Endgültige Ergebnisse des Seedball-Experiments

Endergebnisse des Feldexperiments: Was ist denn die Wirkung von Samenkugeln ?

Zur Erinnerung (siehe Veröffentlichungen vom 15. August und 15. September): Unser wissenschaftliches Experiment, das von der Research Challenge der ETH for Development finanziert wurde, sollte die Auswirkungen der Beschichtung von Samen auf die Keimungsrate messen. Zu welchen Ergebnissen sind wir gekommen?

Von den 40 ausgewählten Baumarten konnten die Samen von 26 Arten geerntet werden. Die restlichen 14 Arten konnten nicht rechtzeitig identifiziert werden. Eine erste Zählung der Sprosse fand Mitte Juli statt. Darauf folgte eine zweite Zählung zur Überprüfung Mitte August. Diese Zählungen wurden durch die Fülle der Unkräuter auf dem Feld erschwert. Dies erklärt einige Inkonsistenzen, die in der nachfolgenden Tabelle rot markiert sind:

Von den 26 Arten des Versuchs waren 17 (65%) bereits zwei bzw. drei Monate nach der Aussaat gekeimt. Die Korrelation zwischen der im Versuch erzielten maximalen Keimungsrate pro Art und der theoretischen Keimungsrate nach wissenschaftlichen Quellen betrug 68 %. Im Durchschnitt erreichte die maximale Keimungsrate pro Art im Experiment 54%, während ihre theoretische Keimungsrate 69% betrug.

Bevor wir die Auswirkungen der Seedballs analysieren, wollten wir herausfinden, warum acht Arten eine Keimungsrate haben, die mindestens 30 % unter der theoretischen Rate liegt. Was könnten die Gründe dafür sein?

• Parkia biglobosa (68% vs. 99%): Die physische Dormanz ihrer Samen ist groß und es ist möglich, dass unsere Vorbehandlung nicht ausreichte, um diese Dormanz aufzuheben, oder dass die Keimung bei dieser Art einfach langsamer ist.
• Carapa procera (35% vs. 80%): Die Samen dieser Art sind widerspenstig. Es ist wahrscheinlich, dass einige vor der Aussaat getrocknet sind und dadurch ihre Keimfähigkeit verloren haben.
• Syzygium guinéense spp (0% vs. 80%): Die ebenfalls widerspenstigen Samen sollten laut Prota4U sofort nach dem Pflücken der Früchte ausgesät werden, da sie innerhalb von 24 Stunden nach der Lagerung verderben können. Auch in diesem Fall ist es möglich, dass die Samen zu lange mit der Aussaat gewartet haben.
• Prosopis africana (0% vs. 70%): „Die Ergebnisse zeigen eine hohe Produktion von Samen, von denen der größte Teil entweder befallen oder verfault ist. Obwohl die Samen von Prosopis africana in der Samenschale ruhen, können sie in situ in Abwesenheit von Feuer und Vieh keimen, allerdings mit einer langen Latenzzeit“[1]. Um zu verhindern, dass die Samen unter dem Samenbaum verfaulen, hätte man vielleicht auf einer Plane ernten sollen.
• Pterocarpus erinaceus (0% vs. 50%): Die physiologische Dormanz ist gering und es ist überraschend, dass die Behandlung nicht ausreichte, um sie aufzuheben, zumal die Keimung laut Prota4U 6-10 Tage nach der Aussaat beginnen sollte. Vielleicht war die Qualität der Samen schlecht?
• Tectona grandis (0% vs. 30%) : Laut Prota4U: „Der „Samen“ des Teakbaums ist in Wirklichkeit eine Frucht, die bis zu vier echte Samen enthalten kann. […] Normalerweise gibt es ein bis zwei lebensfähige Samen pro Frucht, aber manchmal sind die Früchte steril. Die Keimung einer einzelnen Samencharge kann nach etwa zehn Tagen beginnen und nach mehreren Jahren abgeschlossen sein; das Optimum der Keimung liegt bei 35-45 Tagen. Die Dormanz ist schwer aufzuheben und es wurden noch keine wirklich zuverlässigen Techniken entwickelt. […] Um die Keimung zu fördern, sollten die Samen nicht vollständig vergraben werden und keine Schattierung erhalten.“ Es ist möglich, dass die Samen zu tief in die Häufchen gesät wurden und die Umhüllung die Keimung beeinträchtigt hat.
• Vitex doniana (0% vs. 34%): Laut Prota4U brauchen unbehandelte Früchte manchmal sehr lange zum Keimen, und es ist möglich, dass Feuer die Keimung beschleunigt. In der Tat ist die physiologische Ruhezeit groß und die Intensität der Behandlung, die wir anwandten, war wahrscheinlich nicht ausreichend.
• Terminalia Glaucescens (0% vs. 30%): Es ist möglich, dass die Samen dieser Art widerspenstig sind. Außerdem ist ihre physiologische Ruhezeit groß.

Diese kurze Analyse lässt zwei Schlussfolgerungen zu:

1. Der Herstellungsprozess der Seedballs, der eine Lagerzeit der Samen erfordert, hat einen negativen Einfluss auf die Keimungsrate der widerspenstigen Arten: Von den 6 der 26 widerspenstigen Arten hatten in unserem Experiment 3 Arten (50%) eine signifikant niedrigere Keimungsrate als normal.
2. Im Gegensatz dazu hat die Dormanz bei der Seedball-Methode nur einen geringen Einfluss auf die Keimungsrate: Von den 12 Arten, die eine intensive Behandlung zur Aufhebung der Dormanz benötigten, keimten 7 Arten normal. Von den 14 Arten, die nur eine mäßige Behandlung zur Aufhebung der Dormanz benötigten, keimten 3 Arten schlecht.

 

Entgegen der Hypothese, dass anemochore, barochore und autochore Arten besser an Direktsaat und Schutz durch Umhüllung angepasst sind, zeigten die Ergebnisse keinen signifikanten Zusammenhang zwischen der Art der Samenverbreitung und der Keimung bei Direktsaat:

• 6 von 8 anemochoren Arten keimten (75%).
• 10 von 15 zoochoren Arten keimten (66%).
• 1 von 3 barochoren Arten keimte (33%).

 

Was die angewandten Behandlungen betrifft, so lieferten keine Behandlung (Gruppe C) und die Behandlung T1 (Einweichen) bei beiden Zählungen im Durchschnitt die besten Ergebnisse.

Bei acht der 17 Arten, die gekeimt hatten, erbrachte die Nichtbehandlung bei beiden Zählungen die besten Ergebnisse. Bei sechs weiteren Arten war die Nichtbehandlung in einer der beiden Zählungen überlegen. Nur drei Arten bevorzugten die Behandlung, aber in zwei Fällen handelte es sich um das Einweichen. Eine einzige Art, Lophira lanceolata, profitierte in einer der beiden Auszählungen von der Einbettung.

Daher scheint es uns möglich zu schlussfolgern, dass unter den klimatischen und ökosystemaren Bedingungen in Linko für die oben genannten Arten mit Ausnahme von Lophira lanceolata, Vitellaria paradoxa und Afzelia africana das Unterlassen von Behandlungen zu einer besseren Keimungsrate führt. Entgegen unserer Haupthypothese hat die Beschichtung der Samen (Seedballs-Methode) einen geringeren oder sogar kontraproduktiven Einfluss auf die Keimungsrate. Das Vergraben der unbehandelten, nackten Samen in Häufchen scheint als Schutz vor Vögeln, Nagetieren und Schädlingen ausreichend zu sein.

Dass die Wirkung von Samenkugeln tief ist, ist eine entscheidende Erkenntnis für das arboRise-Projekt. Der Verzicht auf das Umhüllen der Samen wird den Pflanzprozess erheblich vereinfachen. Außerdem können die für die Beschichtung aufgewendeten Ressourcen dazu genutzt werden, die Menge der geernteten Samen zu verdoppeln und so eine Dichte von 10.000 Samen pro Hektar bzw. 1 Samen pro m2 zu erreichen.

Die Überlebensrate auf der Versuchsfläche wird ein Jahr nach der Aussaat, im Mai 2023, gemessen. Später können die Pflanzen, die auf dem Versuchsgelände überlebt haben, zur Gewinnung von Stecklingen verwendet werden, die zur Anreicherung der mit arboRise aufgeforsteten Flächen dienen.

 

[1] Niang Diop F., Sambou B., Lykke A. M. : Contraintes de régénération naturelle de Prosopis africana : facteurs affectant la germination des graines, International Journal of Biological and Chemical Sciences, 2010, p. 1693-1705. file:///C:/Users/phili/Downloads/65578-Article%20Text-130554-1-10-20110415%20(1).pdf