Untersuchungen zum Einfluss von Ammonium und Nitrat auf wurzelphysiologische Reaktionsmuster der Buche

Göttingen

1994

124 S.

74 Lit. Ang.

Bandaufführung

102735

Die Untersuchungen wurden sowohl unter Freilandbedingungen im 151jaehrigen Buchenaltbestand der Fallstudie Zierenberg (Hess. Forstamt Wolfhagen) als auch in Hydrokulturexperimenten mit einjaehrigen Buchen durchgefuehrt. Die Ergebnisse belegen bei gleichzeitigem Angebot von Ammonium und Nitrat eine bevorzugte Aufnahme von Ammonium. Liegt beispielweise in der Hydrokultur ein Verhaeltnis des Stickstoffangebots von 15% Ammonium und 85% Nitrat vor, so wird fast 3/4 der angebotenen Ammoniummenge, aber nur 5% des Nitrats aufgenommen. Geht man davon aus, dass das Wachstum und die Verteilung der Feinstwurzeln als Indiz fuer die bevorzugte Form der Stickstoffaufnahme gewertet werden kann, so folgt aus den hoeheren Buchenfeinstwurzelgehalten in ammoniumreichen Bodenzonen eine Ammoniumpraeferenz. Auch im Freiland kann demnach die bevorzugte Ammoniumaufnahme der Buche bestaetigt werden. Liegt dagegen lediglich Nitrat als Stickstoffquelle vor, so sind die Buchen in der Lage, auch dieses fuer ihre Stickstoffversorgung zu nutzen. Das Potential der Buchen, sowohl Ammonium als auch Nitrat aufzunehmen, belegt ein grosses Adaptionsvermoegen der Baumart an unterschiedliche Standorte. Die Feinstwurzeln der Altbuchen haben ein deutliches Verteilungsmaximum im obersten Mineralboden. Der Tiefengradient kann nicht mit Parametern der Basensaettigung oder der Bodenaciditaet in Verbindung gebracht werden. Vielmehr deutet sich an, dass Feinstwurzeln vor allem in einer Zone aktiver Humusumsetzungen vorliegen. In diesem Bereich hat das Vorkommen von Stickstoff und von Ammonium maximale Werte. Der Buchenaltbestand zeigt mit im Mittel 2,4 t/ha Feinstwurzeln und ca. 21 t/ha Gesamtwurzelmasse im Vergleich zu der oberirdischen Biomasse geringe Wurzelmengen. Dennoch besteht mit einer 1.7 Ertragsklasse nach Wiedemann ein gutes Bestandeswachstum. Bei Ueberschuss mineralischer Stickstoffverbindungen im Boden werden auch in der Pflanze Pools von Ammonium und Nitrat festgestellt. Die Untersuchungen belegen NH4-Pools in der Wurzel (Freiland- und Hydrokultur) und im Spross (Hydrokultur), aber nicht im Blatt. Beispielsweise wurden im Fruehjahr in Buchenfeinstwurzeln Ammoniumgehalte von bis zu 280 mg/kg Wurzel festgestellt. Ferner wurden Nitrat-Pools in der Wurzel gefunden. Die Hydrokulturergebnisse belegen, dass das beste Buchenwachstum bei ausgeglichenem Angebot von Ammonium und Nitrat erfolgt. Unter diesen Bedingungen traten keine Ausfaelle an Pflanzen auf. Nitrat foerdert die Aktivitaet der Glutaminsynthetase, d.h., bei gleichzeitigem Angebot von Ammonium und Nitrat wird die Assimilation von Ammonium gefoerdert. Wie die tatsaechlich festgestellten Ammonium-Pools in den Feinstwurzeln des Buchenaltbestandes zeigen, kann dieser Regulationsmechanismus im stickstoffgesaettigten System jedoch phasenweise ueberfordert sein. Freies Ammonium wirkt sich fuer Buchen schaedlich aus. So ist anhand der Hydrokulturergebnisse zu belegen, dass bei reinem Ammoniumangebot im Zusammenhang mit NH4-Pools in der Wurzel und im Spross eine nur geringe Biomassenproduktion bei gleichzeitig hoher Absterberate auftritt. Im Freiland sind hohe Ammoniumgehalte in den Feinstwurzeln mit geringen Feinst- und Feinwurzelbiomassen korreliert. Bei ueberwiegendem Ammoniumangebot wird zudem die Speicherkapazitaet fuer Kationen wie Kalium reduziert. Ein Antagonismus zwischen Ammonium und Kalium wird beobachtet, erhoehtes Leaching von Kalium ist die Folge. Ammoniumueberschuss beguenstigt die Bildung von Nitrat-Pools in der Pflanze. In dieser Erscheinung wird letzlich die pflanzenphysiologische Voraussetzung fuer die in Zierenberg festgestellte Kronendachanreicherung von Nitrat gesehen.