Einwirkung yon Feuchtigkeit und Licht auf das L~ngenwachstum

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Einwirkung yon Feuchtigkeit und Licht auf das L~ngen- wachstum yon Keimlingen.

Von Helene Jacobi (Wien).

(Arbeit aus der biologischen Versuchsanstal~ in Wien.)

Am Schlusse meiner Arbeit fiber die ,Wirkung verschiedener Lichtintensitiit und Beleuchtungsdauer auf das Li~ngenwachstum etiolierter Keimlinge' 1), berichtete ich fiber einige Untersuchungen, welche ich ausftihrte, um festzustellen, in welcher Weise die beobachteten Reaktionen der belichteten Keimlinge durch eine feuchte Atmosphare beeinflu~t werden, lnsbesondere wollte ich erfahren, ob eine dieser Erscheinungen, niimlich, daii die in gewShniicher Luft im Dunkeln gezogenen Keim- linge rascher wachsen, wenn sie kurze Zeit dem Lichte ausgesetzt und dann im Dunkeln welter kultiviert werden, bei grOlSerer Luftfeuchtig- keit gleichfalls eintrete.

Bei diesen wenigen Experimenten zeigte es sich, dab die Beschleu- nigung des Wachstums auch bei ErhShung der relativen Feuchtigkeit eintritt, daft jedoch die hiezu notwendige Beleuchtungszeit eine andere ist als jene, die bei den trocken gehaltenen Pfianzen das schnellere Wachstum hervorruft. Da die Anzahl der diesbezfiglichen Versuche nur eine geringe war, konnten sie nut als Vorversuche gelten und wurden daher zwecks genauerer Beobachtung fortgesetzt.

Die Versuchsanstellung war folgende:

Versuchspflanzen: t)haseolus vulgaris, Triticum vulgare.

Wenn die Keimlinge unter dem Dunkelsturz die L~nge yon 1 - - 3 cm erreicht hatten, wurden sie bei sehr schwachem Licht rasch gemessen.

Von zwei TSpfen, yon denen jeder mit 5 Keimiingen beschickt war, wurde je einer erhSht in eine wassergeifillte Glasschale gestellt und mit einem ca. 21 fassenden Glaszylinder bedeckt. Zwei andere TSpfe wurden ebenso adjustiert, jedoch kein Wasser in die Glasschale g.egeben. Alle Glasstfirze waren gleich gro~, ihre W~tnde gleich dick und aus dem gleichen Glase. Die TSpfe wurden nach erfolgter Messung der Keim- linge wieder verdunkelt. Nach einer Stunde wurden die Keimlinge eines trocken und eines feucht gehaltenen Topfes dem Lichte eine bestimmte Zeit ausgesetzt und hierauf ins Dunkle gestellt.

Lichtquelle waren 2 Kohlenfadenlampen a 50 NK. Die Belichtungs- dauer betrug bei l~haseo~us vulgaris 1 Sekunde his 15 Minuten, bei Triticum vulgare 1 Sekunde bis 21/2 Stunden. Die Keimlinge wurden 1 m yon der Lichtquelle entfernt aufgestellt.

Messungen der Temperatur ergaben an dem Aufstellungsplatze der Pfianzen nach 10 Minuten eine Steigerung yon ~/2 ~ C. Ffir eine liingere Beleuchtungsdauer ergibt sich aus den Daten in der eingangs erwi~hnter, Arbeit (S. 1024), dal~ bei einstfindiger Beleuchtung eine Steigerung voa 180 C auf 220 C eintritt, und zwar be, i normaler Luftfeuchtig- keit, yon 18 o auf 23 ~ wenn eine Glaswanne fiber die Pfianze gestellt wird, ohne da~ auf irgend eine andere Weise dio Feuchtigkeit der Luft 1) Sitzungsber. d. k. Ak. d. Wiss. in Wien, math.-naturw. K1, Bd. CXX, Abt. 1, Juli 1911, p. 1001.

95 erhSht worden wi~re, als durch die Transpiration der Keimlinge und des Wasserdunstes aus der Topferde. Unter dem Glaszylinder der feucht gehaltenen Pflanzen Zeigte sich auch nach einsttindiger Beleuchtung k e i n e ErhShung der Temperatur im Vergleiche zur Aui~entemperatur.

Je ein feuch~ and ein trocken gehaltener, mit Keimlingen beschickter Topf verblieben als Kontroilversueh im Dunkeln. Nachdem die belich- teten Ptlanzen ins Dunkle zurtickgestellt waren, wurden die Glassttirze von den troeken gehaltenen Keimlingen abgehoben. Es waren vier Parallelversuche autgestellt:

1. Feucht gehaltene, belichtete Keimlinge;

2. feucht gehaltene, kontinuierlich verdunkelte Keimlinge;

3. trecken gehaltene, belichtete Keimlinge;

4. trocken gehaltene, kontinuierlich verduukelte Keimlinge.

Die erste Messung erfolgte, wie schon erwiihnt, vor der Be~lichtung, die zweite am nachsten oder tibernitchsten Tage. Die folgenden Tabellen zeigen der Kfirze halber nut die Wachstumsintensititten, wie sie sich

aus den Liingen tier Keimlinge an den zwei Mef~tagen ergeben.

Die zur Berechnung verwendeten L~ngen sind der Durchschnitt yon je 5 Pfianzen,

Aus den Tabellen ist zu ersehen, dali die feucht gehaltenen Keim- linge im allgemeinen wohl rascher wachsen als die trocken gehaltenen.

Jedoch kommen auch Fiille vor, in denen die trocken gehaItenen Licht- und Dunkelpflanzen eine grSi~ere Wachstumsintensit~tt zeigen als die feuchtgehaltenen, and zwar sind dies bei _Phaseolus ca. 8 ~ der Ver- suche mit Lichtpflanzen, 6% derjenigen mit Dunkelpflanzen; bei Triti- cure stellt sich das Verhiiltnis auf ca. 10o~, bzw. 15"3ofi.

Ferner lassen die Tabellen die schon eingangs erw~thnte Wachs- lumsbeschleunigung erkennen, welche die belichteten gegentiber den Dunkelpfianzen erhalten. Ihr Verhalten ist dasselbe, wie das bei den genannten Vorversuchen: die Beschleunigung der feucht gehaltenen Lichtpflanzen eriblgt nicht genau bei denselben Belichtungszeiten wie bei den trocken gehaltenen. Wii, hrend sie bei letzteren, wie meiue eingangs genannte Arbeit ergab, nach 15 Sekunden bis zu einer Minute Belicla- tungszeit im Lichte eintritt, zeigt sie sich in feuchter Luft bei Phaseolus in einzelnen Fallen schon nach 1 Sekunde Belichtungsdauer. Bei liingerer Beleuchtungszeit hiiufen sich die beschleunigten F~tlle and erreichen bei 5 Minuten ihr Maximum. Von da an nimmt ihre Zahl ab, bis sie nach 10--12 Minuten w~thrender Beleuchtung ganz verschwinden und sich nur mehr VerzSgerungen erkennen lassen.

:Triticum vulgare verh~lt sich, bis auf vereinzelte Ausnahmsf~tlle, anders als Phaseolus. Erstens zeigen sich die Beschleunigungen in grSi~erer Anzahl erst ab 45 Sekunden Exponierung; zweitens hiiufen sie sich zwar bei 5 Minnten, verschwinden abet auch nach zweisttindiger Beleuchtung noch nicht.

Hiebei sei erwiihnt, da,5 es nicht ohne Einfiuii blieb, ob die Mes- sungen am zweiten oder dritten Versuchstage vorgenommen wurden.

Bei t)haseolus war die Beschleunigung am dritten Tage gleich of~ ocler gar hiiufiger zu sehen als am zweiten Tage. 1'riticam jedoch zeigte am dritten Tage nur selten mehr eine Beschleunigung.

Tabelle 1.

Wachstumsintensittiten.

/11"931 95 "771"79 15 Sekunden

I

5.4:5 4.04 8-64

1~ 1. 2. 2. 1. 1.

2 Sekunden '2"182-4:62 3312 O~ '2 052 231"411 4:4 2"882 282"7411 9fi 2 652 262 17i2-5{~ 21112 091 7311 71 '2 072 301 691 5f

3. 2. 1. 30 Sekunden 3.

!4:.4:54:.763 673 ~[

2"5011"641.631

il 3 Sekunden ib-- 14:'8C 5"02 4 06 3"69 3"43 2"94 3"0 3"47 3"71 2"503'8 3"53 45 Sekunden 7 48 7"04 1'9~6"10 2 22 2 03 t'77 1"54 177 '2-11 t551 53 4~}3 39~ 152 96 2 2G 2'25 1 ~67 I 89 2"5~ 2"46 2 212'13

3. 1. 1. 1. 1.

1:

4 Sekunden 2"90 3'8~ 3'96 3"41 1 8~ 1"93 1"42 ['4:2 2 91 2"64 2 18 2"27 2"8~ 3 272 38 2"4:8 1 Minute 6"006"o84 504 37 3'513 342 672 23 112 163 06 2"4:6 2'93 ! I /

10 Sekunden 2. 3 3fi 2"65 2"80 2. 3'8~ 3 623"47 1... 2"91 162"20 2 Minuten , 11.8113.1.2,6s,.9 3. If9 00.7"3116-9417 50

2. 2. 1.

3 Minuten .'93 1"95 1-5~ 1"5~ 2. 1"48 3"14 3"2~ 3"1~ 1. 84 2"18 1"0~ 1"71 1. i'62 6'33 3"8( 4: 25 I. 1. 2. tO Minuten |'72 2"64 2"45 2"6~ | 89~8 ~,282"531.9f _. 2321.691 67 15 Minuten 1. 2 85 2"80 2"65 2 8~ 1. 2 19 t'85 1"391 33

2. 3'6 1. 1"6 2. 3"3 2. 3'5 1. 26 2. 32 2. 3"1 1. 1.6 1. 1. Jede Zahl ist der Durchschnitt yon je 5 Keimlingen. Zahl der aufgestellten Versuchsrcihen: 91. Zahl der verwendeten Keimlinge: 1760. Die fettgedrackten Ziffern zeigen die Beschleunigungen an.

5 Minuten i |'643'03 2"6( 3'42 I L'69 1'59 1 34 1 99~ ;'32 3 75 3'9~ 4 o41 t'533 503'9r 4:65 I ! 672 522.3c 2-78 20 2.69 20i 3-51, 1.10 2.80 2.1I 2.76 .'69 1"58 1-4~ I "751 30 Minuten ,~'00 2"80 2" 16 ~)-19 2. ,~'82 2"72 1"85 ~-34 2. 2. I

1. 2. 1. 1. 1. 2. 2. 1.

S Minuten ! Stunde "80 8"84 ; 903 8f ~,'20 3'8f

1. 1. 2. 1. 3. 3. 3.

7 Minuten P47 2"46 i2"2012"09 i 9311 96 1"73186 |1713"45 ~'26 3"33 ! 86[3 02 a'123'38 ~'0~}15 O0 3-754"64 9 5"00 5 31 2 Stunden 1.00 : O0 '00 e.D

Tabelle 2. 1)haseolus vulgavis. Waehstumsintensitiiten. I. Feucht gehaltene, beleuchteb Keimlinge. III. Troeken gehaltene, beleuchtete Keimlinge. II. Feueht gehaltene, im Dunkeln gezogene Keimlinge. IV. Trocken genaltene, im Dunkeln gezogene Keimlinge. 3Ieztage I l HI. Me~t'~gc~ I IlL 5Ie~tagel ii. iii. IV. )b~t~ge~ iii. I Mc~tage~ [ n~chderll I II. IlI. IV. rl~cll dot I uach 4er uuch tier ',I nach tier'i] I. 1I. IV. Auf- [ I. Auf- I. I[. IV. Aur- I. II. IV. Auf- I. AuG ;~ ste lung , stelluag { stetlung I[ stellung [[ ' : stelhlng I t r oo

B e 1 e u c h t u n g s z e i t 3 Sekunden ]. 1. 1 2. 2. il 2. ,'2"102 3711"221 87] 3. .2.~5 / ! :3' 66 3' lOi! l 66!1' 481 2. 2"43,1 48~1"40

i 2 Sekunden

!i

2"42 1"41 1 58 2'42 1"43 1"47 2'09 1"48 1'81 1"74 ] 26 1'14 [ 56 1"251'43 [ 74 1"29 1"41 1'82 1"261 29 15 Sekunden ~ Sekunden 9 2 40!2 4511"551 33 1. 12 ~'451 43 1'1011"391"011l 21[ 1. 1 4 15 t.09 11 79;1 7411'51129l I. 1"3 [27117 40813.00:1.63 1.89/ 1. 1.4 22 1-14 t'30il.20il.091 17 / 1. 1.4 1281.12 t.501.56[1.17 i 17J 1'50 1.17 1.5611171

I

'l :! i 4 Sekunden !1 1. '1 59 1"56 1 18 1.35 2. 2 672'2811'36!1 31 1. i,I 59 1'55i1'05 1"24 2. I '8712"1411 1411"3{~ 2, 1. 1 2. 1.

5 Sekunden ! i. 1'80 1'68!1 34 1"28 1 1621['27il 42 1 20 1. it 10 106~1 08 ~'08 1. 1"32 1"50:1 62 1'10 1"4~1 43t 061 07 i.2 07 .2.1611041134 ~.'~ i ~7 L 491.,s 1.27 45 8ekunden 2'9~-3~'1J t 38 it.2911 2s1.15t o~1 l 8~ 1'43 1'27 1"27 1 17 1 84 '"3'19 3-26 1'69 1 64 1 54 l'3411~ 43 ~ 28/~'321 t 16

]

t Minute "591 2811 18 59 1"2911 28 [ 881"19i 19 ,) 76[1'37]118 L'05 105 1"01

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t~ I

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f . . . . . . . . . . . .

100

Bezfiglieh der Kontrollversuche sei folgendes erwiihnt: Sie zeigen einen versehiedenen Verlsuf im Vergleiche zu den Versuehen mit Pflanzen, die in gewShn|ieher Luft gezogen wurden, wie die in der anfangs genannten Arbeit ausgefiihrtea es sin& Die Beschleunigung tritt weder so regelmM~ig, noeh naeh denselben Beleuchtungszeiten ein wie bei diesen.

Diese Versehiebung ]iil~t sieh darauf zurtickffihren, da~ die Kontroll- versuehe nieht unter genau denselben Bedingungen hergestelIt wurden wie die frtiheren Versuche. Es wurden niim[ieh die troeken gehaltenen Lichtpflanzen, wie sehon erwi~hnt, zweeks Erreiehung derselben Licht- intensitiit im Vergleiehe zu den feueht gehaitenen Liehtpflanzen, wiihrend der Beliehtung unter einen Glaszylinder gebracht. Die Kontrollpfianzen kamen w~ihrend dieser Zeit, um die gleiehe Atmosph~ire herzustellen, eben- falls unter Stfirze. Dadurch wurde, wenn aueh nur ftir kurze Zeit, ein feuchter Raum geschaffen.

Bei der Aufzi~hlung der auf dis Keimlinge einwirkenden physi- kalischen Einfiiisse wurde erw~hnt, dai~ unter dem ca. 2 l fassenden G]aszylinder, weleher fiber die mit Wasser geffillte Schale gestiilpt wurde, sieh keine TemperaturerhShung zeigte. Unter den Daten meiner frfiheren Abhandlung finder sieh auf S. 1024 die Angabe, dal~ unter einer ca. 10 l fassenden Glaswanne, welche die troeken gehaltenen Keimlinge bedeekte, naeh 1/2 Stunde die Temperaturzunahme nut 10 C betrug, die relative Feuchtigkert sich jedoeh um 3 9 ~ erhShte. Um wieviel grOi~er mu~ die Zunahme der Feuchtigkeit sein, wenn reichlich Wasser zur

Verdunstung zur Verffigung steht!

Diese Erscheinung kann nun dis Qualitiit des auf die Pfianze einwirkenden Lichtes wesentlich beeinflussen und hiemit eine Ursache der Verschiebung der Waehstumsbesehleunigung sein.

Die Glfihlampen senden Lieht- und W~irmestrahlen aus. Die spektroskopischen Untersuehungen ihres Lichtes ergaben ein in seiner Farbenzusammensetzung iihnliehes Spektrum, wle des der Sonne. Wurde nun einer der Glaszylinder vor die Lampen gesehaltet, so zeigte sieh nur eine geringe Schwiiehung der Helligkeit. War aber auch eine wassergeffillte Sehale unter den Glaszylinder gestellt, so ver- iinderte sieh das Spektrum mit zunehmender Feuchtigkeit des ein- geschlossenen Raumes. Es wurde nattirlieh liehtschwiicher. Des Gelb ver- schwand, Rot blieb normal, Grfin gewann an Ausdehnung und Blau er- seheint bedeutend verkfirzt.

Wiirmestrahlen ]assen sich unter dem mit Wasserdunst erffillten Glaszylinder nieht konstatieren. Wahrseheinlieh weil die dunklen Wiirme- strahlen yore Wasserdunst absorbiert und zur weiteren Verdunstung ver- wendet werden. Damit ist aber wieder dis Absorptionsfahigkeit der Atmosphitre gesteigert und natfirlieh versehiebt sich dadureh die Zu- samm~nsetzung des Liehtes noeh weiter, zu ungunsten der kurzwelligeu Strahlen.

Der vorhandene Wasserdunst ruff jedoeh noch eine andere Er- scheinung hervor. Dureh diffuse Refiexion (Beugung an kleinsten Teil- chen) werden insbesondere die violetten und blauen Strahlen ge- schwitcht 1).

a) Julius Harm, Lehrb. d. Meteorot., 2. Aufl., S. 10.

101 Diese Wirkung des Wasserdunstes wird noch dureh das Glas er- hOht, welches bekanntlich die ultravioletten Strahlen absorbiertl).

Da also die Zusammensetzung des Lichtes in dem yore Wasser- dunst erftillten Gl~,szylinder eine andere ist als augerhalb desselben, so ist wahrseheinlieh d,es gleichzeitig mit der Veriinderung des Feuchtig- keitsgehaltes eine Ursache der ungleiehen Reaktion der feucht und trocken (d. h. ohne Sturz) gehaltenen Pfianzen.

Mit dieser Anderung der Lichtqualitiit fiilit abet auch eine Schwa- chung der Liehtstiirke zusammen. Frtiher habe ich Iolgendes aus=

geftihrt 2): War das Produkt aus Lichtintensititt X Beleuchtungszeit eine konstante, bei wechselnder GrS]e der Faktoren, so zeigten jene Keim- linge yon _Phaseolus vulgaris, welehe dem st~rkeren Lichte ausgesetzt waren, eine griigere Retardierung als diejenigen, welehe bei liinger wiihrender Einwirkung mit geringerer Intensititt beleuchtet wurden.

Bei den jetzigen Versuchen erhielt ieh z. B. bei _Phaseolus vulgaris den Umschlag yon Beschleunigung in Retardierung erst naeh liingerer Exponierung im Lichte, als bei den Versuchen, die seinerzeit

in gew(ihnlicher htmosphiire ausgeffihrt wurden.

Um also in feuehter Luft dieselben Resultate zu erhalten wie in m)ekener, mu~te ich wegen geringerer Intensitiit des Lichtes die Ein- wirkungszeit verl~ingern.

Soilen bei einer Nachprilfung die in meiner frtiheren Arbeit dureh Versuche mit Keimlingen in gewShnlicher Atmosphere erhaltenen Resultate stimmen, so mtissen die Versuche unter denselben Bedingungen ausgeftihrt werden, die ieh einhielt. Es ist notwendig, dal~ hiebei die gleiehe Lichtintensit~t herrscht und da~ Temperatur und Luftfeuehtig- keit nur geringe Sehwankungen zeigen. Bei Verwendung eines feuchten Raumes treten so viele neue Versuchsbedingungen hinzu, daii zum Sehlusse schwer bestimmbar ist, durch welchen Einfiui~ die veriinderte Reaktion der Pflanzen erfolgt.

Uber die Knospenlage der Botrychien.

Von H. Woynar (Graz).

(Mit 2 Textabbildungen.)

In den ktirzeren Beschreibungen unser~r mitteleuropiiischen Botrychien wird die Knospenlage ganz fibergangen, obwohl sis beijeder unserer Arten einen leicht erkennbaren Charakter zeigt. Die Knospen- lags ist aueh ohne Opfer der Pfianze leicht festzustellen, im Gegensatz zu der ott in den Beschreibungen erw~hnten Bilndelzahl tier Quer- schnitte. Besonders nach Aufweichen des Stielgrundes mit hei]em Wasser liil~t sich die Knospe leicht herausnehmen und sie wird wie die einer lebenden Pflanze wiederhergestellt, wenn man sie einige Stunden in alkalisches Wasser legt. Nur allzustark gepre~te (zerquetschte)Exem- plate versagen und bei alten ist schlie~liches Aufkochen ni~tig, wodurch

1) A. Winkelmann, Handbuch d. Phys., 6. Bd., S. 737.

'~) Jacobi, 1. c., S. 1030.