Untersuchungen zur H- und Al-Ionen-Toxizitaet an Keimpflanzen von Fichte (Picea abies, Karst.) und Buche (Fagus sylvatica, L.) in Lösungskultur

Göttingen

1985

219 S.

zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

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ULRICH nimmt in seiner ökosystemaren Hypothese zum Waldsterben an, dass die anhantende Deposition von Luftverunreinigungen u.a. zum Auftreten von "Säuretoxizität" im Wurzelraum von Waldbäumen führt. Der Begriff bezeichnet ein bodenchemisches Milieu, in dem pflanzenphysiologisch relevante Konzentrationen an Neutral- und Kationsäuren, ein geringes Angebot an basischen Kationen und eine unausgewogene Zusammensetzung der Bodenloesung syneristisch eine permanente Stressituation im Wurzelraum erzeugen (ULRICH u. MATZNER 1983). Säuretoxizitaet soll als disponierender Stressor Wurzelschäden sowie Nährstoffmangel verursachen und im Zusammenwirken mit begleitenden und auslösenden Stressoren (MANION 1981) am gegenwärtigen Waldsterben massgeblich beteiligt sein. In diesem Konzept spielen im Verlauf von Pufferreaktionen bei pH < 5.0 freigesetzte Aluminium- (Al-) Ionen eine zentrale Rolle. Die wurzelschädigende Wirkung dieser Kationsäuren ist der landwirtschaftlichen Forschung unter der Bezeichnung "Al-Toxizität" seit Anfang des Jahrhunderts geläufig. Nachdem die einschlägigen Untersuchungen von SUECHTIG (1948, 1949) offenbar weitgehend in Vergessenheit geraten sind, hat sich die Forstwissenschaft erst in den letzten Jahren wieder intensiver mit diesem Thema auseinandergesetzt, so dass über die Al-Toleranz mitteleuropäischer Waldbaumarten nur sehr wenig bekannt ist. Mit der vorliegenden Untersuchung sollte versucht werden, den auf die Al-Toxizität bezogenen Teil der ULRICHschen Hypothese zu falsifizierten. Die Experimente wurden in Lösungskulturen bei kontinuierlichem Lösungsdurchfluss unter kontrollierten äusseren Bedingungen an Keimpflanzen aus herkunftidentifiziertem Saatgut der Baumarten Fichte (Picea abies KARST.) und Buche (Fagus silvatica L.) durchgeführt. Da potentiell toxische Al-Ionen bei pH-Werten in Lösung gehen, die Literaturangaben zufolge per se wurzelschädigend wirken können, wurde sowohl mit stark sauren (-Al)-Nährlösungen gearbeitet. Die Untersuchung umfasste demnach zwei ionenspezifische Ausprägungen der Säuretoxizität (H+-, Al-Toxizität). Da weiterhin bekannt ist, dass sowohl die Wirkung von H+ als auch von AlIonen von der Ca2+ -Konzentration (bzw. den Konzentrationsverhältnissen mitbestimmt wird (u.a. LUND 1970), wurde die Ca2+ -Konzentration als zusätzliche Variable eingeführt. Die Zusammensetzung der Basis-Naehrlösung war an Bodenlösungsdaten aus dem Solling orientiert. Als Beobachtungsmerkmale dienten - das Wurzellängenwachstum, - Veränderungen an den Wurzelspitzen (klassifiziert nach Schädigungsgraden), - Mineralstoffgehalte in Sprossen und Wurzeln und - die Trockensubstanzproduktion (nur Buche). Als "toxisch" wurden solche Behandlunsvarianten bewertet, in denen das Wurzellängenwachstum im Vergleich zur Kontrolle um grösser gleich 50% reduziert wurde und/oder die Primärwurzelspitzen ...