Tipburn in head lettuce : the role of calcium and strategies for preventing the disorder

In the present study the efficiency of preventive methods for the reduction of tipburn incidence was examined in head lettuce. Foliar applications of calcium chloride or short-term irrigation treatments were carried out in order to decrease tipburn incidence in the field. On the basis of root pressure measurements under controlled environment approaches should be made to explain the tipburn reducing effect of a reduction in VPD or the use of unsusceptible genotypes. 1. The efficiency of Ca-sprays depending on plant development and frequency of the application were examined in iceberg lettuce. Plants that were treated to the time of head formation showed a reduction in tipburn severity. An elevated foliar uptake due to the Ca-sprays could not be manifested by leaf mineral analysis. 2. Tipburn symptoms can be induced under controlled environmental conditions by a constant high VPD. Tipburn incidence could be reduced by a diurnal reduction of VPD. Contrary to the expectation this could not be explained by an encouraged root pressure flow during night time. Rather the concentration of mineral constituents in the root pressure exudate (K/Ca) seemed to be related to reduced tipburn incidence. 3. Shortly after the onset of short-term irrigation VPD within the crop stand was decreased. Tipburn incidence was influenced by the irrigation treatment depending on temperature and daily intervals. This diurnal reduction of VPD lead to a recurrent tendency of the efficiency of the short-term irrigation treatments throughout the planting sets. Although tipburn incidence could be reduced about 20 % by the irrigation treatments, however, the differences could not be calculated by statistical analysis. 4. Head lettuce genotypes expressed symptoms under controlled environmental conditions according to their variation in tipburn susceptibility. Higher growth rates during during early stages of plant development, lower specific leaf weight and also smaller cells per area could be observed in tipburn sensitive cultivars. Differences between the genotypes regarding tipburn incidence could not be explained by variations in the amount of root pressure flow. However, there was an effect on the qualitative compounds in the root pressure exudate, in particular during night time. This was most probably revealed by an increase of the K/Ca ratio during night period for the sensitive cv. ‘Herman’.Innenbrand bei Kopfsalat - die Rolle von Calcium und Strategien zur Verminderung dieser physiologischen Erkrankung In der vorliegenden Studie wurde die Wirksamkeit von Maßnahmen zur Verminderung des Auftretens von physiologischem Calciummangel (Innenbrand) bei Kopfsalat untersucht. Durch den Einsatz von CaCl2-Blattapplikationen in Abhängigkeit des Pflanzenwachstums und von Kurzberegnungsmaßnahmen sollte das Auftreten von Innenbrand im Freiland reduziert werden. Unter kontrollierten Bedingungen sollten mit Hilfe von Wurzeldruckexsudat-Messungen Erklärungsansätze über die innenbrandreduzierende Wirkung einer Absenkung des VPD oder des Einsatzes von unempfindlichen Sorten gefunden werden. 1. Die Effektivität von Calcium-Blattapplikationen bezüglich des Einsatzzeitpunktes und der Anwendungshäufigkeit sollte in Abhängigkeit des Entwicklungsstadiums der Pflanzen untersucht werden. Eissalatpflanzen, die zum Zeitpunkt der Kopfbildung mit einer 0,04 mM Lösung von CaCl2 viermalig behandelt wurden, zeigten eine Reduzierung des Schadausmaßes der Innenbrandsymptome. Mit Hilfe von Blattanalysen konnte eine verstärkte Aufnahme von Calcium im Vergleich zur unbehandelten Kontrolle dabei nicht festgestellt werden. 2. Unter kontrollierten Bedingungen können Innenbrandsymptome durch en kontinuierlich hohes VPD induziert werden. Eine tägliche Absenkung des VPD führt zu einer Reduzierung des Auftretens von Innenbrand. Entgegen den Erwartungen ist dies nicht alleinig auf eine Erhöhung des Wurzeldruckes in der Nachtphase zurück zu führen. Vielmehr scheint die qualitative Zusammensetzung des Wurzeldruckexsudates (K/Ca) einen entscheidenden Einfluss dabei zu haben. 3. Die Durchführung von Kurzberegnungsmaßnahmen hatte ein Absenken des VPD innerhalb des Pflanzenbestandes zur Folge. Sowohl eine Beregnung in Abhängigkeit von der Lufttemperatur als auch in täglichen Intervallen konnten das Auftreten von Innenbrand beeinflussen. Es zeigte sich in einer gleichbleibenden Tendenz über die Versuchswiederholungen, dass Innenbrand bis zu 20 % reduziert werden konnte. Ein verstärktes Einsetzen der Salatfäule konnte hingegen nicht beobachtet werden. 4. Genotypisch bedingte Unterschiede in der Innenbrandanfälligkeit konnten in einem Prüfsystem unter kontrollierten Bedingungen hervorgebracht werden. Bei gegen Innenbrand empfindlichen Sorten konnten zudem höhere Wachstumsraten in der Jugendentwicklung festegestellt werde. Außerdem hatten die Pflanzen ein geringeres spezifisches Blattgewicht sowie eine geringere Anzahl Zellen pro Fläche. Unterschiede zwischen den Genotypen manifestierten sich nicht in der Höhe des Wurzeldruckes sondern vielmehr in der qualitativen Zusammensetzung des Wurzeldruckexsudates. Hierbei ist vor allem ein Anstieg des K/Ca Verhältnisses zu Beginn der Nachtphase zu nennen