Mikrosonden - Analysen zur Ionenaufnahme in Feinstwurzeln von Fichten (Picea abies (L.) Karst.) am Standort und in Modellsystemen

Geesthacht

1992

S. 365-408

zahlr. Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200076420

Der Einfluss verschiedener Faktoren auf die Nährelementaufnahme von Bäumen im Waldökosystem wurde untersucht. In einer Fallstudie wurde die Nährstoffversorgung von Fichten (Picea abies (L.) Karst.) eines 90 bis 120 Jahre alten Bestand des Waldschadensgebietes "Postturm" (Forstamt Farchau/Ratzeburg) analysiert und verglichen mit der von zwei- und dreijährigen Fichten aus Erdkulturen, die als standortnahes Modellsystem dienten. Die Verteilung von Mineralelementen auf zellulärer Ebene wurde an Dünnschnitt - Präparaten mit der Laser - Mikrosonden - Massen-Analyse (LAMMA) bestimmt. Zur quantitativen Elementbestimmung in Bulkproben wurde die optische Emissionsspetrometrie (ICP - OES) eingesetzt. Im Fall zweier unterschiedlich vitaler Altfichten (Schadklasse 0 bzw. 3) wurden mykorrhizierte Feinstwurzeln und der sie umgebende Boden aus drei Bodenschichten entnommen (Tiefe: 0-10cm, 10-30cm, 30-50cm). Wir fanden keine eindeutige Korrelation zwischen dem Elementgehalt der Bodenlösungen, dem Elementgehalt in Bulkproben und der Elementverteilung in den Mykorrhizen. Mit zunehmender Bodentiefe steigt der Al-Gehalt in den Mykorrhizen an. Zellwände im Cortex weisen deutlich höhere Al-Gehalte auf als im primären Xylem. Bulkproben von Mykorrhizen der Fichte mit Schadklasse 3 aus 30-50cm Bodentiefe wiesen niedrigere Elementgehalte für Na, K, Mg und Ca auf als bei Schadklasse 0 aus der gleichen Bodenschicht. Im Gegensatz dazu zeigten Mikrosonden-Analysen in Dünnschnitten aus dem Bereich des sich entwickelnden Xylems dieser Mykorrhizen über den gesamten Querschnitt einen höheren K-Gehalt und einen höheren Mg-Gehalt im Lumen der Cortexzellen. Zwei- und dreijährige Fichten wurden in einem Gewächshaus in einer "Gärtnerei-Normalerde" mit hohem Nährstoffgehalt (=Referenz) und weitere Fichten in zwei Böden des Standortes "Postturm" (Auflage: 0-10cm; Mineralboden: 10-30cm) angezogen. Durch die Kulturbedingungen veränderte sich die Nährstoffsituation in den Standortböden gegenüber den Bedingungen am Naturstandort. Im Vergleich zur Referenz wiesen Dünnschnitte von Mykorrhizen aus der Auflage über nahezu dem gesamten Querschnitt einen erhöhten Al-Gehalt auf, dieser war bei Mykorrhizen aus Mineralboden nochmals deutlich höher. Zur Charakterisierung der Ionenaustauscher-Eigenschaften bzw. der Elementaufnahme von Mykorrhizen wurden die Wurzeln dreijähriger Fichten aus "Gärtnerei-Normalerde"-Kultur in Nährlösungen mit angereicherten stabilen Isotopen (hoch) 25 Mg, (hoch) 41 K und (hoch) 44 Ca inkubiert. In zwei Versuchsserien wurden Markierungslösungen mit unterschiedlichen pH-Werten und unterschiedlichen Al-Konzentrationen eingesetzt. In allen Experimenten konnte die Aufnahme der stabilen Isotope gezeigt werden, jedoch mit deutlichen Unterschieden zwischen K auf der einen und Mg und Ca auf der anderen Seite.