Forum für winterharte und tropische Palmen, Agaven & Yucca, Bananen, Baumfarne, Palmfarne und andere exotische Pflanzen
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Autoren:
Walter Larcher Prof. bot. Institut Insbruck
Ursula Lütz-Meindl
Universität Salzburg
Elisabeth Ralser
Masaya Ishikawa
Nationales Institut für Agrarbiologische Wissenschaften
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Abstrakt :
Blätter von Trachycarpus Fortunei von Palmen, die in warm-gemäßigten Regionen Europas und Japans als Zierpflanzen im Freien wachsen, wurden auf niedrige Temperaturen unter dem Gefrierpunkt abgekühlt, und der Prozess der Eisbildung wurde mithilfe der Differentialthermoanalyse (DTA) verfolgt.
Die Inaktivierung der Photosynthesefunktion wurde durch In-vivo-Chlorophyllfluoreszenz bestimmt und das Fortschreiten der Verletzungen während des Einfrierens wurde durch Lebensfähigkeitstests nach dem Auftauen untersucht.
Die Ultrastruktur von Mesophyllzellen wurde mittels Transmissionselektronenmikroskopie untersucht. Die Verkrustung von Zellwänden durch Siliciumdioxid wurde mittels qualitativer energiedispersiver Röntgenanalyse (EDAX) an Proben von Trachycarpus Fortunei, Washingtonia filifera und dem Bambus Pseudosasa japonica dokumentiert.
Die DTA zeigte typische Gefriermuster mit einer Hochtemperatur-Exothermie bei etwa -6 bis -8 °C und einer breiten Niedertemperatur-Exotherme mit einem Anstieg von etwa -13 bis -14 °C. Sobald das Gewebe erstarrte, traten charakteristische Veränderungen in der Kinetik der In-vivo-Fluoreszenz auf.
Bei Temperaturen über dem Auftreten der geringen Exotherme konnte keine irreversible Inaktivierung der Photosynthese oder Schädigung festgestellt werden. Innerhalb kurzer Zeit nach Erreichen des Exothermenpeaks wurde festgestellt, dass die Blattsegmente tödlich geschädigt waren. Sowohl In-vivo-Fluoreszenz- als auch Lebensfähigkeitstests zeigten deutlich, dass Trachycarpus-Blätter bis zu recht niedrigen Temperaturen im anhaltend unterkühlten Zustand bleiben.
Der Spannungszustand von Wasser bei Unterkühlungsschwellentemperaturen von Trachycarpus-Blättern wurde gemäß der Gleichung von Rajashekar und Burke (1982) berechnet und beträgt etwa -14 MPa.
Eine Erklärung für die dauerhafte Aufrechterhaltung einer derart großen Verschiebung vom thermodynamischen Gleichgewicht könnte darin liegen, dass die durch EDXA nachgewiesene Verkrustung von Siliziumdioxid die Unterkühlung begünstigt, indem sie die Steifigkeit der Zellwände und/oder den Widerstand gegen das Wachstum von Eiskristallen erhöht.
LG
Claus
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