Der Geisenheimer Prüfstand
Wichtigster Bestandteil für die Identifizierung der Trockenstresstoleranz ist das Dehydrierungsexperiment. Hierbei werden die Genotypen einem mehrtägigen Austrocknungsprozess unter stationären Klimabedingungen (Klimakammern) unterworfen.
Täglich wird der Welkeverlauf der einzelnen Pflanzen bonitiert und parallel hierzu das Wasserangebot im Substrat tensiometrisch erfasst. Testsieger sind die Pflanzen, die erst bei einem sehr niedrigen Bodenwasserpotenzial (bei sehr starker Austrocknung) welken. Davon profitiert der Konsument, weil diese Genotypen auch bei temporärer Trockenheit auf der Terrasse oder dem Balkon ihren Zierwert behalten.
Ähnlich wichtig wie eine späte Welke ist auch ein gutes Regenerationsvermögen. Nach Erreichen eines definierten Welkegrades werden die Pflanzen deshalb erneut bewässert und das Regenerationsvermögen, also die Auflösung von Welkesymptomen, erfasst. Auch dieser Parameter geht in die Bewertung der Prüflinge ein.
Gutes Stomata-Management bei stresstoleranten Genotypen.
In der Literatur wird dem Stomata-Management eine prominente Rolle bei der Trockenstresstoleranz eingeräumt. Geraten Pflanzen unter Trockenstress, schützt ein rasches Schließen der Spaltöffnungen die Pflanzen vor einem Existenz bedrohenden Wasserverlust (Chaves et al., 2003). Je schneller und je besser die Stomata geschlossen werden, umso effizienter ist das Stomata-Management. Basierend auf dieser Hypothese wurde in den Geisenheimer Untersuchungen parallel zum Welkeverhalten auch das Stomataverhalten der Genotypen unter Dehydrierungsbedingungen studiert. Für diese Untersuchungen wurde ein Gaswechselmessgerät der Firma Walz (GFS-3000) eingesetzt. Bei dieser Messung wird ein Blatt in eine Küvette eingespannt und die Wasserdampfabgabe und CO2-Aufnahme unter definierten Klimabedingungen pro Zeit- und Flächeneinheit ermittelt (Abb. 2).
In wiederholten Messungen wurden verschiedene Genotypen daraufhin überprüft, bei welcher Saugspannung (Bodenwassergehalt) sie ihre Transpiration einschränken und wie perfekt der Stomataschluss ist. Genotypen, die ihre Stomata frühzeitig schließen, gehen besonders behutsam mit dem vorhandenen Wasser um und sind somit in der Lage, einen Austrocknungsprozess länger zu überstehen. Mit anderen Worten: Sie können ihren Zierwert länger aufrecht erhalten.
In Abbildung 3 sind die Transpirationsraten von drei verschiedenen Genoytpen dargestellt. Hier fällt einerseits auf, dass die Genotypen bei hohem Wasserangebot (niedrige Saugspannung) stark voneinander abweichende Transpirationsraten aufwiesen. Der Genotyp Timor weist mit Abstand die höchste, der Typ 9346 die geringste Transpirationsrate auf. Bei Wassermangel reagiert Timor allerdings sehr empfindlich und senkt die Transpirationsrate rasch auf einen sehr niedrigen Restwert ab. Der Genotyp 0588 reagiert weitaus schwächer auf den Trockenstress und weist auch bei -700 hPa (ausgeprägter Wassermangel) noch eine relevante Transpirationsrate auf. Testsieger bei diesem Kriterium ist somit Timor auf Grund seiner sensiblen Stomatareaktion (R² = 0,753).

Schneller zum Ergebnis durch Thermografie?
Gaswechselmessungen zur Charakterisierung des Stomata-Managements sind sehr zeitaufwendig und unterliegen einem ausgeprägten Positionseffekt (Ort der Messung). Eine Vereinfachung erschließt sich möglicherweise durch den Einsatz der Thermografie. In der Stressphysiologie wird die Technik unter anderem dazu eingesetzt, aus der Gewebetemperatur auf die stomatäre Leitfähigkeit oder die Transpirationsrate zu schließen (Jones et al., 2002).
Um die Eignung der Thermografie an Zierpflanzen unter Trockenstress zu prüfen, wurden parallel zu den Gaswechselmessungen Wärmebilder erzeugt. Erste Ergebnisse zeigen, dass auch hier bei den geprüften Objekten ein gewisser Zusammenhang zwischen der Transpirationsrate beziehungsweise der stomatären Leitfähigkeit und der Pflanzentemperatur besteht. Dieser Zusammenhang ist modellhaft für den Genotyp 0588 in Abbildung 5 dargestellt. Zur Charakterisierung der Pflanzentemperatur wurde in dieser Abbildung der Crop Water Stress Index  verwendet, der wie folgt berechnet wird: CWSI = (Tplant-Twet) dividiert durch (Tdry-Twet). Tplant ist dabei die aktuell gemessene Temperatur, Twet ist die mit Wasser eingesprühte feuchte Referenz, die die Pflanze mit geöffneten Stomata symbolisiert, und Tdry ist die trockene Referenz, ein mit Vaseline eingeschmiertes Blatt, das die Pflanze mit geschlossenen Stomata symbolisiert.
Wie Abbildung 5 zeigt, sinkt die stomatäre Leitfähigkeit mit steigendem Crop Water Stress Index. Dieser Zusammenhang ist mit R² von 0,5 jedoch noch nicht vollkommen befriedigend, sodass weitere Untersuchungen nötig sind, um die Eignung dieser Methode für den beschriebenen Anwendungszweck zu prüfen.
Vorzüge wären, dass es mit Hilfe einer Thermokamera möglich ist, eine ganze Pflanze oder bei Stecklingen sogar einen ganzen Pflanzenbestand zeitgleich aufzunehmen. Des Weiteren ist diese Methode technisch wesentlich einfacher als Gaswechselmessungen und damit in Praxisbetrieben einsetzbar. Für Züchter bietet sich möglicherweise der Vorzug, bereits Platten mit Stecklingen oder Sämlingen auf Trockenstresstoleranz zu testen.

Echte Vorteile nur bei multipler Stresstoleranz
Für die Übertragung der in Dehydrierungsversuchen und durch physiologische Tests gewonnenen Erkenntnisse in die Praxis sind Freilandversuche durchzuführen. Nur sie können zeigen, ob die in Klimakammern oder Gewächshäusern erzielten Ergebnisse auf den natürlichen Standort der Pflanzen zu übertragen sind. Grund hierfür sind die multiplen Stressbedingungen, denen Pflanzen auf Terrassen oder Balkonen augesetzt sind. Neben Trockenstress zählen hierzu eine erheblich höhere Einstrahlung und die Konfrontation mit UV-Strahlung.

Bereits nach kurzer Zeit waren bei den im Test befindlichen Impatiens deutliche Blattschäden festzustellen. Besonders betroffen waren die Trockenstressvarianten mit zum Teil völlig verbrannten Blättern. Bedauerlicherweise zeigten auch die im Screening-Prozess als trockenstresstolerant eingestuften Genotypen Blattschäden. Hieraus ist zu folgern, dass Trockenstresstoleranz allein nicht ausreicht, um die Freilandeignung zu charakterisieren. In einem Folgeprojekt wird daher der Focus auf die Strahlungsstresstoleranz gerichtet,   um somit Genoytpen zu identifizieren, die über eine multiple Stresstoleranz verfügen.