Die Blattfläche bestimmt maßgeblich die Lichtabsorption und Transpiration von Pflanzen. Die Zunahme der Blattfläche von Nutzpflanzen im Laufe der Zeit hängt von Variablen auf verschiedenen Organisationsebenen ab: der Pflanzendichte auf Populationsebene, der Anzahl der Triebe pro Pflanze und der Triebentwicklung auf Organismenebene sowie letztlich der individuellen Blattausdehnung auf Organebene. Diese Variablen werden jedoch in Pflanzenmodellen selten berücksichtigt.
Alfalfa-Gras-Mischungen gehören in vielen gemäßigten Gebieten zu den am weitesten verbreiteten Futterpflanzen. In solchen Gemeinschaften hat sich gezeigt, dass die Ausdehnung der Alfalfa-Blattfläche das Hauptattribut ist, das das Abfangen von Licht durch die Leguminosenkomponente und ihre Biomasseproduktion sowohl auf der Kronen- als auch auf der Pflanzenebene erklärt. Ein aktuelles Papier in Annals of Botany bewertet die relative Empfindlichkeit der morphogenetischen Prozesse von Luzerne, die an der Blattflächenausdehnung der Pflanze (primäre Sprossentwicklung, Verzweigung und Blattausdehnung) als Reaktion auf die Lichtverfügbarkeit beteiligt sind.
Baldissera, T.C., Frak, E., de Faccio Carvalho, P.C. und Louarn, G. Die Pflanzenentwicklung steuert die Blattflächenausdehnung in Luzernepflanzen, die um Licht konkurrieren. (2014) Annals of Botany, 113 (1), 145-157.
Das Wachstum von Kulturen in einer Mischung ist variabler und schwieriger vorherzusagen als in reinen Beständen. Leichte Partitionierung und Ausdehnung der Blattfläche spielen eine herausragende Rolle bei der Erklärung dieser Variabilität. Bei vielen Feldfrüchten, die üblicherweise in Mischungen angebaut werden, einschließlich der Futterart Luzerne, müssen jedoch die Empfindlichkeit und die relative Bedeutung der physiologischen Reaktionen, die an der Lichtmodulation der Blattflächenausdehnung beteiligt sind, noch ermittelt werden. Diese Studie wurde entwickelt, um die relative Empfindlichkeit der Primärtriebentwicklung, der Verzweigung und der individuellen Blattausdehnung bei Luzerne als Reaktion auf die Lichtverfügbarkeit zu bewerten.
Es wurden zwei Experimente durchgeführt. Die ersten untersuchten isolierte Pflanzen, um die potenzielle Entwicklung verschiedener Sprosstypen und Wachstumsperioden zu bewerten. Die zweite bestand darin, die Intensität der Lichtkonkurrenz unter Verwendung einer Reihe von Überdachungen in reinen und gemischten Beständen mit zwei Dichten zu manipulieren, um die relativen Auswirkungen auf die Sprossentwicklung, das Blattwachstum und die Pflanzen- und Sprossdemographie zu bewerten.
Die Sprossentwicklung ohne Lichtkonkurrenz war deterministisch (konstante Phyllochrone von 32 °Cd und 5 °Cd für Primärachsen und Äste, Verzweigungswahrscheinlichkeit von 48, konstante Verzögerung von 2 Phyllochron vor dem Aufbrechen der Achselknospen) und identisch unabhängig von Sprosstyp und Wachstums-/Nachwuchsperioden. Während Lichtkonkurrenzexperimenten erklärten Veränderungen in der Pflanzenentwicklung die meisten Variationen der Pflanzenblattfläche, wobei die durchschnittliche Blattgröße in geringerem Maße dazu beitrug. Die Zweigentwicklung und die Anzahl der Triebe pro Pflanze waren die Komponenten der Blattfläche, die am stärksten von der Lichtverfügbarkeit betroffen waren. Primärachsenentwicklung und Pflanzendemographie waren nur in Situationen starker Lichtkonkurrenz betroffen.
Pflanzenblattflächenkomponenten unterschieden sich hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit gegenüber Lichtkonkurrenz. Das in dieser Studie vorgestellte potenzielle Sprossentwicklungsmodell könnte als Rahmen dienen, um Lichtreaktionen in Alfalfa-Erntemodellen zu integrieren.
