Wachstumsverhalten und Wasserhaushalt eines Fichtenklones (Picea abies (L.) Karst.) unter erhoehten CO2- und O3-Gehalten der Luft bei variierter Stickstoff- und Wasserversorgung

Freising

1995

135 S.

zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

8316

75319

In den Klimakammern des GSF-Forschungszentrums fuer Umwelt und Gesundheit GmbH in Neuherberg wurde die Wirkung von erhoehten Kohlendioxid- und Ozonkonzentrationen der Luft sowie gesteigertem Stickstoffangebot und periodischem Wassermangel auf fuenfjaehrige Klonfichten ueber eine Vegetationsperiode untersucht. Die vier Faktoren wurden jeweils auf zwei Stufen in einer vollstaendig gekreuzten Versuchsanlage (16 Behandlungsvarianten) wie folgt appliziert: CO2: a) 350-CO2: Konzentration der Aussenluft mit natuerlichen Schwankungen. b) 550-CO2: Konzentration der Aussenluft erhoeht um 200 Myl l hoch-1. O3: a) 20-O3: Dosierung konstant 20 nl l hoch-1, 24 h d hoch-1. b) 80-O3: dosierung 80 nl l hoch-1, 7 - 11 h d hoch-1, mit kurzfristigen Spitzenwerten bis 140 nl l hoch-1, restliche Stunden wie a). N: a) +N: 100mg N kg hoch-1 Trockenboden in 1992. b) ++N: 250mg N kg hoch-1 Trockenboden in 1992. H2O: a) +H2O: nicht limitierende, bedarfsgerechte Wasserversorgung. b) -H2O: Wasserversorgung wie a), jedoch unterbrochen von zwei Trockenperioden ohne Bewaesserung vom 17.7 - 31.7. und vom 7.9. - 5.10. Die Expositionszeit der 256 Baeume in 64 Toepfen (40l) dauerte 211 Tage vom 16.6.92 bis 12.1.93. Die Baeume waren bereits zwei Jahre zuvor in Vierergruppen in die Toepfe gepflanzt und nach den beiden Stickstoffbehandlungen getrennt geduengt worden. Das Substrat entstammte einer Abgrabung aus dem Bv-Horizont einer podsoligen Braunerde aus dem Bayerischen Wald. Auch die Klimabedingungen in den Kammern mit ihren tages- und jahreszeitlichen Variationen wurden nach einem vereinfachten Grundmuster dem Klima der Hochlagen des Bayerischen Waldes nachgeahmt. Zur Untersuchung der Wirkung der Versuchsfaktoren und ihrer Interaktionen auf das Wachstumsverhalten und den Wasserhaushalt der Baeume wurden folgende Methoden eingesetzt: Versuchsbegleitend: - Stichprobenhafte Naehrelementanalysen in den Nadeln - visuelle Bonitur - Feinzuwachsmessungen mit Dendrometern - Messung der apparenten Nettophotosyntheserate mit einem CO2/H2O-Diffusionsporometer - Erfassung des Wasserverbrauchs ueber eine tensiometergesteuerte Bewaesserungsanlage - Bestimmung der Abscisinsaeurekonzentration im Xylemsaft - Messungen des Xylemwasserpotentials. Am Versuchsende: - Bestimmung des Trockengewichts der Wurzel- und verschiedener Sprossbiomassefraktionen - Naehrelementanalysen in den Nadeln. 550-CO2 bewirkte jeweils eine rund zehnprozentige Erhoehung der Trockenbiomasse des waehrend der Expositionszeit gebildeten Triebes, der Wurzelbiomasse sowie des Wurzel/Spross-Verhaeltnisses. Der Wipfeltrieb war durchschnittlich um 16 Prozent laenger, wohingegen der Stammdurchmesserzuwachs durch 550-CO2 nicht veraendert wurde. Die Nettophotosyntheserate war bei 550-CO2 gesteigert, allerdings erst nach dreimonatiger Versuchszeit. In den juengsten Nadeln waren die P- und K- Spiegelwerte durch den Verduennungseffekt der groesseren Biomasse reduziert. Die Verminderung der N-Spiegelwerte bei 550-CO2 war auf die +N-Behandlung beschraenkt. Mit den eingesetzten Methoden wurden keine Anzeichen fuer eine Akklimatisierung der Fichten an 550-CO2 gefunden. Als Senke fuer die Assimilate dienten nach der Ausbildung des Neuaustriebs offensichtlich die Wurzeln. Der Transpirationskoeffizient war durch 550-CO2 um 12 Prozent erniedrigt, der Gesamtwasserverbrauch trotz der groesseren Biomasse des juengsten Triebes um 9 Prozent verringert. Obwohl nach viermonatiger Ozonbegasung bei rund 5 Prozent der Baeume sichtbare Schadsymptome ("mottling") an vorjaehrigen Nadeln auftraten, war die Wirkung von 80-O3 insgesamt gering. Von den Biomassefraktionen wurde nur das Trockengewicht des vorjaehrigen Triebes um 9 Prozent reduziert. Zusammen mit den verringerten P-, K- und Mg-Gehalten in den juengsten Nadeln deutet das auf einen beeintraechtigten Stofftransport hin. Es gab keine Hinweise, dass 80- O3 den Wasserhaushalt gestoert hat. Die starke Reaktion nahezu aller untersuchter Messgroessen auf ++N unterstreicht die ze...