In der vorliegenden Arbeit wurde der Einfluss von Salzstress und/oder Besiedlung mit dem arbuskulären Mykorrhizapilz (AM) Glomus intraradices auf Pflanzen-wachstum und Pflanzengesundheit von Rebstecklingen der Unterlagssorte 5BB (Vitis berlandieri x riparia) in Gewächshausversuchen untersucht. Zu diesem Zweck wurden die folgenden ausgewählten Parameter überprüft:
• (a) Biomasseproduktion • (b) biochemische Veränderungen von Stressanzeigern wie Prolin- und Malondialdehydgehalt in den Weinrebenblättern • (c) Aufnahme von bestimmten Nährstoffen (Na+, K+, Ca2+, Mg2+ und P) • (d) Mykorrhizifierungsgrad der Rebwurzeln
Die präsentierten Daten in der vorliegenden Arbeit zeigten im Allgemeinen, dass die Biomasse der unterirdischen und oberirdischen Pflanzenteile durch AM G. intraradices bei den mykorrhizierten Reben im Vergleich zu den Kontrollpflanzen in allen Salzstufen signifikant erhöht werden konnte. Nur im ersten Vegetations-versuch ist bei oberirdischen Pflanzteilen (AM-Reben, ohne NaCl mykorrhizierte Pflanzen) keine statistisch gesicherte Steigerung der Biomasseproduktion im Vergleich zu den ohne NaCl kultivierten Kontrollpflanzen (Co.-Reben) zu beobachten.
Die Salzzugabe in den Gefäßversuchen mit unterschiedlichen Konzentrationen [(0 mM (AM und Co.),171 mM (AM I und Co. I) sowie 342 mM (AM II und Co. II)] hatte eine Abnahme der pflanzlichen Biomasse in den AM-Gruppen sowie in den Kontrollgruppen zur Folge. Die höchste Reduktion des Trockengewichts durch Salzstress lag in den Kontrollpflanzen zwischen Co. II und Co. mit 64.91 % (1. Versuch) und in den AM-Pflanzen zwischen AM II und AM mit 45.5 % (1. Versuch) bei den oberirdischen Pflanzteilen.
Bei höheren Salzkonzentrationen in den AM- und Kontrollpflanzen stieg gleichzeitig signifikant der Prolingehalt in den Blättern besonders in Kontrollreben im Vergleich zu den AM-Gruppen. Somit bestätigt sich die bedeutende Funktion von Prolin zum Schutz der Pflanzen gegen den Salzstress. Weiterhin zeigten die Ergebnisse, dass durch den Anstieg von NaCl eine höhere Malondialdehyd-Konzentration in den Weinrebenblättern der Kontroll-Reben in Vergleich zu AM-Pflanzen angesammelt wurde. Im Gegensatz dazu ist in Abwesenheit von NaCl bei den AM-Pflanzen lediglich ein tendenzieller Unterschied gegenüber den Co-Pflanzen zu beobachten.
Die Mineralstoffanalysen ergaben, dass NaCl auf die Nährstoffversorgung der Reben einen negativen Einfluss hat, sodass sich durch eine Erhöhung der Salzzufuhr die Konzentrationen des Na+-Gehaltes in den unterirdischen und oberirdischen Pflanzenteilen erhöhte, während der Gehalt an K+, Ca2+, Mg2+ und P in den Pflanzen abnahm. Mit steigenden NaCl-Konzentrationen im Boden war der Rückgang der K+- und Ca2+-Konzentration im Spross im Vergleich zu ohne Salz kultivierten Pflanzen beachtlich. Besonders eklatant war die Abnahme der K+- und Ca2+-Konzentration in den höchsten Salzstufen (AM II-Reben) gegenüber den AM-Reben (ohne Salz), so dass der K+-Gehalt um 37,2 % (3. Veg.) und der Ca2+-Gehalt um 25,7 % (2. Veg.) sank. Die Behandlungen der Reben mit AM auf salzigem Boden führte zu einer tendenziellen Steigerung von Kalium, Calcium, Magnesium und Phosphor in den Wurzeln und den oberirdischen Pflanzteilen im Vergleich mit Co-Reben. Sie sind aber nur teilweise statistisch abgesichert.
Die weiteren Ergebnisse zeigten, dass die Zunahme der NaCl-Konzentration eine Reduktion des Mykorrhizierungsgrades von Wurzeln in allen Vegetations-versuchen zur Folge hatte.
Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchungen führen zu der Schlussfolgerung, dass in dieser Pflanzenforschung der Mykorrhizapilz Glomus intraradices in Anwesenheit von NaCl einen positiven Einfluss auf die Entwicklung und die Gesundheit der Rebstecklingen der Unterlagssorte 5BB im Vergleich zur Abwesenheit von NaCl hat.
Salt and other abiotic elements in the soil may lead to growth depression in plants. The aim of this study was to investigate the effect of salt stress and/or root colonization with Glomus intraradices, a type of arbuscular mycorrhizal fungus (AM), on growth and health of greenhouse-grown 5BB (Vitis berlandieri x riparia) grapevine rootstocks in three vegetation experiments. For this purpose, the following selected parameters have been measured:
a) Biomass production b) Change in degree of stress by measurement of levels of stress markers (i.e. proline and malondialdehyde) in the leaves c) Uptake of certain mineral nutrients by plants (Na+, K+, Ca2+, Mg2+ und P) d) The degree of mycorrhizal infection in the roots of grapevines
The findings of this study indicate that in both salt-free and salty soil, mycorrhizal infection of grapevine roots with AM Glomus intraradices fungi led to a significant increase in the biomass production of root and aerial parts of the grapevine plants relative to AM fungi-free control plants except for the first vegetation experiment in which the biomass production of aerial parts of plants grown in salt-free soil, in the presence of mycorrhizal fungus were not significantly improved as compared to control plants.
Salt stress induced in the arbuscular mycorrhized and AM fungus-free plants by addition of NaCl, at different concentrations of 0 mM (AM and Co), 171 mM (AM I and Co I) and 342 mM (AM II and Co II) resulted in a significant decrease in plant biomass production in both AM-infected and AM-free (control) plant groups. The reduction in dry weight of aerial parts of plants, due to salt stress, was more significant in the Co II as compared to the Co plants (64.91%,1st vegetation) and in the AM II as compared to AM (45.5%,1st vegetation).
Salt stress study demonstrated that increasing in the concentration of NaCl in both arbuscular mycorrhized and AM-free plant groups leads to significant increase in the level of a known stress-protective amino acid, proline, in the leaf. This effect was more prominent in AM-free plants as compared to mycorrhized plants. This finding further supports the important role of proline in protecting plants against salt stress. Additionally, salt stress resulted in a higher malondialdehyde (MDA) accumulation in the leaves of the AM-free control vines as compared to mycorrhized plants. However, in the absence of salt, no significant difference was observed between mycorrhizal and AM-free plants.
The analyses of the mineral nutrients in aerial parts of plants and root demonstrated that presence of NaCl in soil increases Na+ level in the plant organs. In contrast, the levels of K+, Ca2+, Mg2+ and P were found to be reduced in plant organs as the concentration of NaCl was increased in the soil. In addition this reduction is more pronounced in AM-free (control) plant groups in comparison to mycorrhizal vines. These results are only partly statistical supported. On the salty soils the reduction of K+ and Ca2+-concentrations in aerial part of plants was prominent compared to salt-free soil. Especially significant was the reduction of the K+- and Ca2+–concentrations in the highest salt level (AM II-vines) against AM-vines (without salt). The K+-content was reduced by 37.2% (3st vegetation) and the Ca2+-content decreased by 25.7% (2st vegetation).
Furthermore, investigating the effect of salt on colonization of mycorrhization in vine roots revealed that the increase in the NaCl concentration reduces colonization of mycorrhization in all vegetation experiments.
The results of the present investigations lead to the conclusion that the mycorrhizal fungus Glomus intraradices had a better impact on the growth and the health of 5BB grapevine rootstocks in the presence of NaCl than in the absence of NaCl.
