okt.); Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, zusammengefasste Daten der Felder (n=60), Test auf signifikante Unterschiede 1999: Kruskal-Wallis, post-Test Dunn (Klone ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 19: Blattfläche pro Halm am Ende der Vegetationsperiode (Sep./Okt.); Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, zusammengefasste Daten der Felder (n=60), Test auf signifikante Unterschiede 1999: Kruskal-Wallis, post-Test Dunn (Klone ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 20: Dendrogramm der Clusteranalyse zur Gruppierung der einzelnen Klone nach den Parametern Halmlänge, Halmdurchmesser, Internodienanzahl, und Blattfläche pro Halm (Mittelwerte der einzelnen Felder, n=6 je Parameter); quadrierte Euklidische Distanz, Clusterbildung nach Ward; Daten wurden standardisiert
Abb. 21: Halmdichten der Klone auf den einzelnen Feldern im Jahr 1999; Mittelwerte, zusammengefasste Daten der monatlichen Messungen (n=8) [Skaleneinteilung unterschiedlich!], Test auf signifikante Unterschiede (zusammengefasste Daten der Klone, n=80): Kruskal-Wallis, post-Test Dunn, (Felder ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 22: Halmlängen und Halmdurchmesser auf den einzelnen Feldern zum Ende der Vegetationsperiode 1999; Mittelwerte (n=10); Test auf signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Feldern (zusammengefasste Daten der Klone, n=100): Kruskal Wallis, post-Test Dunn (Felder ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 23: Internodienanzahl und Blattfläche pro Halm der Schilfklone auf den einzelnen Feldern zum Ende der Vegetationsperiode 1999; Mittelwerte (n=10), Test auf signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Feldern (zusammengefasste Daten der Klone, n=100): Kruskal Wallis, post-Test Dunn (Felder ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 24: Beziehung zwischen Halmlänge und Trockenmasse der Halme am Beispiel von MÜGG; Einzeldaten und nichtlineare Regression mit Bestimmtheitsmaß R²
Abb. 25: Kurven der nichtlineare Regression der Halmlängen-Trockenmassen Daten der Schilfklone mit Bestimmtheitsmaß R², unterschiedliche Endpunkte bedingt durch unterschiedliche Definitionsbereiche der Regressionsgleichungen
Abb. 26: Maximale Halmbiomassedichten der einzelnen Klone, Mittelwerte + Standardab-weichungen, zusammengefasste Daten der Felder (n=6), Test auf signifikante Unterschiede 1999: Friedman, post-Test Wilcoxon-Wilcox (Klone ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 27: Blattflächenindizes der einzelnen Klone am Ende der Vegetationsperiode, Mittelwerte ± Standardabweichung, zusammengefasste Daten der Felder (n=6), Test auf signifikante Unterschiede 1999: Friedman, post-Test Wilcoxon-Wilcox (Klone ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 28: Darstellung des Zusammenhangs zwischen mittlerer Halmdichte und mittlerer Trockenmasse; Mittelwerte der einzelnen Klone im September 1999 und „ultimate thinning line“ mit Anstieg -3/2 und log k = 4,25
Abb. 29: Maximalen Halmbiomassedichten auf den einzelnen Feldern, Mittelwerte + Standardabweichung, zusammengefasste Daten der Klone (n=10), Test auf signifikante Unterschiede 1999: Friedman, post-Test Wilcoxon-Wilcox (Felder ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 30: Blattflächenindizes der einzelnen Felder am Ende der Vegetationsperiode, Mittelwerte ± Standardabweichung, zusammengefasste Daten der Klone (n=10), Test auf signifikante Unterschiede 1999: Friedman, post-Test Wilcoxon-Wilcox (Felder ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 31: Prozentuale Häufigkeit der Boniturwerte für Bisamfraßspuren; zusammengefasste Daten der Felder und der monatlichen Beobachtungen (1998: n=30; 1999: n=24)
Abb. 32: Mittlerer Boniturwert für Bisamfraßspuren auf den einzelnen Feldern; Mittelwerte der Monate (1998: n=5; 1999: n=4); 0=keine Fraßspuren, 1=geringe, 2=mittlere, 3=starke, 4=sehr starke
Abb. 33: Halmlängenverteilung zum Ende der Vegetationsperiode (Sep.) 1999 im Wasser auf den Feldern 3 (geringer Bisamfraß) und 4 (starker Bisamfraß) (n=25); SEDDIN2 und SEDDIN3 (gering betroffen, links) und HAVEL2 und HAVEL3.1 (stark betroffen, rechts) vgl. Abb. 31
Abb. 34: Prozentualer Anteil der durch Insekten geschädigten Halme am Gesamtbestand zum Ende der Vegetationsperiode der einzelnen Klonen (oben, Mittel + Standardabweichung, zusammengefasste Daten der Felder, n=6) und der einzelnen Felder (unten, Mittel + Standardabweichung, zusammengefasste Daten der Klone, n=10)
Abb. 35: Prozentualer Anteil der Halme mit Rispen am Ende der Vegetationsperiode; Mittelwerte + Standardabweichung, zusammengefasste Daten der Felder (n=6)
Abb. 36: Prozentualen Anteile der Halme mit Rispen am Ende der Vegetationsperiode im Jahr 1999; Daten der einzelnen Schilfklone
Abb. 37: Halmlängen am Ende der Vegetationsperiode auf den Pflanzflächen und am Herkunftsstandort; Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, Pflanzung: zusammengefasste Daten der Felder 1999 (n=60), Herkunftsstandort: zusammengefasste Daten verschiedener Jahre (SEDDIN-Klone 1992-95 [n=100] / PAR1 und MÜGG 1991-96 [n=275]); signifikante Unterschiede zum Herkunftsstandort mit * gekennzeichnet (U-Test, p<0,05)
Abb. 38: Halmdurchmesser am Ende der Vegetationsperiode auf den Pflanzflächen und am Herkunftsstandort; Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, Pflanzung: zusammengefasste Daten der Felder 1999 (n=60), Herkunftsstandort: zusammengefasste Daten verschiedener Jahre (SEDDIN-Klone 1992-95 [n=100] / PAR1 und MÜGG 1991-96 [n=275]); signifikante Unterschiede zum Herkunftsstandort mit * gekennzeichnet (U-Test, p<0,05)
Abb. 39: Internodienanzahl am Ende der Vegetationsperiode auf den Pflanzflächen und am Herkunftsstandort; Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, Pflanzung: zusammengefasste Daten der Felder 1999 (n=60), Herkunftsstandort: zusammengefasste Daten verschiedener Jahre (SEDDIN-Klone 1992-95 [n=100] / PAR1 und MÜGG 1991-96 [n=275]); signifikante Unterschiede zum Herkunftsstandort mit * gekennzeichnet (U-Test, p<0,05)
Abb. 40: Blattanzahl am Ende der Vegetationsperiode auf den Pflanzflächen und am Herkunftsstandort; Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, Pflanzung: zusammengefasste Daten der Felder 1999 (n=60), Herkunftsstandort: zusammengefasste Daten verschiedener Jahre (SEDDIN-Klone 1992-95 [n=100] / PAR1 und MÜGG 1991-96 [n=275]); signifikante Unterschiede zum Herkunftsstandort mit * gekennzeichnet (U-Test, p<0,05)
Abb. 41: Blattfläche pro Halm am Ende der Vegetationsperiode auf den Pflanzflächen und am Herkunftsstandort; Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, Pflanzung: zusammengefasste Daten der Felder 1999 (n=60), Herkunftsstandort: zusammengefasste Daten verschiedener Jahre (SEDDIN-Klone 1992-95 [n=100] / PAR1 und MÜGG 1991-96 [n=275]); signifikante Unterschiede zum Herkunftsstandort mit * gekennzeichnet (U-Test, p<0,05)
Abb. 42: Blattflächenindex am Ende der Vegetationsperiode auf den Pflanzflächen und am Herkunftsstandort; Mittelwerte ± Standardabweichung, Pflanzung: zusammengefasste Daten der Felder 1999 (n=6), Herkunftsstandort: zusammengefasste Daten verschiedener Jahre (SEDDIN-Klone 1992, 93, 95 [n=3] / PAR1 und MÜGG 1991-96 [n=6])
Abb. 43: Jahreszeitliche Entwicklung des Stickstoffgehalts der Halmtrockenmassen 1998 auf den Feldern 2 und 6
Abb. 44: Stickstoffgehalt der Halmtrockenmassen der einzelnen Klone 1998; Mittelwerte ± Standardabweichung, zusammengefasste Daten der Messungen auf den Feldern 2 und 6, (n=8), Test auf signifikante Unterschiede: Friedman, post-Test Wilcoxon-Wilcox (Klone ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 45: Jahreszeitliche Entwicklung der Halmstickstoffmenge 1998 auf den Feldern 2 und 6
Abb. 46: Halmstickstoffmenge der einzelnen Klone 1998; Mittelwerte ±.Standardabweichung, zusammengefasste Daten der Messungen auf den Feldern 2 und 6 (n=8), Test auf signifikante Unterschiede: Friedman, post-Test Wilcoxon-Wilcox (Klone ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 47: Saisonale Veränderung der Stickstoffgehalte in einzelnen Sprossabschnitten von MÜGG und PAR1 auf den Pflanzungen und am Herkunftsstandort; Mittelwerte, Pflanzungen: Mittelwert der Felder 1998 (n=6), Herkunftsstandort: Mittelwert 1993-95 (n=3); WK=Wachstumskegel, 2. 4. 8. Internodium (Int.) von oben, Basis=Basalinternodium
Abb. 48: Saisonale Veränderungen der Stickstoffgehalte in der Halmtrockenmasse von MÜGG und PAR1 auf den Pflanzungen und am Herkunftsstandort; Mittelwerte ± Standardabweichungen (Pflanzungen MÜGG nach unten / PAR1 nach oben), Pflanzung: zusammengefasste Daten der Felder 1998 (n=6), Herkunftsbestand: zusammengefasste Daten 1993-95 (n=3)
Abb. 49: Stickstoffgehalte in der Halmtrockenmasse von MÜGG und PAR1 auf den Pflanzungen und am Herkunftsstandort; Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, Pflanzung: zusammengefasste Daten der Felder und Monate 1998 (n=24), Herkunftsstandort: zusammengefasste Daten Mai-Okt. 1993-95 (n=18); Test auf signifikante Unterschiede auf den Pflanzungen: ANOVA, post-Test S-N-K (Säulen ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 50: Saisonale Veränderungen der Halmstickstoffmengen von MÜGG und PAR1 auf den Pflanzungen und am Herkunftsstandort; Mittelwerte ± Standardabweichungen (Pflanzungen MÜGG nach oben / PAR1 nach unten), Pflanzung: zusammengefasste Daten der Felder 1998 (n=6), Herkunftsbestand: zusammengefasste Daten 1993-95 (n=3)
Abb. 51: Halmstickstoffmenge von MÜGG und PAR1 auf den Pflanzungen und am Herkunftsstandort; Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, Pflanzung: zusammengefasste Daten der Felder und Messungen 1998 (n=24), Herkunftsstandort: zusammengefasste Daten der Messungen Mai-Okt. 1993-95 (n=18); Test auf signifikante Unterschiede auf den Pflanzungen: ANOVA, post-Test S-N-K (Säulen ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 52: Gesamtgehalte an freien Aminosäuren in den Basalinternodien von MÜGG und PAR1 auf den Pflanzungen 1998; Box and Whiskers Plot (vgl. 2.5 Material und Methoden): Median, 1. und 3. Quartil, Mittelwert (gekennzeichnet mit +), zusammen-gefasste Daten der Felder (n=12), Test auf signifikante Unterschiede: U-Test
Abb. 53: Anteil des in den freien Aminosäuren gebundenen Stickstoffs am Gesamtstickstoffgehalt im Basalinternodium; Box and Whiskers Plot (vgl. 2.5 Material und Methoden): Median, 1. und 3. Quartil, Mittelwert (gekennzeichnet mit +), zusammengefasste Daten der Feldermittelwerte und Monate (n=12); Test auf signifikante Unterschiede: Kruskal Wallis, post-Test Dunn (Boxen ohne signifikante Unterschiede mit gleichen Buchstaben gekennzeichnet, p>0,05)
Abb. 54: Anteil der einzelnen Aminosäuren am Gesamtgehalt der freien Aminosäuren 1998; Mittelwerte, zusammengefasste Daten der Felder (n=12)
Abb. 55: Prozentualer Anteil von Prolin (PRO) am Gesamtgehalt an freien Aminosäuren in den Basalinternodien 1998; Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, zusammengefasste Daten der Felder (n=12), signifikante Unterschiede zwischen den Säulen mit * gekennzeichnet (t-Test, p<0,05)
Abb. 56: Prozentualer Anteil der Summe der hypoxieanzeigenden Aminosäuren (SER + ALA + GABA) am Gesamtgehalt an freien Aminosäuren in den Basalinternodien 1998; Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, zusammengefasste Daten der Felder (n=12), signifikante Unterschiede zwischen den Säulen mit * gekennzeichnet (t-Test, p<0,05)
Abb. 57: Gesamtgehalt an freien Zuckern in den Basalinternodien 1998; Mittelwerte ± 95 % Konfidenzintervalle, zusammengefasste Daten der Felder (n=12), signifikante Unterschiede zwischen den Säulen mit * gekennzeichnet (t-Test, p<0,05)
Abb. 58: Anteil der einzelnen Zucker am Gesamtgehalt an freien Zuckern in den Basalinternodien 1998; Mittelwerte, zusammengefasste Daten der Felder (n=12)
Abb. 59: Zusammenhang zwischen der maximalen Halmbiomassedichte und dem Verhältnis der Gesamtgehalte an freien Aminosäuren zu freien Zuckern [links] bzw. Asparagin zu Saccharose [rechts] 1998; Aminosäuren und Zucker: Mittelwerte (n=4), Kennzeichnung der unterschiedlichen Felder mit Zahlen
Abb. 60: Hasse-Diagramm: vorläufige Rangfolge der Klone nach den Parametern Ausbreitung ins Wasser, Bisamfraßschäden, Halmdichte, Halmlänge, Halmdurchmesser und Blattfläche pro Halm im Jahr 1999 (vgl. Tab. 14); Verbesserungen im erwünschten Verhalten von unten nach oben