DE3117909A1 - Verfahren zum verbessern des fruchtansatzes durch beleuchten zum unterbrechen der nacht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern des Fruchtansatzes fir dio Ernte und bezieht sich insbesondere auf die Anwendung einer die Macht unterbrechenden Beleuchtung zur Förderung de.^c3 Fruchtansatzes an wirtschaftlich wichtigen irntefruchten.

Einige chemische Wachstumsregulatoren, einschließlich synthetische Auxine, Gibberslline und Zytokine, sind wegen der Möglichkeit in Eetracht gezogen worden, den Fruchtansatz bei verscaiedenen Einjahres-Gartennutzgewächsen zu verbessern, aber ohne nennerswerten Erfolg bei Fruchtbäumen. Es ist nicht nur von Νεenteil, daß verschiedene chemische Wachstumsregulatoren zur Verbesserung des Fruchtansatzes unwirksam sind, sondern sie haben häufig auch noch unerwünschte Nebenwirkungen hervor -gerufen, einschließlich der Entblätterung sowie der Wachstumshemmung der Wurzeln, Fruchtknospen und Endschößlinge, ferner besteht bei chemischen Wachstumsregulatoren die Gefan"·, daß potentiell schädliche Reststoffe im Erdboden zurückbleiben.

Die UE-PS 4 060 '133 offenbart ein Verfahren zum Stimulieren der Organogenese von Explantaten in einer Gewebekultur durch Beleuchtung des 1,'xplantats mindestens während eines Teils seines Differenz:.erungsstadiums mit Licht, dessen vorwiegende Spektralemiss .on eine Wellenlänge von ca. 660 nm hat.

Die US-PS 4 109 1-14 offenbart ein Verfahren zur Steuerung des Abtrennens von Pflanzenteilen durch Beleuchten der Pflanzen während der -lacht mit Licht, dessen Wellenlänge aus der folgende Wellenlängen umfassenden Gruppe ausgewählt ist: 420 nm, 550 nm, 560 nm und-740 nm.

Aufgabe der Erfindung ist es, gegenüber den bekannten Verfahren ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, insbesondere ein Verfahren mit Gebrauch einer speziellen Belichtung, um den Fruchtansatz an wirtschaftlich wichtigen Ernte'"rüchten zu verbessern. Dabei soll vor allem ein solches Verfahren geschaffen werden, ohne die Fruchtqualität und das Bau wachstum zu bee Lnflussen und ohne die Umgebung durch Verschmutzung und gefährliche chemische Eeststoffe zu gefährden.

Weiterhin soll der Gebrauch eines speziellen Lichtsystems celehrt werden, mit dem der Fruchtansatz verbessert und die

anschließende'Fruchterzeugung erhöht wild, ohne daß eine thytotoxizität hervorgerufen wird.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Fruchtansatz dadurch erhöht werden, daß die entsprechenden pflanzen Lichtquellen mit einer Wellenlinge von 660 nm zur Unterbrechung der Nacht ausgesetzt werden, ohne daß es zu schädlichen Auswirkungen auf das Pflanzmwachstum und die 1flanzenentwicklung kommt. (Licht anderer Wellenlängen kann wahlweise ausgefiltert werden. Versuche haben gezeigt, daß kein Filtern nötig ist. Es ist erwünscht, daß die Spitzenwerte der Wellenlängen der Lichtquellen bei 660 nm liegen). Der Fruchtansatz kann dadurch verbessert werden, daß die entsprechenden Pflanzen mehrmals währen1 der Nacht Licht ausgesetzt v/erden. In Übereinstimmung mit gewisser. Merkmalen der Erfindung wird Licht einer Wellenlänge von 660 nm während Zeitspannen von einer Minute bis 240 Minuten täglich von der Blütezeit bis zur frühen Fruchtentwicklung benutzt. Die Zeitspanne kann von 30 bis 50 Tage lang sein, und es kann vor der Blüte begonnen werden. Zu den Ernten können Äpfel, z.B. coter Delicius, Mandeln, z.B. Nonpareil, Kerced, Pistazien, /eintrauben, Orangen, Sojabohnen, Calanonain (Miniaturorangen) and Baumwolle gehören. Das Licht kann \ on einer Lichtquelle erhalten werden, die aus einer Gruppe ausgewählt wird, welche aus einer Fluoreszenzlichtquelle und/oc er einer Metallhalogenid-Entladungslichtquelle mit Lithiumf illunq von hoher Intensität, deren Intensitätsbereich von 1 _t iW/cm bis 400 pW/cm reicht, besteht.

Bei vielen wirtschaftlich wichtigen SaLsonfrüchten

(Äpfel, Mandeln, Pistazien usw.) liegt die Fruchterzeugung infolge unangemessenen Fruchtansatzes oft weit unter dem gegebenen Potential..

Zum Phänomen des Fruchtansatzes gehört die Stimulierung des Fruchtknotens, damit dieser sich au eiLer rasch wachsenden Frucht entwickelt. Es wird vermutet, d iß die Quelle dieses

Anreizes und die ieit, in der er vom Fruchtknoten empfangen wird, wichtige Voraussetzungen für die Einleiüng des Fruchtansatzes sind. Al Lgeme i.n spielen folgende Ereignisse wichtige RoILen bei der Rege Lung des Fruchtansatzes:

I. Ansatzpunkt des Fru:htgewebes

Der Ursprung der ?ruch!; findet sich im Beginn der Blütenuranlage, die sich meistens zur gleichen Zeit entwickelt v/ie die Blüte.

II. Entwicklung vor der Bestäubung

Eine kritische Periode im Wachstum und in der Entwicklung der Frucht ist die En tv/ick lungs phase vor und während der Bestäubung, !'i'ine Forderung des V/achstums des Fruchtknoten;; und eine Verlängerung der lebensdauer der Samenanlage während der Blüteperiode sind wichtige Voraussetzungen für verstärkten Fruchtansatz.

Die Bestäubung hr.t verschiedene voneinander getrennte und unabhängige Funktionen. !Sine davon ist die Auslösung des physiologischen Prozesses, der im Fruchtansatz kulminiert. Eine andere ist es, eine männliche Fortpflanzungszelle für die Befruchtung zur Verfügung zu stellen. Der Zeitpunkt der Bestäubung und das synchrone Pollenwachstum gemeinsam mit der Entwicklung der Samenanlage sind wichtige Gesichtspunkte im Hinblick auf besseren Fruchtansatz.

Auch v.enn es zu finer Bestäubung kommt, ist eine Befruchtung nicht unbedingt gewährleistet. Manchmal keimt der Blütenstaub nicht; oder wenn er keimt, kann der Pollenschlauch im Griffel platzen oder sich nicht lang genug strecken, um dar Fruchtkeimfach ζ ι erreichen. Die Pollenkeimung hängt von der Anwesenheit eine s Mittels in richtiger osmotischer Konzentration ab und wird stimuliert durch die Anwesenheit gewisser anorganische? Substanzen, wie Mangansulfat, Calcium und Bor. Zusätzlich su den in und an der Farbe vorhandenen organischen und anorganischen Substanzen, die die Keimung fördern, scheint es, als )b Substanzen vorhanden wären, die das v/achs-

turn des Pollenschlauchs chemisch anziehen.

Ist das Wachstum des Pollenschlauchs sear langsam, so kann der Griffel oder möglicherweise auch di i ganze Blüte abgetrennt worden. Wenn es durch Bestäubung zum Fruchtansatz und \ achstum kommt, aber koine Befruchtung eintritt, nennt man die Frucht parthenokarp. Obgleich keine Samen vorhanden sind, können sich samenartige Strukturen entwickeln, wie das bei einigen samenlosen Arten von Orangen urd Weintrauben der ist.

Die Einwirkung der Bestäubung auf den Iruchtansatz und der .Sinfluß des entstehenden Samens auf das Fruchtwachs turn machen die Bestäubung zu einer kritischer Phase in der Erzeugung vieler Erntefrüchte. Bei Mandeln ι nd gewissen Apfelsorten, bei denen die genetische inkom]atibilität eine Selbstbestäubung innerhalb desselben IC ons verhindert, muß z.B. mehr als eine pollenfruchtbare Ar* vorhanden sein, um die Bestäubung sicherzustellen. Da poll en von Insekten übertragen wird, wird zu diesem Zweck of Imkerei betrieben. III. Entwicklung nach der Bestäubung ui.d Befruchtung Nach der Bestäubung und Befruchtung tr.tt die pflanze in eine Phase physiologischer Aktivität ein die an Intensität nur der Keimung nachsteht. Die sich entwickelnde Frucht hängt nicht mehr in erster Linie von d"r Mutterpflanze als Quelle für Wachstumsanreize ab, sondern erhält stattdessen ihre Anreize von dem sich entwickelnder Samen innerhalb der Frucht. Bei vielen Früchten besteilt eij.e direkte Korrelation

* zwischen entweder Gewicht oder Länge und der Samenanzahl. Diese wirkung des Samens uif d e Fruchtentwicklung wird durch chemische Stoffe vermittelt. Ferner ist es möglich, verschiedene physiologische Ereignisse bei der Entwicklung einer Frucht mit der Anwesenheit von W -chstumssubstanzen in Beziehung zu setzen. Es hat sich gezei t, daß der Auxinpegel zur Zeit des Blütenabfalls einen niedri-gen Wert erreicht, insbesondere während der natürlichen Abtr .-nnung teilweise entwickelter Früchte, zu der es kommt, wenn die Obstbäume stark zu tragen beginnen. Diese Erscheinung wird als "Juni-Fall"

bezeichnet. Neuero Studien zeigen, daß in den sich entwickelnden Samen viele das Wachstum fördernde Substanzen vorhanden sind, die dar. Fruchtwachstum stimulieren, z.B. verschiedene Auxiae, gibberellinartige Verbindungen und Stoffe, die die Z3llte:Llung fördern können. Der Fruchtkeim und das Uährgewebe in den Samen scheinen die hauptsächlichen Quellen dieser Wuchsstoffe zu sein.

Obgleich das Konrollzont'rum des Fruchtwachstuma im Samen liegt, werden di Rohstoffe für die Fruchtentwicklung von der Pflanze geli fert. So hat die Ernährung (Förderung deü Transportes von hotos.rnthesestoffen zu den sich entwickelnden Früchten) unc das Vorhandensein von Feuchtigkeit für die Pflanze einon direkten Einfluß auf die Fruchtgröße.

Zu den Begrenzunfsfaktoren für verstärkten Fruchtansatz gehören das synchronisierte Wachstum und die Entwicklung männlicher und weibljeher Fortpflanzungsstrukturen, eine zeigerechte volle Blüte und Bestäubung, das Pollenschlauchwachstum und zeitgerechte Befruchtung sowie die Entwicklung der Samenanlage und aie Förderung des Transports von Nährstoffen und Hormonen von den Blättern zu den sich entwickelnden Früchtchen.

Unsere vorläufigen Untersuchungen an Baumwolle haben gezeigt, daß verstärkter Fruchtansatz einhergehen kann mit vermehrter Blütenknospen^ntwicklung in Blattachseln aufgrund des Verlustes der Spitzen-lominanz und reduzierten Schößlingwachsturns.

Den Fruchtansatz beeinflussende Faktoren

Der Fruchtansatz wird von vielen Größen einschließlich des Einflusses von Licht um die Blütezeit, der Wetterbedingungon, wie Temperatur uid Feuchtigkeit, der Entwicklung der FortpflanzungS3truktzren der Pflanzen, der Verfügbarkeit von Bienen und der Temperaturen während der Aktivität der Bienen beeinflußt.

ff- Es hat sich gezeigt, daß der Fruchtansatz verbessert wird,

I wenn eine die Macht unterbrechende; Behandlung mit einer

Ρ lichtquelle der vorwiegenden V/ellenlän^a von 660 nm benutzt

I wird. Eine "Nachtunterbrechungsbehandl^ng" bedeutet, daß die

: die gewünschten Früchte tragenden Pflarzen während der Nacht-

\ zeiten bestimnter Beleuchtung ausfesettt v/erden. Der Einfluß

~i von Licht auf den Fruchtansatz wurde ai verschiedenen Arten

5 von Früchten untersucht. Insbesondere νurden Apfelbäume der

I Sorte roter Delicius als Modellbaumfrucht untersucht. Die

I Bäume wurden einer die Facht unterbrecl enden Behandlung mit

I einer Lichtquelle der Wellenlänge 660 im (Fluoreszenzlampe

I und/oder Metallhalogenid-Entladungslampe von hoher Intensität

i ;nit Lithiumfüllung mit einem Intensität sbereich von

I 2 2

I 1 uW/cEi bis 200 uW/cm ) während einer Minute bis 15 Minu-

I ten (von 0 Uhr bis 0:15 Uhr) von der Blütezeit bis zur frü-

% hen Fruchtentwicklung (ca. 45 Tage) au: genetzt. Die Ergeb-

j- nisse zeigten eine deutliche Verbossen Jig des Apfelfruchtan-

I satzes (im Du .-chschnitt 97$ mehr im Vergleich zu nichtbeleuch-

* teten KontrolLgruppen), was schließlich zu einer besseren Aus-

i beute beim Einbringen führte. Das Fruc itwachctum (Größe) und

: die Qualität (Farbe, Festigkeit d"S Fl '.isches und Feststoffe)

: zur Zeit der Ernte hatten keinenn :.chte .ligen Einfluß durch ^: die Lichtbehandlung zur Unterbrec lung i.er Nacht erlitten.

Auch das Endschößlingwachsturn und die ^ruchtknospenentwicklung war normal. Es ist von Vorteil, diß die Anwendung einer bestimmten Nachtunterbrechungsbehandluig mit Licht, welches vorzugsweise seinen Spitzenwert bei 66) nm (Bereich geringer Intensität) hat, während 30 bis 45 Tag an ab einer Zeit vor der Blüte ausreicht, um den Fruchtansatz zu verbessern. Ferner kann der Fruchtansatz vermehr t werlen, wenn eine Belichtung mit Lichtquellen der Uellen:änge j60 nm zur Unterbrechung der Nacht benatzt wird, ohne daß es zu irgendwelchen schädlichen Einflüssen auf das Pflanzenwachstum und die Entwicklung kommt. Die Auswirkung der Nfchtunterbrechungsbehandlung soll anhand verschiedener Früchte· beschrieben werden.

Tabelle I - Qalamondine (Miniaturorangen)

Behandlung	robe (Anza.il mar kierter Kno.;pen)	Fruchtan satz Zahl	Fruchtan satz "h	relative Zu nahme des Fruchtansatzes io
Kontroll gruppe (keine Nachtunter brechung)	1 )0	■ 54
zur Nacht- Unter brechung beleuchtete Gruppe	100	73	73	35

Die beleuchtete Gruppe gemäß Tabelle I wurde mit Licht der V/ellenlänge einet Spitsenwertes von 660 nm (100 uW/cm ) während 30 Tagen jeweils 4 Stunden pro Nacht von 22 uhr bis 2 Uhr beleuchtet.

V.

Tabelle II - Sojabohnen

I arametür	Sorte	beleuchtet-3 Gruppe	unbegrenzt Sorte Portage	beleuchtete Gruppe
Probe (Anzahl der Pflanzen)	cymös Sorte Fiskby V	30	Kontroll gruppe	30
Durchs chnittsanzah.] Schoten pro Pflanze bei Beendigung der Lichtbehandlung	Kontroll gruppe	25,13	30	33,28
Durchschnittliches Frischgewicht (g) der Schoten pro Pflanze	30	29,68	30,87	28,47
Durchschnittliches Frischgewicht (g) der Samen pro Pflanze	23,73	12,05	23,79	15,94
Durchschnittlj ches Trockengewicht (g) der Samen pro Pflanze	28,36	4,29	13,80	5,97
12,07	L>,23
3,93

Die Behandlung zur Unterbrechung der N icht mit Licht vom Spitzenwert 660 mn (25 uW/cm ) wvrde 2 3 Tage lang nach der Bildung von Blutenknospen im Spitzenbe?eich der pflanze durchgeführt. Die Daten sind Durchschnittswerte von 6 Wiederholungsgruppen unter Kontrollledingangen bzw. Belichtungsbedingungen. Jede der Viiederholuri^sgrv.ppen bestand aus 5 pflanzen.

Mandeln

Es ist bekanrt, daß der Fruchtansatz \ ei Mandelbäumen schwach ist. Dazu treten eine VieLzahl von FaI toren einschließlich der Bestäubur.^, der Entwicklung ler S; menanlage sowie die

*- 9X-

Y/etterverhaltniss·; um die Blütezeit herum bei. Die Lebensdauer der üamenan .age vährencl der Blütedauer wird als atißerordentlich kritis ih für die P.efruchtung und den anschließenden Fruchtansatz getrachtet. Unter gewissen Wetterbedingungen (Temperatur uiterh-.lb 15,'>6°C (60⁰P) und oberhalb 26,67⁰G (öO°F) naß-regnerisch) kann das Fruchtkeinifach zu degenerieren beginnen, ehe der >Ollenschlauch nach unten durch den Griffelbereich wachsen kann, um zur Eibefruchtung Spermen freizusetzen.

Um wünschenswerte Auswirkungen des Lichter, auf die Ernte bestimmen zu können, wurden 1979 Versuche eingeleitet um festzustellen, ob der Fruchtansatz bei Mandeln der Sorte Nonpareil durch Tnterb rechung der Nacht mit Licht einer Wellenlänge des ipitzenwertes von 660 nm beeinflußt werden könnte. Die Nach^beleuchtung begann am 25. Februar 1979 und dauerte bis zum . April 1979· Das überwachen des Fruchtwachst'ims und de·· Frucht entwicklung wurde am 31. August 1979 beende b.

Der Fruchtansatz war bei allen Belichtungsbedingungen zur Unterbrechung de ; Nacht verbessert und lag um 61$ bis 90;i höher als bei de.i Kontrollpflanzen. Die Zunahme der Anzahl Früchte, die bei Beendigung der Lichtbehandlung zur Unterbrechung der Hac it festgestellt wurde, wurde bis zur Erntezeit beibehalten (31. August 1979). Ferner zeigte das l'ruchtwachstum und die Nußqualität zur Erntezeit keinen nachteiligen Einfluß. Dar.iberhinaus war das Endschößlingwachstura und die Frucht entwicklung für das nächste Jahr normal. Diet-e Ergebnisse zeigen, daß <;ine 35 Tage lang angewandte Beleuchtung zur Unterbrechung der Nacht (25. Februar !979 bin einschließlich 1. April 19 79) einen verstärkten Fruchtansatz bew/.rkt und zu größerer Vusbeate bei der Ernte führt, ohne das Pruchtwachstum und die Fruchtqualität zu beeinträchtigen.

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Tabelle III - Auswirkung der ITac ltunterbrechungsbehandlung mit Licht der Wellenlänge rom Spitzenwert 660 nm auf den Fruchtansatz bei jungen Mandelbäumen der Sorte Kor pareil

Behandlung	Gesamtzahl der Blüten knospen	Fruchtan satz Gesamtzal 1	Fruchtan satz	relative Zunahme i
Kontrolle	1221	137	11 ,22
Beleuchtet 25 uW/cm2 60 Minuten (O : 15 Uhr bis 1:15 Uhr)	1735	:'99	17,23	54
Beleuchtet 100 uW/cm2 15 Minuten (0:15 Uhr Dis 0:30 Uhr)	1891	356	18,83	68

Für die Untersuchung, deren Ergebnis ii geben ist, wurden 4 Sektionen mit ,jungf aus denen willkürlich innerhalb jedes Ί gruppen ausgewählt wurden. Jede Behänd! "junge" Mande]bäume der Sorte NOn^:>arei.l am 25. Februar 1979·

Für jede mit Tiicht behandelte Gruppe w unterschiedlicher Dauer und mit licht sitat mit einem Spitzenwert von t 60 nm Kontrollpflanzen erhielten keine Licht brechung der Nacht.

Tabelle III wiederge-α Bäumen herangezogen, ereichs 3 Behandlungsungsgruppe umfaßte 4-. Die Beleuchtung begann

ede die Nacht während aterrchiedlicher Inten-Jiiterbrochen. Die ehanulung zur Unter-

- 11/- 42

Tabelle I ! - Auswirkung der Ilachtunterbrechungsbehandlun; mit Licht der V/ellenlänqe vom Spitzen wert 660 .im auf den Fruchtansatz bei alten Handelbäumen der Sorte Nonpareil

Behandlung	Gesamtzahl der Blüten knospen	Fruchtan satz Gesamtzahl	Fruchtan satz *	relative Zunahme ft /·>
Kontrolle	:501ο	1399	5,59
Beleuchtet*	25389	27 02	10,64	90,33

Die Versuchsanorinung, für die die Ergebrisse in Tabelle iy referiert sind, bestand aus 4 Sektionen älterer Bäume, wobei aus jedem Lereici wilLkürlich 2 Behandlungsgruppen ausgewählt wurden. Jede B eh andluiigsgruppe umfaßte 20 "alte" Mandel bäume der Sorte Konpaieil. !Die Nachtbeleuchtung wurde am 25. Februar 1979 begonnen.

* Bäume au.", der beleuchteten Gruppe wurden 15 Minuten (0:15 Uhr bis 0 30 Uhr) 1500 W Lithiummetallhajogenidlampen (1 ;iW/cm' bis 400 pV//cm²) ausgesetzt. Die Kontrollpflanzen erhielien keine Lichtbehandlung zur Unterbrechung der Nacht. Die .'ählurgen des- Fruchtansat: es wurden am 4i-5. April 1979 vorgenommen.

-M,

Tabelle V - Auswirkung der ITach c unterer echungs-Beleuchtung mit einem Spitzenwert von 660 run auf den Fruchtansatz von landel \ der Sorte

Nonpareil

	Intensitäts	Iruchtansatz
Probe	bereich	*
48	0,7 - 1,8	10,36
48	2-4	11,65
48	5-20	11,42
48	20 - 40	11,34
48	40 - 90	12,67
48	170 - 400	10,10'

Tabelle VI - Auswirkung der Nachtun uerbrochungsbe hand lung mit acht vom Spitzenwer ί 660 nm auf den Frucht insat ; bei Mandeln der Sorte Merced

Behandlung	Gesamtzahl der Bluten knospen	Fruchtan satz Gesamtzahl	Fruchtan satz *	relative Zunahme
Kontrolle	2059	' 144	0,99
Beleuchtet*	2Ό43	246	12,04	72,24

Die Versuchsanorcnung oestand aus 4 Sektionen von Bäumen, aus denen innerhalb ;edes ;3ereichs willkürlich 2 Behandlungsgruppen ausgewählt wurdet . Jede Behandlungsgruppe umfaßte 4- "alte" Mandel bäume der Sorte I erced . Die Nachtbeleuchtimg wurde am 25. Februar 1979 begonnen.

* Bäume der belei chteten Gruppe \irurden 15 Minuten lang (0:15 Uhr bis 0:;0 Uhr) 1500 ¥ Lithiummetnllhalogenidlampen (5 bis 50 uW/cm ) ausgesetzt. Die Kon i;r ollpflanz en erhielten keine Befeuchtung zur Unterbrechung der Nacht. Die Zählungen des Fruchtansatzes wurden am 4.-5. April 1979 vorgenommen.

Fruchtansatz - Mandeln

Im Jahre 1977 vnivden in Kalifornien 111 4-Π3 ha (275390 acres) zur Erzeugung von 141,61 Millionen kg (312,2 Millionen lbs) Mandeln (ohne Sc.-iale) in einem Wert von 275 Millionen Dollar genutzt. Der Fruchtansatz war bei den Mandeln das größte Problem. Die obe ι referierten Erkenntnisse zeigen, daß eine Beleuchtung zur interbrechung der Nacht mit Licht vom Spitzen wert der Wellenl^:inge 660 nm zur Vermehrung des Fruchtsansatze bei Mandeln wirksam int. Die Ergebnisse zeigen, daß eine hervorragende Zunahne (61$ bis ⁽)0$) des Fruchtansatzes im Vergleich zu KontroLlgruppen erreicht werden kann, wenn eine Lichtbehandlung .sur Unterbrechung der Nacht mit Licht vom

Cpitzenwert der Wellenlänge 660 run 34 T ige lang vor der Entwicklung der Blütenbüschel angewendet wird.

Äpfel gehören zu den Haupternteerzeugni ssen der Vereinigten Staaten. Auf mehr als 262 990 ha (650 C)O acres) werden Ernten in einem V.'ert von mehr als 673 Millionen Dollar (1977) erzeugt. Mehr als 1,62 Millionen ha (4 Millionen acres) Land /erden in den Vereinigten Staaten für Cbstplantagen genutzt. Die Kenntnis vom Abtrennen und Prichtar.satz kann auf verschiedenste Weise je nach den Prollemer angewandt werden, die für den jeweiligen Bereich odtr die jeweilige Frucht von Bedeutung sind.

Projektion des wirtschaftlichen Wertes - Äpfel

Jchätzungsweise erreicht die Produktion, des Delicius in den meisten Staaten des Ostens und Mi'.telwostens der Vereinigten otaaten von Amerika nur 40,'υ des Potent:.als. Der Delicius ist aber an Verkaufszahlen gemessen dor er; te unter den Äpfeln der Vereinigten Staaten. Der landwirtschaftliche Forschungsdienst des Landwirtschaf tsininisteriums in Beltsville, Maryland schätzt, daß die Staaten im 0 ten und Kittelwesten 17 Millionen ' ushel (ca. 600 Millionen kg) woniger erzeugen als sie sollten, was bei einem Weet vo ι 5 Dollar pro Bushel (35 kg) einen Verlust von 85 Millionen Dollar jährlich für die Erzeuger Dedeutet.

Die oben beschriebenen Versuchsergebni5se zeigen, daß nahezu eine Verdopplung des Fruchtansatzes bis zur Erntezeit bei Verwendung von Licht möglich ist.

Fruchtentwicklung und Abtrennung - Fruchtansatz beim

Apfel (19VB)

Die Obsterzeugung des Delicius-Aj'fels . η den Staaten des Nordostens der Vereinigten Staaten vor Amerika lag bisher

/' ΓΙ.

weit unter dam potential, und zwar hauptsächlich weil ein angemessene!· Fruchtansatz fehlte. Zweck der von uns vorgenommenen Untersuc lung an Äpfeln war es, festzustellen, ob der Fruchtansatz oeim . pfel der Sorte roter Delicius durch eine die Naoht un ^erbrs chende Lichtbehandlung (660 nia) beeinflußt werden Y 5nnte . Die Nachtbelichtung wurde am 22. Mai 1978 begonnen und ende ;e am 4. Juli 1978. Die überwachung des Frucht- und I- lumwaohsturns und der Frucht- und Baumentwicklung wurde air 30. Oktober 1978 beendet.

Eine YerSuchsanordnung in Belchertown, Massachusetts umfaßte 4 Sektionenmit 3 willkürlich innerhalb jedes Bereichs zugeordneten Versuchsbedingungen. Zu jeder Lichtbehandlung gehörten 4 Apfelbäxme der Sorte roter Delicius. Jede mit Licht behandelte Gruppe erlebte eine Unterbrechung der !lacht während unterschied]icher Dauer mit Fluoreszenzlicht der Wellenlänge 660 nm (10(- uV//cm ). Die erste Versuchsgruppe wurde 15 Hinuten lang (0 Uhr bis 0:15 Uhr) und die zweite Versuchsgruppe 1,5 Minutfη (Beginn 0 Uhr) Licht ausgesetzt. Die Kontrollpflanzen erhielten keine Lichtbehandlung zur Unterbrechung der ITacht.

Ferner wurden 2 ;äume 15 Minuten lang (0 l.'hr bis 0:15 Uhr) 400 W Lithiummetallhaaogenidlampen als Lichtquelle mit maximaler Emissionss )itze bei 660 nm (Intensi-ätsbereich 30 ptl/cm bis 20) uW/cm²) ausgesetzt.

Unter allen Vers χchsbedingungen der Lichtbehandlung zeigte sich ein vermehrter Fruchtansatz; er betrag im Durchschnitt 97/0 mehr als die Kontrollgruppe. Die Zunahme der Fruchtanzahl, die bei Beendigung der Lichtbehandlung zur Unterbrechung der Nacnt festgestellt wurde, wurde bis zur Erntezeic (5. Oktober 1978) beibehalten. Auch das Fruchtwachstum (Größe) und die Qualität (Farbe, Festigkeit des Fleisches und lösliche Feststoffe) zur Erntezeit zeigte keinen nachteiligen Einflul: durch das während der Zeit von Mai bis Juli 1978 durchgeführte Beleuchten zur Unterbrechung der Facht.

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Auch das Endschößlingwachs turn und die 1ruchtentwicklung für das nächste Jahr war normal. Diese Ergebnisse zeigen, daß eino 45 Tage lang durchgeführte Beleuchtung zur Unterbrechung der Nacht (25. Mai 1978 bis einschließlich 5. Juli 197 3) einen verbesserten Fruchtansatz iad folglich erhöhte Ausbeute bei der Ernte bewirkt, ohne dje Fruchtqualität und das Baumwachstum zu beeinträchtigen.

Tabelle VII - Auswirkung der Beleuchtung zur Unterbrechung der Nacht auf den Fruchtansatz bei Äpfeln der Sorte pclicii-s

Behandlung	Fruchtan sätze / 100 Blüten büschel (5.7.1978)	Zunahmt des Fruchti.nsatzes gegenüber der Kontro]: lgruppe ( ::ür 1 ( 0 Hlü- tonbüsc:hel)	Relative Zunahme des Fruchtan satzes *
Kontrollgruppe	28,95
Fluoreszenz licht 1,5 Min. (100 uV7/cm2)	48,56	19 61	67,73
Fluoreszent- licht 15 Min. (100 uW/cm2)	51,22	22 27	76,92
*LiMH 15 Minuten (30 uW/cm2 bin 200 uW/cm2)	71,02	42,07	145,31

Die Versuchsa^ordnung bestand aus 4 Sei tionen von Bäumen, aus denen jeweils willkürlich 3 Behandlungsg -uppen ausgewählt wurden. Je-_? de Behandlungsgruppe umfaßte 4- Ap^pelbäime der Sorte Delicius. Die Nachtbeleuchtung begann am 22. Μεί 197 3 zur Zeit der vollen ] Blüte. Die Kontrollpfl;mzen erhielten reine Belichtung zur Unterbrechung der Naclrj.

*Nur 2 Bäume vurden 15 Minuten Ic ng (C Uhr bis 400 W Tjithium-netallhalogenidlampen ausgesetzt.

^15 Uhr)

Tabelle VIII - Auswirkung der Nachtunterbrechungsbehandlung mit Licht einer maximalen Emissionsspitze von 660 nm auf den Fruchtansatz bei Äpfeln der Sorte roter Delicius

Behandlung	Fruchtansatz/l00 Blütenbuschel	44	70	105	I 131	relativ
Tage nach Beginn der Nachtunterbrechvr.gsbe Handlung	14	7/6/78	8/3/78	9/7/78	10/3/78	10/3/78
Daten (Monat/Tag/Jahr)	6/6/78	28,95	27,86	26,75	26,2
Kontrolle	68,88	71,02	70,0	63,35	63,25	141,4
♦ HID (LiMH) 15 Minuten	138,9	51,22	50r77	48,96	48,89	RC C
Fluoreszenzlichi. 15 Minuten	73,67	48.56	48,24	46,62	45,89	75,2
Fluoreszenzlicht 1,5 Minuten	72,33

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.)ie Versuchsanordnung umfaßte 4 Sektion'-ηvon Bäumen, wobei innerhalb jeder Sektion willkürlich 3 iehandlungSfciruppen ausgewählt wurden. Jede Be hand lungs gruppe umfaßte 4 Apfelbäume der Sorte Delicius. Die ITach.tbeleuch.tung wurie am 22. Mai 1978 zur Zeit der vollen Blüte begonnen.

* Nur 2 Bäume wurden 15 Minuten lang (C Uhr bis 0:15 'Ihr)

400 W Lithi ausgesetzt.

400 W Lithiummetallhalogenidlamperi (30 uW/cm² bis 200 uW/cm²)

Wiederholung des Fruchtansatzes bei Äpfeln, untersucht in Belchertown, Massachusetts & Linden, California

Ts ist oben für 1978 gezeigt worden, diß der Apfelfruchtansatz bei der Sorte roter Delicius durch eine Nachtunterbrechungsbehandlung mit Licht der We i.lenl; .nge; 660 nm unter FeIdbedingungen bedeutend erhöh: werdon konnte. Die Hauptziele einer Untersuchung im Jahre 1979 uestai den darin, die Untersuchungen in verschiedenen geograohiscien Bereichen der Vereinigten Staaten von Amerika zu bostät: gen. Die Versuche wurden im April 1979 begonnen und im Okto ^er 1979 beendet.

Versuche mit Beleuchtung zur Unterbrechung der Facht wurden in Apf.^lplantagen an folgenden Orten vorgenommen: 1.) Horticultural Research Genter, Belihertown, Massachusetts und 2.) Wagner Orchards, Linden, California.

Durch die Nachtunterbrechungsbehendlun : wardo der Fruchtansatz von ^^^o/o bis 12^a/o gegenüber Kc nt ro 1 Lpf lanzen erhöht, je nach dem welche Lichtquellen und welch 3 Versuchsbedin.^ungen angev/andt wurden. Diese Ergebnist e sin I eine schlüssige Bestätigung der Erkenntnisse von 1^f78, das eine die Nacht unterbrechende Beleuchtung eine Veibessecung des Fruchtansatzes bei Äpfeln der Sorte roter Delicius bewirkt. Dies ist besonders wichtig für Erzeuger in den Staaten des Nordostens und Mittelwestens der Vereinig ken Staaten, denen mehr als 17 Millionen Dollar jährlich infolge scihlect ter. Fruchtansatzes verlorengehen.

Tabelle IX - .uswirkung eier Nachtunterbrechungsbehandlung mit Lieh; der Wellenlänge 660 ran auf den Fruchtansatz bei Äp .'ein der Sorte roter Delicius, Untersuchungen im Jahre ^:979 in Belchertown, Massachusetts

Behandlung	Pro )e (An ',ahl Bau 'ie)	Durchschni ttlicher Fruchtansatz/l 00 ".lütenbüschel (6.7.1979)	Relative Zunahme des Fruchtan satzes *
Kontrollgruppe	12	51,48
Fluoreszenz licht 8 Minuten p (100 uW/cm )	3	67,12	30,47
Hochintensi tät s -Entla dung s lampe (LiMH) 8 Min... (10-300 uW/cjO	12	69,96 *88,65	35,89 *72,20

Die Versuchsanon nung bestand aus 4 Sektionen, wobei innerhalb jeder Sekticn willkürlich 3 Behandlungsgruppen ausgewählt; wurden. Die Uach.belei chtung wurde am 15. Mai 1979 zur Zeit der späten rooa ilütenknospe bis zum vollen Blütunstadium begonnen.

ohne Einschluß eines einzelnen schlechten Baums

U-

Tabelle X - Auswirkung der Nachtunterbrechungsbehand■ lung mit Licht der Wellenlänge 66C nm auf den Fruchtansatz "bei Äpfeln der Sorte roter Delicius, Untersuchungen im Jahre 1979 in linden, California

Behandlung	Gesamtan zahl der Blüten (4.4.79)	Fruchtan- sat:: pro 100 Blüten (3.1.79)	relative Zunahme des Fruchtansatzes*
Kontrollgruppe	118	Γ 09
beleuchtete Gruppe	83		11 ,48

* Für die Fruchtansatzstudien wurde dif Lichtbehandlung zur Unterbrechung der Nacht am 4. April 19'9 begonnen. Die Bäume wurden 30 Minuten lang (0.15 Uhr bis 0.45 Uhr) Licht des Spitzenwertes von 660 nm (ca. 50 ^zW/cm' ) ausgesetzt.

Untersuchung an Äpfeln: Vergleich zwischen 1979 u-id 19^r 8

Die verhältnismäßig schlechten Er,;ebni:.se der Apfelernte 1979 im Vergleich zur Apfelernte "ür 1 '78 sind schlechtem Wetter in der betreffenden Gegend zuzu ;chreiben. Übermäßig starke Regenfälle führten zu Über 'Iutu igen in zahlreichen Anpflanzungsbereichen und setzten die 'uraeln stark unter Wasser. V/ahre.-id der Blütezeit beeinträchtigten starke Regenfälle die Aktivität der Bienen.

Insgesamt kann jedoch gezeigt werlen, :.aß der Fruchtansatz bei Äpfeln der Sorte roter Delicius du *ch llachtunterbrechungsbehandlung mit Licht einer Welle alänge des Spitzenwertes von 66 3 nm unter Feldbedirgunge ι bedeutend verbessert werden kann.

Allgemeine Bemerkimg en

Während der vergangenen Jahre haben von uns durchgeführte Untersuchungen ge ;eigt, daß der Fruchtansatz bei Äpfeln der Sorte roter Delic .us und bei Mandeln der Sorten Nonpareil und Merced durch j ine Behandlung zur Unterbrechung der Nach': mit Licht von 660 nm unter Feldbedingungen verbessert werden kann. Ferner habe ι unsere Untersuchungen in ähnlicher Weise· gezeigt, da.3 der .Fruchtansatz bei Miniatur orangen auch durch Belichtung zur Unterbrechung der Nacht mit Licht der Wellenlänge eines Spitzanwertes von 660 nm verbessert werden kann. Vermehrter Fruchtansatz aufgrund einer Lichtbehandlung zur Unterbrechung der Nacht kann dabei zahlreichen Faktoren zugeschrieben werden, nämlich 1.) verbesserter Bestäubung und verbessertem Wachstum des Pollenschlauchs, 2.) Förderung des FruchtknotenwachEturns und Verlängerung der Lebensdauer der Samenanlage während der Blütezeit und Stimulierung des IefruchtungsprozesEes, 5.) Förderung des Transportes von Photosynthesestoff er und reduzierter Äthylensynthese in Früchten.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Verbessern des Fruchtansatzes bei Erntefrüchten,

dadurch g e k e u η ζ e i c h η e t, daß die Erntefrüchte während der Nacht wiederholt Licht ausgesetzt werden.

2. Verfahren zum rerbet.sern des Fruchtansatzes "bei Erntefrüchten,

dadurch g e k e λ η ζ eichne t, dai. die Erntefrüchte während der Nacht wiederholt 660 mn Licht ausgesetzt werden.

3. Verfahren zum Verbessern des Fruchtansatzes bei Erntefrüchten ,

dadurch ge kennz e ichne t, daß die Erntefrüchte wiederholt täglich 1 bis 15 Minuten lang während der Nacht von der Blütezeit bis zur frühen Frucht entwicklung der ",Orntefrucht 660 nm Licht ausgesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennze ichne t, daß sich die Blütezeit bis zur frühen Fruchtentwicklung über eine Zeitspanne von 30 bis 45 Ta^en erstreckt.

5. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch ge kenn v, ei ohne t, daß die Erntefrucht aus der aus Ä'pfe.Ln, Mandeln, Pistazien, Weintrauben, Orangen, Sojabohnen, Calaraondin und Baumwolle bestehenden Gruppe ausgewählt wird.

6. Verfahren nac;i Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß als Erntefrucht der Apfel roter Delicius gewählt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß als Erntef nicht die Mandel Nonpareil gewählt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, die Mandel Merced gewählt wird.

laß als Erntefrucht

9. Verfahren nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichn et, laß mit der wiederholten Belichtung ab einer Zeit vor deir Blühen begonnen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 3»

dadurch gekennzeichn et, daß das 660 mn Licht von einer Lichtquelle erhalten wird, die aus der Gruppe ausgewählt wird, welche aus !Fluoreszenzlichtquellen und Metallhalogenid-Entladungslichtquellen hoher Intensität mit Lithiumfüllung mit einem Intensitätsbereich von 1 liW/cm bis 4-00 jiW/cm² besteht.

11. Verfahren zum Verbessern des Fruchtansatzes ohne Beeinträchtigung des Pflanzenwachstums und <ier Pflanzenentwicklung,

dadurch gel ennzeichnet, daß eine Erntefrucht zur Unterbrechung der Facht 660 nra Licutquellen ausgesetzt wird.