Adventivbewurzelung der Wurzelteilstücke

Der Anteil von Teilstücken mit Adventivbewurzelung lag durchschnittlich bei 28 % und war damit bereits nach 3 Monaten Regeneration höher als im 'screening'-Versuch. Nur Inga heterophylla entwickelte als einzige Art keine Adventivwurzeln. Wie im 'screening'-Versuch wurde die Mehrzahl neuer Adventivsprosse an Teilstücken ohne Adventivbewurzelung beobachtet. Aber auch hier galt, daß die Austriebsraten durchgehend höher waren wenn Teilstücke Adventivwurzeln entwickelt hatten (Tabelle 40).

Tabelle 39: Korrelation der Anzahl neu gebildeten Adventivsprosse bzw. der Masse neuer Adventivsprosse mit der Länge, dem Volumen und der Masse von Wurzelteilstücken.

Art Korrelation Anzahl der

Sprosse vs.

Spearman r

p n

Länge des Wurzelstückes 0,79 ≤ 0,001 47 Lacistema pubescens Volumen des Wurzelstückes 0,69 ≤ 0,001 40 Masse des Wurzelstückes 0,73 ≤ 0,001 22 Länge des Wurzelstückes 0,33 ≤ 0,01 65 Banara guianensis Volumen des Wurzelstückes 0,38 ≤ 0,001 92 Masse des Wurzelstückes 0,26 ≤0,05 22 Länge des Wurzelstückes 0,62 ≤ 0,001 91 Vismia guianensis Volumen des Wurzelstückes 0,55 ≤ 0,001 91 Masse des Wurzelstückes 0,67 ≤ 0,001 46

Länge des Wurzelstückes 0,13 ns 18

Abarema jupunba Volumen des Wurzelstückes 0,72 ≤0,001 18 Masse des Wurzelstückes nicht berechnet

Länge des Wurzelstückes 0,55 ≤ 0,05 51 Inga heterophylla Volumen des Wurzelstückes 0,62 ≤ 0,001 50 Masse des Wurzelstückes 0,67 ≤ 0,01 42

Länge des Wurzelstückes 0,21 ns 27

Inga macrophylla Volumen des Wurzelstückes 0,55 ≤ 0,001 36 Masse des Wurzelstückes 0,35 ≤ 0,05 26

Art Korrelation Masse der

Sprosse vs.

Spearman r

p n

Länge des Wurzelstückes 0,69 ≤ 0,001 34 Lacistema guianensis Volumen des Wurzelstückes 0,67 ≤ 0,001 27 Masse des Wurzelstückes 0,55 ≤ 0,001 9 Länge des Wurzelstückes 0,61 ≤ 0,001 40 Banara guianensis Volumen des Wurzelstückes 0,70 ≤ 0,001 39 Masse des Wurzelstückes 0,81 ≤ 0,001 18 Länge des Wurzelstückes 0,62 ≤ 0,001 75 Vismia guianensis Volumen des Wurzelstückes 0,61 ≤ 0,001 75 Masse des Wurzelstückes 0,82 ≤ 0,001 34

Länge des Wurzelstückes 0,17 ns 18

Abarema jupunba Volumen des Wurzelstückes 0,76 ≤0,001 18 Masse des Wurzelstückes nicht berechnet

Länge des Wurzelstückes 0,50 ≤ 0,05 18 Inga heterophylla Volumen des Wurzelstückes 0,71 ≤ 0,01 18

Masse des Wurzelstückes 0,45 ns 9

Länge des Wurzelstückes 0,26 ns 18

Inga macrophylla Volumen des Wurzelstückes 0,51 ≤ 0,05 17

Masse des Wurzelstückes 0,14 ns 7

Tabelle 40: Austriebshäufigkeit in Abhängigkeit von der Bildung von Adventivwurzeln an Wurzelteilstücken.

Entwicklung von Adventivwurzeln

nein ja

Art Austrieb

[%]

Anzahl Wurzelteilstücke

Austrieb [%]

Anzahl Wurzelteilstücke

Lacistema pubescens 53 43 100 4

Banara guianensis 22 67 75 28

Vismia guianensis 62 69 100 22

Abarema jupunba 17 12 50 6

Inga heterophylla 33 52 0 0

Inga macrophylla 21 28 50 12

Eine Beziehung zwischen Teilstücklänge, -masse oder -volumen und der Häufigkeit der Adventivbewurzelung von Teilstücken konnte bei keiner der untersuchten Arten gezeigt werden. Unter Vernachlässigung von I. heterophylla, die an keinem der untersuchten Teilstücke Adventivwurzeln bildete, zeichnete sich eine allgemeine Tendenz ab, nach der die Entwicklung von Adventivwurzeln häufiger an Wurzelteilstücken größerer Stücklängen stattfand oder es einer Mindeststücklänge bedurfte, um Adventivwurzeln auszubilden. Im Falle der Leguminosen A. jupunba und I. macrophylla setze die Bildung von Adventivwurzeln erst bei Teilstücklängen von 30 - 50 cm ein, bei B. guianensis und V.

guianensis bereits bei ≤ 10 cm. Bei den beiden letztgenannten Arten erhöhte sich der Anteil adventivbewurzelter Teilstücke mit zunehmender Stücklänge (Tabelle 63 im Anhang).

Nur Banara guianensis produzierte Adventivwurzeln, deren durchschnittliche Massen 0,01 g pro Wurzelteilstück überschritten.

8.3 Zusammenfassung und Diskussion

Von 35 untersuchten Arten zeigten 30 die Fähigkeit zur vegetativen Regeneration aus Wurzelteilstücken. Die Sproß- und Wurzelteilstücke einzelner Arten konnten dabei 204 d lang überleben und verzeichneten Wachstum. KINSMAN (1990) beobachtete die Teilstückerneue-rung an 22 neotropischen Unterwuchsarten aus 8 Familien im Bestand. Innerhalb eines 4monatigen Regenerationszeitraumes überlebten 92 %, nach 8monatigem 69 % aller Teilstücke und produzierten Triebe. Mit 17 % im ersten und 52 % im zweiten Teilversuch fiel die durchschnittliche Regenerationsrate in der vorliegenden Untersuchung niedriger aus. Die Ursache für den geringeren Wiederaustrieb in der vorliegenden Arbeit könnte an der

speziellen Regenerationskapazität der ausgewählten Arten liegen. Andererseits spielen die besonderen Wachstumsbedingungen im Unterholz des Regenwaldes eine wichtige Rolle. Im Gegensatz zu einem bewuchslosen Pflanzbeet ist im Unterholzbestand eines Regenwaldes mit geringeren Amplituden der Luft- und Bodenfeuchteschwankungen zu rechnen. Nach GREIG (1993) sind humide Bedingungen eine wichtige Voraussetzung für ein langfristiges Überleben der sich regenerierenden Teilstücke. Regenerationsraten von bis zu 100 % wurden in der vorliegenden Arbeit erst bei größeren Stücklängen (≥ 30 cm) beobachtet.

Die Arten der Myrtaceae zeichneten sich durch überdurchschnittlich hohe Austriebs-häufigkeiten schon bei geringen Stücklängen aus (≤ 30 cm). Myrtaceae haben eine hohe Abundanz in der regionalen Sekundärvegetation, sowohl in der Initialphase (CLAUSING, 1994) als auch in späteren Entwicklungsstadien der Regeneration (DENICH, 1989; BAAR, 1997). Nach eigenen Beobachtungen und nach Angaben verschiedener Autoren (DENICH, 1989; SKATULLA, 1994; NUÑEZ, 1995) verfügen die Myrtaceae im allgemeinen über hohe vegetative Regenerationskapazität und Überlebensfähigkeit in der Vegetation, welche sich auch im hohen Regenerationsvermögen aus Teilstücken widerspiegelte.

Die vegetative Regenerationskapazität der Arten B. guianensis, L. pubescens, V.

guianensis und I. heterophylla war eng mit den Dimensionen Länge, Volumen und Masse der Teilstücke korreliert, aus denen die Adventivtriebe hervorgingen. Dieses Ergebnis steht im Widerspruch zu den Resultaten von KINSMAN (1990), die eine Abhängigkeit der Entwicklung neuer Triebe von der Stücklänge oder der -masse nicht belegen konnte. GREIG (1993) hingegen beobachtete bei verschiedenen Arten der Gattung Piper eine positive Beziehung des Wachstums von Adventivtrieben mit zunehmender Länge von Wurzelschnittlingen. Die Intensität des Adventivtriebwachstums wurde ferner in art-spezifischer Weise durch Lichtgenuß und Bodentemperaturen beeinflußt.

Der Anteil der Leguminosen an der Gesamtphytomasse in einer typischen 4jährigen Brachevegetation kann bis zu 40 % beitragen, der der Art A. jupunba allein 12 %.

Leguminosen treten zahlenmäßig selten in der Sekundävegetation auf, besitzen häufig aber eine hohe individuelle Biomasse (DENICH, 1989). Erstaunlicherweise zeigte die Gruppe in beiden Regenerationsversuchen geringe Fähigkeiten zur Teilstückregeneration, sowohl an Sproß- als auch an Wurzelteilstücken. Eine hohe, individuelle Reproduktionsleistung in der

Sekundärvegetation sowie hohe Stärkeeinlagerungen in den unterirdischen Pflanzenorganen (Abschnitt 7.1 ) implizieren also nicht gleichzeitig die Fähigkeit zur Teilstückregeneration.

Die Pflanzen, die in der Gruppe 'Pionierarten' zusammengefaßt wurden, besitzen ein hohes generatives Regenerationspotential. Sie stellten sich schon in der Initialphase der Regeneration als frühe Arten der Sukzession ein, indem sie sich aus der Samenbank der Bracheflächen erneuerten und gegebenenfalls auch aus Nachbarflächen eingetragen wurden.

(SKATULLA, 1994; CLAUSING, 1994; JACOBI, 1997). Vor diesem Hintergrund ist das geringe vegetative Regenerationspotential im Teilstückversuch erwartungsgemäß. Analog zu den vorliegenden Ergebnissen beobachtete auch GREIG (1993) bei Schnittlingen früher Arten der Sukzession eine hohe Mortalitätsrate und eine geringe Fähigkeit, Adventivwurzeln zu bilden, die sie mit genetischer Determination erklärt.

In bezug auf die in den Feldexperimenten durchgeführten Behandlungen lassen sich aus den Versuchen zur Teilstückregeneration folgende Rückschlüsse ziehen:

A. jupunba und I. macrophylla scheinen unter den ausgesuchten Leguminosen am besten an die Bedingungen der traditionellen Wald-Feld-Wechselwirtschaft mit Brandrodung (gebr) angepaßt, da dieses Flächenmanagement die unterirdischen Anteile der Vegetation am wenigsten negativ beeinflußt. Manuelle Entstockung (entst) sowie maschinelle Rodungs-verfahren mit anschließender Bodenbearbeitung (P,E, P,E,R) führen zwangsläufig zur intensiven Fragmentierung des Wurzelsystems, was im Falle dieser Arten die vegetative Regenerationskapazität drastisch vermindert. Die geringen Austriebsraten im 'screening'-Versuch (mit kurzen Teilstücken) legen die Vermutung nahe, daß diese Aussage auch auf I.

thibaudiana zutrifft.

Die Myrtaceae sowie B. guianensis, L. pubescens und V. guianensis trieben schon bei geringen Stücklängen erneut aus. Ob diese Fähigkeit deren Überlebenschancen nach maschineller Flächenbearbeitung gegenüber den Leguminosenarten erhöht, müßte im Feldversuch genauer verifiziert werden.

Für verschiedene neotropische Pflanzenarten wurde die Fähigkeit zur vegetativen Teilstückregeneration, Sproß und Wurzel, nachgewiesen (GREIG, 1993). KINSMAN (1990), die das Schicksal einzelner Bruchstücke über die Dauer mehrerer Jahre beobachtete, bewertet diese Regenerationsform als wichtigen Beitrag zur Erhaltung der Vegetationsstruktur und der Populationsökologie tropischer Regenwälder. Ob sich die Teilstücke in der Vegetation

letztlich etablieren können, hängt von einer Reihe weiterer biotischer und abiotischer Faktoren ab. Hierzu zählen interspezifische Konkurrenz im dicht durchwurzelten oberen Boden-horizont, allelopathische Wirkungen im Bestand (UHL, 1987), gespeicherte Energievorräte, Lichtgenuß, Luft- und Bodentemperaturen, Wasserangebot sowie die kurz- und langfristigen Veränderungen dieser Faktoren (KINSMAN, 1990). Von den Einflußgrößen ist die Wasser-versorgung von ausschlaggebender Bedeutung für das Überleben. Teilstücke, die während der Flächenbehandlungen nicht vollständig von ihrem Feinwurzelsystem getrennt wurden oder in der Lage sind, schnell neue Adventivwurzeln zu bilden, dürften Überlebensvorteile besitzen.

Die durchgehend höheren Regenerationsraten bewurzelter Teilstücke gegenüber den niedrigeren Regenerationsraten unbewurzelter Teilstücke weisen darauf hin. GREIG (1993) bestätigte, daß sich die Überdauerungsfähigkeit von Teilstücken in der Vegetation erhöht, sobald diese einmal Feinwurzeln ausgetrieben hatten. Die Bewurzelung führte außerdem zu schnellerer Triebentwicklung im Vergleich zu unbewurzelten Teilstücken.

Generell kann festgestellt werden, daß Regeneration aus Teilstücken unter den Bedingungen der traditionellen Wald-Feld-Wechselwirtschaft eine untergeordnete Rolle spielt. Durch schnelleres Regenerationstempo und höhere Wachstumsintensität erweist sich die Bildung von Adventivsprossen an Baumstümpfen und ungeschädigten Wurzelsystemen als wesentlich konkurrenzkräftiger als die Teilstückregeneration.

Hingegen dürfte unter den besonderen Bedingungen der mechanisierten Flächen-bestellung, bei der ein Großteil des Wurzelsystems zerstört wird und eine intensive Teilstückbildung auftritt, sich der Anteil der vegetativen Regeneration aus Bruchstücken erhöhen. Es ist aber zu bezweifeln, daß die Teilstückregeneration die Rolle der vegetativen Regeneration des unbeeinflußten Wurzelsystems übernehmen kann, da die Produktivität der Wurzelteilstücke niedrig ist. Dies betrifft sowohl die Produktion von Adventivwurzeln wie von Adventivsprossen.

9 Abschließende Diskussion der Ergebnisse

Der Hauptschwerpunkt dieser Arbeit lag in der Beschreibung des Wurzelsystems der Brachevegetation. Es wurden saisonale Wachstumsmuster am Beispiel der ungestörten Sekundärvegetation und die unterschiedliche Wirkung der Flächenbehandlungen auf die Produktivität und die Massen- und Längenvorräte des Wurzelsystems dargestellt. Diese wurden anhand unterschiedlicher Methoden bestimmt. In einer kurzen Darstellung werden nun zunächst Vor- und Nachteile der Methoden erläutert, soweit dies noch nicht in vorange-gangenen Abschnitten der Fall war.

Ein weiterer Schwerpunkt bestand in der Beschreibung des Wachstums der oberirdischen Vegetation. Im Abschnitt 9.3 wird dargestellt, welche Wechselbeziehungen zwischen den unter- und oberirdischen Vegetationsanteilen bestanden. In der Diskussion werden ausge-wählte Parameter der Ergebnisse erneut aufgegriffen und zueinander in Beziehung gesetzt.

Darauf folgend sollen Aussagen abgeleitet werden, wie die verschiedenen Landnutzungs-verfahren einen Beitrag zur nachhaltigen Produktionssicherung leisten können oder wie hoch ihr Degradationspotential ist.