Seasonal variation of the sprouting ability of rhizome/root buds and concentrations of storage compounds in <em>Calystegia sepium</em> (L.) R. Br. and <em>Convolvulus arvensis</em> L.

Autor/innen

  • Leonie Willeke
  • Hans-Jörg Kraehmer
  • Roland Gerhards
  • Wilhelm Claupein

DOI:

https://doi.org/10.5073/jka.2012.434.090

Abstract

Convolvulus arvensis (CONAR) and Calystegia sepium (CAGSE) are widespread perennial weeds. Our field results demonstrate that the early application of herbicides usually does not result in complete control. Seasonal changes of the sprouting ability of rhizomes or root buds and the transport of different organic compounds within plants were therefore analyzed as possible indicators for times of maximum phloem and herbicide transport. Rhizome and root pieces from fields in Southern Germany were used. CAGSE buds remained completely dormant until March. Their sprouting ability increased up to over 90 % in May. CONAR buds sprouted only from May onwards and reached a maximum of over 90 % in June. After September, the sprouting ability decreased sharply until the underground organs became dormant in November.

Greenhouse experiments were carried out to analyze the carbon and nitrogen concentration of roots and rhizomes with isotopic ratio mass spectrometer analysis (IRMS), sugars (fructose, glucose, sucrose) by using high-performance liquid chromatography (HPLC) and starch concentrations by polarimeter. Experiments started at the time of first shoots in spring and finished with the onset of winter dormancy in fall. Our results show that CAGSE exhausts starch in rhizomes up to mid-June and CONAR in roots up to late June. Thereafter, the amount of storage compounds increased again. By October, the starch concentration of dry weight in roots and rhizomes reached 11-12 % more than in spring. The November values were 21 % and 18 %, respectively. Sugar concentrations vary during the growing period from 1.5 % to 6 % related to dry weight. At the end of June, an increase was recorded in parallel to starch accumulation. These results are discussed as parameters for the control of both species.

Keywords: Bindweed, carbon, nitrogen, perennial weed, starch, sugar

Jahreszeitliche Veränderung der Austriebsfähigkeit der Rhizom- und Wurzelknospen und der Speicherstoffkonzentrationen von Calystegia sepium (L.) R. Br. und Convolvulus arvensis L.

Convolvulus arvensis (CONAR) und Calystegia sepium (CAGSE) sind weit verbreitete mehrjährige Unkräuter. Unsere Feldversuche haben gezeigt, dass eine frühe Herbizidapplikation in der Regel zu keiner vollständigen Bekämpfung führt. Aus diesem Grund wurden die saisonalen Veränderungen der Austriebsfähigkeit von Rhizom- und Wurzelknospen und der Transport verschiedener organischer Verbindungen in den Pflanzen als mögliche Indikatoren für die Zeiten des maximalen Phloem- und Herbizidtransports analysiert. Es wurden Rhizom- und Wurzelstücke von Ackerflächen in Süddeutschland verwendet. Die Rhizomknospen von CAGSE blieben bis März dormant. Ihre Austriebsfähigkeit stieg im Mai auf über 90 %. Die Wurzelknospen von CONAR trieben ab Mai aus und erreichten ein Maximum von über 90 % im Juni. Die Keimfähigkeit fiel ab September stark ab, bis im November die unterirdischen Organe vollständig dormant waren.

Gewächshausversuche zur Bestimmung der Kohlenstoff- und Stickstoffkonzentration in Wurzeln und Rhizomen wurden durchgeführt. Die Analysen erfolgten mit einem Isotopenverhältnis-Massenspektrometer (IRMS), Zuckerkonzentrationen (Glucose, Fructose, Saccharose) wurden mittels Hochleistungs-Flüssigchromatographie (HPLC) gemessen, Stärkekonzentrationen mit dem Polarimeter. Die Experimente begannen mit dem ersten Austrieb im Frühjahr und endeten im Herbst zu Beginn der Winterruhe. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die untersuchten CAGSE-Rhizome bis Mitte Juni und CONAR-Wurzeln bis Ende Juni vermehrt Stärke abbauten. Im Anschluss stieg die Speicherstoffkonzentration wieder an. Im Oktober lag die Stärkekonzentration bezogen auf die Trockenmasse in den Wurzeln und Rhizomen um 11-12 % höher als im Frühjahr. Im November lagen die Werte bei 21 % bzw. 18 %. Zuckerkonzentrationen schwankten bezogen auf das Trockengewicht während der Vegetationsperiode zwischen 1,5 % und 6 %. Ende Juni wurde wie bereits bei der Stärke eine Zunahme gemessen. Die Ergebnisse werden als Parameter der Bekämpfung der beiden Arten diskutiert.

Stichwörter: Kohlenstoff, perennierende Unkräuter, Stärke, Stickstoff, Winden, Zucker

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Veröffentlicht

2012-03-13

Ausgabe

Rubrik

Populationsdynamik und Biodiversität / Population Dynamics and Biodiversity