DE3409796A1 - Verfahren zum foerdern der anthocyanbildung in fruechten und pflanzen - Google Patents

Verfahren zum foerdern der anthocyanbildung in fruechten und pflanzen

Info

Publication number
DE3409796A1
DE3409796A1 DE19843409796 DE3409796A DE3409796A1 DE 3409796 A1 DE3409796 A1 DE 3409796A1 DE 19843409796 DE19843409796 DE 19843409796 DE 3409796 A DE3409796 A DE 3409796A DE 3409796 A1 DE3409796 A1 DE 3409796A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
red
apples
light
anthocyanin
treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19843409796
Other languages
English (en)
Inventor
Prakash G. Marlborough Mass. Kadkade
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Verizon Laboratories Inc
Original Assignee
GTE Laboratories Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GTE Laboratories Inc filed Critical GTE Laboratories Inc
Publication of DE3409796A1 publication Critical patent/DE3409796A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G7/00Botany in general
    • A01G7/04Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
    • A01G7/045Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Forests & Forestry (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Cultivation Of Plants (AREA)
  • Storage Of Fruits Or Vegetables (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Description

PATENTANWALT
JÖRG-MICHAEL LEMKE DIPLOM-INGENIEUR
-k-
8900 Augsburg Wolframstraße 9 Telefon 0821/555007
L-ml 214-03
Anm.: GTE LABORATORIES INCORPORATED
Verfahren zum Fördern der Anthocyanbildung in Früchten und Pflanzen
: 5.
Die Erfindung betrifft die Anwendung spezieller Lichtbehandlungen zur Verbesserung der Anthocyanbildung in wirtschaftlich wichtigen Frucht- und Zierpflanzen, ohne dabei andere Qualitätsmerkmale des Produktes oder das Wachstum oder die Entwicklung der Pflanzen zu beeinträchtigen.
Anthocyane sind wasserlösliche Pigmente, die für die anziehenden Farben von Blumen, Blättern und Früchten verantwortlich sind. Abgesehen von der biologischen Rolle,die sie spielen, sind Anthocyane ästhetisch und wirtschaftlich wichtig, da ihre Bildung und Stabilität für die Vermarktung pflanzlicher Produkte wesentlich ist.
Bisher hat man eine Verbesserung der roten Farbe landwirtschaftlicher Produkte auf dem Feld oder im Gewächshaus durch Sprühen oder Behandeln der Pflanzen ünd/oder spezieller Pflanzenteile mit chemischen Regulatoren erreicht. In manchen Fällen sind auch genetische Selektions- und Züchtungsmethoden zur Farbaufbesserung angewandt worden.
Die von Anbauern für eine zeitgerechte Entwicklung der roten Farbe in gewissen Zier- und Fruchtpflanzen bisher benutzten chemischen Regulatoren haben die Tendenz, unerwünschte Nebenwirkungen hervorzurufen (Entblätterung, Verkürzung der Lagerdauer, Verhinderung des Wurzelwachstums usw.), und häufig zeigt sich bisher, daß das Ansprechverhalten deutlich unterschiedlich ist. Genetische Selektions- und Züchtungsverfahren sind andererseits sehr arbeitsintensiv und zeitraubend.
Es ist bekannt, daß die Anthocyansynthese in einem weiten Bereich von Geweben und Pflanzensorten durch Licht gefördert wird. Die Förderung durch Licht scheint durch mindestens zwei photochemische Reaktionen vermittelt zu werden: 1.) eine energieschwache, rot/langwellig rot umsteuerbare (reversible) phytochromgesteuerte Reaktion und 2.) eine Intensivbestrahlungsreaktion, die im blauen und im langwellig roten Bereich des sichtbaren Lichtspek-
trums am wirksamsten ist. Die Intensivbestrahlungsreaktion der Anthocyanakkumulation ist bisher meistens auf der Basis des Phytochroms oder eines anderen, noch unbekannten Photorezeptors untersucht und gedeutet worden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Fördern der Anthocyanbildung in Früchten und Pflanzen zu schaffen, mit dem eine Verbesserung des Anthocyans in Früchten oder Zierpflanzen möglich ist, ohne daß anderweitige schädliche Bedingungen eintreten.
Die zeitgerechte Entwicklung der roten Farbe in gewissen Zier- und Fruchtpflanzen hat großes wirtschaftliches Gewicht in der Produktion und Vermarktung landwirtschaftlicher Erzeugnisse. Es gibt viele Faktoren, die die Anthocyanbildung beeinflussen, und einer davon ist der Einfluß des Lichts. Der Lichteinfluß auf Früchte und Zierpflanzen wurde mit verschiedenen Methoden untersucht. Dazu gehören die folgenden: Ganze, grüne, reife Äpfel und/oder großfrüchtige Moosbeeren (auch Preiselbeeren), die normal kühl gelagert wurden, wurden einer kombinierten Behandlung mit blauem (0,82 mW/cm2) und rotem (0,30 mW/cm2) Licht ausgesetzt, dessen maximale Emissionsspitzen um 448 nm bzw. 660 nm lagen. Diese Behandlung erfolgte in unterschiedlichen Zeitintervallen. Die Ergebnisse zeigten eine deutliche Verbesserung der Anthocyanbildung (im Durchschnitt 46 % mehr als bei entweder Blaulicht- oder Rotlichtbehandlung allein). Ahnlich wurde die Anthocyanbildung in der Schale reifer Apfel durch Bestrahlung nach der Ernte mit rotem und blauem Licht bei 10° C wesentlich verbessert (im Durchschnitt 35 % mehr im Vergleich zu unbeleuchteten Kontrollgruppen).
Gemäß der Erfindung kann die Anthocyanbildung in Früchten und Pflanzen dadurch verbessert werden, daß diese einer kombinierten Behandlung mit blauem und rotem Licht ausgesetzt werden. Die Pflanzen können bis zu 40 Tage vor der Ernte Hochleistungsentladungslampen und/oder VHO schmalbandigen Leucht-
stofflampen für 1 bis 4 Stunden pro Tag ausgesetzt werden, wobei der Intensitätsbereich des Lichts von 1 bis 200 uW/cm2 reicht. Äpfel werden vor der Ernte vorzugsweise sowohl blauem als auch rotem Licht ausgesetzt, während Poinsettien nur rotem Licht ausgesetzt werden sollten. Nach der Ernte können kalt gelagerte Äpfel vier Tage lang kontinuierlich rotem oder rotem und blauem Licht ausgesetzt werden.
Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Aktionsspektrum für die Ant-hocyanbildung in ausgewählten Modellpflanzen, von denen Scheiben in 0,1 molarer Sukrose und Licht verschiedener Wellenlängen inkubiert wurden;
Fig. 2 ein Diagramm der Auswirkung der Lichtintensität auf die Anthocyanbildung in Scheiben großfrüchtiger Moosbeeren (C) und von Äpfeln (A);
Fig. 3 ein Diagramm der Auswirkung der Lichtintensität auf die Anthocyanbildung in Scheiben von Poinsettienblattern;
Fig. 4 eine graphische Darstellung des Zeitverlaufs der Anthocyansynthese in Scheiben von Poinsettienblattern;
Fig. 5 eine graphische Darstellung des Zeitverlaufs der Anthocyansynthese in Scheiben von Äpfeln.
Versuche im Feld mit verschiedenen Pflanzen und Untersuchungen in vitro haben gezeigt, daß die Entwicklung der roten Farbe durch wirksame Belichtung gefördert werden kann.
Laborstudien ' 1. Einführung
Zur Untersuchung der Anthocyanbildung in vitro wurden verschiedene Modellpflanzen ausgewählt, z.B. die großfrüchtige Moosbeere (auch Preiselbeere), der Apfel und die Poinsettie bzw. der Weihnachts- oder Adventsstern. Untersucht werden
sollte folgendes: a) die relative Wirksamkeit verschiedener Spektralbereiche und verschiedener Bestrahlungsniveaus, b) die Rot/langwelliges Rot-Reversibilität und das Reziprozitätsverhältnis und c) die Beteiligung von Phytochromen und der wahrscheinliche Beitrag der Photosynthese zu dem durch rotes Licht vermittelten.Intensivbestrählungsreaktionsansprechverhalten.
2. Material und Methoden
Zu dem Pflanzenmaterial gehörten: Großfrüchtige Moosbeeren, Vaccinium macrocarpon AIT (geliefert von der Ocean Spray Company, Middleboro, Mass.); Poinsettie, Euphorbia pulcherrima V-14 (geliefert von Ecke Nurseries, Encinatas, CA); und Kpfel, "Mclntosh", Malus domestica (geliefert vom Gartenbauforschungszentrum der University of Massachusetts, Belchertown, MA und von Standard Orchards, Hudson, MA). In den meisten Fällen wurden die für Versuchszwecke benutzten Apfelschalen und das Poinsettienblattgewebe unter Verwendung eines unter Federspannung stehenden Stößels in gleichmäßige Scheiben (0,5 cm Durchmesser) geschnitten. Aus jeder Gewebegruppe ausgeschnittene Scheibchen wurden unmittelbar in 0,1 %ige HCl in Methanol gegeben und sofort in flüssigem Stickstoff eingefroren und in einem Gefrierschrank gespeichert.
Dann wurden Versuche in einer Klimakammer (Controlled Environments Ltd., Winnipeg, Kanada) vorgenommen, die in fünf lichtdichte Module unterteilt war. über die Oberseite jedes Moduls hinweg wurden Lampen angeordnet und die Lichtstärken durch Verstellen des Abstandes zwischen den Lampen und den Geweben gesteuert. Die Gewebe wurden auf Temperaturen von 25° C bis 27° C gehalten und getrennt kontinuierlich jeden Tag schmalbandigem Licht von neun Wellenlängen zwischen 371 nm und 740 nm ausgesetzt (Bestrahlungsbereich: 0,01 mW/cm2 bis 2 mW/ cm2) .
Schmale Bandbreiten abgebende Leuchtstofflampen, deren Maximalwerte auf einer der folgenden Wellenlängen lagen: 371, 420,
448, 467, 504, 550, 590, 660 und 740 nm (geliefert von der GTE Sylvania Lighting Products, Danvers, MA) wurden (in allen Fällen mit Ausnahme der 371 nm Lampe) mit einer Polyesterfolie "Weatherable" einer Dicke von 0,13 mm (5 mil) (Martin Processing Co., Martinville, VA) bedeckt. Außerdem wurden die UV-Vorfilter umgebende Kunststoffilter benutzt, um sichtbare Quecksilberlinien zu absorbieren, die nicht im unmittelbaren Spektralbereich der schmalbandigen Emissionen lagen. Die für jede Lampenquelle benutzten Bandbreiten und Filter sind bekannt. Anthocyan wurde aus allen Geweben unter Verwendung von Methanol-HCl (99:1 Volumenverhältnis) extrahiert. Die Extrakte wurden durch Filtrieren geklärt und Verdünnungen der Extrakte innerhalb jedes Satzes von Pflanzengewebe mit Methanol-HCl hergestellt, bis die Absorption der Lösung in einem Spektrophotometer bei 530 nm und 657 nm abgelesen werden konnte. Die Formel (A530-O,33 A657) wurde benutzt, um den Beitrag von Chlorophyll und seiner Zerfallsprodukte in saurer Lösung zu dem Absorptionswert bei 530 nm auszuschalten.
3. Ergebnisse
Die Aktionsspektren für die Anthocyanbildung wurden an Scheibchen aus Preiselbeer- und Apfelschalen und modifizierten Poinsettienblättern gemessen. Die Messungen des Aktionsspektrums erfolgten während der linearen Periode der Anthocyanbildung. Representative Ergebnisse verschiedener Untersuchungen des Aktionsspektrums sind in Fig. 1 gezeigt, in der ein Aktionsspektrum für die Anthocyanbildung in ausgewählten Modellpflanzen dargestellt ist.
Es wurden Scheiben in 0,1 molarer Sukrose und bei Licht unterschiedlicher Wellenlängen inkubiert. Die Anthocyanbildung ist als Funktion der Wellenlänge des für jede Inkubation benutzten Lichts eingetragen. Jeder Punkt der Kurve stellt einen Durchschnitt von 15 Proben dar, und jede Probe besteht aus 50 Scheibchen.
In 0,1 molarer Sukrose und bei Licht unterschiedlicher Wellenlängen kultivierte Scheibchen großfrüchtiger Moosbeerenschalen zeigten zwei deutliche Spitzen der Anthocyanbxosynthese, und zwar eine niedrigere Spitze bei 448 nm und eine höhere Spitze bei 660 nm. Das Aktionsspektrum für die Anthocyanbildung in Scheibchen von Poinsettienblättern und Apfelschalen war im wesentlichen dasselbe wie das für die Moosbeeren erzielte Aktionsspektrum. Die wirksamste Lichtwellenlänge für die Anthocyanbildung in Apfelscheibchen wurde jedoch für blaues Licht mit einer maximalen Emissionsspitze von 448 nm festgestellt.
Die spektrale Empfindlichkeit der Anthocyanbildung in ausgewählten Pflanzensorten, die kontinuierlich blauen oder roten Strahlen ausgesetzt waren, hing von der Bestrahlung und der Dauer der Belichtung ab. Bei Moosbeeren- und Apfelschalenscheiben war die Anthocyansynthese bei einer Bestrahlung von 0,82 mW/cm2 unter blauem Licht und 1,19 mW/cm2 unter rotem Licht voll gesättigt (Fig. 2). In Fig. 2 ist die Auswirkung der Lichtstärke auf die Anthocyanbildung in Scheiben der großfrüchtigen Moosbeere (C) und des Apfels (A) dargestellt. Aus Fruchtschalen ausgeschnittene Scheibchen wurden sofort in das Inkubationsmedium übertragen und roter (1) sowie blauer (2) Bestrahlung unterschiedlicher Stärken während 144 Stunden ausgesetzt. Der Wert für jeden Punkt stellt einen Durchschnittswert von fünf getrennten Versuchen dar, die dreifach durchgeführt wurden, + statistische Fehler.
Bei Poinsettienblattscheiben war die für die Anthocyansättigung benötigte Blaulichtstärke die gleiche wie im Fall der Apfelschalenscheiben. Die Sättigung der Rotlichtstärke für die Anthocyanbildung war allerdings etwa 1/4 der für Apfelschalenscheiben nötigen Stärke, wie aus Fig. 3 hervorgeht, in der die Auswirkung der Lichtstärke auf die Anthocyanbildung in Scheibchen von Poinsettienblättern dargestellt ist. Aus modifizierten Blättern ausgeschnittene Scheibchen wurden so-
fort in das Inkubationsmedium übertragen und roten und blauen Strahlen unterschiedlicher Intensität gesondert während 120 Stunden ausgesetzt. Der Wert für jeden Punkt ist ein Durchschnittswert von fünf getrennten Untersuchungen,die dreifach durchgeführt wurden, + statistische Fehler.
im zeitlichen Verlauf der Anthocyansynthese unter blauer und roter Sättigungsbestrahlung von Poinsettienblattscheibchen zeigte sich anfangs eine Verzögerungsphase von ca. 12 Stunden, während der praktisch kein Anthocyan synthetisiert wurde. Die Bildung von Anthocyan begann am Ende der Verzögerungsphase und erreichte nach 120 Stunden bzw. 216 stunden unter roter bzw. blauer Bestrahlung einen eingeschwungenen, beständigen Zustand, wie aus Fig. 4 hervorgeht, die den zeitlichen Ablauf der Anthocyansynthese für Poinsettienblattscheibchen darstellt. Aus Poinsettienblättern ausgeschnittene Scheibchen wurden sofort in das Inkubationsmedium übertragen und getrennt in der Stunde O roter Strahlung (660 nm: 0,30 mW/cm2) und blauer Strahlung (448 nm: 0,82 mW/cm2) ausgesetzt und zu den angegebenen Zeiten zur Abschätzung des Anthocyangehalts geerntet. Der Wert für jeden Punkt ist ein Durchschnittswert von fünf getrennten Versuchen, die dreifach durchgeführt wurden, + statistische Fehler.
Bei Apfelschalenscheiben zeigte die Anthocyansynthese eine anfängliche Verzögerungsphase von ca. 24 Stunden.und erreichte einen eingeschwungenen Zustand nach ca. 144 stunden bzw. 196 Stunden unter blauer bzw. roter Sättigungsstrahlung, wie aus Fig. 5 hervorgeht, in der der zeitliche Ablauf der Anthocyansynthese für Apfelscheibchen dargestellt ist. Aus der Obstschale ausgeschnittene Scheibchen wurden unmittelbar in ein Inkubationsmedium übertragen und getrennt in der Stunde 0 blauer Bestrahlung (448 nm: 0,82 mW/cm2) und roter Bestrahlung (660 nm: 1,19 mW/cm2) ausgesetzt und zu den angegebenen Zeiten zur Abschätzung des Anthocyangehalts geerntet. Der Wert für jeden Punkt ist ein Durchschnittswert von fünf getrennten Untersuchungen, die dreifach durchgeführt wurden, + statis-
tische Standardabweichung.
Da das Aktionsspektrum für die Anthocyanbildung in Äpfeln und Poinsettien Maximalwerte bei Wellenlängen um 448 nm und 660 nm zeigte, wurde untersucht, welche relative Rolle diese Wellenlängen bei der Anthocyansynthese spielen. Aus den in Tabelle 1 aufgeführten Daten gehen die Wechselwirkungen blauer und roter Bestrahlungen auf die Anthocyansynthese beim Apfel hervor. Wenn Apfelschalenscheiben kontinuierlicher blauer Bestrahlung mit Sättigungslichtstärke ausgesetzt wurden, entstand mehr Anthocyan als bei kontinuierlicher roter Bestrahlung. Wenn kontinuierliches blaues Licht gleichzeitig mit kontinuierlicher roter Strahlung angewandt wurde, bildete sich ca. 36 % mehr Anthocyan als bei kontinuierlicher blauer Bestrahlung allein. Eine ähnliche Wirkung wurde bei kontinuierlicher Blaustrahlung beobachtet, wenn diese während der ganzen Bestrahlungsperiode mit schwachem rotem Strahlungsfluß angewandt wurde. Diese Ergebnisse zeigen, daß auf dem Wege über die "Intensivbestrahlungsreaktxon" rotes Licht als Trigger für die blaue Strahlung wirkt und nicht umgekehrt, denn Blaulichtimpulse, die der kontinuierlichen roten Bestrahlung überlagert wurden, waren nicht gleichermaßen wirksam.
TABELLE 1
Auswirkung roter (660 nm) und blauer (448 nm) Lichtbehandlung auf die Anthocyanbildung in Mclntosh-Apfelschalenscheiben
Behandlung Anthocyanmenge *
- °'33A657)
72 Std. 144 Std.
kontinuierl. rot (l,19mW/cm2) 0,054+0,003 0,126+0,006
kontinuierl.blau (0,82mW/cm2) 0,088+0,004 0,197+0,011
kontinuierl. rot (1,19mW/cm2)+ 0,118+0,005 0,269+0,012
kontinuierl.blau (O,82mW/cm2)
kontinuierl. rot (l,19mW/cm2)+
10 Min. blau (0,82InWZCm2) alle 0,056+0,002 0,163+0,006
4 Std.
kontinuierl.blau (O,82mW/cm2)+ 0,112+0,006 0,264+0,.013 10 Min. rot (l,19mW/cm2) alle
4 Std.
* Werte sind Durchschnittswerte von fünf verschiedenen Untersuchungen, die dreifach durchgeführt wurden, + statistische Standardabweichung.
Die Wechselwirkung von zwei Lichtwellenlängen auf die Anthocyanbildung in Poinsettienblattscheibchen unterschied sich etwas davon. Wie Tabelle 2 zeigt, ist der wirksamste Schmalbandbereich der von rotem Licht mit einer Spitzenstrahlung bei 660 nm. Eine Zunahme der Anthocyanbildung in Blattscheiben von über 60 % wurde beobachtet, wenn gemeinsam mit dem kontinuierlichen roten Licht eine kontinuierliche blaue Strahlung zur Verfugung gestellt wurde. Kurzfristiges Belichten mit blauer Strahlung gemeinsam mit kontinuierlicher roter Bestrahlung führte zu einer Anthocyanbildung, die der der kontinuierlichen blauen plus roten Bestrahlung entsprach.
TABELLE 2
Auswirkung roter (660 nm) und blauer (448 nm) Lichtbehandlung auf die Anthocyanbildung in Poinsettienblattscheiben
Behandlung Anthocyanmenge *
- 0,33A657)
60 Std. 120 Std.
kontinuierl. rot (O,30mW/cm2) 0,119+0,006 kontinuierl.blau (O,82mW/cm2) 0,065+0,004
kontinuierl. rot (0,30mW/cm2)+ 0,187+0,012 kontinuierl.blau (O,82mW/cm2)
kontinuierl. rot (0,30mW/cm2)+ 0,166+0,011 10 Min. b,lau (O,82mW/cm2) alle
4 Std.
kontinuierl.blau (O,82mW/cm2)+ 0,088+0,006 10 Min. rot (0,30mW/cm2) alle
4 Std.
0,262+0,012 0,154+0,009 0,422+0,025
0,410+0,028
0,186+0,010
* Die Werte sind Durchschnittswerte von fünf verschiedenen Versuchen,die dreifach durchgeführt wurden, + statistische Standardabweichung.
- κτ-
Der Unterschied in der Aktionsweise roten und blauen Lichts auf Anthocyan scheint in Beziehung zu stehen zu der Stabili-· tat eines Photorezeptors, möglicherweise eines Phytochroms. Bei Apfelscheiben scheint der Photorezeptor verhältnismäßig unstabil zu sein, da während der ganzen Blaubestrahlungsperiode kurze Belichtungen mit roter Strahlung nötig waren. Bei Rotstrahlung allein wird sowohl das für die blaue Intensivbestrahlungsreaktxon nötige Phytochrom aktiviert als auch die Intensivbe.strahlungsreaktion bei niedrigem Wirkungsgrad ermöglicht. Bei Poinsettienscheiben werden durch die Auswirkung der Blaubestrahlung auf die Anthocyanbildung vermutlich einige Vorläufer geschaffen, die für die Anthocyanbildung nötig sind. Vermutlich wird durch die blaue Strahlung das Niveau gewisser spezieller Inhibitoren reduziert, die die Phenylalanin-Ammoniak-Lyase stören, ein Enzym, welches bei der Anthocyan-Biosynthese eine Schlüsselrolle spielt.
Allerdings sollten zunächst grundlegende Kriterien erfüllt
sein, ehe behauptet werden kann, daß Phytochrom
in einem Pflanzensystem beteiligt ist. Die Erfüllung
dieser Kriterien für die Anthocyanbildung ist in Tabelle 3
beschrieben.
TABELLE 3
Auswirkung kurzer Bestrahlung mit rotem und langwellig rotem Licht auf die Anthocyanbildung in Poinsettienblattscheiben
Behandlung Anthocyanmenge *
Dunkelkontrolle 0,001
10 Min. R/Tag 0,024
10 Min. FR/Tag 0,001
10 Min. R + 10 Min. FR/Tag 0,001
10 Min. FR +'lO Min. R/Tag 0,023
R = rot
FR= langwelliges Rot
* Die Extraktion von Anthocyan erfolgte 5 Tage nach der ersten Bestrahlung. Herkömmliche Induktions-Reversionsversuche zei-
gen, daß Phytochrom an der durch Licht vermittelten Anthocyanbildung in Poinsettienblattscheiben beteiligt ist. Die Werte sind Durchschnittswerte von acht verschiedenen Versuchen/die dreifach durchgeführt wurden.
Die Bildung von Anthocyan wurde durch kurze, 10-minütige, tägliche Belichtung mit rotem (R) Licht induziert, und dann wurde dieser Wirkung vollständig entgegengewirkt durch die unmittelbare und anschließende Belichtung mit langwelligem rotem (FR) Licht während 10 Minuten. Die Induktion durch eine einzige, kurze Behandlung mit geringer Bestrahlung und die roteA^ngwellig rote Umkehrreaktion ergaben den Beweis, daß das Phytochrom zumindest einer der bei der Anthocyanbildung beteiligten Photorezeptoren ist.
Tabel,le 4 zeigt anhand wechselseitiger Änderungen der Bestrahlung und der Dauer der Bestrahlung, daß die Anthocyanbildung in Poinsettienscheiben den Wechselseitigkeitsverhältnissen gehorcht, und dies Ansprechverhalten ist eher eine Funktion der Dosis (Ixt) als der Bestrahlung allein. Die Gültigkeit der Wechselseitigkeitsbeziehungen zeigt, daß nur ein Photorezeptor bei der Lichtsteuerung der Anthocyansynthese beteiligt ist.
TABELLE 4
Verhältnis zwischen benötigter Bestrahlung und Zeit für die Förderung der Anthocyanbildung durch Licht in Poinsettienblattscheiben
Rotlicht- Anthocyanmenge *
bestrah- (A„n - A.
lung (I) ^0
(pW/cm2) Nach Bestrahlung während:
240 Std. 120 Std. 60 Std.
600 0,256 + 0,013^-^0,268 + 0,015>- -Ό7262 + 0,
300 .<-—0,249 + 0,01j>_ ^. -■ 0,265 + 0,OJM^ --0,119 + 0,006_>
150 -ro.,251 + 0,012^ — < j)', 123 + 0,005^-" θ", 062 + 0,004
* Von gestrichelten Linien umschlossene Werte stellen gleiche Lichtdosen dar, d.h. Ixt = konstant, wobei I = Bestrahlung und t = Zeit. Die Werte sind Durchschnittswerte von fünf ge trennten Versuchen, die dreifach durchgeführt wurden, + statistische Standardabweichung.
Die in Abhängigkeit von einer kurzfristigen Bestrahlung gebildete Anthocyanmenge ist verhältnismäßig klein und die maximale Erzeugung erfordert ausgedehnte Belichtung mit rotem Licht (Tabelle 5). Das zuerst genannte Ansprechen wurde als energieschwache, rote/langwellig rote, reversible Phytochromreaktion bezeichnet, während das zuletzt genannte als die hochenergetische Reaktion bezeichnet wurde, die auch unter dem Namen der Intensivbestrahlungsreaktion der Pflanzenphotomorphogenese bekannt ist. Das zuletzt genannte Ansprechen deutet an, daß die Phytochromwechselwirkung von der Lichtdauer abhängt oder daß möglicherweise ein zweites photochemisches System neben dem phytochrom besteht, insbesondere die Photosynthese.
TABELLE 5
Auswirkung der Belichtungsdauer mit Rotlicht auf die Anthocyanbildung in Poinsettienblattscheiben
Behandlung Anthocyanmenge *
- 0,33A657)
10 Min. R/Tag** 0,024 + 0,001
(660 nm: 0,30 mW/cm2)
120 Std. R 0,265 + 0,010
(660 nm: 0,30 mW/cm2)
* Die Werte sind Durchschnittswerte von acht getrennten Versuchen, die dreifach durchgeführt wurden, + statistische Standardabweichung.
** Die Extraktion von Anthocyan erfolgte fünf Tage nach der ersten Bestrahlungsbehandlung.
Um festzustellen, ob die Photosynthese bei der Förderung der Anthocyanbildung in Poinsettienscheiben zu dem durch Rotlicht
vermittelten Intensivbestrahlungsreaktionsansprechverhalten beiträgt, wurden Versuche mit verschiedenen Inhibitoren der photosynthetischen Photophosphorylierung und der Chlorophyllsynthese unternommen. In Tabelle 6 sind die Auswirkungen zyklischer und nicht zyklischer photosynthetischer Inhibitoren auf die Anthocyansynthese zusammengefaßt. Poinsettienblattscheiben wurden während einer Zeitspanne getrennt mit vier Hemmstoffen unter Licht der Wellenlänge 660 nm inkubiert. Keiner der Hemmstoffe, z.B. 3- (3, -4 Dichlorphenyl) -1, Dimethylharnstoff (DCMU), Ammoniumsulphat (NH4KSO4 nicht zyklischer Photophosphorylierung und Dinitrophenol (DNP) sowie Antimycin-A (ANT-A) konnte die durch Licht vermittelte Anthocyanbildung inhibieren.
TABELLE 6
Auswirkung von Photosyntheseinhibitoren auf die Anthocyanbildung in Poinsettienblattscheiben
Behandlung -
Konzentration
0 O DCMU ( Anthocyanmenge
K 530 ' 657;
0 DNP 0 ANT-A
(M) ΙΟ"5 O ,268a O NH4J2SO4 0 ,249a 0 ,253a
ίο-3 O ,261a O ,261a 0 ,256a 0 ,254a
,264a O ,267a ,252a ,249a
,259a
*DCMU = 3-(3, -4 Dichlorphenyl)-1, Dimethylharnstoff; DNP = Dinitrophenol; (NH4J2SO4 = Ammoniumsulfat; ANT-A = Antimycin-A,
Die Scheiben wurden während fünf Tagen rotem Licht der Wellenlänge 660 nm (0,30 mW/cm2) ausgesetzt. Die Kontrollen wurden in 0,1 M Sukroselösung aufbewahrt. Die Werte sind Durchschnittswerte von fünf getrennten Versuchen, die dreifach durchgeführt wurden. Durchschnittswerte innerhalb einer Säule, auf die ein identischer Exponent folgt, sind für Anthocyanwerte p<0,05 nicht signifikant unterschiedlich.
Auch Streptomycin (STM) und Chloramphenicol (CHP) als Hemmstoffe der Chloroplastentwicklung und Chlorophyllsynthese
hatten in zwei unterschiedlichen Konzentrationen (10 ppm (Teile/Million) und 100 ppm) keine Auswirkung auf die Antho cyansynthese (Tabelle 7).
TABELLE 7
Wirkung der Antibiotika streptomycin (STM) und Chloramphenicol (CHP) auf die Anthocyansynthese in Poinsettienblattscheiben
Behandlung — Anthocyanmenge*
Konzentration (ppm)
(A53O - O,33A 657}
STP - CHP
o, 265a O, 258a
O7 259a O, 267a
O, 268a O, 252a
10
100
* Die Scheiben wurden fünf Tage lang rotem Licht der Wellenlänge 660 nm (0,30 mW/cm2) ausgesetzt. Kontrollscheibchen wurden in 0,1 M Sukroselösung inkubiert. Die Werte sind Durchschnittswerte von fünf getrennten Versuchen,, die dreifach durchgeführt wurden. Durchschnittswerte innerhalb jeder Spalte, auf die ein identischer Exponent folgt, sind für Anthocyanwerte nicht signifikant unterschiedlich, p<.0,05.
Die grundlegenden Merkmale des :Phytochromansprechens, wie die relative Wirksamkeit unterschiedlicher Bestrahlungsniveaus, die rote/langwellig rote Umkehrbarkeit und die Gültigkeit der Wechselseitigkeitsverhältnisse des Ansprechverhaltens wurden durch Antibiotika nicht beeinflußt. Die Verhältnisse der nach 10-minütiger Rotbehandlung und 10-minütiger Rotbehandlung/ 10-minütiger Langwellig-Rot-Behandlung erzeugten Anthocyanniveaus waren in dem Inkubationsmedium, welches die Hemmstoffe enthielt, dieselben, die auch bei der Kontrollanordnung beobachtet wurden (Tabelle 8). Diese Ergebnisse zeigen, daß die Photosynthese bei der von rotem Licht abhängigen Anthocyanbildung keine Rolle spielt, und daß die Wirkung der Rotlichtbestrahlung auf die Anthocyansynthese und die photosynthetische Entwicklung voneinander unabhängig sind.
TABELLE 8
Einfluß von Streptomycin (STM) und Chloramphenicol (CHP) auf die R-FR-Reversibilität der Anthocyanbildung in Poinsettien-
blattscheiben
Behandlung (O Dunkelkontrolle Kontrolle
,1 M Sukrose)
Anthocyanmenge*
(A53O - °'33A657
)
10 Min. R/Tag o,ooia STP
(100 ppm) (
CHP
100 ppm)
10 Min.FR/Tag O,O24b 0,001a 0,001a
10 Min. R + 10 Min.
FR/Tag
0,001a O,O25b O,O24b
10 Min.FR + 10 Min.
R/Tag
o,ooia o,ooia o,ooia
O,O23b o,ooia o,ooia
O,O24b O,O23b
* Die Extraktion von Anthocyan erfolgte fünf Tage nach der ersten Bestrahlung. Die Werte sind Durchschnittswerte von drei getrennten Versuchen, die dreifach durchgeführt wurden. Durchschnittswerte innerhalb jeder Spalte, auf die ungleiche Exponenten folgen, unterscheiden sich signifikant für Anthocyanwerte, p< 0,05.
4. Diskussion
Die Aktionsspektren für die Anthocyanbildung in großfrüchtigen Moosbeeren, Apfel fruchtschalen und Poinsettienblattscheiben zeigen zwei Maximalwerte, einen im blauen und den anderen im roten Bereich des sichtbaren Spektrums (Fig. 1). Die spektrale Empfindlichkeit und die Strahlungsabhängigkeit der Anthocyansynthese in einer kontinuierlichen Bestrahlung ausgesetzten Geweben hängt von der Dauer der Belichtung ab (Fig. 2 bis 5). So wird die Anthocyansynthese durch Intensivbestrahlungsreaktionen gesteuert, die durch die Wechselwirkungen des Phytochroras mit anderen Intensivbelichtungsreaktions-Photorezeptoren bewirkt werden.
Rotes Licht bewirkte eine Stimulierung der Anthocyanbildung, und diese Wirkung wurde wieder aufgehoben, wenn auf das rote Licht unmittelbar langwellig-rotes Licht folgte. Diese Reversibilität wurde bei kurzen Belichtungszeiten erhalten, was deutlich zeigte, daß Phytochrom beteiligt war (Tabelle 3) ."
Feldstudien I0 Äpfel a„ Lichtbehandlung zur Nachtunterbrechung
Apfel (der Sorten Mclntosh und roter Delicius) an Bäumen, die einer Lichtbehandlung zur Unterbrechung der Nacht (Hochleistungsentladung und/oder VHO schmalbandige Leuchtstofflampen: lpW/cm2 bis 2OOuW/cm2, 1/4 Stunde pro Tag) während 40 Tagen vor der Ernte ausgesetzt wurden, zeigten eine bessere Anthocyanbildung als Kontrollgruppen (die keine Belichtung zur Unterbrechung der Nacht erfuhren).
In Tabelle I ist die Auswirkung der Nachtunterbrechungs-Lichtbehandlung auf die Entwicklung der roten Farbe in Äpfeln zur Zeit der Ernte zusammengefaßt. Es sind verschiedene Daten zum Vergleich von Kontrollgruppen mit beleuchteten Pflanzen aufgeführt, und zwar für Mclntosh-Apfel für die Jahre 1977 und 1980 und rote Delicius-Äpfel für 1978-1980 in den Bundesstaaten Washington und Kalifornien. Es sei darauf hingewiesen, daß für das Jahr 1977 bei den 30 Tage lang vor der Ernte einer Beleuchtung zur Unterbrechung der Nacht ausgesetzten Bäumen die prozentuale rote Farbe der Apfel eine Verbesserung von 73,8 % auf 78,3 % (eine Steigerung um 4,5 %) zeigte. Im Jahr 1978 ergab sich bei einer Belichtung von 30 Tagen für die belichtete Gruppe eine Verbesserung gegenüber der Kontrollgruppe von 62,8 % gegenüber 53 % (eine Steigerung von 9,8 %).
Die Abweichung zwischen Jahresdaten beruht teilweise darauf, daß die jahreszeitlichen Bedingungen in zwei Jahren hinsichtlich der Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Regenmenge, Insekten-
befall und dergleichen nicht identisch sind.
Als Licht wurde eine Kombination aus kontinuierlichem blauem und kontinuierlichem rotem Licht mit maximalen Emissionsspitzen um 448 nm bzw. 660 nm angewandt.
Die Äpfel der Sorte roter Delicius wurden in Wenatchee, Washington 1978 und in Linden, Kalifornien 1979 während einer 45 Tage umfassenden Periode 1/4 Stunde pro Nacht belichtet und zeigten gegenüber einer Kontrollgruppe eine Verbesserung von 9,2 bzw. 7 %. Die Versuche wurden im folgenden Jahr mit 4O-tägiger Belichtung wiederholt und ergaben eine Verbesserung von 9,2 % bzw. 12,5 %.
TABELLE I
Auswirkung der Nachtunterbrechungs- Lichtbehandlung auf die
Entwicklung der roten Farbe in Äpfeln zur Zeit der Ernte
% rote Farbe
1977* 1978* 1978** 1979** 1979 1980
Behandlung Mclntosh Mclntosh roter De- roter De- roter De-|roter De-
(B) (B) licius licius licius licius (Top Red)
Kontrolle 73,8 53 89 53 89 47,5
Belichtet 78,3 62,8 98,2 60 98,2 60
* Bäume wurden der Nachtunterbrechungsbehandlung ca. 30 Tage
vor der Obsternte ausgesetzt
** Bäume wurden der Nachtunterbrechungsbehandlung ca. 45 Tage
vor der Obsternte ausgesetzt
(B) = Belchertown, MA
(W) = Wenatchee, Washington
(L) = Linden, CA
O CD ·<] CD CD
In der folgenden Tabelle II sind die Auswirkungen der Nachtunterbrechungsbehandlung auf das Erntewachstum und die Qualität von Ä'pfeln der Sorte roter Delicius für das Jahr 1979 in Wenatchee, Washington zusammengefaßt. Dabei wurde ein Vergleich gezogen zwischen einer Kontrollgruppe, mit "alar" behandelter Äpfeln sowie einer Nachtunterbrechungsbehandlung mit zwei unterschiedlichen Dosierungen.
Die Ergebnisse zeigen insbesondere, daß durch die Belichtung zur Unterbrechung der Nacht der Prozentsatz an roter Farbe sowohl gegenüber der Kontrollgruppe als auch gegenüber der mit "alar" behandelten Gruppe verbessert ist. Eine Verbesserung zeigte sich auch im Prozentsatz der Gesamtfeststoffe und im Trockengewicht der Äpfel.
TABELLE II
Auswirkungen der Nachtunterbrechungs-Behandlung auf das Erntewachstum und die Qualität von Äpfeln der Sorte roter Delicius( Wenatchee, WA) 1979
Behänd- Proben- Gewicht/ Fleisch- lösbare Naßge- Trocken- % Gesamt- % Farbe lung größe* Apfel festigkeit Feststoffe wicht gewicht feststoffe
Kontrolle 72 183+3,98 9,23+0,06 10,33+0,13 10,37+0,02 11,99+0,141 89+1,2
I 1,26+0,01
Alar 72 183,58+4,97J 8,68+0,06 9,91+0,24 10,23+0,08 11,84+0,12J 94,5+1
(1200 ppm) " j 1,22+0,01
10 uW/cm2 72 192+3,43 9,1+0,06 10,59+0,14 10,31+0,04 13,5+0,15 99,3+1
660 nm " J 1,39+0,02
20 yW/cm2 72 183,64+4,33 9,38+0,09 10,27+0,16 10,29+0,02 13,05+0,15 97+1 \
660 nm 11,35+0,02 ~ ι
* Die Probengröße bestand aus 72 Früchten/Behandlung (18 Früchte/Baum) die aufgrund ihrer gleichmäßigen Größe ausgewählt wurden. ' ** Lösliche Feststoffe nicht auf Temperatur korrigiert. - Ernteperiode. *** Fruchtstück gleichförmiger Größe wurde für die Bestimmung der Gesamtfeststoffe benutzt.
O CD -<l CD CD
Bei der Verwendung von Ethrel, einem chemischen Wachstumsregulator, der für die rote Färbung von Äpfeln kommerziell Verwendung findet, erhält man Äpfel mit schlechten Lagereigenschaften. Im Gegensatz dazu haben Äpfel, die einer Lichtbehandlung mit blauem und rotem Licht zur Unterbrechung der Nacht ausgesetzt werden, gute Lagereigenschaften, wie die Tabelle III unten zeigt.
TABELLE III
Auswirkung der Nachtunterbrechungs-Lichtbehandlung auf die Fruchtqualität von Ernteäpfeln der Sorte roter Delicius-Top Red,
Linden, CA 1980
Behandlung Durchschn.
Farbe (%)
Durchschn.
Festig
keit (lbs.]
Durchschn.
Feststoffe
Lager
qualität
Kontrolle 47,5 18,70 11,93 gut
Belichtet 60 18,79 11,58 gut
Ethrel* 50 17,04 13,77 schlecht
"Standard der
anbauer in CA
Apfel- 18 - 19 11 - 12
* Ethrel ist ein chemischer Wachstumsregulator der kommerziell Verwendung findet für die rote Farbgebung von Äpfeln.
Gegenüber den "Kontrolläpfeln", die keine Belichtung zur Unterbrechung der Nacht erfuhren, hatte die Lichtbehandlung von Äpfeln der Sorte roter Delicius zur Unterbrechung der Nacht vor der Ernte verschiedene Vorteile. Wie Tabelle IV zeigt, waren die belichteten Äpfel eher von Verbraucherqualität (USA: extra fancy oder fancy), sie hatten einen höheren Prozentsatz an Feststoffen, waren schwerer, länger und hatten einen höheren Prozentsatz an roter Farbe. Ferner zeigte sich eine Zunahme des Wachstums des Baumstamms.
TABELLE IV
Auswirkung der Nachtunterbrechungs-Lichtbehandlung auf die Fruchtqualität und das Stammwachstum der Ernteäpfel roter Delicius, Linden, CA zur Zeit
der Ernte 1979
Behänd- Proben- Fruchtqualität (%) lung größe ^afel_ Saffc Aus_
apfel schuß
Kontrolle
Belich tet
144 46,89 26,89 4,16 22,1
149 58,4 21,47 6,04 14,09
Festig- % keit Festdbs) stoffe
16,39 + jl3,70 + j5,24 + 0,28 0,25 0,16
i,41 + (L3,88 + 15,73+ ),24 j 0,25 |0,17
Frucht- Länge j % rote Stammgewicht (cm) Farbe wachs-(Unze) tumszu-
nahme
(Zoll)
2,93
4,1
6,95+
0,09
7,11+
0,08
relative Prozentzunahme des
Staniriwachstums
CD CT)
Die einer Lichtbehandlung zur Nachtunterbrechung unterzogenen Xpfel hatten die Festigkeit der "Kontrolläpfel" beibehalten und waren ebenso gut lagerfähig wie die Kontrolläpfel. Sie hatten einen höheren Prozentsatz an Feststoffen als die Kontrolläpfel und auch einen höheren Prozentsatz an roter Farbe. Im Gegensatz dazu waren die mit Ethrel behandelten Kpfel weniger fest, weniger massiv und hatten schlechte Lagereigenschaften, wie Tabelle V zeigt.
TABELLE V
Vergleichbare Auswirkungen der Nachtunterbrechungs-Lichtbehandlung und Ethrelbehandlung auf die Erntefruchtqualität von Äpfeln der Sorte roter Delicius,
Linden, CA 1979
Behandlung
Kontrolle
Belichtet
Ethrel
Festigkeit (lbs)
16,39 + 0,28
16.41 + 0,24
12.42 + 0,39
% Feststoffe ,25 % rote Farbe
13 ,70 j ,25 53
13 ,88 j ,97 60
15 ,88 H 55
h 0
I °
l· 0
Ethrel (kommerziell verwendet zur roten Farbgebung von Äpfeln)
wurde etwa zwei Wochen vor der Obsternte versprüht.
Lagerqualität
Gut Gut Schlecht
■-J CD CD
b. Kontinuierliche Lichtbehandlung nach der Ernte In der folgenden Tabelle VI ist der Prozentsatz an roter Farbe für Äpfel der Sorte roter Delicius in Linden, Kalifornien für das Jahr 1979 unter Kontrollbedingungen und Belichtungsbedingungen aufgeführt. Vor der Ernte wurden die belichteten Äpfel vier Stunden (von 22.00 bis 2.00 Uhr) einer kontinuierlichen Rotlichtbestrahlung (Spitzenemission bei 660 nm) und Blaulichtbestrahlung (Spitzenemission bei 448 nm) mit ca. 100 uW/cm2 ausgesetzt. Nach der Ernte wurden die belichteten Äpfel vier Tage lang, während sie kalt gelagert aufgehoben wurden, einer kontinuierlichen Belichtung mit Licht der Wellenlänge 660 nm (ca. 100 uW/cm2) ausgesetzt.
TABELLE VI
Auswirkung der Nachtunterbrechungs-Lichtbehandlung auf die Entwicklung der roten Farbe in Äpfeln der Sorte roter Delicius
in Linden, CA, 1979
28
Tage
% rote Farbe nach der Ernte 4 Tage
in regulärer kalter
Lagerung*
Behandlung 30 35
Tage
Ernte
50 Tage
55
Kontrolle 40 33 53 85
Belichtet 46 60
Die Nachtunterbrechungsbehandlung begann am 3. Juli 1979. Die Bäume wurden rotem (660 nm) und blauem (448 nm) Licht (ca. 100 pW/cm2) während 4 Stunden (22.00 bis 2.00 Uhr) pro Nacht ausgesetzt.
* Nach der Ernte wurde das Obst regulär kalt gelagert (10° C). Die belichtete Gruppe wurde sofort vier Tage lang kontinuierlich Licht der Wellenlänge 660 nm (ca. 100 uW/cm2) ausgesetzt. Die Früchte wurden nach vier Tagen hinsichtlich ihrer Farbe einer Qualitätsabstufung unterzogen.
2. Trauben
Trauben der Sorte Emperor wurden am jieinstock 40 Tage vor der Ernte ein ■ bis vier Stunden pro Tag einer Nachtunterbrechungs-Lichtbehandlung unterzogen (Hochleistungsentladungs- und
schmalbandige Leuchtstofflampen: 1 yW/cm2 bis 200 MW/cm2). Gegenüber einer Kontrollgruppe, die keine Nachtunterbrechungsbehandlung erfuhr, zeigte sich eine Verbesserung der Anthocyanbildung, wie aus der folgenden Tabelle VII hervorgeht.
Durch die Lichtbehandlung zur Unterbrechung der Nacht wurde weder das Fruchtwachstum (Größe) noch die Qualität (Fleischfestigkeit, Feststoffe und Lagerungsdauer) zur Zeit der Ernte beeinträchtigt. Auch das Schößlingswachstum und die Entwicklung von Fruchtknospen war normal.
TABELLE VII
Auswirkung der Nachtunterbrechungs-Lichtbehandlung auf die Zuckeransammlung und Anthocyanbildung in Trauben der Sorte
Emperor
Behandlung Durchschn. Anthocyan- +
% stärke
Zucker +++
Kontrolle 14 ++
Ethrel 15,2 +++
Rotes Licht 15,9
Blaues Licht 15,4
Rotes & blaues Licht 15,8
Rotes Licht & Ethrel 16,93
Blaues Licht und Ethrel 16,23
Rotes & blaues Licht
& Ethrel 16,30
Datenzusammenstellung: zwei Wochen vor der Ernte
+ Bedeutet (10-20%) rosa Farbe der Beeren ++ Bedeutet (30-45%) rosa Farbe der Beeren +++ Bedeutet (50-75%) rosa Farbe der Beeren
++++ Bedeutet (80-99%) rosa Farbe der Beeren
- Bedeutet Erweichung und tiefbraun-rote Färbung der Beeren (kommerziell unerwünschte Eigenschaften).
Schlußfolgerungen
Die Verwendung eines speziellen Beleuchtungssystems sollte eine deutliche Verbesserung der Farbe von Frucht- und Zierpflanzen bringen (entweder Belichtung des Erzeugnisses bei
Lagerung oder im Gewächshaus und unter Feldbedingungen), ohne Phytotoxizität zu verursachen oder nachteilige Einflüsse auf das normale Wachstum und die normale Entwicklung der Bäume zu haben.
Bei Anwendung der Erfindung kann die Farbe von Früchten bei normaler kühler Lagerung, im Gewächshaus und unter Feldbedingungen durch die Anwendung spezieller Lichtbehandlungen verbessert werden, ohne daß das Pflanzenwachstum und die Pflanzenentwicklung nachteilig beeinflußt wird. Die Lagerqualitäten des Obstes bleiben bestehen, und die Umgebung wird von gefährlichen chemischen Rückständen freigehalten. Aus normaler kühler Lagerung entnommene Äpfel können jederzeit vor und nach der Ernte einer Lichtbehandlung unterzogen werden, ohne daß die Farbe im Anschluß daran schwächer wird.

Claims (11)

  1. INCORPORATED
    Verfahren zum Fördern der Anthocyanbildung in Früchten und
    Pflanzen
    Patentansprüche
    Verfahren zum Fördern der Anthocyanbildung in einem s der aus Früchten und Pflanzen bestehenden Gruppe gewählten Produkt,
    dadurch gekennzeichnet , daß das Produkt einer kombinierten Behandlung mit blauem und rotem Licht unterzogen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet , daß das Produkt aus der aus Äpfeln, Trauben, großfrüchtigen Moosbeeren und Poinsettien bestehenden Gruppe ausgewählt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet , daß die Gruppe aus Äpfeln der Sorte roter Delicius, Mclntosh, Malus domestica, Trauben der Sorte Emperor, großfrüchtigen Moosbeeren, Vaccinium macrocarpon AIT, und Poinsettien, Euphorbia pulcherrima V-14 besteht.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet , daß das Produkt für eine Anzahl von Tagen vor der Ernte einer Nachtunterbrechungsbehandlung unterzogen wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet , daß das Produkt 40 Tage vor der Ernte belichtet wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet , daß die Nachtunter-
    brechungs-Lichtbehandlung mit Lampen vorgenommen wird, die aus der aus Hochleistungsentladungslampen und Leuchtstofflampen bestehenden Gruppe ausgewählt werden und eine Stärke von 1 bis 200 MW/cm2 haben, wobei die Behandlung von einer bis vier Stunden pro Tag vorgenommen wird.
  7. 7. Verfahren zum Fördern der Anthocyanbildung in einem aus der aus Äpfeln der Sorte roter Delicius, Mclntosh, großfrüchtigen Moosbeeren, Trauben der Sorte Emperor und Poinsettia bestehenden Gruppe ausgewählten Produkt, dadurch gekennzeichnet , daß das Produkt vor der Ernte in verschiedenen Zeitintervallen einer Nachtunterbrechungsbelichtung durch eine kombinierte Behandlung mit blauem und rotem Licht mit maximalen Emissionsspitzen um bzw. 660 nm unterzogen wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet , daß als Produkt Poinsettia gewählt wird, und daß zur Nachtunterbrechungsbelichtung rotes Licht mit einer maximalen Emissionsspitze gewählt wird, die um 660 nm zentriert ist.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet , daß das Produkt aus der aus Äpfeln und Trauben bestehenden Gruppe gewählt wird, und daß die Nachtunterbrechungsbelichtung aus der aus rotem Licht mit einer um 660 nm zentrierten maximalen Emissionsspitze und einer kombinierten Behandlung mit rotem und blauem Licht mit maximalen Emissionsspitzen um 448 nm bzw. 660 nm bestehenden Gruppe gewählt wird.
  10. 10. Verfahren zum Fördern der Anthocyanbildung in geernteten Äpfeln,
    dadurch gekennzeichnet , daß die Äpfel, während sie sich in regulärer kalter Lagerung befinden, kontinuierlich rotem Licht einer maximalen Emissionsspitze um 660 nm ausge-
    setzt werden.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet , daß die Äpfel während einer Zeitspanne von vier Tagen kontinuierlich belichtet werden.
DE19843409796 1983-03-17 1984-03-16 Verfahren zum foerdern der anthocyanbildung in fruechten und pflanzen Withdrawn DE3409796A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US47608083A 1983-03-17 1983-03-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3409796A1 true DE3409796A1 (de) 1984-11-29

Family

ID=23890427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19843409796 Withdrawn DE3409796A1 (de) 1983-03-17 1984-03-16 Verfahren zum foerdern der anthocyanbildung in fruechten und pflanzen

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS59179017A (de)
CA (1) CA1243237A (de)
DE (1) DE3409796A1 (de)
FR (1) FR2542567B3 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000041557A1 (de) 1999-01-11 2000-07-20 Scherer Guenther Verfahren zum hervorrufen oder fördern einer anthocyanfärbung in grundsätzlich anthocyan-bildenden pflanzen und/oder früchten
CN107094619A (zh) * 2017-04-04 2017-08-29 北京林业大学 一种基于混色led光源的笃斯越橘组培快繁壮苗方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL185889C (nl) * 1987-09-16 1990-08-16 Nijssen Light Div Werkwijze voor het belichten van zaad of plant.
GB0311953D0 (en) * 2003-05-23 2003-06-25 Karpinski Stanislaw Plant treatment method and means therefor
KR20070086651A (ko) * 2003-05-23 2007-08-27 스태니슬로 카르핀스키 400 nm 내지 700nm의 파장의 광선을 주사하여 식물세포 내의 식물성 화학물질의 농도를 변경하는 방법 및기구
GB0601602D0 (en) * 2006-01-26 2006-03-08 Scott Lionel Plant treatment method and means therefor
ATE536106T1 (de) * 2006-04-11 2011-12-15 Lionel Scott Verfahren zur behandlung von produkten
KR100902071B1 (ko) 2009-03-05 2009-06-09 (주)카스트엔지니어링 Led 램프를 이용한 식물 촉성 재배 방법 및 그 장치
GB201009773D0 (en) 2010-06-11 2010-07-21 Karpinski Stanislaw Method and apparatus for plant protection
JP5988420B2 (ja) * 2011-01-17 2016-09-07 株式会社四国総合研究所 葉菜類の生産方法
EP2740349B1 (de) * 2011-08-05 2020-02-26 Showa Denko K.K. Algenanbauverfahren
EP2892319A1 (de) * 2012-09-04 2015-07-15 Koninklijke Philips N.V. Verfahren zur erhöhung des nährwerts einer essbaren pflanze durch licht und beleuchtungsvorrichtung dafür
CN107736438B (zh) * 2017-10-17 2021-08-13 钟小龙 一种利用led灯促进苹果果实香气及着色的方法
JP2021040550A (ja) * 2019-09-11 2021-03-18 スペースファームテクノロジー株式会社 ブルーベリーの栽培方法
CN111609659A (zh) * 2020-05-14 2020-09-01 珠海格力电器股份有限公司 储存结构、冰箱以及果蔬储存方法
RU2759450C1 (ru) * 2020-11-02 2021-11-15 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» Фотобиореактор для культивирования микроводорослей
CN115956454A (zh) * 2022-06-29 2023-04-14 云南省农业科学院园艺作物研究所 一种夜间led补光对提升苹果品质上的应用

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000041557A1 (de) 1999-01-11 2000-07-20 Scherer Guenther Verfahren zum hervorrufen oder fördern einer anthocyanfärbung in grundsätzlich anthocyan-bildenden pflanzen und/oder früchten
DE19900616A1 (de) * 1999-01-11 2000-07-20 Guenther Scherer Verfahren zur Förderung der Anthocyanbildung in Pflanzen und/oder Früchten
CN107094619A (zh) * 2017-04-04 2017-08-29 北京林业大学 一种基于混色led光源的笃斯越橘组培快繁壮苗方法
CN107094619B (zh) * 2017-04-04 2024-02-09 北京林业大学 一种基于混色led光源的笃斯越橘组培快繁壮苗方法

Also Published As

Publication number Publication date
FR2542567B3 (fr) 1985-06-28
JPS59179017A (ja) 1984-10-11
FR2542567A1 (fr) 1984-09-21
CA1243237A (en) 1988-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3409796A1 (de) Verfahren zum foerdern der anthocyanbildung in fruechten und pflanzen
Tyagi et al. Pre-harvest factors influencing the postharvest quality of fruits: A review
Mortensen et al. Effects of light quality on some greenhouse crops
Ghanbarpour et al. Reduction of cracking in pomegranate fruit after foliar application of humic acid, calcium-boron and kaolin during water stress.
Dennis et al. Effects of Photoperiod and Other Factors upon Flowering and Runner Development of Three Strawberry Cultivars1
Lentz et al. Effect of light and simulated herbivory on growth of endangered northeastern bulrush, shape Scirpus ancistrochaetus Schuyler
Lee Duplicating foliage shade for research on plant development
de Oliveira et al. Deficit irrigation strategies in Vitis vinifera L. cv. Cannonau under Mediterranean climate. Part II-cluster microclimate and anthocyanin accumulation patterns
DD202369A5 (de) Praeparat zur steigerung der kaeltebestaendigkeit von kulturpflanzen
Proctor et al. The role of spur and bourse leaves of three apple cultivars on fruit set and growth and calcium content
NZ583978A (en) Methods for delaying maturity of crops involving phosphorus and gibberellic acid
US6797300B2 (en) Composition for preserving fresh cut flowers, fresh fruits and vegetables without the use of refrigeration
Kale et al. Semi-permanent Shadenet house for reducing the sunburn in pomegranates (Punica granatum)
Burditt Jr et al. Induced infestation of fruit by the Caribbean fruit fly, Anastrepha suspensa (Loew)
Lieten et al. Relationships between fruit mineral content and the “albinism” disorder in strawberry
DE3117909A1 (de) Verfahren zum verbessern des fruchtansatzes durch beleuchten zum unterbrechen der nacht
Cera-Campos et al. Vegetative growth and quality of blueberry fruit cultivated in Chihuahua, Mexico
Shelton Highbush Blueberry Propagation under Southern US Climatic Conditions1
Thomas et al. Identification of N, K, Mg, Mn, Zn and Fe deficiency symptoms of carambola, lychee, and papaya grown in sand culture
Ortega-Farias et al. Effect of four levels of water application on grape composition and midday stem water potential of Vitis vinifera L. cv. Cabernet Sauvignon
Dencker et al. Flower initiation and node development of axillary buds, growth partitioning, and bleeding sap production of young apple trees as affected by fertigation
Kavand et al. Orchards management for reducing pomegranate aril browning disorder
Ito et al. Fumigation of Avocado Fruit with Methyl Bromide1
Voltolini et al. Effect of shading cattley guava stock plant (Psidium cattleyanum Sabine) on propagation by cuttings
DE1904203A1 (de) Praeparate zur Foerderung der Entwicklung von Pflanzen

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee