Influence of potassium nutrition on starch synthesis in barley grains

Detached ears from barley plants of the same age but of different K status (0.25 or 1.0 me K/l in the nutrient solution) were fed with 14C sucrose at 14,21,28 and 35 days after ear emergence. Single grain weights were always higher in plants grown at 1 mMK. To establish whether this effect was due to a direct influence of K on the storage capacity, incorporation of 14C sucrose into grain starch was studied and the activity of bound ADPG-starch synthase under in vitro conditions determined. 14C sucrose incorporation into grain declined with grain development without significant differences between K treatments. The conversion of 14C sucrose into grain starch was also unaffected by the K status of the plant. The activity of ADPG starch synthase was either unaffected or influenced inconsistently by the K nutrition of the crop. Results of both approaches indicate, that at K contents > 0.7% of grain-DM, the rate of starch synthesis is not limited by the K concentration in the grain. This nutrient thus appears to increase grain yield more by its effect on assimilate supply (source) than by influences on the rate of synthesis of storage products (sink). Einflus des K-Ernahrungszustandes von Gerste auf die Starkesynthese im Korn Von gleichaltrigen, aber unterschiedlich mit K ernahrten Gerstenpflanzen (0,25 bzw. 1 mval K/l Nahrlosung) wurden am 14., 21., 28. und 35. Tage nach dem Ahrenschieben Ahren abgeschnitten. Diese wurden anschliesend fur 24 Stunden in eine 14C-Saccharoselosung gestellt. Bei somit gleichem Assimilatangebot sollte gepruft werden, ob Ahren verschiedener K-Ernahrung unterschiedliches Speichervermogen fur Assimilate aufweisen. Die Aufnahme von 14C-Saccharose nahm mit zunehmendem Alter der Ahren ab, wobei keine Unterschiede zwischen den beiden K-Varianten festgestellt werden konnten. Auch die Umwandlung von 14C-Saccharose in 14C-Starke im Korn war unbeeinflust vom K-Versorgungsgrad. In vitro Messungen zur Aktivitat der ADPG-Starkesynthase ergaben keine signifikanten, z.T. sogar entgegengesetzte Ergebnisse zum Einflus der K-Ernahrung auf dieses Enzym der Starkebildung. Beide Versuchsansatze lassen vermuten, das bei K-Gehalten im Korn von > 0,7% die Rate der Starkesynthese nicht von der K-Konzentration im Korn limitiert wird. Kalium scheint infolgedessen weniger uber eine direkte Erhohung der Speicherleistung als vielmehr uber eine bessere Assimilatanlieferung in die Ahre ertragssteigernd zu wirken.